地磁场的差动旋转

利用Briggs方法对地磁场西向漂移的纬度变化进行了详细研究, 揭示了地磁场差动旋转的特点, 即地磁场并非以同一速度作刚性旋转. 研究结果表明, 全球地磁非偶极子磁位在20世纪以0.18°/a的平均速率向西漂移. 西向漂移速度由赤道附近向高纬逐渐减小, 极大西漂移速度出现在南纬15°附近, 100年平均西漂速度约为0.31°/a, 形成了一个快速西漂带(RDB); 从南纬15°开始, 漂移速度向南北递减, 在南纬56°和北纬50°附近达到最小, 形成南北两个慢速西漂带(S-SDB和N-SDB), 100年平均漂移速度分别为0.14°/a和0.12°/a. 进一步研究结果表明, 地磁场的差动旋转的时间演化过程可分为3个阶段: 从1900年到1940年, RDB的西漂占着统治地位, 其漂移速度远远大于其他纬度带, 这一时期是西向漂移纬度差异最为明显的时期; 从1940年开始, RDB的漂移速度相对减小, 而南北两个SDB的速度相对增强, 西向漂移的纬度差异缩小; 1960年以后, RDB的漂移速度再度相对增加, 西向漂移的纬度差异也随之增大.     

20世纪地磁场的剧烈变化

分析了１９００￣２０００年１００年间地磁场的变化。结果表明，１００年来地磁场的偶极矩减小了６．５％，而四极子和八极子的强度分别增加了９５％和７４％，全球４块大尺度地磁异常的强度在１００年间增加了２１％￣５６％。与此同时，磁心位置向太平洋方向快速移动了２００ｋｍ，这些事实表明，１９００年以来，地磁场整体快速减弱，地磁场的非偶极性和东西半球的不对称性大大加强，这些变化与地磁场极性倒转发生前的特征相类似     

地磁学发展史的启示

地磁学诞生于指南针的发明和测向的应用,它的发展从一开始就与实际应用紧密结合,因此,鲜明的实用性色彩是地磁学这门古老学科与生俱来的特点,正是这一特点。使地磁学有着广泛而实在的社会需求,因而也获得了强劲而持续的发展动力。另一方面,地磁学的基本理论(如地磁场起源、电磁波传播、磁层与电离层的形成以及日地相互作用等)深深植根于物理学、化学和数学,这就使得地磁学得以与数理科学同步发展。此外,地磁学是以磁场测量为基础的实验性学科,所以,它又与技术进步息息相关,新仪器的发明、计算机的发展和空间探测无不有力地推动着地磁学的发展。     

地磁场西漂的纬度变化和频散特征

用第8代国际参考地磁场模型和纬度剖面分析法, 研究了地球主磁场不同波长成分的西漂速度随纬度的变化. 结果表明, 各种波长成分的西漂速度均有明显的纬度依赖性, 其中, 一次波全球平均西漂速度为0.189?a, 最快的西漂(0.295?a)发生在北纬40皛45? 二次波的全球平均西漂速度为0.411?a, 最快的西漂(1.305?a)发生在南纬60? 波长更短的磁场成分西漂速度较小, 而且漂移只发生在较小的纬度范围内. 西漂速度的纬度依赖性不能用地核整体旋转解释. 西漂速度随磁场成分的波长而变化, 除了一次波外, 西漂速度随波长减小而逐渐减小, 即磁场西漂呈现负频散特征, 这一特点与Hide的磁流体波的理论预测结果也不符合. 为了合理地解释地磁场西漂, 必须全面考虑地核内部复杂的流动过程.