|
Det finns tre tyngdkraftsnät av olika hög precision.
Ett nollte ordningens nät mättes 1981-82 och
ett första ordningens nät 1960-66. Dessutom tillkommer ett detaljnät.
|
|
Tyngdkraftsdata behövs bl.a. för geoidbestämning och beräkning av
riksavvägningen. FoU-arbetet inom gravimetriområdet inriktas på beräkning av
tyngdkraftsmätningar på landhöjningslinjer samt att följa utvecklingen inom
gravimetriområdet. Syftet är att ta till vara de nya rön som görs inom
Lantmäteriverkets ansvarsområde för de nationella tyngdkraftsnäten.
|
Tyngdkraften
Tyngdkraften brukar betecknas med g, och dess storlek = den acceleration ett föremål får
vid fritt fall (utan luftmotstånd). Eller annorlunda uttryckt: jordens dragningskraft
minskad med den centrifugalkraft som orsakas av jordens rotation.
Den är alltså inte en kraft i fysikalisk mening, utan en acceleration, som uttrycks i
den moderna enheten m/s2 (meter i sekunden per sekund).
I tyngdkraftsmätningen används fortfarande en äldre enhet, gal, uppkallad
efter Galileo Galilei (1564-1642), som är = 1 cm/s2. Oftast används
dock mgal (milligal) = 1/1000 gal.
|
Tyngdkraftsmätning
Tyngdkraften mäts med gravimeter. Det finns två helt olika typer:
- gravimetrar för absolut tyngdkraftsmätning, som finns i mycket begränsat antal, en i Norden (Finland)
- gravimetrar för relativ tyngdkraftsmätning, varav det finns ca 30 i Sverige.
Relativgravimeter (LaCoste & Romberg).
Direkt bestämning av g på en viss punkt, absolut tyngdkraftsmätning, innebär i allmänhet
uppmätning av accelerationen hos ett fritt fallande prisma i vakuum.
Detta är komplicerat och utfört på tämligen få platser i världen,
t ex i LMVs geodetiska observatorium i Mårtsbo utanför Gävle.
Här finns fundamentalpunkten för tyngdkraft i Sverige. Från t ex denna punkt kan man
sedan med en enklare metod, relativ tyngdkraftsbestämning, fastställa g på andra punkter.
Man använder då en helt annan typ av gravimeter där man med hjälp av t.ex. en spiralfjäder
mäter skillnader i tyngdkraft mellan olika punkter.
På detta sätt bygger man upp tyngdkraftsnät,
i första hand ett glest riksnät som täcker hela Sverige och sedan, utgående från detta,
detaljnät över de områden man är intresserad av. I internationellt samarbete knyts sedan
riksnäten ihop till ett världsnät. De stora dragen i jordens tyngdkraftsfält kan numera
också erhållas genom analys av satelliternas banor.
|
Principen för en relativgravimeter:
Då tyngdkraften ökar dras massan nedåt, varvid armen lutar och ljusstrålen hamnar snett i
okularet. Genom att skruva på ratten spänner man då fjädern, så att massan dras uppåt
och ljusstrålen åter träffar okularets centrum. Slutligen avläser man på ratten hur många skaldelar
den vridits.
|
Tyngdkraftens variation
Jordens tyngdkraft är summan av gravitationen från jordens massa och den centrifugalkraft
som orsakas av jordens rotation.
Tyngdkraften (= g ) på jordytan varierar, dels med läget och dels med tiden.
Som exempel kan nämnas att den i en punkt i Smygehuk är uppmätt till 9.815 220 och på
Treriksröset till 9.823 944 m/sek2. Denna skillnad är sammansatt av följande effekter:
- en ökning av g norrut på grund av minskad centrifugalkraft
- en ökning av g norrut på grund av ett kortare avstånd till jordens centrum (jordens avplattning)
- en minskning av g då höjden över havet ökar (= summan av minskningen på grund av ökat avstånd till jordcentrum och ökningen på grund av mer jordmassa under ytan)
- en ökning eller minskning av g beroende på olika densitet hos berggrunden under punkterna.
Ändringen med tiden beror dels på gravitationen från månen och solen och dels på jordskorpans
rörelser (t ex landhöjningen).
|
TILLÄMPNING AV TYNGDKRAFTSINFORMATIONEN
Avvägning
Tyngdkraften måste vara känd för att man ur avvägningar ska kunna
beräkna punkters höjd över havet. Vid avvägning ställs instrument
och stänger upp med hjälp av vattenpass, vilket medför att avvägningen
blir beroende av lodlinjen, dvs tyngdkraftens riktning.
Oregelbundenheterna i tyngdkraftsfältet medför att de mot lodlinjerna
vinkelräta nivåytorna ("vattenpassytorna") inte är parallella längs
avvägningslinjen, vilket i sin tur medför att en avvägning mellan
två punkter ger något olika resultat längs olika vägar.
För att få entydiga värden på höjderna måste man ta med tyngdkraften
i höjdberäkningar
Geoiden
Tyngdkraften är av fundamental betydelse för de problem som hänger
samman med geoiden, dess bestämning och användning.
Prospektering
Lokala variationer i tyngdkraftsfältet kan avslöja mineralförekomster
i jordskorpan. Större värden på tyngdkraften än normalt kan t. ex. tyda
på malmförekomster och lägre värden på olje- eller gasförekomster.
Geologisk kartering
Vid kartering för geologiska kartor använder man tyngdkraftsmätningar
för att få fram gränserna mellan olika bergarter. För detta ändamål
gör man ofta en lokal förtätning av det rikstäckande nätet.
Kalibrering
Ibland behövs kännedom om tyngdkraften av tekniska skäl.
Den behövs exempelvis då man använder känsliga mätapparater i vilka
balansvikter ingår. Lantmäteriet får, på grund härav, årligen ett tiotal
förfrågningar om tyngdkraften på olika platser i Sverige.
|
