Международен модел на нормалното геомагнитно поле – Уикипедия

Международният модел на нормалното геомагнитно поле (ММНГП, на англ. IGRFInternational Geomagnetic Reference Field) е стандартно математическо представяне на главното геомагнитно поле. Създаден и актуализиран е чрез добавяне на параметри на математически модел на магнитното поле към измерени данни за магнитното поле под ръководството на Международната асоциация по геомагнетизъм и аерономия (IAGA) от 1965 г. [1] Той е резултат от съвместните усилия на учените създаващи модели на магнитното поле на Земята и институтите участващи в събирането и разпространението на данни за геомагнитното поле, получени посредством спътници, геомагнитни обсерватории, временни вариационни станции, включително и полевите измервания на земното магнитно поле по целия свят.

ММНГП обхваща значителен период от време и затова е полезен за тълкуване на исторически данни. (Това е различно от Световния магнитен модел, който е предназначен за навигация през следващите няколко години.) Той се актуализира на 5-годишни интервали, отразявайки най-точните измервания, налични по това време.

Стойности на модула на вектора на магнитната индукция за нормалното магнитно поле в модела за главното магнитно поле на Земята за епоха 2010. Стойностите на магнитната индукция в магнитните карти по правило се представят в нанотèсли (nT).

Текущото 13-то издание на модела ММНГП (IGRF-13) е пуснато през декември 2019 г. и е валидно от 1900 г. до 2025 г. За интервала от 1945 г. до 2015 г. то е „окончателно“ („DGRF“), което означава, че бъдещи актуализации е малко вероятно да подобрят модела по някакъв съществен начин. [1][2]

Аналитично представяне на нормалното геомагнитно поле

[редактиране | редактиране на кода]

ММНГП изразява геомагнитното поле като градиент на магнитен скаларен потенциал :

Скаларният потенциал на нормалното геомагнитно поле се представя като разложение на хармонична функция в ред по сферични функции

,

където е разстоянието от точката на представяне на до центъра на Земята, е най-високата степен на реда, е географската дължина, е географската коширина (полярният ъгъл), е земният радиус, и са коефициенти на Гаус и са присъединени полиноми на Лежандър от първи род в нормировка по Шмид от степен и порядък :

където

Коефициентите на Гаус са моделирани като частично-линейна функция на времето с размер на стъпка от 5 години. [2] Онлайн калкулатор на NOAA изчислява стойностите на седемте елемента и на магнитната индукция на нормалното геомагнитно поле в интервала между 1900 и 2015 г. в точка с географска дължина , географска ширина и надморска височина при вариращ минимален интервал между две изчисления от 33-39 дена (ΔT min = 0,1 година).

ММНГП за територията на България

[редактиране | редактиране на кода]
Изменение на компонентите на нормалното геомагнитно поле според модела IGRF 2011 за района на гр. Варна (27°54′E, 43°12′N)

За района на гр. Варна (27°54′E, 43°12′N) при нулева надморска височина за компонентите на полето на 20 август 2010 г. се получават стойностите 4°52'E; 60°38'; 23493,3 nT; 23 408,5 nT; 1995,2 nT; 41739,4 nT и 47896,9 nT при годишни изменения +6', +1', +3,7 nT, +0,1 nT, +42,6 nT, +36,5 nT и +33,7 nT.

Забележете, че изменението на модула на тоталния вектор на магнитната индукция е по-малко в сравнение с изменението на всяка една от съставящите компоненти и . Това е свързано с така наречения „Западен дрейф“ представляващ завъртване на земното магнитно поле около оста на Земята за около 2000 г.

ИНТЕРМАГНЕТ

  1. а б Thébault, Erwan и др. International Geomagnetic Reference Field: the 12th generation // Earth, Planets and Space 67 (79). 27 May 2015. DOI:10.1186/s40623-015-0228-9.
  2. а б Lowes, F.J. The International Geomagnetic Reference Field: A "Health" Warning // IAGA working group V-MOD: Geomagnetic Field Modeling, January 2010. Архивиран от оригинала на 2018-06-30.