地磁场强度（成都地磁场强度）

地磁场大小

地磁场不是固定的。

地磁场大小是指地磁场的强度，也颤毕埋就是磁感应强度B，它是一个矢量，可以用特斯拉（T）作为单位来表示。地磁场的大小在地球表面上不同的地方是不一样的，一般来说，在赤道附近最大，约为0.03～0.04毫特斯拉（mT），由赤道向两极数值逐渐减小，两极为零。

地磁场大小可以用不同的方法来测量和描述，常数悔用的有以下几种：

1、用指南针测量地磁场在水平面上的方向，也就是偏茄蚂磁角D，它是地磁场水平分量H与地理北方向之间的夹角。

2、用倾斜仪测量地磁场与水平面的夹角，也就是磁倾角I，它是地磁场总强度T与水平面之间的夹角。

地球磁场的威力是什么样的呢？

地磁场强首仔瞎度大约是500-600毫高斯,也就是5-6*E-5特斯拉。对生物的影响：像海龟、鲸鱼、候鸟等众多迁徙动物均能走南闯北，每年可旅行几千公里，中途往往还要经过汪洋大海，但是还能测定精确的位置。科学家们发现，海龟能通过地球磁场者空和太阳及其他星体的位置戚启来辨别方向。但对于迁徙中的海龟来说，仅有“方向感”是不够的，它们可能还有一张“地图”，用于明确自己的地理位置，最终到达某个特定的目的地。美国北卡罗来纳大学查珀尔希尔分校的肯洛曼研究小组发现，绿海龟对不同地理位置间的地磁场强度、方向的差别十分“敏感”，它们能通过地磁场为自己绘制一张地图。信鸽能在遥远的地方飞回而不迷失方向，也是由于地磁的帮助地磁场的强弱叫地磁感（应）强度，地磁场的磁子午线与地理子午线间的夹角叫磁偏角，地球上某处地磁场方向与地面水平方向间的夹角叫磁倾角，这三个物理量称为“地磁三要素”。但是从地球的一个地方到邻近的另一个地方，地磁要素的变化一般都十分微小。

地磁场图记录了地球表面各点的地磁场的基本数据和它们的变化规律，它是航海、航空、军事以及地质工作不可缺少的工具。船舶和飞机航行时，用磁罗盘测得的是地磁方位角，因此只有知道了当时当地的磁偏角数值，才能确定地理方位和航行路线。

地球的磁性

地球周围空间存在着磁场，称为地磁场(图1-12)。地磁场近似于磁偶极子的磁场，它有两个磁极，磁北极为磁偶极子的S极，磁南极为磁偶极子的N极。磁南、北极与地理两极的位置相近，但并不重合，而且地磁极位置仍在不停地移动变化着。目前地磁极与地理南北极的夹角为11°44′。

图1-12 地球的磁场

(据W.K.汉布林，1980)

图1-13 地磁要素示意图

(据P.J.怀利，1980)

由于磁南北极和地理南北极有一个交角，因此磁子午线与地理子午线之间也存在一个夹角称为磁偏角(D)。磁偏角位于地理子午线以东称东偏；磁偏角位于地理子午线以西称西偏。在实际工作中以罗盘指针与地理子午线的夹角作为磁偏角，因此必须根据所在地理位置校正罗盘的刻度盘。地球表面的磁力线与水平面也存在一定的交角，称为磁倾角(I)。磁倾角的大小因地而异，在赤道为0°，向南北两极逐渐增大，在磁南北极为90°，此时罗盘的磁针就会竖起来。因此罗盘必须因地而制加以校正。地磁场以代号F 表示，强度单位为A/m。地磁场强度是一个矢量，可以芹亏分解为水平分量H和垂直分量Z。地磁场的状态则用磁场强度F、磁偏角D、磁倾角I这三个地磁要素来确定(图1-13)。

实际观测发现，地磁场随时间的变化有日变化、年变化、长期性变化和突然性变化。日变化的磁偏角变化幅度为几分；年变嫌巧神化可能与电离层及太阳活动的变化有关；突然性的变化表现为几天或几小时内磁场强度的大幅度变化(可达几个安培/米)，这种突然性变化称为磁暴，它与太阳黑子、空间电流等现象有关。如果把短期变化、磁暴等的影响清除，便可恢复地磁场的原来面貌。

通过设在各地的地磁台所测的地磁要素数据，经校正并消除了地磁的短期和局部变化等的影响，便得到地磁场的宽扮“正常值”或称背景值。如果在实际测定时，发现所测的地磁要素数值与“正常值”偏离。称为地磁异常。地磁异常是地壳中具磁性的矿物和岩石所引起的局部磁场叠加在正常磁场上的表现。利用岩石或矿物的磁性，来寻找具磁性的矿床和了解深部地质构造情况是地球物理勘测的有效方法之一，称为磁法勘探。这一方法不仅用于地面，还可用于飞机、卫星上。

地磁场的存在，会导致岩石在其形成过程中发生磁化，这些受磁化的岩石在磁场发生改变后，仍可将原来磁化的性质部分地保留下来，形成所谓“剩余磁性”。测量岩石中的剩余磁性有助于了解地质历史时期的地磁场情况。依据岩石剩余磁性来研究地史时期地磁场的状态、磁极变化的学科称为古地磁学。大量的研究发现，在地史时期特别是中生代以来，地磁场曾经发生过许多次重大的改变，甚至地磁场方向(极性)曾发生过多次的倒转(即反向的磁场方向和正向磁场方向刚好相差180°左右)。它对于地学研究有着重要的理论意义和实践意义。

漫谈地磁场问题:地磁场强度

地球是一个巨大的磁体，地磁场与人类的生存、生活有着密切的联系，下面就有关地磁场的相关问题漫谈如下。� 一、地磁场的三要素� 1.磁偏角。� 地球的磁极与地理的南北两极并不重和，而是存在着一个夹角，这个夹角就是磁偏角，所以小磁针静止的时候所指的方向并不是南北方向仅仅是近似的。�

2.磁倾角。�

磁感线在磁体的外部从北极指向南极，所以地磁场的磁感线一般不与地面平行，而与水平面交成一定的角度，这个角叫磁倾角。�

3.磁感应强度。�

磁偏角和磁倾角只能确定磁场的方向，而不能表明磁场的强弱，磁场的强弱用磁感应强度B表示。在地球两极附近，地磁场的磁感应强度约为5×10��-5�T。�

二、地磁场的来源�

关于地磁场的成因，迄今为止还没有定论。关于地磁场的来源主要有三种假说：�

假说1：地核是有铁合金组成的，中心附近是固体，其他部分是呈熔融状态的液体，这种金属化的液体不停的运动，这些材料中存在大量的游离电荷，由于地球的不断自转以及金属化流体的不停运动而形成电流，从而产生地磁场。�

假说2：地磁场源于外层空间大气中的大量带正电荷的气体，由于地球的自转，导致地球外层空间中带正电的气体和地球表面存在相对运动的情况，正是由于这种电荷的相对运动形成了地球磁场。根据上述说法，太阳系中存在气体的行星，都会存在磁场。�

假说3：19世纪20年代，以塞贝克为代表的科学家已经认识到：温度差会引起电流。安培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面的温度差，从而提出假设，地磁场是由绕地球的环形电流引起的，该假设中的电流的方向是由东向西垂直磁子午线。�

三、地磁场对宇宙射线的作用�

地磁场的强度并不大，在地面附近的磁感应强度大约只有5×10��-5�T，而一般的永久磁体附近的磁感应强度可达0.4-07T。地磁场对地球上的生命来说，又十分重要的意义。在射向地球的各种宇宙射线中，有许多是高能带电粒子，当这些带电粒子进入地磁场后，由于洛伦兹力的作用，将改变其运动桥灶方向，从而对宇宙射线起了一定的阻挡作用。对地球形成一个“保护盾”，减少了来自太空的宇宙射线的侵袭，地球上生物才得以生存进化。如果没有了这个保护盾，外来的宇宙射线，旁森会将最初出现在地球上的生命幼苗全部杀死，根本无法在地球上滋生，也就没有今天的生机勃勃的生命世界了。�

四、地磁场的应用�

1.地磁发电。�

据报道，1992年7月，美国“阿特兰蒂斯号”航天飞机进行了一次卫星悬绳发电实验.航天飞机在地球赤道上空离地面约处自东向西飞行，运消亩相对地面的速度大约6．51×10�3m／s.从航天飞机上向地心方向发射一颗卫星，携带一根长20km，电阻为800Ω的金属悬绳，使这根悬绳与地磁场垂直，做切割磁感线运动.假定这一范围内的地磁场是均匀的，磁感应强度约为4×10�3T，且认为悬绳上各点的切割速度和航天飞机的速度相同.根据理论设计，通过电离层(由等离子体组成)的作用，悬绳上可产生大约3A的感应电流.然而该项实验由于缆绳断裂只取得部分成功。�

2.地磁探矿。�

据测算，地磁场的变化有一定的规律性.比如在我国境内，每向北走一公里，地磁感应强度的变化约为一亿分之几特.小范围内地磁感应强度和磁倾角几乎没有什么变化.但是，有时地磁场的变化非常明显，有的地方会出现磁针反常现象，磁针不再指向南北方向.在某些山区，磁针甚至变成直立状态。这种电磁场的剧变称作地磁异常.显然，出现地磁异常的区域，地下一定蕴藏着丰富的磁铁矿，我们可以根据地磁异常现象来探测磁铁矿区。�

1954年，我国一支地质探矿队发现，在山东某个地区面积大约四平方公里的范围内，地磁感应强度异常极大值达到了3．5×10��-6�T.地质队员们推测，这里一定是一个储量较大的铁矿.经过钻探发掘，最终在地下450m深处发现了总厚度达62．54m的磁铁矿区。�

随着人们对地磁场研究的深入，地磁探矿的应用越来越广。地质学家们已经能够广泛应用地磁探矿来寻找铁、钴、镍、金以及石油等地下资源了。�

3.地磁预报。�

地壳中的岩石，有许多是具有磁性的.地震发生时，这些岩石受力变形，它的磁性也随之变化.在强烈地震前夕，地磁感应强度、磁倾角等都会发生变化，造成局部地磁异常，这就是所谓的“震磁效应”。掌握了震磁效应的规律，利用测量仪器监测地磁变化，就可以根据震磁效应对地震做出较准确的预报。�

4.解释自然现象。�

我们知道，太阳活动如太阳黑子、耀斑等的出现具有一定周期性。长期的天文观测表明，太阳黑子总数变化的周期约11年。当太阳黑子活动剧烈的时候，太阳喷射出大量兆电子伏能量级的带电粒子(电子、质子、离子等).这些带电粒子在掠过地球时，有许多被地磁场“捕获”。带电粒子掠过地球时形成的磁场造成地磁场和地球外围电离层的剧烈变化，从而出现无线电短波衰减和通讯中断等异常现象，这就是所谓的地磁暴。�

地磁暴发生时，在一些高纬度地区，尤其是极地上空会出现瑰丽壮观的极光.这是由于被地磁场“捕获”的大量带电粒子流在地磁场的偏转作用下，沿螺线路径朝地球的磁极运动。高速运动的高能电子或质子撞击地球大气中大量的氧、氮及其它惰性气体原子，并把能量传给气体原子的外层电子，这些电子紧接着又把获得的能量以光的形式释放出来，如氧发红光，氩发蓝光等.这就是产生极光的原因.另外，在船舶和飞机航行的时候，人类是靠磁罗盘测得的地磁方位角配合地磁场图来导航的.不只人类，许多动物的飞行和迁徙也是靠地磁场来“导航”的，如鸽子、海豚、海龟等。

地球磁场强度有多大？

这个问题可以通过计算得到。北大的电磁学教材中有这个题目，用高斯定理解和一颤晌些有关数据就可以得到。那本书和数据以及弊洞尘计算过程我放在家里了，有时间一定给你找出来。从网上查得的资料显示地球租禅表面磁场强度约5e-6特斯拉。