【世界独家】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。