Магнитное поле
<<  Готовый исследовательский проект в детском саду Магнитное поле  >>
Зверева Т. И. Динамика главного магнитного поля Земли с 2001 по 2009
Зверева Т. И. Динамика главного магнитного поля Земли с 2001 по 2009
Метод сферического гармонического анализа исходит из предположения,
Метод сферического гармонического анализа исходит из предположения,
Перемещение Северного магнитного полюса с 1600 по 2001 гг
Перемещение Северного магнитного полюса с 1600 по 2001 гг
Скорость движения северного (синяя кривая) и южного (красная кривая)
Скорость движения северного (синяя кривая) и южного (красная кривая)
Примерно с 1970 северный магнитный полюс ускорился и сейчас движется в
Примерно с 1970 северный магнитный полюс ускорился и сейчас движется в
? 400 км
? 400 км
42
42
Движение северного и южного модельных полюсов (красные точки) и
Движение северного и южного модельных полюсов (красные точки) и
Движение северного и южного модельных полюсов (красные точки) и
Движение северного и южного модельных полюсов (красные точки) и
Путь = ~ 40 км
Путь = ~ 40 км
[Из книги Дьяченко А.И. Магнитные полюса Земли]
[Из книги Дьяченко А.И. Магнитные полюса Земли]
Перемещение проекции центра эксцентричного диполя за период времени с
Перемещение проекции центра эксцентричного диполя за период времени с
Изменение расстояние магнитного центра эксцентричного диполя от центра
Изменение расстояние магнитного центра эксцентричного диполя от центра
Карта модуля магнитного поля Земли, построенная по модели IGRF-2010
Карта модуля магнитного поля Земли, построенная по модели IGRF-2010
Движение Южной Атлантической аномалии во время ХХ столетия
Движение Южной Атлантической аномалии во время ХХ столетия
Выводы Ускоренное движение Северного магнитного полюса прекратилось в
Выводы Ускоренное движение Северного магнитного полюса прекратилось в
Спасибо за внимание
Спасибо за внимание
УЧАСТКИ ОБРАТНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ
УЧАСТКИ ОБРАТНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ
Модель смены полюсов
Модель смены полюсов
Перевод статьи Шульи 2010 Дальнейшее понимание процессов, происходящих
Перевод статьи Шульи 2010 Дальнейшее понимание процессов, происходящих
Контурные карты магнитного поля Земли на границе ядро-мантия,
Контурные карты магнитного поля Земли на границе ядро-мантия,
Интересно, что [Olson and Aurnou,1999] гипотетически предположили
Интересно, что [Olson and Aurnou,1999] гипотетически предположили

Презентация: «Динамика главного магнитного поля Земли с 2001 по 2009 годы по данным спутника СНАМР». Автор: Администратор. Файл: «Динамика главного магнитного поля Земли с 2001 по 2009 годы по данным спутника СНАМР.ppt». Размер zip-архива: 1305 КБ.

Динамика главного магнитного поля Земли с 2001 по 2009 годы по данным спутника СНАМР

содержание презентации «Динамика главного магнитного поля Земли с 2001 по 2009 годы по данным спутника СНАМР.ppt»
СлайдТекст
1 Зверева Т. И. Динамика главного магнитного поля Земли с 2001 по 2009

Зверева Т. И. Динамика главного магнитного поля Земли с 2001 по 2009

годы по данным спутника СНАМР

Научная конференция: Базы данных, инструменты и информационные основы полярных геофизических исследований 22-26 мая 2012 года, ИЗМИРАН

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ЗЕМНОГО МАГНЕТИЗМА, ИОНОСФЕРЫ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН им. Н.В.Пушкова

1

2 Метод сферического гармонического анализа исходит из предположения,

Метод сферического гармонического анализа исходит из предположения,

что магнитное поле потенциально и потенциал главного магнитного поля можно представить в виде разложения по сферическим функциям где U - геомагнитный потенциал в точке с географическими координатами r, ?, ?; X,Y и Z представляют собой северную, восточную и вертикальную, направленную вниз, компоненты поля; а – средний радиус Земли; P(cos?) – присоединенные функции Лежандра степени n и порядка m в нормировке Шмидта; g и h - постоянные коэффициенты

2

3 Перемещение Северного магнитного полюса с 1600 по 2001 гг

Перемещение Северного магнитного полюса с 1600 по 2001 гг

(слева). Сплошная линия – движение измеренного магнитного полюса (с 1831 по 2001 гг.), штриховая – реконструкция дрейфа магнитного полюса с 1660 по 1860 гг. Реконструкция дрейфа южного магнитного полюса за 450 лет (справа). Треугольниками обозначены места, в которых положение магнитного полюса определялось измерениями.

3

4 Скорость движения северного (синяя кривая) и южного (красная кривая)

Скорость движения северного (синяя кривая) и южного (красная кривая)

полюсов за последнее с небольшим столетие [Olsen,2007]

4

5 Примерно с 1970 северный магнитный полюс ускорился и сейчас движется в

Примерно с 1970 северный магнитный полюс ускорился и сейчас движется в

более чем 40 км в год. Если полюс сохранит свою скорость и направление, то достигнет Сибири примерно через 50 лет. [Geological Survey of Canada]

5

6 ? 400 км

? 400 км

IGRF2010

6

7 42

42

4 км

7

8 Движение северного и южного модельных полюсов (красные точки) и

Движение северного и южного модельных полюсов (красные точки) и

геомагнитных полюсов (синие точки) с 1900 года. Построено по последней генерации эталонного магнитного поля IGRF-11, принятой в 2010 году. Сверху – северное полушарие, снизу – южное.

8

9 Движение северного и южного модельных полюсов (красные точки) и

Движение северного и южного модельных полюсов (красные точки) и

геомагнитных полюсов (синие точки) с 1900 года. Построено по последней генерации эталонного магнитного поля IGRF-11, принятой в 2010 году. Сверху – северное полушарие, снизу – южное.

9

10 Путь = ~ 40 км

Путь = ~ 40 км

Движение северного дипольного полюса в период с 2001 по 2009 гг.

10

11 [Из книги Дьяченко А.И. Магнитные полюса Земли]

[Из книги Дьяченко А.И. Магнитные полюса Земли]

11

12 Перемещение проекции центра эксцентричного диполя за период времени с

Перемещение проекции центра эксцентричного диполя за период времени с

2001 по 2009 гг.

12

13 Изменение расстояние магнитного центра эксцентричного диполя от центра

Изменение расстояние магнитного центра эксцентричного диполя от центра

Земли за период времени с 2001 по 2009 гг.

13

14 Карта модуля магнитного поля Земли, построенная по модели IGRF-2010

Карта модуля магнитного поля Земли, построенная по модели IGRF-2010

Значения поля в нанотеслах.

14

15 Движение Южной Атлантической аномалии во время ХХ столетия

Движение Южной Атлантической аномалии во время ХХ столетия

Верхняя кривая показывает, как минимум модуля магнитного поля F (который наблюдается на юге Атлантики, так называемая Бразильская аномалия) уменьшается с 1900 года до наших дней. На нижней кривой показаны точки локализации минимума модуля поля в зависимости от времени.

15

16 Выводы Ускоренное движение Северного магнитного полюса прекратилось в

Выводы Ускоренное движение Северного магнитного полюса прекратилось в

районе 2003 года, достигнув значения примерно 62.5 км/год. Затем движение полюса начало замедляться и в 2009 году уменьшилось до значения примерно 45 км/год. При этом следует отметить, что полюс стал немного разворачиваться в сторону Канады, двигаясь по-прежнему в северо-западном направлении. Так скорость движения полюса в исследуемом временном интервале (2001-2009) по широте уменьшилась с 58 до 35 км/год, в то время как скорость движения по долготе увеличилась с 23 до 32 км/год. Это дает основания надеяться, что северный полюс всего на всего “блуждает”, не покинет района Канадской аномалии и не достигнет примерно через 50 лет Сибири, как это прогнозировалось ранее.

16

17 Спасибо за внимание

Спасибо за внимание

17

18 УЧАСТКИ ОБРАТНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ

УЧАСТКИ ОБРАТНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Районы, где магнитное поле направлено в противоположную для данного полушария сторону, возникают при случайном прорыве закрученных и петляющих линий магнитного поля за пределы ядра Земли. Участки обратного магнитного поля могут существенно ослабить магнитное поле на поверхности Земли, называемое диполем, и свидетельствовать о начале смены земных полюсов. Они появляются, когда поднимающаяся жидкая масса проталкивает горизонтальные магнитные линии вверх в расплавленном внешнем ядре. Такое конвективное излияние иногда закручивает и выдавливает магнитную линию (а). Одновременно силы вращения Земли вызывают винтовую циркуляцию расплава, которая может затянуть петлю на выдавленной магнитной линии (б). Когда выталкивающая сила достаточно велика, чтобы выбросить петлю из ядра, на границе ядро-мантия образуется пара участков магнитного потока.

18

19 Модель смены полюсов

Модель смены полюсов

Начало переполяризации отмечается появлением нескольких ареалов обратного магнитного поля (голубой цвет в Южном полушарии и желтый в Северном), напоминающих об образовании его участков на границе ядро-мантия. Приблизительно за 3 тыс. лет напряженность поля диполя сменилось более слабым, но более сложным переходным полем на границе ядро-мантия. Через 6 тыс. лет на границе ядро-мантия стали преобладать участки обратного магнитного поля. К этому времени полная смена полюсов проявилась и на поверхности Земли. Но только еще через 3 тыс. лет произошла полная замена диполя, включая ядро Земли.

19

20 Перевод статьи Шульи 2010 Дальнейшее понимание процессов, происходящих

Перевод статьи Шульи 2010 Дальнейшее понимание процессов, происходящих

внутри ядра, на причину ускорения СМП дает недавнее трехмерное численное моделирование геодинамо [Aubert et al., 2008]. Плюмы, представляющие собой жидкость меньшей плотности, формируются на границе внутреннего ядра и впоследствии поднимаются внутри цилиндра, касательного к внутреннему ядру и с осью, совпадающей с осью вращения Земли. Такие плюмы подвержены сильному закручиванию из-за быстрого вращения Земли. В ядре закрученные плюмы закручивают магнитные силовые линии, формируя так называемый полярный магнитный апвеллинг (ПМА). При достижении границы ядро-мантия, ПМА ведет к выталкиванию магнитных силовых линий в мантию и к формированию пары потоков магнитной концентрации, обнаруживаемой как пятна интенсивного радиального поля на поверхности ядра. Потоки противоположно направлены друг к другу. Совпадение модели радиального поля на границе ядро-мантия с наблюденным под Новосибирскими островами поражает. Может ли быть ПМА быть причиной ускорения СМП, остается гипотезой, реальность которой должна быть оценена более тщательным численным моделированием.

20

21 Контурные карты магнитного поля Земли на границе ядро-мантия,

Контурные карты магнитного поля Земли на границе ядро-мантия,

составленные по измерениям, сделанным со спутника, показывают, что большая часть магнитного потока направлена от центра Земли в Южном полушарии и к центру в Северном. Но в некоторых районах складывается обратная картина. Участки обратного магнитного поля росли в числе и размерах между 1980 и 2000 г. Если они заполонят все пространство у обоих полюсов, то может произойти переполяризация.

21

22 Интересно, что [Olson and Aurnou,1999] гипотетически предположили

Интересно, что [Olson and Aurnou,1999] гипотетически предположили

существование другого магнитного плюма под СМП (там существует большое пятно силовых линий, направленных в противоположную сторону по сравнению с окружением. Кажется, что некоторый магнитный поток здесь также будет выталкиваться из ядра. Но этот плюм не должен дать вклада в перемещение СМП (согласно математической функции переноса поля от границы ядро-мантия на поверхность Земли. Из геометрических соображений только плюм под Новосибирскими островами даст вклад в движение СМП. Одна такая область расположена в Южной Атлантике, где по меньшей мере 2 пятна магнитных потоков, направленных противоположно их окружению, являются причиной большой области низких значений магнитного поля. Продолжающееся долгое время погружение этой аномалии, (что следует из уменьшения значения величины поля и одновременно увеличения размера аномалии) может являться следствием увеличением магнитных потоков, выталкиваемых из этих двух пятен на поверхности ядра [Bloxman,1989]. Точного знания об этой аномалии нет, т.к. регулярно модели поля появились после 1980 года. Выбросы магнитного потока на поверхности ядра будь то под Бразильской аномалией или внутри касательного цилиндра к внутреннему ядру Земли являются аналогом солнечных пятен на Солнце.

22

«Динамика главного магнитного поля Земли с 2001 по 2009 годы по данным спутника СНАМР»
http://900igr.net/prezentacija/fizika/dinamika-glavnogo-magnitnogo-polja-zemli-s-2001-po-2009-gody-po-dannym-sputnika-snamr-160306.html
cсылка на страницу
Урок

Физика

134 темы
Слайды
900igr.net > Презентации по физике > Магнитное поле > Динамика главного магнитного поля Земли с 2001 по 2009 годы по данным спутника СНАМР