Geopotential

Das Geopotential ist die Arbeit, die nötig ist, um im Schwerefeld der Erde die Einheitsmasse von 1 kg vom Meeresniveau auf die Höhe z anzuheben. Mit der Schwerebeschleunigung g wird definiert:

Es handelt sich also um die potentielle Energie eines Teilchens im Schwerefeld der Erde. Das Potential ist existent, da das Schwerkraftfeld der Erde konservativ ist, d. h. die Arbeit die geleistet werden muss, um einen Körper von einem Punkt zum nächsten zu bringen, ist wegunabhängig.

Wird der Wert des Geopotentials durch den globalen Mittelwert der Schwerebeschleunigung (d. h. der Schwerebeschleunigung g_0, die auf dem 45. Breitengrad herrscht) geteilt, dann ergibt sich die sogenannte geopotentielle Höhe:

In der geopotentiellen Höhe (in gpm) ist die Veränderlichkeit der Gravitation mit der Höhe und der geographischen Breite berücksichtigt. Unter Vernachlässigung der Breiten- und Höhenabhängigkeit der Erdbeschleinigung entspricht die geopotentielle Höhe der metrischen Höhe.

Die Einheit der geopotentiellen Höhe ist das sog. geopotentielle Meter. Das ist die durch g_0 skalierte Arbeit, die verrichtet werden muss, um eine Masse von 1 kg vom Meeresniveau auf 1 m Höhe zu heben. Auf dem 45. Breitenkreis ist das geopotentielle Meter am Boden gleich dem Meter.


Quelle: Volker Ermert (IGM Uni Köln)