地磁场大小
地磁场不是固定的 。
地磁场大小是指地磁场的强度,也颤毕埋就是磁感应强度B,它是一个矢量,可以用特斯拉(T)作为单位来表示 。地磁场的大小在地球表面上不同的地方是不一样的,一般来说,在赤道附近最大,约为0.03~0.04毫特斯拉(mT),由赤道向两极数值逐渐减小,两极为零 。
地磁场大小可以用不同的方法来测量和描述,常数悔用的有以下几种:
1、用指南针测量地磁场在水平面上的方向,也就是偏茄蚂磁角D,它是地磁场水平分量H与地理北方向之间的夹角 。
2、用倾斜仪测量地磁场与水平面的夹角,也就是磁倾角I,它是地磁场总强度T与水平面之间的夹角 。
地球磁场的威力是什么样的呢?
地磁场强首仔瞎度大约是500-600毫高斯,也就是5-6*E-5特斯拉 。对生物的影响:像海龟、鲸鱼、候鸟等众多迁徙动物均能走南闯北,每年可旅行几千公里,中途往往还要经过汪洋大海,但是还能测定精确的位置 。科学家们发现,海龟能通过地球磁场者空和太阳及其他星体的位置戚启来辨别方向 。但对于迁徙中的海龟来说,仅有“方向感”是不够的,它们可能还有一张“地图”,用于明确自己的地理位置,最终到达某个特定的目的地 。美国北卡罗来纳大学查珀尔希尔分校的肯洛曼研究小组发现,绿海龟对不同地理位置间的地磁场强度、方向的差别十分“敏感”,它们能通过地磁场为自己绘制一张地图 。信鸽能在遥远的地方飞回而不迷失方向,也是由于地磁的帮助地磁场的强弱叫地磁感(应)强度,地磁场的磁子午线与地理子午线间的夹角叫磁偏角,地球上某处地磁场方向与地面水平方向间的夹角叫磁倾角,这三个物理量称为“地磁三要素” 。但是从地球的一个地方到邻近的另一个地方,地磁要素的变化一般都十分微小 。
地磁场图记录了地球表面各点的地磁场的基本数据和它们的变化规律,它是航海、航空、军事以及地质工作不可缺少的工具 。船舶和飞机航行时,用磁罗盘测得的是地磁方位角,因此只有知道了当时当地的磁偏角数值,才能确定地理方位和航行路线 。
地球的磁性
地球周围空间存在着磁场,称为地磁场(图1-12) 。地磁场近似于磁偶极子的磁场,它有两个磁极,磁北极为磁偶极子的S极,磁南极为磁偶极子的N极 。磁南、北极与地理两极的位置相近,但并不重合,而且地磁极位置仍在不停地移动变化着 。目前地磁极与地理南北极的夹角为11°44′ 。
图1-12 地球的磁场
(据W.K.汉布林,1980)
图1-13 地磁要素示意图
(据P.J.怀利,1980)
由于磁南北极和地理南北极有一个交角,因此磁子午线与地理子午线之间也存在一个夹角称为磁偏角(D) 。磁偏角位于地理子午线以东称东偏;磁偏角位于地理子午线以西称西偏 。在实际工作中以罗盘指针与地理子午线的夹角作为磁偏角,因此必须根据所在地理位置校正罗盘的刻度盘 。地球表面的磁力线与水平面也存在一定的交角,称为磁倾角(I) 。磁倾角的大小因地而异,在赤道为0°,向南北两极逐渐增大,在磁南北极为90°,此时罗盘的磁针就会竖起来 。因此罗盘必须因地而制加以校正 。地磁场以代号F 表示,强度单位为A/m 。地磁场强度是一个矢量,可以芹亏分解为水平分量H和垂直分量Z 。地磁场的状态则用磁场强度F、磁偏角D、磁倾角I这三个地磁要素来确定(图1-13) 。
实际观测发现,地磁场随时间的变化有日变化、年变化、长期性变化和突然性变化 。日变化的磁偏角变化幅度为几分;年变嫌巧神化可能与电离层及太阳活动的变化有关;突然性的变化表现为几天或几小时内磁场强度的大幅度变化(可达几个安培/米),这种突然性变化称为磁暴,它与太阳黑子、空间电流等现象有关 。如果把短期变化、磁暴等的影响清除,便可恢复地磁场的原来面貌 。
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