地磁学第四章.ppt

第一页，共二十四页，2022年，8月28日 长期变化的基本特征： 1、偶极子磁矩每年以0.05%的速度衰减； 2、偶极子每年以0.05?的速度沿经度方向向西进动； 3、偶极子每年以0.02?的速度沿纬度方向向北移动； 4、非偶极子场每年以0.2?的速度沿经度方向向西漂移； 5、非偶极子场每年以10nT量级的速度增减； 6、地磁场的长期变化本身每年约以0.3?的速度向西漂移。 其中偶极子磁矩的衰减和非偶极子场的西向漂移是地磁场长期变化最主要的两个全球性特征。 磁矩减小、西漂和年变西漂是最主要的特征。 主要问题，长期变化的原因和实际意义不清。 第二页，共二十四页，2022年，8月28日 ????从伦敦、巴黎和罗马的资料可以推测，磁偏角的变化周期约为500年。此外，偶极子磁矩逐年也有微小的改变。长期变化的主要特征是：地磁要素的“西向漂移”，偶极子场和非偶极子场都有西向漂移。且偶极子磁矩的衰减和非偶极子场的西向漂移都具有全球性质。 各大陆不同时期的地磁偏角和古纬度 1、偶极子磁矩每年以0.05%的速度衰减。 2、偶极子每年以0.05度的速度沿经度西进。 3、偶极子每年以0.02度的速度沿纬度北漂。 4、非偶极子每年以0.2度的速度沿经度西进。 5、非偶极子每年以10纳特量级的速度增减。 6、地磁场每年以0.3度的速度沿经度西进。 主要问题，长期变化的原因和实际意义不清。 ※地球磁场长期变化特征: 第三页，共二十四页，2022年，8月28日 　地磁场长期变化的研究 一、偶极子磁矩的衰减 二、西向漂移速度的计算 １、高斯系数的西向漂移 2、 非偶极场的西向漂移 3、 非偶极子场的西向漂移速度 第四页，共二十四页，2022年，8月28日 长期变化的研究 第五页，共二十四页，2022年，8月28日 也可直接计算非偶极子磁场的长期变化来求得西向漂移速度。 非偶极子磁场的长期变化可表示为 （3.3-3） 其中第一项为非漂移部分，第二项是漂移部分，V是漂移速度。 第六页，共二十四页，2022年，8月28日 第七页，共二十四页，2022年，8月28日 一些重要的参考文献： 1、Glatzmair G A, Roberts P H. Rotation and magnetism of earth’s inner core. Science, 1996, 274: 1887 1891 2、Glatzmair G A, Roberts P H. Simulating the geodynamo. Contemporary Phys, 1997, 38(4): 269 288 3、 Kuang W, Bloxham J. An earth-like numerical dynamo model. Nature, 1997, 389: 371 374 4、安振昌, 王月华. 1900 2000 年非偶极子磁场的全球变化. 地球物理学报, 1999, 42(2): 169 177 5、徐文耀 《地球的电磁物理学》中国科技大学出版社 6、傅承义等《地球物理学基础》科学出版社 1985 第八页，共二十四页，2022年，8月28日 ４.2　地磁场的短期变化 一、主要特征： １、平静变化和干扰变化 ２、周期变化和非周期变化 ３、起源于地球外部的电流体系 第九页，共二十四页，2022年，8月28日 ——是指主要起源于固体地球外部 的各种电流体系产生的磁场。按其变化特征可分为两类： （1）平静变化（日变化） ——连续出现的，比较有规律且有一定周期的变化。 特点： ●以24小时为周期的变化； 短期变化的磁场 第十页，共二十四页，2022年，8月28日 白天变化大，夜间变化小；夏季变化大，冬季变化小； 同一地点、不同日期，则日变化变化不相同； 同一磁纬度的不同地点，日变化变化形态及幅度相同： 同一地点，不同地磁要素受影响程度不一样。 第十一页，共二十四页，2022年，8月28日 （2）扰动变化（粒子流扰动场DCF,环电流扰动场DR,地磁亚暴DP1,太阳扰日变化SD,极盖区磁扰DPC,地磁脉动P） ——偶然发生的、短暂而复杂的变化。 强度大的磁扰动变化，称为“磁暴”。 特点： 变化剧烈（强度可达几百～上千nT）、无规律， 持续时间为几小时～几天。 第十二页，共二十四页，2022年，8月28日 二、分类： （一）平静变化：太阳日变化、太阴日变化 １、以一天为周期，对每一个分量都有变化，一般为n-几十nT. 2、白天变化大、晚上变化小，并有季节和纬度分布的变化。 第十三页，共二十四页，2022年，8月28日 （二）干扰变化：磁暴、扰动和脉动（具体的有七种）