中国地磁测量、地磁图和地磁场模型的回顾

系统回顾中国地磁测量、地磁图和地磁场模型的发展过程.我国每10a(1950-2000年)进行一次全国范围的三分量地磁测量(磁偏角、磁倾角、水平强度或总强度),并出版相应年代的中国地磁图.还出版了1965.0年青藏高原地磁图、1980.0年青海省地磁图以及1990.0年中国海域地磁偏角图.地磁场模型包括多项式模型、矩谐模型、冠谐模型和曲面样条函数模型.根据相同的地磁资料,分别计算1950-2000年中国地磁场的多项式模型和冠谐模型.     

我国及邻近地区的嵌套式磁场模型

本文将球谐分析（SHA）和矩谐分析（RHA）依次用于空间范围逐步缩小的区域,得到了嵌套式磁场模型。这个模型可以清楚地反映出大小不同的各级地磁异常的三维结构,为研究地磁异常起源及有关的大地构造问题提供了较好的依据。本文建立的1970年代华北地区地磁场的三级嵌套模型由全球SHA模型、中国RHA模型和华北RHA模型三级组成。该模型指出,华北中部由南向北有一个由北北东逐渐转向北东东方向的Z分量正异常带,这可能与华北的地质构造有关。     

青藏高原地区地磁场研究

本文根据１９６５．０年代西藏地区地磁测量资料,选用国际地磁参考场模型和区域地磁场矩谐分析方法,对青藏高原地区地磁异常值进行计算和分析,结果表明该区地磁异常场分布的特征与地质构造,尤其是山脉的展布有密切的联系。山脉及近邻地区地磁异常场,不论是梯度,还是绝对值都明显高于相对增坦的地区。     

中国地磁场的三维结构及其长期变化

本文用矩谐分析方法得到了中国及邻近地区地磁场的三维模型。通过对本区磁异常水平分布特征及垂直递减率的分析可以推论出:中国及邻区的地磁测量资料会对国际地磁参考场（IGRF）的八极子（n=3）和更高阶磁极子（n>3）的系数计算产生影响。在1965-1970年期间,西藏磁异常中心及西太平洋磁异常中心以0.4°/年的平均速率西漂,同时以0.2°-0.6°/年的平均速率向北移动;X和Y分量的异常极值以3γ/年的速率增强,Z分量的异常极值以2-7γ/年的速率在减弱。     

九江-瑞昌MS5.7地震前后地磁场水平分量异常追踪与分析

本文利用九江-瑞昌MS5.7地震前后四期(震前一期,震后三期)地磁场三分量绝对测量观测数据,建立了震区四个不同时期地磁基本场水平分量的曲面样条模型,通过上述模型详细地追踪了九江-瑞昌地震前后地磁基本场水平分量异常演变过程,分析了九江-瑞昌地磁基本场水平分量异常的出现、衰减与九江-瑞昌地震的对应关系,并结合震区居里面埋深剖面图初步探讨了九江-瑞昌MS5.7地震的动力学背景.     

MAGSAT卫星矢量磁异常的矩谐分析

用矩谐分析的方法研究了中国及其邻域（φ=10°-60°N,λ=70°-140°E）由MAGSAT卫星获得的地磁矢量异常数据,求出了卫星高度400km处的矩谐模型.据此模型,绘出了高度400km处矩谐模型的理论磁异常图.结果表明,ΔX,ΔY,ΔZ图上有很强的区域磁异常特征,新疆地区天山、阿尔泰山、塔里木地区为很强的正异常,青藏高原和喜马拉雅山一带则为负异常区,说明这些地区存在着很强的局部磁化.     

青藏高原地磁场模型的研究

根据青藏高原地磁三分量绝对测量资料,使用泰勒多项式方法和冠谐分析方法,计 算了青藏高原地磁场（Ｘ, Ｙ,Ｚ ）的泰勒多项式模型和青藏高原地磁剩余场（△Ｘ,△Ｙ,△Ｚ）的冠谐 模型,并绘制了相应的理论地磁图．分析了磁异常点对地磁场模型的影响,对比分析了地磁 场的多项式模型和冠谐模型,讨论了地磁场模型的边界效应问题．     

2006～2010年云南东部地区磁偏角变化特征

利用2006～2010年云南东部地区9期地磁三分量观测资料,经过日变改正、长期变化改正消除地磁场的日变化及长期变化影响,计算各期地磁内源场的曲面样条模型并剥离出地磁异常场分布,求解相邻两期地磁异常场差异获取地磁异常场的变化,并对磁异常场中磁偏角分布的变化进行了描述.     

东亚地磁场的Taylor多项式模型

根据我国国家自然科学基金委员会和俄罗斯科学院的国际合作研究计划，在国际上首次同时使用中国、前苏联和蒙古的地磁复测点资料，以及东亚地区的地磁台站资料，计算出１９８０．０年东亚地磁场的Ｔａｙｌｏｒ多项式模型，并绘制出相应的东亚地磁图，给出了确定地磁场模型最大阶数的新判据。     

中国地区地磁场的球冠谐和分析

本文根据中国及其邻近地区的地磁三分量绝对测量资料,利用球冠谐和分析方法,计算出中国地区地磁剩余场的冠谐模型,地磁剩余场△X,△Y,△Z的模型均方根偏差分别为106.9,89.7,137.6 nT.提出由地磁场的国际参考地磁场和地磁剩余场的冠谐模型组成的联合模型作为中国参考地磁场的模型,它能较好地表示中国地磁场的分布.以地磁场的联合模型为正常背景场,计算出三分量磁异常的冠谐模型,并分析了磁异常的基本特征,它将为深入研究中国岩石层结构提供新证据.     

《2005.0中国地磁图》在地震监测预报中的应用

《2005.0中国地磁图》的编制完成,为地震地磁监测引出一套新的思路.江西九江-瑞昌MS 5.7地震发生后,通过对震区一定范围内地磁分量跟踪测量,在《2005.0中国地磁图》基础上,局部修正了该区域2005.0地磁基本场分量的曲面样条模型.该结果很好的表现了该区域地磁基本场分量空间分布形态的变化,为地震预报提供了数据基础.同时,该方法在安徽地区前兆异常核实中也得到了很好的应用.     

1997—2016年中国大陆地区地磁台站观测环境变化定量分析

本文利用CHAOS-6地磁场模型计算1997—2016年中国大陆地区34个地磁台站模型值,分析比较模型计算值与台站实测值之间的差异,利用国际参考场模型IGRF12计算结果进行佐证。结果表明:地磁异常场模量△T作为地磁台站观测环境的一种标志,年变化显示:①中国大陆地区34个地磁基准台绝大部分位于地磁正常区或弱磁异常区,只有少数几个地磁台位于强磁异常区;②判断1个地磁台的地磁场环境,只测量总强度（F）是不够的,必须进行三分量绝对观测,利用地磁异常场模量△T评价地磁台的地磁场环境更全面、更科学合理。     

九江-瑞昌MemＳsub5.7地震地磁异常的观测与分析y

2005年11月26日九江——瑞昌MＳ5.7地震发生前,震中及其周围地区的地磁基本场测量和相应的ldquo;2005.0中国地磁基本场曲面样条模型rdquo;显示,震中周围100 km范围内存在显著的ldquo;2005.0九江——瑞昌地磁基本场水平分量异常rdquo;. 而该异常在ldquo;1970.0中国地磁基本场曲面样条模型rdquo;中并不存在. 2005年12月在震中及其周围地区的21个测点上进行了地磁重复测量, 并建立了ldquo;局部修订2005.0中国地磁基本场曲面样条模型rdquo;. 该模型显示,震后ldquo;2005.0九江——瑞昌地磁基本场水平分量异常rdquo;明显减弱. 因此认为,ldquo;2005.0九江——瑞昌地磁基本场水平分量异常rdquo;是地震地磁前兆异常现象.      

2010.0年中国及邻近地区地磁场

本文通过对中国地区地磁场的球冠谐和分析和曲面样条分析,建立了2010.0年代的"中国地磁参考场球冠谐和模型"和"中国地磁参考场曲面样条模型".得到如下结论:"2010.0年代中国地磁参考场球冠谐和模型"描述的各地磁要素空间分布与"2005.0年代中国地磁参考场球冠谐和模型"较相似,但局部略有变化.比如对于磁偏角D和东向分量Y大致可理解为负值区域增强;磁倾角I在我国华北、华南和东北大部大面积正异常区消失了,但在我国西北部大面积的负异常区仍然维持;总强度F和垂直分量Z整体的负异常分布仍然维持,新疆西部局部地区和东南沿海地区局部的正异常分布则略有变化;变化最大的是水平分量H和北向分量X的空间分布,在2010.0年代,东南地区出现了大范围的正异常区,而且在中国北部出现了一条东西条带状的正异常区,似乎可认为是2005.0年代存在于太平洋的正异常区向西移动扩大的结果."2010.0中国地磁参考场曲面样条模型"描述的磁偏角D和东向分量Y相对较为曲折,最显著的异常位于蒙古境内,其次为滇东北地区、东北及华北大部、新疆等地区;磁倾角I和垂直分量Z相对较为平缓,最显著的异常存在于蒙古境内,其次的异常在内蒙满洲里附近;总强度F、水平分量H和北向分量X最为显著的异常位于满洲里附近,其次的主要异常区位于新疆地区、京津附近、滇东北地区.     

我国及邻近地区地磁场的矩谐分析

本文从高斯位理论出发,得到了包含内源场和外源场的局部地区地磁场矩谐级数表达式,指出了局部地区地磁场内、外源部分分离的可能性。对中国及邻近地区1970.0年地磁场的矩谐分析结果表明:在北纬10°-45°之间有一个垂直分量的负异常带,异常中心在西藏高原和太平洋西部,最大异常值分别达到-330γ和-460γ;北向分量的正异常区从北纬23°一直伸展到北纬55°以北,极大值约在北纬40°附近,极值达300γ;东向分量在整个区域呈现微弱的正异常。本文对与矩谐分析有关的截断水平、光滑处理以及误差分析等问题也进行了讨论。     

1950-1985年中国地磁长期变化的模型和分析

对1950年以来中国及其邻近地区的地磁观测台和复测点地磁三分量数据进行了系统地分析,求得这期间每5年的共7组地磁长期变化的模型（SV模型）.利用这些SV模型将需要的地磁观测值归算到所需的年代,很好地建立了1950-1985年中国地区的主磁场模型.文中还表示了中国地区1950年以来地磁各分量地磁长期变化的时空变化趋势.这些SV模型系数和国际参考地磁场系数计算的SV值与相应观测的SV值比较,由中国SV模型系数得到的均方值比国际参考场的小.     

东亚地磁场模型的计算与分析

根据中国、前苏联和蒙古等地区的地磁复测点和地磁台站资料,使用泰勒多项式方法和冠谐分析方法,计算东亚地磁场(X,Y,Z)的泰勒多项式模型和冠谐模型,以及东亚剩余磁场(ΔX,ΔY,ΔZ)的冠谐模型和泰勒多项式模型,并绘制了相应的理论地磁图. 泰勒多项式模型的展开原点位于45°N和100°E,截断阶数为7.地磁场泰勒多项式模型的均方偏差为:X分量是133.0nT,Y分量是107.4nT,Z分量是14.0nT. 球冠极点位于45°N和100°E,球冠半角为42°,冠谐模型的截断阶数为10. 剩余磁场冠谐模型的均方偏差分别为131.2nT(ΔX),112.6nT(ΔY)和13.7nT(ΔZ). 对比分析了上述两种模型. 提出了确定区域模型截断阶数的判据.     

基于Weimer模型的高纬地磁扰动预测

地磁扰动是空间天气中的重要现象,对地基技术系统具有重要的影响.准确预报地磁扰动可以有效避免重大灾害发生.本文基于Weimer电势和磁势模型发展了高纬地区地磁扰动的模拟方法,并与地面台站观测数据进行了比较.地表磁场扰动主要受电离层电流系统的影响,利用Weimer模式计算出电离层等效电流分布后,基于毕奥-萨伐尔定律推导了地磁扰动三分量与电流的关系,最终计算出地磁扰动量.模型的输入参数为太阳风速度、太阳风密度、行星际磁场和磁偶极倾角.模型计算结果与不同纬度和经度的地磁台站观测结果对比表明本文的计算方法能有效地模拟地磁暴期间地磁扰动特征.本文结果对今后发展高纬地区地磁场预报模型奠定了重要基础.     

近12000年以来北京地区地球磁场变化机理探讨

距今12000年以来北京地区地球磁场长期变化由长周期(大于1000年)和短周期(约500年)两部分组成，长周期和短周期分量分别受控于漂移场和稳定场的变化.与日本地区相比，北京地区地球磁场最显著的特征是在距今(5110-4670)±110年之间曾发生短极性漂移事件，这样的短极性地磁事件可能与地球外核流体运动的异常变化有关.     

2000年中国地磁场及其长期变化冠谐分析

根据1998～2000年完成的118个地磁测点 和39个地磁台的三分量绝对测量资料以及IGRF2000，计算2000年中国地磁场冠谐模型(截断 阶数为8)，以及2000～2005年中国地磁长期变化冠谐模型(截断阶数为6). 球冠极位于36 °N，104°E，球冠半角为30°. 中国地磁场冠谐模型能更好地表示我国地磁场的时空变化 ，地磁场模型的均方偏差为：104.4 nT(X分量)，103.3 nT(Y分量)，123.9 nT(Z分量). 依据地磁场及其长期变化的冠谐模型，分别绘制2000年中国地磁图(F，X，Y，Z)和异常磁场图(ΔF，ΔX，ΔY，ΔZ)，以及2000～2005年地磁长期变化图(F，X，Y，Z). 指出改善地磁场模型边界效应 的途径，并对如何布设地磁复测点提出了建议.