地球形狀非橢圓！真身凹凸不平似彩色薯仔顛覆認知忽略隨時惹災難

文: HK港生活

2小時前

地球的真實形狀既不是完美的球體，也不是單純的橢圓形，而是一個表面凹凸不平、被科學界稱為「大地水準面（Geoid）」的不規則形體。根據物理與測量學解釋，想像整個地球表面都被海水覆蓋，在沒有風、沒有潮汐及沒有洋流的絕對靜止狀態下，海水純粹受地球引力和自轉離心力平衡所形成的不規則表面，就是地球最真實的輪廓。這個顛覆常識的形狀不單解釋了重力分佈的秘密，更是全球 GPS 定位與工程測量的核心基礎。

地球外形是一個不規則「薯仔」？

近日社交平台上瘋傳一段動畫影片，引起全球網民熱烈討論。這段引發熱議的動畫，其實是完美呈現了美國太空總署（NASA）及歐洲太空局（ESA）對於「大地水準面」的相關研究概念。影片製作者以鮮艷色彩標示出地球表面的高低起伏：藍色區域代表「較低重力區」，紅色則為「較高重力區」。在這個重力模型下，地球再不是平滑的完美波，而是三尖八角、滿佈凹凸的形狀，外觀甚至被網民戲稱為一粒「彩色薯仔」。

地球並非橢圓球體？3種地球形狀大對比

相信從小到大，總會聽說地球是一個「微扁的橢圓球體」。這個說法不能算錯，但在嚴謹的科學與測量學界眼中，這只是一個為了方便計算而作出的「妥協版本」。若要尋根究底，地球形狀其實分為三個層次：

形狀定義	科學界解釋	貼地形容	應用場景
自然表面	包含高山、盆地、海溝等地形的固體與液體交界面。	肉眼可見、岩石嶙峋的「素顏」地球。	日常生活認知、地理觀測。
大地水準面(Geoid)	延伸至陸地底下的平均靜止海水面，受重力場影響呈不規則凹凸。	真正的「物理地球」，三尖八角似「西洋梨」。	海拔高度基準、大型工程測量。
參考橢球體(Ellipsoid)	人為定義的規則數學曲面，與大地水準面最為貼合。	經過「美圖秀秀」極致平滑化後的圓滑地球。	地圖繪製、GPS 衛星導航計算。

一秒看懂「大地水準面」：極具畫面感的科學實驗

其實「大地水準面」可以用一個超簡單的畫面來秒懂。試想像一下，如果我們把全地球的陸地都推平，讓整個星球都被海水包圍，並且滿足以下 3大極端條件：

零外力干擾：沒有任何風吹草動。
零天文影響：沒有月球與太陽引發的潮汐。
零水流運動：沒有任何洋流活動，海水處於「絕對靜止」。

在這片死寂的汪洋中，水面會去到哪裡？因為地球內部的岩漿與岩石密度並不平均，導致各地的「地心吸力（重力）」有強有弱。重力強的地方，海水會被吸得稍為凹陷；重力弱的地方，海水反而會微微隆起。最終，這個純粹由「地球引力」與「自轉離心力」互相角力拉扯出來的「凹凸曲面」，就是科學家口中的「大地水準面」。

與人類息息相關的重力秘密

你或許會問：「地球似圓形定似西洋梨，關我甚麼事？」事實上，如果工程師或科學家忽略了這個「凹凸不平」的特質，後果隨時不堪設想。

海拔高度的真正起點：當我們說大帽山有多高、珠穆朗瑪峰有多高時，這個「高度（正高）」的起點（零點），正正就是大地水準面，而不是地圖上的平滑橢球體。
基建工程的災難性出錯：在進行跨海大橋或超長隧道工程時，水往低處流是物理常識。但如果工程師用錯了數學上的「橢球體」來測量水平，忽略了重力異常引發的「大地水準面起伏」，兩端的接駁位可能會有數十米的落差，絕對是工程界的世紀災難。
精準預測極端氣候：科學家透過監測大地水準面的微小變化，能夠追蹤全球地下水位的枯竭情況、冰川融化速度，甚至預測海平面上升的危機。

資料及圖片來源：X@All day Astronomy、ArcGIS Pro、台灣交通大學測量學研究文獻