Электромагнитные поля в биосфере. Том 1 - Красногорская Н.
Скачать (прямая ссылка):
J___I___l—l
J___I
/0
20
/0
_j_______i
20
0 /0 20 0
rfyvme 0/7е#я, cym
F и с. 13.Лунносуточные вариация магнитных элементов (LH)Lj>,L)/ вычисленные по трем обсерваториям [2 ];1 - Тбилиси, 2 - Москва, 3 - Южно-Сахалинск
Далеомагнитные исследования позволили обнаружить исключительно интересное овойство ШП - обращения полярности (инверсия) главного веля, которые многократно имели место в течение геологической истории Земля. Последняя изученная янверояя была в середине четвертичного периода (0,8 млн. лег назад).
Теория динамо-механизма ГМП допускает возможность инверсий (существование двух равноправных решений уравнений, определяющих генерацию ноля). Однако появление инверсий отнюдь не закономерно и рассматривается как стохастический процесс. Продолжительность периода инверсия ( ~ Дошлет) обычно короче периода стабильного намагничения. Большинство исследователей считает, что во время инверсии поле не исчезает полностью, а сильно уменьшается по величине и теряет свой регулярный характер.
Механизм инверсий окончательно еще не установлен. Во время некоторых инверсий можно проследить путь перемещения геомагнитного полюса из одного полушария через экватор в другое. Но каким бы ни был процесс обращения поля, он,вероятно,г влияем на другие геофизические свойства Земли и биосферу. В периоды обращения изменяются экранирующие свойства ГМП я проникновение к Земле заряженных чаотиц солнечного ветра, играющих большую роль в тепловом балансе земной атмосферы. Изучение длиннопериодных колебаний ВШ (включая инверсии) и их связь с изменениями климата, вращением Земли и солнечной активностью привлекает в настоящее время внимание геофизиков.
Магнитные вариации внешнего происхождения состоят из нескольких типов полей, различающихся между собой спектральными, энергетическими и другими характеристиками. Условно эти вариации можно разделить на следующие группы: медленные (циклические), периодические, возмущенные я короткопериодные. Детальная классификация вариаций ГМП с указанием ооновных характеристик (продолжительности колебаний и амплитудных границ) дана в табл. 2.
Таблица 2. Геомагнитные вариации на поверхности Земли
Тип вариаций Обозначение Период колеба Амплитуда
ний В, нТл
Медленные вариации
Вековые V Десятки и сот 10-150
ни лет
Циклические С II лет 1-20
Периодические (спокойные) вариации
Годовые У I год 5-30
Луннооуточные L 24 ч 50 мин 1-7
Солнечносуточные 24 ч IQ-7Q
Возмущенные вариации
Апериодические &st 10-200 ч IQ-4Q0
главная фаза 3-IU ч IG-400
начало фазы вос
становления 6-12 ч 10-400
фаза восстановления Sd 1-7 сут 100-10
Солнечносуточные 24 ч 10-400
Бухтообразные В 0,5-3 ч 30-1000
Иррегулярные I 5-60 мин 10-3000
Короткопериодные вариации
Устойчивые Рс I 0,2---5 с 0,01-1
Рс 2 5-10 с 0,1-10
Рс 3 10-45 с 0,4-20
Рс 4 45-150 с 0,5-25
Рс 5 150-600 с 0,5-40
Рс 6 >600 с 1-100
Иррегулярные PL I 1-40 с 0,03-2
Pi 2 40-150 с 1-20
PL 3 150-400 с 5-100
PL 4 400-600 10-300
Солнечносуточные Sq и луннооуточные L - вариации ЛИП изучены наиболее полно. Они создамся электрическими токами, индуцированными в ионосфере на высотах - 90-120 км в результате приливных движений ионизированных масс воздуха в МП Земли (динамо-механизм). Зависимость ионизации (и, следовательно, электропроводности) воздуха от зенитного угла Солнца, а также регулярный суточный ритм солнечных и лунных приливных колебаний обусловливают строго периодический характер S^~ и L -вариаций (рис. 13). Суточные вариации невелики по амплитуде, закономерно меняются с географической широтой и временем года, возрастая. к экватору и летом; они достаточно хорошо описываются несколькими первыми членами гармонического ряда 2. Cos (nt -+- сА а) t
где П - номер гармоники, t -местное время (солнечное или лунное). В -вариациях наибольший член - суточный, в L -вариациях - полусуточный [_2] .
На рис. 14 представлены магнитограммы обсерватории Красная Пахра (Московская обл.) за двое суток. На рис. 14,а хорошо цроявляются плавные изменения элементов поля (5^ - вариация), а рис. 14, б иллюстрирует сильное возмущение ШП - магнитную бурю.
