中国地磁观测

１　地磁观测的基本问题人类对地球磁场的认识是很早的,但对地球磁场的本质认识,却是在１９世纪中叶由麦克斯韦尔所确立的现代电磁场理论之后,并随着探测技术的不断发展而逐步深入的。高斯理论分析结果表明,地球表面地磁场的绝大部分来源于地球内部液体地核和地壳,来自地球外部的仅占万分之几到千分之几、有时可达百分之几,它们是由太阳、行星际空间、磁层及电离层活动所形成高空电流体系的变化及其在地下的感应变化所引起的,而且它们随时间的变化而变化。来源于地球内部的,只随时间缓慢变化,是基本稳定的,构成地磁场的主要部分（…     

1990—1991年中国地区主磁场变化—全国地磁台站资料质量分析结果

根据全国地磁台站资料质量评审中提供的信息,对全国台站1990-1991年地磁场三分量的年均值进行了分析,给出了年变率分布特征及相应的等值线图。     

应用主分量分析法研究唐山Ms7.8地震前的地磁异常

应用主分量分析法对昌黎、青光、宝坻、红山等台站(1975—1977年)三年的每月五个静日地磁绝对磁场的资料及相应时间的太阳黑子相对数的资料进行计算。结果表明,第一主分量与太阳黑子相对数对应很好,相关系数为0.9以上,而第二主分量与太阳黑子相对数的相关系数为0.03左右。对于在某一固定频率而变化的地磁外源场,内外场的比例几乎恒定在一定水平上,而在唐山地震前内外场比值有明显的异常变化,笔者认为,这个恒定水平的偏离可能是由于地壳内应力不断积累导致的地下电导率的变化而引起的。用这种方法不仅可以消除地磁场的非局部变化,而且利用内外场比值的偏离或监视内场的变化可能为使用地磁场预报地震提供一个依据。     

中国地磁台观测的2014年地磁急变

地磁急变（jerk）是起源于地球外核并在导电地幔过滤效应后在地球表面观测到的一种地磁现象,其反映了地核内部某些动力学过程.Jerks在空间范围上既可以是区域性的,也可以是全球性的.中国地区地磁台能否检测到2014年jerk？针对这一问题,利用中国大陆10个地磁台的磁静日月均值和CHAOS-6全球磁场模型,分析了X、Y和Z分量2008—2018年期间的长期变化,估算了2014年前、后的长期加速度值,确定了2014年地磁jerk的时间和强度.研究表明中国地磁台Y分量的长期变化为"Λ"型,Z分量存在明显的"V"型,具有典型的jerk特点.Y分量jerk出现的时间大约在2014年6月,比非洲大陆的Algeria TAM台和南美洲French Guiana KOU台时间滞后大约4个月.这暗示着产生jerks的地核流体波动的时序特点.中国西部和东北部地磁台的长期变化形态有明显的差别,主要由非偶极磁场引起.CHAOS-6模型与地面台站的长期变化形态并非始终一致.本文结果有助于更好地理解和解释长期变化的时间演变和地理分布,并为深入探讨jerks的地核起源和驱动机制提供新的观测约束.     

中国地磁台观测的2014年地磁急变

地磁急变（jerk）是起源于地球外核并在导电地幔过滤效应后在地球表面观测到的一种地磁现象,其反映了地核内部某些动力学过程.Jerks在空间范围上既可以是区域性的,也可以是全球性的.中国地区地磁台能否检测到2014年jerk？针对这一问题,利用中国大陆10个地磁台的磁静日月均值和CHAOS-6全球磁场模型,分析了X、Y和Z分量2008—2018年期间的长期变化,估算了2014年前、后的长期加速度值,确定了2014年地磁jerk的时间和强度.研究表明中国地磁台Y分量的长期变化为"Λ"型,Z分量存在明显的"V"型,具有典型的jerk特点.Y分量jerk出现的时间大约在2014年6月,比非洲大陆的Algeria TAM台和南美洲French Guiana KOU台时间滞后大约4个月.这暗示着产生jerks的地核流体波动的时序特点.中国西部和东北部地磁台的长期变化形态有明显的差别,主要由非偶极磁场引起.CHAOS-6模型与地面台站的长期变化形态并非始终一致.本文结果有助于更好地理解和解释长期变化的时间演变和地理分布,并为深入探讨jerks的地核起源和驱动机制提供新的观测约束.     

地磁台链的观测与研究

简要介绍了地磁台链观测在极光带电集流、赤道电集流、中低纬度大尺度电流体系、太阳风-磁层-电离层-高层大气能量耦合、高-中-低纬的扰动传输、磁层中磁流体波的传播、主磁常荚期变化等研究中的应用,综述了地磁台链观测在地磁与空间物理研究中的物理基础和研究现状,着重回顾了IMS 期间6个高纬子午台链的观测研究,总结了中国地磁台链研究的初步结果.中国所处的独特地理位置和广阔的经纬度展布提供了建立全球唯一的闭合子午圈台链的可能性.中国台链向北与俄罗斯东西伯利亚地磁台相连,一直延伸到北极光带,向南与菲律宾、印尼、澳大利亚台站相连直达南极区中山站,通过南极与对面子午线上的长城站相连,并与南美、北美台站构成一条闭合的子午圈台链.可以预料,这条台链的观测资料将为地磁与高空物理研究提供宝贵的资料,对研究日地整体行为将会有重要意义.     

地球主磁场的能量密度谱及其长期变化

根据BJ地磁场模型和第8代国际地磁参考场(IGRF)模型，计算并分折了1690～2000年期间地球表面主磁场和分量的能量密度谱及其长期变化。结果表明1690～2000年期间主磁场的能量密度谱一直在减小，其主要原因是由于偶板子磁场的衰减产生的，而非偶板子磁场的能量密度谱在1690～1780年期间减小，1780～1890年增大，1890年以后快速增大。在地磁场总能谱的变化中，Z分量的贡献起主要作用。能量密度随谐波阶数的变化在半对数坐标中近似线性，非偶板子场的等效磁源深度位于核幔边界附近，n＝1，2谐波项的等效磁源位于地球内核边缘，其位置随时间变化。1780和1890年前后是地磁场变化的转折时期。能量密度谱的长期变化存在大约60a的周期规律。     

北京地磁台地磁场长期变化的初步研究

根据北京地磁台1987~2012年已正式出版的《地磁观测报告》资料,对北京地磁台地磁场的长期变化进行初步分析研究。系统地总结了北京地磁台地磁场长期变化的基本规律,这对进一步认识了解北京地磁台地磁场各要素的变化规律与特征,以及应用北京地磁台的资料有一定的意义。     

乌鲁木齐地磁台地磁场变化特征

根据乌鲁木齐地磁台有史以来的地磁观测资料,对该地区地磁场的长期变,短期变及其磁暴活动规律进行了总结分析,这对进一步认识乌鲁木齐地磁台地磁场各要素的变化规律及征,为地震震预报提供有实用价值的第一手资料都是十分有意义的。     

中国地磁台环境场的计算与分析

根据国际参考地磁场(IGRF)模型,计算出1945年5月—1990年5月中国部分地磁台的计算年均值,并与相应观测年均值比较,计算出地磁台各个地磁要素的磁异常值以及地磁台异常场的模量,本文的计算结果将为认识地磁台的地磁场环境、地磁台站资料评比提供依据。     

中国固体潮观测研究

本文讨论了在中国北京、武汉、上海、昆明、兰州、乌鲁木齐、广州、沈阳和青岛等九处的固体潮观测结果,并且与具有海洋和液核的地球模型进行了比较。文中特别讨论了仪器标定问题。结果表明了模拟固体潮效应的精度达到了0.6μgal。     

中国固体潮观测研究

本文讨论了在中国北京、武汉、上海、昆明、兰州、乌鲁木齐、广州、沈阳和青岛等九处的固体潮观测结果,并且与具有海洋和液核的地球模型进行了比较。文中特别讨论了仪器标定问题。结果表明了模拟固体潮效应的精度达到了0.6μgal。     

格尔木地磁台环境磁场测量及其分析

1997年6月对格尔木地磁台的环境磁场进行了测量，并绘制出了△F等值线图。结果表明地磁房周围磁力线分布均匀，磁场梯度小于1nT／m。另外就如何减小人为干扰和长期保护台址环境提出了建议。     

长春地磁台地磁场长期变化特征分析

利用1957—2012年长春地磁台地磁观测数据资料对长春地磁台地磁场的长期变化进行分析研究,系统地总结了长春地磁台地磁场长期变化的规律,揭示了长春地磁台地磁场是以波峰波谷,波浪式的缓慢递增和递减趋势,存在一定的周期性。     

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1900年到2005年,地核以外地磁场总能量由6.818×1018J减少到6.594×1018J,减小了3.3%,地表以外地磁场总能量由8.658×101J减小到.63×101J,减小了11.4%.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"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=3840km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.     

地磁记录图的数字化识别结果与人工量图结果对比分析

通过对乾陵地震台部分地磁记录图纸的数字化识别,将Z和H分量的识别结果、原始量图值、识别前的人工量图值三者之间进行了对比分析,发现数字化识别结果与人工量图结果的平均误差小于0．6mm,据此认为,数字化识别结果基本可满足地磁历史数据的分析需要。     

中国强地面运动研究进展

简要总结了近年来我国在强地面运动资料的处理、近断层地面运动的影响因素、强地面运动的模拟和宽频带反应谱等方面的研究工作．同时,回顾与展望了我国在强地面运动研究方面的国际合作进展．     

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1900年到2005年,地核以外地磁场总能量由6.818×1018J减少到6.594×1018J,减小了3.3%,地表以外地磁场总能量由8.658×101J减小到.63×101J,减小了11.4%.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"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=3840km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.