奇石地质讲坛|第二讲：地球的形状和大小

第二讲 地球的形状和大小

地球至今已有46亿岁（以前起源于原始太阳星云），是太阳系中直径、质量和密度最大的类地行星，距离太阳1.5亿公里。地球自西向东自转，同时围绕太阳公转。它也经常被称作世界。英语的Earth（地球）一词来自于古英语及日耳曼语。

图1 宇宙中的地球

地球公转就是地球按一定轨道围绕太阳转动。由于太阳引力场以及地球的自转作用，而导致的地球公转，也有其自身独特的规律性。地球的公转遵从地球轨道、地球轨道面、黄赤交角、地球公转的周期、地球公转速度和地球公转的效应等规律（图2）。

图2 地球的运动

地球的形状通常是指大地水准面所圈闭的形状（图3），地球不是一个正圆球体，而是两极略扁，赤道凸出的旋转椭球体。

图3 大地水准面所圈闭地球的形状

所谓旋转椭球体，是由经线圈绕地轴回转而成的。所有经线圈都是相等的椭圆，而赤道和所有纬线圈都是正圆。测量上为了处理大地测量的结果，采用与地球大小形状接近的旋转椭球体并确定它和大地原点的关系，称为参考椭球体。十九世纪，经过精密的重力测量和大地测量，进一步发现赤道也并非正圆，而是一个椭圆，直径的长短也有差异。这样，从地心到地表就有三根不等长的轴，所以测量学上又用三轴椭球体来表示地球的形状。

此后，又发现地球的南北两半球不对称，南极较北极离地心要近一些，在北极凸出10m，在南极凹进30m（图4）；又在北纬45˚地区凹陷，在南纬45˚隆起。这一形状和参考椭球体对比，地球又有点像梨子的样子，于是测量学中又出现“梨形地球”这一名称。总之地球的形状很不规则，不能用简单的几何形状来表示。

图4 地球形体特征

（a） 大地水准面（实线）与旋转椭球面（虚线）的关系示意图；（b） 地球表面数字模型

人类对地球形状的认识是随着科学技术的发展而逐步提高的。正圆球体、旋转椭球体以及三轴椭球体等，对于地球的真实形状而言，可以说都是近似的。

地球的形状不能用某种几何形状来表示，严格地说应称它为地球形体。地球的相关参数如下：