地球重力场分布规律

第四章 地球的正常重力场重力测量结果表明，地球在其表面上的重力分布是有规律的；总的说来，它由赤道向两极逐渐增加，由赤道上的978Gal 逐渐增加到两极的983Gal 。

在大地测量中，参数合适的旋转椭球是地面点坐标的参考架，当参考椭球选定后，大地水准面相对参考椭球面的起伏不超过110m ，起伏只占参考椭球赤道半径的2×10-6。

因而自然想到，用质量等于地球总质量、以地球自转角速度绕其极半径旋转的旋转椭球来模拟真实地球，用这种地球模型（正常场地球模型），在其表面上和外部空间产生的重力场称为地球的正常重力场。

当正常场地球模型在地球内部定位后，地球的重力场可以分解为两部分，一部分是正常场地球模型在该点产生的重力场，第二部分为真实地球与正常场地球模型的密度分布不同在该点产生的重力场；前者称为地球在该点产生的正常重力场，后者称为地球在该点产生的重力异常场。

重力测量结果表明，当正常场地球模型选择合适后，大地水准面上的重力异常场不超过150 mGal ，约占地球正常重力场的1×10-4~2×10-4。

地球的重力异常场虽只占地球重力场的万分之一二，但它却包含了有关地球内部结构和大地水准面形状的重要信息，因而研究地球重力异常场空间分布规律以及它们与地球内部结构和大地水准面形状之间的关系已成为重力测量的重要目的之一。

根据第三章的结果，本章给出正常场地球模型在旋转椭球面上产生的重力、正常重力位二次导数张量以及它在其外部空间产生的大地位球函数展开系数。

4.1 旋转椭球的几何参数引入笛卡尔直角坐标系123Ox x x ，坐标原点O 置于旋转椭球的中心，3Ox 沿其极半径，12Ox x 在其赤道平面内，则旋转椭球面的方程为其子午椭圆的方程为其中a 、c 分别为旋转椭球的赤道半径和极半径，它们是决定旋转椭球形状的两个几何参数。

考虑到参考椭球的赤道半径a 和极半径c 相差很小，其扁率 约为3×10-3量级，因而参考椭球的子午椭圆与圆非常接近，为了讨论问题方便，对子午椭圆常引入下面几个几何参数：子午椭圆的扁率α、第一偏心率e、第二偏心率'e有下述关系如图4.1.1所示，OA与Ox轴之间的角度0ϕ为A点的地心纬度，A点子午椭圆的法线与Ox轴之间的角度B称为A点的大地纬度，因为子午椭圆与圆非常接近，A点的地心纬度和大地纬度相差很小，其差约为子午椭圆扁率的量级。

重力场1. 引言重力场是一种物质或物体所产生的引力作用的区域。

它是一种基本物理现象，在我们的日常生活中无处不在。

从牛顿的引力定律到爱因斯坦的广义相对论，人们对重力场的研究已经取得了重大的成果。

本文将介绍重力场的定义、性质和应用。

2. 定义重力场可以被定义为物质或物体所产生的引力力场。

根据牛顿的引力定律，两个物体之间的引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。

因此，重力场可以被描述为质点在空间中引起的引力作用。

3. 特性重力场具有以下特性：3.1 范围无限重力场的范围是无限的，尽管引力的强度会随着距离的增加而减弱。

这意味着即使两个物体之间的距离非常远，它们之间仍然存在着引力作用。

3.2 强度与质量相关根据牛顿的引力定律，重力场的强度与物体的质量成正比。

较大质量的物体将产生较强的重力场，而较小质量的物体将产生较弱的重力场。

3.3 引力方向向心重力场的引力方向指向重力源的中心。

这意味着较小质量的物体将被较大质量的物体吸引，并向重力源靠近。

4. 应用重力场在许多领域都有广泛的应用，包括天文学、航空航天和地质学等。

4.1 天文学天体物理学家使用重力场的概念来研究星体之间的关系。

通过测量和计算重力场，他们可以推断出一颗星球或行星的质量、形状和运动方式。

4.2 航空航天在航空航天工程中，重力场的理解对于设计太空飞行器和轨道计划至关重要。

科学家们考虑重力场的影响来预测和调整飞行器的轨道，并使用重力助推来节省燃料和能源。

4.3 地质学地质学家使用重力场来研究地球内部的结构和组成。

通过测量地球表面上的重力场强度变化，他们可以推断出地下的岩石和矿石的分布情况。

5. 结论重力场是一个基本物理现象，对我们的日常生活和科学研究具有重要意义。

本文介绍了重力场的定义、特性和应用领域。

通过深入了解重力场的工作原理，我们可以更好地理解宇宙的运作和地球的构造。

希望本文能为读者对重力场有更全面的认识。

地球重力场地球重力场：在地球内部及其附近存在重力作用的空间。

重力场强度:单位质量的物体在重力场中所受的重力( =G/m )重力加速度g=G/m重力加速度在数值上(包括方向)等于单位质量所受的重力，也就是等于重力场强度。

重力加速度重力重力场强度重力勘探所提的重力都是指重力加速度或重力场强度。

重力(重力加速度)单位在CGS单位制(克、厘米、秒)：“cm/s2”，“伽”或“Gal”1 cm/s2 = 1 Gal在SI单位制(千克、米、秒)：“m/s2”，“g.u.”1 m/s2 = 106 g.u.重力的变化包括随不同测点位置的空间变化以及同一测点的重力随时间的变化。

空间上:9地球形状、地形：引起约6万g.u. 的变化；9地球自转：重力有3.4万g.u. 的变化;9地下物质密度分布不均匀：能达到几千g.u.变化9人类的历史活动遗迹和建筑物等时间上：9潮汐变化：太阳、月亮等天体引力引起的重力的周期性变化，其大小可达 3 g.u.9非潮汐变化：地球形状的变化和地下物质运动等引起的非周期性变化，其变化大小一般不超过 1 g.u.海水每天有两次涨落运动，其中早晨出现的潮涨称为潮，晚上出现的潮落称为汐，总称潮汐。

地球上海潮涨落主要是由月球还是太阳引起的？月球和太阳对地球的引力不但可以引起地球表面流体的潮汐（如海潮、大气潮），还能引起地球固体部分的周期性形变（固体潮）。

太阳的质量虽比月球的质量大得多，但月球同地球的距离比太阳同地球的距离近，月球的引潮力比太阳的引潮力大。

在日、月引力作用下，地球固体表面也会像海水一样产生周期性的涨落，这就是地球的潮汐现象，称为地球固体潮。

固体潮随时间和空间的变化，除了和地球、太阳、月亮三者之间相对位置的变化有关外，还和地球内部物质的物理性质有关。

因而，利用固体潮资料可以研究地壳内部物质的物理性质和各种物质的分布规律。

它在空间上的变化主要反映地壳和上地幔区域结构的变化。

它在时间上的变化可能与某些灾难性的地震有直接和间接的联系。

地球重力场分布规律文章采用目前与中国大陆匹配最精准的EGM2008模型，结合SRTM高程数据，计算5.12地震灾区高程异常，分析了重力场分布规律。

得出结论：重力场随着距震中位置的增大呈现负相关趋势。

提出以下猜想：地震对小范围内重力位的影响远远大于大范围内的影响。

标签：地球重力场；EGM2008；地震灾区引言地球重力场是最基本的物理场，由地球系统的物质属性产生，反映由地球各圈层相互作用和动力过程决定的物质空间分布、运动和变化，承载重力场作用机制相关信息，地球重力场时空演化与地球系统的动力过程有重要的联系。

因此，物理大地测量学与所有研究地球各圈层物质运动及其动力学机制的学科有交叉领域。

高精度高分辨率的重力数据及以此构建的高阶地球重力场模型及时变信号，是地球动力学、地球内部物理、海洋物理及动力海洋学等相关学科研究必需的基础信息，精细的全球重力场信息会加深人们对地球系统各圈层的物质异常分布、物质的循环及动量及能量交换机制的认识，精化相关地学的模型参数，以达到对地球系统、其子系统及整体的动力学过程和行为有更深层的理解。

5·12汶川地震，发生于北京时间（UTC+8）2008年5月12日14时28分04秒，震中位于中华人民共和国四川省阿坝藏族羌族自治州汶川县映秀镇与漩口镇交界处。

5·12汶川地震严重破坏地区超过10万平方千米。

其中，极重灾区共10个县（市），重灾区共41个县（市），一般灾区共186个县（市）。

此次地震是中华人民共和国成立以来破坏力最大的地震，也是唐山大地震后伤亡最严重的一次地震。

文章将对四川省灾区范围从重力异常的计算、灾区重力异常分布规律（E100°36′～108°31′，N27°50～34°19′）（如图1）展开论述。

1 计算重力场模型EGM2008模型高程异常在我国大陆的总体精度为20cm，华东华中地区12cm，华北地区达到9cm，西部地区为24cm；EGM2008模型空间异常在我国大陆的总体精度为10.5mGal（1mGal=10-3cm/s2），且大大缩小了我国大陆重力场信息东西部地区的差距；EGM2008模型具有很高的精度，测试结果显示，EGM2008模型在我国大陆的精度与在全球范围内的精度相当；与WDM94，DQM 系列，EGM96相比，EGM2008模型高程异常精度提高了3～5倍，比利用GRACE 数据的IGG05b，EIGEN-5c模型提高了2倍以上，空间异常的改善程度更为突出。

专业名词解释重力场
重力场受地球重力作用的空间范围。

由于地球内部质量分布的不规则性，致使地球重力场不是一个按简单规律变化的力场。

但从总的方面看，地球非常接近于一个旋转椭球，因此可以将实际地球规则化，称为正常地球，同它相应的重力场称为正常重力场。

地球重力场的非规则部分称为异常重力场。

地球重力场中任一点的重力位与正常位之差值称为扰动位。

扰动位是由于地球的质量分布和形状与平均地球椭球有所不同而引起的。

与扰动位相应的有重力异常和扰动重力。

重力属于是保守力。

根据全球重力测量和卫星大地测量的结果，可以确定地球的总质量和地球的平均密度；配合天文测量结果，可以求出地球绕其自转轴的转动惯量。

根据地面上大范围甚至全球范围的重力测量结果，可以研究的－地幔边界的起伏，地幔地壳边界的起伏，地幔中的热对流，地壳均衡的状态等。

地球重力场分布规律引言地球重力场是最基本的物理场，由地球系统的物质属性产生，反映由地球各圈层相互作用和动力过程决定的物质空间分布、运动和变化，承载重力场作用机制相关信息，地球重力场时空演化与地球系统的动力过程有重要的联系。

因此，物理大地测量学与所有研究地球各圈层物质运动及其动力学机制的学科有交叉领域。

高精度高分辨率的重力数据及以此构建的高阶地球重力场模型及时变信号，是地球动力学、地球内部物理、海洋物理及动力海洋学等相关学科研究必需的基础信息，精细的全球重力场信息会加深人们对地球系统各圈层的物质异常分布、物质的循环及动量及能量交换机制的认识，精化相关地学的模型参数，以达到对地球系统、其子系统及整体的动力学过程和行为有更深层的理解。

5?12汶川地震，发生于北京时间（UTC+8）2008年5月12日14时28分04秒，震中位于中华人民共和国四川省阿坝藏族羌族自治州汶川县映秀镇与漩口镇交界处。

5?12汶川地震严重破坏地区超过10万平方千米。

其中，极重灾区共10个县（市），重灾区共41个县（市），一般灾区共186个县（市）。

此次地震是中华人民共和国成立以来破坏力最大的地震，也是唐山大地震后伤亡最严重的一次地震。

文章将对四川省灾区范围从重力异常的计算、灾区重力异常分布规律（E100°36′～108°31′，N27°50～34°19′）（如图1）展开论述。

1 计算重力场模型EGM2008模型高程异常在我国大陆的总体精度为20cm，华东华中地区12cm，华北地区达到9cm，西部地区为24cm；EGM2008模型空间异常在我国大陆的总体精度为10.5mGal（1mGal=10-3cm/s2），且大大缩小了我国大陆重力场信息东西部地区的差距；EGM2008模型具有很高的精度，测试结果显示，EGM2008模型在我国大陆的精度与在全球范围内的精度相当；与WDM94，DQM系列，EGM96相比，EGM2008模型高程异常精度提高了3～5倍，比利用GRACE数据的IGG05b，EIGEN-5c模型提高了2倍以上，空间异常的改善程度更为突出。

重力场变化人类对于重力场的变化一直以来都是感受最为明显的。

无论是地球上的走路、跑步，还是乘坐电梯、飞机等交通工具，都与重力场的变化息息相关。

重力场的变化不仅影响着人体的感受，也对地球上的物体运动和天体运行产生重要影响。

我们来了解一下重力场的概念。

重力场是指物体周围的空间中由于物体的质量而产生的一种力场。

在地球上，重力场的大小和方向是不均匀的，这是由于地球的形状和地表上不同区域的质量分布不均匀所致。

在地球表面上，人们感受到的重力场大致可以看作是垂直向下的，并且随着海拔的升高而逐渐减小。

重力场的变化对人体的感受有着重要影响。

在地面上，人们可以感受到重力对身体的拉力，这是人体站立和行走的基础。

当我们行走时，脚踩在地面上的力会产生一个向上的反作用力，使我们能够保持平衡。

重力场的变化会影响到这个反作用力的大小和方向，从而影响到人体的行走稳定性。

例如，在爬山或者行走在坡度较大的路面上时，重力场的变化会使人感到腿部肌肉更加紧张，行走速度也会相应减慢。

除了地面上的行走，重力场的变化还会对人体的其他活动产生影响。

例如，在乘坐电梯时，当电梯开始加速或减速时，人体会感受到一个向上或向下的加速度，这是由于重力场的变化所导致的。

同样地，在飞机起飞和降落时，人们也会感受到重力场的变化。

当飞机起飞时，重力场的变化会使人感到身体向后倾斜；而当飞机降落时，重力场的变化会使人感到身体向前倾斜。

除了对人体的影响，重力场的变化还对地球上的物体运动和天体运行产生重要影响。

地球上的物体受到的重力作用是由于地球质量和物体质量之间的吸引力所导致的。

重力场的变化会影响到物体的运动轨迹和速度。

例如，当一个物体从高处自由落体时，重力场的变化会使其下落速度逐渐增加。

同样地，重力场的变化也会影响到天体的运行轨迹。

例如，地球绕太阳公转的轨迹是由于太阳的引力所导致的，而其他行星绕太阳的轨迹也受到太阳和其他行星的引力相互作用的影响。

重力场的变化对人类的日常生活和科学研究都具有重要意义。

物体的重力的分布-概述说明以及解释1.引言1.1 概述重力是地球或其他天体吸引物体的力量，是所有天体之间普遍存在的一种引力。

物体的重力分布影响着物体的形状、运动以及其他物理属性。

通过研究物体的重力分布规律，可以更好地理解物体的结构和运动规律，对于工程设计、天体物理学等领域都具有重要意义。

本文将首先介绍重力的定义和基本原理，然后探讨物体的重力分布规律，包括不同形状物体的重力分布差异。

最后，总结重力分布对物体的影响，并探讨应用重力分布规律的意义，同时展望未来研究方向，以期为相关领域的研究和应用提供一定的借鉴和启示。

1.2文章结构1.2 文章结构本文将首先介绍重力的基本定义和原理，包括引力的概念、牛顿万有引力定律等内容。

接着将探讨物体的重力分布规律，包括质点的重力分布、物体内部的重力分布等方面。

最后将比较不同形状物体的重力分布差异，分析不同形状对重力分布的影响。

通过对重力分布的研究，可以更好地理解物体的受力情况，为相关领域的研究和应用提供理论支持。

1.3 目的:本文的目的旨在探讨物体的重力分布规律及其对物体的影响。

通过分析重力的定义和基本原理，研究不同形状物体的重力分布差异，以及总结重力分布对物体的影响，探讨应用重力分布规律的意义，进而展望未来研究方向。

通过深入探讨这些问题，我们可以更加深入地了解重力对物体的作用机制，为今后的相关研究提供一定的参考和指导。

同时，对于工程实践和科学研究也具有一定的借鉴意义。

2.正文2.1 重力的定义和基本原理重力是一种自然现象，是物体之间相互吸引的力量。

根据牛顿的万有引力定律，任何两个物体之间都会相互产生引力，这个引力的大小取决于它们的质量和距离。

在地球表面上，重力的大小可以用重力加速度来表示，约为9.8米/秒²。

重力的基本原理是质量之间的吸引力，这种吸引力可以解释很多天体运动现象，比如行星绕太阳运动、卫星绕地球运动等。

重力是宇宙中最强大的力量之一，它影响着每一个物体的运动和形态。

地球自转知识点总结一、地球自转的基本情况1、地球自转方向地球自转的方向是从西向东，也就是说从地球的西面向东面旋转。

因此，地球自转的速度和方向是与地球围绕太阳公转的方向一致的。

2、地球自转的速度地球的自转速度是不均匀的，赤道地区的自转速度最快，约为每小时1670公里，而两极地区的自转速度最慢，约为每小时0公里。

因此，地球的自转速度随着纬度的变化而变化，这也是地球有四季的重要原因之一。

3、地球自转的影响地球的自转对地球上的各种现象都产生了重要影响。

例如地球的昼夜交替、气候的变化、地球引力场的分布等都与地球的自转有着密切的联系。

二、地球自转的原因1、地球形成的旋转地球形成时，由于原始气体和尘埃云的自旋运动，使得地球自身也具有了旋转的动能，这也是地球自转的最初原因之一。

2、行星的守恒运动地球自转是地球守恒角动量的结果，由于地球形成时的旋转和外源能量的影响，使得地球具有了守恒角动量，导致了地球的自转。

三、地球自转的重要意义1、昼夜交替地球自转使得地球上产生了昼夜的交替。

地球每24小时自转一周，由于地球只有一面在太阳的照射下，所以产生了昼夜的交替。

2、气候变化地球的自转使得地球表面的温度、气压、风向、云雨等气候要素都具有了明显的分布规律，这也是地球气候变化的重要原因之一。

3、地球引力场的分布地球自转导致了地球上重力场的非均匀分布，由于地球自转的离心力作用，使得地球赤道处的重力最小，而两极处的重力最大。

4、地球磁场的产生地球自转产生了地球的激磁场，导致了地球有了类似巨大磁铁的磁场，这对地球上的生物和人类都具有着重要的保护意义。

四、地球自转的测定方法1、日晷法利用日晷的影子来测定地球的自转周期。

通过观察日晷影子的移动，可以进一步推断出地球的自转周期。

2、星测法利用恒星的位置来测定地球的自转速度。

通过观察恒星在天空中的运动，可以测得地球的自转速度和方向。

3、地震波法利用地震波在地球内部的传播速度来测定地球的自转速度。