Переменное магнитное поле земли – МОНИТОРИНГ событий. Часть 3. Теория магнитного поля Земли – механизм возникновения, структура, магнитные бури, переполяризация. » Новая эра Водолея :: 2012

Переменное магнитное поле Земли — WikiTraining

Материал из WikiTraining

Земное магнитное поле находится под воздействием потока намагниченной солнечной плазмы. В результате взаимодействия с полем Земли образуется внешняя граница околоземного магнитного поля, называемая магнитопаузой. Она ограничивает земную магнитосферу. Из-за воздействия солнечных корпускулярных потоков размеры и форма магнитосферы постоянно меняются, и возникает переменное магнитное поле, определяемое внешними источниками. Его переменность обязана своим происхождением токовым системам, развивающимся на различных высотах от нижних слоев ионосферы до магнитопаузы. Изменения магнитного поля Земли во времени, вызванные различными причинами, называются геомагнитными вариациями, которые различаются как по своей длительности, так и по локализации на Земле и в ее атмосфере. Часть изменений магнитного поля Земли обусловлена внешними причинами. Эти изменения, или вариации, переменного геомагнитного поля различаются по источнику и по продолжительности действия. Выделяют регулярные вариации с определенной продолжительностью, например солнечно-суточные и лунно-суточные, период которых равен соответственно солнечным и лунным суткам; магнитные бури, продолжительность которых меняется от нескольких десятков минут до нескольких часов; правильные и неправильные короткопериодические колебания с периодами от десятых долей секунды до нескольких минут. Одни из них являются регулярными. К ним относятся солнечно- и лунно-суточные вариации и правильные короткопериодические колебания. Другие появляются внезапно, а потом долгое время могут отсутствовать- это бури и некоторые типы короткопериодических колебаний. И у регулярных и у нерегулярных вариаций есть одна общая черта — все они связаны с солнечной деятельностью. Связь эта проявляется по-разному. Например, солнечно-суточные вариации усиливаются в том, месте земного шара, где освещенность солнцем в данное время больше, т. е. днем и летом. Некоторые правильные короткопериодические вариации обнаруживают связь с расположением магнитной оси по отношению к Солнцу, а магнитные бури и другие неправильные колебания возникают тогда, когда усиливается деятельность Солнца: они связаны с появлением солнечных пятен, вспышек на поверхности Солнца и т. д. В общем, от Солнца к Земле как бы непрерывно. дует «солнечный ветер» — летит поток заряженных: частиц. Подлетая к Земле, частицы вступают в сложное взаимодействие с магнитным полем Земли : ведь летящая заряженная частица — это электрический ток, а проводник с током отклоняется магнитным полем. Под напором летящих частиц силовые линии геомагнитного поля деформируются, прогибаются, как прогнулись бы под напором настоящего ветра упругие стальные полоски, имеющие форму силовых линий магнитного поля. Со стороны Солнца магнитное поле оказывается сдавленным, с ночной стороны образуется шлейф из вытянутых силовых линий, при этом сами силовые линии начинают вибрировать. Эти вибрации мы и воспринимаем как правильную часть короткопериодических вариаций магнитного поля Земли. Большое количество частиц, причем наиболее быстрых, или, как обычно говорят, наиболее жестких, улавливается силовыми линиями, т. е. начинает двигаться вдоль них от одного магнитного полюса к другому. Над Землей образуются слои, где собирается большое количество прилетевших от Солнца частиц. Эти слои (радиационные пояса магнитосферы), как железные щиты, загораживают Землю от новых потоков солнечных частиц, экранируют ее от солнечного излучения. Однако некоторая доля частиц проходит сквозь магнитосферу в ионосферу, т. е. в тот слой атмосферы, где много ионизированных, а значит, заряженных частиц. Участвуя в перемещениях атмосферных масс, т. е. перемещаясь в магнитном поле Земли, заряженные частицы образуют электрические токи определенного направления. Связанные с этими токами магнитные поля и создают солнечно-суточные вариации. Когда излучение Солнца усиливается, поток поступающих от него частиц становится более концентрированным и в нем увеличивается доля жестких частиц, тогда большее количество этих частиц начинает проходить в атмосферу. Они прорываются нерегулярно, отдельными группами и вызывают резкие кратковременные изменения магнитного поля земного шара — магнитные возмущения, магнитные бури.

spacelab.mininuniver.ru

10.Главное магнитное поле земли и его аномалии

Магнитные аномалии отклонение значений магнитного поля на поверхности Земли от его нормальных значений, то есть значений, которые характеризуют геомагнитное поле на территории, существенно превышающей территорию распространения М. а. На картах М а. изображаются с помощью линий, соединяющих точки с одинаковым значением какого-либо из элементов земного магнетизма (склонения — изогоны, наклонения — изоклины, напряжённости одной из составляющих или полного вектора — изодинамы).

По величине охватываемой территории М. а. делятся на континентальные, региональные и локальные. Континентальные М. а. распространяются на площадь 10—100 тысяч км2. Для них нормальным полем является поле однородно намагниченного шара (поле диполя). По современным представлениям, они связаны с особенностями движения вещества в ядре Земли, то есть входят в главное геомагнитное поле. Наиболее крупные континентальные М. а. известны в Восточной Сибири и в районе Зондских островов. Региональные М. а., охватывающие площадь 1—10 тысяч км2, вызываются особенностями строения земной коры (главным образом кристаллического фундамента) и выделяются на фоне главного геомагнитного поля (поле диполя + континент. М. а.) (известны на Сибирской, Восточно-Европейской платформах и в других районах), Локальные М. а. охватывают территорию от нескольких м2 до сотен км2, вызываются неоднородностью строения верхних частей земной коры или особенностями намагниченности горных пород (например, вследствие удара молнии). Часто локальные М. а. связаны с залежами полезных ископаемых, поэтому их изучение с помощью магнитной разведки имеет большое практическое значение. Наиболее интенсивные М. а. наблюдаются в области залегания железных руд и других железосодержащих пород (например, Криворожская и Курская М. а. определяются залежами железистых кварцитов, М. а. в районе горы Магнитной на Урале и горы Кирунавара в Швеции связаны с залежами магнетита).

11.Постоянное и переменное магнитные поля,вариации магнитного поля и их природа. Магнитные бури

Источники постоянных и переменных магнитных полей.

Их влияние на организм человека

Магнитные поля (МП) могут быть постоянными, импульсными и переменны-ми.

Источниками постоянного магнитного поля на производстве являются техно-логическое оборудование и процессы, в которых используются электромагниты по-стоянного тока, литые и металлокерамические магниты, а переменного магнитного поля промышленной частотой (50 Гц) – линии электропередач (ЛЭП), различные си-ловые установки, токоведущие части мощного технологического оборудования и ли-нии электропитания.

Магнитные поля промышленной частоты возникают вокруг любых электроус-тановок и токопроводов. Чем больше ток в проводе, тем выше интенсивность маг-нитного поля.

Интенсивность магнитных полей характеризуется магнитной индукцией В, Тл (тесла), потоком магнитной индукции Ф, Вб (вебер) и напряженностью Н, А/м (ампер на метр).

Магнитная индукция характеризует направление действия магнитной силы и ее значение в данной точке поля. Магнитная индукция – это векторная величина, которая численно равна силе, с которой магнитное поле действует на проводник длиной в 1м с протекающим по нему током в 1А и определяется.

Вариации магнитного поля во времени. Обычно выделяют вариации вековые, годовые, суточные и магнитные бури

Таким образом, полное магнитное поле Земли можно представить в виде:

,

где –– дипольная, материковая, аномальная составляющая, составляющая источников и вариационная составляющая соответственно.

Магнитная буря

Магнитное поле захватывает из космического пространства заряженные частицы (протоны и электроны), которые движутся вдоль линий напряженности поля и образуют так называемый радиационный пояс Земли. Поток таких частиц особенно возрастает при возмущениях на Солнце. В периоды максимумов солнечной активности на Солнце возникают вспышки, в результате которых в космическое пространство выбрасывается огромное количество вещества, часть которого, двигаясь со скоростью 400-1000 км/сек, за 1-2 дня достигает земной атмосферы. Такой сильный корпускулярный поток возмущает магнитное поле Земли, в результате чего быстро и сильно изменяются характеристики магнитного поля, что называется магнитной бурей. Таким образом можно сказать, что магнитная буря – это быстрые и сильные изменения в магнитном поле земли, возникающие в периоды повышенной солнечной активности. Магнитные бури сопровождаются возмущениями ионосферы, что приводит к ухудшению радиосвязи.

12).Световые волны. Свет – сложн явл: в 1 случ он ведет себя как эл-мг волна, в 2 – как поток особ ч-ц (фотонов). Развит учения о свете прив к соврем представл о

двойств корпуск-волн природе света.

Эл-мг теория света. Свет – частн случ эл-мг волн с дл волны от l=400нм (фиолет) до l=700нм (крас). Только этот интервал длин эл-мг волн оказ непосредств воздейств на чел глаз и явл собственно светом. Но и коротковолн (l<400нм –ультрафиолет) и длинноволн излуч (l>760 нм -инфракрас) им кач одну и ту же эл-мг прир и отлич лишь методами их возбужд и обнаруж.

В эл-мг волне колебл векторы ЕиН, причемЕ^Н.

Физиолог, фотохим, фотоэлектр и др действ света вызыв колеб вектора напряж-ти эл поля Е (свет вектор).

Измен во врем и пр-ве проекции свет вектора на направл, вдоль кот он колебл, опис ур-ем Е=Асоs(wt–kr+a)–ур-ие свет волны, где k-волновое число (k=2p/l), r- расстояние, отсчит вдоль направл распростр свет волны. Для плоск свет волны, распростр в непоглощ среде, А=const, для сферич волны А убыв как 1/r.

Отнош скор распростр свет волны в вакууме (с) к ее скор в некот среде V наз абсолют показат преломл этой среды и обознач n. n = с/ V.

Из эл-мг теории след, что n=Öem, где e и m – диэлектр и магн прониц среды. Для подавл больш-ва прозрач в-в m практич не отлич от 1. Поэтому мож счит, что n=Öe. Эта ф-ла связ оптич и электр св-ва в-ва. Знач показателя преломл хар-ют оптич плотн cреды. Среда с бол n наз оптич более плотной, чем cреда с мен n.

В случ колеб частоты n дл волны в вакууме равна l₀=c/n. В среде, в кот фаз скор свет волны V=с/n, дл волны им знач l=V/n=c/nn=l₀/n.

Т.о. дл свет волны в среде с показат преломл n связ с дл волны в вакууме соотнош l= l₀/n.Частота измен плотн потока эн, перенос волной, будет еще больше.

Модуль сред по врем знач плотн потока эн, переносим свет волной наз интенсивн света I в дан точ пр-ва. Плотн потока эл-мг эн опред вектором Пойтинга S. I=|<S>|= |<[ЕН]>|. Измер интенс либо в энергет ед (Вт/м²), либо в свет ед (лм/м²).

Линии, вдоль кот распростр свет эн, наз лучами. Усредн вектор Пойтинга <S> направл в кажд точ по касат к лучу. В изотропн средах это направл совпад с нормалью к волн пов-ти, т.е. с направл волнового вектора `k. Модуль êkê = k – волновое число.

Свет волны поперечны,но они не обнаруж асимметрии относит луча. Это обусл тем, что в естеств свете им колеб, соверш в самых различ направл, перпендик лучу.

studfiles.net

Постоянное магнитное поле Земли

Магнитные взаимодействия

Замечание 1

Всем хорошо известны такие термины, как магнит, магнитный, магнетизм, но, немногие знают, что происходят эти термины от имени горы Магнезия, которая находится на территории современной Турции. В Древней Греции способность магнетита – природного материала – притягивать кусочки железа считалась «таинственной». Если небольшие кусочки железа находятся рядом с магнетитом, то они тоже приобретают магнитные свойства, правда, слабые. А магнитная стрелка компаса, изобретенного ещё в Древнем Китае, и сегодня помогает изучать магнитные явления.

В $1611$ г. была опубликована книга «О магнитах и большом магните Земля» автор которой У. Гильберт являлся придворным врачом английской королевы Елизаветы. Это было первое научное описание свойств магнитов и магнитных взаимодействий. Гильберт описал и разделил электрические и магнитные явления. Экспериментальным путем он доказал, что намагниченные тела не только притягиваются, но и отталкиваются.

Если положительные и отрицательные заряды можно разделить, то магнитные полюса разделить невозможно. Например, из распиленного на две части намагниченного стержня, получится два магнита, и каждый из них будет иметь два собственных полюса.

В магнитных взаимодействиях принимает участие ряд элементарных частиц и каждая такая частица представляет собой небольшой магнит с двумя полюсами – магнитный диполь.

Замечание 2

Таким образом, экспериментально установленным фактом является отсутствие в природе магнитных зарядов.

Магнитные взаимодействия, так уж распорядилась природа, тесно связаны с электрическими явлениями, причем эта связь настолько крепкая, что разделить их нельзя. Открытие Эрстеда – датского физика – стало первой ступенькой на пути установления этих связей, сделанное в $1777$ г. Суть его открытия заключалась в том, что находящаяся рядом магнитная стрелка при пропускании электрического тока по проволоке, занимала другое положение, отклоняясь от направления на север. Магнит реагировал на движущийся электрический заряд, т.е. на электрический ток.

Сделанное открытие стало для другого физика – француза А.М. Ампера – поистине звездным часом, создавшего новую науку о магнитных взаимодействиях, получившую название электродинамика. Ампер гениально догадался, что магнитные взаимодействия есть не что иное, как взаимодействия электрических токов.

Физики уже давно сказали, что единое электромагнитное поле реально существует. И здесь тоже есть смысл говорить о единых электромагнитных взаимодействиях, потому что между заряженными частицами при их движении действуют и электрические и магнитные силы.

Магнитное поле Земли

Наша планета имеет свое магнитное поле, которое можно наблюдать с помощью компаса, в котором один конец стрелочки показывает на север, а другой – на юг.

Земля имеет два вида магнитных полей:

1. Главное или постоянное;
2. Второе – переменное.

Между ними есть взаимосвязь, несмотря на то, что их природа и происхождение различны.

Постоянное магнитное поле образуется за счет внутренних источников, которые возникают в результате различия температур на поверхности уплотненного ядра Земли. Ученые связывают это с динамическими процессами, происходящими в мантии и ядре. Эти процессы создают устойчивое магнитное поле, которое в разных точках поверхности имеет разное напряжение.

Внешние источники, которые находятся за пределами Земли – это электрические токи верхних слоёв атмосферы – создают переменное поле.

Замечание 3

Переменное магнитное поле по сравнению с постоянным полем слабее примерно в $100$ раз

Показатели магнитного поля Земли:

Магнитное склонение, значение которого изменяется от $0$ до $ 180$ градусов.

Определение 1

Магнитное склонение – это угол между направлением на север и направлением северного конца магнитной стрелки.

Магнитное наклонение, его значение изменяется от $0$ до $90$ градусов.

Определение 2

Магнитное наклонение – это угол между горизонтальной плоскостью и свободно подвешенной на горизонтальной оси магнитной стрелкой

Магнитное наклонение может быть в северном геомагнитном полушарии положительным, а в южном полушарии – отрицательным.

Сила магнитного поля, величина которого с широтой возрастает, характеризуется напряженностью.

Характеристики магнитного поля во времени изменяются в виду того, что происходит его смещение относительно земного шара.

Магнитное поле планеты находится под постоянным наблюдением ученых по измерениям которых создаются геомагнитные карты. На картах показывают, в каких районах земного шара напряженность магнитного поля и магнитные силовые линии отклоняются от нормального. Отклонения получили название магнитных аномалий и могут использоваться в поисках полезных ископаемых.

Магнитные полюса с географическими полюсами не совпадают.

В районе магнитных полюсов в атмосферу Земли происходит беспрепятственное внедрение космических частиц.

Замечание 4

Те явления и процессы, которые происходили на нашей планете в далеком прошлом, говорят о том, что магнитное поле Земли уже существовало. Древние горные породы, в которых содержались частички магнетита, гематита и др., как показали исследования, имеют остаточную намагниченность. Первичная намагниченность разных по возрасту горных пород, свидетельствует о временных изменениях магнитного поля планеты и его пространственном распределении. На основании этих данных ученые сделали вывод, что магнитное поле имело медленное направленное изменение и подвергалось неоднократной инверсии. Это значит, что северный магнитный полюс становился южным, а южный – северным.

Магнитные бури

Когда магнитное поле Земли имеет сильные возмущения, происходят магнитные бури, нарушающие плавный суточный ход элементов земного магнетизма. Продолжительность магнитных бурь может быть от нескольких часов до нескольких суток, причем одновременно на всей планете.

Магнитные бури делятся на фазы – предварительную, начальную, главную и фазу восстановления.

Для предварительной фазы характерны небольшие изменения геомагнитного поля и возбуждение его колебаний с коротенькими периодами.

В начальной фазе на всей Земле происходит внезапное изменение некоторых составляющих поля.

Главная фаза характеризуется большими колебаниями поля и сильным уменьшением горизонтальной составляющей.

В заключительной фазе восстановления поле возвращается к своему нормальному значению.

Чаще всего магнитные бури происходят в 11-летний цикл солнечной активности и связаны с потоками солнечной плазмы из активных областей Солнца. Солнечная плазма частично проникает внутрь магнитосферы Земли, увеличивая её сжатие и, вызывая начальную фазу магнитной бури. Попадая в верхнюю атмосферу Земли, частицы высоких энергий воздействуют на магнитосферу. Это воздействие приводит к генерации электрических токов и их усилению. Наибольшей интенсивности они достигают в полярных областях ионосферы. Не только в космическом масштабе, но и в микромире магнитные поля играют существенную роль, что связано с существованием у всех частиц – электронов, протонов, нейтронов, магнитного момента и действием магнитного поля на движущиеся электрические заряды.

Магнитные поля бывают:

1. Слабые – до $500$ Гс;
2. Средние – $500$ Гс – $40$ кГс;
3. Сильные – $40$ кГс – $1$ МГс;
4. Сверхсильные – свыше $1$ МГс.

Замечание 5

Вся земная электротехника, радиотехника и электроника основана на использовании слабых и средних магнитных полей, которые получают с помощью постоянных магнитов, электромагнитов, неохлаждаемых соленоидов, сверхпроводящих магнитов.

spravochnick.ru

Постоянное магнитное поле Земли — WikiTraining

Материал из WikiTraining

Английский ученый Уильям Гильберт, придворный врач королевы Елизаветы, в 1600 г. впервые показал, что Земля является магнитом, ось которого не совпадает с осью вращения Земли. Следовательно, вокруг Земли, как и около любого магнита, существует магнитное поле. В 1635 г. Геллибранд обнаружил, что поле земного магнита медленно меняется, а Эдмунд Галлей провел первую в мире магнитную съемку океанов и создал первые мировые магнитные карты (1702 г.). В 1835 г. Гаусс провел сферический гармонический анализ магнитного поля Земли. Он создал первую в мире магнитную обсерваторию в Гёттингене. Земной магнетизм обусловлен действием постоянных источников, расположенных внутри Земли и испытывающих лишь медленные вековые изменения (вариации), и внешних (переменных) источников, расположенных в магнитосфере Земли и ионосфере. Соответственно различают основное постоянное (главное, ~99%) и переменное (~1%) геомагнитные поля. Рис.1. Постоянное и переменное магнитное поле Земли Мы знаем о магнитном поле Земли (геомагнитном поле), что оно ориентирует стрелку компаса в направлении север-юг, благодаря ему совершены великие физические открытия, до сих пор геомагнитное поле используется для воздушной, водной, подводной и космической навигации. Однако далеко не все знают, что геомагнитное поле оказывает очень глубокое влияние на геофизические, биофизические и экологические процессы на Земле. Оно сыграло выдающуюся роль в эволюции Земли, в происхождении и защите жизни на Земле. Поэтому ниже будет рассказано об основных свойствах геомагнитного поля и о его влиянии на эволюцию нашей планеты. Напряженность геомагнитного поля невелика, на поверхности Земли она изменяется от 0.3 эрстед на магнитном экваторе до 0.6 эрстед на магнитных полюсах, которые, не совпадают с соответствующими географическими полюсами. Отклонение магнитных полюсов от географических в настоящее время достигает 2000-3000 км. Геомагнитное поле пронизывает все три оболочки Земли: литосферу, гидросферу и атмосферу, воздействует на живую и неживую природу, на все четыре царства природы: растительное, животное, минеральное и, конечно, человеческое. Магнитное поле Земли также оказывает существенное влияние на климат и погоду. Изменения его интенсивности могут привести к значительным колебаниям в температуре, в атмосферном давлении и в частоте выпадения осадков, а также к бурям, ураганам и другим стихийным бедствиям. Геомагнитное поле состоит из главного геомагнитного поля, источники которого находятся во внешнем электропроводящем ядре Земли, аномального, создаваемого намагниченными горными породами, и внешнего геомагнитных полей ^[1] . Вклад главного геомагнитного поля составляет более 95%. В соответствии с общей теорией геомагнетизма Гаусса главное геомагнитное поле состоит из дипольной и недипольной частей. В первом приближении теории геомагнитное поле является полем диполя, наклоненного к оси вращения Земли на угол 10-12 градусов. Аномальное поле составляет около 3% геомагнитного поля, а внешнее, связанное с солнечно-земными взаимодействиями, – менее 1%. Измерения магнитного поля Земли выполняются на магнитных обсерваториях, магнитные съемки бывают сухопутными, водными, воздушными и спутниковыми. Силовые линии и напряжённость геомагнитного поля находятся в непрерывном изменении. Изменения геомагнитного поля имеют периоды как в сотни и тысячи лет, так и от нескольких месяцев, до долей секунд. Источники вековых вариаций, по современным представлениям, находятся в ядре Земли, источники короткопериодных – в верхних слоях атмосферы, в ионосфере и магнитосфере. Рис.2. Магнитное поле Земли Интенсивность короткопериодных вариаций зависит от активности солнечно-земных взаимодействий. Следует обратить особое внимание на то, что прямые измерения геомагнитного поля в магнитных обсерваториях проводятся только на протяжении последних 400 лет. Полученных данных явно недостаточно для изучения вековых вариаций с периодами 600, 900, 1800 и более лет, а тем более для познания эволюции геомагнитного поля, которое существует не менее четырёх миллиардов лет. Геомагнитное поле «пронизывает» все сферы жизни человека. Стоит ли говорить, что вся современная морская и воздушная навигация осуществляется при использовании компаса, который, как известно, всегда ориентируется по направлению юг-север. Конечно, помимо компаса при навигации используются и геодезические измерения. А вот подводные лодки при движении ориентируются только на направление геомагнитного поля.

Используемые источники

1. ↑ Гульильми А. В., Троицкая В. А. Геомагнитные пульсации и диагностика магнитосферы. М.: Успехи Физических Наук, вып. 3 1969

spacelab.mininuniver.ru

Элетронная энциклопедия для школьников

Часть изменений магнитного поля Земли обусловлена внешними причинами. Эти изменения, или вариации, переменного геомагнитного поля различаются по источнику и по продолжительности действия. Выделяют регулярные вариации с определенной продолжительностью, например солнечно-суточные и лунно-суточные, период которых равен соответственно солнечным и лунным суткам; магнитные бури, продолжительность которых меняется от нескольких десятков минут до нескольких часов; правильные и неправильные короткопериодические колебания с периодами от десятых долей секунды до нескольких минут. Одни из них являются регулярными. К ним относятся солнечно- и лунно-суточные вариации и правильные короткопериодические колебания. Другие появляются внезапно, а потом долгое время могут отсутствовать — , это бури и некоторые типы короткопериодических колебаний. И у регулярных и у нерегулярных вариаций есть одна общая черта — все они связаны с солнечной деятельностью. Связь эта проявляется по-разному. Например, солнечно-суточные вариации усиливаются в том, месте земного шара, где освещенность солнцем в данное время больше, т. е. днем и летом. Некоторые правильные короткопериодические вариации обнаруживают связь с расположением магнитной оси по отношению к Солнцу, а магнитные бури и другие неправильные колебания возникают тогда, когда усиливается деятельность Солнца: они связаны с появлением солнечных пятен, вспышек на поверхности Солнца и т. д. В общем, от Солнца к Земле как бы непрерывно. дует «солнечный ветер» — летит поток заряженных: частиц. Подлетая к Земле, частицы вступают в сложное взаимодействие с магнитным полем Земли : ведь летящая заряженная частица — это электрический ток, а проводник с током отклоняется магнитным полем. Под напором летящих частиц силовые линии геомагнитного поля деформируются, прогибаются, как прогнулись бы под напором настоящего ветра упругие стальные полоски, имеющие форму силовых линий магнитного поля. Со стороны Солнца магнитное поле оказывается сдавленным, с ночной стороны образуется шлейф из вытянутых силовых линий, при этом сами силовые линии начинают вибрировать. Эти вибрации мы и воспринимаем как правильную часть короткопериодических вариаций магнитного поля Земли. Большое количество частиц, причем наиболее быстрых, или, как обычно говорят, наиболее жестких, улавливается силовыми линиями, т. е. начинает двигаться вдоль них от одного магнитного полюса к другому. Над Землей образуются слои, где собирается большое количество прилетевших от Солнца частиц. Эти слои (радиационные пояса магнитосферы), как железные щиты, загораживают Землю от новых потоков солнечных частиц, экранируют ее от солнечного излучения. Однако некоторая доля частиц проходит сквозь магнитосферу в ионосферу, т. е. в тот слой атмосферы, где много ионизированных, а значит, заряженных частиц. Участвуя в перемещениях атмосферных масс, т. е. перемещаясь в магнитном поле Земли, заряженные частицы образуют электрические токи определенного направления. Связанные с этими токами магнитные поля и создают солнечно-суточные вариации. Когда излучение Солнца усиливается, поток поступающих от него частиц становится более концентрированным и в нем увеличивается доля жестких частиц, тогда большее количество этих частиц начинает проходить в атмосферу. Они прорываются нерегулярно, отдельными группами и вызывают резкие кратковременные изменения магнитного поля земного шара — магнитные возмущения, магнитные бури.

edukids.narod.ru

Магнитное поле Земли

Читая раздел об атмосфере, Вы, может быть, задались вопросом о ее границах. С научной точки зрения можно сказать: есть и таковая. Но сначала – о магнитном поле.

Как было сказано ранее, внешнее ядро Земли жидкое и металлическое. Металл – проводящее ток вещество, и если бы существовали в жидком ядре постоянные течения, то соответствующий электрический ток создавал бы магнитное поле. Благодаря вращению Земли, такие течения в ядре существуют. Земля в некотором приближении является магнитным диполем, т.е. своеобразным магнитом с двумя полюсами: южным и северным. Из-за того, что ось магнитного поля проходит всего под углом в 11,5 градусов к оси вращения планеты, мы можем пользоваться компасом. Только немногие помнят, что магнитная стрелка указывает не на истинный Северный полюс, а на Северный магнитный полюс. Он, кстати, медленно перемещается вместе с самой магнитной осью из-за переменности порождающих магнитное поле процессов. Кроме того, ось магнитного поля не проходит через центр Земли, а отстоит от него на 430 км. Магнитное поле Земли несимметрично.

В идеальном и гипотетическом предположении, в котором Земля была бы одинока в космическом пространстве, силовые линии магнитного поля планеты располагались бы таким же образом, как и силовые линии обычного магнита из школьного учебника физики, т.е. в виде симметричных дуг протянувшихся от южного магнитного полюса к северному. Плотность линий (напряженность магнитного поля) падала бы с удалением от планеты. На деле, магнитное поле Земли находится во взаимодействии с магнитными полями Солнца, планет и потоков заряженных частиц, испускаемых в изобилии Солнцем. Если влиянием самого Солнца и тем более планет из-за удаленности можно пренебречь, то с потоками частиц, иначе – солнечным ветром, так не поступишь.

Солнечный ветер представляет собою потоки мчащихся со скоростью около 500 км/с частиц, испускаемых солнечной атмосферой. Такие потоки порождают сильное магнитное поле, которое и взаимодействует с полем Земли, сильно деформируя его, как это представлено на рисунке. Благодаря своему магнитному полю, Земля удерживает в так называемых радиационных поясах захваченные частицы солнечного ветра, не позволяя им проходить в атмосферу Земли и тем более к поверхности. Частицы солнечного ветра были бы очень вредны для всего живого. При взаимодействии упоминавшихся полей образуется граница (очерченная область в зеленых тонах), по одну сторону которой находится возмущенное (подвергшееся изменениям из-за внешних влияний) магнитное поле частиц солнечного ветра, по другую – возмущенное поле Земли.

Эту границу стоит рассматривать как предел околоземного пространства, границу магнитосферы и атмосферы. Вне этой границы преобладает влияние внешних магнитных полей. В направлении к Солнцу магнитосфера Земли сплюснута под натиском солнечного ветра и простирается всего до 10 радиусов планеты. В противоположном направлении имеет место вытянутость до 1 000 радиусов Земли.

Читайте также:

planetologia.ru

Переменное магнитное поле Земли

Главная » Недра Земли » Переменное магнитное поле Земли

Часть конфигураций, как мы выражаемся, магнитного поля Земли обоснована наружными причинами. Всем известно о том, что эти конфигурации, либо варианты, переменного, как мы с вами постоянно говорим, геомагнитного поля, наконец, различаются по источнику и по длительности деяния. И действительно, выделяют постоянные варианты с, как мы выражаемся, определенной длительностью, к примеру, как люди привыкли выражаться, солнечно – суточные и, как всем известно, лунно-суточные, период которых равен соответственно, как большая часть из нас постоянно говорит, солнечным и как бы лунным суткам; магнитные бури, длительность которых изменяется от пары 10-ов минут до пары часов; правильные и как бы некорректные короткопериодические колебания с периодами от, как мы выражаемся, 10-х толикой секунды до пары минут.

Очень хочется подчеркнуть то, что одни из их наконец-то являются постоянными. И действительно, к ним относятся солнечно- и, как большая часть из нас постоянно говорит, лунно-суточные варианты и правильные короткопериодические колебания. Мало кто знает то, что остальные как бы возникают в один момент, а позже длительное время, вообщем то, могут отсутствовать, это бури и, как мы выражаемся, некие типы короткопериодических колебаний. И действительно, и у постоянных и у, как все говорят, нерегулярных вариантов есть одна, как мы выражаемся, общественная черта – они все соединены с, как мы с вами постоянно говорим, солнечной деятельностью.

Связь эта проявляется, как люди привыкли выражаться, по-разному. Само-собой разумеется, к примеру, солнечно-суточные варианты, вообщем то, усиливаются в том, месте земного шара, где освещенность солнцем в данное время больше, т. е. деньком и в летнюю пору. Как бы это было не странно, но некие, как мы выражаемся, правильные короткопериодические варианты обнаруживают связь с расположением магнитной оси по отношению к Солнцу, а магнитные бури и остальные некорректные колебания появляются тогда, когда усиливается деятельность Солнца: они соединены с возникновением, как большая часть из нас постоянно говорит, солнечных пятен, вспышек на поверхности Солнца и т. д.

В общем, от Солнца к Земле вроде бы безпрерывно. дует «солнечный ветер» – летит поток, как заведено, заряженных: частиц. Мало кто знает то, что подлетая к Земле, частички вступают в сложное взаимодействие с, как мы с вами постоянно говорим, магнитным полем Земли : ведь парящая, как большая часть из нас постоянно говорит, заряженная частичка – это электрический ток, а проводник с током отклоняется, как мы выражаемся, магнитным полем. Необходимо подчеркнуть то, что под напором парящих частиц силовые полосы геомагнитного поля деформируются, прогибаются, как также прогнулись бы под напором реального ветра упругие железные полосы, имеющие форму, как люди привыкли выражаться, силовых линий, как большинство из нас привыкло говорить, магнитного поля. Конечно же, все мы очень хорошо знаем то, что со стороны Солнца магнитное поле оказывается, как всем известно, сдавленным, с ночной стороны появляется шлейф из, как все знают, вытянутых силовых линий, при всем этом сами, как большинство из нас привыкло говорить, силовые полосы так сказать начинают вибрировать. Вообразите себе один факт о том, что эти вибрации мы и воспринимаем как правильную часть короткопериодических вариантов магнитного поля Земли.

Огромное количество частиц, при этом более стремительных, либо, как традиционно молвят, более твердых, улавливается, как заведено, силовыми линиями, т. е. начинает также двигаться вдоль их от, как многие думают, 1-го магнитного полюса к другому. Все знают то, что над Землей, вообщем то, образуются слои, где, стало быть, собирается огромное количество прилетевших от Солнца частиц. Все знают то, что эти слои (радиационные пояса магнитосферы), как стальные щиты, загораживают Землю от, как большинство из нас привыкло говорить, новейших потоков, как все говорят, солнечных частиц, экранируют ее от, как большинство из нас привыкло говорить, солнечного излучения. Всем известно о том, что но, как мы выражаемся, некая толика частиц проходит через магнитосферу в ионосферу, т. е. в тот слой атмосферы, где много, как люди привыкли выражаться, ионизированных, а означает, заряженных частиц.

Участвуя в перемещениях атмосферных масс, т. е. перемещаясь в магнитном поле Земли, заряженные частички образуют электрические токи, как большинство из нас привыкло говорить, определенного направления. Очень хочется подчеркнуть то, что связанные с этими токами магнитные поля и также делают солнечно-суточные варианты.

Когда излучение Солнца усиливается, поток поступающих от него частиц становится наиболее, как всем известно, концентрированным и в нем так сказать возрастает толика твердых частиц, тогда большее количество этих частиц начинает как раз проходить в атмосферу. Все давно знают то, что они прорываются нерегулярно, отдельными группами и вызывают резкие кратковременные конфигурации магнитного поля земного шара – магнитные возмущения, магнитные бури.

www.dgs.kiev.ua