六、地磁场的空间分布特征

地磁场分布特征地磁场是指地球表面某一点上的磁场强度和方向。

地磁场是地球内部运动所产生的，它是地球内部物理过程的一种反映。

地磁场分布特征主要体现在以下几个方面。

地磁场的强度和方向在不同地点有所不同。

地球表面上的地磁场并不均匀，存在着一定的空间差异。

例如，在地球的磁南极附近，磁场强度相对较弱；而在地球的磁北极附近，磁场强度相对较强。

此外，地磁场的方向也会随着地点的不同而变化。

在地球的磁北极附近，磁场指向地球的南极；而在地球的磁南极附近，磁场指向地球的北极。

地磁场的强度和方向会随着时间的推移而变化。

地磁场并不是一个静态的磁场，而是一个动态变化的磁场。

长期以来，科学家们通过观测和研究发现，地磁场会发生周期性的变化。

这种变化可以是周期性的，也可以是非周期性的。

例如，地磁场的磁北极和磁南极位置会随着时间的推移而发生变化，这种变化被称为地磁极漂移。

地磁场还受到地球内部和外部因素的影响而发生变化。

地球内部的物质运动是地磁场产生和变化的主要原因。

地球内部的液态外核和固态内核的运动产生了地磁场。

而地球外部的太阳活动和地球磁层与太阳风的相互作用也会对地磁场产生影响。

太阳活动的周期性变化会引起地磁场的短期变化，如磁暴和磁风暴。

地磁场还具有一定的空间分布特征。

地球的磁场呈现出一种特殊的结构，被分为磁赤道、磁子午线和磁极三个区域。

磁赤道是指地球表面上磁场强度最强的地区，它呈赤道环状分布。

磁子午线是指地球表面上磁场方向与地球自转轴平行的区域，它与经线相交成正角。

磁极是指地球表面上磁场强度最强的两个点，即磁北极和磁南极。

地磁场分布特征主要包括强度和方向的空间差异、时间变化、受到内部和外部因素的影响以及具有特殊的空间分布结构等方面。

通过对地磁场的研究，可以更好地了解地球内部的物理过程以及地球与太阳的相互作用，对于地球科学和空间天气预测具有重要意义。

十四、磁 场1、磁场(1>磁场的来源①磁体的周围存在磁场②电流的周围存在磁场：丹麦物理学家奥斯特首先发现电流周围也存在着磁场。

把一条导线平行地放在小磁针的上方，给导线中通入电流。

当导线中通入电流，导线下方的小磁针发生转动。

(2>磁体与电流间的相互作用通过磁场来完成(3>磁场一、知识网络二、画龙点睛概念①磁场：磁体和电流周围，运动电荷周围存在的一种特殊物质，叫磁场。

②磁场的基本性质：对处于其中的磁极或电流有力的作用。

③磁场的物质性：虽然磁场看不见摸不着，对于我们初学者感到很抽象，其实磁场和电场一样是客观存在的，是物质存在的一种特殊形式。

b5E2RGbCAP2、磁场的方向磁感线(1>磁场的方向：物理学规定，在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是该点的磁场方向。

p1EanqFDPw(2>磁感线：①磁感线所谓磁感线，是在磁场中画出的一些有方向的曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向都在该点的磁场方向上。

DXDiTa9E3d②磁感线的可以用实验来模拟(3>几种典型磁体周围的磁感线分布①条形磁铁磁场的磁感线②条形磁铁磁场的磁感线③直线电流磁场的磁感线直线电流磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在跟导线垂直的平面上。

直线电流的方向和磁感线方向之间的关系可用安培定则(也叫右手螺旋定则>来判定：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。

RTCrpUDGiT④环形电流磁场的磁感线环形电流磁场的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲线。

在环形导线的中心轴线上，磁感线和环形导线的平面垂直。

5PCzVD7HxA环形电流的方向跟中心轴线上的磁感线方向之间的关系也可以用安培定则来判定：让右手弯曲的四指和和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。

地磁磁场的基本特征及应用地球磁场：地球周围存在的磁场，包括磁层顶以下的固体地球内部和外部所有场源产生的磁场。

地球磁场不是孤立的，它受到外界扰动的影响，宇宙飞船就已经探测到太阳风的存在。

因为太阳风是一种等离子体，所以它也有磁场，太阳风磁场对地球磁场施加作用，好像要把地球磁场从地球上吹走似的。

尽管这样，地球磁场仍有效地阻止了太阳风长驱直入。

在地球磁场的反抗下，太阳风绕过地球磁场，继续向前运动，于是形成了一个被太阳风包围的、彗星状的地球磁场区域，这就是磁层。

地球磁层位于距大气层顶600～1000公里高处，磁层的外边界叫磁层顶，离地面5～7万公里。

在太阳风的压缩下，地球磁力线向背着太阳一面的空间延伸得很远，形成一条长长的尾巴，称为磁尾。

在磁赤道附近，有一个特殊的界面，在界面两边，磁力线突然改变方向，此界面称为中性片。

中性片上的磁场强度微乎其微，厚度大约有1000公里。

中性片将磁尾部分成两部分：北面的磁力线向着地球，南面的磁力线离开地球。

地磁学：是研究地磁场的时间变化、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。

时间范围：已可追溯到太古代（约35亿年前）——现代空间范围：从地核至磁层边界（磁层顶），磁层离地心最近的距离： 8～ 13个地球半径组成和变化规律及应用：磁偶极子：带等量异号磁量的两个磁荷，如果观测点距离远大于它们之间的距离，那么这两个磁荷组成的系统称为磁偶极子。

地磁场的构成地球磁场近似于一个置于地心的同轴偶极子的磁场。

这是地球磁场的基本特征。

这个偶极子的磁轴和地轴斜交一个角度，。

如图1.1所示，N、S分别表示地磁北极和地磁南极。

按磁性来说，地磁两极和磁针两极正好相反。

同时，磁极的位置并不是固定的，每年会移动数英里，两个磁极的移动彼此之间是独立的，关于地磁极的概念有两种不同的思路和结果：理论的和实测的。

理论的地磁极是从地球基本磁场中的偶极子磁场出发的。

实测的地磁极是从全球地磁图（等偏角地磁图和等倾角地磁图）上找出的磁倾角为90°的两个小区域，这两个地点不在地球同一直径的两端，大约偏离2500千米。

什么是地球磁场？地球磁场是指地球周围空间分布的磁场。

它的磁南极⼤致指向地理北极附近，磁北极⼤致指向地理南极附近。

磁⼒线分布特点是⾚道附近磁场的⽅向是⽔平的，两极附近则与地表垂直。

⾚道处磁场最弱，两极最强。

地球表⾯的磁场受到各种因素的影响⽽随时间发⽣变化。

简介地球磁场，简⾔之是偶极型的，近似于把⼀个磁铁棒放到地球中⼼，使它的N极⼤体上对着南极⽽产⽣的磁场形状。

当然，地球中⼼并没有磁铁棒，⽽是通过电流在导电液体核中流动的发电机效应产⽣磁场的。

地球磁场不是孤⽴的，它受到外界扰动的影响，宇宙飞船就已经探测到太阳风的存在。

太阳风是从太阳⽇冕层向⾏星际空间抛射出的⾼温⾼速低密度的粒⼦流，主要成分是电离氢和电离氦。

因为太阳风是⼀种等离⼦体，所以它也有磁场，太阳风磁场对地球磁场施加作⽤，好像要把地球磁场从地球上吹⾛似的。

尽管这样，地球磁场仍有效地阻⽌了太阳风长驱直⼊。

在地球磁场的反抗下，太阳风绕过地球磁场，继续向前运动，于是形成了⼀个被太阳风包围的、彗星状的地球磁场区域，这就是磁层。

位置地球磁层位于地⾯600～1000公⾥⾼处，磁层的外边界叫磁层顶，离地⾯5～7万公⾥。

在太阳风的压缩下，地球磁⼒线向背着太阳⼀⾯的空间延伸得很远，形成⼀条长长的尾巴，称为磁尾。

在磁⾚道附近，有⼀个特殊的界⾯，在界⾯两边，磁⼒线突然改变⽅向，此界⾯称为中性⽚。

中性⽚上的磁场强度微乎其微，厚度⼤约有1000公⾥。

中性⽚将磁尾部分成两部分：北⾯的磁⼒线向着地球，南⾯的磁⼒线离开地球。

发现时间1967年发现，在中性⽚两侧约10个地球半径的范围⾥，充满了密度较⼤的等离⼦体，这⼀区域称作等离⼦体⽚。

当太阳活动剧烈时，等离⼦⽚中的⾼能粒⼦增多，并且快速地沿磁⼒线向地球极区沉降，于是便出现了千姿百态、绚丽多彩的极光。

由于太阳风以⾼速接近地球磁场的边缘，便形成了⼀个⽆碰撞的地球⼸形激波的波阵⾯。

波阵⾯与磁层顶之间的过渡区叫做磁鞘，厚度为3～4个地球半径。

地球磁场分布规律-概述说明以及解释1.引言1.1 概述地球磁场是地球内部的磁场，是由地球核外液态铁流动产生的。

它不仅是地球物理学和地球科学领域的重要研究对象，也对人类生活和技术应用有着重要影响。

地球磁场的分布规律是一个古老而又神秘的问题，其了解对于理解地球内部结构、地球演化历史和地球环境变化具有重要意义。

本文将对地球磁场的形成、变化和影响进行系统的探讨，总结地球磁场的分布规律，为未来的研究提供新的思路和方法。

1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：文章结构部分将介绍整篇文章的结构和框架，包括每个章节的主题和内容概要。

这部分将引导读者了解文章的整体组织，帮助他们更好地理解文章的主题和内容。

同时，也可以简要说明每个章节的重点和意义，以引起读者兴趣并为他们提供一个整体的预览。

具体内容可以包括每个章节的主题，如“引言”部分将介绍地球磁场分布规律的意义和重要性；“正文”部分将分为地球磁场的形成、变化和影响三个小节；“结论”部分将总结地球磁场分布规律的重要性，并展望未来的研究方向和意义。

通过这样的结构介绍，读者可以更好地理解文章的整体框架和内容安排，有助于他们更好地理解和阅读后续的具体内容。

1.3 目的部分：本文的主要目的是深入探讨地球磁场的分布规律，包括地球磁场的形成、变化和影响。

通过系统地分析地球磁场的特点和变化，我们旨在揭示地球磁场分布的规律性，同时对地球磁场对人类生活和自然环境的影响进行全面的把握。

通过本文的研究，我们可以更好地理解地球磁场的行为和特性，为未来的研究和实践应用提供理论支持。

同时，我们也希望能够引起读者对地球磁场问题的关注，促进相关领域的学术交流和合作，为地球科学研究和应用发展做出贡献。

2.正文2.1 地球磁场的形成地球的磁场是由地球内部的物质运动所产生的，主要是由地球的外核在地球自转的作用下形成的。

地球外核是液态的铁镍合金，在地球内部的高温条件下，外核内部的热对流导致了液态铁镍合金的运动。

地磁场亚磁场-概述说明以及解释1.引言1.1 概述地磁场是地球周围由地球内部特定的电流系统所产生的磁场。

它是地球磁层的一部分，主要由地球内部的磁场产生。

地磁场的存在对地球的生物圈和人类的生活有着重要影响。

地磁场的主要作用是保护地球上的生物免受太阳风暴和宇宙射线的危害。

它充当了一个巨大的护盾，将宇宙射线和高能粒子引导到地球的极地区域，在这些区域被地磁场的磁力线所捕获并形成了美丽的极光。

除了保护地球的大气层和生物圈，地磁场还在导航、航空航天等领域中发挥着关键作用。

许多导航系统和卫星都依赖于地磁场的信息来确定位置和方向。

此外，地磁场还有助于研究地球内部的结构和物理过程，对于地球科学的研究也具有重要意义。

与地磁场相对应的亚磁场是地磁场的一个子集，它具有比整个地磁场更弱的磁场强度和更短的时间尺度。

亚磁场通常是由地球内部的局部磁性异常所引起的。

通过研究亚磁场，我们可以了解地球内部的微小变化，帮助我们深入研究地球的内部结构和演化过程。

亚磁场的研究也有助于我们了解地球的磁性特征与地质活动之间的关系。

通过监测亚磁场的变化，我们可以预测地震和火山喷发等地质灾害的发生，从而为相关的应急措施提供重要依据。

总之，地磁场和亚磁场在地球科学研究和人类生活中具有重要作用。

对地磁场和亚磁场的深入认识和研究，将不仅有助于我们对地球的了解，也对人类社会的发展产生积极而深远的影响。

1.2 文章结构本文将分为三个部分来介绍地磁场和亚磁场的相关内容。

首先，在引言部分，我们将对地磁场和亚磁场进行概述，介绍文章的结构以及文章的目的。

接下来，正文部分将被划分为两个小节，分别涵盖地磁场和亚磁场的相关知识。

在2.1节，我们将详细介绍什么是地磁场，包括地球内部产生地磁场的原因和机制。

此外，我们还会探讨地磁场对地球表面的作用和影响，涉及导航、地质勘探、生物导航等方面。

在2.2节，我们将介绍亚磁场的概念和特征，以及亚磁场领域的研究进展。

亚磁场是地球磁场的微弱变化，具有很高的精度要求和广泛的应用前景。

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。

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。

地球的地磁场地球的地磁场是指地球周围所产生的一个磁场，它起源于地球内部的物理过程。

地磁场在地球表面和周围空间中具有重要的作用和特征。

定义地磁场是指地球周围所形成的一个磁场，它是由地球内部的运动产生的。

地球的地磁场可以被看作是一个类似于巨大磁铁的磁场，它具有磁场强度和磁场方向两个基本特征。

特征1.磁场强度：地球的地磁场强度不均匀，最强的地磁场位于地球内核和外核之间的“地核边界”。

这个区域的磁场强度远远超过地球表面的磁场强度，约为25到65微特斯拉。

地磁场的强度随着距离地核边界的增加而逐渐减弱。

2.磁场方向：地球的地磁场方向在不同地点和不同时间会发生变化，这是由于地磁场的动态性导致的。

在地球表面，地磁场的方向通常与地理北极和地理南极之间的连线有一定的夹角，这被称为磁偏角。

磁偏角的数值和方向在不同地点会有所不同。

3.地磁场的形状：地球的地磁场并不完全像一个理想的磁偶极子，而是呈现出复杂的形状。

它被认为由于地球内部的物理过程，特别是液态外核中的热对流所引起的。

作用地球的地磁场对地球和人类有着重要的作用，包括：•导航和定位：地磁场可以用作导航和定位系统的基础，如罗盘和磁力计。

通过测量地磁场的方向和强度，人们可以确定自己的方位和位置。

•保护地球生命：地磁场对地球上的生命形成和演化起着重要的保护作用。

它能够屏蔽来自太阳的带电粒子和高能辐射，形成一个保护层，防止它们直接接触到地球表面。

•极光的形成：地球的地磁场与太阳风相互作用，导致了极光的形成。

太阳风中的带电粒子进入地球的磁场并与大气层中的分子发生碰撞，激发出美丽的光辉现象。

•地球科学研究：通过研究地球的地磁场变化，科学家可以了解地球内部的物理过程和动态。

地磁场的变化可以提供关于地核、外核和地球内部热对流的重要信息。

地球的地磁场是地球与宇宙之间的一道重要连接，它不仅影响着地球上的生命和环境，也为地球科学研究提供了宝贵的线索。

地磁场的形成地球的地磁场是由地球内部的物理过程所形成的。