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Der Titel dieses Artikels ist mehrdeutig Zur Niveaufläche in der Mathematik siehe Niveaumenge Als Niveaufläche wird in d
Niveaufläche
Als Niveaufläche wird in den Geowissenschaften eine Äquipotentialfläche des Schwerepotentials bezeichnet. Auf der Erde sind Niveauflächen annähernd parallel zum Meeresspiegel und sind die ∞¹-mannigfaltige Schar jener Flächen, die überall senkrecht auf der örtliche Lotrichtung stehen.
Die Niveaufläche im mittleren Meeresniveau wird Geoid genannt.
Die Potentialtheorie definiert die Niveauflächen als jene Flächen eines konservativen Kraftfeldes, auf denen die potentielle Energie konstant ist. Beim Verschieben eines Körpers (fiktiv einer unendlich kleinen Probemasse) entlang einer Niveaufläche muss – von Reibungsverlusten abgesehen – keine physikalische Arbeit verrichtet werden.
Die Physik verwendet den Begriff Niveaufläche auch für andere Kraftfelder, z. B. für Magnetfelder oder elektrische Felder.
Geodäsie und Ozeanografie
Die Geodäsie definiert den physikalischen durch den senkrechten Abstand zweier Niveauflächen. Die Höhendifferenz ΔH zweier Punkte ist die Potentialdifferenz ΔV ihrer Niveauflächen (siehe Bild) dividiert durch den Betrag der lokalen Erdbeschleunigung g:
- ΔH = H2 - H1 = ( V2 - V1 ) / g ,
wobei g vom Erdäquator bis zu den Polen wegen der Schwereabplattung von etwa 9,7803 m/s² auf 9,8322 m/s² zunimmt. Deshalb und wegen der geologisch bedingten Lotabweichungen sind die Niveauflächen auch nicht völlig parallel. Jene in mittlerer Meereshöhe wird Geoid genannt und ist die Bezugsfläche für die in Technik und Alltag verwendeten geometrischen Gebrauchshöhen (siehe auch orthometrische Höhe).
Die Ozeanografie benutzt diese durch Höhe Null ausgezeichnete Niveaufläche, um aus den Abweichungen zwischen ihr und dem wahren Meeresspiegel beständige Meeresströmungen und Winde zu modellieren. Die Meereshöhen- und Geoidbestimmung auf den Ozeanen erfolgt großteils durch Satellitenaltimetrie, derzeit unter anderem durch die ESA-Sonde GOCE.
Siehe auch
- Erdmessung
- Störpotential
- Schwereanomalie
Literatur
- Wolfgang Torge, Geodäsie, Sammlung Göschen Band 2163, De Gruyter-Verlag 1975.
- B. Hofmann-Wellenhof, Helmut Moritz: Physical Geodesy, ISBN 3-211-23584-1, Springer-Verlag, Wien 2006.
Weblinks
- Höhenmessung und Niveauflächen. Formelsammlung für das Vermessungswesen, Kap.9.1, Springer-Verlag 2007
- Level Surfaces (Formeln und Abbildungen), Physical Geodesy p.48-53, Springer 2006
Autor: www.NiNa.Az
Veröffentlichungsdatum:
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Der Titel dieses Artikels ist mehrdeutig Zur Niveauflache in der Mathematik siehe Niveaumenge Als Niveauflache wird in den Geowissenschaften eine Aquipotentialflache des Schwerepotentials bezeichnet Auf der Erde sind Niveauflachen annahernd parallel zum Meeresspiegel und sind die mannigfaltige Schar jener Flachen die uberall senkrecht auf der ortliche Lotrichtung stehen Niveauflachen im Erdschwerefeld sind Orthogonaltrajektorien zu allen Lotlinien Uber Gebirgen wolben sie sich wegen des hoheren Potentials VP etwas auf Die Skizze ist stark uberhoht Die Niveauflache im mittleren Meeresniveau wird Geoid genannt Die Potentialtheorie definiert die Niveauflachen als jene Flachen eines konservativen Kraftfeldes auf denen die potentielle Energie konstant ist Beim Verschieben eines Korpers fiktiv einer unendlich kleinen Probemasse entlang einer Niveauflache muss von Reibungsverlusten abgesehen keine physikalische Arbeit verrichtet werden Die Physik verwendet den Begriff Niveauflache auch fur andere Kraftfelder z B fur Magnetfelder oder elektrische Felder Geodasie und OzeanografieDie Geodasie definiert den physikalischen durch den senkrechten Abstand zweier Niveauflachen Die Hohendifferenz DH zweier Punkte ist die Potentialdifferenz DV ihrer Niveauflachen siehe Bild dividiert durch den Betrag der lokalen Erdbeschleunigung g DH H2 H1 V2 V1 g wobei g vom Erdaquator bis zu den Polen wegen der Schwereabplattung von etwa 9 7803 m s auf 9 8322 m s zunimmt Deshalb und wegen der geologisch bedingten Lotabweichungen sind die Niveauflachen auch nicht vollig parallel Jene in mittlerer Meereshohe wird Geoid genannt und ist die Bezugsflache fur die in Technik und Alltag verwendeten geometrischen Gebrauchshohen siehe auch orthometrische Hohe Die Ozeanografie benutzt diese durch Hohe Null ausgezeichnete Niveauflache um aus den Abweichungen zwischen ihr und dem wahren Meeresspiegel bestandige Meeresstromungen und Winde zu modellieren Die Meereshohen und Geoidbestimmung auf den Ozeanen erfolgt grossteils durch Satellitenaltimetrie derzeit unter anderem durch die ESA Sonde GOCE Siehe auchErdmessung Storpotential SchwereanomalieLiteraturWolfgang Torge Geodasie Sammlung Goschen Band 2163 De Gruyter Verlag 1975 B Hofmann Wellenhof Helmut Moritz Physical Geodesy ISBN 3 211 23584 1 Springer Verlag Wien 2006 WeblinksHohenmessung und Niveauflachen Formelsammlung fur das Vermessungswesen Kap 9 1 Springer Verlag 2007 Level Surfaces Formeln und Abbildungen Physical Geodesy p 48 53 Springer 2006