地球重力场分布规律
第四章——地球正常重力场
第四章 地球的正常重力场重力测量结果表明，地球在其表面上的重力分布是有规律的；总的说来，它由赤道向两极逐渐增加，由赤道上的978Gal 逐渐增加到两极的983Gal 。
在大地测量中，参数合适的旋转椭球是地面点坐标的参考架，当参考椭球选定后，大地水准面相对参考椭球面的起伏不超过110m ，起伏只占参考椭球赤道半径的2×10-6。
因而自然想到，用质量等于地球总质量、以地球自转角速度绕其极半径旋转的旋转椭球来模拟真实地球，用这种地球模型（正常场地球模型），在其表面上和外部空间产生的重力场称为地球的正常重力场。
当正常场地球模型在地球内部定位后，地球的重力场可以分解为两部分，一部分是正常场地球模型在该点产生的重力场，第二部分为真实地球与正常场地球模型的密度分布不同在该点产生的重力场；前者称为地球在该点产生的正常重力场，后者称为地球在该点产生的重力异常场。
重力测量结果表明，当正常场地球模型选择合适后，大地水准面上的重力异常场不超过150 mGal ，约占地球正常重力场的1×10-4~2×10-4。
地球的重力异常场虽只占地球重力场的万分之一二，但它却包含了有关地球内部结构和大地水准面形状的重要信息，因而研究地球重力异常场空间分布规律以及它们与地球内部结构和大地水准面形状之间的关系已成为重力测量的重要目的之一。
根据第三章的结果，本章给出正常场地球模型在旋转椭球面上产生的重力、正常重力位二次导数张量以及它在其外部空间产生的大地位球函数展开系数。
4.1 旋转椭球的几何参数引入笛卡尔直角坐标系123Ox x x ，坐标原点O 置于旋转椭球的中心，3Ox 沿其极半径，12Ox x 在其赤道平面内，则旋转椭球面的方程为其子午椭圆的方程为其中a 、c 分别为旋转椭球的赤道半径和极半径，它们是决定旋转椭球形状的两个几何参数。
考虑到参考椭球的赤道半径a 和极半径c 相差很小，其扁率 约为3×10-3量级，因而参考椭球的子午椭圆与圆非常接近，为了讨论问题方便，对子午椭圆常引入下面几个几何参数：子午椭圆的扁率α、第一偏心率e、第二偏心率'e有下述关系如图4.1.1所示，OA与Ox轴之间的角度0ϕ为A点的地心纬度，A点子午椭圆的法线与Ox轴之间的角度B称为A点的大地纬度，因为子午椭圆与圆非常接近，A点的地心纬度和大地纬度相差很小，其差约为子午椭圆扁率的量级。
地球物理学概论(重力勘探)
2、火成岩（2.5～3.6 g /cm³）
（1）主要取决于矿物成分及其含量的百分比，由 酸性→基性→超基性岩，随着密度大的铁镁 暗色矿物含量增多密度逐渐加大。
（2）成岩过程中的冷凝、结晶分异作用也会造成 同一岩体不同岩相带，由边缘相到中心相， 密度逐渐增大；
（3）不同成岩环境(如侵入与喷发)也会造成同一岩 类的密度有较大差异，同一成分的火成岩密 度，喷出岩小于侵入岩。
attraction.
To the left is a “gravimeter” which measures the force of
gravity in the earth.
（一）重力仪分类：
石英弹簧重力仪 机械式重力仪 金属弹簧重力仪
按结构分
振弦重力仪（海上）
电子式重力仪
超导重力仪 （实验室）
地球物理学概论 地球重力场
中国大陆地区布格重力异常
中国大陆地区自由空间重力异常
中国区域地质图
第一节 重力勘探理论基础
一、重力场（gravity field）
（一）重力 （gravity）
P F C
P—重力
C—惯性离心力，
F—地球质量对物体m的引
力,
而引力 F 服从万有引力定律，即：
器 的干涉条纹数目直接代表下落距离(即S=Nλ/２，N为
干涉条纹数)。这些干涉信号由光电倍增管接收，转换
成电信号，放大后与来自石英振荡器的标准频率信号
同时送入高精度的电子系统，以便计算时间间隔与干
涉条纹数目，从而精确得到S１、S2、S3、 S4 。
2
上抛下落对称观测可避免残存空气阻力、时间测
定、电磁等影响带来的误差，物体被铅垂上抛后，
重力场_精品文档
重力场1. 引言重力场是一种物质或物体所产生的引力作用的区域。
它是一种基本物理现象，在我们的日常生活中无处不在。
从牛顿的引力定律到爱因斯坦的广义相对论，人们对重力场的研究已经取得了重大的成果。
本文将介绍重力场的定义、性质和应用。
2. 定义重力场可以被定义为物质或物体所产生的引力力场。
根据牛顿的引力定律，两个物体之间的引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
因此，重力场可以被描述为质点在空间中引起的引力作用。
3. 特性重力场具有以下特性：3.1 范围无限重力场的范围是无限的，尽管引力的强度会随着距离的增加而减弱。
这意味着即使两个物体之间的距离非常远，它们之间仍然存在着引力作用。
3.2 强度与质量相关根据牛顿的引力定律，重力场的强度与物体的质量成正比。
较大质量的物体将产生较强的重力场，而较小质量的物体将产生较弱的重力场。
3.3 引力方向向心重力场的引力方向指向重力源的中心。
这意味着较小质量的物体将被较大质量的物体吸引，并向重力源靠近。
4. 应用重力场在许多领域都有广泛的应用，包括天文学、航空航天和地质学等。
4.1 天文学天体物理学家使用重力场的概念来研究星体之间的关系。
通过测量和计算重力场，他们可以推断出一颗星球或行星的质量、形状和运动方式。
4.2 航空航天在航空航天工程中，重力场的理解对于设计太空飞行器和轨道计划至关重要。
科学家们考虑重力场的影响来预测和调整飞行器的轨道，并使用重力助推来节省燃料和能源。
4.3 地质学地质学家使用重力场来研究地球内部的结构和组成。
通过测量地球表面上的重力场强度变化，他们可以推断出地下的岩石和矿石的分布情况。
5. 结论重力场是一个基本物理现象，对我们的日常生活和科学研究具有重要意义。
本文介绍了重力场的定义、特性和应用领域。
通过深入了解重力场的工作原理，我们可以更好地理解宇宙的运作和地球的构造。
希望本文能为读者对重力场有更全面的认识。
第二讲 地球重力场
地球重力场地球重力场：在地球内部及其附近存在重力作用的空间。
重力场强度:单位质量的物体在重力场中所受的重力( =G/m )重力加速度g=G/m重力加速度在数值上(包括方向)等于单位质量所受的重力，也就是等于重力场强度。
重力加速度重力重力场强度重力勘探所提的重力都是指重力加速度或重力场强度。
重力(重力加速度)单位在CGS单位制(克、厘米、秒)：“cm/s2”，“伽”或“Gal”1 cm/s2 = 1 Gal在SI单位制(千克、米、秒)：“m/s2”，“g.u.”1 m/s2 = 106 g.u.重力的变化包括随不同测点位置的空间变化以及同一测点的重力随时间的变化。
空间上:9地球形状、地形：引起约6万g.u. 的变化；9地球自转：重力有3.4万g.u. 的变化;9地下物质密度分布不均匀：能达到几千g.u.变化9人类的历史活动遗迹和建筑物等时间上：9潮汐变化：太阳、月亮等天体引力引起的重力的周期性变化，其大小可达 3 g.u.9非潮汐变化：地球形状的变化和地下物质运动等引起的非周期性变化，其变化大小一般不超过 1 g.u.海水每天有两次涨落运动，其中早晨出现的潮涨称为潮，晚上出现的潮落称为汐，总称潮汐。
地球上海潮涨落主要是由月球还是太阳引起的？月球和太阳对地球的引力不但可以引起地球表面流体的潮汐（如海潮、大气潮），还能引起地球固体部分的周期性形变（固体潮）。
太阳的质量虽比月球的质量大得多，但月球同地球的距离比太阳同地球的距离近，月球的引潮力比太阳的引潮力大。
在日、月引力作用下，地球固体表面也会像海水一样产生周期性的涨落，这就是地球的潮汐现象，称为地球固体潮。
固体潮随时间和空间的变化，除了和地球、太阳、月亮三者之间相对位置的变化有关外，还和地球内部物质的物理性质有关。
因而，利用固体潮资料可以研究地壳内部物质的物理性质和各种物质的分布规律。
它在空间上的变化主要反映地壳和上地幔区域结构的变化。
它在时间上的变化可能与某些灾难性的地震有直接和间接的联系。
地球重力场分布规律
地球重力场分布规律文章采用目前与中国大陆匹配最精准的EGM2008模型，结合SRTM高程数据，计算5.12地震灾区高程异常，分析了重力场分布规律。
得出结论：重力场随着距震中位置的增大呈现负相关趋势。
提出以下猜想：地震对小范围内重力位的影响远远大于大范围内的影响。
标签：地球重力场；EGM2008；地震灾区引言地球重力场是最基本的物理场，由地球系统的物质属性产生，反映由地球各圈层相互作用和动力过程决定的物质空间分布、运动和变化，承载重力场作用机制相关信息，地球重力场时空演化与地球系统的动力过程有重要的联系。
因此，物理大地测量学与所有研究地球各圈层物质运动及其动力学机制的学科有交叉领域。
高精度高分辨率的重力数据及以此构建的高阶地球重力场模型及时变信号，是地球动力学、地球内部物理、海洋物理及动力海洋学等相关学科研究必需的基础信息，精细的全球重力场信息会加深人们对地球系统各圈层的物质异常分布、物质的循环及动量及能量交换机制的认识，精化相关地学的模型参数，以达到对地球系统、其子系统及整体的动力学过程和行为有更深层的理解。
5·12汶川地震，发生于北京时间（UTC+8）2008年5月12日14时28分04秒，震中位于中华人民共和国四川省阿坝藏族羌族自治州汶川县映秀镇与漩口镇交界处。
5·12汶川地震严重破坏地区超过10万平方千米。
其中，极重灾区共10个县（市），重灾区共41个县（市），一般灾区共186个县（市）。
此次地震是中华人民共和国成立以来破坏力最大的地震，也是唐山大地震后伤亡最严重的一次地震。
文章将对四川省灾区范围从重力异常的计算、灾区重力异常分布规律（E100°36′～108°31′，N27°50～34°19′）（如图1）展开论述。
1 计算重力场模型EGM2008模型高程异常在我国大陆的总体精度为20cm，华东华中地区12cm，华北地区达到9cm，西部地区为24cm；EGM2008模型空间异常在我国大陆的总体精度为10.5mGal（1mGal=10-3cm/s2），且大大缩小了我国大陆重力场信息东西部地区的差距；EGM2008模型具有很高的精度，测试结果显示，EGM2008模型在我国大陆的精度与在全球范围内的精度相当；与WDM94，DQM 系列，EGM96相比，EGM2008模型高程异常精度提高了3～5倍，比利用GRACE 数据的IGG05b，EIGEN-5c模型提高了2倍以上，空间异常的改善程度更为突出。
专业名词解释重力场
专业名词解释重力场
重力场受地球重力作用的空间范围。
由于地球内部质量分布的不规则性，致使地球重力场不是一个按简单规律变化的力场。
但从总的方面看，地球非常接近于一个旋转椭球，因此可以将实际地球规则化，称为正常地球，同它相应的重力场称为正常重力场。
地球重力场的非规则部分称为异常重力场。
地球重力场中任一点的重力位与正常位之差值称为扰动位。
扰动位是由于地球的质量分布和形状与平均地球椭球有所不同而引起的。
与扰动位相应的有重力异常和扰动重力。
重力属于是保守力。
根据全球重力测量和卫星大地测量的结果，可以确定地球的总质量和地球的平均密度；配合天文测量结果，可以求出地球绕其自转轴的转动惯量。
根据地面上大范围甚至全球范围的重力测量结果，可以研究的－地幔边界的起伏，地幔地壳边界的起伏，地幔中的热对流，地壳均衡的状态等。
地球重力场分布规律-最新资料
地球重力场分布规律引言地球重力场是最基本的物理场，由地球系统的物质属性产生，反映由地球各圈层相互作用和动力过程决定的物质空间分布、运动和变化，承载重力场作用机制相关信息，地球重力场时空演化与地球系统的动力过程有重要的联系。
因此，物理大地测量学与所有研究地球各圈层物质运动及其动力学机制的学科有交叉领域。
高精度高分辨率的重力数据及以此构建的高阶地球重力场模型及时变信号，是地球动力学、地球内部物理、海洋物理及动力海洋学等相关学科研究必需的基础信息，精细的全球重力场信息会加深人们对地球系统各圈层的物质异常分布、物质的循环及动量及能量交换机制的认识，精化相关地学的模型参数，以达到对地球系统、其子系统及整体的动力学过程和行为有更深层的理解。
5?12汶川地震，发生于北京时间（UTC+8）2008年5月12日14时28分04秒，震中位于中华人民共和国四川省阿坝藏族羌族自治州汶川县映秀镇与漩口镇交界处。
5?12汶川地震严重破坏地区超过10万平方千米。
其中，极重灾区共10个县（市），重灾区共41个县（市），一般灾区共186个县（市）。
此次地震是中华人民共和国成立以来破坏力最大的地震，也是唐山大地震后伤亡最严重的一次地震。
文章将对四川省灾区范围从重力异常的计算、灾区重力异常分布规律（E100°36′～108°31′，N27°50～34°19′）（如图1）展开论述。
1 计算重力场模型EGM2008模型高程异常在我国大陆的总体精度为20cm，华东华中地区12cm，华北地区达到9cm，西部地区为24cm；EGM2008模型空间异常在我国大陆的总体精度为10.5mGal（1mGal=10-3cm/s2），且大大缩小了我国大陆重力场信息东西部地区的差距；EGM2008模型具有很高的精度，测试结果显示，EGM2008模型在我国大陆的精度与在全球范围内的精度相当；与WDM94，DQM系列，EGM96相比，EGM2008模型高程异常精度提高了3～5倍，比利用GRACE数据的IGG05b，EIGEN-5c模型提高了2倍以上，空间异常的改善程度更为突出。
重力场变化
重力场变化人类对于重力场的变化一直以来都是感受最为明显的。
无论是地球上的走路、跑步，还是乘坐电梯、飞机等交通工具，都与重力场的变化息息相关。
重力场的变化不仅影响着人体的感受，也对地球上的物体运动和天体运行产生重要影响。
我们来了解一下重力场的概念。
重力场是指物体周围的空间中由于物体的质量而产生的一种力场。
在地球上，重力场的大小和方向是不均匀的，这是由于地球的形状和地表上不同区域的质量分布不均匀所致。
在地球表面上，人们感受到的重力场大致可以看作是垂直向下的，并且随着海拔的升高而逐渐减小。
重力场的变化对人体的感受有着重要影响。
在地面上，人们可以感受到重力对身体的拉力，这是人体站立和行走的基础。
当我们行走时，脚踩在地面上的力会产生一个向上的反作用力，使我们能够保持平衡。
重力场的变化会影响到这个反作用力的大小和方向，从而影响到人体的行走稳定性。
例如，在爬山或者行走在坡度较大的路面上时，重力场的变化会使人感到腿部肌肉更加紧张，行走速度也会相应减慢。
除了地面上的行走，重力场的变化还会对人体的其他活动产生影响。
例如，在乘坐电梯时，当电梯开始加速或减速时，人体会感受到一个向上或向下的加速度，这是由于重力场的变化所导致的。
同样地，在飞机起飞和降落时，人们也会感受到重力场的变化。
当飞机起飞时，重力场的变化会使人感到身体向后倾斜；而当飞机降落时，重力场的变化会使人感到身体向前倾斜。
除了对人体的影响，重力场的变化还对地球上的物体运动和天体运行产生重要影响。
地球上的物体受到的重力作用是由于地球质量和物体质量之间的吸引力所导致的。
重力场的变化会影响到物体的运动轨迹和速度。
例如，当一个物体从高处自由落体时，重力场的变化会使其下落速度逐渐增加。
同样地，重力场的变化也会影响到天体的运行轨迹。
例如，地球绕太阳公转的轨迹是由于太阳的引力所导致的，而其他行星绕太阳的轨迹也受到太阳和其他行星的引力相互作用的影响。
重力场的变化对人类的日常生活和科学研究都具有重要意义。
物体的重力的分布-概述说明以及解释
物体的重力的分布-概述说明以及解释1.引言1.1 概述重力是地球或其他天体吸引物体的力量，是所有天体之间普遍存在的一种引力。
物体的重力分布影响着物体的形状、运动以及其他物理属性。
通过研究物体的重力分布规律，可以更好地理解物体的结构和运动规律，对于工程设计、天体物理学等领域都具有重要意义。
本文将首先介绍重力的定义和基本原理，然后探讨物体的重力分布规律，包括不同形状物体的重力分布差异。
最后，总结重力分布对物体的影响，并探讨应用重力分布规律的意义，同时展望未来研究方向，以期为相关领域的研究和应用提供一定的借鉴和启示。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将首先介绍重力的基本定义和原理，包括引力的概念、牛顿万有引力定律等内容。
接着将探讨物体的重力分布规律，包括质点的重力分布、物体内部的重力分布等方面。
最后将比较不同形状物体的重力分布差异，分析不同形状对重力分布的影响。
通过对重力分布的研究，可以更好地理解物体的受力情况，为相关领域的研究和应用提供理论支持。
1.3 目的:本文的目的旨在探讨物体的重力分布规律及其对物体的影响。
通过分析重力的定义和基本原理，研究不同形状物体的重力分布差异，以及总结重力分布对物体的影响，探讨应用重力分布规律的意义，进而展望未来研究方向。
通过深入探讨这些问题，我们可以更加深入地了解重力对物体的作用机制，为今后的相关研究提供一定的参考和指导。
同时，对于工程实践和科学研究也具有一定的借鉴意义。
2.正文2.1 重力的定义和基本原理重力是一种自然现象，是物体之间相互吸引的力量。
根据牛顿的万有引力定律，任何两个物体之间都会相互产生引力，这个引力的大小取决于它们的质量和距离。
在地球表面上，重力的大小可以用重力加速度来表示，约为9.8米/秒²。
重力的基本原理是质量之间的吸引力，这种吸引力可以解释很多天体运动现象，比如行星绕太阳运动、卫星绕地球运动等。
重力是宇宙中最强大的力量之一，它影响着每一个物体的运动和形态。
地球自转知识点总结
地球自转知识点总结一、地球自转的基本情况1、地球自转方向地球自转的方向是从西向东，也就是说从地球的西面向东面旋转。
因此，地球自转的速度和方向是与地球围绕太阳公转的方向一致的。
2、地球自转的速度地球的自转速度是不均匀的，赤道地区的自转速度最快，约为每小时1670公里，而两极地区的自转速度最慢，约为每小时0公里。
因此，地球的自转速度随着纬度的变化而变化，这也是地球有四季的重要原因之一。
3、地球自转的影响地球的自转对地球上的各种现象都产生了重要影响。
例如地球的昼夜交替、气候的变化、地球引力场的分布等都与地球的自转有着密切的联系。
二、地球自转的原因1、地球形成的旋转地球形成时，由于原始气体和尘埃云的自旋运动，使得地球自身也具有了旋转的动能，这也是地球自转的最初原因之一。
2、行星的守恒运动地球自转是地球守恒角动量的结果，由于地球形成时的旋转和外源能量的影响，使得地球具有了守恒角动量，导致了地球的自转。
三、地球自转的重要意义1、昼夜交替地球自转使得地球上产生了昼夜的交替。
地球每24小时自转一周，由于地球只有一面在太阳的照射下，所以产生了昼夜的交替。
2、气候变化地球的自转使得地球表面的温度、气压、风向、云雨等气候要素都具有了明显的分布规律，这也是地球气候变化的重要原因之一。
3、地球引力场的分布地球自转导致了地球上重力场的非均匀分布，由于地球自转的离心力作用，使得地球赤道处的重力最小，而两极处的重力最大。
4、地球磁场的产生地球自转产生了地球的激磁场，导致了地球有了类似巨大磁铁的磁场，这对地球上的生物和人类都具有着重要的保护意义。
四、地球自转的测定方法1、日晷法利用日晷的影子来测定地球的自转周期。
通过观察日晷影子的移动，可以进一步推断出地球的自转周期。
2、星测法利用恒星的位置来测定地球的自转速度。
通过观察恒星在天空中的运动，可以测得地球的自转速度和方向。
3、地震波法利用地震波在地球内部的传播速度来测定地球的自转速度。
重力和重力异常
日变曲线
广义讲，从重力观测值g中减去正常 重力和随时间变化的重力，即得到的偏差 部分称为重力异常
如果不校正到大地水平（准）面，而 是某一基点，得到相对重力异常。
引起重力异常的原因：
1.相对与地表光滑的椭球面而言， 起伏的地表(高程）及其以下物质 层的存在； 2.地球（壳）内部存在密度非均匀 体； 3.固体潮、日月引力引起的随时间 变化
地球参数一定、地表一点的正常场 值完全由地球纬度决定（1971， IUGG）
—地球的纬度。
随时间变化的重力场 （1）长期变化
与地壳内物质缓慢运动和构造活动有关。
（2）短期变化
日变，变幅0.2-0.3mgal(2-3g.u)，表现为
海洋潮汐和地壳形变（固体潮），后者
引起大地水准面位移，从而又导致重力
P质量点受到的影响：整个地球来自均匀球体
地表不平
不均匀部分
P
重力和重力场 在地球附近的空间，一切物体都要受到被近似地 拉向地心的力，这个力就是重力。有重力作用的 空间，称为重力场。
场的简单性质：物质性、叠加性、与实物同占 同一空间。
P=mg P 和g都是矢量，方向与铅垂线方向一致。 重力测量中，并不研究P，而是研究 P/m=g（重力场强度/重力加速度）
重力异常的物理意义
几个概念：
剩余密度 （视密度） 剩余质量 （视质量）
重力异常的实质：重力异常是地质 体的剩余质量对测区某点上单位质量所 产生的附加引力在重力g方向的投影。
重 力 异 常 的 实 质
重力的数学表达式
• 为了描述重力的空间 分布，通常采取直角 坐标系，以数学解析 式表示
第二讲 地球重力场
地球重力场地球重力场：在地球内部及其附近存在重力作用的空间。
重力场强度:单位质量的物体在重力场中所受的重力( =G/m )重力加速度g=G/m重力加速度在数值上(包括方向)等于单位质量所受的重力，也就是等于重力场强度。
重力加速度重力重力场强度重力勘探所提的重力都是指重力加速度或重力场强度。
重力(重力加速度)单位在CGS单位制(克、厘米、秒)：“cm/s2”，“伽”或“Gal”1 cm/s2 = 1 Gal在SI单位制(千克、米、秒)：“m/s2”，“g.u.”1 m/s2 = 106 g.u.重力的变化包括随不同测点位置的空间变化以及同一测点的重力随时间的变化。
空间上:9地球形状、地形：引起约6万g.u. 的变化；9地球自转：重力有3.4万g.u. 的变化;9地下物质密度分布不均匀：能达到几千g.u.变化9人类的历史活动遗迹和建筑物等时间上：9潮汐变化：太阳、月亮等天体引力引起的重力的周期性变化，其大小可达 3 g.u.9非潮汐变化：地球形状的变化和地下物质运动等引起的非周期性变化，其变化大小一般不超过 1 g.u.海水每天有两次涨落运动，其中早晨出现的潮涨称为潮，晚上出现的潮落称为汐，总称潮汐。
地球上海潮涨落主要是由月球还是太阳引起的？月球和太阳对地球的引力不但可以引起地球表面流体的潮汐（如海潮、大气潮），还能引起地球固体部分的周期性形变（固体潮）。
太阳的质量虽比月球的质量大得多，但月球同地球的距离比太阳同地球的距离近，月球的引潮力比太阳的引潮力大。
在日、月引力作用下，地球固体表面也会像海水一样产生周期性的涨落，这就是地球的潮汐现象，称为地球固体潮。
固体潮随时间和空间的变化，除了和地球、太阳、月亮三者之间相对位置的变化有关外，还和地球内部物质的物理性质有关。
因而，利用固体潮资料可以研究地壳内部物质的物理性质和各种物质的分布规律。
它在空间上的变化主要反映地壳和上地幔区域结构的变化。
它在时间上的变化可能与某些灾难性的地震有直接和间接的联系。
重力加速度随纬度的变化规律
重力加速度随纬度的变化规律引言地球是我们居住的星球，其表面上存在着引力场，这个引力场使得物体朝向地心运动。
而重力加速度则是描述物体在地球上受到的引力作用的大小。
在地球各个地方，由于地球的自转和形状不规则等因素的影响，重力加速度会有所变化。
本文将探讨重力加速度随纬度的变化规律。
重力加速度的定义和计算方法重力加速度是指物体受到地球引力作用时的加速度大小。
在地球表面上，重力加速度的大小约为9.8 m/s²。
其计算公式为：g = G * M / R²其中，g表示重力加速度，G表示引力常数，M表示地球的质量，R表示物体距离地球中心的距离。
重力加速度随纬度的变化规律地球是一个近似于椭球形状的物体，其赤道半径约为6378.1 km，极半径约为6356.8 km。
由于地球的自转，地球的形状不是完全规则的球体，所以重力加速度会有所变化。
在地球表面上，重力加速度随纬度的变化规律如下：1.在赤道上，重力加速度最大。
这是由于赤道处离地球中心最远，距离地球中心的距离R最大，根据计算公式可知，重力加速度与距离的平方成反比，所以重力加速度最大。
2.在极点上，重力加速度最小。
这是由于极点处离地球中心最近，距离地球中心的距离R最小，根据计算公式可知，重力加速度与距离的平方成反比，所以重力加速度最小。
3.在其他纬度上，重力加速度介于赤道和极点之间。
随着纬度的增大或减小，重力加速度逐渐减小或增大。
重力加速度随纬度变化的原因重力加速度随纬度的变化主要是由地球自转和地球形状不规则造成的。
地球的自转使得地球表面上的物体产生离心力，这会导致重力加速度随纬度的变化。
此外，地球的形状不规则也会影响重力加速度的分布。
地球自转产生的离心力是重力加速度随纬度变化的主要原因之一。
由于地球自转，地球的赤道处距离地球中心最远，而极点处距离地球中心最近。
根据引力公式，重力加速度与距离的平方成反比，所以赤道处的重力加速度最大，而极点处的重力加速度最小。
地球正常重力场和正常地磁场的国际标准和表现形式
地球正常重力场和正常地磁场是地球物理学中重要的研究对象，它们对地球的环境和大气有着重要影响。
国际标准对地球正常重力场和正常地磁场有着明确的界定和表现形式，本文将对其进行详细介绍和解释。
一、地球正常重力场的国际标准和表现形式1.1 地球正常重力场的定义地球正常重力场是指地球表面某一点处，由于地球自身引力和离心力的作用而产生的重力场。
它是地球物理学研究的重要对象之一，直接影响着地表物体的重量和形态。
1.2 地球正常重力场的国际标准国际上对地球正常重力场有严格的标准，根据国际标准组织的相关规定，地球正常重力场的国际标准是以国际地球引力标准模型（International Gravity Standardization Network，IGSN）为基础建立的，IGSN通过对地球重力场进行系统观测和精密测量，得出了地球正常重力场的基准数值和模型。
1.3 地球正常重力场的表现形式地球正常重力场的表现形式包括重力场的大小、方向和变化规律。
在地球表面，地球正常重力场的大小随着地理位置的不同而有所差异，通常以重力加速度的数值来表示；重力场的方向指向地球的质心，是垂直于椭球面的；重力场的变化规律与地球的形态、大气厚度、海洋分布等因素密切相关。
二、正常地磁场的国际标准和表现形式2.1 正常地磁场的定义正常地磁场是指地球表面某一点处，由于地球内部磁场的作用而产生的地磁场。
地磁场是地球表面地磁测量的重要对象，也是导航定位、地震预警等应用领域的基础。
2.2 正常地磁场的国际标准国际上对正常地磁场也有明确的标准，根据国际地球物理学联合会的相关规定，正常地磁场的国际标准是以国际地球磁场标准模型（International Geomagnetic Reference Field，IGRF）为基础建立的，IGRF通过对地球地磁场进行系统观测和精密测量，得出了正常地磁场的基准数值和模型。
2.3 正常地磁场的表现形式正常地磁场的表现形式包括地磁场的强度、磁倾角和磁偏角等参数。
详解测绘技术中的重力测量原理
详解测绘技术中的重力测量原理测绘技术是指通过测量、观测、记录和计算等方法，准确地确定地球表面各点位置坐标、形状和大小关系的一门学科。
而在测绘技术中，重力测量是一种重要的方法，它可以用来推断地下或地表物质分布的规律性以及地壳构造的变化。
本文将详细介绍测绘技术中的重力测量原理。
重力测量是通过测量重力加速度来获得地球表面各点的重力场分布规律。
而测量重力加速度的仪器被称为重力仪。
重力仪可以测量单位质量下垂直方向上的力的加速度，而这个加速度正好等于g，即重力加速度。
借助重力仪进行测量，可以得出地球各点的重力加速度大小，从而推断地球的重力场强度的分布。
重力仪的工作原理基于牛顿第二定律，即力等于质量乘以加速度。
重力仪的核心部分是一个自由悬挂的质量m，当质量m处于地球的重力场中时，会受到与其质量成正比的重力力F=mg，且方向指向地球的重心。
而测量的目的就是通过测量实际受力情况，计算出重力加速度g的大小。
为了精确测量重力加速度，重力仪需要满足一些特殊要求。
首先，重力仪需要具备高精度的质量测量装置，以测量质量m的大小。
其次，重力仪需要具有高精度的位置测量装置，以确定重心的位置。
最后，重力仪需要消除其他影响因素，如振动、温度变化等，以保证测量结果的准确性。
在实际测量中，为了提高测量精度，还需要进行一些修正。
一种常用的修正方法是测量基准点上的重力值，然后根据空间位置关系计算出测量点的重力值。
另一种修正方法是根据测量地球表面的高程差，将测量点的重力值转换为正常重力值。
重力测量在测绘技术中有着广泛的应用。
首先，重力测量可以用于确定海拔高度。
通过测量不同地点的重力加速度，可以推断出地球表面不同处的高度差。
其次，重力测量可以用于研究地球内部的构造。
地球内部的岩石密度和构造变化会对重力场产生影响，通过测量重力场的变化，可以推断地下岩石的分布情况。
此外，重力测量还可以用于勘探矿产资源。
不同矿产资源的密度差异会引起重力场的变化，通过测量重力场，可以预测矿产资源的分布情况。
地球重力水平
地球重力水平
地球重力水平是指地球上物体所受到的重力作用方向，即垂直向下指向地心。
在地球上，物体的重力是由地球对物体的吸引力和地球自转产生的惯性离心力的合力所形成的。
由于地球的形状近似于椭球体，地球的赤道半径比极半径大21.4公里，因此重力随纬度而变化，由赤道向两极逐渐增大。
此外，重力还随高度而变化，地势越高，重力越小。
当达到一定高度时，就会发生失重现象。
在水平方向上，水平是一个假想的方向，它是根据地球重力方向来定义的，即垂直于地球重力的方向即是水平方向。
因此，水平方向并不是一个真正的物理方向，而是一个相对的概念。
竖直方向是指和地心引力方向在同一条直线上的方向，可以是向上或向下。
在建筑学中，竖直方向是用来描述建筑物的垂直排列方向的。
竖直方向和水平方向一样，也是一个相对的概念。
总之，地球重力水平是一个相对的概念，它取决于物体的位置和高度等因素。
在地球上，物体的重力作用方向始终是垂直向下指向地心的。
地球物理学基础复习资料
地球物理学基础复习资料绪论一．地球物理学的概念，研究特点和研究内容它是以地球为研究对象的一门应用物理学，是天文学，物理学与地质学之间的边缘学科。
地球物理学应用物理学的原理和方法研究地球形状，内部构造，物质组成及其运动规律，探讨地球起源，形成以及演化过程，为维护生态环境，预测和减轻地球自然灾害，勘探与开发能源和资源做出贡献。
包扩地震学，地磁学，地电学，重力学，地热学，大地测量学，大地构造物理学，地球动力学等。
研究特点：1.交叉学科地球物理学由地质学和物理学发展而来，随着学科本身的发展，它不断产生新的分支学科，同时促进了各分支学科的相互交叉，加强了它与地球科学各学科之间的联系。
2.间接性都是通过观测和研究物理场的信息内容实现地质勘查目标，研究的不是地质体本身，而是其物理性质。
3 多解性正演是唯一的，而反演存在多解。
不同的地质体具有不同的物理性质，但产生的物理场可能相同。
不同的地质体具有相近的物理性质，由于观测误差，物理场的观测不完整以及物理场特点研究不够，产生多解。
不同的地质体具有相同的物理性质，即使知道了地质体的物性分布，也无法确定其地质属性。
地球物理学的总趋势：多学科综合和科学的国际合作。
二．地球物理学各分支所依据的物理学原理和研究的物性参数。
地震学：波在弹性介质中的传播%地震体波走时，面波频散，自由振荡的本征谱特征重力学：牛顿万有引力定律%密度%密度差异地磁学：磁荷理论%岩矿石磁性%①岩石剩余磁性②地磁学轴向偶极子假定。
古地磁学：铁磁学%岩石的剩余磁性。
地电学：①电磁场理论②电荷理论%电阻率ρ介电常数ε介质磁导率μ地热学：热学规律，热传导方程%地球热场，热源。
第一章太阳系和地球一．地球的转动方式。
1.自转地球绕地轴的一种旋转运动，方向自西向东，转速并非完全均匀，有微小变化。
2.公转地球绕太阳以接近正圆的椭圆轨道旋转的运动。
3.平动地球随整个太阳系在宇宙太空中不停地向前运动。
4.进动地球由于旋转，赤道附近向外凸出，日月对此凸出部分的吸引力使地轴绕黄轴转动，方向自东向西。
重力与重力场
重力与重力场重力是一种自然现象，它是质量体之间相互吸引的力。
在日常生活中，我们都能感受到地球的引力，它使物体朝向地面下落。
那么，探究重力的本质和重力场的作用对于理解物质世界的运动规律有着重要的意义。
一、重力的定义与特性重力是质量体之间产生的一种相互吸引的力，它的大小与吸引的物体质量成正比，与距离的平方成反比。
重力的公式可以用牛顿第二定律表达：F=G(m1*m2/r^2)，其中G为万有引力常数。
根据牛顿第三定律，重力的大小和方向相等但方向相反。
二、重力场的概念与性质重力场是质量体周围存在的一种空间形式，它是由质量体所产生的重力所形成的。
在重力场中，物体会受到重力的作用而产生加速度，这个加速度又称为重力场的势。
重力场的性质包括重力场的形状、大小和方向。
1. 重力场的形状在地球表面附近的小范围内，重力场可以近似看作均匀的。
然而在更大的范围内，重力场会因为地球形状的不规则性而出现扰动。
重力场的形状与物体的分布有关，例如地球的重力场主要受到地球的引力影响。
2. 重力场的大小重力场的大小由质量体的质量和距离决定，质量越大，重力场越强。
在地球表面，重力场的大小在不同地方是不同的，这是由地球表面的高低不平造成的。
3. 重力场的方向重力场的方向指向质量体的中心，即对于地球来说，重力场的方向指向地心。
三、重力场的应用重力场的作用远不止于物体的下落，它还对地球上的其他现象产生了重要影响。
1. 行星运动重力场是行星绕太阳运动的基础，行星被太阳的重力所束缚在轨道上，形成了稳定的运动。
2. 引力势能重力场使物体具有引力势能，当物体高度改变时，其引力势能也相应改变。
引力势能的概念在物理学中有很广泛的应用，例如研究天体运动、弹性势能等。
3. 重力潮汐重力场的差异导致了潮汐现象的发生。
月球和太阳对地球的引力作用，引起地球表面的潮汐现象，例如海洋潮汐和土壤潮汐。
4. 引力透镜效应重力场也会改变光线传播的路径和速度，当光线经过质量体的附近时，会发生光线的折射和偏转，形成引力透镜效应。
大地测量重力场课件
将大地测量重力场模型应用于其他相关领域，如地球物理学、海洋 学等，以促进学科交叉和学术交流。
学术交流
通过学术会议、期刊论文等方式，与其他研究机构和学者进行大地测 量重力场模型的交流与量重力场的研究进展与展望
国内外研究现状
国内研究现状
我国大地测量重力场研究起步较晚， 但近年来发展迅速，取得了一系列重 要成果。
概念
大地测量重力场涉及到地球的重力、地球的自转、地球的赤道半径、地球的地 球半径等概念，是研究地球内部结构、地球自转变化、地球重力场变化等问题 的关键。
大地测量重力场的重要性
01
地球科学研究
大地测量重力场是地球科学研究的重要领域之一，它对于了解地球内部
结构、地球自转变化、地球重力场变化等问题具有重要意义。
展望
大地测量重力场研究将为地球科学、 空间科学和人类活动提供更准确、更 全面的信息，为人类社会的可持续发 展提供重要支撑。
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导航定位
大地测量重力场对于导航定位也具有重要意义，例如在卫星定位系统中， 需要利用大地测量重力场数据来修正卫星轨道和时钟误差，提高定位精 度。
资源开发与环境保护
大地测量重力场在资源开发与环境保护方面也具有重要应用价值，例如 在石油、天然气、矿产资源勘探中，需要利用大地测量重力场数据来推 断地下地质构造和资源分布情况。
大地测量重力场课件
• 大地测量重力场概述 • 大地测量重力场的基本原理 • 大地测量重力场的观测技术 • 大地测量重力场模型建立 • 大地测量重力场的研究进展与展望
大地测量重力场概述
定义与概念
定义
大地测量重力场是指地球重力场的分布和变化规律，它是地球物理学、大地测 量学和地球动力学等多个学科交叉的研究领域。
重力场变化
重力场变化地球是我们生活的家园，而地球上存在着一个神奇而又不可见的力量，那就是重力。
重力是指物体之间相互吸引的力量，是地球对物体施加的引力。
然而，我们是否意识到重力场是如何变化的呢？我们需要明确重力场的特性。
重力场是一种无形的力场，它是由地球的质量所产生的，并且是向地球质心方向作用的。
这意味着地球表面上的物体受到的重力是垂直向下的，并且随着距离地心的远近而逐渐减小。
在地球上，重力场的变化是不均匀的。
当我们接近地球表面时，重力加速度会逐渐增大。
这是因为地球的质量在我们身体下方，所以我们会受到更大的重力吸引。
相比之下，当我们远离地球表面时，重力加速度会逐渐减小。
这造成了我们在不同高度的重力感受的差异。
重力场的变化还受到地球自转的影响。
由于地球自转产生的离心力，地球的赤道部分相对于极地部分会有一定的离心力。
因此，赤道地区的重力略微减小，而极地地区的重力略微增加。
这也是为什么我们在不同地区的体重可能会有微小差异的原因。
除了地球自身的因素，重力场的变化还受到其他物体的影响。
例如，当我们接近高密度物体（如山脉或建筑物）时，由于这些物体自身的引力，我们会感受到稍微增加的重力。
相反，当我们接近低密度物体（如山谷或洞穴）时，由于这些物体产生的引力较小，我们会感受到稍微减小的重力。
地球上的重力场还会受到月球和太阳的引力影响。
当月球和太阳靠近地球时，它们的引力会对地球的重力场产生微小的扰动。
这种扰动会导致地球表面的重力场发生微小的变化，但这种变化对我们的日常生活影响甚微。
重力场是地球上一种神奇而又不可见的力量。
它随着距离地心的远近而逐渐减小，并在地球表面上存在不均匀的变化。
此外，地球自转、其他物体的引力以及月球和太阳的引力也会对重力场产生微小的影响。
了解重力场的变化有助于我们更好地理解地球的物理特性，并且对我们的日常生活也有一定的启发。
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摘要：文章采用目前与中国大陆匹配最精准的egm2008模型，结合srtm高程数据，计算5.12地震灾区高程异常，分析了重力场分布规律。
得出结论：重力场随着距震中位置的增大呈现负相关趋势。
提出以下猜想：地震对小范围内重力位的影响远远大于大范围内的影响。
关键词：地球重力场；egm2008；地震灾区
引言
地球重力场是最基本的物理场，由地球系统的物质属性产生，反映由地球各圈层相互作用和动力过程决定的物质空间分布、运动和变化，承载重力场作用机制相关信息，地球重力场时空演化与地球系统的动力过程有重要的联系。
因此，物理大地测量学与所有研究地球各圈层物质运动及其动力学机制的学科有交叉领域。
高精度高分辨率的重力数据及以此构建的高阶地球重力场模型及时变信号，是地球动力学、地球内部物理、海洋物理及动力海洋学等相关学科研究必需的基础信息，精细的全球重力场信息会加深人们对地球系统各圈层的物质异常分布、物质的循环及动量及能量交换机制的认识，精化相关地学的模型参数，以达到对地球系统、其子系统及整体的动力学过程和行为有更深层的理解。
5?12汶川地震，发生于北京时间（utc+8）2008年5月12日14时28分04秒，震中位于中华人民共和国四川省阿坝藏族羌族自治州汶川县映秀镇与漩口镇交界处。
5?12汶川地震严重破坏地区超过10万平方千米。
其中，极重灾区共10个县（市），重灾区共41个县（市），一般灾区共186个县（市）。
此次地震是中华人民共和国成立以来破坏力最大的地震，也是唐山大地震后伤亡最严重的一次地震。
文章将对四川省灾区范围从重力异常的计算、灾区重力异常分布规律（e100°36′～108°31′，n27°50～34°19′）（如图1）展开论述。
1 计算重力场模型
egm2008地球重力场模型使用bruns公式，地球表面上任意点p的模型高程异常可由下式获得：
2 计算结果分析
文章采用icgem网站进行地球重力场的计算。
通过规定模型参考系统、格网精度、模型经纬度范围等选项，进行特定区域重力场的计算。
输入灾区范围（e100°36′～108°31′，n27°50～34°19′），选取最小格网精度为0.005，采用egm2008模型计算高程异常值如表1，单位为m。
（e100°36′～108°31′，n27°50～34°19′）高程异常最大值为-42.074m，由上表可知：
最小值为-27.786m，高程异常极值为14.288m，平均高程异常为-34.453m。
结合图1，早去范围内高程异常最大值位于重灾区，最小值位于一般灾区。
分级灾区重力异常的平均值分别为：一般灾区-35.624m、重灾区-36.885m、极重灾区-36.901m。
分级灾区重力异常的最小值分别为：一般灾区-28.065m、重灾区为-28.707m，极重灾区为-32.822m。
分级灾区的重力异常最大值分别为：一般灾区-42.074m、重灾区-41.644m、极重灾区-40.980m。