Tema 2 Formes de la terra (2009)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Ciencias Ambientales - 1º curso
Asignatura Cartografia
Año del apunte 2009
Páginas 6
Fecha de subida 25/05/2014
Descargas 1
Subido por

Vista previa del texto

LES FORMES DE LA TERRA El coneixement sobre la mida i la forma de la Terra és indispensable si hem de fer mapes de la seva superfície. Sabem que la Terra és quasi un planeta esfèric sobre el qual estan superimposades les irregularitats creades per la Terra i el mar, les muntanyes i les depressions. Tanmateix, aquestes irregularitats topogràfiques representen un percentatge molt petit de la Terra. Considerant que el radi de la Terra és de 6.371 km, hem de pensar que els majors relleus no arriben a sobrepassar els 9 km per sobre de la superfície del mar o els 11 km per sota. Així doncs, podem considerar, a efectes planetaris, que tenen una importància relativa.
L’idea de la Terra com una esfera data dels grecs, tal com s’ha esmentat. Cap a finals del XVII, Newton demostrà que el concepte d’una Terra perfectament esfèrica era incompatible amb l’equilibri dels oceans. Argumentà que, degut a que la Terra és un planeta en rotació, les forces creades per la seva rotació tendirien a forçar qualsevol líquid en la superfície cap a l’Equador. Va mostrar, mitjançant un model teorètic simple, que l’equilibri hidrostàtic seria mantingut si l’eix equatorial fora més llarg que l’eix polar.
L’el·lipsoide: encotillat per l'Equador o esclafat pels Pols? La polèmica oberta entorn d'aquesta qüestió entre Isaac Newton, per una banda, i els acadèmics francesos (Jean Picard i els Cassini), per altra, al segle XVII, es va saldar a favor del primer després de comparar els resultats obtinguts per les expedicions de medició d’un grau de meridià sobre l’Equador i prop del Pol. En altres paraules, un grau de diferència de latitud propera al Pol té una dimensió lineal més llarga respecte d'un grau de diferència de latitud sobre l'Equador. És el que exemplifica el gràfic de sota. El gràfic de l'esquerra, en canvi, exemplifica la figura proposada pels acadèmics francesos.
Les expedicions de Maupertuis a la Lapònia, i la de Godin, Bouguer i La Condamine al Perú varen aportar les primeres dades serioses per a la determinació de l’el·lipsoide terrestre. D’aleshores ençà, les medicions no han parat de succeir-se.
El·lipsoide de revolució El cos tridimensional que correspon a la forma de la Terra s’anomena el·lipsoide de revolució, la secció del qual pot ser representat com una el·lipse. L’aplanament polar respon a aquesta fórmula (índex d’aplanament): f =(a - b) / a on a i b és la llargària dels semieixos major i menor, respectivament. El valor de f sempre es representa com una fracció (1/f). Per la Terra, aquest valor és proper a 1/298, ja que sabem que l’eix polar mesura uns 23 km menys que l’eix equatorial.
Així, doncs, com que l’el·lipsoide de revolució s’aproxima molt a una esfera, pot ser anomenat esferoide. De fet, en la literatura geogràfica, sovint s’usa indistintament el·lipsoide i esferoide per referir-se a la forma de la Terra.
A continuació disposeu d'una relació dels índexs d'aplanament dels el·lipsoides que s'han formulat des de començament del segle XIX i que també han estat els més utilitzats per a la confecció de cartografia de base de diversos països. Juntament amb l'estimació del semi eix major a de l'el·lipse i del denominador f de l'índex, també disposeu del nom del geodesta al qual se li atribueix la mesura i l'any de publicació o difusió dels resultats. Noteu que al segle XIX i començament del XX els afinaments de la mesura eren de l'ordre de centenars de metres mentre que els d'avui són de l'ordre d'un metre. Actualment, la mesura de l'aplanament de l'el·lipsoide acceptat internacionalment és el que proporciona l'organització internacional geodèsica a través del seu World Geodetic System (WGS; www.wgs84.com).
Encara que hi ha molts el·lipsoides, s’han fet estudis que estimen que al voltant del 93% de la Terra s’ha mapificat utilitzant-ne només quatre: El·lipsoid International: 28.3%, Krasovsky 25%, Bessel 19.9% i Clarke 1880 19.4%.
El geoide La forma abonyegada/irregular/ondulada de la Terra s’anomena geoide: es defineix com la superfície teòrica de la terra que uneix tots els punts que tenen igual gravetat.
No té res a veure amb la diversitat topogràfica terrestre si no que la irregularitat del geoide ens la podem imaginar com la formada pel nivell mitjà de les aigües marines perllongat per sota la terra ferma. Un exemple seria la diferència dels nivells oceànics a banda i banda de l’estret de Panamà.
La superfície terrestre, doncs, no és uniforme, sinó que presenta una sèrie d'irregularitats causades per la diferent composició mineral de l'interior de la terra i de les seves diferents densitats, produint que per cada punt de la superfície terrestre existeixi una distància diferent des del centre de la terra al punt del geoide Les diferències gravitacionals són causades per la composició terrestre i la presència d'una gran massa d'aigua en els oceans, que causa una menor atracció i fa que, generalment, el geoide quedi por sobre de l’el·lipsoide en la zona continental i per sota en l'oceànica.
En general, doncs, el geoide queda per sobre de l’el·lipsoide en la zona continental i per sota en la zona oceànica ja que l’aigua dels oceans causa una menor atracció gravitatòria.
Comparació WSG-84 amb IBERGEO-95 Ja que, com s’ha dit, totes les observacions estan referides al geoide, mesures addicionals de les anomalies gravitacionals poden ser utilitzades per corregir les mesures i conèixer millor les ondulacions del geoide. Aquestes ondulacions van ser descobertes en 1849 i els mètodes per corregir aquestes anomalies s’han estat utilitzant des de 1855. A partir de finals dels 40 es té suficient informació sobre les anomalies del camp gravitatori i hi existeixen mapes. Però la majoria d’informació es té pels països desenvolupats. Falta encara de l’hemisferi sud i dels oceans. Es pot dir que per un 60 o 70% de la superfície terrestre no hi ha dades. Evidentment, la aportació dels satèl·lits en la geodèsia és clara.
Com escollir la superfície de referència més adequada per mapificar Perquè sabem que el geoide és un model complicat, ens hem de preguntar com pot ser descrit matemàticament pel propòsit de mapificar. Considerem l’ús d’altres superfícies de referència que descriuen la forma i mida de la Terra de forma adequada als nostres propòsits.
Podem simplificar el problema escollint entre tres maneres diferents de definir la forma i mida de la Terra en cartografia: - un pla tangent a la superfície de la Terra en un punt - una esfera perfecta de radi conegut - un el·lipsoide de revolució de dimensions i aplanament coneguts.
Estan llistades de menor a major ordre d’exactitud o d’aproximació a la realitat. Per altre part, també s’incrementa la dificultat matemàtica. Definir la posició, determinar les relacions entre distàncies i angles en un pla és molt més fàcil que en la esfera o l’el·lipsoide.
El Datum El datum és el punt tangent a l’el·lipsoide i al geoide on ambdós són coincidents.
Defineix un origen i situació del sistema de coordenades vàlid per a una determinada zona de la terra. Cada datum té un el·lipsoide definit per a, b i l’aplanament i un punt fonamental on coincideix l’el·lipsoide amb la superfície real de la terra. Aquest punt fonamental està definit per les coordenades geogràfiques de longitud i latitud.
En el cas d’Espanya el Datum més emprat és el European Datum – 1950 o ED50.
Aquest datum prén com a referència l’el·lipsoide de Hayford o Internacional de 1924, tenim com a punt fonamental Postdam (Alemanya). Les característiques de l’el·lipsoide són: a = 6 378 388 m; aplanament 1/297 m; longitud punt fonamental: 13º 03’ 58.741’’ E i latitud: 52º 22’ 51.446’’N.
...