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首先对地面台站以及CHAMP卫星的矢量磁测数据进行预处理,结合12个子午工程台站最新的磁测数据,并利用第十二代国际地磁参考场模型(IGRF12)对不同数据归算至统一时间点,再结合第四代地磁场综合模型(CM4)计算并移除主磁场、磁层磁场、电离层磁场、感应磁场及较为微弱的环形场,最后通过球冠谐(SCH)模型联合建立了中国地区岩石圈磁场(地磁要素X、Y、Z和总强度F)的球冠谐模型(SCH2000),结合IGRF12得到了中国地磁模型(CGRF2000).建模同时考虑了测点数据海拔高度的影响,并讨论了截断阶数的选取以及边界效应的控制问题.通过比较均方偏差(RMS),认为8阶SCH2000模型可较好地反映中国地区岩石圈磁场,其分布与SCH1936、CM4以及Taylor多项式模型具有一定的相似性.从位置和强度来看,SCH2000模型所反映的岩石圈磁场更为准确,而与CM4存在一定差异,除了测点不同,截断阶数也是原因之一.通过验证,SCH2000模型各要素随高度的变化与CM4模型较为一致,所建立的CGRF2000与IGRF12模型的分布也较为相似. 相似文献
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为探索地磁长期变化中地磁急变事件的识别方法,分析地磁急变的特征,本文基于多个地磁台站子夜均值数据,利用线性拟合方法计算了地磁场X,Y和Z三个分量的年变率,对近年来发生的地磁急变事件进行了识别和分析。结果显示:Y分量能对分析时段内已报道的地磁急变事件进行很好的识别,其中1999年的地磁急变事件,在我国区域内发生的时间可能为1998年,此外2017年可能存在一个新的地磁急变事件;Z分量年变率整体变化平缓,2001年和2013年前后发生两次显著的地磁年变率变化,并且分别早于2003年和2014年两次显著的地磁急变事件时间,这与下地幔的高电导率层对不同分量地磁信号从核幔边界传播至地表过程中的延迟作用有关;X分量年变率出现多次地磁急变事件特征,其变化与Dst指数年变率变化具有相关性,可利用其去除X分量年变率中存在的外部空间电流体系影响成分,更可靠地辅助Y分量对地磁急变事件进行识别。总体上,地磁子夜均值数据年变率的空间分布与基于第12代国际地磁参考场（IGRF12）模型计算的地磁数据年变率的空间分布所呈现的变化特征在总趋势上具有一致性,表明地磁台站子夜均值数据能够反映我国区域地球主磁场的变化特征,而分别由子夜均值数据和IGRF12模型计算的2003年Y分量年变率空间分布均存在的显著局部特征,可能与地磁急变事件的区域特征有关。 相似文献
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根据GUFM1和IGRF11模型,计算1590—2010年主磁场总强度F、水平分量H和磁倾角I三个要素的水平梯度和垂直梯度,分析了它们的空间分布和长期变化特点.结果表明:F和H的垂直梯度与其磁场的空间分布类似,水平方向的梯度以及磁倾角I在3个方向的梯度都与其磁场分布有明显差异.H的3个方向的梯度分布清楚地指示出南磁极的位置.梯度的长期变化表明,北半球磁场梯度漂移缓慢,南半球磁场梯度变化较快.磁倾角的垂直梯度显示,中太平洋负异常周围的正异常在围绕该负异常旋转.近赤道的梯度异常带在60°W附近的转折是由印度洋异常向非洲方向移动所致. 相似文献
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第11代国际地磁参考场(IGRF-11)是国际地磁学与高空物理学联合会(IAGA)于2009年12月提出的最新与比较准确的IGRF.根据IGRF-11模型,计算了2005-2010年中国地区地磁长期变化(SVC).IGRF-11所描述的2005-2010年中国地区地磁长期变化与实际观测的地磁长期变化(SVO)是基本一致的,但亦有明显差异.分析比较了在中国地区34个台站上的SVO与SVC之间的差异,并得到了它们之间的差值及其均方误差σ,对于地磁偏角和倾角,σ分别为0.35′/a与0.53′/a;对于地磁总强度、水平分量、北向分量、东向分量与垂直分量,σ分别为5.12nT/a,8.91nT/a,8.89nT/a,3.27nT/a与3.59nT/a.引起IGRF-11所描述的2005-2010年中国地区地磁长期变化的误差原因是:中国地区的区域性与局部性的磁异常、IGRF忽略了外源场与IGRF模型的截断阶数、全球台站与测点的分布不均匀、地磁观测误差等因素.由于中国地磁模型(CGM)优于IGRF模型,并能比较准确地描述中国地区地磁场及其长期变化,故在实际应用中应选用CGM. 相似文献
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根据历史地磁场模型GUFM1、第10代国际参考地磁场（IGRF10）模型和日长资料,采用小波变换方法,分析了地磁场磁矩、能量、西向漂移等参数的长期变化和日长十年尺度变化的周期分量及其时变特征.结果表明,1800～2005年期间,偶极子磁场长期变化有82年和48年准周期分量,它们与日长变化的周期没有直接关系.非偶极子磁场参数的长期变化与日长变化有66年和32年准周期分量,66年准周期比32年准周期强.在66年准周期分量,西向漂移比日长变化超前8.8年,非偶极子磁场能量比日长变化滞后15.6年.日长十年尺度波动和地磁场长期变化的起源不存在因果关系. 相似文献
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IGRF国际地磁参考场模型可视化研究 总被引：2，自引：0，他引：2
IGRF（International Geomagnetic Reference Field）即全球地磁参考模型,是由国际地磁和高空物理学联合会（International Association of Geomagnetism and Aeronomy）发布的一系列关于地球主磁场及其年变率的数学模型。作为科学研究和工程应用的背景场、参考场广泛用于地球深部、地壳、电离层和磁层的研究。本文以最新的一代至第10代IGRF模型为基础,以Google公司开发的虚拟三维地球软件Google Earth为载体,进行了国际地磁参考场可视化研究。生成了一系列地磁要素的KML文件。并发布在世界数据中心中国地球物理学科中心的网站上,用户通过下载并打开这些文件就可以在Google Earth上查看到中国地区地磁场7个分量的可视化结果。本文所使用的方法也同样适用于第一代至第九代IGRF模型以及今后将要建立的IGRF模型。 相似文献
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本文用中国地磁场复测点和地磁台站资料,建立了2000年代中国参考地磁场长期变化模型CGRF-SV2000.模型显示,中国地区地磁场变化比较平缓,X、Y、Z、H、D、I、F七个地磁要素的“无符号平均年变率”分别为122 nT/a、82 nT/a、438 nT/a、118 nT/a、096(′)/a、299(′)/a、224 nT/a,比国际参考地磁场IGRF给出的全球年变率约小1/3到1/2.各地磁要素的变化显示,地磁北极正在向中国移近,或者说,中国正在向高地磁纬度方向移动,平均移动速度约为3(′)/a.磁偏角变化还显示,中国地区东西部偏角差异继续扩大.作为检验和对比研究,本文利用第8代国际参考地磁场（IGRF）模型,分析了全球地磁场长期变化的时空特征,讨论了全球长期变模型IGRF_SV与中国长期变模型CGRF_SV的异同点.对比分析表明,中国地区地磁场的长期变化与全球长期变化总趋势基本符合,但是,CGRF_SV也表现出一些特有的局部异常特征. 相似文献
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《地球物理学进展》2015,(1)
当利用Taylor多项式和Legender多项式建立区域地磁场模型时,会碰到两个问题:截断阶数的选取与边界效应的控制.现以常用的Taylor多项式模型和Legendre多项式模型为例,结合中国地区1970.0和2000.0年的地磁场实测数据,提出一种可解决以上两种问题的应用方案.为了进行综合比较和研究,还采用了最新的全球模型——IGRF11和CM4.结果显示通过计算两种模型的均方根偏差(RMSE)和AIC(AIC信息标准)值,并与IGRF11及CM4的均方偏差相比较,可以初步确定截断阶数的选取范围,比较各阶截断阶数的AIC值,可进一步获取合适的截断阶数.通过首次提出的"异常区域添加法"和"均匀添加法"逐步增加境外补充点,结果显示当不断增加补充点后,境外的磁异常的分布大为改善,并与IGRF11的分布高度一致.随着补充点的增加,极值点强度逐渐减弱并趋于稳定."均匀添加法"可更好地控制中国地区的地磁场边界效应.提出了一种可通过两个个步骤以确定最适截断阶数的方法,还提出了两个标准从而可初步确定补充点的数量,从而能够较好地控制边界效应.对于两种模型所反映的一些境外磁异常,可通过实地测量或是在磁异常周围增加测点而验证. 相似文献
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We calculated and analyzed variation of the non-dipole(ND)magnetic field at the millennium scale over the Chinese mainland during 2000 BC–1900 AD using the newest global geomagnetic model,CALS3K.4(3K.4).The newest-generation IGRF(IGRF11)was used to verify the results.Taking component Z for example,we calculated and analyzed the distribution and annual change rates of the ND field during 1900–1990 AD every 5 yr,using two models.To thoroughly analyze the contributions of field sources,quadrupole and octupole fields,and others within the ND field at the surface and core-mantle boundary(CMB)were investigated.Results show that there were three main variation phases of the field during the period 2000BC–1900 AD.The mean amplitude roughly reflected the ND field because of the distribution and variation of that field,corresponding somewhat to the mean amplitude change.A magnetic anomaly of the ND field over East Asia(EA)first emerged in 1682 AD,and its extreme intensity had increased a total of 15276.95 nT by 1900 AD.Its location moved continuously southeastward after 1690 AD.The asymmetry between location and intensity of extreme points over EA,particularly during1740–1760 AD,indicates irregularity of fluid motion inside the outer core.Mean annual changes of Z are generally divided into four phases,which first oscillated between 2000 and 800 BC,then increased,decreased and increased in the periods 800BC–300 AD,300–900 AD and 900–1900 AD,respectively.The intensity of mean annual change increased a total of 22.87nT/yr.Anomaly extreme locations based on 3K.4 and IGRF11 over EA centered around 44°N and 103°E for degree(n)greater than 5,and intensities continuously increased with n.During 2000 BC–1990 AD,ND energy of Z at the surface and CMB had decreased in total by 18.29%and 23.23%,respectively.The field source of 26–210 pole fields are more or less affected by the lithospheric field.Energies of higher degree at the surface attenuate by almost 99%compared with CMB,but mean attenuation speeds of the low-degree ND field are faster than high-degree,which implies that the low-degree ND field has a deeper source. 相似文献
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利用149个地面实测数据以及12个子午工程测点数据,50个CHAMP卫星高度实测数据,并结合高空180 km处的50个IGRF12数据点,基于这三个高度的数据首次建立了中国地区地磁场三维曲面Spline（3D Spline）模型.在境外添加了39个测点以控制边界效应.通过CM4模型将所有测点的场源进行分离,统一通过主磁场值建模分析.通过将模拟结果与实测值、曲面Spline（2D Spline）以及Taylor（2D Taylor）、三维Taylor（3D Taylor）模型及IGRF12模型相比较,结果显示3D Spline模型的空间分布与其他模型整体趋势一致,但更为曲折,随着高度上升,3D Spline模型的要素Y的强度逐渐减弱.通过比较3D Spline、2D和3D Taylor模型对于不同高度6个缺测点的模拟值,残差和均方根偏差（RMSE）,3D Spline模型的模拟效果最好,要素Y、Z和总强度F的RMSE值要比其他模型低50%以上.3D Spline模型在不同高度处的模拟效果主要取决于该高度附近的实测值数量和精度. 相似文献
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中国部分地磁台站年均值与IGRF模型一致性分析 总被引：1，自引：0，他引：1
利用中国部分地磁台站1990～2003年的年均值资料,研究了台站年均值与IGRF模型计算值的一致程度,结果表明：①我国地磁台站的长期变速度与IGRF模型的长期变速度有差异：总体来讲,我国台站磁偏角D和垂直强度Z的长期变速度低于IGRF模型的相应速度;水平强度H的长期变速度在1990～1995年间高于IGRF模型的相应速度,在1995～2000年间低于IGRF模型的相应速度;②台站年均值与IGRF模型值的差值曲线中,H和Z有明显的起伏,反映了地磁场长期变的非线性;③虽然有上述长期变上的差异,但对于同一个台站,各地磁要素年均值与IGRF模型值的差值的标准偏差均低于IGRF模型的误差水平,说明IGRF模型与台站年均值的一致性比较好;④对于同一地磁要素,不同台站的年均值与IGRF模型值的差值的平均值相差较大,反映出台站所在位置地壳磁异常的巨大差异。通过总结上述工作,文中还讨论了地磁台站保持长期可靠运行的重要性以及地磁台网历史观测资料抢救的紧迫性。 相似文献
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区域和全球地磁场模型 总被引：7，自引：2，他引：7
本文叙述了计算区域地磁场模型的各种数学方法，给出了选择计算区域模型数学方法的判据，讨论了改善区域地磁场模型边界效应的方法，研究了确定区域地磁场模型截断阶数的判据，另外，简单介绍了第六代国际地磁参考场，１９９０年世界地磁图，国际地磁参考场的精度和使用。 相似文献
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为了研究中国境内各阶非偶极子(ND)磁场,通过最新的地磁场模型CALS10K.1b计算了10000 BC—AD 1990年ND磁场在中国境内的时空及能量变化;22,23和24极子磁场零值线主要呈现出从我国中北部向东南部移动,从北部向东部移动,以及从东南部向西北部移动的趋势;除了26极子磁场,其余ND磁场在1500年以后均有“翘尾”现象,其所占主磁场的比值在10000 BC—AD 1500年呈震荡变化,从1500年开始快速上升;除了22极子磁场,其它各阶ND磁场能量随时间变化的趋势基本一致. 在5650 BC年左右,各阶ND磁场能量值均出现高值并随阶数的增大而衰减,反映了在该时间点通过地核发电机产生的磁场能量随径向距离而近似线性衰减,地磁场能量主要源自地球液态外核. 将CALS10K.1b模型结果与IGRF11模型对比后,得出CALS10K.1b模型所计算的ND磁场及能量值较为可靠,而两者差异主要源于数据和建模方法的不同. 相似文献
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The main objective of this work is to compare directional (declination and inclination) volcanic and archaeomagnetic data for the last four centuries (~1600–1990) with the historical geomagnetic predictions given by the GUFM1 model which spans from 1590 to 1990. The results show statistical agreement between archaeomagnetic data and directions given by the geomagnetic field model. However, when comparing the volcanic data with the model predictions, marked inclination shallowing is observed. This systematically lower inclination has already been observed in local palaeomagnetic studies (Italy, Mexico and Hawaii) for the 20th century, by comparing recent lava flows with the International Reference Geomagnetic Field (IGRF) model. Here, we show how this inclination shallowing is statistically present at worldwide scale for the last 400 years with mean inclination deviation around 3° lower than the historical geomagnetic field model predictions. 相似文献
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1900~2000年的IGRF(国际地磁参考场)资料使研究20世纪中地磁场的变化规律成为可能,在20世纪中,即使从19世纪起,地球偶极子磁场发生了较大的变化,偶极矩一直保持衰减的势头,地心轴的所有3个分量都是减小的.地磁南极的位置变化在1930年左右发生大的转折,1960年起向西和向南快速移动,偶极子轴在纬度方面变化只有1°左右,经度变化在3°左右,离磁极倒转的条件差得远. 相似文献