Жердің пішіні мен көлемі

Жердің пішіні мен көлемі. Ғылым мен техниканың көптеген салалары (жердің жасанды серіктері мен арыштық ракеталарды ұшыруда, авиацияда, теңізде жүзу, радиобайланыс, т.б.), әсіресе жер бетін картада дұрыс кескіндеу, жердің пішіні мен көлемін дәл білуді қажет етеді.

Жер-Күн жүйесіндегі планеталардың бірі және оның қыртысы әр түрлі қыраттар мен ойпаттардан тұрады. Жердің шамалы ғана бөлігі (20%) қүрлық, ол 71%-ын дүниежүзілік мұхит алып жатыр. Дүниежүзілік мұхиттың орташа тереңдігі 3800 м-ге жуық, ал құрлықтағы кейбір таулардың, мәселен, Эверестің (Джамолунгма) биіктігі 9000 м-ге жетеді. Теңіз деңгейінен биіктігі 875 м-ге тең.

Сонымен қүрлықтың көлемі дүниежүзілік мұхитқа қараганда едәуір аз және де қүрлықтың мұхит терендігі, қыраттармен салыстырғанда онша биік болмагандықтан, мұхит деңгейін жердің пішіні ретінде қабылдау қажеттігі туды. Сол себептен, жер беті үшін шамамен дүниежүзілік мұхит пен теңіз суларының тыныш жағдайына сәйкес келетін деңгей беті алынады. Құрлық астынан ойша жүргізілген мұндай бет тұйық фигура жасайды және кез-келген нүктесінде жердің ауырлық центріне бағытталған тіктеуіш сызықты тік бүрыш жасап, қиып өтеді. Яғни мүндай түйық беттің кез-келген нүктесі ауырлық күшінің бағытына перпендикуляр. Осы деңгей бетпен шектелген денені геоид деп атайды. Геоидтың пішіні күрделі, оның пішіні мен көлемін дәлірек анықтау үшін, жер бетінің барлығына өлшеулер жүргізіледі.

Осы жоғары дәлдікпен жүргізілген геодезиялық, астрономиялық және гравиметриялық өлшеулер нәтижесінде жердің шарға емес, 1—суреттегі PE₁P₁E эллипсінің кіші осьті РР₁ төңірегінде айналуынан пайда болатын математикалық бетке-айналу эллипсоидына жақын келетіндігі анықталды.

Жердің өз осінде айналуынан оның бетінде күн мен түн алмасып, күн тәулігі аныкталады. 1-суретте бейнеленген осы осьті- РР жердің айналу осі деп атайды. Бұл осьтің Жер бетімен қиылысқан екі нүктесі-Солтүстік және Оңтүстік полюстар деп аталынады. Жердің айналу осін тік бүрыш жасап және оның дәл ортасын кесіп өтетін жазықтықты-экватор жазықтыгы дейді.

Экватор жазыкгыгы мен жер бетінің қиылысу сызыгы (ЕК₁Е₁К)- экватор деп аталады. Жердің айналу осі арқылы өтетін жазықтық-меридиан жазыгы делінеді де, ал сол жазыктыктардың жер бетімен киылысқан сызықтары (РКРК)-меридиандар деп аталады. Халықаралық келісім бойынша, Лондондағы Гринвич обсерваториясы арқылы өтетін меридиан бастапқы (нөлдік) меридиан деп аталады.

Сөйтіп, геодезияда жердің пішіні үшін жер эллипсоиды деп аталатын сфероид алынды. Жер эллипсоиды өзінің үлкен және кіші жарты осьтерімен (а, b) және полярлық сығылушылығымен сипатталады (α) a = (a-b)/a а, b және α шамалары градустық өлшеулер арқылы анықталады, ол үшін меридиан доғасының ұзындығын әр 1° сайын өлшеу керек. Меридианның әр түрлі жерлеріндегі градустың үзындығын біле отырып, жердің пішіні мен көлемі анықталады. Жер эллипсоидының көлемдерін әр елдің ғалымдары бірнеше рет анықтады. 1946 жылға дейін бұрынғы Одакта 1841 жылы неміс ғалымы Ф.В.Бессель есептеп шығарған жер элипсоидының көлемі колданылады (а=6377397м, 6=6356079 м, с^Ь299,2). Жер эллипсоидының көлемін 1940 жылы үлкен дәлдікпен Ф.Н.Красовский мен А.А.Изотовтардың басқаруымен орыс ғалымдары да аныктады (а=6378245м, 6=6356863м, а= 1 -298,2).

Алынған бүл өлшемдер 1946 жылы үкіметтің қаулысы бойынша еліміздің барлық геодезиялық және картографиялык жұмыстары үшін қабылданып алынып, Красовский эллипсоиды деп аталатын болды. Осы орайда айта кететін бір жәй, ол кейбір елдерде геодезиялық өлшеулер нәтижесінде шығарылған өз эллипсоидтарының қолданылатындығы. Олар сол немесе бірнеше елдің территориясын толық не ішінара қамтиды. Мұндай эллипсоид-референц-эллипсоид деп аталады. Референц-эллипсоид дегеніміз нақты бір елде геодезиялық өлшеулерді өндеу үшін колданылатын, жер денесінде белгілі түрде бағдарланган, нақты көлемі анықталған эллипсоид. Сөйтіп, қазіргі кезде Красовскийдің референц-эллипсоиды тек Ресейде ғана емес, бүкіл ТМД және Батыс Еуропаның бірнеше елдерінде қолданылады. Бұрынгы Кеңестер Одағы, Батыс Еуропа мен АҚШ-тың гравиметриялық және астрономиялық өлшеулері нәтижееінде алынған жер эллипсоидының көлемі-басқа елдердегі анықтамаларға қарағанда, қолданылған материалдардың аумағы жағынан да, оларды өндеудің дәлдігі жағынан да неғүрлым басым.

1960 жьшы Жердің үш жасанды серіктерін бақылаудың нәтижесінде жер сфероидының қысыңқылығы α=1+298,2-ге тең, ал АҚШ-та ұшырылған Жердің 13 жасанды серіктерін бақылау арқылы (1962) α=1-238,31-тең екендігінің анықталулары Красовский өлшеулерінің дүниежүзілік маңызы бар екендігінің айқын дәлелі.

Жер пішінінің көлемі өте жоғары дәлдікті қажет ететін геодезиялық тірек торларын құруда толық ескеріледі. Ал, жер бетінің шағын учаскелерінде геодезиялық жұмыстармен қатар, көптеген инженерлік есептерді шығаруда эллипсоид сығылушылыгының аз (α=1 +300) болғандыгынан, жердің пішіні үшін шарды (R=6371,11 км) қолдануга да болады.