地磁場

地磁場有什么好處

地球磁場即把地球視為一個磁偶極子，其中一極位于地理北極附

近，另一極位于地理南極附近，這兩極所產生的球體磁場，其形成過

程是如何的呢?一起和店鋪來看看地磁場是如何形成的吧!

地磁場的形成

2010年，一項研究顯示，地球磁場形成于34.5億年前。地球磁

場形成的時間與地球上最初生命的形成時間相符，地球磁場的形成有

效的避免了地球上最初的生命形態遭受太陽磁輻射的破壞。

有電荷在運動才會產生磁場，因此地球的磁場應該與地球內部的

帶電結構有關。通常物質所帶的正電和負電是相等數量的，但由于地

球核心物質受到的壓力較大，溫度也較高，約6000C，內部有大量的

鐵磁質元素，物質變成帶電量不等的離子體，即原子中的電子克服原

子核的引力，變成自由電子，加上由于地核中物質受著巨大的壓力作

用，自由電子趨于朝向壓力較低的地幔，使地核處于帶正電狀態，地

幔附近處于帶負電狀態，情況就象是一個巨大的“原子”。

科學家相信，由于地核的體積極大，溫度和壓力又相對較高，地

層的導電率極高，使得電流就如同存在于沒有電阻的線圈中，可以永

不消失地在其中流動，這使地球形成了一個磁場強度較穩定的南北磁

極。

另外，電子的分布位置并不是固定不變的，會因許多的因素影響

下會發生變化，再加上太陽和月亮的引力作用，地核的自轉與地殼和

地幔并不同步，這會產生一強大的交變電磁場，地球磁場的南北磁極

因而發生一種低速運動，造成地球的南北磁極翻轉。

地磁場的簡介

在地球上任何地方放一個小磁針，讓其自由旋轉，當其靜止時，

磁針的北極(N極)總指向地理北極，這是由于地球周圍存在著地球磁場。

地球磁場有大小和方向，所以是矢量場。地球磁場分布廣泛，從地核

到空間磁層邊緣處處存在。

地球磁場隨時間變化的場，內源場引起的變化稱為長期變化，主

要有磁場倒轉和地球磁場向西飄移。地球磁場每5000~50000年倒轉

一次，與現今磁場方向相同的磁場稱為正常磁場(磁場從南極附近出來，

回到北極)，與現在磁場方向相反的稱為倒轉磁場，地質時期上出現過

四個較大的倒轉期，現今為布容正向期，歷史上有松山反向期，高斯

正向期和吉爾伯特反向期。

固體地球外部的各種電流體系引起的地球磁場變化稱為短期變化，

特點是變化快，時間短。短期變化又分為平靜變化和擾動變化，其中

平靜變化包括太陽靜日變化和太陰日變化，擾動變化包括磁暴、亞暴、

鉤擾、灣擾和地磁脈動。磁暴、鉤擾、灣擾的發生與太陽活動有關，

太陽活動頻繁的時期，這些短期變化頻繁發生，而且強度很大，變化

劇烈。亞暴與極光有關。

地磁場的起源

歷史上，第一個提出地球磁場理論概念的是英國人吉爾伯特。他

在1600年提出一種論點，認為地球自身就是一個巨大的磁體，它的兩

極和地理兩極相重合。這一理論確立了地球磁場與地球的關系，指出

地球磁場的起因不應該在地球之外，而應在地球內部。

1839年，數學家高斯在他的著作《地磁力的絕對強度》中，從地

磁成因于地球內部這一假設出發，創立了描繪地球磁場的數學方法，

從而使地球磁場的測量和起源研究都可以用數學理論來表示。但這僅

僅是一種形式上的理論，并沒有從本質上闡明地球磁場的起源。

現在科學家們已基本掌握了地球磁場的分布與變化規律，但是，

對于地球磁場的起源問題，學術界卻一直沒有找到一個令人滿意的答

案。關于地球磁場的起源，歷史上曾有來自北極星的傳說，但是到公

元17世紀初就已經認識到地球本身就是一個巨大的磁體，不過當時仍

不清楚地球磁場是怎樣產生的。

地磁場的好處

地球磁場跟地球引力場一樣，是一個地球物理場，它是由基本磁

場與變化磁場兩部分組成的.基本磁場是地磁場的主要部分，起源于地

球內部，比較穩定，變化非常緩慢.變化磁場包括地磁場的各種短期變

化，與電離層的變化和太陽活動等有關，并且很微弱.

地磁場也是一個向量場.描述空間某一點地磁場的強度和方向，需

要3個獨立的地磁要素.常用的地磁要素有7個，即地磁場總強度F，

水平強度H，垂直強度Z,X和Y分別為H的北向和東向分量，D和I

分別為磁偏角和磁傾角.

自從高斯(Gauss)把球諧分析方法引進地磁學，建立地磁場的數學

描述以來，地磁學得到了極大的發展。地磁模型包括全球的和局部地

區的兩種.

它就是到目前為止幼貓一直叫 IAGA的有關小組每5年給出一個世界地磁參考

場(IGRF).

全球地磁場模型：

在球極坐標系中，拉普拉斯方程的通解為：_

在高斯分析中是根據內邊界上的函數值及其法向變化率來確定高

斯系數(g,h)的.

局部磁場模型

局部地區的地磁場模型方面的學術問題與全球的有所不同，局部

地區的地磁場模型不能采用球諧分析方法因為沒有"三維"意義

地磁場模型與地磁圖是了解研究地磁場空間分布與時間變化規律，

及其源的特征與變化的基礎.因此，也是了解我們地球及有關的動力學

過程的重要手段.

地磁場模型的科學價值：

經過多年研究分析，俄羅斯科學院醫學基因研究中心地磁，電離

層和無線電波擴散研究所的科研人員提出，地磁場的變化可導致人體

淋巴染色體的畸變，使畸變的頻率提高兩倍.

地磁場的其他應用：

通過實驗，科研人員得出結論，磁場變化的速度而不是磁場的絕

對量影響染色體畸變的頻率和細胞分裂過程中物質的交換，在一定范

圍內，地磁場的變化甚至影響DNA的合成.

據現代科學證明，地磁(氣場)對人體有很大的影響：

如果人體長期順著地磁的南北方向可使人體器官細胞有序化，產

生生物磁化效應，使生物電得到加強，器官機能得到調整和增進，從

而起到了良好的作用.

在地球南北兩極附近地區的高空，夜間常會出現燦爛美麗的光輝.

有時它像一條彩帶，有時它像一團火焰，有時它又像一張五光十色的

巨大銀幕.它輕盈地飄蕩，同時忽暗忽明，發出紅的，藍的，綠的，紫

的光芒.靜寂的極地由于它的出現驟然顯得富有生氣.這種壯麗動人的景

象就叫八上英語思維導圖 做極光.

產生極光的洋務運動目的 原因是來自大氣外的高能粒子(電子和質子)撞擊高層大

氣中的原子的作用.這種相互作用常發生在地球磁極周圍區域.所知，作

為太陽風的一部分荷電粒子在到達地球附近時，被地球磁場俘獲，并

使其朝向磁極可憐英語 下落.它們與氧和氮的原子碰撞，擊走電子，使之成為激

發態的離子，這些離子發射不同波長的輻射，產生出紅,綠或藍六年級班主任工作總結 等色的

極光特征色彩.

在太陽活動盛期，極光有時會延伸到中緯度地帶，極光有發光的

帷幕狀，弧狀，帶狀和射線狀等多種形狀.發光均勻的弧狀極光是最穩

定的外形，有時能存留幾個小時而看美麗的黃昏 不出明顯變化.然而，大多數其他

形狀的極光通常總是呈現出快速的變化.弧狀的和折疊狀的極光的下邊

緣輪廓通常都比上端更明顯.極光最后都朝地極方向退去，輝誠信考試承諾書 光射線逐

漸消失在帶水字旁的字 彌漫的白光天區.造成極光動態變化的機制尚示完全明了.

在太陽創造的諸如光和熱等形式的能量中，有一種能量被稱為"太

陽風".這是一束可以覆蓋地球的強大的帶電亞原子顆粒流，該太陽風在

地球上空環繞地球流動，以大約每秒400公里的速度撞擊地球磁場，

磁場使該顆粒流偏向地磁極，從而導致帶電顆粒與地球上層大氣發生

化學反應，形成極光.

地球的磁場還在不斷發生變化，其變化方式也在發生變化.不同地

方的磁場方向和強度均以不同的方式發生變化，可能變小，也可能南

北極疝氣如何治療 發生大翻轉.由于地球磁場的復雜性，要預計它在遙遠的將來會是

什么樣子是不可能的.地球物理學家們利用分布在世界許多地方的磁場

觀測點收集的數據，通過數學模型分析出磁場將如何變化.

地球磁場不是孤立的，它受到外界擾動的影響，地球磁層是一個

頗為復雜的問題，其中的物理機制有待于深入研究。