2018研究生空间天气课件 地磁场.pptxVIP

地磁场的几何形态及其在空间和时间上的演变导致了在地球表面和近地空间观测到的空间天气的复杂性。对地磁场的认识，能更好地理解空间天气效应。

空间天气被定义为从太阳开始的物理过程的集合，并最终影响地球和空间上的人类活动。太阳发出的辐射和粒子以可变延迟的方式与地磁场和大气层相互作用，从而导致电流在电离层和磁层区域流动。辐射和粒子对近地空间中高能粒子的数量也有贡献。电流和不断变化的高能粒子爆发导致地磁变化，极光，并能深刻地影响许多技术。;为了了解地球复杂的磁场环境，我们需要了解地磁场的起源。地球磁场包括来自地球内部来源(内部贡献)和外部来源(外部贡献)的贡献。

内部来源包括源自地球外部流体核的核心场(也称主场)和岩石圈场(由地壳中的磁性矿物引起，并从属于上地幔)。外部源起源于电离层、磁层，也来自电离层和磁层的耦合电流(场向电流，或FAC)。

当考虑到空间天气时，了解核心场变化是至关重要的。然而，为了分析地磁场及其变化，还需要了解不同地磁场源之间的相互作用和分离。;外部磁场的来源包括源自电离层的磁场，连接磁层和电离层的磁场，以及与磁层中较远区域相关联的磁场，例如环电流、磁尾和磁层顶。这些场是由电离层和磁层中的电流系统产生的.电离层中的这些电流系统起源于电离层等离子体中由发电机过程驱动的电流。;地磁场的测量包括地磁定年术和古地磁时间序列，海洋磁倾角的罗盘记录，地磁观测站的矢量测量，自1960年代以来，近地卫星测量标量磁场，直到20世纪70年代末才开始测量矢量磁场。

人类对地磁场的观测始于不到500年前的倾斜角(D)测量。图中显示，在过去的几个世纪里，地磁倾角下降幅度超过了几十度。;自1832年以来，高斯用不到200年的时间证明了确定地磁场的绝对强度的方法，并安装了第一个地磁观测站。

地磁观测站需要全面描述地磁场，因此需要两种类型的测量：矢量测量和标量测量。

矢量测量一般是用磁通门磁强计进行的，它们受仪器漂移的影响。为了减小这种漂移，在校准过程中使用了标量磁强计，一种质子进动或共振磁强计，这种装置只测量磁场的强度，不提供关于其方向的信息。要完成一套关于地磁场方向的测量信息，通常使用磁通门经纬仪，并通过测量地磁场的倾角和偏角来获得。;磁强计测量由许多不同来源产生的磁场的叠加：岩心、岩石圈、电离层和磁层。请注意，由于外部来源的贡献在很大程度上取决于纬度、LT和太阳活动，其他卫星有能力用磁层或电离层内的磁通门磁强计进行高精度和精确的磁场测量。;内部磁场（地核和岩石圈）;南北磁极的位置是逐渐变化的，使用gufm模型和IGRF模型，可以计算出在400多年的时间里两个磁极的位置和速度都发生了改变。;南大西洋异常区SouthAtlanticAnomaly;Mapofhorizontalintensityat2015;;Mapofdeclinationat2015;MapofInclinationat2015;Mapoftotalintensityat2015;Thesecularvariationofthemaingeomagneticfield;ThesecularvariationofthecentralpointoftheSAA;空间天气可以从地磁学的研究中得到什么？地磁场的两个一级特征-偶极子场的迅速衰减和南大西洋异常的扩张-对空间气象至关重要，因为它们加剧了空间气象事件的影响。Fournier等人(2010)利用实验方法对地磁天气进行预报，更好地确定地磁在地核地幔边界的状态矢量，更好地了解其平均状态。这意味着通过研究地核类似的试验性发电机，并对地磁场进行预测和后推。