【世界獨家】地磁場的基本形態與演化 你知道多少？

文章目錄

1.地磁場概述1.1地磁場 一個作用+三個起源1.2地磁場 結構圖 2.地磁場的基本形態與演化2.1地磁場 構成+各自特點2.2基本磁場 構成+各自特點2.3地磁場 起源理論2.4地磁場 單位+地磁要素2.5地磁場長期變化(主磁場)的空間分布 3個特點2.6主磁場的西向漂移 5個特征 3.地磁場擾動3.1變化磁場 形成原因+分類+子分類3.2太陽靜日變化(Sq) 定義+5個特點3.3太陰日變化 3個特點3.3各種擾動變化特點+影響磁暴 3個特點+3個影響：地磁亞暴 3個特點：地磁脈動 定義+ 2個(特點——分類)地磁活動指數 定義+2個分類

【資料圖】

1.地磁場概述

1.1地磁場 一個作用+三個起源

作用： 地磁場包圍在地球周圍，像一道天然屏障，保護地球上的生命，使其免受高溫、高速太陽風的威脅和宇宙高能粒子的轟擊。

三個來源： 主要部分：來自于地核，從地核，經過地幔和地殼到達地表，并遠遠擴展到太空。（把地球內部信息攜帶出來） 另一部分：來自于地殼巖石磁性。（探礦手段） 還有一部分：來自于地球周圍空間的電流體系。

1.2地磁場 結構圖

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2.地磁場的基本形態與演化

2.1地磁場 構成+各自特點

構成：地磁場=基本磁場+變化磁場

特點： 基本磁場(主磁場)——源于地球內部，地球主磁場強度和分布圖案變化慢，是一種長期變化。 變化磁場——源于地球外部，地磁場的各種短期變化。

2.2基本磁場 構成+各自特點

構成：基本磁場=偶極子磁場+非偶極子磁場+地磁異常

特點： 偶極子磁場強度占地磁場總強度的90%，產生于自激發電機效應

非偶極子磁場占10%,產生于自激發電機效應。

地磁異常=區域異常+局部異常 地磁異常與巖石和礦體的分布有關。

2.3地磁場 起源理論

磁化理論、感應理論、電流理論、波動理論、發電機理論 最有希望：發電機理論

2.4地磁場 單位+地磁要素

地磁場單位：特斯拉（T） 地磁要素：（F,H,X,Y,Z,D,I） F——地磁場總強度 H——水平強度 Z——垂直強度 X——H的南北向分量 Y——H的東西向分量 D——磁偏角 I——磁傾角

2.5地磁場長期變化(主磁場)的空間分布 3個特點

非偶極子部分的相對變化率比偶極子大的多等變圖中，有若干變化率較大的區域稱作等變線焦點，這些焦點每年0.幾度西向漂移。太平洋半球的長期變化比其他地區小，沒有明顯的等變線焦點。

2.6主磁場的西向漂移 5個特征

全球磁場西向漂移的平均速度約為0.2度每年。西向漂移不是全球一致現象，不同地區西向漂移速度差異大。西向漂移速率隨時間變化，不同地區西向漂移速率的變化沒有明顯的相關性。西向漂移主要發生在地磁場非偶極子部分。西向漂移不僅發生在主磁場中，也發生在主磁場的長期變化中。

3.地磁場擾動

3.1變化磁場 形成原因+分類+子分類

形成原因：由固體地球之外的空間電流體系所引起。

分類+子分類： 變化磁場(外源磁場)=平靜變化+擾動變化

(周期性變化)平靜變化=太陽靜日變化(Sq)+太陰日變化(L) (非周期性變化)擾動變化=磁暴+地磁亞暴+鉤擾+地磁脈動

3.2太陽靜日變化(Sq) 定義+5個特點

定義：地磁平靜日的太陽周期變化叫做太陽靜日變化。

特點：

Sq場基本取決于緯度和坐標。Sq場是白天現象，即磁場變化白天大而快速。Sq有明顯的季節性變化，夏季大，冬季小。Sq變化與11年周期有一定關系。Sq不同分量關于地磁赤道對稱。

3.3太陰日變化 3個特點

太陰日變化以半個太陰日為主要周期。太陰日變化與月相變化相關。太陰日變化具有季節變化和依賴磁緯度而呈現規律性分布。

3.3各種擾動變化特點+影響

磁暴 3個特點+3個影響：

特點：

磁暴=急始型磁暴+緩始型磁暴太陽活動高年，磁暴頻繁發生，強度大，變化劇烈。磁暴發生時，所有地磁要素發生劇烈變化，其中水平分量H變化巨大，最能代表磁暴特點。所以磁暴的大部分形態學和統計學特征是依據中低緯度H分量的變化得到的。

影響：

對全球地磁場形態有重大影響。磁暴是日地能量耦合鏈中最重要的環節。對通信系統、電力系統、輸油管道、空間飛行器有嚴重影響。

地磁亞暴 3個特點：

主要出現在極區和高緯度地區，亞暴的發生與日冕物質拋射和太陽耀斑等活動有關。根據AE指數(亞暴指數)，亞暴過程可分為三個階段：增長相(AE平緩上升)，膨脹相(AE急劇變大)，恢復相(AE逐漸回落)。地磁亞暴發生時，極光活動明顯增強。即亞暴膨脹相的開始對應極光突然增亮，這種極光活動增強事件又叫做極光亞暴。

畫個圖理解

地磁脈動 定義+ 2個(特點——分類)

定義：磁場平靜時段，地磁記錄曲線的一些短周期的起伏變化。

特點+分類： 第一類：具有準正弦波形，能穩定持續一段時間的連續性脈動Pc。 第二類：波形不太規則和持續時間較短的不規則脈動Pi。

地磁活動指數 定義+2個分類

定義：用來描述每一時間段內地磁擾動強度或某類磁擾強度的一種物理量。

分類： 第一類地磁指數(Kp和Ap)：描述每一時間段內地磁擾動強度的指數。 第二類地磁指數(Dst和AE指數)：專門描述某類磁擾強度的指數。例如：Dst描述磁暴時地磁變化的指數；AE指數描述極區磁亞暴強度。 類磁擾強度的一種物理量。