地球表面の重力値の相違と重力加速度

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地球表面の重力値の相違と重力加速度

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/08/26 08:34 UTC 版)

「重力」の記事における「地球表面の重力値の相違と重力加速度」の解説

概説で述べたように、同じ地球上でも場所によって重力の大きさ（重力値）は異なり、向きも異なる（重力の向きは、一般に遠心力の影響で地球の中心からずれている。地球の中心からどの程度ずれているかは、おもに緯度によって決まる）。 地表面に存在する物体にはたらく地球の重力は、地球を構成する無数の質点がそれぞれ物体を引く微小な力（これらの力の大きさは距離の2乗に反比例して小さくなる）の合力に、さらに自転による遠心力を合成したものである。ところが、地表面のある地点から見たときの地球表面および地球内部の物質分布（密度分布）は必ずしも同一ではなく、場所によって少しずつ異なる。これに加えて、地球は完全な球体ではなく（回転楕円体で地表面には凹凸がある）、遠心力の大きさも緯度により異なる。したがって、上記のような力の合成の結果として生ずる重力の大きさや向きは、当然ながら場所によって異なる。まとめると、重力に影響を与える要因として、主に次の５点があげられる。 地球の内部構造が一様ではないこと 地球が完全な球形ではなく、回転楕円体のような形状をしていること 測定点の標高が場所ごとに異なっていること 周囲の地形の影響が場所により異なっていること 自転による遠心力が緯度により異なっていること 高度が増加するとゆるやかに重力値が減少してゆくわけであるが、その減少の度合いというのは地表付近では 1 m あたり 0.3086 mGal（ミリガル）程度である。ただしこれも場所により1割程度の変動はある。 2番目の「地形の影響」というのは、険しい巨大な山岳などのふもとでは、山が上向きの引力（万有引力）を及ぼしていることなどを意味しており、山岳地帯ではこうした影響は数十 mGal に達する。 5番目の地球の内部構造（地下構造）に起因する重力値の過大や過小を重力異常と言う。 単に重力加速度といった場合は、地球表面の重力加速度を意味することが多い。重力加速度の大きさは、緯度や標高、さらに厳密に言えば場所によって異なる。 ジオイド上（標高0）の重力加速度は、赤道上では 9.7799 m/s2と最も小さくなり、北極、南極の極地では 9.83 m/s2と最も大きくなる。赤道と極地との差の主な理由は自転による遠心力であるが、自転以外にも地殻の岩盤の厚さ、種類、地球中心からの距離などによる影響も若干受ける。このため、重力を精密に測定し、標準的な重力と比較することで地殻の構造を推定することができる。測定手法には絶対重力測定と相対重力測定があり、日本では国土地理院が日本重力基準網として基準重力点を設定している。 国際度量衡会議では、定数として使える標準重力加速度の値を g = 9.80665 m/s2と定義している。