地磁场能量在地球内部的三维分布及其长期变化

 利用Bloxham&;Jackson地磁场模型(BJ)和国际地磁参考场模型(IGRF)资料,计算并分析了1690年以来地磁总能量、北向、东向和垂直向分量的能量从CMB到地表的分布和时间变化.结果表明,地磁场总能量以及北向和垂直向分量的能量在地表和地球内部的变化一致,1690年以来减小,东向分量的能量变化以波动形式增大,偶极子磁场能量持续减小.非偶极子磁场的能量1690~1770年减小,1770年以后增大.磁能密度在CMB附近增大较快,地表的磁能密度只有CMB的1.6%.从地表向下至CMB,偶极子和非偶极子的磁能密度的变化相反,偶极子减小,非偶极子增大.     

地磁位谐波振幅的南北非对称性

 利用第10代国际参考地磁场模型(IGRF)的资料,研究了地磁位的谐波振幅的纬度分布及其时间变化.结果表明,地磁位偶极子成分的谐波振幅北半球大于南半球,谐波振幅随时间减小,北半球的减小比南半球快,振幅变化率高纬度地区周期小,低纬度地区周期长,平均有60 a左右的周期.非偶极子成分的谐波振幅南半球大于北半球,谐波振幅随时间增大,北半球比南半球增加快,振幅变化率南半球比北半球变化强烈,没有明显的周期规律.地磁位的谐波振幅变化有明显的纬度依赖性,在南北半球的分布及其时间变化与地球赤道非对称.     

地电荷的电容结构发电机制研究

由地电荷与地球自转运动发电原理及国际参考地磁场(IGRF)标准模型所确定的地球磁场能量的分布,经分析、推论,建立了地电荷的电容结构发电机制,并由此而建立了全球电磁场结构和等效电路.此电磁场发电机制由磁场和电路双正交结构组成,磁场正交结构为偶极子场和非偶极子场,电路正交结构为地电荷运动的等效发电环电流和电源及负载电阻组成的全球等效电路.电荷运动的等效发电环电流产生的是偶极子场;电源及负载电阻组成的全球等效电路产生的是非偶极子场.地电荷的电容结构发电机制所确定的地磁场结构模型,与现地磁场结构模型完全不同,特别是极区拱形地磁场及其双向地磁场边界特性.此模型对极光、极光椭圆区、极区双向电集流和极区离子上行,对大气电场、大地自然电位的形成和变化趋势,对行星际磁场BZ及其南、北分量BS和BN的生成,及行星际南向分量BS与磁暴的关系,以及对地震与偶极子场、非偶极子场之间的关系等,都作出了较合理的阐释.     

蒙古及邻区内源磁场基本特征

利用第11代国际参考地磁场(IGRF)模型和NGDC-EMM-720-V3地壳磁场模型,分析蒙古及邻区垂直分量的主磁场、非偶极子场、长期变化、长期加速度,地壳磁异常在地表及地表以上不同高度分布特征,讨论了地壳磁异常与地质构造的关系.结果显示,蒙古及邻区主磁场各成分的空间变化较小,地壳磁异常呈团状、条带状、弧形状分布,分布形态相对复杂;乌兰乌德、乌兰巴托片区的异常中心位置较为稳定;杭爱山、阿尔泰山呈负磁异常,异常分布与山脉构造走向基本一致.正负磁异常过渡区与山脉和盆地分界基本吻合.     

地球主磁场的周期性特征

 利用BJ模型和国际地磁参考场(IGRF)模型资料,研究了地球主磁场的周期特点.结果表明,地磁偶极子磁矩变化率、功率谱变化率以及非偶极子磁场各阶球谐系数的平均漂移速率均存在60 a左右的周期.其它与二阶项有关的地磁参数中普遍具有30 a周期,且西向漂移的加权平均项及其二阶项也存在30 a周期变化.因此60 a和30 a周期是地磁长期变化的主要特征周期.     

地磁场起源学说及其与地震的关系

笔者研究了地球与地磁场结构,地磁场起源及地磁场变化与地震之间的关系.分析认为,发电机学说在观测、实验和理论研究上得到较多的证明,是目前研究和应用较多的地球磁场学说.地磁场变化与地震有密切的关系,主要是震前的地震电磁异常效应,其中地球电离层出现的局部或区域性的异常扰动可能是与地震有关的震前异常现象.     

陨星碰撞对地磁场的影响

在固体地球的假设下,从电子在转动参照系中的Newton运动方程出发,运用经典的电子气模型,指出了地球在自转发生变化时将产生惯性电流,从而影响地球磁矩.由此推论:地磁场有可能因短暂时间内地球自转角动量的变化而受到影响,而小行星、陨星等与地球的天体碰撞,对地磁场有着重大的直接影响,包括地磁场的反向.     

地磁场漂移机理

 地磁场漂移不是孤立的,而与地球发电机制密切相关,是地球发电机制中的一个组成环节.笔者用《地球电磁场系统构成和运行机制》一文所建立的地电荷发电机制,对地磁场漂移运动进行了分析.从地磁场、地球运动对地电荷运行的微观与宏观作用,及其各物理量之间的相关性,对地磁场的漂移机理作了探讨,是对地球电磁场系统构成和运行机制的进一步阐释.由此构建了由地球运行、地电荷、地电流、地磁场、地电场、地内电磁感应电流、空间电场构成的地球发电机制,及其正交系统;探讨了地磁场西漂及漂移的物理意义.     

地核里有什么

正上天容易入地难,但地质学家和地球物理学家就像侦探一样通过地核活动的蛛丝马迹和他们严谨的逻辑分析,带我们一步步揭开地核的面纱。上天容易入地难,虽然人类可以发射探测器到遥远的外太阳系,可以用哈勃望远镜观测百亿光年以外的宇宙空间,却很难对地球内部物质组成和结构有直观的认识。目前,人类最深的钻探工程也只达到地表以下一万四千米,连地壳都没有打穿。而探究地核物质是什么,只能依靠间接的方法。在这个过程     

关注地磁场

地磁场在近一个世纪里,呈现出加速变化的趋势,地磁环境因此正在成为人类生存环境的一个热点。本文客观地分析了地磁场的起源、变化规律和其变化对地球生物的影响。     

基于最小二乘的地磁场测量误差补偿技术研究

地磁导航中获取地磁场的精确测量值是进行地磁匹配导航的前提和基础。论文针对实际地磁测量中磁力仪易受环境磁场干扰带来的影响补偿效果的问题，首先分析了软磁误差以及硬磁误差对磁场测量的影响效果，建立了地磁测量误差的参数化模型。采用ANSYS仿真软件，通过3对内径不同的亥姆霍兹线圈产生了3个方向的匀强磁场，从而实现了对地磁场的模拟。在此基础上，将磁力仪和干扰源建到仿真模型中，通过360度旋转磁力仪分别得到了有干扰和无干扰时的三维磁场值，然后采用最小二乘算法对模型参数进行了估计，最终实现了对磁场测量误差的补偿。仿真结果表明，该方法简单易行，简化了参数的求解过程，具有较高的误差补偿能力，地磁测量误差可以从20 000多纳特减少到几个纳特。     

地磁要素年均值的太阳周期变化

本文利用我国部分标准地磁台的观测资料,分析研究了地磁通日、静日和静日午夜年均值与周期远小于一年的短期扰动关系。结果表明,磁暴和地磁周日变化等短期扰动不同程度地影响了通日年均值,地磁年均值的太阳周期变化(长期变化)中含有短周期扰动的贡献。     

地磁场日变化的空间差异对流动观测通化结果的影响

通过对中国西部、西南部和东部几组相邻的地磁台站各地磁要素日变幅的对比分析，发现各台站的地磁要素日变化具有空间差异性，这种差异性特征是趋势变化一致而幅度不同.结合一些实例，分析了野外观测资料用相邻的地磁台站的地磁要素数据通化时，通化结果有差异，并且这些差异与观测时间和观测季节关系密切.在实例中，磁偏角（D）、水平分量（H）、垂直分量（Z）及总强度（F）的通化值差异一般分别达到0.5′、6 nT、4 nT、6 nT，这样的差异值有可能影响震情研判.因此，在地震地磁监测工作中的定点连续观测十分重要，而流动地磁观测只应该作为一种补充和辅助手段.     

Latitude-dependence and dispersion of the westward drift in the geomagnetic field

The main geomagnetic field models of IGRF1900---2000 are used to study the latitude-dependence of the westward drift in the main field. The results show that the latitude-dependence exists in the magnetic components with different wavelengths (m=l-10). The globai-average westward drift rate of the component of m=l is 0.189°/a with the maximum of 0.295°/a at latitudes 40°-45°. The component of m=2 has an average drift rate of 0.411°/a with the maximum of 1.305°/a at latitude -60°. As for the components with further shorter wavelengths, the drift is generally restricted in a limited latitude range, and has many smaller drift rates. This latitude-dependence of westward drift can not be explained by rigid rotation of the earth's core. The results of this note also show that there is a negative dispersion in the westward drift, namely the components of long wavelengths drift faster than those of short wavelengths.This dispersion feature is not in agreement with Hide's MHD model. It is likely needed to find a new mechanism for explaining the observed feature of dispersion.     

彩色显像管的地磁屏蔽(Ⅰ)

为提高彩色显像管质量,减小地磁场影响,针对目前彩色显像管生产中需借助高斯房模拟销售区域地磁场对彩色显像管预调的局限性,研究了1种经济有效的屏蔽地磁场影响的新装置.采用先进的彩色显像管性能测试仪,在相同条件下与现行屏蔽方式就屏蔽效果进行了测试与对比,结果表明该装置可抑制地磁场对彩色显像管的干扰,提高彩色显像管地磁场裕度;可省略彩色显像管生产中模拟和调整地磁场的工序,具有降低生产成本、增进效益的实用价值.     

超小尺度地磁场泰勒多项式建模方法

根据实测的地磁数据,提出一种基于泰勒多项式在超小尺度下的地磁正常场的模型建立方式,结合数据处理﹑最小二乘拟合法,利用泰勒多项式模型建立超小尺度下的地磁正常场,并绘制相应的局部地磁图.经实验证明,超小尺度下的泰勒多项式地磁模型能够相对精确的描绘地磁正常场的分布.这为建立超小尺度地磁模型提供了参考,也可为小尺度内测量磁异常提供可靠的参考场.     

地磁场对焊枪高度跟踪的影响及减小方法

应用地球磁场理论对GMR磁传感器在焊接过程中焊枪的高度跟踪问题进行系统分析与研究.实验结果表明,采用模拟实验方法,对GMR和放大电路分别采用屏蔽和非屏蔽措施,在正常的工作电压、焊枪与工件的垂直高度为5.0 mm以及地磁场Z分量为26971 nT时,测得地磁场分量Z引起焊枪的高度变化高达5%,即0.3 mm;此外,结合不同纬度地区的地磁分布情况,得出了桂林与满归两地之间因地磁场影响造成的焊枪高度误差也可高达5.5%即0.3 mm以上.从而证明了这种焊枪高度跟踪检测传感器明显地受地磁地影响.为了减小其影响,采用磁法勘探中磁场补偿原理进行补偿,为电弧焊接非接触检测提供了一种新的方法.