地球磁场MagneticFieldofEarth

Posted 2022-11-07 磁场

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地球周围磁力起作用的空间。地球是一个巨大的磁体，产生的磁场与一块棒状磁铁产生的磁场相像。表示磁场的磁力线，从南地磁极出发，绕过地球表面进入北地磁极，由此穿过地球形成一个闭合环。认识到地球有磁场已经有许多世纪了。伊丽莎白一世皇后的医生，威廉·吉尔伯特使用了一个球形磁铁来研究地磁场的形状。他得的结果与已经知道的地球磁场的形状一致，于是他作出了地球本身是一个巨大磁体的结论。此后又进一步弄清了地球磁场的分布和形状。虽然地磁场一般来说与棒状磁铁的磁场一致，但有许多地区磁力线偏离了理想的形状。这就是所谓磁异常。这些偏差归因于地壳和地球更深处的力。

　　在地磁场的任何一点，场的强度和方向可用一矢量来表示（在三维空间中划一条线表示大小和方向）。在绝大多数地方，表示总磁场的矢量被分解成下述分量：（1）水平和垂直分量，表示场的磁力强度（用奥斯特或伽玛作单位测量，1伽玛＝10-5奥斯特）。地球的总磁场强度一般来说大约在0.3到0.7奥斯特之间，视测点的地理坐标而定；（2）磁偏角或者磁场向东或向西偏离地理的真北方向的角度。

　　许多世纪以来，已对各个地方的总磁场的强度和方向作了许多记录。这些资料一般是以等强度（等伽玛）点的连线形式作在图上。这些记录表明总磁场已在作不断地向西漂移。代表零偏角的点在大约4个世纪内已沿赤道从东经20°移到西经65°。

　　已记录到地球磁场型式以日（日变）和年或更长时间（长期变）的改变。日变量表现为偏角改变几个弧分，而强度变化是在10-4奥斯特的量级。这种变化是周期性的并且是恒定的，可以认为是由于太阳和月亮对地球外层大气中的电流起作用的结果。地磁场在日变化的基础上迭加的其他变化是不规则的，并且对磁场的影响幅度极大。迅速的较大幅度的变化称为磁暴，并认为是由太阳能量的突然喷发造成的。磁暴对地磁场的影响一般有几天，它们会影响无线电通讯，在两极地区引起极光。此外还有像前面提过的向西漂移这样的长期变化，其产生原因则在地球内部。