地磁场参数长期变化与日长十年尺度变化相关分析.pdfVIP

第 33卷 第 3期 华 南 地 震 V01．33．No．3 2013年 9月 SOUTHCHINAJOURNALOFSEISMOLOGY Sep．，2013 地磁场参数长期变化与 日长十年尺度 变化相关分析 李鸿宇 12，郝永亮 ，沈红会 f1．中国科技大学，安徽 合肥 230031；2．江苏省地震局，江苏 南京 210014) 摘要 ：利用地磁模型数据与 日长变化资料，计算分析 1840～2010年地磁场参数长期变化和 日 长十年尺度变化相关性 。结果表 明：日长十年尺度变化超前于地磁场参数长期变化 8～l1年 ， 日长十年尺度变化与地磁场参数长期变化可能存在同源性 。 关键词：地磁场 ； 日长变化 ；拟合；相关 中图分类号：P315．721 文献标识码 ：A 文章编号：1001—8662 (2013)03—0035—06 0 引言 日长是地球 自转一周的时间．是表述地球 自转速率的参量。日长的变化则是绕瞬时 自 转轴的自转速率变化 ．存在多种时间尺度的变化，周期小于两年的 日长变化 由大气对流引 起 ．十至几十年的波动统称为 日长十年尺度变化，普遍认为起源于流体地核和固体地幔的 耦合效应。 地磁场的构成是一个复杂的问题 。地磁场是 由多种不同来源的磁场叠加而成的。按场 源划分 ．地球磁场可分为 内源场和外源场。内源场可进一步分为地核场和地壳场 ，地核场 又称做主磁场 ，它是 由地核磁流体发电机产生 的l1l，是 目前国际地球动力学地磁起源与维持 发 电机理论的核心研究问题之一。从地表地磁观测资料出发 ，对主磁场的强度、能量 、磁 矩和西向漂移等长期变化的研究 ，发现了多种周期成分，其 中包括 l1年和 22年左右的太 阳周期 ．30年和60年尺度的周期等 。 由于地球主磁场和 日长十年尺度变化都与地核的动力作用有关 ，国外许多学者对它们 之 问的相关性和核幔电磁耦合机理进行了大量的探索。LeMouelt2~等分析了 1860～1980年 巴 黎地 区磁偏角变化与 日长变化 的相关性 ，得 出磁偏角变化 比 日长变化超前 5 15年 。 Voorhies3[1的研究得出主磁场球谐函数 的球谐系数和 日长变化呈反相关。Yoshida等提 出地磁 场变化中的低阶扇形成分n≤4油 日长变化引起。这些研究结果肯定了地磁场变化与 日长变 化存在相关性 。但是 ，各研究者使用的地磁场参数不一致 ，资料的时间跨度不同，所得结 果相差较大 收稿 日期 ：2013—03—18 作者简介：李鸿宇，1982年生，男，助理研究员，主要从事地震预报前兆学科分析 E-mail：lihy82417@vip．qq．com． 36 华 南 地 震 33卷 在国内也有很多学者研究相关内容，康国发f4、51等人的研究表明：① 磁偶极矩和地磁场总能 量的长期变化存在 82年和 48年的准周期分量 ．它们主要反映偶极子磁场变化的贡献 ．与 日长变化的周期分量没有直接关系：② 非偶极子磁场的能量和西向漂移的长期变化与 日长 变化有 66年和32年的相同准周期分量 ．66年准周期是强周期 非偶极子磁场与 日长变化 周期存在时滞相关规律 ．延时的长短与非偶极子磁场参数及其周期分量有关。在 66年准周 期分量，西向漂移比日长变化超前8．8年，非偶极子磁场能量比日长变化滞后 15．6年；③ 日长十年尺度波动和地磁场长期变化的起源不存在因果关系 ．而与核幔边界磁流体的周期 运动过程有关。 本文通过计算部分地磁场参数 ，研究地磁场参数长期变化与 日长十年尺度变化的关系。 1 日长资料与地磁场参数计算 本文研究的 日长资料取 自国际地球 自转服务机构 (IERS)公布的 1840—2010年期 问的平 均值序列(图 1)。 本文研究的地磁资料主要使用两种 地磁模型 ．一种是 Jackson等给出的历史 地磁场模 型 GUFM1．主要使用 1840～ 1990年之 问的数据 ：另一种是 IGRF模 ． 主要使用 l990～2010年 的数据 为