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Gal Einheit Physikalische EinheitEinheitenname GalEinheitenzeichen G a l displaystyle mathrm Gal Physikalische Größe Bes

Gal (Einheit)

Das Gal (benannt nach Galileo Galilei) ist die Einheit, in der in den Geowissenschaften häufig die Schwerebeschleunigung auf der Erde angegeben wird. Es ist keine SI-Einheit, sondern basiert auf dem CGS-Einheitensystem. Daher wird das Gal seit dem 1. Januar 1978 nicht mehr für die gesetzliche Angabe der Beschleunigung verwendet, in offiziellen Dokumenten in Deutschland und Österreich ist nur noch die Angabe in der SI-Einheit m/s² zulässig.

  • 1 Gal = 1 cm/s² = 0,01 m/s², also etwa ein Promille der durchschnittlichen Erdbeschleunigung von ca. 9,81 m/s² ≈ 10 m/s² = 1000 Gal = 1 kGal;
    umgekehrt gilt also: 1 m/s² = 100 Gal = 1 hGal = 0,1 kGal.
  • 1 Milligal = 1 mGal = 0,01 mm/s² = 10 μm/s², also ca. ein Millionstel der Erdbeschleunigung.

Zahlenbeispiele Bearbeiten

An verschiedenen Punkten der Erdoberfläche variiert die Erdbeschleunigung wegen der Abplattung unseres Planeten um bis zu 0,5 Prozent (Schwereabplattung). Die Erdbeschleunigung beträgt

  • am Äquator im Mittel 978,03 Gal (≈ 9,78 hGal | m/s²),
  • auf 45° geographische Breite etwa 980,6 Gal (≈ 9,81 hGal | m/s²),
  • am Nordpol 983,22 Gal (≈ 9,83 hGal | m/s²).

Dazu kommt jeweils noch der Vertikalgradient von etwa −0,3086 mGal/m. So beträgt die Erdbeschleunigung z. B. am Südpol etwa 982,5 Gal und damit etwas weniger als am Nordpol, weil der Südpol auf ca. 3 km Höhe liegt.

In der Geophysik und Geodäsie misst man die Schwerebeschleunigung und berechnet die Abweichungen des gemessenen, wahren Schwerefeldes vom theoretisch berechneten Schwerefeld des mittleren Erdellipsoides. Aus diesen Schwereanomalien lässt sich die Struktur der Erdkruste, ihre Lagerstätten und das Geoid bestimmen.

Schwereanomalien erreichen etwa ±0,3 Gal, mit modernen Gravimetern lassen sie sich auf ±0,001 mGal = 0,01 μm/s² genau messen, also auf 1 : 1 Milliarde. Zum Beispiel ist die größte Schwereanomalie in den Ostalpen Δg = −0,2 Gal, weil die Erdkruste unter großen Gebirgen weiter in den Erdmantel hinunterreicht als anderswo. Doch bewirken schon die lockeren Sedimente eines breiten Alpentales Änderungen bis 0,02 Gal, das Wiener Becken oder die oberrheinische Tiefebene sogar von fast 0,1 Gal.

Verwendung in der Gravimetrie Bearbeiten

Das Milligal wird bis heute – sechs Jahrzehnte nach der Einführung des SI – in Geodäsie und Geophysik nach wie vor am häufigsten verwendet und nur zögernd durch die abgeleitete SI-Einheit μm/s² ersetzt (1 mGal = 10 μm/s²). Denn das Milligal ist eine handliche Einheit kleiner Änderungen im Erdschwerefeld und hat daher die für die gravimetrische Praxis bestgeeignete Größenordnung:

  • Die Geländereduktion (topografische Reduktion von Schweremessungen) beträgt im Hügelland einige mGal und im Hochgebirge bis zu 30 mGal. Sie lässt sich aber wegen der im Innern der Berge unsicheren Gesteinsdichte kaum genauer als auf 1 mGal berechnen (siehe Digitales Geländemodell).
  • Die Messabweichung in den Messwerten von üblichen Gravimetern (Messgeräte nach dem Prinzip der Federwaage) liegt beim praktischen Einsatz im rauen Gelände meist ebenfalls im mGal-Bereich oder knapp darunter.
  • Daher ist letztendlich die Genauigkeit der gesuchten Schwereanomalien ebenfalls bei 0,5 bis 2 mGal. Nur bei sehr stabilen Verhältnissen (etwa bei Gradiometrie auf einem Messpfeiler im klimatisierten Keller) kann man die Messgenauigkeit von etwa 0,01 mGal = 0,1 μm/s² tatsächlich ausnutzen.

Beispielsweise beträgt die Bouguer-Anomalie im Zentrum der Ostalpen −150 bis −200 mGal und lässt sich lokal auf etwa 1–5 mGal interpolieren. Eine ähnliche Auflösung haben die Schwerekarten und Datenbanken, welche die angewandte Geophysik für die Exploration (Vorerkundung) von Erzgängen, Erdöl- und anderen Lagerstätten bereitstellt.

Siehe auch Bearbeiten

Anmerkungen Bearbeiten

  1. Dieser Wert auf 45° Breite wurde für die Definition der Normfallbeschleunigung verwendet, die gleich 9,80665 m/s² gesetzt wurde.
CGS-Einheiten


Basiseinheiten

  Centimeter | Gramm | Sekunde

Mechanik

  Gal | Dyn | Barye | Erg | Stokes | Poise | Kayser | Perm | Rayl

Elektrodynamik
emE, Gauß

Gamma • Gauß | Gilbert | Maxwell | Oersted

esE, Gauß

Buckingham | Debye | Franklin (Statcoulomb) | Statampere | Stathenry | Statvolt

nur emE

Abcoulomb | Abhenry | Abohm | Abvolt | Biot (Abampere)

nur esE

Stattesla | Statweber

Photometrie

  Phot | Stilb

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Veröffentlichungsdatum:
Physikalische EinheitEinheitenname GalEinheitenzeichen G a l displaystyle mathrm Gal Physikalische Grosse BeschleunigungFormelzeichen a displaystyle a Dimension L T 2 displaystyle mathsf L T 2 System CGS EinheitensystemIn SI Einheiten 1 G a l 0 01 m s 2 displaystyle mathrm 1 Gal 0 01 frac m s 2 In CGS Einheiten 1 G a l 1 c m s 2 displaystyle mathrm 1 Gal 1 frac cm s 2 Benannt nach Galileo GalileiAbgeleitet von Zentimeter SekundeDas Gal benannt nach Galileo Galilei ist die Einheit in der in den Geowissenschaften haufig die Schwerebeschleunigung auf der Erde angegeben wird Es ist keine SI Einheit sondern basiert auf dem CGS Einheitensystem Daher wird das Gal seit dem 1 Januar 1978 nicht mehr fur die gesetzliche Angabe der Beschleunigung verwendet in offiziellen Dokumenten in Deutschland und Osterreich ist nur noch die Angabe in der SI Einheit m s zulassig 1 Gal 1 cm s 0 01 m s also etwa ein Promille der durchschnittlichen Erdbeschleunigung von ca 9 81 m s 10 m s 1000 Gal 1 kGal umgekehrt gilt also 1 m s 100 Gal 1 hGal 0 1 kGal 1 Milligal 1 mGal 0 01 mm s 10 mm s also ca ein Millionstel der Erdbeschleunigung Inhaltsverzeichnis 1 Zahlenbeispiele 2 Verwendung in der Gravimetrie 3 Siehe auch 4 AnmerkungenZahlenbeispiele BearbeitenAn verschiedenen Punkten der Erdoberflache variiert die Erdbeschleunigung wegen der Abplattung unseres Planeten um bis zu 0 5 Prozent Schwereabplattung Die Erdbeschleunigung betragt am Aquator im Mittel 978 03 Gal 9 78 hGal m s auf 45 geographische Breite etwa 980 6 Gal 9 81 hGal m s A 1 am Nordpol 983 22 Gal 9 83 hGal m s Dazu kommt jeweils noch der Vertikalgradient von etwa 0 3086 mGal m So betragt die Erdbeschleunigung z B am Sudpol etwa 982 5 Gal und damit etwas weniger als am Nordpol weil der Sudpol auf ca 3 km Hohe liegt In der Geophysik und Geodasie misst man die Schwerebeschleunigung und berechnet die Abweichungen des gemessenen wahren Schwerefeldes vom theoretisch berechneten Schwerefeld des mittleren Erdellipsoides Aus diesen Schwereanomalien lasst sich die Struktur der Erdkruste ihre Lagerstatten und das Geoid bestimmen Schwereanomalien erreichen etwa 0 3 Gal mit modernen Gravimetern lassen sie sich auf 0 001 mGal 0 01 mm s genau messen also auf 1 1 Milliarde Zum Beispiel ist die grosste Schwereanomalie in den Ostalpen Dg 0 2 Gal weil die Erdkruste unter grossen Gebirgen weiter in den Erdmantel hinunterreicht als anderswo Doch bewirken schon die lockeren Sedimente eines breiten Alpentales Anderungen bis 0 02 Gal das Wiener Becken oder die oberrheinische Tiefebene sogar von fast 0 1 Gal Verwendung in der Gravimetrie BearbeitenDas Milligal wird bis heute sechs Jahrzehnte nach der Einfuhrung des SI in Geodasie und Geophysik nach wie vor am haufigsten verwendet und nur zogernd durch die abgeleitete SI Einheit mm s ersetzt 1 mGal 10 mm s Denn das Milligal ist eine handliche Einheit kleiner Anderungen im Erdschwerefeld und hat daher die fur die gravimetrische Praxis bestgeeignete Grossenordnung Die Gelandereduktion topografische Reduktion von Schweremessungen betragt im Hugelland einige mGal und im Hochgebirge bis zu 30 mGal Sie lasst sich aber wegen der im Innern der Berge unsicheren Gesteinsdichte kaum genauer als auf 1 mGal berechnen siehe Digitales Gelandemodell Die Messabweichung in den Messwerten von ublichen Gravimetern Messgerate nach dem Prinzip der Federwaage liegt beim praktischen Einsatz im rauen Gelande meist ebenfalls im mGal Bereich oder knapp darunter Daher ist letztendlich die Genauigkeit der gesuchten Schwereanomalien ebenfalls bei 0 5 bis 2 mGal Nur bei sehr stabilen Verhaltnissen etwa bei Gradiometrie auf einem Messpfeiler im klimatisierten Keller kann man die Messgenauigkeit von etwa 0 01 mGal 0 1 mm s tatsachlich ausnutzen Beispielsweise betragt die Bouguer Anomalie im Zentrum der Ostalpen 150 bis 200 mGal und lasst sich lokal auf etwa 1 5 mGal interpolieren Eine ahnliche Auflosung haben die Schwerekarten und Datenbanken welche die angewandte Geophysik fur die Exploration Vorerkundung von Erzgangen Erdol und anderen Lagerstatten bereitstellt Siehe auch BearbeitenWaagenAnmerkungen Bearbeiten Dieser Wert auf 45 Breite wurde fur die Definition der Normfallbeschleunigung verwendet die gleich 9 80665 m s gesetzt wurde CGS EinheitenBasiseinheiten Centimeter Gramm SekundeMechanik Gal Dyn Barye Erg Stokes Poise Kayser Perm RaylElektrodynamik emE Gauss Gamma Gauss Gilbert Maxwell OerstedesE Gauss Buckingham Debye Franklin Statcoulomb Statampere Stathenry Statvoltnur emE Abcoulomb Abhenry Abohm Abvolt Biot Abampere nur esE Stattesla StatweberPhotometrie Phot Stilb Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Gal Einheit amp oldid 235412592