NASA 科學視覺化工作室在 2026 年 7 月發布一幅大地水準面視覺化，數值來自 GOCO06s 全球重力場模型。圖上由冰島約 +85 米至印度南部約 −106 米的起伏被放大 10,000 倍，才呈現出像馬鈴薯般的外觀。這幅圖描繪的是重力等位面，並不代表地球表面的實際形狀，也不是地形圖。
文章重點
- NASA 發布的是重力場科學視覺化；圖中輪廓不代表地球表面的實際形狀或地形。
- 大地水準面是最貼合全球平均海平面的重力等位面，可想像成只受重力與自轉影響、沒有潮汐、海浪和洋流的靜止海面，並延伸穿過陸地。
- NASA 圖中的大地水準面高度由冰島約 +85 米至印度南部約 −106 米，最高與最低相差約 191 米。
- 視覺化把這些高度起伏放大 10,000 倍；若按真實比例繪製，肉眼幾乎看不出凹凸。
- 底層 GOCO06s 模型整合 19 顆衛星在 15 年間取得的逾 11.6 億次觀測，包括 NASA 的 GRACE 與歐洲太空總署的 GOCE。
社交平台流傳的彩色「馬鈴薯地球」，原圖來自 NASA 科學視覺化工作室。NASA Goddard 太空飛行中心轄下的工作室在 2026 年 7 月 15 日發布《The Geoid》，把全球重力場模型轉成一個可旋轉的三維大地水準面（geoid）。圖中呈現的是重力等位面的高低變化，並非山脈、海溝或地殼按真實比例構成的地球表面。
圖中到底畫了甚麼？
大地水準面是地球重力場的一個等位面。可把它想像成：假設海水覆蓋整個地球，並移除潮汐、海浪、風和洋流等影響，海水在重力與自轉作用下靜止時所貼合的表面。這個面會延伸穿過陸地，也是全球高程系統接近平均海平面的物理參考。沿着同一等位面移動時，理想狀態下不會有令水自行往某一方向流動的位能差。
這裏涉及三種常被混為一談的「地球形狀」：參考橢球是方便計算座標的平滑數學模型；地形面包含山脈、平原與海床；大地水準面則由重力位決定。地球內部質量分布不均，加上自轉與表面質量差異，令重力場因地而異，因此這個理想靜止海面相對參考橢球會有緩慢起伏。
最高與最低只差約 191 米
NASA 列出的 GOCO06s 大地水準面高度範圍，是冰島附近約 +85 米至印度南部附近約 −106 米；正負號表示它位於參考橢球之上或之下，並不是當地海拔。兩端相差約 191 米，只等於地球 6,371 公里平均半徑約 0.003%。若把它按真實比例畫在整顆地球上，輪廓仍會非常平滑。
為了讓差異能被看見，NASA 將徑向起伏放大 10,000 倍。若只按數學比例理解，原本約 191 米的高低跨度在畫面中相當於約 1,910 公里，因此才會出現誇張的凹凸。顏色同樣用來編碼大地水準面高度，不代表岩石成分、氣溫或重力方向。
地球本身有多接近圓球？
地球自轉令赤道鼓起、兩極稍扁：NASA Goddard 資料列出的赤道半徑約為 6,378 公里，極半徑約為 6,357 公里，相差約 21 公里。這種扁球形與大地水準面相對橢球只有百米量級的起伏，是兩個不同尺度的特徵。從太空看，地球輪廓近乎圓形，但科學模型仍會計入這些細微差異。
GOCO06s 如何拼出全球重力場？
這幅視覺化的數值來自 GOCO06s。GOCO 團隊把 19 顆衛星在 15 年間取得的 11.6 億次觀測結合成全球重力場模型，最高展開至球諧 300 階。資料來源包括量度雙星距離變化的 GRACE、以重力梯度儀感受細微空間差異的 GOCE，以及衛星雷射測距和多個低軌衛星的精密軌道。不同方法對不同空間尺度最敏感，聯合解算可互補各自弱點。
因此，NASA 圖像是觀測資料經校正、背景模型、軌道分析、統計加權與球諧展開後的模型結果；畫面中的輪廓由數據計算與視覺化而來，不能當成相機直接記錄的瞬間景象。GOCO06s 亦包含長期趨勢和年度變化項；任何模型都有空間解像度、觀測誤差及處理假設，不能把每一個小凹凸解讀成某一座山或地下單一構造。
大地水準面有甚麼實際用途？
衛星定位通常給出相對參考橢球的幾何高度，而工程、測量與地圖更常需要接近「海拔」的正高；大地水準面模型讓兩者可以互相換算。它亦是研究海面高度差、全球海洋環流、海平面變化和冰蓋質量的重要基準，因為只有先扣除重力等位面的起伏，才能分辨海水因風、溫度、鹽度與環流造成的動態高度。
所以這張圖最值得記住的，不是「地球原來像馬鈴薯」，而是地球重力場有可測量的細微地域差異。NASA 以 10,000 倍垂直誇張把原本難以察覺的數值變成可讀的形狀；只要把實際地球表面、地形、參考橢球與大地水準面分開理解，畫面便不再神秘。