学与固体潮.pptVIP

重力学与固体潮 2009年 赵晓燕 前言 重力学是地球物理学的一个分支，是大地测量学、天文学、地球物理学、地球动力学的一个交汇点。它与人类的社会实践密切相关。地面上进行的所有大 地测量，其定向依据都是各观测点的重力方向，随着对地面点在地球上定位精度要求的提高， 需要建立全球坐标系，但以观测点重力方向为依据的大地测量结果都在局部参考架内。研究 如何从局部参考架向全球坐标系的转换是重力学的内容之一。地球内部密度的横向不均匀分 布在地面上产生重力异常，重力异常是研究地球内部结构的地面约束条件，研究重力异常的 时空分布规律及其地球物理解释是重力学的第二个内容。重力学是观测科学，可以说，没有 重力测量就没有重力学。从重力学发展史可以看出，从伽利略发现落体定律到现在，随着重 力测量技术的进步，人们对地球重力场的认识在逐步深化，重力测量技术的研究是重力学的 第三个内容。 地球的固体潮是地球对月亮和太阳起潮力的响应，这种响应在地面上产生可用仪器观测 到的地球物理现象，这些现象伴随的物理量都非常微小，只是在最近三四十年内，随着近代 电子技术的发展，才逐渐研制成功专门用于固体潮观测的仪器。自本世纪50年代起，由于高 精度重力仪、倾斜仪和伸缩仪的出现，固体潮的观测和研究得到了迅速发展，固体潮的研究 已发展成地球物理学的一个分支。若把地球介质看成线性系统，通过固体潮的观测可以研究 地球介质在固体潮频段内的响应函数，为人们认识地球内部结构提供了一个新的窗口。 重力学研究内容 1、测量学坐标定位与转换（重力方向） 2、研究地球的形状与内部结构 3、重力场空间分布及物理解释 4、重力测量技术（仪器、测量方法）研究 5、重力固体潮研究 6、重力场时空变化与地震的关系 教学大纲 第一章、地球的重力场 一、地球的形状及内部结构 二、万有引力与牛顿引力常数 三、地球的引力场 四、地球的离心力场 五、地球的重力场及性质 六、正常重力位及正常重力公式 七、正常重力随纬度、高度的变化 八、地球内部重力场 一、地球的形状及内部结构 参考椭球体： （一级近似、二级近似、三级近似）球面方程 地球扁率定义：f=(a-c)/a a、c分别是赤道、极半径 大地水准面： 大地水准面的高程异常 1、大地水准面:参考椭球体是一个与真实地球偏离非常小,而形状又比较规则的椭球;客观存在的表面与平静的海洋面一致,这个海洋面叫做大地水准面,也是重力位等位面.) 地球形状研究现状 不是旋转椭球体，其赤道不是一个圆，而是一个椭圆，长轴位于15°E，165°W，短轴105°E，75°W，长短轴相差430M，南北极不对称，北极凸出18.9M,南极凹进25.8M,在45°N附近凹陷,在45°S附近隆起. ----梨形地球 三轴椭球体: 地球内部圈层结构及各圈层的主要地球物理数据 PREM(preliminary Reference Earth Model)模型 二、地球重力场 1、重力和重力加速度 一、重力 物体所受到重力是除该物体这外的地球质量及其他天体质量对物体产生的引力和该物体随地球自转而引起的惯性离心力的合力。 二、重力加速度与重力单位 重力加速度g G=mg 当m=1,G=g 国际重力单位： 1m/s 2 = 10 6g.u （cGs单位制）伽（毫伽）（微伽） 1Gal=1cm /s 2 = 10 3mGal = 10 6μGal 重力的数学表达式： 引力与离心力 直角坐标系 万有引力常数 G=6.667* 10 -11m3/(kg.S2) 参考书 重力观测技术 地震出版社 赵晓燕 重力学引论 地震出版社 李瑞浩 地形变测量 地震出版社 中国地震局 监测预报司 重力学与固体潮 地震出版社 吴庆鹏 固体地球物理学概论 滕吉文 重力场 一物理场、引力场、重力场的概念 区域性能 点位函数 对应物理量（标量场、矢量场、力场） 场域 客观性，占的一定空间 重力场描述 重力场是空间一个区域内的矢量场 重力场是空间坐标（x,y,z)的函数 重力场作用是在空间中任何点处 重力测量是测量重力场的变化 重力场由重力位确定，由位导出的场。 引力场 （一）引力场强度 1定义：场中某点的场强度等于一单位质点在该处所受的力。即 方向与大小分析 2点质量的场强度 3体质量分布的场强度 作业 1、重力是怎样定义的？重力与重力加速度有什么区别？ 2、地球上引力与惯性离心力在地球表面是怎样变化的 3、大地水准面是怎样定义的？为什么说它既是一个几何面又是一个物理面。 4