地磁场dicichang

地球周围空间的磁场分为近地面磁场和高空磁场。近地面磁场一般指上地幔到约1000公里以下这部分空间的磁场。如果不加特指，地球的磁场就是描述近地面磁场，而离地面600～1000公里以上往外延伸的高空磁场则被称为磁层。
偶极磁场——地球的磁场是偶极磁场，主要来源于内部(图1)。根据1975年测量，地磁南极位于北半球76.°2N,100.°6W，习惯上称作北磁极；地磁北极位于南半球65.°8S,139.°4E，习惯上称作南磁极。磁轴和地轴相交11.°5，磁极位置的磁场强度约比赤道处的磁场强度高出一倍左右，并且磁极的位置不断变化。通常用地磁强度表示磁场的强弱，单位是伽玛(1伽玛=10^-5奥斯特，定义单位磁极在磁场中受1达因的磁场力，则磁场强度是1奥斯特)，地球平均地磁强度为50000伽玛，在太阳系中比起水星、金星、火星的磁场，地球的磁场强很多，但比起其他大行星又弱。地球磁场不稳定，有短期变化和长期变化。短期变化有日变化、月变化、季节变化以及太阳风引起的变化，这些变化都与地球在太阳系中的位置和自转公转运动有关； 长期变化主要表现在磁极的位置不断改变。根据地质时代岩石的剩余磁性测定，磁极曾发生过多次倒转。至于倒转产生的原因，至今还仅停留在“假说”阶段，没有形成完整的理论。
磁层——由于太阳上发出持续不断的稳定粒子流（叫做太阳风）影响地球磁场，并把地磁场限制在一定的空间，使地球的偶极磁场到了高空中不能无限制地向外扩张，这样形成的磁场空间就是“磁层”。由于太阳风的影响，正对太阳风与背对太阳风两面不同，正对太阳风一面，磁层达到10个地球半径处，当太阳活动激烈时，太阳风增强，可把磁层边缘压到5～7个地球半径。磁层和太阳风前沿 （激波面） 之间的区域叫“磁鞘”，约3～4个地球半径。在背向太阳风的一面，磁层可以达到几百甚至1000个地球半径，形成圆柱形尾巴。圆柱中间地球赤道中面区域，由于磁力线互相抵消，成为“中性片”，从中性片到磁层边缘约22个地球半径。在磁层边界处地球磁场强度已减少到几十伽玛，磁层以外将不属于地球磁场而成为行星际空间磁场了 (图2)。
辐射带——地磁场在磁层范围内俘获太阳风的带电粒子，形成两个“地球辐射带”，又叫“范·艾伦辐射带”，位于中、低磁场纬度的上空。内辐射带在赤道平面距地面约1～2地球半径，主要在地磁低纬40°以内，外辐射带在赤道平面距地面3～4地球半径处，可以延伸到地磁纬度50°～70°的区域，这两个辐射带没有明显的界限，常随太阳活动而变化其范围。两个辐射带主要是由地球磁场俘获太阳风的质子和电子组成，但能量很强。内辐射带主要由高能质子其次是中、低能的电子组成； 外辐射带主要是高能电子其次是低能质子组成。两个辐射带套在地球周围，对人类活动起保护作用，阻挡太阳风，使人们不致受宇宙线的轰击，使地球上生物得以生存。由于极区没有这种保护，极区飞行要特别防止高能粒子的轰击，因而有必要作太阳活动预报以掌握高能粒子袭击的规律和强度范围，并保证安全。

图1 地球的偶极磁场

图2 地球的磁层和辐射带

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地磁场dicichang

地球的磁场。最早证实地磁场的存在的是英国物理学家吉尔伯特。他将一块磁石做成球状，把它称为“小地球”，他把有转轴的小磁针放在这个磁球附近，观察磁球施于磁针的吸引力。在这个小磁球上，他发现了地球的很多性质，认为地球是一个大磁体。地球本身相当于一个大磁体，地磁北极在地理南极附近，南纬67°，东经143°处。地磁南极在地理北极附近，北纬75°，西经101°处。地磁场的磁场强度很弱，在两极区H=47.7～55.7安培/米；在赤道附近H=23.8～31.8安培/米。地球上某点地磁的三要素是磁偏角、磁倾角及地磁场的水平强度。在地球上不同地方，地磁要素不同。相邻近的地点地磁要素的变化应是微小的。如果某些地方的地磁要素与邻近地区有显著差异，很可能是由于地下不很深的地方埋藏有大量铁矿。因此，研究并利用地磁场的异常，是勘探铁矿的重要方法之一，这种方法叫做磁法探矿，在地质工作中被广泛采用。

地磁场

地球本身所具有的对磁针或运动电荷有作用的空间称地磁场。比较微弱，在最强的两极处，强度也不过0.65奥斯特左右。对研究地质构造和寻找金属矿产有意义。

地磁场

地球和近地空间存在着磁场，在类地行星中地磁场的强度是最大的。地磁场主要来源于地球内部，而来自外层空间的成分还不到1%，可以把地磁场主要看成偶极磁场。它存在着南北两个磁极，连结南北两磁极的轴称地磁轴，地磁轴与地球自转轴并不重合，有11°多的交角。磁极的位置有长期变化。1970年，地磁北极位于北纬70°.6，西经70°.1处。最近时期地磁北极的纬度每年增加0°.004，而它的经度（西经）每年增加0°.007。1970年的地磁偶极矩为7.98×10²⁵电磁单位，最近时期平均每年减小4×10²²电磁单位。