地球的形状一般是指全球静止海面的形状,即一个等位势面的形状。全球静止海面是既不考虑地表海陆差异、也不考虑陆、海地势起伏时的海面。它在海洋中是不考虑波浪、潮汐和海流的存在、海水完全静止时的海面;它在大陆上是静止海面向大陆之下延伸的假想“海面”。两者总称大地水准面,是陆上高程的起算面。理想的地球形状就是大地水准面的形状。事实上,大地水准面只能反映地球的宏观轮廓,而不能反映地表起伏的细微变化。
假定地球是静止的,且组成地球的物质密度是均匀的,由于地心引力作用,其形状应该是正球体。但地球不停地沿地轴自西向东自转,由此产生的惯性离心力将使地球沿赤道面向外膨胀,沿地轴向内收缩;又由于地球内部物质密度(不论纵向还是横向)的不均匀性,结果使地球呈现为不规则的旋转椭球体。
根据人造卫星运行轨道分析测算的结果,地球是一个梨形的球体(图2-2)。与标准椭球体相比,南极大陆凹进24m,北极高出14m,赤道至45°N间向内凹进,赤道至60°S间向外凸出(图2-2)。第16届国际大地测量和地球物理协会根据人造地球卫星的测量资料修订了地球形状的参数(表2-1),并推荐由这组参数表示的旋转椭球体作为大地测量的参考面。
表2-1表示地球形状的主要参数
精确的地球形状和大小,对于大地测量、人造卫星和远程火箭的运行十分重要。然而,地球的平均半径6371km,扁率却只有3.35×10-3,其形状与球体极为接近,因此在海洋研究中一般把地球看作正球体。