地磁學(xué)_第二、三章2011

1、0 t Dj4UH0MHHHB000)1 (02 UMU.2, 0)(MUHdvrMUv41341)1(41rrmrmUPmbmarrUmnmnnnmnsincos,100,cossincosmnmnmnnPmdmcrUrrUrrrsinsin11222. 0sin12222Ur,coscossincosmnmmmndPdP1, 10, 2mmm稱(chēng)為稱(chēng)為。 ,cos!2cos2/1)(mnmmnPmnmnP,cossincossincos,100mnmnmnnmnmnnnmnPmDmCrmBmArrU,!12/1mnmnaAmmnmn22,nmnmnnmnmnRBhRAg11,nmnmnnmn

2、mnRDkRCj.cossincossincos,101mnmnmnnmnmnnnmnPmkmjRrmhmgrRRrU.cossincossincos,01mnmnmnmnmnnmnPmkmjmhmgRrUmnmnmnjhg,mnkRrUrX1011sincoscossincossincosnnmmnmnmnmnmnmnmnmnmnnmnmkhmjgddPmkmjmhmgddPmncosRrUrYsin 1001sincossincossincossinnnmmnmnmnmnmnmnmnnmnmjgPmmkmjmhmgcossincosmnmnmnPmmkh RrrUZ.cossin1cos1

3、cossincossincos11001mnmnmnnnmmnmnmnmnmnmnmnnmnPmnkhnmnjgnPmkmjnmhmgn mnmnmnmnmnmnmnmnmnmnmnmnnkhnqnjgnpkhqjgp1,1,10cossincosnnmmnmnmnddPmqmpX10,cossincossinnnmmnmnmnPmmqmpY10.cossincos,nnmmnmnmnPmqmpZ .cossincos,01mnmnmnnmnPmhmgRrUmnmnhg ,RrUrXddPmhmgmnmnmnnmncossincos11g/hnmIGRF2005 SV(nT/yr)g/hnmI

4、GRF 2005 SV(nT/yr)g10-29556.88.8h995.90.0g11-1671.810.8g100-2.20.0h115080.0-21.3g101-6.30.0g20-2340.5-15.0h1012.40.0g213047.0-6.9g1021.60.0h21-2594.9-23.3h1020.20.0g221656.9-1.0g103-2.50.0h22-516.7-14.0h1034.40.02005.02010.0年代年代IGRF球諧系數(shù)球諧系數(shù)高斯表達(dá)式的意義： 、表達(dá)了內(nèi)源場(chǎng)和外源場(chǎng) 、高斯系數(shù)是場(chǎng)強(qiáng)的量綱 、基本完整的概括了穩(wěn)定地磁場(chǎng)的分布規(guī)律，與實(shí)際觀測(cè)非

5、常類(lèi)似。 、根據(jù)實(shí)際觀測(cè)結(jié)果確定高斯系數(shù)，主要利用函數(shù)正交性。 由上表可以看出，由上表可以看出，n=1的項(xiàng)顯得特別重要，它約占全部磁場(chǎng)的的項(xiàng)顯得特別重要，它約占全部磁場(chǎng)的8085%，成為地磁場(chǎng)的主要部分。可以證明，成為地磁場(chǎng)的主要部分?？梢宰C明， n=1的項(xiàng)相當(dāng)于在地心放置的項(xiàng)相當(dāng)于在地心放置一個(gè)磁偶極子產(chǎn)生的磁勢(shì)。這個(gè)偶極子稱(chēng)為一個(gè)磁偶極子產(chǎn)生的磁勢(shì)。這個(gè)偶極子稱(chēng)為地心偶極子地心偶極子。假定地心偶極子的磁矩為假定地心偶極子的磁矩為M .sincoscoscoscos414sinsincossincos441111012233PMPMPMrrMMMrYMXMZMrrUyxzyxzyxzM.si

6、ncoscoscoscos111111110101231PhPgPgrRU,4,113113013hRMgRMgRMyxz故有：故有：,343JJMRV.sinsincoscoscossin,cossincossin11111111111101hgghgYhggXcos2cos2, 0sin4sin301301RMgZYRMgHX ,42112112013222hggRMMMMzyx2221091. 7mAM 磁力線方程 地磁坐標(biāo)系是地磁坐標(biāo)系是以地磁軸作為極軸的坐標(biāo)系以地磁軸作為極軸的坐標(biāo)系。地面一點(diǎn)的地磁坐標(biāo)的。地面一點(diǎn)的地磁坐標(biāo)的定義是：定義是：該點(diǎn)的矢徑與地磁軸的夾角稱(chēng)為該點(diǎn)的地磁余緯

7、度該點(diǎn)的矢徑與地磁軸的夾角稱(chēng)為該點(diǎn)的地磁余緯度 ，而過(guò)這，而過(guò)這一點(diǎn)與地磁極的子午面同過(guò)地磁極與地理極的子午面的夾角稱(chēng)為該點(diǎn)的一點(diǎn)與地磁極的子午面同過(guò)地磁極與地理極的子午面的夾角稱(chēng)為該點(diǎn)的地磁經(jīng)度地磁經(jīng)度 。 若已知地磁北極的地理坐標(biāo)若已知地磁北極的地理坐標(biāo)與測(cè)點(diǎn)的地理坐標(biāo)，則測(cè)點(diǎn)的地與測(cè)點(diǎn)的地理坐標(biāo)，則測(cè)點(diǎn)的地磁坐標(biāo)（磁坐標(biāo)（ ， ）就可由球面三角）就可由球面三角形根據(jù)球面三角余弦與正弦關(guān)系形根據(jù)球面三角余弦與正弦關(guān)系求得：求得：,sinsincoscoscoscos,sin)sin(sinsin, )cos(sinsincoscoscos00,cos4423rMrrUM;sin2cos2,

8、 0sin,cossin3333rMrMrUZUrYrMrMrUX總強(qiáng)度總強(qiáng)度.cos31423222rMZYXT.ctg2tg2gtI.nT/km3cos34HrrMrH.nT/km3sin64ZrrMrZrTrMrT3sin34240IZIHrMTcos21sin2sin31cossin432/1230 .nT/1sin2nT/radsin43ZtgrMH .nT/1sin2nT/rad2ctgcos23HHZrMZ .nT/km4 . 9nT/1040nT/km,7 .21nT/km,6 . 3nT/409nT/km,1 .14RrRrRrRrZrZHrHnT29884nT,46194HZ第三章第三章 地磁場(chǎng)的起源地磁場(chǎng)的起源從公元從公元1600年前后開(kāi)始年前后開(kāi)始,最早見(jiàn)于威廉最早見(jiàn)于威廉.吉爾伯特的吉爾伯特的 各派學(xué)說(shuō)眾說(shuō)紛紜各派學(xué)說(shuō)眾說(shuō)紛紜 發(fā)動(dòng)機(jī)學(xué)說(shuō)的影響最大發(fā)動(dòng)機(jī)學(xué)說(shuō)的影響最大 提出提出時(shí)間時(shí)間名稱(chēng)名稱(chēng)主要思想主要思想理論缺陷理論缺陷約十約十七世七世紀(jì)紀(jì)永磁永磁體學(xué)體學(xué)說(shuō)說(shuō)地球內(nèi)部存在地球內(nèi)部存在巨大的永磁體，巨大的永磁體，由永磁體產(chǎn)生由永磁體產(chǎn)生地球磁場(chǎng)地球磁場(chǎng)地球內(nèi)部溫度很高，地球內(nèi)部溫度很高，不可能存在永磁體不可能存在永磁體內(nèi)部?jī)?nèi)部電流電流學(xué)說(shuō)學(xué)說(shuō)地球內(nèi)部存在地球內(nèi)部存在巨大的電流，巨大的電流，形成巨大電磁