1900年以来地磁场西向漂移的全球特征

根据最新公布的第 7代国际地磁参考场模型 (IGRF) ,用 4种方法计算 190 0～ 2 0 0 0年的地球磁场的西漂 ,分析西漂的时间变化规律和不同纬度圈的漂移特点 .结果表明 ,不同的方法得出的漂移速度有一定差异 .西漂主要是非偶极子磁场产生 ,低阶球谐项平均西漂大 ,其中 2阶项最大 ,高阶球谐项西漂小 .西漂的地理分布特征是北纬 40～ 80°N和南纬 70～ 80°S之间西漂速度较小 ,0～ 6 0°S之间西漂速度较大 .     

近300年来的地磁场总能量在地球内部的分布及长期变化

 采用Bloxham J. &; Jackson A.模型(BJ)和国际地磁参考场模型(IGRF)从理论上计算并分析了1690年以来地磁场能量在地球内部的分布及长期变化.结果表明,BJ模型和IGRF模型在相同时段内的总能量变化趋势是基本吻合的.近300a来,地核以外和地表以外地磁场总能量变化的总趋势是持续衰减的,但是地表以外的能量衰减速度比地核以外要快约2.5倍.地磁场总能量随谐波阶数n的变化关系中,各年代n=1～8阶的能量变化相对稳定.磁能密度在地球内部的分布是不均匀的.     

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.     

1900—2000年地磁场及长期变化的空间功率谱分析

根据第8代国际地磁参考场模型,计算并分析了1900－2000年地球主磁场及长期变化的空间功率谱,并将长期变化谱分解为稳定和漂移谱、漂移谱又分解为经向漂移和纬向漂移谱分别进行分析,结果表明19002－000年主磁场的空间功率说贩等效磁源深度随时间变化,非偶极子场的等效磁源深度位于核幔边界附近,用n＝1,2两阶谐波的拟合直线得到的等效磁源位于地球内核边缘,而且1900年以来离地心向外增大,长期变化中,经度方向的漂移谱起主要作用,漂称谱有30a的周期规律,而稳定谱存在60a的周期变化特征。     

佘山台地磁场太阴日变化的O1分量

本文用Winch方法分析佘山地磁台的地磁太阴日变化的O_1分量L(O_1).首先把佘山台1960～1978年D,H和Z各分量的时均值资料作为整体分析年平均变化,然后再把资料按太阳活动性分为宁静、中等活动和活动期三组分析L(O_1)随太阳活动性的变化,并与国外一些地磁台的结果进行了对比分析。     

动物节律与地磁场的变化关系

动物在地震前出现行为异常现象，已被国内外多次震例所证实。但是，对于其产生异常的原因和各种动物自身正常生活节律的形成，至今仍是个探索性的问题。地球磁场的变化大体上可分为长期变化和短期变化。长期变化如磁极移动、西向漂移、磁场强度的稳定衰减以及地史上曾多次发生过的地磁极性倒转等；短期变化又可分为扰动变化和非扰动变化。     

地磁场长期变化研究新动向：海洋沉积的相对古强度记录

地磁场变化的研究在地球科学的很多方面具有重要的应用价值，如何获得地磁场长期变标准曲线，是地球物理学重要的研究课题。文中综述了国外对深海沉积记录长时间尺度相对古强度研究的最新成果，系统介绍了200ka和整个布容期的相对古强度变化曲线，变化曲线可靠性的验证方法，及其在定年、古气候研究中的应用，并指出了进一步研究需要注意的问题。     

东亚地磁非偶极场的变化特征研究

本文用国际地磁参考场研究东亚地磁非偶极场的时空分布和磁场强度的变化规律，并对其场源特性进行探讨。结果表明，１９４５年以来，东亚地磁非偶极场存在缓慢的北移和西向漂移，磁异常中心附近的磁场强度呈波动性增加，其场源可分为漂移场和稳定场两部分。     

地磁场H和Z分量月均值的频谱分析

利用我国北京、佘山、兰州和拉萨四个地磁台的水平和垂直分量月均值资料,借助快速付里叶变换方法,分别计算出水平和垂直分量的扰日、通日、静日和静日午夜值的振幅谱,分析比较了这些分量的频谱特征并得出了它们的周期变化规律。     

地球磁场的变化、作用和应用研究

阐述了地磁场、空间磁场的分布和变化及带电粒子在磁场中的运动，在此基础上说明了研究它的应用价值。     

Differential rotation of geomagnetic field

The westward drift of the main geomagnetic field has been extensively studied since Halley[1] first discov-ered this phenomenon. It has been widely accepted that the global field drifts westward with an average velocity of 0.2/a[2—4]. The detailed features of the drift have been also detected, such as different drift rates for dipole and non-dipole fields, drifting and standing parts in the field, the latitudinal dependence of the drift rate, and the north-ward drift[5—12]. Several models, f…     

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.     

国际地磁参考场的计算与软件实现

为提高磁测正常梯度改正精度、 完善磁力仪功能, 在研究国际地磁参考场的数学原理的基础上, 给出了用于编程的计算公式, 包括施密特准归一化的缔合勒让德函数及其一阶导数的递推公式以及地理坐标和磁场分量的坐标转换公式。通过编写基于Visual C++的C语言程序完成了地磁正常场的精确解算。研究结果表明, 该计算程序能对全球任意位置在IGRF 11（International Geomagnetic Reference Field）模型下的地磁场七要素进行计算, 与标准结果的对比显示, 其总场值计算精度约为±1.2 nT, 满足正常梯度改正的要求, 为磁力仪的自动配谐及上位机软件的研制提供了理论依据。     

地磁感应地电场时频变换快速计算方法

随着中国特高压输电线路的建设,中国电网建设遭受地磁感应电流(geomagnetically induced current, GIC)影响的风险将大大增加。基于大地电阻模型利用有限元计算地磁扰动感应地电场(geomagnetic disturbance, GMD)地电场的方法,建模复杂,利用有限元法计算感应地电场成本过高。地磁测深数据得到的视电阻率综合反映了大地的电性结构,现提出基于视电阻数据及地磁台实测数据直接计算GMD地磁感应地电场的方法。仿真实验表明,该方法可以极大缩短计算时间,减小计算成本,对中国电网应对地磁暴侵害提供了有效算法。计算结果表明地磁暴对各地地电场的影响不均匀,与当地的地质电性结构有很大的关系,同时南北走向的电网将产生更大的GIC,更易受到地磁暴的侵害,应作为主要的关注对象。     

地磁导航中载体涡流干扰场特性的仿真分析

地磁导航中的测量误差是影响地磁导航精度的关键因素,而包括涡流磁场在内的载体干扰磁场是产生误差的主要因素。目前各种运载体大量使用铁磁性材料,这样不可避免地会引起涡流磁场等干扰磁场。因此文中采用COMSOL Multiphysics仿真软件,建立了高速运动载体的涡流干扰场仿真模型。首先研究了永磁体与匀强磁场之间的关系,发现永磁体的剩磁越强,匀强场也越强,为模拟地磁场提供了理论依据。其次分析了载体在匀速转动时涡流磁场对地磁测量的影响,最后研究了载体摆动时的涡流场的分布。结果表明涡流磁场随着速度的增大而增强,且涡流磁场主要分布于载体中间位置。仿真结果为下一步地磁导航中的误差建模以及磁场校正技术的研究提供了理论依据。