地球楕円体と偏平率
カワウソ先生偏平率は、球からのずれを1つの数で表したもの。実際に引いて割ってみると、その小ささがよくわかるよ。
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- 地球の形（新しいタブで開きます）は、だ円を短い方の軸で回転させた**地球楕円体**（回転楕円体）に近いとされる。
- 赤道半径と極半径の差を赤道半径で割った値を**偏平率**という。地球の偏平率はおよそ298分の1と、きわめて小さい。
- 偏平率が生じるのは、自転（新しいタブで開きます）による遠心力（新しいタブで開きます）が赤道付近ほど大きく働き、地球全体を赤道方向にわずかに膨らませているためである。
詳しく
地球楕円体と偏平率の計算
地学基礎では、地球が厳密には球でないことを、赤道半径が約6378km、極半径が約6357kmで約21km異なることから学んだ。地球の形は、だ円を短い方の軸で回転させた地球楕円体（回転楕円体）に近いとされる。
地球楕円体が完全な球からどれだけずれているかは、赤道半径と極半径の差を赤道半径で割った偏平率という値で表す。偏平率＝（赤道半径－極半径）÷赤道半径の式で求められる。
精密に測定した赤道半径・極半径の値を使って偏平率を計算すると、地球の偏平率はおよそ298分の1になる。見た目ではほとんど球に見えるほど小さい値だ。
赤道半径と極半径の差を計算する
赤道半径を6378km、極半径を6357kmとして、その差を計算してみる。6378－6357＝21kmとなり、地学基礎で学んだ値と一致する。
この21kmという差は、地球の半径（約6378km）そのものと比べるとわずか0.3%ほどにすぎない。それでも、人工衛星による精密な測定では、この小さな差をはっきりと検出できる。
偏平率の値は惑星によっても異なり、自転が速く柔らかい木星や土星では、地球よりもずっと大きな偏平率をもつことが知られている。
赤道方向に膨らむ理由
地球は1日に1回、地軸を中心に自転している。自転による遠心力は、地軸から遠い地点ほど大きく働くため、地軸に近い極付近よりも、地軸から最も遠い赤道付近で遠心力が最大になる。
この遠心力が、地球の自己重力による球形に保とうとする力とつり合いながら、地球全体をわずかに赤道方向へ膨らませた形にしている。これが地球が完全な球ではなく、地球楕円体に近い形になる理由だ。
自転する惑星がどれも同じように赤道方向へ膨らんだ形になりやすいことも、この遠心力のしくみから説明できる。偏平率の大きさは、自転の速さと天体の硬さのバランスで決まる。
確認問題
確認問題（解答用紙）
スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。
https://manazoo.com/science/earth-ellipsoid-and-oblateness/?from=print#quiz
地球の形を近似する「地球楕円体」とはどのような立体か。
- ◯ だ円を短い方の軸で回転させた回転楕円体
- ◯ 完全な球を2つ組み合わせた立体
- ◯ 三角形を中心軸で回転させた立体
- ◯ 円柱を縦に半分に切った立体
正解：だ円を短い方の軸で回転させた回転楕円体
地球の形（新しいタブで開きます）は、だ円を短い方の軸で回転させた地球楕円体（回転楕円体）に近いとされる。赤道半径を6378km、極半径を6357kmとすると、その差は何kmか。数字で答えよう。
答え：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
正解：21
6378－6357＝21kmとなり、赤道半径の方が極半径より約21km長い。「偏平率」はどのような値か。
- ◯ 地球の全周を半径で割った値
- ◯ 赤道半径と極半径の差を赤道半径で割った値
- ◯ 地球の質量を体積で割った値
- ◯ 赤道半径と極半径を足し合わせた値
正解：赤道半径と極半径の差を赤道半径で割った値
偏平率は、赤道半径と極半径の差を赤道半径で割った値で、地球楕円体が球からどれだけずれているかを表す。地球の偏平率はおよそ298分の1。地球が赤道方向にわずかに膨らんだ形になっているのはなぜか。
- ◯ 自転の遠心力が、地軸から遠い赤道付近ほど大きく働くため
- ◯ 太陽の引力が赤道付近だけに強く働くため
- ◯ 極付近の重力が赤道付近より小さいため
- ◯ 赤道付近だけ地球の密度が小さいため
正解：自転の遠心力が、地軸から遠い赤道付近ほど大きく働くため
自転（新しいタブで開きます）による遠心力（新しいタブで開きます）は地軸から遠い赤道付近ほど大きく働くため、地球全体が赤道方向にわずかに膨らんだ形になっている。
単元のポイント
- 地球楕円体 地球の形を近似する回転楕円体。だ円を短い方の軸で回転させた立体
- 偏平率 赤道半径と極半径の差を赤道半径で割った値。地球はおよそ298分の1
- 赤道半径と極半径 赤道半径約6378km、極半径約6357km。その差は約21km
- 遠心力による膨らみ 自転の遠心力は地軸から遠い赤道付近ほど大きく働き、地球を赤道方向に膨らませる