| 题名 | 基于大地水准面的地球广义形状理论与应用 |
| 作者 | 刘成军 |
| 答辩日期 | 2018-06 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 上海 |
| 导师 | 黄乘利 ; 张冕 |
| 关键词 | 地球平衡形状 大地水准面 主惯性矩 动力学扁率 地壳均衡 |
| 其他题名 | Application of the generalized theory of the figure of the Earth on the geoid and the global dynamical flattening |
| 学位专业 | 天体测量与天体力学 |
| 英文摘要 |
摘要
地球内部结构和密度分布是研究地球的基础。本文以二维的大地水准面信
息为约束，分析求解地球内部的密度分层分布。同时依据密度分层计算得到地
球的动力学扁率，解决动力学扁率的理论值与观测值1%差距的问题。
Clairaut在1743年提出的一阶形状理论为地球平衡形状理论奠定了基础；Darwin
和de Sitter在此基础上做了进一步完善，使该理论达到二阶精度；Kopal，Lanzano
以及Denis等人先后提出了三阶形状理论，其中Denis采用迭代法对其求解。
然而上述的传统理论得到的地球内部形状具有旋转对称结构，黄乘利和刘宇等
人认为这是不合理的，因此提出三阶广义形状理论，并能够得到地球内部的非
对称密度分布。
本文基于三阶的广义地球形状理论，采用几个不同模型计算得到地球的内
部等势面即密度分布，同时也研究分析了地壳质量的非对称分布对等势面的影
响。可以确定其对等势面的直接和间接贡献主要为扁率的二阶量级，这对形状
理论是不可忽略的。但CRUST1.0地壳模型之下（即莫霍面以下）的过渡层相对
于该地壳本身的非对称分布也颇为显著，它对等势面的影响也在相同量级。
我们的目标是在此理论基础上，以二维的大地水准面信息为约束，反推该
过渡层的密度分布，并进而得到改进的地球内部密度分层分布。最终据此可以
得到一个比较合理的地表重力等势面，其与大地水准面的差距仅在 50米左右。
并基于此提出了一个该过渡层的厚度和密度分布模型，此模型具有广泛的适用
性，可用于研究地震、重力以及板块运动等。
同时依据得到的密度分布，进一步计算了地球的全球动力学扁率。已知的
天文岁差观测值（Hobs =1=305:4559）与地球模型得到的理论值（Hth =1=308:5）
之间始终有约1%的差别。本文得到的理论值为1/305.5615，与观测值之间的差别
可以从1%降低到0.035%，并且本文得到的惯性主轴（对应主惯性矩A）的指向
为14:3°W，也非常接近卫星重力观测值14:9°W，这从另一角度证明了本文所得
的密度分布模型的可信度。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 天文地球动力学 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://119.78.226.72/handle/331011/29854]  |
| 专题 | 上海天文台_中国科学院上海天文台学位论文 |
| 作者单位 | 中国科学院上海天文台 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘成军. 基于大地水准面的地球广义形状理论与应用[D]. 上海. 中国科学院研究生院. 2018. |
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