地球重力水平

地球基本物理性质指标参数

胡经国

这里所说的地球基本物理性质是指地球的质量和平均密度；地球的重力；地球内部的压力；地球内部的温度；地球的磁场。

一、地球的质量和平均密度

㈠、地球的质量（Earth's Mass）

根据万有引力定律，地球的质量M＝gr2/G≈5.965×1027克，约等于5.97×1024千克。地球质量的确定提供了测定其他天体质量的依据。从地球的质量可得出地球的平均密度约为5.52克/厘米3。

㈡、地球的平均密度（Earth's Average Density）

1、地球的平均密度数值

组成地球各部分的物质密度分布。占地球表面积3/4的水的密度约1克/厘米3；地球表层岩石的平均密度为2.7～2.9克/厘米3。地球的平均密度为5.518克/厘米3，约等于5.52克/厘米3。

2、地球内部密度随深度的分布

一般情况下，地球内部密度随深度增大而逐渐增加。地球深部物质密度更大。

根据地震波速变化和某些假设可以推导地球内部密度。例如，布伦密度分布模式（Bullen，1970）假设：

①、地球近似由同心球层组成，平均地壳厚度15公里；②、地幔顶部密度3.31克/厘米3；③、地心密度13克/厘米3；④、取地球转动惯量为0.3309Mr2。

根据上述假设，采用各种经验关系式和其它有关数据得出的地球内部密度分布如下表所示：

深度（km） 地球内部密度（克/里米3）

0～15 2.0～2.48

15～350 3.31～3.52

350～850 3.56～4.44

850～2878 4.44～5.62

2878～4711 9.89～12.26

5161～6371 12.27～13.0

二、地球的重力（Earth's Gravity） 地球上的任何一点都受到地球引力和地球自转惯性离心力的作用，这两种力的合力成为地球的重力。重力场强度就是重力加速度。在厘米·克·秒单位制中，重力场强度的单位为达因/克，即厘米/秒2（为了纪念意大利科学家伽利略，又把厘米/秒2称为伽）。

地球正常重力场概念及一级近似公式

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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。在地球表面上，重力场的强度大约是9.8米/秒^2，它是指在某一点上物体受到的重力作用力与其质量之比。重力场的方向垂直于地面，指向地心。地球正常重力场的概念对于许多领域都有着重要的应用，比如航天、地质勘探等。

不同地理位置重力加速度的差异原因

地球重力加速度的大小并不是一个恒定值，它在不同地理位置有所差异。这是因为地球自转所产生的离心力和地球的地形起伏都会对重力加速度产生影响。

首先，地球的自转会产生一定的离心力。在赤道处，地球自转的线速度最大，离心力也最大，因此重力加速度最小，约为9.78米/秒^2；而在极点处，地球自转的线速度最小，离心力也最小，因此重力加速度最大，约为9.83米/秒^2。

其次，地球的地形起伏也会对重力加速度产生影响。在山区和高原等海拔较高的地带，由于离地面较远，离心力会更小，因此重力加速度也会稍微减小；反之，在低地和平原等海拔较低的地带，由于更靠近地面，离心力会更大，因此重力加速度也会稍微增大。

总的来说，地球重力加速度的差异主要源于地球自转所产生的离心力以及地球的地形起伏。

地球两极重力加速度

地球两极重力加速度指的是地球赤道平面和两极的重力加速度之间的差异。由于地球自转造成的离心力作用使得赤道区域的重力稍微较小，而两极地区的重力较大。这种差异是由地球形状不规则引起的。

地球是一个略为扁球状的天体，其直径赤道方向较长，而极地方向较短。这种形状不规则导致地球的地壳在两极附近较厚，而在赤道附近较薄。由于地壳的厚薄差异，地球的质量分布也存在差异，进而影响到了地球的重力场。

重力加速度是描述地球上物体受地球引力作用而产生的加速度。通常我们所熟知的重力加速度是指在地球表面上的重力加速度，通过重力加速度我们可以计算出在某个位置上，物体在自由下落时每秒钟增加的速度。在赤道附近，地球的质量分布较为规则，地壳厚度差异较小，重力加速度几乎处处相同，约为9.8米/秒^2。而在两极地区，由于地壳的厚度较大，质量分布的差异也较大，导致重力加速度也有所增加。 在两极地区，由于地壳的厚度较大，重力加速度相对较大，约为9.83米/秒^2。这意味着物体在两极地区的下落速度相对于赤道地区会稍微快一些。这种差异虽然很小，但是在科学研究和测量中是非常重要的。

地球两极重力加速度的差异不仅仅是理论上的，也在实际的测量中得到了验证。科学家通过测量空间卫星的轨道和运动来确定地球的重力场分布，也发现了两极地区的重力加速度略大于赤道地区。

地球两极重力加速度的差异对地球上的生物和物理过程都有一定的影响。例如，由于两极地区的重力较大，物体在这里会稍微下沉一些，而在赤道地区会稍微上升一些。这对于测量海平面高度和进行精确测量是具有重要意义的。另外，地球重力场的差异也会对海洋环流和大气环流有一定的影响，进而影响到气候变化和气象系统。

综上所述，地球两极重力加速度的差异是由于地球形状和地壳厚度的不规则性所引起的。这种差异对于科学研究、测量和地球上的一些生物和物理过程都有一定的影响。通过对地球重力场的研究和测量，我们可以更好地理解地球的结构和演化。