地球不是个正球体
有关地球形状的问题,古今都有学者在从事研究。世界上第一个提出地 球为球形者,是公元前 6 世纪古希腊的大学者毕达哥拉斯,他从世间最完美 的东西是球体这一观念出发,用演绎法推测出大地应为球形这一概念。中国 早在战国时期(公元前 475~前 221 年),哲学家惠施也独立提出过地球为 球形的看法。
1522 年 9 月,当麦哲伦的船队首次完成了环球一周的航行后, 地球为球体的这一观点谁也不会再怀疑了。现在,通过宇宙飞行器所拍到的 整个地球球形照片资料,更使人们对地球的球体形状深信不疑。 既然,人类已从宇宙飞行器所拍的地球照片确认了地球为圆球体的事 实。那么,为什么还要提出地球的形状并不是正球体的问题呢?地球的形状 究竟是个什么样? 不错,人们所看到宇宙飞行器所拍的地球形状照片,确实滚圆。但是, 这是从数千公里外的远距离拍摄的远照,由于地球实体非常庞大,纵使表面 有什么坑坑洼洼,或者它的直径在某些方向有什么伸缩变化,但和整个地球 这个庞然大物相比,却微乎其微了,在照片上是很难用肉眼看出其表面有什 么起伏的。然而,地球是一个在不停地自转中的天体,自转速度加快时,必 然会产生较大的惯性离心力,使地球在赤道方向上,半径要比其极地区更多 的伸长,因而地球不可能是正圆球形,而应是旋转椭球形。即球心至两极的 半径,要短于它至赤道的半径。赤道是个正圆,极圈是个椭圆,这种地球为 旋转椭球,而不是正圆球形的理论,早在 17 世纪末,牛顿从理论上即已说明。 19 世纪,经过较精密的测量,证实赤道也非是正圆,也是椭圆,直径长 短也有不同,即在赤道面上,东经 15°~西经 165°为长轴,东经 105°~ 西经 75°为短轴,长短轴相差 430 米,赤道椭圆的扁率约为 1/91827。所以 地球乃是个三轴球形了。
人造卫星上天后,人们通过人造卫星进一步观测,并经过计算得知,地 球的南北两半球也是不对称的,北极椭球凸出 18.9 米,南极凹进 25.8 米。 从赤道至北纬 45°地带,还有凹陷;从赤道至南纬 60°地带尚有凸出。实际 上,在地球洋面,至少还有较凸起区和凹陷区各三处。 整个地球的形状,从通过两极,垂直于赤道平面的断面来看,像个“梨 形”。或者说,更像个梨状的旋转体。 为了便于计算和实用方便,目前,人们是采用一种经过人造卫星测量、 校正过的极直径和赤道,所构成的旋转椭球体(旋转轴为极直径),作为实 用的球体。这种球体也叫“参考椭球体”。1979 年,国际大地测量和地球物 理联合会决定,从 1980 年开始,采用新的椭球体参数为: 地球的赤道半径 a=6378137 米; 地球的极半径 b=6356752 米; 地球的扁率 f= a b a - =1/298.257; 地球的赤道周长=40075.7 公里。
1522 年 9 月,当麦哲伦的船队首次完成了环球一周的航行后, 地球为球体的这一观点谁也不会再怀疑了。现在,通过宇宙飞行器所拍到的 整个地球球形照片资料,更使人们对地球的球体形状深信不疑。 既然,人类已从宇宙飞行器所拍的地球照片确认了地球为圆球体的事 实。那么,为什么还要提出地球的形状并不是正球体的问题呢?地球的形状 究竟是个什么样? 不错,人们所看到宇宙飞行器所拍的地球形状照片,确实滚圆。但是, 这是从数千公里外的远距离拍摄的远照,由于地球实体非常庞大,纵使表面 有什么坑坑洼洼,或者它的直径在某些方向有什么伸缩变化,但和整个地球 这个庞然大物相比,却微乎其微了,在照片上是很难用肉眼看出其表面有什 么起伏的。然而,地球是一个在不停地自转中的天体,自转速度加快时,必 然会产生较大的惯性离心力,使地球在赤道方向上,半径要比其极地区更多 的伸长,因而地球不可能是正圆球形,而应是旋转椭球形。即球心至两极的 半径,要短于它至赤道的半径。赤道是个正圆,极圈是个椭圆,这种地球为 旋转椭球,而不是正圆球形的理论,早在 17 世纪末,牛顿从理论上即已说明。 19 世纪,经过较精密的测量,证实赤道也非是正圆,也是椭圆,直径长 短也有不同,即在赤道面上,东经 15°~西经 165°为长轴,东经 105°~ 西经 75°为短轴,长短轴相差 430 米,赤道椭圆的扁率约为 1/91827。所以 地球乃是个三轴球形了。
人造卫星上天后,人们通过人造卫星进一步观测,并经过计算得知,地 球的南北两半球也是不对称的,北极椭球凸出 18.9 米,南极凹进 25.8 米。 从赤道至北纬 45°地带,还有凹陷;从赤道至南纬 60°地带尚有凸出。实际 上,在地球洋面,至少还有较凸起区和凹陷区各三处。 整个地球的形状,从通过两极,垂直于赤道平面的断面来看,像个“梨 形”。或者说,更像个梨状的旋转体。 为了便于计算和实用方便,目前,人们是采用一种经过人造卫星测量、 校正过的极直径和赤道,所构成的旋转椭球体(旋转轴为极直径),作为实 用的球体。这种球体也叫“参考椭球体”。1979 年,国际大地测量和地球物 理联合会决定,从 1980 年开始,采用新的椭球体参数为: 地球的赤道半径 a=6378137 米; 地球的极半径 b=6356752 米; 地球的扁率 f= a b a - =1/298.257; 地球的赤道周长=40075.7 公里。
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