地磁场及其基本要素
地磁场要素
地球本身是一个巨大的磁体，地磁北极在地理南极附近。
地磁南极在地理北极附近。
在地球周围的空间里存在着磁场，叫做地磁场，地磁场的磁感线从地磁北极出发到地磁南极。
磁针指南北，就是因为受到地磁场的作用。
地球磁场跟地球引力场一样，是一个地球物理场，它是由基本磁场与变化磁场两部分组成的。
基本磁场来源于地球内部，而变化磁场则与电离层的变化和太阳活动等有关。
地球的基本磁场可分为偶极子磁场、非偶极子磁场和地磁异常几个组成部分。
偶极子磁场是地磁场的基本成分，其强度约占地磁场总强度的90%，产生于地球液态外核内的电磁流体力学过程，即自激发电机效应。
非偶极子磁场主要分布在亚洲东部、非洲西部、南大西洋和南印度洋等几个地域，平均强度约占地磁场的10%。
地磁异常又分为区域异常和局部异常，与岩石和矿体的分布有关地磁场是由外源磁场和内源磁场共同组成的。
其中外源磁场由太阳磁场、宇宙射线等外部因素影响产生。
内源磁场由地球本身产生。
外源磁场在地磁场中占的比例极小。
因此在建立理想物理模型是就认为内源磁场就是地磁场。
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。
高中物理“地磁场”教学要点
高中物理“地磁场”教学要点
高中物理中，关于地磁场的教学要点可以包括以下几个方面：
1. 地磁场的概念：地磁场是指地球周围存在的一种磁场，它是由地球内部的磁场产生的。
地磁场的方向一般与地球自转轴的方向相似，但不完全一致。
2. 地磁场的性质：地磁场是一种矢量场，具有方向和大小。
地磁场的大小在地球不同区域有所差异，一般在地球表面的赤道附近场强最弱，在地极附近最强。
3. 地磁场的测量：通过使用地磁仪可以测量地磁场的强度和方向。
地磁仪的工作原理是基于电磁感应。
4. 地磁场的形成：地磁场是由地球内部的物理过程产生的，主要包括地球内部液态外核的对流和地球自转导致的科里奥利力。
5. 地磁场的应用：地磁场在导航和定位等方面有着广泛的应用，如地磁罗盘和地磁导航系统。
6. 地磁场与人类活动的关系：地磁场对人类的生物活动有一定的影响，如鸽子等动物可以利用地磁场进行导航。
在教学中，可以通过简单的实验和数学推导等方式，帮助学生理解地磁场的产生和性质，并引导学生思考地磁场的应用和与人类活动的关系。
同时，引导学生对地磁场的测量结果进行分析和讨论，培养学生的实验和科学思维能力。
地球的磁场.
4 地球的磁场4．1 地球磁场的基本特征和地磁要素固体地球是一个磁性球体，有自身的磁场。
根据地磁力线的特征，地球外磁场类似于偶极子磁场，即无限小基本磁铁的特征（图3-14a）。
但其磁轴与地球自转轴并不重合，而是呈11.5°的偏离。
地磁极的位置也不是固定的，它逐年发生一定的变化。
例如磁北极的位置，1961年在74°54′N，101°W，位于北格陵兰附近地区。
1975年已漂移到了76.06°N，100°W的位置。
地磁力线分布的空间称作地磁场，磁力线的分布情况可由磁针的理想空间状态表现出来（图3-14b）。
由磁针指示的磁南、北极，为磁子午线方向，其与地理子午线之间的夹角称磁偏角（D）。
磁针在地磁赤道上呈水平状态，由此向南或向北移动时，磁针都会发生倾斜，其与水平面之间的夹角称作磁倾角（I）。
磁倾角的大小随纬度增加，到磁南极和磁北极时，磁针都会竖立起来。
地磁场以代号F表示，它的强度单位为（A／m）。
地磁场强度是一个矢量，可以分解为水平分量H和垂直分量Z。
地磁场的状态则可用磁场强度F，磁偏角D和磁倾角I这三个要素来确定。
地磁场的偶极特征也取决于磁力线从一个磁极到另一个磁极的闭合特征。
在地球表层，这一闭合结构形成了一个磁捕获系统，捕获了大气圈上层形成的带电粒子而构成一个环绕地球的宇宙射线带，称作范艾伦带。
范艾伦带的影响范围可达离地面65000km以上。
由大气层上部约100～150km处气体发光而形成的极光，就是范艾伦带中的气体分子受电磁扰动的产物。
沿着范艾伦带，极光可以在不到1秒钟的时间内，从一个受扰动的极区于瞬间传到另一个扰动极区，因此极光的爆发在北极区和南极区几乎是同时发生的。
将地磁场比作偶极子磁场的说法中，隐含着地磁场是永久不变的这一假定。
但实际上不仅磁极在不断发生摆动，从发现地磁场以来，人们还逐渐发现了磁偏角在几十到几百年内，大致沿着纬线方向平稳地向西移动，这一性质被称作地磁场的向西漂移。
地球的磁场地磁场的形成与功能
地球的磁场地磁场的形成与功能地球的磁场——地磁场的形成与功能地球的磁场是地球特有的一种物理现象，它是由地球内部的磁性物质运动所产生的。
地磁场的形成和功能对地球和地球上的生物具有重要的影响。
在本文中，我们将探讨地球磁场的形成原因以及它对地球和生物的功能。
一、地磁场的形成原因地球的磁场是由地球内部的液态外核产生的。
地球内部有一个巨大的液态外核层，以及一个固态的内核层。
外核层主要由铁和镍组成，并且由于地球自转的运动，外核层的液态金属会形成环流。
这种液态外核的环流运动，造成了电流的产生。
而电流会产生磁场，这个磁场就是地球的磁场。
简单来说，地球内部的液态金属在运动时形成了环流，这个环流产生的电流又产生了磁场，最终形成了地球的磁场。
二、地磁场的功能地球的磁场对地球和地球上的生物具有多种功能，下面我们将介绍其中的几个重要功能。
1.导航功能地球的磁场对于导航具有至关重要的作用。
动物和一些微生物能够感知地磁场，并利用地磁场来定位和导航。
比如，候鸟能够根据地磁场的变化来进行季节性迁徙，而蜜蜂则利用地磁场来找到归巢的路线。
人类也利用地磁场来进行导航。
指南针就是基于地磁场的原理制作而成的，利用指南针可以确定方向，使得人们能够在陆地或海洋上找到正确的方向。
2.防护功能地球的磁场对我们的生物体和地球上的大气层具有防护功能。
地球的磁场可以阻挡太阳风和宇宙射线等带电粒子的进入，这些粒子如果直接接触到地球或人体，会对生物和电子设备产生严重的影响。
磁场能够将这些带电粒子引导到地球的两极附近，形成极光，保护地球上的生命免受宇宙辐射的伤害。
3.地质演化功能地球的磁场对地质演化过程也具有重要的影响。
地磁场的翻转是地球磁极从地理极点一个方向移动到另一个方向的过程。
这个过程可以帮助地质学家研究地球的演化。
通过对地磁场的变化进行测量和分析，可以得出地质构造的信息，推断地球内部的变化以及板块运动等地壳活动的细节。
因此，地磁场对于理解地球的演化过程和地壳运动具有重要作用。
地球磁场是怎么产生的
地球磁场由基本磁场、外源磁场和磁异常三部分组成。
基本磁场也叫正常场。
占地球磁场的99%以上。
基本磁场主要由地核内电流的对流形成．它是一种内源磁场。
外源磁场是起源于地球外部并叠加在基本磁场上的各种短期磁变化。
主要有：与太阳黑子活动周期一致的磁变化；日变化，日变化与太阳辐射对高空电离层的影响有关；磁暴。
磁异常是地下岩矿石或地质构造受地球磁场磁化后，在其周围空间形成并叠加在地球磁场上的次生磁场。
按照物理学研究的结果，高温，高压中的物质，其原子的核外电子会被加速而向外逃逸，所以，地核在6000K的高温和360万个大气压的环境中会有大量的电子逃逸出来，地幔间会形成负电层.按照麦克斯韦的电磁理论，可以总结出这样一句话：电动生磁，磁动生电.所以，要形成地球南北极式的磁场，必然需要形成旋转的电场，而地球自转必然会造成地慢负电层旋转，即旋转的负电场磁场由此而生.。
地磁三要素及地磁场的效应
地磁三要素及地磁场的效应
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。
一般来说，地磁要素的变化是很小的，但是跟太阳活动有密切联系的磁暴现象，却发生得十分突然。
这是因为太阳黑子活动剧烈的时候，放出的能量相当于几十万颗氢弹爆炸的威力，同时喷射出大量带电粒子（电子或离子）。
这些带电粒子射到地球上形成的强大磁场迭加到地磁场上，使正常情况下的地磁要素发生急剧变化，引起“磁暴”。
发生磁暴时，地球上会发生许多奇异的现象。
在漆黑的北极上空会出现美丽的极光。
指南针会摇摆不定，无线电短波广播突然中断，依靠地磁场“导航”的鸽子也会迷失方向，四处乱飞。
地磁场能阻挡宇宙射线和来自太阳的高能带电粒子，使生物体免遭危害的天然保护伞。
地球上某些地区的岩石和矿物具有磁性，地磁场在这些埋藏矿物的区域会发生剧变，利用这种地磁异常可探测矿藏，寻找铁、镍、铬、金以及石油等地下资源。
在发生强烈地震之前，地磁的三要素也都会发生改变，造成地磁局部异常的“震磁效应”。
这是由于地壳中的岩石，有许多是具有磁性的，当这些岩石受力变形时，它们的磁性也要跟着变化，从而可以较正确地作出“震前预报”。
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九年级物理地磁场知识点
九年级物理地磁场知识点地磁场是物理学中一个重要的概念，在九年级物理中也是一项必修内容。
地磁场的概念、特点以及影响因素都是我们需要了解的知识点。
本文将以九年级物理地磁场知识点为主题，逐一讲解相关概念，并探讨其应用和意义。
一、地磁场的概念和特点地磁场是地球周围的磁场，其产生是由地球内部的地核、外核和大气中的电离层等物质的磁性和运动产生的。
地磁场的特点主要表现在以下几个方面。
1. 方向性：地磁场是一个矢量场，其方向从地球南极指向地球北极，并与地球表面的经线和经线之间的夹角有关。
这一特点使得地球上的磁针指向北方，成为导航和定位的重要依据。
2. 不均匀性：地磁场在地球表面并不是均匀分布的，受到地球内部结构和地壳磁性物质的影响，不同地方的磁场强度和磁场方向都会有所差异。
3. 变化性：地磁场的强度和方向并非恒定不变的，而是会随着时间和空间的改变而发生变化。
这种变化可通过地磁观测站的观测数据得到，从而揭示地球内部的变化和活动。
二、地磁场的应用地磁场对我们生活和科学研究都具有重要的应用价值。
1. 导航和定位：地磁场的方向性使得我们能够利用磁罗盘进行导航和定位。
在没有GPS等技术之前，航海和探险等活动都离不开地磁场的引导，现如今磁罗盘在航海、航空和军事等领域仍然具有重要地位。
2. 地磁探测：地球内部的磁性物质分布情况和变化会对地磁场产生影响，通过地磁探测可以了解地下的物质构造和矿产资源分布。
这对于地质勘探和资源开发有着重要的指导作用。
3. 空间科学研究：地磁场的变化与太阳风、地球磁层和宇宙射线等有关，通过对地磁数据的分析，我们可以研究地球与宇宙的相互作用以及太阳活动对地球环境的影响。
这对于了解宇宙的起源和演化具有重要意义。
三、地磁场的影响因素地磁场的形成和变化受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面。
1. 地球内部：地磁场的主要来源是地球内部的地核和外核。
地核是由铁、镍等物质组成，通过热对流产生涡旋状电流，形成了地球的磁场。
地磁场物理
一、引言地球是一个巨大的磁场，它的磁场被称为地磁场。
地磁场是由地球内部的铁磁性物质在地球自转和地核运动的作用下产生的。
地磁场对地球上的生物和人类活动有着重要的影响，同时也是地球科学研究的重要领域之一。
本文将介绍地磁场的物理特性、产生原理、分布规律以及应用价值。
二、地磁场的物理特性1. 地磁场的强度地磁场的强度在不同地区有所不同，其平均值约为0.5高斯（Gs）。
在地球的两极附近，地磁场强度较大，可达5~7高斯；而在赤道附近，地磁场强度较小，约为0.3~0.4高斯。
2. 地磁场的方向地磁场的方向在地球表面是不断变化的。
在地球表面，地磁场大致垂直于地面，指向地理北极。
然而，由于地磁场的复杂分布，地磁北极和地理北极并不完全重合，它们之间存在一个角度，称为磁偏角。
3. 地磁场的分布规律地磁场的分布规律表现为磁力线从地理南极指向地理北极，形成一个闭合的磁力线系统。
在地球内部，地磁场的分布受到地核、地幔和地壳的影响，呈现出复杂的分布形态。
三、地磁场的产生原理1. 地核运动地核主要由铁、镍等金属组成，其运动产生地磁场。
地核的流动速度和方向不同，导致地磁场的强度和方向发生变化。
2. 地幔和地壳的影响地幔和地壳中的岩石含有磁性物质，这些物质在地磁场的作用下发生磁化，进一步影响地磁场的分布。
3. 地球自转地球自转导致地磁场的产生和变化。
地球自转的速度和方向稳定，使得地磁场在长时间尺度上保持相对稳定。
四、地磁场的分布规律1. 地磁场的纬度分布地磁场的纬度分布呈现规律性变化。
在低纬度地区，地磁场强度较大，磁偏角较小；在高纬度地区，地磁场强度较小，磁偏角较大。
2. 地磁场的经度分布地磁场的经度分布受到地核运动的影响。
在地球的某些区域，地磁场经度分布较为均匀；而在其他区域，地磁场经度分布则较为复杂。
3. 地磁场的垂直分布地磁场的垂直分布表现为磁力线从地心向外辐射，形成一个圆锥形结构。
在地磁极附近，磁力线几乎垂直于地面。
五、地磁场的应用价值1. 地球物理勘探地磁场在地球物理勘探中具有重要应用价值。
相关知识地磁场的三要素.
相关知识·地磁场的三要素
地球是个大磁体，在地球周围空间存在着磁场，即地磁场。
实验证明，地磁极和地理的南北极并不完全相合，而且地磁场磁感线的两个汇集点并不在地面上，而是在地面下。
它们间的距离比地球直径短，而且两个磁极的连线不经过地心。
由于地球的磁极与地理两极并不相合，所以磁针所指的南北方向仅仅是近似的。
磁针静止时所指的方向跟实际南北方向之间的夹角叫磁偏角，用表示，如图8-4所示。
各地的值不同。
地磁场的磁感线一般不与地面平行，而与水平面交成一定的角度，这个角叫磁倾角，用θ表示，它可以用磁倾测量仪测出来。
各地磁倾角不同，在地磁极处，θ＝90°。
磁偏角和磁倾角只能确定地磁场的方向，而不能表明地磁场强弱。
磁场的强弱是用磁感应强度表示的，它的方向就是磁感线的切线方向。
某一点处磁感应强度的水平分量很容易测量，通常就用水平强度来表示某处地磁场的强弱。
知道了某地的磁偏角、磁倾角和水平强度，该点的地磁场就完全了解了。
所以这三个量叫做地磁场的三要素。
地磁场的研究在生产和科学上都有重大意义。
例如地磁异常现象可以帮助找矿，因为地磁异常往往是因为地下埋藏着大量的磁铁矿引起的。
又如地震也往往伴随着地磁异常现象。
因此测量地磁的变化是预测地震的一个重要手段。
九年级地磁场知识点总结
九年级地磁场知识点总结地磁场知识点总结地磁场是指地球周围的磁场环境。
它是由地球内部的物理过程所产生，并在地球表面形成一种类似于磁铁的磁场。
地磁场在地球科学和导航等领域具有重要的应用价值。
本文将对九年级地磁场的相关知识点进行总结和介绍。
一、地磁场的形成原因地磁场的形成是由地球内部的物理过程所引起的。
地球内部核心是液态外核和固态内核组成的，其中外核由熔融的铁合金组成。
地球的自转运动使得核边界产生剧烈的对流，从而形成一个大规模的涡流系统。
而涡流在磁铁内部会产生磁场，地球的涡流系统同样也会产生一个类似磁铁的磁场，即地磁场。
二、地磁场的特点和分布地磁场具有以下特点和分布规律：1. 磁场呈现出自北向南的方向性，所以我们常说指南针的指针指向北方。
2. 磁场的强弱不均匀，磁力强的地方被称为磁力线密集区，磁力弱的地方则是磁力线稀疏区。
3. 磁场的地球坐标系是地磁北极、地磁南极、地理北极和地理南极四个不同的地点，其中地磁北极和地理北极不重合。
三、地磁场对生活和科学的影响地磁场对人类和自然界都具有重要的影响，主要表现在以下几个方面：1. 导航定位：地磁场被广泛应用在导航系统中，如指南针、罗盘、GPS等，帮助人们准确判断方向和位置。
2. 动物迁徙：很多动物在迁徙过程中会利用地磁场作为导引，如候鸟、海龟等，实现精确的迁徙路线。
3. 空间探测：地磁场也是天文学家探索宇宙的重要工具之一，对于太阳风、行星间磁场等的研究有着重要意义。
4. 环境监测：地磁场的变化可以与地震、火山活动等自然灾害进行关联，通过监测地磁场的变化可以提前预警。
四、地磁场的保护与利用由于地磁场的重要性和脆弱性，我们应该积极保护和合理利用地磁场资源，包括：1. 研究与监测：积极的地磁场研究和监测有助于掌握地磁场的变化趋势和规律，为环境监测和天文学研究提供重要数据。
2. 磁场地质学：通过对地磁场的研究，可以推断出地面下的地质结构和矿产资源，为矿产勘探提供指导和依据。
地磁三要素名词解释
地磁三要素名词解释地磁三要素，是指描述地球磁场在不同地方的特征的三个要素，包括磁偏角、磁倾角和磁场强度。
下面详细解释这三个要素：1、磁偏角：定义：磁偏角是指地球磁场线与地球表面某一点的切线之间的夹角。
简单来说，就是磁北和正北之间的夹角。
产生原因：磁偏角的产生与地球内部的金属元素（如铁、镍）有关，这些金属元素在地球自转过程中产生磁场。
由于地球内部结构的不均匀性，导致不同地方的磁偏角有所不同。
变化规律：磁偏角随着时间和地理位置的变化而变化，但总体上变化不大。
一般来说，磁偏角在1°~2°之间波动。
对导航的影响：由于磁偏角的存在，地磁北极并不一定指向地理北极，因此在使用地磁北极进行导航时需要特别注意。
2、磁倾角：定义：磁倾角是指地球磁场线与水平面之间的夹角。
换句话说，就是磁北极和地平面之间的夹角。
产生原因：与磁偏角的产生原因类似，磁倾角的产生也与地球内部的金属元素有关。
这些金属元素产生的磁场在垂直方向上也有分量，从而形成了磁倾角。
变化规律：磁倾角随着地理位置和高度变化而变化。
在赤道附近，磁倾角接近于0°；而在靠近两极的高纬度地区，磁倾角可能达到90°，意味着磁场线几乎垂直于地表。
对人类活动的影响：磁倾角的变化对人类活动有重要影响，例如在卫星通信、航空导航和地质勘探等领域中都需要考虑磁倾角的影响。
3、磁场强度：定义：磁场强度是指地球磁场在某一点的强弱程度。
它是描述地球磁场最基本的物理量之一。
影响因素：磁场强度与地球内部的金属元素含量、地球表面地形地貌以及地下水等因素有关。
一般来说，靠近金属矿床或火山活动区域的地方磁场强度较强。
分级：根据磁场强度的大小，可以将地球磁场划分为不同的等级。
通常将地球磁场分为高、中、低三等强度。
在地球表面上，大部分地区的磁场强度属于中等强度范围（约为30~60μT），但有些地方的磁场强度可能高达数百微特斯拉甚至更高。
应用：磁场强度是地质勘探、矿产资源评价、地震监测等领域中重要的应用参数之一。
地理材料-地球磁场的基本特征和地磁要素
4.１地球磁场的基本特征和地磁要素固体地球是一个磁性球体，有自身的磁场。
根据地磁力线的特征来看，地球外磁场类似于偶极子磁场即无限小基本磁铁的特征。
但其磁轴与地球自转轴并不重合，而是呈11.5°的偏离。
地磁极的位置也不是固定的，它逐年发生一定的变化。
例如磁北极的位置，1961年在74°54’N，101W，位于北格陵兰附近地区，1975年已漂移到了76.06°N，100°W的位置。
地磁力线分布的空间称作地磁场，磁力线的分布情况可由磁针的理想空间状态表现出来。
由磁针指示的磁南、北极，为磁子午线方向，其与地理子午线之间的夹角称磁偏角（D）。
磁针在地磁赤道上呈水平状态，由此向南或向北移动时，磁针都会发生倾斜，其与水平面之间的夹角称作磁倾角（I）。
磁倾角的大小随纬度增加，到磁南极和磁北极时，磁针都会竖立起来。
地磁场以代号F表示，它的强度单位为（A/m）。
地磁场强度是一个矢量，可以分解为水平分量H和垂直分量Z。
地磁场的状态则可用磁场强度F，磁偏角D和磁倾角I这三个要素来确定。
地磁场的偶极特征也取决于磁力线从一个磁极到另一个磁极的闭合特征。
在地球表层，这一闭合结构形成了一个磁扑获系统，扑获了大气圈上层形成的带电粒子而构成一个环绕地球的宇宙射线带，称作范艾伦带。
范艾伦带的影响范围可达离地面65000km以上。
由大气层上部约100—150km处气体发光而形成的极光，就是范艾伦带中的气体分子受电磁扰动的产物。
沿着范艾伦带，极光可以在不到１秒钟的时间内从一个受扰动的极区于瞬间传到另一个扰动极区，因此极光的爆发在北极区和南极区几乎是同时发生的。
285-b 地球的磁场地磁正异常对埋藏的矿床和深部地质构造的指示将地磁场比作偶极子磁场的说法中，隐涵着地磁场是永久不变的这一假定。
但实际上不仅磁极在不断发生摆动，从发现地磁场以来，人们还逐渐发现了磁偏角在几十到几百年的时间内，大致沿着纬线方向平稳地向西移动，这一性质被称作地磁场的向西漂移。
地球物理学中的地磁场
地球物理学中的地磁场地球物理学是研究地球内部和周围环境的物理现象和规律的科学领域。
地球磁场是地球物理学的一个重要研究对象。
地球磁场是由地核的液态外核动力学产生的巨大电流系统所产生的，它在地球表面和地球大气层中都有明显的影响。
地球的磁场具有无处不在的、持续不断的、均匀的、方向一致的特点，是地球深层物理和化学过程的最佳体现。
本文将从地球磁场的产生机制、磁场强度、磁极漂移以及地球磁场的应用等几个方面进行介绍。
地球磁场的产生机制地球内核的液态外核是地球磁场形成的源泉，它具有对流运动和自身自转。
因为地心温度过高，内核被加热至足以熔化铁磁性金属，并使它保持在液态状态，因而造成了它的磁性。
外核作为磁性物质，随着地球的自转形成了巨大的导电系统，通过涡流发生剧烈的涡流和电流，从而形成了地球的磁场。
同时，地球的引力作用、环境物理因素等也影响着地球磁场的产生。
磁场强度地球的磁场强度并不是在任何地方都相同的，它在地球的不同区域有不同的强度。
地球表面磁场最强的地方位于地理南极点的一带，而表面磁场最弱的地方是在赤道附近。
磁场强度会因地球内部的物质和空气中的磁性物质等因素而发生变化。
全球大部分地区，地球磁场的强度大约在30微特斯拉左右。
磁场强度通常用磁通密度来表示。
磁通密度越大，磁场强度就越强。
磁极漂移磁极是地球的磁场力线的两个端点，分别称为南磁极和北磁极。
磁极的位置会不断地随着时间变化而移动，并且这种变化是周期性的。
磁极漂移现象就是指磁极的位置随时间变化的过程。
磁极有两种类型：地磁北极和地磁南极。
磁极的位置通常会随着时间发生漂移。
磁极漂移的现象主要是由于地球内部物质的运动导致的。
地球的内部物质包括内核和外核，外核是液态的。
外核的对流运动会导致地球磁场的变化，从而导致磁极发生漂移。
导致磁极漂移的因素有很多，比如地球自转的变化、地球内部物质的运动变化等。
地球磁场的应用地球磁场的应用十分广泛。
地球磁场对于人类的生活和科学研究都有着很重要的意义。
地球磁场及常用坐标
订正偶极坐标系（ coordinates） 订正偶极坐标系（Corrected Dipole coordinates）
该坐标系又叫“订正地磁坐标系” coordinaies）， 该坐标系又叫“订正地磁坐标系”（Corrected GeoMagnetic coordinaies）， 是以实际地磁场来订正（或改进）的坐标系。 是以实际地磁场来订正（或改进）的坐标系。在研究沿磁力线传播的现象时很 有用处。当用于研究极区现象时， 有用处。当用于研究极区现象时，地球表面任意一点的两个坐标是订正偶极经 longitude）和订正偶极纬度（ 度（corrected dipole longitude）和订正偶极纬度（corrected dipole latitude）。它们定义为： latitude）。它们定义为：从地面一点 ）。它们定义为 Q 出发的偶极子磁力线与赤道交于 A
磁层电流系示意图
环电流 环电流是在地心距 3～7RE 的空间区域绕地球的由东朝西方向 流动的电流， 由地磁场捕获的低能质子维持。 环电流平静时位于 2.5～ 2.5～ 流动的电流， 由地磁场捕获的低能质子维持。 之间，磁暴时离地球稍远。 量级， 4RE 之间，磁暴时离地球稍远。磁平静时环电流总强度为 10 A 量级， 发生磁暴和亚暴时可增强几倍 发生磁暴和亚暴时可增强几倍。 磁暴和亚暴时可增强几倍。 部分环电流 部分环电流是亚暴期间从等离子体片注入到辐射带的 粒子漂移所形成。它产生了地面磁场变化的不对称性。 粒子漂移所形成。它产生了地面磁场变化的不对称性。 场向电流是在极光椭圆区沿磁力线流动的电流片 场向电 极光椭圆区沿磁力线流动的电流片。 场向电流 场向电流是在极光椭圆区沿磁力线流动的电流片。 流总体分为两区， 极侧称为 I 区电流， 区电流， 基本流向是在晨侧流入电离层， 流总体分为两区， 基本流向是在晨侧流入电离层， 昏侧流出电离层； 区电流， 区相反。 昏侧流出电离层；靠赤道一侧称 II 区电流，其流向与 I 区相反。场 向电流密度有明显的日变化。大部分时间内， 向电流密度有明显的日变化。大部分时间内，I 区场向电流比 II 区 电流分布和强度变化与磁活动水平密切关联。 大。电流分布和强度变化与磁活动水平密切关联。
第二课题 地磁场、地磁要素、地磁图、 地磁场随空间及时间的变化
3.地磁场的短期变化
来自外源磁场引起的短期变化分两类：一类是 连续的、比较有规律的、有确定周期的变化， 称 为平静变化； 表现为以一个太阳日为周期的变化，称作日变。
一类是偶然性的、突发急烈的短暂变化，它 与太空电离层有关。 另一类短暂变化是磁扰和磁暴。磁场突然性、 不规则的变化称磁扰，它们形态复杂，变化急烈。 强度大的磁扰称磁暴。
第二章 磁法勘探 第二课题 地磁场、地磁要素、地磁图、 地磁场随空间及时间的变化 —普通物探
主讲人：韦玲美 日期：2
上一节课（链接到上一节课）我们学 习了磁场的概念，磁场强度的概念以 及单位。磁场指的是具有磁力作用 的空间，磁场强度的单位在磁法勘探 中我们现在常用的单位为nT,那么这节 课咱们要学习的是地磁场的概念，以
图2-7 1980年世界地磁场等偏 线平面图（单位为度）
四、地磁场的空间变化
在我国广大地区， Ⅰ、 T、Z、 H等值线几乎是 沿磁纬度线均匀分布的，其最大梯度方向是子午 线方向。我国T、Z向北的变化率分别为： T ：26～27 nT/㎞， Z： 20～21nT/㎞， H：向北变化是负值，-3～-4nT/㎞。 场强随高度的增加是不断衰减的： T= -20～-26 nT/㎞， Z= -20～-23 nT/㎞， H= -13 ～-15 nT/㎞。 以上的变化量，我们称为地磁场的正常水平梯度 和正常垂向梯度。
水平分量H在X轴和Y轴 上的分量，分别称为北向 分量和东向分量，分别以X、 Y表示。T、Z、H、 Ⅰ 、D、 X、Y各量都是表示某点地 磁场强度的大小和方向特 征的物理量，称为地磁要 素。 七个地磁要素之间的关系 式如下： H=TcosI Z=TsinI=HtgI X=HcosD Y=HsinD 2 2 2 X Y Z X 2 Y 2 Z 2 T 2
地质地形知识：了解地球上的地磁场
地质地形知识：了解地球上的地磁场地球上的地磁场是一个极其重要的自然现象，它为我们的生活提供了不可缺少的支持。
地磁场既是一个保护地球免受宇宙射线和空间风暴侵袭的屏障，也是我们日常生活中导航、探矿、电力输送、通讯等高科技的基础。
这篇文章将为您详细阐述地球上的地磁场，探究其形成、特性以及影响，帮助您更好地了解这一自然奇观。
首先，让我们来研究一下地磁场的形成。
地球上的地磁场主要由地球内部的动力学活动产生。
在地球内部，地核由熔融的铁和镍构成，这些金属元素以极快的速度旋转，产生了一个强烈的电流。
这个电流产生的磁场的方向与地球自转的方向相反，因此，当地核磁场和地球表面磁场相遇时，就形成了地球上的磁场。
地球上的磁场呈现出类似于一个大磁棒的形状，从地球南极向地球北极延伸。
接下来，我们来探讨一下地磁场的特性。
地球上的磁场是非常轻微的，但它却毫不妨碍我们的日常生活。
地磁场的大小约为0.0001高斯，但在地球上任何一个位置，地磁场的强度是相同的，因此地磁场可以帮助我们进行导航。
此外，地球磁场还会对太阳风产生防护作用，它将承担太阳风中电离层外的大部分能量，从而保护我们免受太阳辐射的伤害。
值得注意的是，地磁场是不断变化的。
地球上的磁场的方向和强度是不规则变化的，其变化大于我们能够观察到的任何其他物理现象。
这种变化产生的原因还不完全清楚，但是研究表明，这种变化与地球内部的活动以及太阳的活动有关。
最后，我们来探究一下地磁场对我们生活的影响。
地磁场的存在对生物系统有着很重要的影响。
地球上的很多物种，包括人类，都具有一种类似罗盘的神经系统，这种神经系统可以感知地球上的磁场，帮助我们确定方向，并帮助动物在他们的季节性迁徙中找到正确的道路。
此外，地磁场还对电力输送、通讯和卫星导航等现代科技产生着重要的影响。
电力输送需要通过地磁场的作用去减少变压器损耗；通讯和卫星导航等技术都是基于地磁场的导向特性来制作的。
因此，如果地球上的磁场出现了变化，这些设备将受到影响，并且可能会失去准确性。
第二章 地磁场
四、有旋场存在吗？
有旋=有电流
Ir
B|r
(B sin ) B r sin r sin
地磁分析结果：最大垂直电流 0.1A / km2
（极区向上，赤道区向下）
地球-大气电实测结果:向下电流 106 3 106 A / km2
记为 F
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二、地磁场近似为地心偶极子磁场 ∵实际的磁力线形状 地磁场的空间分布规律 高斯理论计算结果
11.5°
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三、地磁场是一个弱磁场 单位为：ｎT 1ｎT = 10 -9 T
四、地磁场是一个稳定磁场
五、几个常用概念: 地磁轴 地磁极 地磁赤道 地磁坐标（Φ、Λ）
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Be
U e r sin
n n 1m
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(cos )
复习： 物理学中学过哪些磁场？ 磁场是什么样的物理量（矢量、标量）？ 如何描述磁场？ 如何用磁力线描述磁铁、电流的磁场 如何表示空间任一点的磁场矢量？ 表示磁场大小的物理量？单位（国际单位制）是什么？ 罗盘（指南针）为什么会指南？
第二章 地 磁 场
第一节 地磁场及其基本特征
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第一节地磁场及其基本要素
地磁场：地球周围存在的磁场。
地磁场三要素: 磁感应强度磁偏角磁倾角
磁感应强度
为某地点的磁力大小的绝对值，（磁场强度）
是一个具有方向（磁力线方向）和大小的矢量
一般在磁两极附近磁感应强度大（约为60μT（微特拉斯）；在磁赤道附近最小（约为30μT ）
磁偏角
是磁力线在水平面上的投影与地理正北方向之间形成的夹角，即磁子午线与地理子午线之间的夹角。
磁偏角的大小各处都不相同。
在北半球，如果磁力线方向偏向正北方向以东称为东偏，偏向正北方向以西称为西偏。
我国东部地区磁偏角为西偏，甘肃酒泉以西地区为东偏。
磁轴与地球自转轴的夹角现在约为11.5度，1980年实测的磁北极位于北纬78.2度、西经102.9度（加拿大北部），磁南极位于南纬65.5度，东经139.4度（南极洲）。
长期观测证实，地磁极围绕地理极附近进行着缓慢的迁移。
磁倾角
是指磁针北端与水平面的交角。
通常以磁针北端向下为正值，向上为负值。
地球表面磁倾角为零度的各点的连线称为地磁赤道；由地磁赤道到地磁北极，磁倾角由0°逐渐变为+90°；由地磁赤道到地磁南极，磁倾角由0°变成-90°。
地球的磁场强度矢量余地磁要素
地磁倾角
（二）地磁场的组成
地磁场由基本磁场、变化磁场和磁异常三个部分组成。
在地球中心假定的磁柱被称为磁偶极子，由它产生的偶极子磁场占地磁场成分的95%以上，是构成稳定地磁场的主体，即地球的基本磁场。
基本地磁场的强度在地表附近较强，向上在空气中逐渐减弱。
说明它主要为地内因素所控制。
变化磁场
表现为日变化、年变化、多年(短周期或长周期)变化以及突发性变化
主要由于来自地球外部的带电粒子的作用（非偶极磁场，叠加在基本磁场上）
太阳是这些带电粒子流的主要来源，而当它的表面出现黑子、耀斑(活动特别强烈的区域)并正对着地球时，便会把大量带电的粒子抛向地球，使迭加在基本磁场上的变化磁场突然增强，使地磁场发生大混乱，出现磁暴。
地球两极常在随后出现奇异的极光，这也是太阳抛射来的带电粒子流为地磁极吸引。
地球磁层
仪器探测证实了地磁场形成一个在高层大气之外，形状类似慧星的磁性包层，这就是地球磁层。
太阳风与地磁场相持不下所形成的曲面是磁层的边界，叫做磁层顶.在朝太阳的一侧，磁层顶离地心约有5万多到7万多km远；背着太阳的一侧，可能是这些数字的100倍以上。
磁层的形成，使地球磁场拦截了太阳辐射来的带电粒子，还有来自宇宙的射线，使它们
未能冲到地面，而是留在高空，环绕地球流动，这对于生物的生存与繁衍具有重要的作用。
地磁场中的非偶极子磁场，主要就由这种流动的电磁感应作用而产生
磁异常
地壳浅部具有磁性的岩石或矿石所引起的局部磁场，叠加在基本磁场之上。
一个地点的磁异常可以首先通过对实测磁场强度进行变化磁场的校正，然后再减去基本
磁场的正常值来求得。
如所得值为正值称正异常，为负值称负异常。
地壳内含铁较多的岩石和富含铁族元素(Fe、Ti、Cr等)的矿体常可引起正磁异常。
而膏盐
矿床，石油、天然气储层，富水地层或富水的岩石破碎带则常引起负磁异常。
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第二节地球历史上的磁场
居里点：磁性材料失去磁性的温度临界点。
当磁性材料的温度达到居里点后，材料失去磁性，但温度降低后磁性又出现。
图8-4 磁性材料的磁性特征
不同的物质各有自己的居理点
地壳岩石的居里点温度一般为500～600℃。
地壳内达到此温度的深度一般在20～30km（近代火山活动或喷泉地区，达到居里点的深度仅为５km左右）。
在居里点深度之下，地内温度越来越高，因而岩石磁性消失。
在地质时期中，地表附近的岩石（处在居里点温度之下）都被当时的古地磁场所永久磁化。
岩石中的这种磁性就称为剩余磁性。
借助于各地质时期的岩石剩余磁性，我们就可能恢复不同时期的古地磁场。
利用岩石在形成时期所产生的剩余磁化方向就可以用来大致确定古经线方向，用古磁倾角就可确定当时所处的古纬度。
地磁极翻转
在测定岩石的剩余磁场时，发现相当一批岩石的磁化方向与现在的地磁场方向相反，于是认为地磁场发生了180°的改变，这种现象被称为地磁极翻转或地磁场翻转。
事实证明，这种变化一再地发生。
从20世纪40年代开始，进行了系统的观测，发现以大洋脊为中心，两侧对称地交替分布着正磁极性(磁极与现代的一致)与反磁极性(磁极与现代相反)的两类岩石；离扩张中心越远，岩石年龄
越老。
由此得到了海底在不同的时期以不同的速度在扩张的认识。
以不同时期地磁极翻转为主要特征建立了地磁年代表。
在磁化岩石中具正极性的与反极性的大致各占一半。
一种地磁极性期平均可持续22万年(短的仅持续3万年，长的可达（500万年)。
每次磁极倒转过程仅持续数百年到上千年。
此时表现为磁场强度大幅度减弱，磁极缓慢转动，直到完全翻转，才达到稳定。
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第三节地磁场的成因
地核的外部是液态，给地球中心具有电磁场的假设带来了新的希望，因为只要地核内原
来存在着微弱的磁场，这些液态铁的非均匀运动就会发生扰动、旋涡，产生感应电流，不断
增强原有电磁场，逐渐形成较稳定的地电磁场。
铁质的地核固然不能成为一块磁铁，但可以
相当于一个发电机系统。
这个“非稳定磁流体发电机”假说在二十世纪四十至五十年代形成，并
成为现今占主导地位的地磁成因假说。
按照这个假说，“发电机”在地核内还可能有好多部。
因
而，地磁场不大稳定。
“双耦合发电盘”模
型
70年代初，许多学者用“双耦合发电盘”作出了解释：两部线路联通的直流发电机，在运行过程中旋转角速度不同，便会产生扰动、系统电流也将发生变化当电流扰动加大到一定程度时，系统电流就可反向流动，从而造成磁场的翻转。