第二章地球重力场2
- 格式:ppt
- 大小:7.38 MB
- 文档页数:51
地球正常重力场概念及一级近似公式下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用,谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!一、地球正常重力场的概念。
地球正常重力场是指在地球表面上的一种重力场,它是由地球质量引起的,并与地球的形状和自转有关。
2014年秋 重力学 重点总结第二章:1.正常重力场:由于地球内部物质不均匀,地球表面也不光滑,准确地计算地球的引力是十分困难的,但可以把地球内部物质分布和表面形状理想化,即假设:⑴地球是一个两极压扁的旋转椭球体且表面光滑;⑵地球内部物质密度呈层状均匀(层面共焦点,层内均匀);⑶地球是一个刚性球体,内部各质点位置不变;⑷地球的质量、自转角速度不变。
在这个假设前提下,构造一个正常重力场。
2.正常重力位:正常引力位与离心力位之和,称为正常重力位。
3.扰动位:某点的重力位与正常重力位之差。
4克莱饶定理:表示正常场地球模型的重力扁率和旋转椭球的扁率之间的关系称为克莱饶定理。
其中e e p γγγβ-=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=23m n α 得到:m 25=+βα5斯托克司定理:如果已知:(1)一个等位面的形状。
(2)它内部所包含的物质的总质量 M 。
(3)以及整个物体绕某一固定轴作匀速旋转的角速度。
则这个等位面上及其外部所有点上的重力位都可以单值地被确定,而无需知道地球内部质量的具体分布情况。
补充:逆定理:如果已知一个封闭水准面上的重力值,且其外部无质量,就可以确定这个封闭面的形状。
6.索米格兰纳公式:正常重力的一般公式为: αβαβββγγ4181)2sin sin 1(21212+=-+=n n e B B 称为索米格兰纳公式7.地球椭球:满足以下四个基本条件,即:(1)椭球表面为等位面(称为正常大地水准面);(2)它的位W0与真实地球理想大地水准面的位相等;(3)椭球中心与地球质心重合;(4)椭球的质量M 、惯性矩之差(C-A)的椭球,称为地球椭球。
8.正常重力公式:地球椭球表面正常重力场的数学表达式便称为正常重力公式。
9.地球重力空间变化的特征:(1)地球的形状——扁椭球体引力随纬度变化,在大地水准面上,两处最大,赤道处最小,两者相差约1800mGal ;(2)地球自转——惯性离心力随纬度变化,在大地水准面上,两极等于零,赤道最大,最大变化达3400mGal ;(3)地球表面起伏不平: ①测点距地心距离变化 ②测点周边地表物质引力各异 ③地质构造和岩石的引力在个测点上不同(4)地球内部物质密度分布不均匀;(5)太阳与月球的引力,最大变化达0.2mGal 。
地球重力场公式范文地球重力场是指地球周围的重力场,其数学表达式是地球所产生的引力场强度。
根据牛顿引力定律,地球对物体的引力与物体质量和地球质量之间的乘积成正比,与物体与地球之间的距离的平方成反比。
因此,地球的重力场公式可以表示为:F=G*(m1*m2)/r^2其中,F是物体所受地球引力的大小,G是引力常数,m1和m2分别是地球和物体的质量,r是物体与地球的距离。
在实际应用中,考虑到地球是一个球体,地球的质量分布也不均匀,地球的重力场公式可以进一步进行修正,引入球面坐标系和各阶球谐函数等概念。
比较常用的修正公式是斯托克斯(Stokes)函数方法,即以球谐函数为基础的重力场展开方法。
斯托克斯函数方法将地球的重力场展开成无数个球谐函数的加和,得到如下公式:V=GM/r*[1-∑(Cn/r^n+Sn/r^(n+1))]其中,V是地球上其中一点的重力势能,G是引力常数,M是地球的质量,r是地球表面的地心距离,Cn和Sn是重力谐振项系数,n是重力梯度项阶数。
每个阶数的球谐函数代表了地球重力场的一个特定分布模式,从低阶到高阶,分别表示了地球重力场的整体性质和局部性质。
在实际测量中,通常只考虑前几个阶数的球谐函数。
例如,常见的重力场模型EGM96就采用了到360度的球谐函数展开,共有12,960个球谐函数。
除了斯托克斯函数方法外,还有直接测量和建模方法可以用于确定地球的重力场。
直接测量方法通过测量物体在地球表面上所受的重力加速度或重力位移来获得地球的重力场。
而建模方法则通过结合地球物理观测数据和数学建模算法来估计地球的重力场模型。
总结起来,地球的重力场可以通过牛顿引力定律和斯托克斯函数方法进行描述,这些数学模型和测量方法可以用于研究和解释地球引力的性质和分布。
勘探地球物理概论(二)重力勘探1. 熟悉地球重力场模型2. 了解重力测量野外工作方法3. 熟悉常见岩(矿)石密度4. 掌握重力异常数据处理方法5. 熟悉重力资料解释的基本步骤和方法(三)磁法勘探1. 熟悉地磁要素及地磁场的解析表示2. 了解磁法勘探野外工作方法3. 熟悉常见岩石磁性特征4. 掌握磁异常各分量转换方法及简单形体磁异常解释方法(四)电法勘探1. 掌握岩石电阻率的测定方法,熟悉电阻率剖面法、测深法基本装置类型2. 了解岩石的自然极化特性,熟悉常见自然极化电场特点及自然电场法的应用3. 了解岩石的激发极化机理,熟悉激发极化的频率特性、时间特性及其应用4. 掌握电磁法的理论基础,熟悉电磁测量剖面法、测深法的分类特点及应用(五)放射性和地热勘探1. 熟悉放射性现象及α射线、β射线、γ射线的基本特点2. 了解放射性测量方法原理3. 熟悉地热学中的常见物理量含义及岩石热物理性质4. 了解地球热结构特点,掌握大地热流密度的含义和测量方法地球物理勘探复习资料地球物理勘探方法(简称“物探”):是以岩矿石等介质的物理性质差异为物质基础,利用物理学原理,通过观测和研究地球物理场的空间与时间分布规律以实现基础地质研究、环境工程勘察和地质找矿等目的的一门应用学科。
地球物理勘探方法:重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、放射性勘探、地热勘探。
应用物探方法所必须具备的地质及地球物理条件:1.探测对象与周围介质之间必须具有较明显的物性差异;2.探测对象必须具有一定的规模(即其大小相对于埋藏深度必须有相应的规模),能产生在地面上可观测的地球物理异常场。
3.各种干扰因素产生的干扰场相对于有效异常场必须足够小,或具有不同的特征,以便能进行异常的识别。
物探的多解性:物探资料往往具有多解性,即对同一异常场有时可得出不同甚至截然相反的地质解释,这种情况往往是由于复杂的地质条件和地球物理场场论自身局限性所造成的。
且不可避免。
产生多解的原因:(1)数学解的不稳定性(2)观测误差(3)干扰因素(4)地球深部的不可入性所带来的观测数据中“信息量”的不足物探工作:先局部后整体第一章:重力勘探重力勘探是以研究对象与围岩存在着密度上的差异为前提条件的。
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。