大地水准面-假想平均海平面

挖一条远离海洋的运河

大地水准面是对平均海平面（MSL）的度量。 当平均波浪运动时，水的沉降水平为MSL。

如果计算MSL，所要做的只是测量海洋的平均水平……就可以了。

但是那片土地呢？

假设从海洋向内挖出一条运河到陆地。 水将沉降的水平可以解释为平均海平面。

大地水准面是假想的MSL，而无需挖运河...测量员使用它来测量精确的表面高程， 作为垂直基准面中的真正零表面。

地球上的所有物体是否都以9.81 m/s2的速度掉落？

地球上不同地方的重力有多一致？ 是稳定的9.81 m/s2（米，每秒）还是根据所在的位置而变化？

事实证明，重力完全基于位置。基于大地水准面模型， 它在地球上因地而异。

因此，重力是质量的函数。例如，山脉比山谷重。 结果，落基山脉的重力相对于地球上的其他位置而言相对较强。

地球表面的重力范围从秘鲁的9.7639 m/s2到北极的9.8337 m/s2。

这也意味着我们的星球实际上非常颠簸且不均匀。 正如您在此3D大地水准面查看器中看到的那样， 它不是球形，也没有大多数人认为的那样光滑。

对重力的其他影响是因为：

• 地球因旋转力而向赤道隆起。这意味着两极的地球中心与地表之间的差异小于赤道处的差异。
• 地球的物质组成各不相同，而且物质分布不均匀，这增加了对重力的理解的复杂性。

汤姆和杰瑞一对卫星

如何测量大地水准面（平均海平面）？如果要测量平均海平面， 则可以使用潮汐仪。随着时间的流逝，可以平均得出结果。 当然，该平均值是平均海平面。

但是需要在全球范围内放置大量潮汐仪。因此， 这就是为什么诸如NASA的GRACE任务（重力恢复和气候实验） 和ESA的GOCE任务（重力场和稳态海洋环流探测器） 之类的卫星以前所未有的精度测量地球重力场的原因。

这些卫星如何工作？GRACE是一对在相同轨道上相距约220公里的卫星。 当领先的卫星增加速度时，这意味着会有更大的引力。 如果前导卫星减速，则意味着引力减小。

这些拉力和推力是使用从一颗卫星传到另一颗卫星的微波脉冲来测量的。 每个卫星位置都由GPS固定。最终结果是迄今为止最精确的重力异常测量。

为什么要了解大地水准面？

由于重力是大地测量学领域的关键要素之一， 因此科学家正在提取GOCE和GRACE卫星数据， 以研究地球上的一些关键应用。

大地水准面的应用包括天气预报，干旱预测，调查准确性， 水循环，极地冰块流失以及任何可以追踪质量变化的事物。

以下是一些详细的大地水准面应用程序：

地球内部–科学家比以往任何时候都更接近地震预测。 因为我们可以检索大地水准面中的变化，所以这些俯冲事件就像检索地震信号一样。 大地水准面变化与9级及以上地震的98％以上有关， 8.8级地震约占60％，8.6级地震约占40％，8.3级地震约占33％。

气候变化–海洋环流，潮汐仪和海平面…如果所有冰块融化， 气候科学家将根据地球上升的海平面和潮汐计来测量变化。 GRACE可以测量北极冰融化过程中的质量变化。 它可以帮助我们了解海洋环流是否正在发生变化以及如何影响世界气候变化。

总结

当绕地球行走时，体重或多或少取决于您所在的位置。 这实际上是您下面有多少质量的函数。 GRACE 和 GOCE 任务衍生的地理测量可以感知质量是多少。

我们热爱遥感应用。这些独特有趣的卫星任务还有很多。

大地水准面正在帮助地震预报，气候变化模型和水循环等领域， 帮助了解行星的工作方式。但是GRACE应用程序的列表并不止于此。