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 。

带电粒子在地磁场中的漂移运动

利用数值计算方法模拟带电粒子在地磁场中的运动轨迹,分析了入射角度和起始位置对带电粒子在地磁场中的横向漂移运动的影响并将结果可视化。

马兰黄土中Laschamp地磁漂移的^(10)Be记录与古地磁测试结果的初步对比

Laschamp地磁场漂移事件发生的确切年代(~42 ka BP)已通过相对独立的同位素定年手段确定,并被证实具有全球性特征。但这一事件在我国马兰黄土地层中的记录存在着明显的空间差异。本文初步对比了最近发表的黄土高原洛川剖面^(10)Be记录的Laschamp漂移信息和前人根据该剖面古地磁参数异常结合Heinrich冷事件所确定的Laschamp记录层位结果,进一步证实了这一地磁漂移事件在马兰黄土地层中记录的真实性.同时初步对比也显示根据旧Be产率异常增高对应的磁场强度低值确定的Lashcamp层位偏上,而古地磁异常确定的Laschamp层位相对偏下约76 cm。排除因采样剖面分辨率不同的可能影响,两种手段记录同一地磁漂移事件的显著层位差异具有指示意义,可能为未来研究黄土-古土壤序列沉积剩磁获得过程提供新的途径。

日长变化与地磁场变化的时滞相关分析

利用历史地磁场模型资料和日长资料,计算和分析了1840-2000年期间地磁场变化与日长变化的互相关特点。结果表明,地磁变化与日长变化存在时滞相关。地磁场强度参数的变化比日长变化超前7.5-10a（年）;地磁场西向漂移参数比日长变化滞后,其中,西漂分量.λ2^1和 λ3^2滞后7.5a,而地磁场的平均漂移速度和纬度漂移分量滞后20-22.5a。

降尘^(10)Be浓度对黄土^(10)Be示踪地磁场变化研究的影响

运用我国黄土地层中的^(10)Be记录来示踪地磁场漂移事件和重建相对强度变化历史在最近几年取得了显著进展。开展上述研究的关键点之一在于如何对黄土^(10)Be记录中包含的源区降尘^(10)Be浓度等信号的相对贡献进行合理估算。本文参考最新的现代粉尘^(10)Be浓度观测数据,设计了3种改变降尘^(10)Be浓度的情景分别建立了130 ka以来黄土^(10)Be记录的地磁场漂移事件时间序列。综合对比表明,3种情景下的重建结果并无差异,说明源区降尘^(10)Be浓度幅值变化不会对^(10)Be示踪地磁场变化的结果产生显著影响。同时分离的130 ka以来受地磁场变化影响的^(10)Be记录可与PISO-1500等全球典型地磁场强度曲线良好对比,并完整地记录了蒙诺湖(Mono Lake)、拉尚(Laschamp)、挪威海-格陵兰(Norweigian-Greenland sea event)和布莱克(Blake)等主要地磁场漂移事件,揭示了黄土^(10)Be重建的地磁场变化曲线的全球尺度意义并印证了中国黄土在千年尺度的连续性问题。

基于改进深度信念网络的TMR电流传感器温漂与地磁场校正方法

精确电流值的测量是电网精益化运行决策的重要前提,高灵敏度、高精度TMR电流传感器的提出有效提升了电流测量能力.与此同时需要重点考虑温度漂移以及空间地磁场在TMR电流传感器测量过程中的影响.针对该问题,本文提出了基于改进深度信念网络的TMR电流传感器温漂与地磁场校正方法.首先,针对TMR电流传感器由于受到强磁场干扰或故障下的异常输出数据,利用贝叶斯结合信息熵理论识别并剔除;其次,使用改进深度信念网络重构空间地磁场、温度与TMR电流传感器测量输出的映射关系;最后,本文对所研发的TMR电流传感器进行了标定实验和误差分析.实验结果表明,在-40~80℃的温度变化范围内,算法补偿后的温度漂移系数由900×10^(-6)/℃降至32.33×10^(-6)/℃.TMR电流传感器对地磁场的敏感程度明显降低,平均绝对百分比误差由2.1530%降低到0.4109%,均方根误差由0.1048 A降低为0.0200 A.

地磁场对彩色显像管的影响分析

手机、电视、电子表、音响设施等，所有的电子产品都受到地磁场的影响，如何克服和对策此类影响是电子行业面临的技术难题之一。作为显示器件的彩色显像管，当它工作时由电子枪阴极逸出的电子经过偏转场，进入漂移空间，最后穿过荫罩孔正确着屏轰击荧光粉，产生绚丽多彩的图象画面。地磁场虽是弱磁场，在地面上的平均磁感强度约为0．5Gs，在南北极最大也不过0．6Gs，但是，在这一段漂移的空间里，电子束受地磁场洛仑兹力的作用，会偏离精确校正的方向而误着屏，引起色纯不良，使图像画面的色彩不真。

用虚地磁极(VGP)方法对地磁场随时间变化的研究

首次引用古地磁学中虚地磁极（ＶＧＰ）的计算方法来研究现代地磁场的变化规律。通过对中国地区６个台站资料的分析以及对全球３９个台站资料的分析结果可以得出结论：利用地磁场角度分量来研究长期变化是可行的；ＶＧＰ的漂移情况正好表明非偶极子磁场的存在与随时间的变化；ＶＧＰ漂移方向的全球分布与地磁长期变化场的有关分量等值图之间的一致性较好。

动物节律与地磁场的变化关系

动物在地震前出现行为异常现象，已被国内外多次震例所证实。但是，对于其产生异常的原因和各种动物自身正常生活节律的形成，至今仍是个探索性的问题。地球磁场的变化大体上可分为长期变化和短期变化。长期变化如磁极移动、西向漂移、磁场强度的稳定衰减以及地史上曾多次发生过的地磁极性倒转等；短期变化又可分为扰动变化和非扰动变化。

中国黄土中Blake地磁极性漂移事件记录的空间对比

与地磁场极性倒转类似,较短尺度的极性漂移事件同样记录了丰富的地球内部动力学过程信息,其发生的年代可通过同位素定年手段确定并具有全球可对比性,因此也可为全球气候记录的对比提供时间标记。Blake事件是晚更新世一次重要的地磁场漂移事件,它首次在印度洋和加勒比海沉积物中被检测到,随后的研究证实其具有全球性特征。厚层连续的黄土-古土壤序列是研究亚洲季风气候演化和地磁场变化的良好载体,但是Blake事件在我国黄土序列,尤其是六盘山东西两侧黄土地层中的记录差异明显,其在黄土中的记录特征、转换过程和持续时间至今仍存争议。本文综合比较了目前报导的有关中国黄土中Blake事件的古地磁学研究成果,通过进一步对比分析古地磁和宇宙成因核素^(10)Be示踪Blake事件的新结果,探讨了黄土中Blake事件记录的空间差异和可能影响因素,同时建议未来应将^(10)Be示踪与古地磁测试相结合,进一步加强针对黄土Blake事件的空间对比和极性漂移过程中黄土剩磁机理的研究,为认识地磁极性漂移事件的特征、规律以及将其作为标志物服务于黄土年代学和全球气候记录对比做出贡献。

非偶极子磁场西向漂移的频散特征

根据第8代国际参考地磁场的资料,本文采用Briggs方法对1900～2000年期间m=1～10次谐波的磁位的全球平均西向漂移速度进行了计算和分析,得出了与Hide的理论预测完全不同的频散特征,即地磁场西向漂移呈现出负频散特征.本文还就Briggs方法得到的结果与采用Malin纬度剖面法的结果进行了比较和讨论,结果表明,正是由于非偶极子磁场的某些谐波分量及其漂移速度的全球分布存在着纬度依赖性,导致了两种方法计算出的个别谐波的漂移速度存在着较大的差异.

1900年以来地磁场西向漂移的全球特征

根据最新公布的第 7代国际地磁参考场模型 (IGRF) ,用 4种方法计算 190 0～ 2 0 0 0年的地球磁场的西漂 ,分析西漂的时间变化规律和不同纬度圈的漂移特点 .结果表明 ,不同的方法得出的漂移速度有一定差异 .西漂主要是非偶极子磁场产生 ,低阶球谐项平均西漂大 ,其中 2阶项最大 ,高阶球谐项西漂小 .西漂的地理分布特征是北纬 40～ 80°N和南纬 70～ 80°S之间西漂速度较小 ,0～ 6 0°S之间西漂速度较大 .

近130ka以来地球磁场相对强度变化:南海南部NS93-5钻孔记录

选择位于南沙台地的NS93-5钻孔进行地磁场相对强度的研究。根据氧同位素地层学（MIS1～MIS5），建立130ka以来的沉积序列。岩石磁场研究表明，沉积物中的磁性矿物主要为1—15μm的细粒磁铁矿，磁性矿物浓度的变化在同一数量级之内，而且沉积物磁性比较稳定。选择NRM／X作为相对磁场强度的估计指标，发现在10-100ka时间尺度上，可以很好地进行全球对比，千年时间尺度上尽管有一定的误差，但也可以进行有效对比。130ka以来，有4次强度变化的低谷，分别发生在32．5—40ka、44—52．5ka、66．5-70ka和100-109．5ka。其中32．5—40ka和100～109．5ka两次强度的低值可能分别记录了Laschamp事件和Blake事件。这种高分辨率的地球磁场相对强度的全球可对比性，为全球高频气候和环境变化的研究提供了一种可选的年代对比框架。

1600—2000年地球主磁场的全球变化

根据汤普森 (Thompson)地磁场模型和第 8代IGRF模型 ,计算了 16 0 0— 2 0 0 0年期间的偶极子磁场、非偶极子磁场、西向漂移和地磁功率谱等反映主磁场变化的主要参数 ,分析了各个参数的长期变化特征。主要结果是 :4 0 0年来地磁场的偶极子磁矩持续减小 ,180 0年以来磁心的位置快速离开地心向太平洋方向移动了 2 91km ;西向漂移有大约 30年左右的周期 ;非偶极子磁场异常中 ,南大西洋正磁异常、非洲负磁异常和大洋洲负磁异常是 16 0 0年以来一直存在的 3个大型磁异常 ,东亚正磁异常和北美正磁异常是 170 0年后逐渐形成的 。

偏心偶极子漂移速率的计算与分析

本文根据国际地磁参考场模型ＤＧＲＦ１９４５－１９８５、ＩＧＲＦ１９９０和ＳＶ１９９０－１９９５。计算近期偏心偶极位置和漂移速度。并对西向漂移速度进行了分析。结果表明，１９７０年以前，漂移速度是连续下降，到１９７０最低值，以后，又呈上升趋势。这一现象与地磁长期变化加速度的突然变化即＂Ｊｅｒｋ＂有很好的相关性。

什么引起了最近北磁极的加速漂移?

引言北磁极位于地磁场竖直向下的地球表面。虽然地核通过内部对流的地球发电机过程维持了地球的主磁场,但却引起了北磁极随时间的不断漂移。北磁极的漂移速度从20世纪90年代初的15km/a突然增加到90年代末的55km/a。由于此前150多年里观测到的北磁极漂移速度不超过15km/a,所以漂移的加速引起了大家的广泛关注。

地磁场漂移机理

地磁场漂移不是孤立的,而与地球发电机制密切相关,是地球发电机制中的一个组成环节.笔者用《地球电磁场系统构成和运行机制》一文所建立的地电荷发电机制,对地磁场漂移运动进行了分析.从地磁场、地球运动对地电荷运行的微观与宏观作用,及其各物理量之间的相关性,对地磁场的漂移机理作了探讨,是对地球电磁场系统构成和运行机制的进一步阐释.由此构建了由地球运行、地电荷、地电流、地磁场、地电场、地内电磁感应电流、空间电场构成的地球发电机制,及其正交系统;探讨了地磁场西漂及漂移的物理意义.

马兰黄土剩磁不存在显著Lock-in效应:来自Laschamp地磁漂移的证据

中国黄土-古土壤序列的年代框架主要是基于磁性地层所建立的．然而，黄土剩磁是否存在显著的lock—in效应，目前仍存在很大争议．通过比较黄土高原洛川剖面记录的地磁异常和大西洋Heinrich冰筏事件在马兰黄土地层中的位置，揭示了Laschamp地磁漂移被记录在两次寒冷事件（距今～39ka的H4及～48ka的H5）之间，估算的Laschamp地磁漂移相应的年代大约为41．7～43．7ka，与该地磁事件的年龄（大约40～41ka）相近．这说明，马兰黄土的剩磁不存在显著的Lock-in效应．

^10Be产率-地磁场转换方程的建立及其在黄土研究中的应用

建立了10Be产率-古地磁场强度的便捷转换方程,并以洛川剖面最近80ka的10Be浓度记录结合磁化率等气候代用指标为研究对象,利用全新的LGM分离方法将影响黄土10Be浓度的气候因素和地磁场因素进行了分离,成功示踪了末次冰期阶段拉尚(Laschamp(42ka))、莫诺湖(Mono Lake(32ka))等古地磁漂移事件,进而定量重建了最近80ka地磁场强度变化历史.重建结果与全球典型地磁场强度曲线(SINT-200,NAPIS75等)具有几乎同步的变化特征,从而表明采用LGM方法和新的转换方程在利用黄土10Be记录示踪和重建古地磁场强度研究中的实用意义及应用前景.通过分析表明,季风区降水的不均匀性是导致黄土10Be浓度无法直接示踪古地磁场漂移事件的主要原因,而来自粉尘源区的尘降10Be浓度和尘降磁化率具有"准恒定分布"特征.

地磁场西漂的纬度变化和频散特征

用第8代国际参考地磁场模型和纬度剖面分析法, 研究了地球主磁场不同波长成分的西漂速度随纬度的变化. 结果表明, 各种波长成分的西漂速度均有明显的纬度依赖性, 其中, 一次波全球平均西漂速度为0.189?a, 最快的西漂(0.295?a)发生在北纬40皛45? 二次波的全球平均西漂速度为0.411?a, 最快的西漂(1.305?a)发生在南纬60? 波长更短的磁场成分西漂速度较小, 而且漂移只发生在较小的纬度范围内. 西漂速度的纬度依赖性不能用地核整体旋转解释. 西漂速度随磁场成分的波长而变化, 除了一次波外, 西漂速度随波长减小而逐渐减小, 即磁场西漂呈现负频散特征, 这一特点与Hide的磁流体波的理论预测结果也不符合. 为了合理地解释地磁场西漂, 必须全面考虑地核内部复杂的流动过程.