地磁三要素及地磁场的效应
地磁场及其基本要素
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。
什么是地磁场
什么是地磁场地磁场是地球上自古以来便存在的磁力场，该磁力场由地球核心所构成，具有漫反射和衰减等能量传播方式，从而影响地球上物理生物等各种活动。
下面，我们就仔细地来研究地磁场究竟是什么以及它对地球上生物产生的重要作用。
一、什么是地磁场地磁场是由地球核心的磁力组成的，包括静息磁力场和变动磁力场，是由地球核心的重离子构成的。
它类似于由大量磁铁构成的磁场，可向它的外部地面传导电磁波。
根据物理定律，它不仅能在地面上形成一定的静态磁场，而且还会随着时间而变化。
地磁场通常用单位 Tesla 来表示，它将地磁场划定成六个方向：正北、正南、正东、正西、正上和正下等。
二、地磁场的属性1、衰减性：这是指磁波穿越空气随着距离的增加而衰减的现象，导致物体与物体之间的交互性下降。
2、强度：地球的磁场强度为0.5-0.7 G，比太阳磁场强度要弱。
3、持续性：地球的磁场是延续性的，它不会突然变化或断开，而是受到多种影响而变化。
4、漫反射性：地球磁场会向外传播，可以涉及陆地、海洋和蒸发面三者之间的依存关系。
三、地磁场对地球上生物产生的影响1、电磁场穿透：地球磁场可以穿透动物体内的大多数电磁物质，使其在新环境中能够灵敏应答磁场的变化，这对动物的生长发育、栖息地的选择和行迁等活动有很大的帮助。
2、陆地形貌变化：地磁场能够调节陆地空间结构的演化，对地质构造的变化有很强的控制作用。
3、生物导航：地磁场可以帮助多种物种判断方向和位置，既可以实现短期的瞬时导航，也可以实现长期迁移。
四、低磁场环境下的生物影响1、植物体质变化：地球磁场可以改变植物体内的酶、传递物质及物理活动的相互作用，促进植物的生长发育和光合作用。
2、生物社会行为变化：低磁场环境会对社会昆虫造成多种歧义，影响它们求爱，照料幼虫，社会组织以及社会交往等行为。
3、免疫力下降：低磁场环境会降低生物体免疫力，使其更容易受到各种传染病的影响。
总之，地磁场是一种由地球核心组成的天然磁力场，具有衰减性、强度、持续性和漫反射性等特性，在地球上生物的影响也很明显。
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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《地磁学》讲义教案.docx
地磁场定义：研究磁场的时间变化、空间分布、起源及其规律的学科。
固体地球物理学的一个分支。
地球周围存在磁场，简称地磁场。
地球可视为一个磁偶极，其屮-•极位在地理北极附近，另一极位在地理南极附近。
通过这两个磁极的假想肓线（磁轴）与地球的自转轴大约成11.5度的倾斜。
以前的单位是伽马（=10儿9T=lnT）,现在的单位是特斯拉（=10000 高斯）。
地磁学的研究意义：1,资源、能源勘探2,地质构造运动、地球内部结构与地球动力学3,预防和减轻灾害（地震、火山、滑坡、环境电磁污染等）4,考古5,军事、航空与航天、航海、通讯等：行军、航海利用地磁场对指南针的作用來定向。
地磁场的变化能影响无线电波的传播。
当地磁场受到太阳黑子活动而发牛强烈扰动时, 远距离通讯将受到严重影响，其至中断。
假如没冇地磁场，从太阳发出的强大的带电粒了流（通常叫太阳风），就不会受到地磁场的作用发生偏转而直射地球。
在这种高能粒子的轰击下，地球的大气成份可能不是现在的样了，生命将无法存在。
所以地磁场这顶“保护伞〃对我们來说至关重要。
地磁场的基本属性：1、磁场的基木参数是介质磁化率。
2、磁场是一个欠量场。
3、地磁场比较复杂，因为：磁场向量通常不是垂直方向磁场随时间变化快地磁场是非常弱的磁场。
地球磁场的地磁极与磁极：地磁极：地磁轴为地球表面的交点，其连线一定通过地心。
磁极（磁倾极）：山实测结果得到，即地磁图中倾角为90度而等偏线汇聚的两个，其连线不一定通过地心描述地球磁场空间变化的形式：1＞数据表测点坐标、测虽:时间、地磁耍素的数值、通化值2、地磁图：特定时刻各个地磁要素在地面上的分布图3、2000.0年地磁图：将各个地磁要素通化为2000年1刀1日0时0分的数值4、2000年地磁图：将各个地磁要素通化为2000年7月1日0时0分的数值5、在现代的地磁场观测屮，地磁台一般只记录H, D, Z或X, Y, Z地磁场包括基本磁场和变化磁场两个部分，它们在成因上完全不同。
地球的磁场与地磁活动高中地理知识重要知识点
地球的磁场与地磁活动高中地理知识重要知识点地球的磁场与地磁活动地球的磁场和地磁活动是高中地理课程中的重要知识点，对于我们理解地球内部结构和地球科学的发展具有至关重要的意义。
本文将介绍地球的磁场形成原理、地球磁场的特点以及地磁活动的影响。
一、地球磁场的形成原理地球磁场的形成原理主要与地球的内部结构和物质运动有关。
地球的磁场主要来源于地球内部液态外核物质的对流运动和地球的自转运动。
首先，地球内部液态外核物质存在自然的对流运动。
该物质主要由铁和镍等金属元素组成，具有较高的导电性。
这种对流运动形成了类似于“地球电机”的现象，产生了大规模的电流。
根据安培法则和法拉第定律，这些电流会产生磁场。
其次，地球的自转运动也对地球磁场的形成起到了关键作用。
地球自转使得液态外核物质的对流运动在地球表面形成了两个带状环流，称为磁流体辐射。
这两个环流相互作用，产生了类似于磁针的效应，形成了地球磁场。
二、地球磁场的特点地球磁场具有以下几个特点：1. 地球磁场呈现出“地磁南极”和“地磁北极”的形式。
实际上，地磁南极位于地理北极附近，地磁北极位于地理南极附近。
这种磁场的排列形式与地球的自转方向以及地球内部物质运动方向有关。
2. 地球磁场在空间中具有磁力线的分布。
磁力线从地磁南极流向地磁北极，呈现出环绕地球的特点。
磁力线在赤道附近比较平行和密集，而在极地附近呈弯曲且稀疏。
3. 地球磁场呈现出地表强度和地方地磁倾角的差异。
地表强度是指地球磁场的强弱程度，地方地磁倾角是指地磁磁力线与地表的倾斜角度。
地表强度在赤道附近较弱，在极地附近较强。
地方地磁倾角也在不同地点具有不同的数值。
三、地磁活动的影响地磁活动是指地球磁场的变化和波动，包括地磁变化、地磁暴和地磁反转等。
地磁活动对地球和人类社会都有一定的影响。
首先，地磁活动对地球内部结构和地球物理学研究有重要意义。
通过对地磁活动的观测，可以了解地球内部物质运动的变化，进而推测地球的内部结构和演化过程。
一、地球磁场
地磁场：地球周围存在的磁场。
宏观上看，地球磁场与位于球心的磁偶极子磁场相似；地磁场有两个磁极，其极位于地理北极附近，极位于地理南极附近，但不重合，磁轴与地球自转轴的夹角现在约为78.2度、西经102.9度（加拿大北部），磁南极位于南纬65.5度，东京139.4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。
受地磁场作用，磁针的化第一章地球的磁场 地磁场：地磁场有大小和方向，它 描述地磁场大小和方向的物理量，称作地磁要素、地磁要素及其分布在直角坐标系下，地磁要素有：总磁场强度T、垂直磁场强度Z、水平磁场强度HHÎ水平X分量(北向)、水平Y分量(东向)H Xtan I H =tan D X =()T Xi Yj Zk =++K K K K地磁场由基本磁场、变化磁场和磁异常三个部分组成中心偶极子磁场和大陆磁场组成基本磁场Î来源地球内部，占地磁场主要部分(98%以上)主要指短期变化磁场，来源地球外部，占地磁场1%以下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，它叠加在基本磁场之上。
测量地磁场中，研究对象所产生的磁场称作磁异常，其他部分称作正常场，或称背景场，也称基准场。
Î正常场和异常场是相对的概念地磁场是空间和时间的函数Î需要实际测量实际测量方式：地磁台地磁要素随时间变化所以，将不同时刻观测数据归算到某一特定日所成的地磁要素等值线图Î地磁图首先是天文学家哈雷于1701 年编度的等值线图于1827 年问世.地磁场是和时间的函数－ 地磁场各要素随空间变化情况（体现出偶极子场特点）地磁场是空间和的函数－ 地磁场各要素随时间变化情况－变化磁场分两类：一是由内部场源引起的缓慢的长期变化；一是来源于地球外部场源的短期变化。
通过世界各地地磁台长期连续观测（2）地球磁场向西漂移（地磁场偶极矩大约 其中,17 %是近400年来减小的.1835Î1980年为7.91x1022Am2Î2000年为7.78x10Am1835Î1980年为7.91x1022Am2Î2000年为7.78x10Am Î两千年后，接近0！Î磁极倒转(?)在测定岩石的剩余磁性时，发现相当一批岩石的磁化方向与现在的地磁场方向相的改则变成了磁北极。
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。
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。
地磁
§1 §2 §3 §4 §5 §6 §7 地球磁场的基本概念 基本磁场 变化磁场(δBT) 磁异常(Ba)观测 磁性体的磁异常 磁异常资料的处理与反演 磁异常资料的应用
§1
地球磁场的基本概念
1.1 磁场基本物理量
磁感应强度 B ： 磁场强度 H ： 磁化强度 M ： T、nT A/M A/M
地幔转动引起的。
§2
基本磁场
4) 近代地磁场长期变化的六个特征
（1）偶极子磁矩每年以0.05% 的速率衰减； （2）偶极子场以每年0.05°的速率沿经度方向向西移动； （3）偶极子场以每年0.02°的速率沿纬度方向向北移动； （4）非偶极子场以每年0.2°的速率沿经度方向西向漂移； （5）非偶极子场以每年10nT量级的速率增减；
0 m X H cos 3 4 R 0 m Z sin 3 2 R
Z tgI 2tg 2ctg H
o
x (地理北） X
D I
H (地磁北） Y y（东）
BT
Z z（向下）
I — 磁倾角， φ— 地理纬度
—古地磁研究基本公式
§2
基本磁场
3) 赤道与两极磁场的大小 （1）赤道处： H = μ0m /4πR3 θ＝90°（φ＝0 °） Z=0 BT赤道 = H
世界地磁场垂直强度等值线图 （1990. 0年）年）
§2
基本磁场
世界地磁场总强度等值线图
§2
基本磁场
2. 中国地磁图
§2
基本磁场
§2
基本磁场
3. 非偶极磁场等值线图
非偶极子场 围绕几个中心分 布 强异常可达 地磁场平均强度 的30％～35％
弱异常只有 地磁场平均强度 的 6％
地磁工作原理
地磁工作原理
地磁工作原理是指通过地球的磁场来实现定位和导航的原理。
地球本身可以看作一个巨大的磁体，有自己的磁场。
在地球表面的任意一点，都可以通过三个参数来描述地磁场：磁场强度、磁场方向和磁场倾角。
地磁传感器通常使用磁敏材料来感应周围的磁场。
磁敏材料是一种特殊的材料，当它受到外界磁场的作用时，会发生磁化现象。
这些材料通常包括铁氧体、镍铁合金等。
磁敏材料可以通过电路与地磁传感器连接，将感应到的磁场转换为电信号。
当地磁传感器感应到地球的磁场时，会产生一个与磁场强度和方向相关的电信号。
这个信号经过放大和处理后，可以用来确定传感器所在的位置和航向。
地磁传感器通常与其他类型的传感器结合使用，比如加速度传感器和陀螺仪。
通过结合这些传感器的数据，可以实现更准确的定位和导航。
例如，在手机中，地磁传感器常常与加速度传感器和陀螺仪一起使用，来实现手机的指南针功能。
总结起来，地磁工作原理是通过感应地球的磁场来实现定位和导航。
地磁传感器感应到地磁场后，将其转换为电信号，通过处理和结合其他传感器的数据，可以实现准确的定位和导航功能。
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。
地磁学
• 太阴日变化以来于地方太阴日，并以半 个太阴日为周期。太阴日是地球相对于 月球自转一周的时间（约25小时），太 阴日变化的幅度很微弱（Z和H的最大振 幅仅1-2nT），磁测时已将它包括在太 阳静日变化内，故不再单独考虑。
• 24小时为周 期的地磁日 变与地球相 对太阳的自 旋有关
• 高空电离 层中的涡 旋电离体 系，很可 能就是主 要场源。
主要内容
• • • • • 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 地球磁场 岩(矿)石的磁性 磁力测量与资料整理 磁力资料处理 磁力资料解释应用
第一节 地球磁场
• 地磁场：地球周围存在的磁场。 • 地磁场有两个磁极，其S极位于地理北极附近，N 极位于地理南极附近，但不重合，磁轴与地球自 转轴的夹角现在约为11.5度。长期观测证实，地 磁极围绕地理极附近进行着缓慢的迁移。
• 沿高度方向的梯度 H H 0 3M 3H cos 4 z r 4 R R Z Z 0 6M 3Z sin 4 z r 4 R R
• 北京地区1986年，
Z 46329nT
• 其梯度：
H 29460nT,
R 6371km
H H 3.6 nT/km x R Z Z 9.2 nT/km x R
地磁日变
• • • • 平均变化幅度为几纳特至几十纳特 特点： 24小时为一周期； 变化依赖地方时，同一磁纬度，变化形 态和幅值很相似；同一经度不同纬度， 变化差异很大； • 白天变化大，夜晚变化小； • 夏季的变化幅度大，冬季的幅度最小， 春秋居中
2）扰动变化
• 分磁扰和地磁脉动
• 磁扰（幅度大的称磁暴）：无周期，变化 范围大，（磁暴往往是全球性的）； • 地磁脉动：地磁场的微扰变化，具有准周 期
地磁场的结构与应用
本科毕业论文论文题目：地磁场的结构与作用研究姓名：王凯学号：2009061101系（部）：物理系专业：物理学班级：2009级1班指导教师：孟艳完成时间：2013 年 4 月地磁场是一个大的磁场，地理上的北极是地磁上的南级,地理上的南极是地磁上的北极。
在地磁场中运动的带电粒子会受到力的作用。
地磁场在生活上的应用也是十分广泛的。
因此研究地磁场有非常重要的意义。
本论文围绕地磁场展开论述，主要研究内容有以下几个方面。
第一，地磁场起因的几种假设，支持几种假设的理论知识，以及几种假设与现实不相符的部分。
第二，对地磁场的三要素：地磁场的强度、磁倾角、磁偏角进行了详细论述，并给出地磁场的分布图。
第三，详细介绍了地磁场的几种应用方面，主要包括地磁测震、地磁探矿、地磁导航，利用地磁场解释磁暴、极光等自然现象。
关键词：地磁场；地磁场强度；地磁应用The geomagnetic field is a large magnetic field, the geographic North Pole is the level of the South geomagnetic , the geographical South Pole on the geomagnetic North Pole. The movement of charged particles in the earth's magnetic field will be subject to force. Geomagnetic field in the application of life is also very extensive. Therefore the study of the geomagnetic field has a very important significance.This paper focuses on the geomagnetic field, the main contents include the following parts. Firstly, several assumptions about the earth's magnetic field are introduced. Furthermore, we explain the theoretical knowledge supporting on these assumptions, and point out some assumptions do not match to the reality. Secondly, the three elements of the geomagnetic field: the strength of the earth's magnetic field, the magnetic inclination and the magnetic declination, are discussed in detail. We also provide the distribution map of the earth's magnetic field. Thirdly, the geomagnetic field has many applications, for example, geomagnetic seismic, geomagnetic prospecting, geomagnetic navigation, etc.. Moreover, we explain some natural phenomena, magnetic storms, auroras, through the theory of the geomagnetic field.Keywords: geomagnetic field, the intensity of the geomagnetic field, geomagnetic applications目录前言 (1)1.地磁场的产生 (1)1.1地磁的发现 (1)1.2地磁场起源的几种假说 (2)2.地磁场的结构 (3)2.1 地磁场模型 (3)2.2 地磁场的三要素 (4)3、地磁场的应用 (6)3.1 地磁探矿 (6)3.2地磁测震 (6)3.3 解释自然现象 (7)3.4地磁学应用的设想 (7)结论 (8)谢辞 (9)参考文献... (10)前言众所周知，地球是一个很大的磁性球体，地磁场是基本的物理场。
地球磁场原理：地球内部产生的磁场
地球磁场原理：地球内部产生的磁场
地球的磁场是由地球内部的液态外核运动导致的地球磁流体动力学产生的，这一现象被称为地球自然磁场。
以下是地球磁场的基本原理：
1. 液态外核：
内部结构：地球的内部主要由核心、外核、地幔和地壳组成。
其中，外核主要由液态铁和镍组成。
2. 地磁流体动力学：
涡流效应：地球的自然磁场是通过地磁流体动力学产生的。
液态外核中的铁和镍在地球自转的影响下形成涡流，这导致了电流的产生。
3. 电流和磁场：
涡流产生电流：涡流的运动产生了电流。
根据安培定律，电流在周围产生磁场。
4. 地球自转影响：
科里奥利力：地球自转产生的科里奥利力使涡流趋向地球的自转轴周围的方向。
5. 地球磁极：
磁极位置：地磁流体动力学产生的磁场形成了地球的磁极，即地球的南磁极和北磁极。
6. 地磁场方向：
地磁场倾角：地磁场并非完全与地球自转轴对齐，产生了倾角。
这意味着地磁场在地球表面的方向随着位置的不同而变化。
7. 磁场变化：
地磁活动：地球磁场并不是静态的，它会随着时间而变化。
地磁活动包括磁极漂移和磁场强度的变化。
8. 地磁场的作用：
保护大气层：地球磁场对太阳风产生的带电粒子有一定的屏蔽作用，有助于保护地球的大气层。
9. 导航和定位：
地磁导航：地球磁场对于导航和定位也有重要的应用，例如在航海和航空中。
地球的磁场是一个复杂而动态的系统，其产生机制与地球内部的液态外核运动有关。
这一自然现象对我们的日常生活和科学研究都有着深远的影响。
《地磁场》课件
2. 《地球物理学导论》权克庄、唐治河、丛培武 编著
《地磁场》PPT课件
地球的磁场是人类探索自然奥秘的重要课题。本课件将带你领略地磁场的奇 妙之处。
引言
定义
地球周围的磁场称为地磁场，是一种天然的电磁辐射。
重要性和应用
地磁场的理解对导航、地质勘探、生物环境等都具有重要意义。
地磁场的形成
地球内部结构
地磁场是由地球内部运动产生的。
差别运动理论
地球上不断变化的板块运动造就了地磁场的形成 和演化。
地磁场的特征
1
磁场强度
地磁场强度随着地球表面位置的不同而异，通常用高斯（G）作为单位。
2
磁场倾角和偏角
磁场倾角和偏角可以用来判断地球表面位置的磁性特征。
3
磁极位置
磁北极和磁南极位置变化是地磁场演化的重要指标。
地磁场的变化
地磁倒转
地磁倒转是地球磁场极性开始反转的现象，可以对生物演化等产生影响。
地磁异常
地磁异常是地球磁场在局部区域出现异常变化的现象。
地磁风暴
地磁风暴是太阳活动引发的爆发性大量等离子体扰动地球磁场的现象。
地磁观测技术
1
历史回顾
古代使用磁铁和指南针进行观测，现
现代观测方法
2
代则使用卫星和地面测量站。
包括地面观测、航空观测、卫星观测 等多种技术手段。
地磁场的应用
导航系统
磁罗盘、GPS等导航系统都要借助地磁场来提供定位服务。
地矿勘探
地磁场在找矿方面也有很重要的应用价值。
生命科学
地磁场对生物体的运动和生命起着重要的调控作用。
地球地磁现象物理学
地球地磁现象物理学
地球拥有自身的磁场,这种自然存在的磁场被称为地球磁场或地磁场。
地磁场的存在对地球及其周围环境有着重要影响,因此研究地磁现象及其物理学机制具有重要意义。
1. 地磁场的产生机制
地磁场的主要来源是地球内部液态外核中电离物质的对流运动。
根据电磁感应定律,带电粒子在导体中运动时会产生电流,而电流又会产生磁场。
地球内核中的对流运动就像一个巨大的电流环,从而产生地磁场。
2. 地磁场的特征
地磁场呈现出明显的空间分布不均匀性。
在地球两极附近,磁场线垂直于地面;在赤道附近,磁场线则与地面平行。
此外,地磁场还随时间变化,包括长期变化(百年尺度)和短期变化(日尺度)。
3. 地磁现象及影响
地磁场对于生命圈、航天器和卫星等都有重要影响。
例如,地磁场可以阻挡部分来自太阳的高能粒子,保护地球免受这些粒子的辐射。
同时,地磁场也会引导这些高能粒子进入极地区,形成极光现象。
4. 地磁学研究方法
研究地磁现象和物理学机制的主要方法包括:地磁观测站测量、航空和卫星遥感探测、模拟实验以及数值模拟等。
通过这些方法,科学家们能够更好地了解地磁场的演化规律,并探索其对地球环境的影响。
地球地磁现象物理学是一个涉及多学科交叉的领域,对于认识地球内部结构、研究行星磁场以及探索宇宙等方面都有重要意义。
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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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