地磁学_第二、三章2011

1、0 t Dj4UH0MHHHB000)1 (02 UMU.2, 0)(MUHdvrMUv41341)1(41rrmrmUPmbmarrUmnmnnnmnsincos,100,cossincosmnmnmnnPmdmcrUrrUrrrsinsin11222. 0sin12222Ur,coscossincosmnmmmndPdP1, 10, 2mmm称为称为。 ,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球谐系数球谐系数高斯表达式的意义： 、表达了内源场和外源场 、高斯系数是场强的量纲 、基本完整的概括了稳定地磁场的分布规律，与实际观测非

5、常类似。 、根据实际观测结果确定高斯系数，主要利用函数正交性。 由上表可以看出，由上表可以看出，n=1的项显得特别重要，它约占全部磁场的的项显得特别重要，它约占全部磁场的8085%，成为地磁场的主要部分。可以证明，成为地磁场的主要部分。可以证明， n=1的项相当于在地心放置的项相当于在地心放置一个磁偶极子产生的磁势。这个偶极子称为一个磁偶极子产生的磁势。这个偶极子称为地心偶极子地心偶极子。假定地心偶极子的磁矩为假定地心偶极子的磁矩为M .sincoscoscoscos414sinsincossincos441111012233PMPMPMrrMMMrYMXMZMrrUyxzyxzyxzM.si

6、ncoscoscoscos111111110101231PhPgPgrRU,4,113113013hRMgRMgRMyxz故有：故有：,343JJMRV.sinsincoscoscossin,cossincossin11111111111101hgghgYhggXcos2cos2, 0sin4sin301301RMgZYRMgHX ,42112112013222hggRMMMMzyx2221091. 7mAM 磁力线方程 地磁坐标系是地磁坐标系是以地磁轴作为极轴的坐标系以地磁轴作为极轴的坐标系。地面一点的地磁坐标的。地面一点的地磁坐标的定义是：定义是：该点的矢径与地磁轴的夹角称为该点的地磁余纬

7、度该点的矢径与地磁轴的夹角称为该点的地磁余纬度 ，而过这，而过这一点与地磁极的子午面同过地磁极与地理极的子午面的夹角称为该点的一点与地磁极的子午面同过地磁极与地理极的子午面的夹角称为该点的地磁经度地磁经度 。 若已知地磁北极的地理坐标若已知地磁北极的地理坐标与测点的地理坐标，则测点的地与测点的地理坐标，则测点的地磁坐标（磁坐标（ ， ）就可由球面三角）就可由球面三角形根据球面三角余弦与正弦关系形根据球面三角余弦与正弦关系求得：求得：,sinsincoscoscoscos,sin)sin(sinsin, )cos(sinsincoscoscos00,cos4423rMrrUM;sin2cos2,

8、 0sin,cossin3333rMrMrUZUrYrMrMrUX总强度总强度.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 地磁场的起源地磁场的起源从公元从公元1600年前后开始年前后开始,最早见于威廉最早见于威廉.吉尔伯特的吉尔伯特的 各派学说众说纷纭各派学说众说纷纭 发动机学说的影响最大发动机学说的影响最大 提出提出时间时间名称名称主要思想主要思想理论缺陷理论缺陷约十约十七世七世纪纪永磁永磁体学体学说说地球内部存在地球内部存在巨大的永磁体，巨大的永磁体，由永磁体产生由永磁体产生地球磁场地球磁场地球内部温度很高，地球内部温度很高，不可能存在永磁体不可能存在永磁体内部内部电流电流学说学说地球内部存在地球内部存在巨大的电流，巨大的电流，形成巨大电磁