41

TEMA 5 FORMA I MICRILE PMNTULUI

Introducere: n acest capitol sunt prezentate trsturile planetare principale ale Pmntului. Este vorba de forma, dimensiunile i micrile planetei noastre. Accentul este pus pe explicarea consecinelor geografice ale formei sferice, ale micrii de rotaie i micrii de revoluie.

Cuprins: 1. Forma Pmntului i consecinele geografice

1.1. Sferoidul de rotaie 1.2. Elipsoidul terestru 1.3. Geoidul

2. Micrile Pmntului i consecinele geografice 2.1. Micarea de rotaie 2.2. Micarea de revoluie 2.3. Micrile de nutaie i precesie

3. Test de evaluare 4. Bibliografie 5. Sintez

1. Forma Pmntului i consecinele geografice

1.1. Sferoidul de rotaie este modelul pe care l-ar fi luat planeta n ipoteza

Pmntul neomogen, adic a eterogenitii verticale. Prin acest model se ncearc o apropiere mai mare de realitatea fizic a interiorului globului, cci Pmntul omogen este o ficiune. Prin rotaie, sub aciunea cmpului gravific, o asemenea distribuie a materiei duce la un corp de forma unui sferoid de rotaie.

Sferoidul de rotaie se adapteaz mai bine la suprafaa real a Pmntului, n sensul c ea corespunde nivelului mediu al Oceanului planetar n repaus perfect. Sferoidul de rotaie mai poart denumirea de sferoid normal sau sferoid terestru.

1.2. Elipsoidul de rotaie terestru: Globul terestru, avnd o aplatizare la

poli (mai pronunat la Polul Sud) i o bombare la ecuator, este asimilat unui elipsoid de rotaie (elipsoid de revoluie), corp care rezult prin rotirea unei elipse n jurul uneia dintre axele sale.

Elipsoidul de rotaie este o suprafa perfect definit matematic i corespunde cel mai bine formei generale a Pmntului. El este modelul matematic al planetei noastre.

Obiective - Cunoaterea noiunilor legate de forma Pmntului i a

consecinelor legate de aceasta - Cunoaterea principalelor dimensiuni ale Pmntului - Definirea micrii de rotaie i consecinele acestei micri - Definirea micrii de revoluie, a consecinelor acesteia i a

termenilor de solstiiu, echinociu - Explicarea noiunilor de precesie i nutaie

sferoid de rotaie

42

Elipsoidul de rotaie terestru este elipsoidul care are dimensiunile aproape egale cu dimensiunile Pmntului. Geodezii au calculat serii de valori tot mai precise ale dimensiunilor elipsoidului de rotaie pmntesc, obinndu-se diferii elipsoizi numii elipsoizi de referin, adoptai de diferite state sau grupuri de state pentru lucrrile geodezice, topografice i cartografice efectuate pe teritoriul acestora. Aadar, elipsoizii de referin redau tot mai exact forma i dimensiunile Pmntului.

Din necesitatea realizrii i utilizrii de ctre toate statele a unui elipsoid terestru cu caracteristici unice (ntr-un singur sistem de referin) a fost determinat elipsoidul terestru general.

Elipsoidul terestru general este un elipsoid de rotaie cu dimensiuni ct mai apropiate de dimensiunile Pmntului i ct mai apropiat ca form de figura geoidului n ntregul su. Caracteristicile elipsoidului terestru general:

Centrul geometric al elipsoidului coincide cu centrul de mas al Pmntului

Planul ecuatorului elipsoidului coincide cu planul ecuatorial al Pmntului

Axa de rotaie a elipsoidului coincide cu axa de rotaie a Pmntului Volumul elipsoidului este foarte apropiat de volumul geoidului Suma ptratelor abaterilor elipsoidului de la geoid este minim

(Todera, Dragomir, 2002) Cu ajutorul sateliilor geodezici i prin metode de poziionare global

(G.P.S.), S.U.A. i alte ri occidentale au realizat n 1984 un elipsoid terestru general avnd caracteristicile de mai sus. Acesta este un elipsoid geocentric echipotenial numit elipsoidul WGS 84 (World Geodesic System 84).

Elipsoidul WGS 84 este definit de urmtorii parametrii fundamentali: - Semiaxa mare a = 6.378.137,0 m - Semiaxa mic b = 6.356.753,3 m

1.3. Geoidul Geoidul este corpul geometric care red forma fizic real, particular, a

Pmntului. Este modelul fizic al Pmntului. Suprafaa (suprafaa nchis) care delimiteaz acest corp geometric este o

suprafa echipotenial a gravitaiei, o suprafa normal (perpendicular), n orice punct al Terrei, la verticala locului (adic la direcia forei gravitaionale indicat de direcia firului cu plumb). Aceasta se caracterizeaz prin constana potenialului gravitaional terestru, n sensul c toate punctele sale au aceeai valoare a potenialului. Este o suprafa foarte neregulat, cu convexiti i concaviti, care reflect variaiile regionale i locale ale gravitaiei. Aadar, cmpul gravitaional red forma fizic real a Pmntului.

Suprafaa geoidului coincide cu nivelul mediu al Oceanului Planetar (adic oceanul n repaus, fcnd abstracie de valuri maree i cureni), prelungit imaginar pe sub continente pe ntreg Globul.

Geoidul corespunde n mod convenional cu altitudinea zero (suprafaa de nivel zero). De aceea, geoidul constituie suprafaa de referin pentru msurarea altitudinilor n geodezie (lucrri de nivelment).

elipsoidul de rotaie

elipsoidul

de rotaie terestru

elipsoidul

terestru general

geoidul

43

Harta geoidului. Sunt evideniate variaiile de mare regionalitate ale cmpului gravitaional prin

izoliniile care contureaz abaterile altitudinale, (n metri) pozitive i negative, n raport cu suprafaa sferoidului terestru (dup Airinei t., 1982; preluat dup H.R. Rapp, 1968).

Convexiti de mare regionalitate (excedente n cmpul gravitaional)

ntre Australia i Arhipelagul Japonez, unde geoidul se ridic cu 81 m n raport cu elipsoidul (Papua Noua Guinee). Sud estul Africii de Sud ntre Europa i Groenlanda Pe teritoriul Romniei, gravitaia terestr este mai puternic dect normal n M-ii Climani, M-ii Apuseni, M-ii Parng. Din punct de vedere fizic, Parngul Mare este cel mai nalt vrf din Carpai.

Concaviti de mare regionalitate (deficite n cmpul gravitaional)

ntre Peninsula India i Australia unde geoidul coboar cu 105 m sub suprafaa elipsoidului (la sudul Indiei) ntre America de Nord i America de Sud De-a lungul Arhipelagului Bahamas i Arhipelagul Antilele Mici Sud vestul Americii de Nord n Romnia, gravitaia terestr este mai slab dect normal n Nord Estul Brganului, Nordul Olteniei i Cmpia Transilvaniei.

Figura Pmntului (seciune): geoidul (linie continu exagerat

trasat), cu abateri, n metri fa de sferoidul normal cu o turtire de 1/298,25 (linie ntrerupt) (dup

Airinei t., 1982)

convexiti de mare regionalitate

concaviti de mare regionaltate

44

Forma geoidului, n ntregul su, este apropiat de cea a unui elipsoid de rotaie sau elipsoid de revoluie. Ecartul fa de elipsoidul de rotaie este destul de mic (maximum 103 m).

Geoidul este intermediarul dintre elipsoidul de rotaie i suprafaa fizic a Pmntului (suprafaa topografic).

Msurtorile gravimetrice fcute la sol i cu ajutorul sateliilor geodezici au determinat asimetriile Pmntului, care constau n ndeprtarea figurii sale de la sfericitate nu numai la poli ci i la ecuator, n alternarea unor suprafee convexe i cu altele concave. Aceste deformri au fost puse n eviden prin analiza ecarturilor dintre traiectoria real i traiectoria teoretic (calculat) a sateliilor geodezici.

Cea mai important consecin a formei Pmntului o constituie variaia zonal a cantitii de radiaie solar care ajunge pe suprafaa terestr, ceea ce determin distribuie inegal a cldurii n sens latitudinal, astfel nct pe suprafaa globului se identific cinci zone calorice: una cald (ntre tropice), dou temperate (ntre tropice i cercurile polare) i dou reci (ntre cercurile polare i poli). Aceast dispunere latitudinal a cantitii de energie caloric a impus zonalitatea tuturor celorlalte componente fizico-geografice.

1.4. Proiecii cartografice Proiecie prin care se reprezint pe o suprafaa plan, integral sau parial,

unul din modele Pmntului (sfera sau elipsoidul). ntr-o proiecie cartografic, fiecrui punct de pe globul terestru i

corespunde un punct de pe planul de proiecie, fiindc prin acest procedeu matematic se transpun coordonatele geografice.

Cele mai multe proiecii se realizeaz n doi timpi: reprezentarea suprafeei Pmntului pe un con sau un cilindru i desfurarea acestor corpuri n plan (proiecii conice, proiecii cilindrice). Altele presupun proiectarea sferei sau elipsoidului direct pe un plan tangent la unul din poli (proieciile azimutale).

Reeaua de meridiane i paralele care rezult din orice proiecie este reeaua cartografic sau canevasul hrii.

Deoarece sferoidul i elipsoidul, ca modele matematice ale globului terestru (ca suprafee de referin), nu sunt desfurate n plan, prin proiectare acestea (respectiv reeaua cartografic) sufer deformri de lungimi, unghiuri i suprafee.

Dup caracterul deformaiilor suferite, respectiv dup aspectul reelei cartografice, se cunosc mai multe tipuri de proiecii: proiecii azimutale (proiectarea se realizeaz pe un plan tangent la Polul Nord sau Polul Sud), proiecii cilindrice (proiectarea se face pe un cilindru), proiecii conice (proiectarea se produce pe suprafaa unui con), proiecii policonice (proiectare pe suprafaa mai multor conuri), proiecii poliedrice (ochiurile reelei cartografice devin trapeze), proiecii convenionale (pseudocilindrice, pseudoconice, circulare), proiecii derivate.

Unele proiecii cartografice sunt cunoscute prin numele celor care le-au imaginat: proiecia cilindric Mercator (1569), caracterizat printr-o suprafa de proiecie a unui cilindru tangent la ecuatorul sferic, prin meridiane succesive reprezentate prin drepte paralele echidistante, iar paralelele, tot echidistante, au caracterul unor drepte perpendiculare la precedentele; proiecia conic Lambert, un sistem de proiecie conform destinat reprezentrii unei regiuni a suprafeei terestre; proiecie cilindric transversal Gauss, o p