2006年02月05日

高さの定義@ ジオイド

何回かに分けて高さの話をしたいと思います。

日本では正標高(標高)が用いられていますが、高さとして常に正標高が用いられているわけではないんです。正規高力学高といった高さもあります(他に正規正標高など)。まず、高さを定義するためにはその基準となる面を決める必要がありますよね。

地球は回転楕円体に近似できるのですが、あくまで近似であって、それは正確なものではありません。

そもそも“高さ”という感覚は上下方向の感覚ですが、この上下方向とは、私たちが地球に引き付けられる方向、つまり、重力(万有引力+遠心力)の方向ですよね。

そのため、高さを考えるにあたっては重力の位置エネルギーの等しい面を基準にすることが私たちの感覚にあうんです。

地球の中心からの高さとかだと、平坦だと感じる道でも南の方がかなり高くなってしまいます。まぁ標高とかでも緯度による差は生じるんですけどね。

まぁ基準は重力の位置エネルギーが等しい面ということになるのですが、三次元ですので二次元である面は無限にありますよね。

そうなると、次に考えるのは、“どの面を基準にするか”です。

私たちは陸上に生活する生き物ですので、その境界というか、限界はですよね。

なので、感覚に従えば、海水面を0mとするのが自然なんです。

ただ、海水面は潮汐や気候、風などで変化するため、平均海水面を基準とします。

そうやって決められた面を“ジオイド”と呼んでいます。

平均海水面と同じ重力の位置エネルギーを持つ面です。

ただ、重力を基準にすると問題が生じてしまいます。

重力は地下の質量分布によって変化してしまうからです。

地下に石油や水脈など密度の低いものが大量に存在したり、逆に重い物質が大量にある場合には重力が変化します。

そのため、ジオイドには凹凸が生じてしまうんです。

だから、私たちが分かりやすい+測りやすいように、一般の高さの定義にはある回転楕円体に近似してそれを用いることが多いです。

そういうのを準拠楕円体と呼びます。



次回は準拠楕円体が抱えていた問題についてです。


posted by new_world at 14:40| Comment(0) | TrackBack(0) | 地球の科学・暦 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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