地理磁場分布

1. 關於地磁場的方向

地球表面是：地磁場南極指向北極。
地球內部是：地磁場北極指向南極。
你把地磁場看做是條形磁鐵，地理北極是S級、地理南極是N級。用右手螺旋定則。一捏就知道：環形電流是「自東向西」的

2. 地磁場分布

地磁場是空間和時間的函數，為了滿足地面上定向、航空、航海、資源勘察以及地磁學本身研究的需要，地磁場測量方法分為兩類觀測點：一類設固定觀測點，連續地測定地磁要素絕對值以及隨時間變化的磁場值，稱其為地磁台；另一類是野外測點，在這些測點上間斷地測定地磁要素的絕對值。由這兩類測點組成了某地區、某國家甚至全球范圍的地磁測網，根據地磁測量的結果定期地編繪出相應的各種地磁圖件。地磁圖是按要素D、I、T、H、Z、X及Y分別繪制出的等值線圖，它反映了地磁場在全球或區域上的分布規律和分布特徵。

在大部分地區地磁場等值線圖（見圖4.1.2）中，等值線也與緯線近乎平行。其強度值在磁赤道附近為30000～40000 nT，由此向兩極逐漸增大，在南北兩磁極處磁場值是60000～70000 nT。

圖4.1.2 總磁場強度等值線圖（1980）

從亞洲部分地區地磁圖中可見，中國地磁場（見圖4.1.3）的等值線大致平行於地理緯線；隨著緯度向兩極逐漸增加，其值增大。

根據二次多項式模式編制的我國地磁要素圖件，表明地磁場有以下特徵：磁偏角的零偏線由蒙古穿過我國中部偏西的甘肅省和西藏自治區延伸到尼泊爾、印度。零偏線經東偏角為負，其變化由0°～11°；磁傾角由南向北，I值由-10°增至70°；地磁場水平強度（H）從南至北，H值由40000 nT降至21000 nT；垂直強度從南至北由-10000 nT增加到56000 nT；總場強度由南到北，變化值為41000～60000 nT。

3. 地球的磁場是怎樣分布的

偶極型。

地球磁層
是一個頗為復雜的問題，其中的物理機制有待於深入研究。磁層這一概念近來已從地球擴展到其他行星。甚至有人認為中子星和活動星系核也具有磁層特徵。

地磁場的形成具有一定特殊性，按照旋轉質量場假說，地球在自轉過程中產生磁場。但是，從運動相對性的觀點考慮，居住在地球上的人是不應該感受到地磁場的，因為人靜止於地球表面，隨地球一同轉動，所以地球上的人是無法感覺到地球自轉產生的磁場效應的。

通常所說的地磁場只能算作地球表面磁場，並不是地球的全球性磁場（又稱空間磁場），它是由地核旋轉形成的。地球的內部結構可分為地殼、地幔和地核。美國科學家在試驗中發現，地球內外的自轉速度是不一樣的，地核的自轉速度大於地殼的自轉速度。也就是說，地球表面的人雖然感覺不到地球的自轉，但卻能感覺到地核旋轉所產生的質量場效應，就是它產生了地球的表面磁場。科學家在研究中還發現，地核的自轉軸與地球的自轉軸不在一條直線上，所以由地核旋轉形成的地磁場兩極與地理兩極並不重合，這就是地磁場磁偏角的形成原因。

科學家們在對地磁場的研究中發現，地磁場是變化的，不僅強度不恆定，而且磁極也在發生變化，每隔一段時間就要發生一次磁極倒轉現象。

早在二十世紀初，法國科學家布律內就發現，70萬年前地磁場曾發生過倒轉。1928年，日本科學家松山基范也得出了同樣的研究結果。第二次世界大戰後，隨著古地磁研究的迅速發展，人們獲得了越來越多的地磁場倒轉證據。如岩漿在冷卻凝固成岩石時，會受到地磁場的磁化而保留著像磁鐵一樣的磁性，其磁場方向和成岩時的地磁場方向一致。科學家在研究中發現，有些岩石的磁場方向與現代地磁場方向相同，而有些岩石的磁場方向與現代地磁場方向正好相反。科學工作者通過陸上岩石和海底沉積物的磁力測定，及洋底磁異常條帶的分析終於發現，在過去的7600萬年間，地球曾發生過171次磁極倒轉。距今最近的一次發生在70萬年前，正如布律內所指出的那樣。

4. 地球磁場是怎麼樣的

地球磁場，簡言之是偶極型的，近似於把一個磁鐵棒放到地球中心，使它的N極大體上對著南極而產生的磁場形狀。當然，地球中心並沒有磁鐵棒，而是通過電流在導電液體核中流動的發電機效應產生磁場的。

地球磁場不是孤立的，它受到外界擾動的影響，宇宙飛船就已經探測到太陽風的存在。太陽風是從太陽日冕層向行星際空間拋射出的高溫高速低密度的粒子流，主要成分是電離氫和電離氦。

因為太陽風是一種等離子體，所以它也有磁場，太陽風磁場對地球磁場施加作用，好像要把地球磁場從地球上吹走似的。盡管這樣，地球磁場仍有效地阻止了太陽風長驅直入。在地球磁場的反抗下，太陽風繞過地球磁場，繼續向前運動，於是形成了一個被太陽風包圍的、慧星狀的地球磁場區域，這就是磁層。

地球磁層位於地面600～1000公里高處，磁層的外邊界叫磁層頂，離地面5～7萬公里。在太陽風的壓縮下，地球磁力線向背著太陽一面的空間延伸得很遠，形成一條長長的尾巴，稱為磁尾。在磁赤道附近，有一個特殊的界面，在界面兩邊，磁力線突然改變方向，此界面稱為中性片。中性片上的磁場強度微乎其微，厚度大約有1000公里。中性片將磁尾部分成兩部分：北面的磁力線向著地球，南面的磁力線離開地球。

1967年發現，在中性片兩側約10個地球半徑的范圍里，充滿了密度較大的等離子體，這一區域稱作等離子體片。當太陽活動劇烈時，等離子片中的高能粒子增多，並且快速地沿磁力線向地球極區沉降，於是便出現了千資百態、絢麗多彩的極光。由於太陽風以高速接近地球磁場的邊緣，便形成了一個無碰撞的地球弓形激波的波陣面。波陣面與磁層頂之間的過渡區叫做磁鞘，厚度為3～4個地球半徑。

地球磁層是一個頗為復雜的問題，其中的物理機制有待於深入研究。磁層這一概念近來已從地球擴展到其他行星。甚至有人認為中子星和活動星系核也具有磁層特徵。

地球磁場是怎樣產生的？為什麼又會南北 磁極翻轉？對地球磁場起源的探索，早在公元1600年前後就已經開始了。大家都會知道，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，但由於地球核心物質受到的壓力較大，溫度也較高，約6000°C，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，加上由於地核中物質受著巨大的壓力作用，自由電子趨於朝壓力較低的地幔，使地核處於帶正電狀態，地幔附近處於帶負電狀態，情況就象是一個巨大的「原子」。
科學家相信，由於地核的體積極大，溫度和壓力又相對較高，使地層的導電率極高，使得電流就如同存在於沒有電阻的線圈中，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，電子的分布位置並不是固定不變的，並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並不同步，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。

太陽和木星亦具有很強的磁場，其中木星的磁場強度是地球磁場的20至40倍。太陽和木星上的元素主要是氫和少量的氦、氧等這類較輕的元素，與地球不同，其內部並沒有大量的鐵磁質元素，那麼，太陽和 木星的磁場為何比地球還強呢？木星內部的溫度約為30000°C左右，壓力也比地球內部高的多，太陽內部的 壓力、溫度還要更高。這使太陽和木星內部產生更加廣闊的電子殼層，再加上木星的自轉速度較快，其自 轉一周的時間約10小時，故此其磁場強度自然也要比地球高的強。
事實上，如果天體的內部溫度夠高，則天體的磁場強度與其內部是否含有鐵、鈷、鎳等鐵磁質元素無關。由於太陽、木星內部的壓力、溫度遠高於地球，因此，太陽、木星上的磁場要比地球磁場強的多。而火星、水星的磁 場比地球磁場弱，則說明火星、水星內部的壓力、溫度遠低於地球。

地磁場及其特性

地球的磁性, 是地球內部的物理性質之一。地球是一個大磁體, 在其周圍形成磁場, 即表現出磁力作用的空間, 稱作地磁場。它和一個置於地心的磁偶極子的磁場很近似, 這是地磁場的最基本特性。地磁場強度很弱, 這是地磁場的另一特性, 在最強的兩極其強度不到10-4(T), 平均強度約為0.6x10-4(T), 而它隨地點或時間的變化就更小, 因此常用(γ), 即10 -9(T)做為磁場強度單位。