中國質(zhì)量新聞網(wǎng)訊 萬眾期待的太空三人組在中國空間站順利完成了第二次授課，4項有趣的實驗讓大家看得意猶未盡。與太空的微重力環(huán)境截然不同，在地球上生活的我們之所以能“腳踏實地”，則是跟它有關——重力加速度。

重力加速度作為物理學中的重要概念，是重力計算的重要參數(shù)，那重力加速度是如何定義的？又是如何測量的？會受哪些因素影響呢？一起來了解一下吧。

什么是重力加速度？

首先來復習一下兩個既熟悉又陌生的概念：

重力是由兩個力綜合作用所形成的，分別為來自地球的萬有引力和物體繞地軸轉動所產(chǎn)生的離心力。

加速度是描述速度變化快慢的物理量，是速度變化量與發(fā)生這一變化所用時間的比值。

重力對自由下落的物體產(chǎn)生的加速度，就稱為重力加速度，通常用字母g表示，單位為m/s2。

計量小知識

由于伽利略通過著名的比薩斜塔實驗首次測量了重力加速度，因此，為紀念這位偉大的科學家，重力加速度的單位除了國際制單位“m/s2”外，還有一個非國際制單位“伽（Gal）”。

1 Gal = 1 cm/s2

影響重力加速度的因素

1.緯度

重力加速度隨緯度的增加而增大，且南北半球的變化規(guī)律一致。

緯度越高的地點越靠近地球兩極，相應的重力加速度就越大，兩極處的重力加速度值為最大。兩極處比赤道處的重力加速度值大了約0.5%。

2.海拔

重力加速度隨海拔的增加而減小。

在其他條件相同的前提下，從海平面升高至珠穆朗瑪峰的高度，會使重力加速度值減少約0.28%。

課間提問

從荷蘭拉貨去非洲，貨物憑空“消失”了好幾噸？你知道這是為什么了嗎？

3.地形與地質(zhì)

地形和地質(zhì)的局部變化，包括極地冰川融化導致的冰川質(zhì)量減少而海水質(zhì)量增加；地殼運動導致的山峰高度與質(zhì)量變化等，會導致質(zhì)量分布不勻，從而使重力加速度值產(chǎn)生波動。

根據(jù)GRACE衛(wèi)星數(shù)據(jù)繪制的重力異常圖顯示了實際地表與理想地表（完全均勻且無特征的地表）之間的重力加速度值差異。最深的藍色和最深的紅色分別代表重力加速度差值為 -50 mGal 和 50 mGal，而綠色則表示差值為0。

4.潮汐

地球上物體受到的潮汐力是由兩種力綜合作用形成的，分別為來自太陽與月亮的萬有引力和物體隨地球公轉而產(chǎn)生的離心力。因為這些力一直在變化著，所以地球上的潮汐力也在不停地變化，而潮汐力的變化會導致大江大海出現(xiàn)潮汐現(xiàn)象，同時也對重力加速度值產(chǎn)生影響。

不過，潮汐因素對重力加速度的影響相對較小，一天中重力加速度值產(chǎn)生的典型變化約 0.2 mGal。

計量小知識

1901年，第三屆國際計量大會將在緯度45°的海平面精確測得物體的重力加速度 g = 9.80665 m/s2 作為重力加速度的標準值。

重力加速度的測量

目前，測量重力加速度的儀器設備統(tǒng)稱為“重力儀”，分為絕對重力儀和相對重力儀兩類：

絕對重力儀可直接測量某處重力加速度的值。一般精度很高，但不便移動，常作為計量基準使用。

相對重力儀則通過測量某處相對于重力基準所在處基準值的偏差值，間接得到該處的重力加速度值。一般精度相對較低，但便于移動，可在車輛、飛機、船舶、潛艇甚至衛(wèi)星上使用，需要定期校準。

計量小知識

中國計量科學研究院憑借尖端量子科技自主研制的NIM-3A型光學干涉絕對重力儀和NIM-AAG1型冷原子干涉絕對重力儀，在第十屆全球絕對重力儀關鍵比對中，中國計量科學研究院的重力點位成為了全球重力測量量值的溯源地和基準原點，并建立了“國家重力加速度計量基準”。

重力加速度測量的應用

量值傳遞與溯源

凡是利用重力效應進行的計量均須在準確計量重力加速度的基礎上進行，例如：在我國西藏自治區(qū)以外生產(chǎn)及校準過的力值和壓力元件，在西藏使用的時候，通常需要根據(jù)兩地的重力加速度值進行修正。

地球物理研究

研究對象包括河流、洋流、冰川、海洋、大氣和地球內(nèi)部物質(zhì)的變化及其影響，以及地球潮汐、地核振蕩和地磁場等。

應對自然災害

包括監(jiān)測地殼變形，研究板塊移動、地震、火山及氣候異?，F(xiàn)象，并改進自然災害的預測方法等。

勘探地球資源

包括水資源、油氣資源和礦產(chǎn)資源等。

（供稿：上海市市場監(jiān)管局）