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| 地球重力場 |
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地球重力場,地球對表面物體具有吸引力，重力加速度是度量地球重力大小的物理量。按照萬有引力定律，地球各處的重力加速度應該相等。但是由於地球的自轉和地球形狀的不規則，造成各處的重力加速度有所差異，與海拔高度、緯度以及地殼成分、地幔深度密切相關。
簡介
地球的重力場是重力勢的梯度，可以通過重力測量、天文大地測量和觀測人造地球衛星軌道的擾動來求得。由於重力均衡作用，重力場可以反映地幔以及地殼、地幔邊界的起伏狀況，稱之為地殼均衡。地殼均衡既不是一種力，也不是一個過程，它是地殼各部分之間建立一種平衡狀態的普遍趨勢。地殼對重力作用的適應總是與密度更大的塑性地幔有相當大的關聯。地殼單位體積內物質質量越大，沉陷在地幔里的部分也就越深，高原和高山的地殼就要比平原和盆地更深地陷入地幔。
評價
一種是拉普拉斯方法。將地球引力位表示成球諧函數級數，取其頭幾個偶階項作為正常位，並根據正常位求得正常重力，同它相應的正常地球是一個扁球，稱為水準扁球。它的表面是一個正常位水準面。由於正常位是表示為級數形式的，所以隨着選取的項數不同，扁球形狀相應有所改變。
另一種選取正常重力場的方法是斯托克斯方法。先假設正常位水準面的形狀是一個精確的旋轉橢球，然後根據地球質量M和自轉角速度 ω求它的外部重力位和重力。這樣得到的正常位是封閉形式的。相應的正常地球就是表面為正常位水準面的旋轉橢球，即水準橢球。
正常重力公式 按斯托克斯方法求得的水準橢球表面上封閉的正常重力公式為:，式中α和b分別為橢球的長、短半軸。這個公式稱為索密里安公式。將這個公式展開成級數，取到二級微小量(約1/3002，稱為地球扁率平方級量)，則在水準橢球表面上的正常重力公式為:γ0=γe(1+β sin2嗘 +β 1sin22嗘)，
式，是極上的正常重力γp與赤道上的正常重力γe之差同γe的比值，稱為重力扁率;β 1為顧及到地球扁率平
方級量的係數。在這種情況下水準橢球的重力扁率β 與幾何扁率α 的關係為: ，
式中是地球赤道離心力和γe的比值。上式稱為克萊洛定理。由此定理就可用重力數據推求水準橢球的幾何扁率。
正常重力公式中所包含的 3個常係數γe、β 和β 1取決於確定正常位所用的4個參數，即地心引力常數GM，地球自轉角速度ω，動力形狀因子J2(引力位中的二階主球函數係數，是扁率的函數)，以及水準橢球的長半軸α。慣用的常係數γe、β、β1值如表: 大地測量基本參考系統 為了使正常位儘可能接近重力位和建立全球大地坐標系，需要定義一個水
准橢球(旋轉橢球)，使它的中心在地球質心上，短軸同地球自轉軸重合，而且橢球面上的正常位等於大地水準面上的重力位，它的參數GM、ω、J2同實際地球的相等，參數ɑ的選擇應使橢球面最密合於大地水準面，橢球的扁率可由J2求得。滿足這些條件的水準橢球稱為平均地球橢球。由於GM、ω、J2、ɑ這4個參數決定了橢球的物理和幾何特性，所以這4個參數又稱為大地測量基本參考系統。1979年12月，國際大地測量學和地球物理學聯合會在澳大利亞堪培拉召開的第17屆大會上建議"1980年大地測量基本參考系統"(GRS1980)為:長半軸ɑ=6378137米;動力形狀因子J2=1.08263×10-3;自轉角速度ω=7.292115×10-5弧度/秒;地心引力常數(包括大氣)GM=3.986005×1014米3/秒2。 地球異常重力場 地球重力場的非規則部分稱為異常重力場。地球重力場中任一點的重力位W和正常位U之差值稱為擾動位T，即:T=W-U。
擾動位是由於地球的質量分布和形狀同平均地球橢球的質量分布和形狀不同而引起的。與擾動位相應的有重力異常和擾動重力。
應用地面重力資料，地球擾動位有兩種求解方法:一種是利用大地水準面上的重力異常推求大地水準面外的擾動位，稱斯托克斯理論;另一種是利用地面上的重力異常推求地面外的擾動位，稱莫洛堅斯基理論
(見地球形狀)。但前提是在整個地球表面要有連續布滿的重力和地形資料。由於地面重力資料的分布還很不均勻，高山地區和海洋面上資料較少，因此單純採用地面重力資料研究地球重力場還不理想，必須同觀測人造地球衛星的資料進行綜合研究，才能獲得更精確的地球重力場數據。[1]