[理学]地磁学2-1_110926.ppt

地方时 t 与世界时 T 的关系为：t =λ+T, 所以可得磁地方时与世界时的换算关系： 地理地方时随地理经度均匀变化，但地磁地方时随经度 呈不均匀变化。一般情况下，测点从磁正午移到磁子夜 的时间长于从磁子夜移到磁正午的时间。 纬度越高，地磁时与地方时的差别越大。 不均匀的地磁时 三、偏心偶极坐标系 轴极 倾角极 原因：主磁场与偶极场有大的偏离，地磁极与磁极相距几百公里，南北磁极不对称，磁赤道偏离地磁赤道等。 偏心偶极子模型：通过对共轴偶极子的旋转和平移建立地磁场模型，相应的坐标系称为偏心偶极子坐标系。 偏心偶极子模型的特点: (1)偶极子偏离地心，磁心从地心向太平洋关岛 方向偏移; (2)偶极分量最大，其它分量最小; (3)磁位及磁心位置可由先前得到的球谐系数表 达； (4)偏心偶极子坐标系有磁轴与地面相交的磁极 (magnetic poles)，和磁力线与地面垂直的倾 角极(dip poles)； (5)经纬度不是均匀网格 四、倾角坐标系 描述实测地磁场的空间分布的一种坐标系。磁倾角=±90o的点称为北/南倾角极，磁倾角=0o的点构成倾角赤道。 五、 B-L坐标 用磁场强度B和磁力线与赤道面交点的地心距L(Re)定义的磁力线空间坐标系。这种坐标系不正交，但L相同的磁力线形成一个围绕地球的磁壳(所以L也称为磁壳参数)，反映实际地磁场中粒子的漂移面在赤道上离地心的平均距离。许多地磁和粒子现象在B-L坐标系中可以更好地描述其规律性。 六、常用的磁层坐标系 (a)地心太阳黄道坐标系GSE（Geocentric Solar Ecliptic system) X轴从地心指向太阳，Z轴垂直黄道面向北为正，Y轴指向昏侧完成右手系。相对惯性系，该坐标系随着地球每年在黄道上绕太阳旋转一周。 常用于表示卫星轨道，行星际磁场和太阳风资料。 (b)地心太阳磁层坐标 GSM(Geocentric Solar Magnetospheric system) XGSM与XGSE重合； ZGSM 位于 XGSM与地磁偶极轴决定的平面内(即偶极轴在X-Z平面 内)，一天中绕 地球自转轴 一周； YGSM完成右手系(始终位于磁赤道内，指向昏侧)。 常用于研究太阳风与磁层相互作用。 (c)地心太阳磁坐标系 MG/SM (Solar Magnetic system) YMG与YGSM重合； ZMG 与地磁偶极轴重合；XMG决位于日地连线和地磁偶极轴决定的平面内，并完成右手系。该坐标系不但每年绕太阳旋转一周，而且每天随地球自转一周。 常用来组织受地球偶极场强烈控制的太阳风资料。 GSE (Geocentric Solar Ecliptic) GSM (Geocentric Solar Magnetospheric) YGSE XGSE XGSM YGSM ZGSE ZGSM ? Earth’s Orbit 为什么地磁学坐标系有如此之多？ * 四、有旋场存在吗？ 地磁分析结果：最大垂直电流 （极区向上，赤道区向下） 地球-大气电流实测结果:向下电流 它产生的磁场 极限估计：即使电流达到 磁场仅为 有旋=有电流 §2.3 磁场的多极子表示 点磁荷系统的磁位 点电荷q的电位 点电荷系统的电位 函数的泰勒展开 符号“tr”表示对上式两个矩阵按普通矩阵乘法相乘后，对得到的3阶方阵求矩阵的迹(n阶方阵A的主对角线上各元素之和称为A的迹)。 两个矩阵可分别表为并矢（张量） 而张量的两次点乘就是张量一次点乘(普通矩阵乘法)后求张量的迹。即q=2项可表示为 四极子磁矩 偶极磁矩 总磁荷（=0） 四极子磁矩 四极子磁矩 偶极磁矩 总磁荷（=0） 总磁位可表示为不同磁矩对总磁位贡献之和。 小区域内磁荷体系所产生的总磁位可表示为位于原点的 多极子磁位之和。 偶极子磁场 负磁荷到正磁荷的距离矢量 偶极子及磁力线 即偶极子磁位为 : θ λ r n=1时（即偶极子）的球谐函数 l 为负磁荷到正磁荷的距离矢量，于是 (偶极子磁矩矢量) p 沿Z(自转)轴的分量 沿X轴的分量 沿Y 轴的分量 的计算结果表明， 因此磁偶极子基本沿着地轴，其方向指向南极。 偶极磁场 偶极磁矩 地磁极(geomagnetic poles, dipole poles): 地心偶极子的轴称为地磁轴，它与地面的交点称为地磁极。位置较稳定。磁极(magnetic poles, dip poles)： 实际磁测确定的水平磁场分量为零、磁倾角为±90度的点。其磁经线是指南针的方向追踪得到的轨迹线，汇集于磁极。位置受空间电流系变化