用第六代国际地磁参考场确定的东亚地磁非偶极场时空变化规律

利用近期公布的第六代国际地磁参考场（ＩＧＲＦ）计算，分析了１９４５年以来东亚地磁非偶极场的时空变化特征，并用中国地磁场模型对结果进行了检验，得到的主要结果是：１９４５－１９９０年，东亚地磁非偶极场Ｘ、Ｙ分量缓慢向北和向西方向移动，东亚磁异常中心位置基本稳定，中心附近Ｚ分量的强度变化具有明显的大约１５年左右的增强和减弱期。中心附近Ｘ、Ｙ的零值点的移动方向与地磁北极的移动方向一致。     

中国境内各阶非偶极子磁场的时空变化

为了研究中国境内各阶非偶极子(ND)磁场,通过最新的地磁场模型CALS10K.1b计算了10000 BC—AD 1990年ND磁场在中国境内的时空及能量变化;2²,2³和2⁴极子磁场零值线主要呈现出从我国中北部向东南部移动,从北部向东部移动,以及从东南部向西北部移动的趋势;除了2⁶极子磁场,其余ND磁场在1500年以后均有“翘尾”现象,其所占主磁场的比值在10000 BC—AD 1500年呈震荡变化,从1500年开始快速上升;除了2²极子磁场,其它各阶ND磁场能量随时间变化的趋势基本一致. 在5650 BC年左右,各阶ND磁场能量值均出现高值并随阶数的增大而衰减,反映了在该时间点通过地核发电机产生的磁场能量随径向距离而近似线性衰减,地磁场能量主要源自地球液态外核. 将CALS10K.1b模型结果与IGRF11模型对比后,得出CALS10K.1b模型所计算的ND磁场及能量值较为可靠,而两者差异主要源于数据和建模方法的不同.     

20世纪中国地区主磁场变化研究

为了研究2 0世纪中国地区主磁场变化, 首先使用最新的全球模型IGRF11, CALS3K. 4 (3K. 4) 和GUFM1进行计算, 并分析了1900—1990年的主磁场年变率均值的变化; 然后基于1960—2000年以10年为间隔的实测数据, 结合全球模型CM4与区域模型泰勒(Taylor)多项式(TY)模型分析了中国地区主磁场的年变率分布及年变率均值, 并与上述几种全球模型进行了比较． 结果显示： 20世纪利用IGRF11, GALS3K.4和GUFM1模型得到的主磁场的年变率均值均很接近. 它们所绘制的1960—2000年中国地区的主磁场年变率分布类似． 其原因主要是由于它们的建模原理相同且截断阶数接近所致． 基于实测点绘制的年变率分布与全球模型基本一致, X分量的年变率逐年减少, Y、 Z、 F分量的年变率均呈现先减小后增大的趋势．但两者也存在一定差异, 主要原因是由于更高密度的实测点及使用区域模型所致． 结果还显示了基于实测值绘制的年变率均值变化与CM4较为接近. 作者认为 CM4模型可以较好地反映中国地区主磁场的变化．     

地球非偶极磁场对虚地磁极计算的影响

古地磁学使用的虚地磁极（VGP）是在地心偶极磁场假设下计算的,由于地球非偶极磁场的存在,VGP一般不同于真地磁极（RGP）.为了定量检验非偶极磁场对VGP的影响,本文利用国际参考地磁场模型IGRF 1900～2000,在全球5°×5°的“虚拟测点”网格上计算了VGP和RGP的位置,并求出两种磁极的经纬度偏差和二者的角距离.结果表明,南极地区VGP与GP的角距离最大,可达26°,南大西洋和欧亚大陆北部最大达到24°和18°,其余地区一般小于15°.VGP对RGP的偏差与地磁场分布有关：在非偶极磁场较弱的地区（如太平洋半球）,纬度偏差一般不大（≤10°）,但是在主要地磁异常区（如南大西洋和南极地区）,VGP对RGP的纬度偏差可达25°.VGP对RGP的经度偏差要比纬度偏差大得多,例如在欧亚大陆北部地区,经度偏差分布在-180°到180°的大范围内.     

2000年中国地区地磁场长期变化的区域特征

本文用中国地磁场复测点和地磁台站资料,建立了2000年代中国参考地磁场长期变化模型CGRF-SV2000.模型显示,中国地区地磁场变化比较平缓,X、Y、Z、H、D、I、F七个地磁要素的“无符号平均年变率”分别为12.2 nT/a、8.2 nT/a、43.8 nT/a、11.8 nT/a、0.96(′)/a、2.99(′)/a、22.4 nT/a,比国际参考地磁场IGRF给出的全球年变率约小1/3到1/2.各地磁要素的变化显示,地磁北极正在向中国移近,或者说,中国正在向高地磁纬度方向移动,平均移动速度约为3(′)/a.磁偏角变化还显示,中国地区东西部偏角差异继续扩大.作为检验和对比研究,本文利用第8代国际参考地磁场（IGRF）模型,分析了全球地磁场长期变化的时空特征,讨论了全球长期变模型IGRF_SV与中国长期变模型CGRF_SV的异同点.对比分析表明,中国地区地磁场的长期变化与全球长期变化总趋势基本符合,但是,CGRF_SV也表现出一些特有的局部异常特征.     

Preliminary study on the source field mode of geomagnetic six-month-period variations

The monthly means of north component X of geomagnetic field from 16 observatories during 1984–1988 were analyzed using the Sompi spectral analysis technique Most of these observatories are located in China. The analysis of the semiannual variations indicates that the latitude has no apparent effect on the X component. This clearly implies that the source field mode of semiannual variations cannot simply be described by using the p ₁ ⁰ mode. Using the p ₁ ⁰ mode to estimate the inductive scale lengthC in the semiannual period, the value ofC at each observatory would be biased significantly. The purpose of this study is to find which kind of modes is optimal for estimating the values ofC corresponding to the semiannual variations. The results show that a composite mode, involving five terms P _n ⁰ (n = 1,, 5), might be a reasonable and acceptable one     

Regional spatiotemporal variations of a nondipole magnetic field over the Chinese mainland and neighboring regions in millennial scale

Spatiotemporal variations of the nondipole (ND) magnetic field over the Chinese mainland and neighboring regions from 10000 BC to 1990 AD were analyzed using the latest global geomagnetic models CALS10K.1b, CALS3K.4, and IGRF11. Moreover, for field sources, we investigated 2 ⁿ (n = 2–10) pole ND fields and their energies. The results suggest that the study period can be divided into three. The intensity of the ND field has been mainly positive since 10000 BC and lasted almost 7500 years, then gradually decreased to negative in 2500 BC to 1500 AD, and finally sharply increased to positive. The anomaly areas of the ND field in East Asia took shape for n = 3, when the anomaly areas in East Asia were shaped into closed circles in the mainland. This suggests that the first three harmonic degrees account for most of the ND field. The energy of the ND field rapidly attenuates at the core–mantle boundary and is stable at the surface.     

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。     

过去2000年以来地磁偶极子的长期变化

利用地磁场模型资料,计算和分析了公元0～2000年的地磁场偶极子磁矩和地磁北极位置的长期变化。结果表明:过去2000年中,地磁场的偶极子磁矩并非一直减小,有近400年的时间是持续增长的。地磁北极位置的移动并不均匀,在纬度方向的变化范围只有10°左右,经度方向变化有255°。     

澳门路环地区地磁场的环境及近期变化

2002年5月,对澳门路环岛地区及相邻珠海横琴岛的地磁流动观测网的25个测点进行了地磁场总强度(F)的观测。同时还进行了地磁环境噪音的测量及十字剖面测量。2003年1月,对此流动观测网进行了复测。尽管该地区四周邻海,存在相当数量的干扰因素。但两次观测结果经通化处理后表明大多数测点的地磁场总强度的变化不大,变化量在1～2nT左右。两次观测结果的总体均方差为2．8nT。     

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。     

磁暴时磁场变化率与地电场相关性研究

对2003年10月29日、10月30日两个典型大磁暴进行了分析,研究了磁暴期间磁场变化率与地电场的关系,以及磁暴期间磁暴、磁场变化率及地电场的周期成分。结果表明,磁暴期间H分量变化率与地电场东向分量观测数据显著相关,并且周期成分相同。     

地磁太阳黑子周变化起源的讨论

为了避开60年代末和70年代末Jerk(H)、Jerk(Z)的影响,分析了1979～1998年西欧4个台和1979～1999年亚洲东部6个台的H、Z资料,结果表明各台间H(或X)分量的太阳黑子周变化一致性较好.但Z分量的太阳黑子周变化显示出非常特别的现象,Z变化的相位随台站经度变化而变化,东亚地区的Z变化几乎与西欧地区的变化反向.因此,东亚地区的Z变化与H变化的关系不符合P01模式的假设,外源场之说似乎不能解释.     

NOC model of the earth's main magnetic field

The international geomagnetic reference field (IGRF) is a standard model for describing the spatial structure and temporal variation of the earth抯 main magnetic field[1—3]. The first IGRF model, designated IGRF 1965, was adopted by IAGA in 1968[4]. In l…     

Characteristics of present-day active strain field of Chinese mainland

On the basis of the GPS data obtained from repeated measurements carried out in 2004 and 2007,the horizontal principal strain of the Chinese mainland is calculated,which shows that the direction of principal compressive strain axis of each subplate is basically consistent with the P-axis of focal mechanism solution and the principal compressive stress axis acquired by geological method.It indicates that the crustal tectonic stress field is relatively stable in regions in a long time.The principal compressive stress axes of Qinghai-Tibet and Xinjiang subplates in the western part of Chinese mainland direct to NS and NNE-SSW,which are controlled by the force from the col-lision of the Eurasia Plate and India Plate.The principal compressive strain axes of Heilongjiang and North China subplates in the eastern part direct to ENE-WSW,which shows that they are subject to the force from the collision and underthrust of the Eurasia Plate to the North America and Pacific plates.At the same time,they are also af-fected by the lateral force from Qinghai-Tibet and Xinjiang subplates.The principal compressive strain axis of South China plate is WNW-ESE,which reflects that it is affected by the force from the collision of Philippine Sea Plate and Eurasia Plate and it is also subject to the lateral force from Qinghai-Tibet subplate.It is apparent from the comparison between the principal compressive strain axes in the periods of 2004～2007 and 2001～2004 that the acting directions of principal compressive stress of subplates in both periods are basically consistent.However,there is certain difference between their directional concentrations of principal compressive stress axes.The sur-face strain rates of different tectonic units in both periods indicate that the events predominating by compressive variation decrease,while the events predominating by tensile change increase.     

沂水,莒县附近地磁场变化及其原因的初步探讨

以压磁效应为基础，运用地震多源场理论，对１９８８年至１９９３年发生在沂水、莒县附近的地磁场异常变化进行了初步的分析研究。认为，应将沂水、莒县附近的３个不同的地磁场变化形态作为一个整体，地磁场的变化受构造控制，是由基本应力场作用下北西向沂源－沂水断裂产生的继承性左旋张扭运动所引起。     

大震前地磁场时空间线性度变化的初步研究

把用来分析地震波波形的时间线性度和空间线性度两种方法，应用到地磁资料分析当中，具体分析处理了１９７６年７月２８日唐山Ｍｓ７．８地震和１９８９年１０月１９日大同Ｍｓ６．１地震前后地磁场资料，并对这两次地震前后地磁时空线性度变化情况进行了研究。所得结果表明：①较大地震前地磁场的时空线性度均可能呈现出较明显的下降异常变化，有些在震前回升，②各分量的时空线性度呈现异常的时间基本上同步，并与波速异常发展趋势基本相符。     

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。     

日偏食对低纬地磁场的影响

１９９５年１０月２４日日偏食期间，我们在海南省琼中进行了地磁场总强度的观测和分析，同时运用该地磁台三分量磁照图，分析了地磁Ｄ场Ｄ、Ｈ、Ｚ三分量在日偏食期间的变化特征。结果表明：日偏食期间，磁偏角初亏后逐渐偏东，食甚后偏西；水平强度和总强度初亏后逐渐变小，食甚后上升；垂直强度初亏后逐渐变大，食甚后约１个小时变小。     

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。