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中国地球物理2011 ·169· (5)古地磁学与全球变化 地球偶极子磁场的变化特征 of Field ChangesGeomagneticDipole 梅岩辉1，2 MeiYanhui 1．中国地质大学(北京)北京100083；2．中国国土资源航空物探遥感中心北京100083 地磁场基本上是由主磁场、变化磁场和地壳磁场三部分组成，其中主磁场占整个地球磁场的90％以上， 偶极子磁场几乎占主磁场的全部。地磁场随时间的变化主要包括主磁场的长期变化与变化磁场的短期变 化，主磁场的长期变化的首要特征就体现在偶极子磁场的磁矩和方向的变化，另外偶极子磁场的变化与地 磁场的倒转密切相关，下面主要针对偶极子磁场的变化特征做简单介绍。 1．近100年地球偶极子磁场的变化Iu 地磁偶极子的磁矩(偶极矩)在过去的100年中是一直衰减的，并且衰减较快，平均衰减速率大约为 4×10憎A·m2／a；偶极子磁场的方向也一直在发生变化，以地球磁北极为例，大约在1930年前，地磁北极 向西南漂移，之后发生转折，转向东南漂移，大约从1960年起，加速向东南漂移，东向漂移速度大约为 0．05。／a，南向漂移速度约为0．025。／a。 2．过去400年中地球偶极子磁场的变化l引 以地磁北极为例，在东西方向的变化主要是向西漂移，四百年共向西漂移了29．7。，平均每年0．074。； 在南北方向上的变化比较缓慢，1600～1950年期间共向南移动了4．3。，1950年以后向北漂移。 3．过去2000年中地球偶极子磁场的变化I圳 年间反而是持续增长的：磁北极位置经度的变化范围在61．1。E～315．8。E之间，纬度的变化范围在 在公元500年，地磁北极位置几乎回到了公元元年的位置；地磁北极位置移动的速率也非匀速定向，公元 1800年以后的移动速率明显小于之前的200年且运动方向的拐点值基本无规律可循。 4．地球偶极子磁场的变化与地磁场的反转 地球偶极子磁场变化是地磁场长期变化的一个重要组成部分，也是地磁场变化的一个重要特征。随着 偶极子磁场的长期变化，地球磁层的大小与结构也会发生相应的变化，从而引起近地环境的变化，当偶极 矩变小时，磁层会收缩，磁层顶会逼近地球，对于磁暴极为重要的环电流也会改变结构，甚至难以形成。 偶极矩的衰减与地磁场的倒转密切相关，当偶极矩减小到一定程度时，磁层也随之收缩到极小的程度， 在此过程中，同时磁极也要发生倒转。在倒转期间，磁极会移动到低纬度或赤道附近，本来位于高纬度的 极隙区会出现在低纬度地区，进而改变太阳风的能量输入，也会影响能量的纬度分布和经度差异。证据显 示可推断的最近一次地磁场的倒转发生在距今约两万年到三万年期间，地磁场倒转的一种可能模型认为地 磁场的倒转过程首先是场强的衰减，在几千年内，场强衰减为原来的三分之一，同时偶极子轴有30。左右 的摆动，然后沿不规则的途径移动到相反的极性，场强开始上升，其时间间隔约为近万年。这里需要指出 的是：该模型能否真实地拟合地磁场的倒转还有待进一步的讨论和研究。 参考文献 【l】王直文．20世纪的地球偶极子磁场【J】．地球物理学报，2005，48(1)：52～55． 【2】康国发，等．1600-2000年地球主磁场的全球变化【J】．地球科学进展，2002，17(3)：339—343． 【3】李伟，等．过去2000年以来地磁偶极子的长期变化【J】．地震地磁观测与研究，2006，27(2)：48--50． ofthe overthePast2000 and L，cta1．An Geomagnetic oftheEarth 【4】Hongre Analysis Years，Physics Planetary Interiors川．1998