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时间:2018-11-08 17:12作者:admin打印字号:

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  今年4月,郗钦文发现“梨形地球”的说法在网络上铺天盖地,大有弄假成真的趋势。地球形状是指地球的外形轮廓。毕业于武汉测绘学院大地测量系,从事了几十年固体潮汐、误差理论与数据处理研究的郗钦文再清楚不过了接近地球真实形状的大地水准面(Geoid)是一个不规则、有起伏的物理曲面,因此,人们选用最接近于大地水准面的规则数学曲面旋转椭球体来表示地球形状,是再自然不过的事了。作为一名科学工作者,郗钦文认为不能让“梨形地球”的美丽误会以讹传讹、广为流传,必须阐明科学事实。

  近年来,重力测量技术取得飞速进展,主要标志是卫星重力测量技术,特别是卫星跟踪卫星(SST)技术的发展。欧美CHAMP、GRACE卫星已经发射。从卫星重力探测所测定的大地位系数可以得到计算重力异常以及大地水准面起伏的数学表达式,它们构成了地球模型的一部分。

  在GRACE卫星重力资料中,有一张似乎是“梨形地球”的彩图,但该图的下方标有一段文字,明确指出“这是地球的大地水准面剔除地球扁率并放大1000倍的三维透视图”。很明显,是有意夸大了大地水准面起伏的结果。我们知道,由于地球的自转,其赤道半径比极半径约长21千米,这个21千米与赤道半径的比值就是上述标注中提到的“地球扁率”(约为1/298.256),它决定了地球这个旋转椭球体的扁平程度。卫星重力学研究中,可以用大地位系数来表示影响地球形状的因素,大地位系数分很多阶和级,各阶影响因素全部叠加在一起共同确定了地球的形状。在大地位系数中,三阶系数的影响确实呈现出类似“梨形”的样子,然而,该阶系数在数值上大约只是二阶系数的1/500这里的二阶系数就是属于扁率部分,是对地球形状具有影响的主要因素。各阶扰动的影响,毕竟不能改变地球形状近似于旋转椭球体的科学事实。所以,不能理解为地球是“梨形”或“越来越接近梨形”;所以,不能以偏概全,更不能主次颠倒。

  为了更进一步阐明问题,郗钦文设计了计算程序,夸大模拟大地水准面起伏对地球形状的视觉影响,与波茨坦地学中心大地水准面的动画效果完全一致。他以该模拟结果为基本素材专门撰写了学术论文,已在专业学术期刊《大地测量与地球动力学》(2006年Vol.26 No.2)上发表。郗钦文还将该论文寄给地学研究领域的其他专家学者征求意见,其严谨的论证和为纠正误会而付出的努力得到了国内外同行的赞同。

  上世纪60年代,通过人造卫星观测确定了上述大地位系数中的低阶部分,其中3阶系数的存在,表明地球的形状对于赤道有极其微小的非对称成分,它对地球形状的贡献的确是“梨形”,但它与2阶系数(一般称之为地球形状动力因子)的贡献相比,大约只是其1/500,更不能和地球尺度相比。此发现在将地球看作“梨形”时期颇为著名,然而,这的确是一个错误导向或美丽误会。

  近年来的误解多来自媒体的以讹传讹式宣传。其所依持者多为德国波茨坦地学中心(GFZ-POTSDAM)网站上的大地水准面彩图,像个烂土豆似的。其实那是一个剔除扁率而将大地水准面起伏夸大10000倍(夸大1000倍仍是圆球)以上的结果,而并非大地水准面的真实形状。

  这大概就是本世纪前后两次误会产生的根源。看来全在于人们的理解疏忽或没有彻底弄清研究成果的全部科学蕴含,从而产生误解。郗钦文认为:“除了找出误会的根源,我们似乎还应该思考点什么。”

  郗钦文曾专门致信波茨坦地学中心,希望能够关注其网站9个烂土豆似的大地水准面彩图可能带来的误解。其回信表明:“这是一般表示地球物理曲面的方法,就像我们为了表示城市地形地貌图,而将垂直方向比水平方向有意夸大一样。这样处理,对专业人士而言,无需多加解释,不至于引起误解和混淆;对于业余人士,专门备有动画的大地水准面图形(可以人为调节夸大倍数),并且有详细的绘制说明。”

  郗钦文说:“地球形状于学术早有定论,如今这本不是一个学术问题,只是由于误解而穿凿附会,恣意宣传,致使谬误流传,社会影响深远,须认真加以匡正,尽力恢复科学的真相。”

  在德国,科学研究很扎实,研究成果描述十分严谨;而在我国却缺乏这种严谨的治学精神。很明显,“梨形地球”说法在国内广泛传播,始作俑者在科学界。这一美丽误会的由来需要科学工作者自省。科教兴国需要严谨的治学精神、严肃的治学态度与严密的治学方法,不可须臾忘怀。

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