Figura de la Tierra


La figura de la Tierra es un término de arte en geodesia que se refiere al tamaño y la forma utilizados para modelar la Tierra . El tamaño y la forma a los que se refiere dependen del contexto, incluida la precisión necesaria para el modelo. La esfera es una aproximación de la figura de la Tierra que resulta satisfactoria para muchos propósitos. Se han desarrollado varios modelos con mayor precisión para que los sistemas de coordenadas puedan satisfacer las necesidades precisas de navegación , topografía , catastro , uso de la tierra y varias otras preocupaciones.

La superficie topográfica de la Tierra es evidente con su variedad de formas terrestres y áreas de agua. Esta superficie topográfica es generalmente la preocupación de topógrafos, hidrógrafos y geofísicos . Si bien es la superficie sobre la que se realizan las mediciones de la Tierra, modelarla matemáticamente teniendo en cuenta las irregularidades sería extremadamente complicado.

El concepto pitagórico de una Tierra esférica ofrece una superficie simple que es fácil de manejar matemáticamente. Muchos cálculos astronómicos y de navegación utilizan una esfera para modelar la Tierra como una aproximación cercana. Sin embargo, se necesita una cifra más precisa para medir distancias y áreas en la escala más allá de lo puramente local. Se pueden obtener mejores aproximaciones modelando toda la superficie como un esferoide achatado , usando armónicos esféricos para aproximar el geoide o modelando una región con un elipsoide de referencia de mejor ajuste .

Para levantamientos de áreas pequeñas, un modelo plano (plano) de la superficie de la Tierra es suficiente porque la topografía local supera la curvatura. Los levantamientos de tablas de planos se realizan para áreas relativamente pequeñas sin tener en cuenta el tamaño y la forma de toda la Tierra. Una encuesta de una ciudad, por ejemplo, podría realizarse de esta manera.

A fines del siglo XVII, se dedicó un gran esfuerzo a modelar la Tierra como un elipsoide, comenzando con la medición de Jean Picard de un grado de arco a lo largo del meridiano de París . Los mapas mejorados y la mejor medición de distancias y áreas de territorios nacionales motivaron estos primeros intentos. La instrumentación y las técnicas topográficas mejoraron durante los siglos siguientes. Modelos para la figura de la tierra mejorados en paso.

A mediados y finales del siglo XX, la investigación en las geociencias contribuyó a mejoras drásticas en la precisión de la figura de la Tierra. La utilidad principal de esta precisión mejorada fue proporcionar datos geográficos y gravitacionales para los sistemas de guía inercial de los misiles balísticos . Esta financiación también impulsó la expansión de las disciplinas geocientíficas, fomentando la creación y el crecimiento de varios departamentos de geociencias en muchas universidades. [1] Estos avances beneficiaron también a muchas actividades civiles, como el control de satélites meteorológicos y de comunicaciones y la localización por GPS , lo que sería imposible sin modelos de alta precisión para la figura de la Tierra.


Una vista de una bahía de 20 km de ancho en la costa de España . La curvatura de la Tierra es evidente en el horizonte a través de la imagen, y las bases de los edificios en la costa lejana están debajo de ese horizonte y ocultas por el mar.
Un esferoide achatado , muy exagerado en relación con la Tierra real.
Un diagrama a escala del achatamiento del elipsoide de referencia IERS 2003 , con el norte en la parte superior. El borde exterior de la línea azul oscuro es una elipse con la misma excentricidad que la de la Tierra. A modo de comparación, el círculo azul claro dentro tiene un diámetro igual al eje menor de la elipse . La curva roja representa la línea de Karman a 100 km (62 millas) sobre el nivel del mar , mientras que la banda amarilla indica el rango de altitud de la ISS en la órbita terrestre baja .
Ondulación geoide en falso color, relieve sombreado y exageración vertical (factor de escala 10000).
Ondulación geoide en falso color, a escala.
El plano tangente local.
Esfera elipsoide y osculadora.