что такое полярный радиус
Расстояние от Северного полюса до Южного, или арифметика плюс география
Географическое понятие полюса означает некую точку на поверхности Земли, через которую проходит воображаемая ось планеты.
Загадки полюсов
Географическое положение полюсов понимают условно в связи с тем, что ось вращения планеты стремится к перемещению, соответственно, ежегодно смещаются и полюса относительно предыдущей точки местоположения.
Помимо географических полюсов существуют:
На фото группа людей встала вокруг Северного полюса, почти взявшись за руки. Можно ли так же, взявшись за руки, измерить расстояние между Северным и Южным полюсом? Ответ ищите дальше по тексту.
Ниткой по меридиану
В Северном и Южном географических полюсах сходятся все меридианы. Они определяют в градусах местоположение какой-либо географической точки относительно Северной и Южной долготы. На полюсах долготы нет. Параллели показывают расположение любой точки относительно восточной и западной широты и тоже измеряются в градусах.
Но, шутки в сторону, а можно еще измерить меридиан (или расстояние от Северного полюса до Южного) с помощью толстой нитки и точной линейки.
Для этого надо обязательно знать масштаб глобуса, по которому будете проводить замеры:
Умножьте длину нитяного меридиана на масштаб, полученное расстояние составит около 20 005. км. Это и есть расстояние от Северного полюса до Южного на вашем глобусе, но в натуральную величину.
Полярный радиус сферы
Тем не менее для решения навигационных задач при работе с мелкомасштабными картами Землю условно принимают за сферу или шар.
Самый кратчайший путь от полюса к полюсу пройдет по прямой линии через центр Земли. Чтобы его вычислить, надо произвести следующие действия:
Это и есть кратчайшее расстояние от Северного полюса до Южного, вычисленное с помощью условной земной оси.
Эпоха рекордов или открытий
Какие бы континенты человек не покорил, какие бы моря и океаны не пересек, он обязательно найдет новые задачи в познании Земли.
СОДЕРЖАНИЕ
Вступление
Физика деформации Земли
Не все деформации происходят внутри Земли. Гравитационное притяжение Луны или Солнца может вызвать изменение поверхности Земли в данной точке на десятые доли метра в течение почти 12-часового периода (см. Земной прилив ).
Радиус и местные условия
С учетом местных и переходных влияний на высоту поверхности, значения, определенные ниже, основаны на модели «общего назначения», уточненной с максимальной точностью в пределах 5 м (16 футов) от высоты опорного эллипсоида и с точностью до 100 м (330 футов). среднего уровня моря (без учета высоты геоида).
Таким образом, местные вариации ландшафта не позволяют определить единственный «точный» радиус. Можно только принять идеализированную модель. Со времени оценки Эратосфена было создано множество моделей. Исторически эти модели основывались на региональной топографии, давая наилучший опорный эллипсоид для исследуемой территории. По мере того, как спутниковое дистанционное зондирование и особенно Глобальная система определения местоположения приобрели значение, были разработаны настоящие глобальные модели, которые, хотя и не так точны для региональных исследований, лучше всего приближают Землю в целом.
Экстремумы: экваториальный и полярный радиусы
Значение экваториального радиуса определено с точностью до 0,1 м в WGS-84. Значение полярного радиуса в этом разделе было округлено до ближайших 0,1 м, что, как ожидается, будет подходящим для большинства применений. Обратитесь к эллипсоиду WGS-84, если требуется более точное значение его полярного радиуса.
Радиусы в зависимости от местоположения
Геоцентрический радиус
Геоцентрической радиус это расстояние от центра Земли до точки на поверхности сфероида на геодезической широты ф :
Геоцентрические радиусы экстремумов на эллипсоиде совпадают с экваториальным и полярным радиусами. Они являются вершинами эллипса и также совпадают с минимальным и максимальным радиусами кривизны.
Радиусы кривизны
Основные радиусы кривизны
Меридиональный
В частности, в меридиональной радиус Земли кривизны (в (север-юг) меридиане направление) на ф является:
Prime вертикальный
Если одна точка появилась точно к востоку от другой, можно найти приблизительную кривизну в направлении восток-запад.
Б. Р. Боуринг дает геометрическое доказательство того, что это перпендикулярное расстояние от поверхности до полярной оси.
Особые ценности
В меридиональном радиусе Земли кривизны на экваторе равен меридиан пола-LATUS прямой кишки :
б 2 / а = 6335,439 км
В полярный радиус Земли кривизны (либо меридиональном или прайм-вертикали) составляет:
Вывод
Основные искривления являются корнями уравнения (125) в:
где в первой фундаментальной форме для поверхности (уравнение (112) в):
во второй фундаментальной форме для поверхности (Уравнение (123) в):
а главные радиусы кривизны равны
Первый и второй радиусы кривизны соответствуют, соответственно, меридиональному и первично-вертикальному радиусам кривизны Земли.
Комбинированные радиусы кривизны
Азимутальный
Азимутальный радиус кривизны Земли вдоль курса по азимуту (измеренному по часовой стрелке с севера) α на φ определяется по формуле кривизны Эйлера следующим образом:
Ненаправленного
Можно комбинировать главные радиусы кривизны, указанные выше, ненаправленным образом.
В земной средний радиус кривизны на широте ф является:
р м знак равно 2 1 M + 1 N <\ displaystyle R _ <\ mathrm 
Глобальные радиусы
Землю можно смоделировать как сферу во многих отношениях. В этом разделе описаны распространенные способы. Для различных радиусов, полученных здесь, используются обозначения и размеры, указанные выше для Земли, полученные из эллипсоида WGS-84 ; а именно,
Сфера является грубым приближением сфероида, который, в свою очередь, является приближением геоида, единицы измерения здесь указаны в километрах, а не в миллиметрах, подходящих для геодезии.
Номинальный радиус
Среднее арифметическое радиус
Множитель два объясняет двухосную симметрию сфероида Земли, специализацию трехосного эллипсоида. Для Земли средний арифметический радиус составляет 6 371,0088 км (3 958,7613 миль).
Ауталический радиус
Для Земли автоматический радиус составляет 6 371,0072 км (3 958,7603 миль).
Объемный радиус
Для Земли объемный радиус равен 6,371,0008 км (3,958,7564 мили).
Радиус выпрямления
Радиус выпрямления эквивалентен среднему меридиональному значению, которое определяется как среднее значение M :
Для пределов интегрирования [0, π / 2 ], интегралы для радиуса выпрямления и среднего радиуса дают один и тот же результат, который для Земли составляет 6 367,4491 км (3 956,5494 миль).
Среднее меридиональное значение хорошо аппроксимируется средним полукубическим значением двух осей,
около 6367,445 км (3956,547 миль), также можно использовать.
Топографические радиусы
Топографические крайности
Топографическое глобальное среднее
Производные величины: диаметр, окружность, длина дуги, площадь, объем.
Диаметр Земли просто вдвое больше радиуса Земли; например, экваториальный диаметр (2 a ) и полярный диаметр (2 b ). Для эллипсоида WGS84 это соответственно:
Опубликованные значения
В этой таблице приведены принятые значения радиуса Земли.
История
Естествознание.ру
Планета Земля
Земля невероятно красива и разнообразна. Она кажется нам настолько родной и привычной, что порой мы даже не осознаем ее уникальности. Наша планета — единственное астрономическое тело в обозримой Вселенной, где зародилась и существует жизнь. Ученые до сих пор пытаются найти ответ на вопрос, когда и почему это произошло именно на Земле.
История Земли не единственное, что увлекает людей уже много лет. С развитием человечества росло и желание исследовать неизвестные части мира. Оно породило волну открытий, благодаря которым состоялся грандиозный прорыв в познаниях о планете, были описаны новые материки, острова, океаны, произошел кардинальный переворот в привычных представлениях о мире. Казалось бы, сегодня на Земле не осталось места для географических открытий, но в мире по-прежнему обнаруживаются новые виды, уникальные природные образования, новые свидетельства прошлого.
Вместе с освоением планеты вскрылась и ее уязвимость. Появившись на Земле, человек стал переделывать все вокруг под себя. Возводил города, чтобы жить с комфортом, возделывал поля, чтобы не голодать, строил заводы, чтобы производить удобные вещи. Люди беспрерывно изменяют мир, чтобы сделать его богаче и безопаснее, а он, к сожалению, становится все опаснее и беднее. В наши дни Земля по-прежнему нуждается в изучении, только теперь первостепенно не открытие чего-то неизвестного, а поиск оптимальных отношений между Землей и человеком.
Форма и размеры Земли
Традиционно принято считать, что Земля имеет форму шара. Однако это не совсем так.
Первые исследователи считали, что Земля плоская и представляет собой диск, плавающий на поверхности воды. Их взгляды кардинально изменил Аристотель, который не просто предположил, что наша планета круглая, но и доказал это. Сегодня для простоты Землю также называют шаром. Однако не секрет, что из-за вращения вокруг своей оси и возникающей при этом центробежной силы наша планета не может иметь абсолютно шарообразную форму.
Параметры Земли
Соотношение размеров Солнца, Земли и других планет Солнечной системы
Земля — эллипсоид?
Первоначально предполагалось, что Земля имеет форму эллипсоида — она несимметрична и сплюснута у полюсов. Подтверждением этому служит тот факт, что экваториальный радиус на 21,4 км больше, чем расстояние от центра Земли до полюсов (полярный радиус). Кроме того, более точные измерения показали, что расстояние от экватора до Северного полюса меньше, чем до Южного.
Наглядная разница между шаром и эллипсоидом
А может, все-таки геоид?
Эллипсоид (как и шар) — идеальная форма, которую в действительности Земля не может иметь. Данная форма удобна для проведения математических расчетов, поэтому часто используется. Реальная же форма Земли далека от эталона. Она определяется неровностями рельефа материков и океанического дна, такими как впадины и возвышенности, и называется геоидом (что в переводе с греческого языка означает «землеподобный»).
Сравнение поверхностей. Геоид — форма Земли, полученная мысленным продолжением поверхности Мирового океана под континентами
Движение Земли
Сквозь бескрайние просторы Вселенной, среди бесчисленного множества звезд мчится планета, которую мы называем своим домом, — Земля. Нам она кажется необъятным миром, но это лишь иллюзия. В суматохе дней мы редко всматриваемся в небо и не осознаем, что в необозримой пустоте космоса наша планета не более чем песчинка, на которой возникло чудо жизни.
Земля — космическое тело, а мы — космонавты, совершающие длительный полет вокруг Солнца и бороздящие, не думая о том, просторы Вселенной. На протяжении веков люди пытались выяснить, что из себя представляет этот «космический корабль», пассажирами которого они стали. Какой он формы, с какой скоростью мчится? Благодаря человеческому любопытству, упорству исследователей, а затем и научно-техническому прогрессу сегодня почти на все вопросы о Земле у нас есть точные ответы.
Земля, как и другие планеты солнечной системы, находится в постоянном движении. Движение — это жизнь. Данное утверждение справедливо не только для человека, но и для нашей планеты. Каждую секунду мы перемещаемся в космическом пространстве со скоростью около 30 км/с, совершая не одно, а несколько типов движения.
Два основных типа движения Земли и их следствия: а) осевое вращение; б) орбитальное вращение.
Осевое вращение
Первое и наиболее ощутимое для нас — движение Земли вокруг своей оси. День сменяет ночь, а ночь сменяет день, обеспечивая бесконечное течение времени. Наверное, каждый человек хотя бы раз в жизни хотел, чтобы в сутках было больше чем 24 ч, ведь их не всегда хватает на запланированные дела. Оказывается, времени и того меньше! Полный оборот вокруг своей оси Земля совершает за 23 ч 56 мин 4,1 с.
Земля вращается вокруг своей оси с запада на восток
Движение Земли вокруг своей оси во многом напоминает запущенный волчок, ось которого при постепенном замедлении начинает описывать в пространстве конусы. Перемещаясь в космическом пространстве, подобные действия совершает и земная ось, что с течением времени неизбежно приводит к изменению координат светил на звездном небе. Полный цикл земной прецессии составляет около 25 800 лет.
Орбитальное вращение
Второй тип движения — вращение вокруг Солнца. Его наша планета совершает не по строго круговой орбите, а по слегка вытянутой в форме эллипса. Самая близкая к нашему светилу точка земного пути называется перигелием, а самая дальняя — афелием. В афелии мы находимся в июле, а в перигелии — в январе. Земля парит в пространстве не строго перпендикулярно своей орбите, а под наклоном, равным 23,5°. Наклон земной оси и орбитальное вращение обеспечивают неравномерный нагрев поверхности планеты в течение года, из-за чего происходит смена времен года.
Если рассматривать движения Земли в космических масштабах, то можно заметить, что в этих периодах нет круглых чисел, к которым мы привыкли. Например, звездный год — точное время оборота Земли вокруг Солнца — составляет 365 сут. и 6 ч. Лишние шесть часов мы отбрасываем в течение трех лет. Впоследствии они накапливаются и добавляются к каждому четвертому году, который называется високосным.
Схема движения Земли вокруг Солнца
Наша планета движется не только вокруг Солнца, но и вместе с ним. Ежесекундно Солнечная система преодолевает огромные световые расстояния вокруг общего центра Млечного Пути. Как это движение влияет на Землю, до конца не изучено. Полный галактический год составляет около 280 млн лет.
Как определили радиус Земли
Радиус Земли — это длина от её центра до некой точки. Но тут прослеживается интересный момент.
Начнём с определения, что такое радиус и для чего он нужен. Ну здесь всё довольно просто. Радиусом называют отрезок, который соединяет центр окружности с лежащей на ней точкой. То есть это длина данного отрезка. К тому же, он равный половине диаметра.
Размеры земли
Каким может быть радиус Земли
На данный момент различают:
А как известно, различают Северный и Южный полюса. По данным учёных, он равен 6356,8 км. Как видно, его длина меньше предыдущего. Очевидно, что это связано с формой Земли.
Как известно, наша планета не идеально округлая по форме, а немного приплюснута у полюсов. Поэтому на экваторе наблюдается выпуклость, которая и приводит к увеличению дистанции от одной точки до другой. Как раз этим и объясняется различие между рассматриваемыми дистанциями.
Линия экватора
Однако учёные определили средний радиус Земли. И он составляет 6371 км.
В итоге, отвечая на вопрос: чему равен радиус Земли, можно руководствоваться средним значением. Либо будет правильнее уточнить, что существует две разные длины этой характеристики планеты.
Также важно подметить, что радиус Земли рассчитывается, главным образом, в километрах.
История измерения
Безусловно, своей планетой люди интересовались ещё в древности. Помимо того, что они наблюдали за всем, что происходит вокруг неё, также проводились исследования и изучение Земли.
Ученые
Древние египтяне обратили внимание, что в дни летнего солнцестояния солнечные лучи проникали на дно колодцев в Сиене (старый город Египта). Однако в это же самое время, например, в Александрии такое не наблюдали.
Этот факт использовал Эратосфен Киренский для определения угла, под которым Солнце находилось относительно Земли. Таким образом он установил, что данный угол равен 7 градусов 12 минут, или 1/50 часть окружности.
На основании полученного результата, учёный сделал вывод, что Сиена находится от Александрии на это значение. Так как географическое расстояние было 5 тысяч стадиев, значит земная окружность составляла 250 тысяч стадиев.
Но до сих пор непонятно, какие стадии применял Эратосфен. Потому как греческое значение подразумевает 178 метров, а например, египетское — 172,5 метров. Несмотря на это, его определение близко к современным подсчётам. Что разумеется, очень потрясает.
Полторы тысяч лет назад, все знали что Земля была центром вселенной. Пятьсот лет назад, все знали что Земля плоская, а пятнадцать минут назад, ты знал что люди были единственными на этой планете. Представь что ты будешь «знать» завтра.
Форма и радиус Земли
Уже в древности были версии о неидеальной форме планеты.
Другие учёные также пытались измерить радиус Земли. К примеру, Жан Рише наблюдал за Марсом из Кайенны. Он заметил уменьшение периода движения секундного маятника в отличие от парижского наблюдения. Что является подтверждением уменьшения силы тяготения на экваторе. Что, в свою очередь, показывало на то, что земная форма не идеальная окружность.
Также многие другие пытались разобраться с тем, как выглядит наша планета. Потому что от этого напрямую зависит радиус и диаметр Земли.
Стоит отметить, одно из самых важных градусных измерений. Его провёл В. Я. Струве. В основе работы лежит измерение дуги от Дуная до Финляндии. Она проходила по западной стороне России.
Между прочим, длина дуги была более 2800 км. Кроме того, её охват составил свыше 25 градусов, а это 1/14 часть всей планетной окружности.
Василий Яковлевич Струве (1793-1864)
Бесспорно, за всё время люди прилагали массу усилий и попыток определить все характеристики Земли. Сегодня мы знаем больше, чем когда-либо. Более того, мы определили, что радиус Земли в среднем составляет 6371 км. Помимо этого современная наука выяснила диаметр, радиус орбиты, расстояние от Земли до других небесных тел и многое другое.
Мы постепенно, хоть и медленно, разгадываем вселенские задачи и секреты.
Планета Земля
Форма, размеры и движения Земли
1. Какие планеты входят в состав Солнечной системы?
2. На какие группы можно разделить планеты Солнечной системы?
3. Чем планета отличается от звезды?
1. Кто такой Исаак Ньютон и какой вклад в географическую науку он внёс. 2. Каковы размеры Земли.
3. Что такое полюс и экватор.
4. в каких видах движения участвует Земля и каковы географические следствия этих движений.
5. Почему в сутках 24 часа и почему бывает високосный год.
могла ли Земля иметь иную форму, нежели форму шара?
Форма Земли
В XVII веке английский физик Исаа́к Нью́тон с помощью сложных вычислений установил, что форма Земли действительно близка к шарообразной. Однако правильным шаром наша планета не является. Она слегка приплюснута у полюсов. Такую форму называют эллипсо́идом (рис. 10).
Размеры Земли
Если сравнить Землю с другими планетами Солнечной системы, то окажется, что по своим размерам наша планета занимает пятое место из восьми планет. Каков радиус Земли? Сколько же это в километрах? Из курса математики вам известно, что такое радиус. Радиус Земли — это расстояние от её центра до поверхности. Поскольку Земля приплюснута у полюсов, принято указывать два её радиуса: экваториальный и полярный. Экваториальный радиус — это расстояние от центра планеты до экватора, а полярный — от центра планеты до её полюса (рис. 10). Обратите внимание, что значения радиусов разные. Вы видите, что Земля приплюснута совсем чуть- чуть — всего на 22 км. Глобус имеет шарообразную форму, и разность радиусов Земли при его изготовлении не учитывается. Так что в дальнейшем мы будем называть нашу планету шаром, хотя, конечно, будем помнить, что на самом деле это не совсем так. Нетрудно вычислить средний радиус Земли. Он составляет 6367 км.
Что касается окружности земного шара, то вы уже знаете, что по экватору она составляет 40 075 км.
Земля имеет форму эллипсоида — шара, приплюснутого у полюсов. Экваториальный радиус Земли больше полярного на 22 км.
Движения Земли
Планета наша движется в пространстве. Она одновременно совершает два движения. Первое — движение Земли вокруг своей оси. По-другому оно называется су́точным или осевы́м. Земля вращается вокруг своей оси, поворачиваясь к Солнцу то одной, то другой стороной. Полный оборот вокруг своей оси Земля совершает за 24 часа, или за сутки. Суточное вращение задаёт ритм бодрствования и сна всем обитателям нашей планеты. Второе — движение вокруг Солнца. Его ещё называют годовы́м или орбита́льным.
Орбита Земли — это линия, вдоль которой Земля движется вокруг Солнца. Время, в течение которого Земля совершает полный оборот вокруг Солнца, называется годом.
Продолжительность года составляет 365 суток и ещё почти 6 часов. За четыре года эти дополнительные 6 часов складываются в ещё одни сутки. Именно поэтому каждые четыре года в самом коротком месяце года — феврале не 28, а 29 дней, а в году не 365 дней, а 366. Такой год называется високо́сным.