Теоретическое введение
 Скачать 0.63 Mb.
|
|
°N и 71,6°W, а в 2010-м - 80,0°N и 72,0°W. Истинный магнитный Северный полюс (тот, который выявляют замеры) с 2000 года сместился с 81,0°N и 109,7°W к 85,2°N и 127,1°W. В течение почти всего ХХ века он делал не более 10 км в год, но после 1980 года вдруг начал двигаться гораздо быстрее. В начале 90-х годов его скорость превысила 15 км в год и продолжает расти. Сейчас магнитный полюс мигрирует на северо-запад, перемещаясь ежегодно на 50 км. В данный момент северный магнитный полюс смещается от Канадского арктического архипелага к Таймыру. Если вектор его движения не изменится в течение нескольких десятилетий, то к середине XXI столетия он окажется в Сибири. Магнитный южный полюс движется со скоростью не более 10-15 км. В результате вековых вариаций геомагнитный полюс прецессирует относительно географического полюса с периодом около 1200 лет. На больших расстояниях магнитное поле Земли несимметрично. По мере удаления от поверхности Земли усиливается воздействие солнечного ветра: со стороны Солнца геомагнитное поле сжимается, а с противоположной, ночной стороны, оно вытягивается в длинный «хвост», который простирается на сотни тысяч километров, выходя за орбиту Луны. Это вызывает суточные изменения магнитного поля Земли. Область околоземного космического пространства, контролируемая магнитным полем Земли, называется магнитосферой. Подсолнечная точка магнитосферы в среднем находится на расстоянии 10 земных радиусов. Тот же солнечный ветер вызывает и так называемые магнитные бури - временные возмущения магнитного поля Земли с заметным искажением его характеристик. Некоторые магнитные бури начинаются неожиданно и почти одновременно по всей Земле, а другие развиваются постепенно. Они могут продолжаться несколько часов и даже суток. В итоге, магнитное поле Земли представляет собой совокупность нескольких составляющих: - основное магнитное поле Земли, испытывающее медленные изменения во времени (вековые вариации); - мировые аномалии - отклонения от эквивалентного диполя до 20% напряженности отдельных областей с характерными размерами до 10 000 км; эти аномальные поля испытывают вековые вариации, приводящие к изменениям со временем в течение многих лет и столетии; - магнитные поля локальных областей внешних оболочек с протяженностью от нескольких до сотен километров (локальные аномалии); - переменное магнитное поле Земли (так же называемое внешним) определяется источниками в виде токовых систем, возникающих под воздействием солнечного ветра и находящимися за пределами земной поверхности и в ее атмосфере. Магнитное поле Земли характеризуется вектором напряженностью T (его часто еще называют полным вектором), его горизонтальной H и вертикальной Z составляющими, магнитным наклонением I и магнитным склонением d. Свободно подвешенная магнитная стрелка показывает направление вектора T в рассматриваемой точке магнитного поля Земли. Угол магнитного наклонения I лежит в плоскости магнитного меридиана и является углом между плоскостью истинного горизонта и вектором T. Магнитное склонение d - это горизонтальный угол между истинным (географическим) и магнитным меридианом в определенной точке земной поверхности. Кроме магнитного меридиана существуют и другие понятия, аналогичные географическим терминам. Так, магнитным экватор является линия, для которой I = 0°, магнитным экватор - линия равных отклонений. На магнитном полюсе I = 90°. В литературе, в том числе и специальной, можно заметить некоторый парадокс, касающийся единиц измерения напряженности. Как было сказано выше, напряженность поля измеряется в А/м, а индукция в Тл. В учебных и навигационных пособиях для характеристики магнитного поля Земли, как правило, используется напряженность поля, вместе с тем в качестве числовых значений указывается значения индукции с соответствующими единицами измерения. Например, можно прочитать: «среднее значение напряженности магнитного поля Земли составляет 50 мкТл» (хотя это - среднее значение индукции магнитного поля, а среднее значение напряженности равно 40 А/м). Нередко наименование характеристики вовсе опускается и можно встретить такие словосочетания, как «горизонтальная составляющая магнитного поля Земли». В «Атласе океанов» для напряженности используется такая внесистемная единица измерения напряженности, как «эрстед», которому соответствует 79,6 А/м и магнитная индукция, равная 100 мкТл. Элементы земного магнетизма связаны между собой следующими соотношениями: T2 = H2 + Z2; H = T cos I; Z = T sin I; Z = HtgI. (5.1) [3, стр. 67 – 72] Решение. Выведем магнитное наклонение из формулы (5.1): tgI = Z / H I = arctg(Z/H) I = arctg (49919,6/3515,7) = 86 [град] Ответ: Магнитное наклонение равно I = 86° Задача 168. По известным величинам первого уравнения Пуассона, среди которых продольная составляющая X’ индукции магнитного поля, действующего на произвольно установленный путевой магнитный компас (в мкТл), составляющие X,Y,Z индукции магнитного поля Земли в месте установки компаса (в мкТл), параметры Пуассона a,b и продольная составляющая P индукции магнитного поля магнитотвердого судового железа (судовая продольная сила, мкТл). Определить параметр с.
|