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1、一、地球空间磁场表述,常用坐标系,磁层电流系示意图,一、地球空间磁场表述描述地碟场的参量共有7个,它们是:总强度、水平分量、垂直分量、倾角、偏角、东向分量、北向分量。这7个参量只有3个是独立的。地球空间磁场是一个矢量场,确定空间任一点P的碟场所需要的3个独立分量,称为地磁要素。志惹弼度F、水平分量日,碑健月0?孜真允蛇2水子分坤卫磁俊肉0个总弧度、磁绣角、砺偷肌0个盛直分量2、北向分量六东向分量巳Downwant各地磁要素之间的关系如下:“+T+Z匹二X+T7卫二反s一乙二上TanITan7一乙/反a刀二工/友地磁场方向角的单位是度分秒;国际通用的磁通量密度单位是nT,更经常用)裕示,有旷也用
2、高斯作单位。单佣间的关系是:1T(tesla)=10nT=10gauss,lnT=ly=10“gauss。地表上地磁场大小,在磁赤道约为3x10nT的量级;在磁极处,约为6x10nT的量级。武汉地磁各地磁要素如下:地磁总强度:49316.5nf;磁偏角:-3.73e:磁倾角,45.98e:北向分量,34200.2n7;东同分量:2227.9at:;垂直分量35461.3nT:水平分量34272.7nT。常用坐标系地理坐标絮(Geographicalcoordinates试业招系是相对地球国定的坐标絮,原点在地心,坐标z,8,g分别是地心蹄、余纸(由地理北柏起算)和经度(从格林尼治二午线起算,胀
3、东为正,经度超过180“为西经),有时以赤道为绀度0“,向南北与赤道面夷角分别为南北统,向北为正,肖南为负.偷极坐标系(Dipolecoordinates)宁是以地心为厨点的球面杜坂标素,仑过地球中心的偶极轶为托输,与地蹄自旋辐的夹角为11.27-有时把偶极坂标絮习秦为地磁坂轻素。该坂标系涉及到的一些椿伊定义如下儒杨赤道:与中心偶禾坤直的大国儒松子午面。深江伯标二丝没一四:儒松经度A:讨地球表面一点的健札午面与迈地疙铃的倩鞣孔午面之间的夹角儋挥纬度L:该点与迅心连线与儒拳赤道的夹角儒松地方时。地面一点的健极经度与当时日下点的健杜经度,单位为小时:儒托正午:与日下点偶极经度相同,该点武刺为儒楼正
4、午儒李子夜:与日下点的健秋经庭相莹1802.由于这一坐标絮是以地磴圭为基碌的坐标絮,所以地磴坐标常专指健极坐标素,儒楚经庭、俨杜纬度、健极赤遂、儒杨时又称地碟纺度、地碑纵度、地磁赤遇和磁地方时地心-太阳黄道坂标系(eocentricSolar一clipticcoordinate该坂标系是又算称太阳黄道坂标系,简称GSE坐标系,以地心为原点的直角坂标系.X指向太阳,7.粒坤宇于黄道面,。毡与它们构成有乏坂标系.地心太阳磺层坐标系GeocentricSolar一Magnetosphericcoordinates该坂标系是又算秘为太阳磺层坐标系,简称GSil坐标系,以地心为原点的直角坂标系,X粘指向
5、太阳,Z轶在xn粗与地硅磁偶极釉确定的平面内,与兄-粗垂直!粗与吊、粗和乙粗构成叶乎标系.订正偶极坐标袁(CorrectedDipolecoordinates试坂标系叉l“订正地渡坂祖索“(oxreet:dGeaMagiert。ece:diasies),是以实际地隆场来订正(或改进)的坂标系。在研究沿磷力终传撰的现象时很有用处。当用于研究极区现象时,地确表面任怪一点的两个坂标是订正健征经度(correcteddipolelongitude和订正偶束纬度(correcteddipolelatitude)。它们定义为:从地面一点Q出发的偶极孔磁力综与赦道交于A点,通过A点的实际磁力缆(包括非霜砾地
6、叉与地面交于点,0的地理经纵庞即为8点的订正健铁经纬度-姚央阮河素坤大阮全地磁场的构成地球空间磁场由两部分构成,包括源于地球内部的内源场和源于地球上空电流体系的外源场。内源场是地球空间磁场的主要部分,称为主磁场,习惯上称基本磁场,这部分磁场很稳定,只有缓慢的长期变化。怡内源目前认为,业球基本健坤起源于地球内谊,内洁场主要由地球内部熔化了的金属核流动引起。这种流体运动,随时间有很缓慢的变化,从而引起主磁场的长期变化。液体金属核的涡旋运动产生大尺度的碟异常,也叫世界磁异常;地壳内的磁性物质的复杂分布产生了尺度较小的局部磁异常。地球表面地磁总强度等值线图(1995年)。等值线单位nT。图中左上角和右下角的两个极大代表南北半球地磁极所在区域.南美洲东海崖及其附近海域的极小,通常称作南大西洋碟异常;东西伯利亚的极大曾经被认为是另一个磁极,实际上是大陆碟异常。外源场主要是变化磁场,包括宁静变化场和扰动变化场。丢外源按照电磁场理论,Vx厅了,电流可以产生磁场。地球空间的某些区域存在空间电流系,地球外源场主要由这些空间电流系产生。空间电流系包括碟层电流和电离层电流。它引起地磁场的短期投动产化。地磁场最快的周期性变化是地碟脉动,变化周期最高可达到几十Hz,规则变化有周日变化、季节变化以及与太阳11年活动周期有关的长期变化等。扰动变化有磁暴、磁亚暴和其它与太阳风有关的不规则起伏。
