地球主磁场模型

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1、第２３卷第４期地球物理学进展Ｖｏｌ．２３Ｎｏ．４２００８年８月（页码：１０４５～１０５７）ＰＲＯＧＲＥＳＳＩＮＧＥＯＰＨＹＳＩＣＳＡｕｇ．２００８地球主磁场模型白春华１，徐文耀１，康国发２（１．中国科学院地质与地球物理研究所，北京空间环境国家野外科学观测研究站，北京１０００２９；２．云南大学地球物理系，昆明６５００９１）摘要主磁场建模是一项综合性的研究工作，它涉及主磁场理论、磁场测量、数据同化、模型表达、模型解释以及模型运用等多方面的研究．本文综述了近五十年来德国、丹麦和美英各国研究者提出的数十个地球主磁场模型，

2、回顾了主磁场模型研究方面的进展，概述了模型的描述以及建模的理论基础和方法．关键词主磁场，地磁场模型，建模中图分类号Ｐ３５３文献标识码Ａ文章编号１００４２９０３（２００８）０４１０４５１３犕犪犻狀犵犲狅犿犪犵狀犲狋犻犮犳犻犲犾犱犿狅犱犲犾狊１，ＸＵＷｅｎｙａｏ１，ＫＡＮＧＧｕｏｆａ２ＢＡＩＣｈｕｎｈｕａ（１．犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犌犲狅犾狅犵狔犪狀犱犌犲狅狆犺狔狊犻犮狊，犆犺犻狀犲狊犲犃犮犪犱犲犿狔狅犳犛犮犻犲狀犮犲狊，犅犲犻犼犻狀犵犗犫狊犲狑犪狋狅狉狔犳狅狉犛狆犪犮犲犈狏犻狉狅狀犿犲狀狋，犅犲犻犼犻狀

3、犵１０００２９，犆犺犻狀犪；２．犇犲狆犪狉狋犿犲狀狋狅犳犌犲狅狆犺狔狊犻犮狊，犢狌狀狀犪狀犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犓狌狀犿犻狀犵６５００９１，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋Ｍｏｄｅｌｉｎｇｔｈｅｍａｉｎｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｉｓａｋｉｎｄｏｆａｌｌａｒｏｕｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｗｏｒｋ，ｃｏｎｃｅｒｎｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｍａｉｎｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｌｅｄｔｈｅｏｒｙ，ｍａｇｎｅｔｉｃｓｕｒｖｅｙ，ｄａｔａｒｅｄｕｃｔｉｏｎ，ｍｏｄｅｌｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ，ａｎｄｍｏｄｅｌｉｎ

4、ｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｉｎｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅ，ｗｅｐｒｅｓｅｎｔａｂｒｉｅｆｓｕｍｍａｒｙｏｆｍｏｒｅｔｈａｎｔｅｎｍａｉｎｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｍｏｄｅｌｓｔｈａｔｈａｖｅｂｅｅｎｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｂｙｍａｎｙｗｏｒｋｅｒｓｉｎＧｅｒｍａｎ，Ｄｅｎｍａｒｋ，Ｕ．Ｓ．Ａ．ａｎｄＢｒｉｔａｉｎｏｖｅｒｔｈｅｌａｓｔｆｉｖｅｄｅｃａｄｅｓ．Ｔｈｅｐｒｏｇｒｅｓｓｅｓｏｆｔｈｅｓｔｕｄｉｅｓｏｎｔｈｅｍａｉｎｆｉｅｌｄｍｏｄｅｌｓａｒｅｂｒｉｅｆｌｙｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｆｉ

5、ｎａｌｌｙ，ｔｈｅｍｏｄｅｌｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ，ｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．犓犲狔狑狅狉犱狊ｍａｉｎｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄ，ｇｅｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｍｏｄｅｌ，ｍｏｄｅｌｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ某些地核场的短波特征会丢失；同样的，地核场也可０引言能会压制部分大尺度地壳场的特征．地磁场由不同场源的贡献组成，主要来自地球由于磁场起源不同，不同截断水平的球谐系数液态外核、地壳／上地幔、电离层、磁层等几个部分．描述不同

6、成分和不同波长的地磁场．波长大于３０００ｋｍ若从地面台站资料出发，电离层和磁层可以归为外时主磁场占支配地位，而波长小于２５００ｋｍ时地壳［１］源；而从卫星资料出发则将电离层归为内源，磁层作场起主要作用．Ｊａｃｋｓｏｎ的研究认为，犖≤１５阶的为外源．地磁场是各种磁场成分的叠加，且各组成部磁场主要代表地核场，它起源于地球外核的磁流体分之间存在相互作用，其中，主磁场（即地核磁场）约发电机过程；犖＞１５的球谐系数代表整个地壳的壳占地球总磁场的９５％，是地磁场中最主要的部分．场，源于地壳居里点温度以下岩石的剩余磁化和感实际

7、磁测资料的分析中通常很难将各组分完全应．分离出来．特别是地核场和地壳场，二者合起来，再在地表，地球磁场是一个位场，因此可以用标量加上外源磁场在地球内部的感应场就是所谓的内源磁位来描述．由于地幔的衰减作用和地壳磁化作用，场．它们叠加在一起，使得研究地表和近地磁场以及限制了地磁场能量密度谱（空间功率谱）系数的观发电机起源变得问题重重．在地壳场信号的干扰下测，如果将这个位函数表达为球谐函数的形式，则只收稿日期２００８０１１０；修回日期２００８０２２０．基金项目国家自然科学基金项目（批准号４０４３６０１６）和中国

8、科学院知识创新工程重要项目（ＫＺＣＸ３ＳＷ１４４）资助．作者简介白春华，女，１９８１年生，云南玉溪人，２００７年毕业于云南大学地球物理系，现在中国科学院地质与地球物理研究所攻读博士学位，主要从事地磁场及其长期变化研究．（Ｅｍａｉｌ：ｂａｉｃｈｈ＠ｍａｉｌ．ｉｇｃａｓ．ａｃ．ｃｎ）１０４６地球物理学进展２３卷有低于某一截断水平的系数才能在地表观测到．如在１９６８年国际