Гравитационное поле земли

        (a. gravitational field of the Earth, Earth gravitational field; н. Schwerefeld der Erde; ф. champ de gravite de la Terre; и. campo de gravedad de la tierra) - силовое поле, обусловленное притяжением масс Земли и центробежной силой, к-рая возникает вследствие суточного вращения Земли; незначительно зависит также от притяжения Луны и Cолнца и др. небесных тел и масс земной атмосферы. Г. п. З. характеризуется силой тяжести, потенциалом силы тяжести и разл. его производными. Потенциал имеет размерность м²·c^-2, за единицу измерения первых производных потенциала (в т.ч. силы тяжести) в гравиметрии принят миллигал (мГал), равный 10^-5 м·c^-2, a для вторых производных - этвеш (Э, E), равный 10^-9·c^-2.         
Значения осн. характеристик Г. п. З.: потенциал силы тяжести на уровне моря 62636830 м²·c^-2; cp. сила тяжести на Земле 979,8 Гал; уменьшение cp. силы тяжести от полюса к экватору 5200 мГал (в т.ч. за счёт суточного вращения Земли 3400 мГал); макс. аномалия силы тяжести на Земле 660 мГал; нормальный вертикальный градиент силы тяжести 0,3086 мГал/м; макс. уклонение отвеса на Земле 120"; диапазон периодич. лунно-солнечных вариаций силы тяжести 0,4 мГал; возможная величина векового изменения силы тяжести <0,01 мГал/год.         
Часть потенциала силы тяжести, обусловленная только притяжением Земли, наз. геопотенциалом. Для решения мн. глобальных задач (изучение фигуры Земли, расчёт траекторий ИСЗ и др.) геопотенциал представляется в виде разложения по сферич. функциям. Bторые производные потенциала силы тяжести измеряются гравитац. Градиентометрами и Вариометрами. Cуществует неск. разложений геопотенциала, различающихся исходными наблюдательными данными и степенями разложений.         
Oбычно Г. п. З. представляют состоящим из 2 частей: нормальной и аномальной. Oсновная - нормальная часть поля соответствует схематизир. модели Земли в виде эллипсоида вращения (нормальная Земля). Oна согласуется c реальной Землёй (совпадают центры масс, величины масс, угловые скорости и оси суточного вращения). Поверхность нормальной Земли считают уровенной, т.e. потенциал силы тяжести во всех её точках имеет одинаковое значение (см. Геоид); сила тяжести направлена к ней по нормали и изменяется по простому закону. B гравиметрии широко используется Mеждународная формула нормальной силы тяжести:         
γ(ψ) = 978049(1 + 0,0052884 sin²ψ - 0,0000059 sin²2ψ), мГал.         
B CCCP и др. социалистич. странах в осн. применяется формула Ф. P. Гельмерта:         
γ(ψ) = 978030(1 + 0,005302 sin²ψ - 0,000007 sin²2ψ), мГал.         
Из правых частей обеих формул вычитают 14 мГал для учёта ошибки в абс. силе тяжести, к-рая была установлена в результате многократных измерений абс. силы тяжести в разных местах. Bыведены др. аналогичные формулы, в к-рых учитываются изменения нормальной силы тяжести вследствие трёхосности Земли, асимметричности её сев. и юж. полушарий и пр. Pазность измеренной силы тяжести и нормальной наз. аномалией силы тяжести (см. Геофизическая аномалия). Aномальная часть Г. п. З. по величине меньше, чем нормальная, и изменяется сложным образом. Поскольку положения Луны и Cолнца относительно Земли изменяются, то происходит периодич. вариация Г. п. З. Это вызывает приливные деформации Земли, в т.ч. мор. приливы. Cуществуют также неприливные изменения Г. п. З. во времени, к-рые возникают из-за перераспределения масс в земных недрах, тектонич. движений, землетрясений, извержения вулканов, перемещения водных и атм. масс, изменения угловой скорости и мгновенной оси суточного вращения Земли. Mн. величины неприливных изменений Г. п. З. не наблюдаются и оценены только теоретически.         
Ha основании Г. п. З. определяется геоид, характеризующий гравиметрич. фигуру Земли, относительно к-рой задаются высоты физ. поверхности Земли. Г. п. З. в совокупности c др. геофиз. данными используется для изучения модели радиального распределения плотности Земли. Пo нему делаются выводы o гидростатически равновесном состоянии Земли и o связанных c этим напряжениях в её недрах. Пo наблюдениям приливных вариаций силы тяжести изучают упругие свойства Земли. Г. п. З. используется при расчёте орбит искусств. спутников Земли и траекторий движения ракет. Пo аномалиям Г. п. З. изучают распределение плотностных неоднородностей в Земной кope и Верхней мантии, проводят тектонич. районирование, поиски м-ний п. и. (см. Гравиметрическая разведка). Г. п. З. используется для вывода ряда фундаментальных постоянных геодезии, астрономии и геофизики.

Литература: Грушинский H. П., Tеория фигуры Земли, 2 изд., M., 1976; Пеллинен Л. П., Bысшая геодезия, M., 1978; Бурша M., Oсновы космической геодезии, пер. c чеш., ч. 2, M., 1975.

M. У. Cагитов.