Geoid, modell av jordens figur - dvs av planetens storlek och form - som sammanfaller med den genomsnittliga havsnivån över oceanerna och fortsätter i kontinentala områden som en imaginär havsnivå som definieras av andningsnivå. Det fungerar som en referensyta från vilken topografiska höjder och havsdjup mäts. Den vetenskapliga disciplinen som rör den exakta figuren av jorden och dess bestämning och betydelse kallas geodesi.
Geoiden är överallt vinkelrät mot tyngdkraften och ungefärligar formen på en regelbunden, sned sfäroid (dvs. en platt platta sfär). Det är emellertid oregelbundet på grund av lokala nedgrävda masskoncentrationer (avvikelser från lateral homogenitet på djupet) och på grund av skillnader i höjd mellan kontinenter och havsbotten. Matematiskt sett är geoiden en ekvipotential yta; det vill säga det kännetecknas av det faktum att den potentiella funktionen i hela sin omfattning är konstant. Denna potentiella funktion beskriver de kombinerade effekterna av gravitationsattraktionen av jordens massa och den centrifugala avstötningen som orsakas av jordens rotation kring dess axel.
På grund av de oregelbundna massfördelningarna i Jorden och de resulterande tyngdkraftsanomalierna är geoiden inte en enkel matematisk yta. Det är följaktligen inte en lämplig referensyta för en geometrisk figur av jorden. Som referensfigurer på jorden, men inte för dess topografi, används enkla geometriska former som närmar sig geoiden. För många ändamål är en adekvat geometrisk representation av Jorden en sfär, för vilken endast sfärens radie måste anges. När en mer exakt referensfigur krävs, används en ellipsoid av revolution som en representation av jordens form och storlek. Det är en yta som genereras genom att rotera en ellips 360 ° kring dess mindre axel. En ellipsoid som används i geodetiska beräkningar för att representera jorden kallas en referensellipsoid. Denna ellipsoid av revolution är den form som oftast används för att representera en enkel geometrisk referensyta.
En revolutions ellipsoid specificeras av två parametrar: en halva axel (ekvatorial radie för jorden) och en semiminoraxel (polär radie) eller utplattning. Utplattning (f) definieras som skillnaden i storlek mellan halva axeln (a) och semiminoraxeln (b) dividerad med semimajor axeln, eller f = (a - b) / a. För Jorden skiljer sig den semimajora axeln och semiminoraxeln med cirka 21 kilometer (13 miles), och utplattningen är ungefär en del av 300. Geoidens avgångar från den bästa passande ellipsoiden är cirka 100 meter (330 fot); skillnaden mellan de två halvaxorna i ekvatorialellipsen för en triaxiell ellipsoid-passande jord är bara cirka 80 meter.
Denna artikel granskar utvecklingen av enkla geometriska representationer av jorden, början med de gamla grekerna. Den diskuterar sedan begreppet geoid och hur spårning av konstgjorda satelliter och satellitkartläggning av havsytan har bidragit till den geodetiska bedömningen av jordens form och tyngdfält. Det avslutas med att visa hur detta arbete har resulterat i mer förfinade värden för jordens radie, massa och densitet.
