地磁场的短期变化
地磁场的短期变化主要起因于固体地球外部的各种电流体系。按其变化特征也可以分为两类：
一类是按一定的周期连续出现，变化平缓而有规律，称为平静变化；另一类是然发生、持续一定时间后就消失，是短暂而复杂的变化，变化幅度可以很强烈，也有的很小，称之为扰动变化（min)
(一）平静变化
根据其变化周期和幅度等特征平静变化分为太阳静日变化（S4)和太阴日变化（L)。太阴日是地球相对于月球自转一周的时间，由于其变化幅度仅1~2nT,又重叠在太阳静日变化之中，对磁力勘探影响甚微，故不单独考虑。
太阳日变化是以一个太阳日24h为周期，称为地磁日变。它的变化是依赖于地方太阳时。其基本特点是：各个地磁要素的周日变化是逐日不停地在进行，其中振幅易变、相位几乎不变。白天（6~18)时磁场变化较大，夜间较平静。夏季的变化幅度最大，冬季的幅度最小，春秋季节居中。日变的平均幅度为n~n×10nT。
太阳日变化另一特点是它与该日的地磁活动性有8Z/nT各五天，这几天内世界各地磁台测得的周日变化，分别称为国际扰日变化(S4)和静日变化（Sq),其他称为一般日变化。扰日变化和静日变化有显著区-100 8Z/nT (7月3日，夏季）际静日变化（Sq)记录的统计平均资料，可以得出地球表面不同点上的S4变40 8ZM1(9月29日，秋季）化特征。在同一磁纬度上，它们的变化/h 几乎从形态到幅值均很相似。
在同一经(12月24日，冬季）度不同纬度上它变化的差异很大。由图1-1-17清楚地看到不同纬度上春秋分图1-1-16 不同季节的Z日变曲线（春与秋类似）三分量静日变化的特点。Z分量的Sq(Z)曲线的基本特征是在中午前后有一明显的极值；变幅在磁纬度4m=±30°附近最大，向两极或赤道变幅均逐渐减小；赤道附近近于零；曲线有明显的相位反转，北半球为负极值、南半球为正极值。东向分量Sq(Y)在早晨和中午各有符号相反的两个极值；在±30附近变幅最大，赤道附近近于零；在南、北半球的曲线有明显的相位反转。北向分量Sq(X)曲线在午前有一更明显的极值，在赤道附近变幅最大，甚至可达200nT;而在±30附近最小，近于零，曲线也有明显的相位反转。中国地区静日变化随磁纬度分布的基本特征与世界的S,变化在北半球中低纬度区的特征相似。
静日变化有自己的场源，高空电离层中的涡旋电流体系很可能就是其场源。因为在太阳的紫外线辐射下，100~120km高度上高空大气层内要发生极其复杂的物理化学过程，其中包括电离作用而形成电离层。位于向日半球处的电子、离子浓度一定远远大于背日半球处的浓度，也就是白天浓度大于夜间；电离层和地球大气在太阳的热力作用下形成大气环流动，在日、月引力作用下形成大气潮汐运动；这些运动均是在地球磁场中进行的，电离层是良导体，为此，必然产生感应电流，形成电流体系。通过对该电流体系的计算以及观测分析，南北半球在春秋有四个涡旋电流体系，两个在北半球，另两个在南半球。两个强的涡旋电流位于向日半球，两个弱的位于背日半球，它们的中心位置位于±30°附近；约在地方时11时出现极值，它们相对于太阳的位置是不变的；在地球上的某点由于随地球自转，则它相对于这个电流体系在旋转，所以在一天之内在此点可将这些电流体系所引起的全部磁场变化记录下来。
(二）扰动变化
地磁场的扰动变化是叠加在平静变化场水平上的地磁扰动，变化幅度可小于1nT或到nx103nT;持续时间可小于1s或到几天不等；相互重叠。地磁扰动可分为两类。一类为无明显周期，变化幅度范围较大的磁扰动。按其物理机制又可分成六种，其中磁暴往往遍及全球。另一类为变化幅度很小，具有准周期结构特征的地磁脉动，同样它也可进一步分类。与磁力勘探关联更密切的是磁暴和地磁脉动，现简介如下。
1.磁暴
磁暴是一种强烈的磁扰动。从赤道到极区均可观察到磁暴现象；而且几乎是全球同时发生。发生时对磁场水平分量的强度影响特别显著，对垂直分量影响相对小些。因此，通常研究磁暴的形态和特征是通过水平分量强度变化来进行的。
民磁暴按其始发时间通常可分为急始型（SC)和缓始型（GC)两种。若按其变化强度可分为三级，即小磁暴、中强磁暴和强烈磁暴。磁暴强度有从低磁纬度到高磁纬度逐渐变强的规律。就同一磁暴，其变幅在不同地磁纬度上也有所不同。一般中强磁暴可达数百纳特，持续时间可达数天。单个磁暴也可使水平分量强度增到几千纳特。在磁暴发生的过程中，H分量的平均值（Dg)以一定形态变化，可分为三个相阶段，即磁暴始发时的初相段、主相段和结束时的恢复平静相段。这三个相段在任何全球性磁暴的发展过程中都可以观察到。
H/nT世界时一般认为磁暴发生与太阳黑子出现有关。因而，磁暴发生也有一定时间分布规律。太阳活动性愈强的年份磁暴发生频率愈高，最多一年可有20~40次。即使太阳活动性极小的年份也可有5~20次，且相当多的磁暴具有相隔27 d左右重现的规律性，以及以11 a为周期的特点。磁暴发生频率还与季节有关，通常春秋磁暴多，冬夏较少。
2.地磁脉动
地磁脉动是一种地磁场的微扰变化，它具有准周期结构的特点。一般周期介于n10-1~n·10²s,频率范围从毫赫到数赫；振幅的变化范围为n×10-3~n×10nT(在强扰动期间也可达数百纳特）。
地磁脉动可分为两大类型。一类是规则稳定连续型脉动，也称Pc型脉动，它具有准正弦波形和稳定状态的振动特点，脉动周期范围一般为0.2~1000s。这类脉动持续时间可达数小时。根据其周期、形态特征和脉动物理性质不同，再可划分成六种类型。地磁脉动的周期与幅频曲线，见图1-1-19,主要反映了Pc型脉动从Pcl—Pc6各种类型的基本特点。另一类是不规则型的或衰减型的振动系列，记为Pi型。它也可再分为三种类型。这类微扰形态虽为不规则型，但类似于阻尼振荡之特点，在振动中振幅是逐步衰减的。持续时间为几分到几十分。
3.变化磁场有关的电磁感应问题
受太阳活动的影响，电离层和磁层中的电流系经常发生变化。由于地球体有一定的导电性，上述电流系产生的初始变化场在地下感应产生电流，这种感应电流产生的变化场积为感应场，其形态取决于地壳和地慢电导率的分布状态。
在正常地电模型条件，由初始场和感应场组成的总和场称为正常变化场。如果在水平方向上电导率分布不均匀，形成电导率异常，则会使正常变化场发生畸变，称为变化场异常，在此情况下变化场由正常场和异常场组成。变化场异常可分成两种基本类型：
①地表异常，这种异常由地壳表层（如沉积表层、海水层等）电导率不均匀性引起；
②深部异常，这种异常与地壳、上地慢的电导率不均匀性有关。
有一些地理单元和大地构造单元与电导率异常有关，最明显的是大陆和海洋的交界线(海岸）。在海岸区，陆上的感应矢量往往垂直于海岸线指向海岸，表明海洋一侧电导率升高，这就是所谓的海岸效应。例如美国加利福尼亚州、澳大利亚、纽芬兰等某些国家或地区均有这种现象。海岸效应涉及周期由5min到几小时的变化场，此效应也影响到日变场，加州海岸即是典型的例子。分析美国西海岸的日变S4曲线表明，由东向西，愈接近海岸线，82幅值愈大；幅度变化率大约为1nT/10km。对于正常S4来说，在东西方向上应无多大变化。产生这种畸变的原因，一方面是由于海水电导率高；另一方面是海洋下面高电导率层抬升，大陆下方高电导率层下降。
在海岛上常发现感应场方向在岛的一侧与岛的另一侧方向相反，此即所谓海岛效应。例如夏威夷某岛上相距20km的两个测点，对于周期24h的8Z变化相位相差30°;而对于周期小于1h的变化，则完全反向；水平分量则变化不大。海岛效应是由于作为不良导体的海岛干扰了海洋中大范围内感应电流的分布而引起的。
在内陆的一些电导率异常区，如澳大利亚发现有的地方相距不到30km,但8Z记录完全相反，其变化周期约为1h。有些国家利用磁力仪阵列进行观测研究，以了解电导率异常分布状态。这一方面为研究地质构造提供资料，另一方面也为进行高精度航空和地面磁测时作变化场改正工作提供资料。
通过本节讨论可知，地球变化磁场与磁力勘探是十分密切关联的。例如利用不同年代的航磁资料进行编图时，应该考虑到地磁场的长期变化的特点，需在不同年代的时间统调之基础上进行。在高精度磁测中，地磁周日变化是一种严重干扰场。一般在地面磁测、航空磁测过程中设有专用仪器进行地磁日变观测，以便进行相应的校正，称为日变改正。在海上磁测时，这是一个困难的问题。如近海测量，虽然可建立日变站进行观测校正，但由于海岸效应等因素会影响其精度。若为远洋磁测，就根本无法建立日变站。
因此，为了提高测量精度必须提出相应的措施，消除其日变干扰场。在磁暴和强磁扰期间，应该停止野外磁测工作，避免那些严重的地磁扰动覆盖在地质体异常之上。短期变化场也有对磁力勘探工作有利之处，如地磁脉动微扰是一种更短周期的电磁波，它在具有高电导率的地壳层中可能是产生感应大地电流电磁场的天然场源，作为磁测的激发场。故有可能利用它来区分矿与非矿异常；且测量其大地电流可以确定地壳层的电导率及其厚度等，以解决某些地质、地球物理问题。
我公司专业生产无磁转台、测斜仪校验台、磁屏蔽筒、三轴测斜仪校验台、磁屏蔽箱、质子磁力仪、双轴测斜仪校验台、磁强计、测斜仪校验架等产品。
请微信扫描下方二维码咨询
测斜仪校验台
三轴测斜仪校验台
数显测斜仪校验台
无磁测斜仪校验台
