国际参考地磁场模型中高阶球谐项对地磁场长期变化的影响

在国际参考地磁场 (IGRF)模型中 ,高阶球谐系数比低阶系数小得多 ,所以高阶项对主磁场的贡献常被忽略不计 .但是 ,高阶项对主磁场的长期变化却有重大影响 .本文根据第八代IGRF模型 ,分析了IGRF 194 5 ～195 5中高阶球谐系数的异常特征对长期变化的影响 ,然后用修正IGRF模型估计并改正了这些影响 .IGRF高阶项随深度增加而迅速增大 ,所以高阶系数的误差对深部磁场位形和磁场能量的计算有不可忽视的影响 ,对核幔界面流动状态的推断和地核半径的地磁估计有更为重大的影响 .

1945—1995年国际参考地磁场

本文回顾了国际参考地磁场(IGRF)的建立和修改过程;介绍了最新的IGRF模型,即第六代国际参考地磁场;综述了国际参考地磁场在地磁学中的应用,并指出了在使用过程中需要注意的一些问题.

利用第七代IGRF计算1995.0年中国及邻区地磁场

本文介绍了第七代国际地磁参考场（IGRF）．利用IGRF1995计算并绘制1995．0年中国及邻区地磁图．考虑了地球扁率对计算结果的影响．

2000年中国地区地磁场长期变化的区域特征

本文用中国地磁场复测点和地磁台站资料,建立了2 0 0 0年代中国参考地磁场长期变化模型CGRF -SV2 0 0 0 .模型显示,中国地区地磁场变化比较平缓,X、Y、Z、H、D、I、F七个地磁要素的“无符号平均年变率”分别为12 . 2nT a、8 2nT a、4 3. 8nT a、11. 8nT a、0 . 96 (′) a、2 99(′) a、2 2 4nT a ,比国际参考地磁场IGRF给出的全球年变率约小1 3到1 2 .各地磁要素的变化显示,地磁北极正在向中国移近,或者说,中国正在向高地磁纬度方向移动,平均移动速度约为3(′) a .磁偏角变化还显示,中国地区东西部偏角差异继续扩大.作为检验和对比研究,本文利用第8代国际参考地磁场(IGRF)模型,分析了全球地磁场长期变化的时空特征,讨论了全球长期变模型IGRF_SV与中国长期变模型CGRF_SV的异同点.对比分析表明,中国地区地磁场的长期变化与全球长期变化总趋势基本符合,但是,CGRF_SV也表现出一些特有的局部异常特征.

Matlab实现IGRF国际地磁参考场模型的计算

国际地磁参考场(IGRF)是用来描述全球地磁场及其长期变化的地磁场模型的国际通用标准,基于全球地磁台站、野外测量获得的磁场数据、卫星磁测数据,使用球谐分析方法建立起来的全球地磁场全局模型,由国际地磁和高空大气物理学协会(IAGA)每隔五年给出一套球谐系数和国际地磁参考场(IGRF)。本文使用Matlab编程实现IGRF国际地磁参考场模型的计算,绘制了1990-2010年间全球和亚洲的IGRF地磁场总强度等值线图。

京津冀地区地磁场球冠谐分析

20 0 2年在京津冀地区进行了 4 5个测点的地磁三分量测量 ,对测量资料进行通化处理 ,通化时间为 2 0 0 2年 5月 5日 16～ 18时 (世界时 ) .通化后的观测均方差分别优于 1.5nT(地磁场总强度F) ,0 .5′(磁偏角D和磁倾角I) .将国际参考地磁场 (IGRF2 0 0 0 )作为地磁正常场 ,建立了京津冀地区地磁异常场的球冠谐模型 (BTHASCH) .球冠极的空间位置坐标为 39.5°N和 117.0°E ,球冠半角为 4° .在模型计算过程中 ,球冠谐函数的截断阶数分别取为 1～ 10 .经综合比较 ,最终采用的截断阶数为 5 .建立了京津冀地区参考地磁场的球冠谐模型 (BTHGRF) .根据模型 ,绘制了京津冀地区地磁异常场图 (ΔX、ΔY、ΔZ、ΔF、ΔD、ΔI)和京津冀地区地磁图 (X、Y、Z、F、D、I)

航空磁测中正常地磁场校正

在地球物理勘探中,磁异常是地磁场同正常地磁场的差,去除正常地磁场背景能够获得磁异常信息,正常地磁场校正是航空磁测资料处理中的必要环节。这里从航空磁测资料处理实际出发,针对正常地磁场计算、校正中坐标系变换、改正方式等关键问题进行分析,同时对行业规范中存在的问题进行讨论,以明确航空磁测中正常地磁场校正处理的方式,这些结论可供地面磁法勘探参考。

地磁场的漂移运动和强度变化

在修正了Briggs提出的移动变形图案相关分析法基础上 ,对全球非偶极子磁场以及 6个行星尺度磁异常区的漂移特性和强度变化进行了研究 .结果表明 ,在 1 90 0— 2 0 0 0年期间 ,全球非偶极子磁场以 0 1 5°/a的平均速度向西漂移 ,强度累计增长了 2 9% ;6个行星尺度异常区的西漂运动存在明显差异 ,其中漂移最快的是赤道附近的非洲异常 ,平均西漂速度为 0 2 6°/a,其次是南半球的澳大利亚异常 (0 2 3°/a) ,最慢的是欧亚异常 (0 0 9°/a) .除西漂外 ,大多数异常区还有较小的北向漂移 .在 1 940— 1 955年期间北半球的欧亚、北美和北大西洋 3个异常区以及赤道地区的非洲异常几乎同时由西漂或西南漂转为西北向漂移 ;紧接着 ,南半球的南大西洋和澳大利亚两个异常区的漂移特征也发生明显变化 ,主要是漂移明显减慢 ,而不是漂移方向的转折 .在 6个异常区中 ,澳大利亚、南大西洋、非洲和欧亚 4个异常区的强度有明显增加 。

泰勒多项式拟合法在区域地磁场建模中的应用研究

针对地磁辅助导航定位中基准图制备的需要,采用了建立区域地磁场模型的方法。分析了现有地磁场建模方法及各自的适用范围,选择泰勒多项式拟合法用于区域地磁场建模,对野值剔除原则进行了改进,对模型的验证方法进行了探讨。最后用泰勒多项式对某区域地磁场总强度F的数值进行了拟合,拟合结果表明区域地磁场模型的均方偏差远低于世界地磁场模型和局部地磁场模型。

地磁场能量在地球内部的分布及其长期变化

用国际参考地磁场模型 (IGRF)分析了地磁场能量在地球内部的分布及其长期变化 .结果表明 ,从 1 90 0年到 2 0 0 5年 ,地核以外地磁场总能量由 6 .81 8× 1 0 1 8J减少到 6 .5 94× 1 0 1 8J,减小了 3 .3 % ,地表以外地磁场总能量由 8.6 5 8× 1 0 1 7J减小到 7.6 73× 1 0 1 7J,减小了 1 1 .4% .分析地球内部不同圈层地磁场能量的变化表明 ,地壳 (A层 )、上地幔 (B层 )、转换带 (C层 )、下地幔D′层的地磁场总能量在减小 ,但是下地幔D″层的地磁场总能量却在快速增加 .磁能密度随时间的变化更清楚地显示出磁能增加和减小的分界面在r=3 840km处 .上述结果表明 ,地核和地表以外地磁场总能量在趋势性减小的同时 ,也在进行重新分配 .进一步分析表明 ,下地幔D″层磁能快速增长 ,主要是由高阶磁多极子的增强引起的 .在地磁场倒转前 ,偶极矩减小而多极性相对增强在能量分布上的表现就是磁能向下地幔底部 (特别是D″层 )集中 .

第11代国际地磁参考场

2009年12月,国际地磁学与高空物理学协会(IAGA)发布了第11代国际地磁参考场(IGRF-11)。第11代IGRF包括1900.0—2010.0年代(间隔为5年)共23个地磁模型与2010.0—2015.0年代地磁长期变化的预测模型,其中1900.0—1995.0年代模型的阶次为N=M=10,相应球谐系数的精度为1 nT;2000.0—2010.0年代模型的阶次为N=M=13,其球谐系数的精度为0.1 nT;而2010.0—2015.0年代地磁长期变化预测模型的阶次为N=M=8,其球谐系数的精度为0.1 nT。本文概述了第11代国际地磁参考场及其2010.0年代地磁模型与2010.0—2015.0年代地磁长期变化的预测模型。

国际地磁参考场模型及其应用——以南海及其周边区域为例

文章介绍最新的第12代国际地磁参考场(IGRF-12)模型,选取5个具有代表性的日期,应用该模型提取和计算1997—2017年全球地磁正常场值并绘制平面分布图,研究结果表明:全球地磁正常场的总体结构较稳定,IGRF模型具有可靠性。以南海及其周边区域为例,应用IGFR-12模型,采用数据统计、图形展示和时间域对比的综合分析方式,分析其在不同时间段内地磁正常场的分布特征和变化规律,研究结果表明:研究区地磁正常场值总体较低,变化较缓慢,呈增长趋势;地磁正常场总体北高南低且变化较大,同一纬度西高东低且变化较小;地磁正常场变化量由大到小的时间段依次为2012—2017年、2007—2012年、1997—2002年、2002—2007年,与IGRF-12中不同模型的差异相对应;IGRF模型中确定场模型数据的稳定性较优,预测场模型的可靠性较高但需进一步校正。

国际地磁参考场的计算

国际地磁参考场(IGRF)是一种表示地磁场正常场及其长期变化的数学模式——球谐模式。为使用高斯级数表达式,推导出了Schmidt-Legendre函数的递推公式,编制了计算各种坐标系的地磁三分量和地磁场总强度及其它地磁要素的程序,以便于对航磁数据进行正常场改正。

1900—2000年亚洲地磁场长期变化

根据第七代国际地磁参考场（ＩＲＦ）．计算亚洲地区（１０Ｎ—７０Ｎ，４０Ｅ－－１６０Ｅ）各个地磁要素１９００－－２０００年期间（时间间隔为５年）１网格值；绘制相应年代地磁北向分量（Ｘ）、东向分量（Ｙ）和垂直分量（Ｚ）的长期变化分布图；分析地滋长期变化的时空变化特征．

根据国际地磁参考场计算我国西南地区正常场

本文给出了根据国际地磁参考场(IGRF)计算地球正常磁场的方法,并计算了我国西南地区1990.0年的正常磁场。

地磁场模型研究

国际地磁参考场与局部地磁场模型的研究 ,具有深远的学科意义与巨大的实用价值。研究好地磁场模型 ,将可以提供准确的地磁场信息 ,丰富“数字地球”

国际地磁参考场在我国地磁基础研究中的应用

国际地磁参考场资料在我国得到广泛应用。利用国际地磁参考场资料 ,我国学者研究了高斯分析、地球磁场模型及其源场可能位置、重磁关系、核幔耦合、地磁场能量、地球非偶极子磁场西向漂移等。在绘制中国地磁等值图中也利用了某些国际地磁参考场资料。

国际地磁参考场及其计算

国际地磁参考场是正常地磁场的一种表达模式，简称IGRF，它可用于地球物理勘探、航海、国防等领域。本文列出了1990－1995的球谐系数并详细叙述了计算的公式、步骤与技术。

IGRF在地磁研究中的应用

IGRF(国际地磁参考场)资料在地磁学的基础研究中得到广泛的应用.利用IGRF国内外学者研究了高斯分析、地球磁场模型及其源场可能位置、重磁关系、核幔耦合、地磁场能量、地球非偶极子磁场以及长期变化场的西向漂移等,研究了IGRF在我国地区的误差以及产生的原因.在研制中国地磁等值图中也得到某些应用.

主磁场谐波成分的空间相对强度分析

利用IGRF国际参考地磁场模型,计算并分析了7~13阶球谐成分对主磁场的贡献。结果表明,地磁场要素F、H和I的空间梯度具有显著的空间不均匀性,有些区域梯度变化平缓,有些地区梯度呈涡状结构,进而由地磁场的空间梯度估算得到卫星高度的空间相对变化强度,以及卫星上安装磁强计的伸杆震颤可能引起的观测误差。此外,主磁场梯度的长期变化非常缓慢,在大约150年间其最大变化强度约为6nT。对于中国电磁卫星5年的设计寿命而言,梯度变化幅度可能约为0.04nT,该梯度变化量对于主磁场的空间相对强度不会产生显著影响。