Радіус Землі: відмінності між версіями

[неперевірена версія][неперевірена версія]
Вилучено вміст Додано вміст
Сторінка очищена
Мітки: Очищення очищення сторінки Візуальний редактор
Inna Z (обговорення | внесок)
Скасування редагування № 22427941 користувача 79.142.196.157 (обговорення)
Мітка: Скасування
Рядок 1:
{{переписати}}
{{Картка
|ім'я = Радіус Землі
|назва = Радіус Землі
|зображення = [[Зображення:Sacrobosco-1550-B3r-detail01.jpg|200px]]
|підпис = Ілюстрація 16-го століття Землі з видання 1550 року книги ''[[De sphaera mundi]]'', написаної у 13-му столітті.
|заголовок1 = {{#if:{{{пункт 1|}}}{{{пункт 2|}}}{{{пункт 3|}}} |Необов'язковий заголовок}}
|мітка1 = Загальні позначення
|текст1 = <math>\mathcal{R}^\mathrm N_\mathrm{eE}</math>, <math>R</math>''<sub>⊕</sub>'', <math>R_E</math>
|мітка2 = [[Міжнародна система одиниць (СІ)|Одиниці (СІ)]]
|текст2 = [[Метр]]
|мітка3 = Інші
|текст3 = [[миля]], [[кілометр]]
|мітка4 = [[Основні одиниці SI]]
|текст4 = {{val|6.3781|e=6|u=м}}<ref name = "IAU XXIX">{{cite arXiv |eprint=1510.07674|last1=Mamajek|first1=E. E|title=IAU 2015 Resolution B3 on Recommended Nominal Conversion Constants for Selected Solar and Planetary Properties| last2=Prsa|first2=A|last3=Torres|first3=G|last4=Harmanec|first4=P|last5=Asplund|first5=M|last6=Bennett|first6=P. D|last7=Capitaine|first7=N|last8=Christensen-Dalsgaard|first8=J|last9=Depagne|first9=E|last10=Folkner|first10=W. M|last11=Haberreiter|first11=M|last12=Hekker|first12=S|last13=Hilton|first13=J. L|last14=Kostov|first14=V|last15=Kurtz|first15=D. W|last16=Laskar|first16=J|last17=Mason|first17=B. D|last18=Milone|first18=E. F|last19=Montgomery|first19=M. M|last20=Richards|first20=M. T|last21=Schou|first21=J|last22=Stewart|first22=S. G|class=astro-ph.SR|year=2015|display-authors= 3}}</ref>
|мітка5 = [[Метод аналізу розмірностей|Розмірність]]
|текст5 = <math>[R_E]=\mathrm{d}</math> ([[Відстань]])
}}
'''Радіус Землі''' це [[Відстань|відстань від]] центру [[Земля|Землі]] до її поверхні, яка становить приблизно 6371&nbsp;км. Ця довжина також використовується як одиниця визначення відстані, особливо в [[Астрономія|астрономії]] і [[Геологія|геології]], де вона зазвичай позначається як ''R''<sub>⊕</sub>.
 
: <math>1\ \operatorname{R}_{\oplus }=\text{6378,14}\ \operatorname{km} \approx \text{6,4} \cdot 10^{6}\ \operatorname{m}</math>
 
У цій статті йдеться в основному про сферичну і [[Еліпсоїд|еліпсоїдну]] моделі Землі. Див. про [[Фігура Землі|фігуру Землі]] для детальнішого опису моделей. [[Земля]] лише дуже наближено є [[Сфера|сферичною]], тому немає єдиного значення, що задає її справжній [[радіус]]. Відстань точок на поверхні від центра змінюється в межах від [[#Notable radii|6353&nbsp;км]] до [[#Notable radii|6384&nbsp;км]] (3947–3968&nbsp;миль). Більшість із методів моделювання Землі у вигляді сфери використовують її середній радіус в 6371&nbsp;км.
 
Хоча «радіус» це зазвичай характеристика ідеальної сфери, термін використовується в більш загальному понятті для позначення відстані від «центра» Землі до точки на поверхні ідеальної поверхні, яка моделює Землю. Вона може означати деяке середнє таких відстаней, або радіус сфери, кривизна якої відповідає моделі еліпсоїда для цієї точки.
 
[[Арістотель]], в своїй книзі [[On the Heavens|Про небо]]<ref>Aristotle [[On the Heavens]], Book II 298 B</ref> ще за 350&nbsp;р&nbsp;до&nbsp;н.&nbsp;е., повідомляє, що «математики» здогадуються, що радіус Землі повинен дорівнювати 400&nbsp;000 [[стадій]]. Через неоднозначність, які такі стадії Аристотель мав на увазі, вчені інтерпретували число Аристотеля на різний манер, що було далеко від точного значення<ref>
{{ cite journal
| journal = The Classical Journal
| title = On the Science of the Egyptians and Chaldeans, Part I
| volume = 16
| page = 159
| first = William
| last = Drummond
| year = 1817
}}</ref> і є майже вдвічі більше за правильне значення.<ref>
{{ cite web
| publisher = Encyclopædia Britannica
| year = 1911
| title = Figure of the Earth
| url = http://www.theodora.com/encyclopedia/e/figure_of_the_earth.html
}}</ref> Перший відомий вимір і розрахунок радіусу Землі науковими методами здійснив [[Ератосфен]] приблизно 240&nbsp;р. до н.&nbsp;е. Точність оцінки виконаної Ератосфеном становила від 0,5&nbsp;% до 17&nbsp;%.<ref>
{{ cite web
| publisher = Encyclopædia Britannica
| editors = The Editors of Encyclopædia Britannica
| title = Eratosthenes, the Greek Scientist
| url = https://www.britannica.com/biography/Eratosthenes
| year = 2016
}}</ref> Так само як і у випадку з Аристотелем, неоднозначність в точності його вимірювань залежить від неясності, яке саме значення стадій він використовував.
 
==Загальні відомості==
{{main article|Фігура Землі}}
 
[[Обертання Землі]], внутрішня неоднорідність щільності, і зовнішні [[припливні сили]] є причинами того, що форма Землі має систематичні відхилення від форми ідеальної сфери. Місцева [[Топографія]] збільшує варіації, що призводить до утворення складної поверхні. Людське описання поверхні Землі спрощене по відношенню до реальної. Оскільки, люди створюють моделі для апроксимації характеристик Земної поверхні, здебільшого спираються на найпростішу модель, яка вповільняє конкретним потребам.
 
Кожна з моделей загального вжитку включають в себе деяке поняття геометричного [[радіус|Радіусу]]. Строго кажучи, сфери є єдиними об'ємними фігурами що мають радіус, але більш широке поняття радіуса є звичайним явищем у багатьох областях, включаючи тих, що мають відношення до моделей Землі. Приведено наступний неповний перелік моделей поверхні Землі, упорядкований по мірі їх точності:
* Справжня поверхня Землі;
* [[Геоїд]], що визначається [[Рівень моря|середнім рівнем моря]] в кожній точці справжньої поверхні;В геоїда немає єдиного центру , він змінюється відповідно до місцевих геодезичних умов.
* Еліпсоїд, [[Геодезична референцна система|геоцентричний]] що моделює всю поверхню Землі, або [[Геодезична референцна система|геодезичний]] для заданого регіону;У геоцентричному еліпсоїді, центр еліпсоїда збігається з деяким обчисленим центром землі, і він краще моделює землю як ціле. Геодезичні еліпсоїди краще підходять для регіональної ідіосинкразії геоїда. Частина поверхні еліпсоїда підбирається для заданої області, і в такому випадку центр еліпсоїда зазвичай не збігається із центром мас землі або віссю обертання.
* Сфера.
 
У випадку з геоїдом або еліпсоїдом, фіксована відстань від будь-якої точки моделі до заданого центру називається ''"радіусом Землі"'' або точніше ''"радіусом Землі в даній точці"''. Значення радіусу землі повністю залежить від широти у випадку еліпсоїдної моделі, і майже так само у геоїда. Також досить часто будь-який середній радіус сферичної моделі може називатися ''"радіусом землі"''. Якщо розглядати справжню поверхню Землі, то навпаки, у цьому випадку не прийнято звертатися до поняття "радіус", оскільки там це не має практичного значення. Швидше, висота над рівнем моря буде кориснішою.
 
Незалежно від моделі, будь-який їх радіус знаходиться між полярним мінімумом, що становить приблизно 6357&nbsp;км і екваторіальним максимумом в 6378&nbsp;км (3950 - 3963&nbsp;миль). Оскільки, Земля відрізняється від ідеальної сфери лише на третю процента, це робить модель сфери справедливою в багатьох контекстах і виправдовує термін "радіус Землі".
 
===Фізика деформації Землі===
Через обертання планети її форма наближується до ''[[Сфероїди|сплющеного еліпсоїда]]/сфероїда'', що має випуклість в зоні [[Екватор|екватора]] і сплющення на [[Північний полюс|Північному]] і [[Південний полюс|Південному полюсах]], так що ''екваторіальний радіус'' {{mvar|a}} є більшим за ''полярний радіус'' {{mvar|b}} приблизно на {{mvar|q}}. ''Константа сплюснутості'' {{mvar|q}} задається наступним чином
:<math>q=\frac{a^3 \omega^2}{GM}\,,</math>
де {{mvar|ω}} — [[Кутова частота|кутова частота]], {{mvar|G}} — [[Гравітаційна стала|гравітаційна стала]], і {{mvar|M}} — маса планети. Для Землі {{math|{{sfrac|1|''q''}} ≈ 289}}, що є близьким до виміряного інверсного [[flattening|сплющення]] {{math|{{sfrac|1|''f''}} ≈ 298.257}}. Крім того, випуклість довкола екватора показує невеликі варіації. Опуклість зменшувалася, але починаючи з 1998 року збільшувалася, ймовірно через перерозподіл водних океанських мас під впливом течій.<ref>[http://www.gsfc.nasa.gov/topstory/20020801gravityfield.html Satellites Reveal A Mystery Of Large Change In Earth's Gravity Field ], Aug. 1, 2002, [[Goddard Space Flight Center]]. {{webarchive |url=https://web.archive.org/web/20100428205036/http://www.gsfc.nasa.gov/topstory/20020801gravityfield.html |date=April 28, 2010 }}</ref>
 
Неоднорідність [[Густина|щільності]] і товщини [[Земна кора|земної кори]] приводить до гравітаційних відмінностей по всій поверхні землі, а також до часових змін, тому середній рівень моря відрізняється від еліпсоїда. Різницею є ''висота [[Геоїд|геоїда]]'', що є додатною над або ззовні еліпсоїда, від’ємною нижче або всередині еліпсоїда. Варіація висоти геоїда становить менше ніж 110 м для Землі. Висота геоїда може раптово змінюватися внаслідок землетрусів (такого як [[Землетрус в Індійському океані (2004)|Суматра-Андаманский землетрус]]) або зменшення льодового покрову (в [[Ґренландія|Ґренландії]]).<ref>[http://www.spaceref.com/news/viewpr.html?pid=18567 NASA's Grace Finds Greenland Melting Faster, 'Sees' Sumatra Quake], December 20, 2005, [[Goddard Space Flight Center]].</ref>
 
Не всі деформації відбуваються в середині Землі. Сила тяжіння Місяця і Сонця приводять до хвилеподібних рухів поверхні Землі в конкретній точці на десятки метрів впродовж близько 12-годинного періоду (див. [[Приплив Землі|приплив Землі]]).
 
==Глобальні середні радіуси==
За допомогою сфери Землю можна моделювати різними способами. Різні радіуси наведені в цьому розділі використовують нотацію і розміри для Землі отримані із еліпсоїда [[WGS-84]]<ref name=tr8350_2>http://earth-info.nga.mil/GandG/publications/tr8350.2/wgs84fin.pdf</ref>, а саме
 
:{{mvar|a}} = Екваторіальний радіус (6378,1370 км)
:{{mvar|b}} = Полярний радіус (6356,7523 км)
 
===Середній радіус===
[[File:WGS84_mean_Earth_radius.svg|thumb|Екваторіальний (''a''), полярний (''b'') і середній радіус Землі, як визначено в ревізії [[Світова геодезична система|світової геодезичної системи]] 1984 року.]]
В геодезії, [[Міжнародна спілка геодезичних і геофізичних наук]] визначає середній радіус (що позначають як {{math|''R''<sub>1</sub>}}) таким, що дорівнює<ref name="Moritz">Moritz, H. (1980). ''Geodetic Reference System 1980'', by resolution of the XVII General Assembly of the IUGG in Canberra.</ref>
:<math>R_1 = \frac{2a+b}{3}\,\!</math>
Для землі, середній радіус становить 6371,0088 км.<ref name="Moritz2000">{{cite journal |last=Moritz |first=H. |authorlink= |coauthors= |date=March 2000 |title=Geodetic Reference System 1980 |journal=Journal of Geodesy |volume=74 |issue=1 |pages=128–133 |doi=10.1007/s001900050278 |url=http://www.springerlink.com/content/0bgccvjj5bedgdfu/about/ |accessdate= |quote= |bibcode = 2000JGeod..74..128. }}</ref>
 
В астрономії, [[Міжнародний астрономічний союз]] визначає ''номінальний екваторіальний радіус Землі'' як <math>\mathcal{R}^\mathrm N_\mathrm{eE}</math>, який за визначено в 6378,1 км.<ref name = "IAU XXIX"/>{{rp|3}} ''Номінальний полярний радіус Землі'' визначено як <math>\mathcal{R}^\mathrm N_\mathrm{pE}</math> = 6356,8 км. Ці значення відповідають нульовому радіусу припливу. Номінальним значенням може використовуватися Екваторіальний радіус, якщо не має потреби явним чином застосовувати полярний радіус.<ref name = "IAU XXIX"/>{{rp|4}}
 
== Примітки ==
{{reflist}}
 
== Див. також ==
* [[Маса Землі]]
 
{{Одиниці довжини в Астрономії}}
[[Категорія:Земля]]
[[Категорія:Одиниці довжини]]