地磁场的基本形态与演化 你知道多少?
文章目录
1.地磁场概述1.1地磁场 一个作用+三个起源1.2地磁场 结构图 2.地磁场的基本形态与演化2.1地磁场 构成+各自特点2.2基本磁场 构成+各自特点2.3地磁场 起源理论2.4地磁场 单位+地磁要素2.5地磁场长期变化(主磁场)的空间分布 3个特点2.6主磁场的西向漂移 5个特征 3.地磁场扰动3.1变化磁场 形成原因+分类+子分类3.2太阳静日变化(Sq) 定义+5个特点3.3太阴日变化 3个特点3.3各种扰动变化特点+影响磁暴 3个特点+3个影响:地磁亚暴 3个特点:地磁脉动 定义+ 2个(特点——分类)地磁活动指数 定义+2个分类
(资料图)
1.地磁场概述
1.1地磁场 一个作用+三个起源
作用: 地磁场包围在地球周围,像一道天然屏障,保护地球上的生命,使其免受高温、高速太阳风的威胁和宇宙高能粒子的轰击。
三个来源: 主要部分:来自于地核,从地核,经过地幔和地壳到达地表,并远远扩展到太空。(把地球内部信息携带出来) 另一部分:来自于地壳岩石磁性。(探矿手段) 还有一部分:来自于地球周围空间的电流体系。
1.2地磁场 结构图
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2.地磁场的基本形态与演化
2.1地磁场 构成+各自特点
构成:地磁场=基本磁场+变化磁场
特点: 基本磁场(主磁场)——源于地球内部,地球主磁场强度和分布图案变化慢,是一种长期变化。 变化磁场——源于地球外部,地磁场的各种短期变化。
2.2基本磁场 构成+各自特点
构成:基本磁场=偶极子磁场+非偶极子磁场+地磁异常
特点: 偶极子磁场强度占地磁场总强度的90%,产生于自激发电机效应
非偶极子磁场占10%,产生于自激发电机效应。
地磁异常=区域异常+局部异常 地磁异常与岩石和矿体的分布有关。
2.3地磁场 起源理论
磁化理论、感应理论、电流理论、波动理论、发电机理论 最有希望:发电机理论
2.4地磁场 单位+地磁要素
地磁场单位:特斯拉(T) 地磁要素:(F,H,X,Y,Z,D,I) F——地磁场总强度 H——水平强度 Z——垂直强度 X——H的南北向分量 Y——H的东西向分量 D——磁偏角 I——磁倾角
2.5地磁场长期变化(主磁场)的空间分布 3个特点
非偶极子部分的相对变化率比偶极子大的多等变图中,有若干变化率较大的区域称作等变线焦点,这些焦点每年0.几度西向漂移。太平洋半球的长期变化比其他地区小,没有明显的等变线焦点。
2.6主磁场的西向漂移 5个特征
全球磁场西向漂移的平均速度约为0.2度每年。西向漂移不是全球一致现象,不同地区西向漂移速度差异大。西向漂移速率随时间变化,不同地区西向漂移速率的变化没有明显的相关性。西向漂移主要发生在地磁场非偶极子部分。西向漂移不仅发生在主磁场中,也发生在主磁场的长期变化中。
3.地磁场扰动
3.1变化磁场 形成原因+分类+子分类
形成原因:由固体地球之外的空间电流体系所引起。
分类+子分类: 变化磁场(外源磁场)=平静变化+扰动变化
(周期性变化)平静变化=太阳静日变化(Sq)+太阴日变化(L) (非周期性变化)扰动变化=磁暴+地磁亚暴+钩扰+地磁脉动
3.2太阳静日变化(Sq) 定义+5个特点
定义:地磁平静日的太阳周期变化叫做太阳静日变化。
特点:
Sq场基本取决于纬度和坐标。Sq场是白天现象,即磁场变化白天大而快速。Sq有明显的季节性变化,夏季大,冬季小。Sq变化与11年周期有一定关系。Sq不同分量关于地磁赤道对称。
3.3太阴日变化 3个特点
太阴日变化以半个太阴日为主要周期。太阴日变化与月相变化相关。太阴日变化具有季节变化和依赖磁纬度而呈现规律性分布。
3.3各种扰动变化特点+影响
磁暴 3个特点+3个影响:
特点:
磁暴=急始型磁暴+缓始型磁暴太阳活动高年,磁暴频繁发生,强度大,变化剧烈。磁暴发生时,所有地磁要素发生剧烈变化,其中水平分量H变化巨大,最能代表磁暴特点。所以磁暴的大部分形态学和统计学特征是依据中低纬度H分量的变化得到的。
影响:
对全球地磁场形态有重大影响。磁暴是日地能量耦合链中最重要的环节。对通信系统、电力系统、输油管道、空间飞行器有严重影响。
地磁亚暴 3个特点:
主要出现在极区和高纬度地区,亚暴的发生与日冕物质抛射和太阳耀斑等活动有关。根据AE指数(亚暴指数),亚暴过程可分为三个阶段:增长相(AE平缓上升),膨胀相(AE急剧变大),恢复相(AE逐渐回落)。地磁亚暴发生时,极光活动明显增强。即亚暴膨胀相的开始对应极光突然增亮,这种极光活动增强事件又叫做极光亚暴。
画个图理解
地磁脉动 定义+ 2个(特点——分类)
定义:磁场平静时段,地磁记录曲线的一些短周期的起伏变化。
特点+分类: 第一类:具有准正弦波形,能稳定持续一段时间的连续性脉动Pc。 第二类:波形不太规则和持续时间较短的不规则脉动Pi。
地磁活动指数 定义+2个分类
定义:用来描述每一时间段内地磁扰动强度或某类磁扰强度的一种物理量。
分类: 第一类地磁指数(Kp和Ap):描述每一时间段内地磁扰动强度的指数。 第二类地磁指数(Dst和AE指数):专门描述某类磁扰强度的指数。例如:Dst描述磁暴时地磁变化的指数;AE指数描述极区磁亚暴强度。 类磁扰强度的一种物理量。
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