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磁偏角 |
中文名;磁偏角 外文名;Magnetic declination 提出者;羅伯特·諾曼 提出時間;1581年 應用學科;測繪學 最早提出者;沈括 |
磁偏角,是指地球表面任一點的磁子午圈同地理子午圈的夾角。因指南針、磁羅盤是測定磁偏角最簡單的裝置,所以磁偏角的發現和測定的歷史也很早。1702年,英國埃德蒙多·哈雷發表了第一幅大西洋磁偏角等值線圖。根據規定,磁針指北極N向東偏則磁偏角為正,向西偏則磁偏角為負。磁偏角'是指磁針靜止時,所指 的北方與真正北方的夾角。我國北宋學者沈括在《夢溪筆談》中,記載了地磁的南北極與地理的南北極並不完全重合,存在磁偏角。[1]
介紹
沈括在《夢溪筆談》中記載與驗證了磁針「常微偏東,不全南也」的磁偏角現象,比西歐記錄早 400年。英國人羅伯特·諾曼(Robert Norman)發現一根磁針用繩子在半中間吊起來,跟水平形成一偏角,他將這稱為磁偏角。1581年,他在自己的《新奇的吸引力》一書中發表了他的發現。各個地方的磁偏角不同,而且,由於磁極也處在運動之中,某一地點磁偏角會隨時間而改變 。許多海洋動物可以感應到磁偏角並利用它來識途 。
磁偏角是磁場強度矢量的水平投影與正北方向之間的夾角,亦即磁子午線與地理子午線之間的夾角。如果磁場強度矢量的指向偏向正北方向以東稱東偏,偏向正北方向以西稱西偏。磁偏角可以用磁偏測量儀測出來。磁偏角的度數是測量出來的,不是計算出來的。
在繪圖時,將此前對磁偏角的實際測量值標在地圖(特別是海圖,普通地圖標磁偏角的少)上。當然,磁偏角的變化呈現出一定的規律,我國東部地區磁偏角為西偏,甘肅酒泉以西多為東偏。
地磁極是接近南極和北極的,但並不和南極、北極重合, 一個約在北緯72°、 西經96°處;一個約在南緯70°、東經150°處。磁北極距地理北極大約相差1500km。在一天中磁北極的位置也是不停的變動,它的軌跡大致為一橢圓形,磁北極平均每天向北移40m。磁北極大約於2005年進入俄羅斯境內。在我國,正常情況下,磁偏角最大可達6度,一般情況為2-3度。地圖的方向:上北、下南、左西、右東是大多數地圖的方向,但這可不是通用原則,如果地圖上有方向標,可以通過方向標了解到這些。
磁偏角還是不斷有規律變化的,地圖上的磁偏角只是測圖時的磁偏角(磁北比真北偏右,加上磁偏角;磁北比真北偏左,減去磁偏角;在我國一般是減去)。使用地圖本身所注的磁偏角要注意出版年限,地圖太老誤差較大。
計算方法
關於用經緯度計算距離:在地球赤道上環繞地球一周走一圈共40075.04公里而一圈分成360°,1°為60′,每一度一秒在赤道上的長度計算如下:
40075.04km/360°=111.31955km
111.31955km/60=1.8553258km=1855.3m
而每一分又有60秒,每一秒就代表1855.3m/60=30.92m
任意兩點距離計算公式為:
d=111.12cos{1/[sinΦAsinΦB十cosΦAcosΦBcos(λB—λA)]}
其中A點經度,緯度分別為λA和ΦA,B點的經度、緯度分別為λB和ΦB,d為距離。
至於比例尺計算簡單地說,也就是
1.不同的地方地磁偏角也不同!
2.正常情況下,我國磁偏角最大可達6度,一般情況為2-3度
3.東經25度地區,磁偏角在1-2度之間;北緯25度以上地區,磁偏角大於2度;若在西經低緯度地區,磁偏角是5-20度;西經45度以上,磁偏角為25-50度,在我國,正常情況下,磁偏角最大可達6度,一般情況為2-3度。
地球磁場是在不斷變化的。它有長期變化和短期變化。地球磁場的短期變化部分,即上述的地球變化磁場;除去短期變化部分,便是地球基本磁場,即上述的偶極磁場。 地磁要素的長期變化,來源於地球內部的物質運動。它首先表現為地磁場的向西漂移。例如,0°磁偏線與赤道的交點,近400年來已西移95°。其次,磁場強度有穩定的衰減,近百年來,基本磁場強度衰減了5%。如果照此速度繼續衰減下去,那麼,基本磁場將會在2千年後消失。另外,磁極也在移動,如地磁北極的緯度逐年遞增0.004°;其經度每年向西增加0.007°。
關於分類
地磁要素的短期變化,來源於電離層及太陽活動的影響,變化形態比較複雜,分平靜變化和干擾變化。平靜變化是經常性和周期性的變化,有太陽日變化、太陰日變化和季節變化。來自太陽的帶電粒子,影響地球大氣電離層的狀況,從而造成各地的磁場以太陽日為周期的變化。地磁強度的水平分量的太陽日變化,可達 0.03—0.04μT,約為水平分量的0.5%;地磁偏角的變化可達10′。
月球對於地球大氣的潮汐作用,使得一部分大氣以太陰日為周期,運行於地球各部分之間。這種變化包括大氣電離層的變化,因而造成各地磁場以太陰日為周期的變化。它的變化幅度很小,磁場強度水平分量的變幅只有千分之幾μT,約為水平分量的0.05%;地磁偏角的變幅不到40″。太陽直射點的南北移動,以及隨之而來的太陽輻射能在地球上的分布的季節變化,造成地磁要素的太陽日變化的幅度因季節而變化。一般地說,夏季太陽日變化的幅度較大,冬季較小。
地磁要素的干擾變化要複雜得多。小的干擾多半是區域性的,次數頻繁,變幅很小。大的干擾是全球性的,次數較少,平均每年10次左右,變化幅度較大。特大的干擾稱磁暴。磁暴發生時,磁針不安地擾動不止;在幾小時到 幾日內,磁場強度的變化可達十分之幾甚至幾個μT。磁暴的發生與太陽活動直接相關。來自太陽的高能粒子,不僅干擾地球磁場,同時破壞大氣電離層結構,中斷無線電通訊,高緯度地區出現極光。
參考來源