Магнитное поле на поверхности Земли

География — одна из древнейших наук. Многие её основы были заложены в эллинскую эпоху. Обобщил этот опыт выдающийся географ Клавдий Птолемей в 1 в н.э. Расцвет западной географической традиции приходится на эпоху Возрождения, которая отмечается переосмыслением достижений эпохи позднего эллинизма и значительными достижениями в картографии, которые принято связывать с именем Герхарда Меркатора. Основы современной академической географии в 1-й половине XIX века заложили Александр Гумбольдт и Карл Риттер.


Магнитное поле на поверхности Земли


Чтобы охарактеризовать магнитное поле, надо знать не только его величину, но и направление.
Направление определяется относительно географических координат Земли и задается двумя углами: склонением и наклонением.
Склонение — это угол между географическим и магнитным меридианами, т. е. между истинным направлением на север и тем, которое указывает магнитная стрелка.
Наклонение — угол между направлением магнитной стрелки, вращающейся вокруг горизонтальной оси, и горизонтальной плоскостью.
Для намагниченного шара характерно именно распределение наклонения:
оно связано с географическими координатами соотношением:
tgJ = 2tg0, где J — наклонение, а 0 — широта места наблюдения.



Величина магнитного поля Земли очень мала: около 0,5 эрстеда.
Для сравнения напомним, что магнитное поле около полюсов магнита, употребляемых для опытов в школе, составляет несколько десятков эрстед.


В наше время магнитное поле на поверхности Земли изучено достаточно хорошо.
Выяснилось, что оно непрерывно изменяется, поэтому круглый год отряды магнитологов бороздят континенты, измеряя и вновь перемеряя магнитное поле.

Специальные суда, построенные из немагнитных материалов, исследуют магнитное поле на морях и океанах.
Оснащенные специальными приборами, самолеты записывают магнитное поле в труднодоступных районах или просто на обширных территориях.
В различных точках Земли — на экваторе и около полюсов, около столиц мира и в отдаленных районах, на дрейфующих льдинах и в обсерваториях — ведется непрерывное наблюдение за магнитным полем Земли, за его мельчайшими изменениями.
Передают сведения о магнитном поле спутники, на борту которых установлены специальные приборы.

Вся эта многочисленная и многообразная информация поступает в наиболее крупные обсерватории, обрабатывается там, подвергается математическому анализу.
На основании всех этих данных сейчас можно говорить об особенностях геомагнитного поля.

Геомагнитное поле в общих чертах похоже на дипольное.
Что это означает?
Диполем называется магнит, полюсы которого находятся очень близко друг к другу.
Диполь в общих чертах представляет собой модель геомагнитного поля Земли.
Если диполь находится в центре шара, магнитное поле на его поверхности имеет такие особенности: у шара будут два полюса, расположенных в диаметрально противоположных точках.
Около полюсов величина поля в два раза больше, чем на «экваторе»,
а наклонение описывается формулой tgJ = 2tg0.


Магнитное поле Земли, как и дипольное, имеет два полюса.
Величина геомагнитного поля на полюсах примерно в два раза больше, чем на экваторе, закономерность изменения наклонения с широтой такая же, как и у дипольного поля.


Давно установлено, что магнитные полюсы Земли не совпадают с географическими.
Магнитная ось наклонена к оси вращения на 11,5°.
Отсюда и возникает склонение, т. е. несовпадение магнитных меридианов с географическими.

Магнитный полюс в Северном полушарии находится около берегов Северной Америки (71° с. ш., 96° з. д.), а магнитный полюс в Южном полушарии — около берегов Антарктики, на долготе Австралии (70° ю. ш., 150° в. д.).

Как можно заметить, полюсы не находятся в диаметрально противоположных точках земного шара.

Магнитная ось не только не совпадает с осью вращения по направлению, но и не проходит через центр Земли; кроме того, величина поля в Северном полушарии несколько больше, чем в Южном.

В некоторых областях на поверхности Земли реальное магнитное поле значительно отличается от дипольного.
Такие области называются континентальными аномалиями.
Их происхождение, в отличие от магнитных аномалий, связано не с намагниченными слоями внутри Земли, а с самим процессом возникновения земного магнитного поля.


Самая значительная из континентальных аномалий — так называемый Восточно-Сибирский овал на востоке Азиатского материка.
Здесь наблюдается резкое отступление склонения от того, которое было бы в случае любым образом размещенного диполя.
Увеличение напряженности магнитного поля наблюдается, кроме того, в районе Зондских островов.


Нарушают основное магнитное поле Земли и магнитные аномалии, которые создаются намагниченными телами, например залежами различных руд железа.