所述磁偏角是磁北-at该点Compass-和地理北或真北,从地球上的一个点看到所形成的角度的面。
因此,要知道真北方向,有必要根据您在地球上的位置对指南针指示的方向进行校正。否则,您可以从终点线跑很多公里。
图1.指南针始终指向磁性北,并不总是与地理北重合。资料来源:Pxhere.com。
指南针与地球北部不完全一致的原因是地球磁场的形状。如图2所示,它类似于其南极位于北极的磁铁。
为了避免与地理北部(Ng)混淆,将其称为磁北(Nm)。但是磁铁的轴并不平行于地球的旋转轴,而是彼此错开了大约11.2º。
图2.在地球的自转轴和磁偶极子轴之间,存在大约11.2º的间隔。资料来源:维基共享资源。JrPol。
地球磁场
大约在1600年,英国物理学家威廉·吉尔伯特(William Gilbert(1544-1603))对磁性非常感兴趣,并用磁体进行了许多实验。
吉尔伯特(Gilbert)意识到地球的行为就好像它的中心有一块大磁铁,为了证明这一点,他使用了球形磁性石。他将自己的观察结果保留在第一本名为《磁》的科学论文《磁》中。
这种行星磁性不是地球独有的。太阳和太阳系中几乎所有行星都有自己的磁力。金星和火星是例外,尽管人们认为过去火星有自己的磁场。
为了具有磁场,行星内必须有大量的磁性矿物,其运动会产生克服高温影响的电流。众所周知,热量会破坏材料的磁性。
磁性北移
自从12世纪发明指南针以来,地球的磁场对于导航和定位一直非常重要。到15世纪,葡萄牙和西班牙的航海家已经知道指南针并不完全指向北方,差异取决于地理位置,并且随着时间变化。
还发生了磁北的位置在几个世纪中发生了变化。詹姆斯·克拉克·罗斯(James Clark Ross)于1831年首次位于磁北。那时,它位于加拿大的努纳武特地区。
目前,磁北距地理北约1600公里,位于加拿大北部巴瑟斯特岛周围。出于好奇,磁性南极也移动了,但奇怪的是,它的移动速度却慢得多。
但是,这些运动不是异常现象。实际上,在整个地球的存在中,磁极已经交换了几次位置。这些投资已反映在岩石的磁性上。
总投资并不总是会发生。有时,磁极迁移,然后返回到以前的位置。这种现象被称为“游览”,认为上一次游览发生在大约40,000年前。在旅行期间,磁极甚至可能在赤道处。
地磁要素
为了正确地确定磁场的位置,必须考虑其矢量性质。通过选择如图3所示的笛卡尔坐标系,可以方便地实现这一点,我们必须:
-B是磁场或磁感应强度的总和
-其水平和垂直投影分别为:H和Z。
图3.地球的磁场及其投影。资料来源:f。Zapata。
此外,场强及其投影与角度有关:
-在图中,D是水平投影H与地理北部(X轴)之间形成的磁偏角。它在东方有一个正号,在西方有一个负号。
-B和H 之间的角度是磁倾角I,如果B在水平线以下,则为正。
等角线
等张线连接具有相同磁偏角的点。该术语来自希腊语iso = equal和gonios = angle。该图显示了磁偏角图,从中可以看到这些线。
首先要注意的是它们是弯曲的线,因为磁场会经历多种局部变化,因为它对多种因素敏感。因此,由于不断监测来自地球和太空的磁场,因此图表会不断更新。
图4. 2019年等值线图。来源:来源:https://ngdc.noaa.gov。
图中有一条等角线图,线之间的间距为2º。请注意,这里有绿色曲线,例如,有一条曲线穿过美洲大陆,而有一条曲线穿过西欧。它们被称为痛苦线,意思是“无角度”。
当遵循这些线时,指南针指示的方向与地理北部完全重合。
红线表示东偏,按照惯例,它们被称为正偏,罗盘指向正北。
相反,蓝线对应于负下降。在这些区域中,指南针指向真正的北方以西。例如,穿过葡萄牙,英国北部和西北非洲的直线上的点向西偏角为2º。
图5.欧洲等值线图。资料来源:ngdc.noaa.gov。
长期变化
地球磁场以及磁偏角会随时间变化。存在偶然的变化,例如来自太阳的电磁风暴和电离层中电流模式的变化。它的持续时间从几秒钟到几小时不等。
磁偏角最重要的变化是长期变化。之所以这样称呼它们,是因为它们仅在比较数年来测得的平均值时才会受到赞赏。
这样,磁偏角和磁倾角都可以在6至10分钟/年之间变化。磁极在地理极周围漂移的时间周期估计约为7000年。
地球磁场的强度也会受到长期变化的影响。但是,这些变化的原因仍不完全清楚。
参考文献
- 约翰·T。地球的磁性北极不再像您想象的那样:它正在向西伯利亚移动。摘自:cnnespanol.cnn.com
- 研究与科学。地球磁场行为异常,原因不明。从以下站点恢复:www.investigacionyciencia.es
- 航海学院。磁偏角和等张图。从以下站点恢复:www.isndf.com.ar。
- 磁偏角。从以下地址恢复:geokov.com。
- NCEI。南北两极指南。从以下位置恢复:noaa.maps.arcgis.com
- Rex,A.,2011年。《物理学基础》。皮尔森
- 美国/英国世界磁场模型-2019.0。取自:ngdc.noaa.gov