地球重力场和形状
正常椭球:
一个形状和质量分布规则,接近于实际地球的旋转椭球。它产生的重力场称为正常重力场。正常重力场的等位面称为正常水准面。因为正常椭球面是一个正常水准面，所以正常椭球又称水准椭球。
正常(地球)椭球是一个假想的球体。是一个理想化的椭球体。
正常重力位U：近似的地球重力位。是一个函数简单、不涉及地球形状和密度便可直接得到的地球重力位近似值的辅助重力位。
扰动位T：地球实际重力位W与正常重力位U之差。
T＝W－U
根据扰动位T可求出大地水准面与正常水准面之差，便可最终解决地球重力位和形状的问题。
1、水准面: 重力等位面。具有几何性质与物理性质。
1）、无数个；
2）、复杂形状，不规则闭合，与铅垂线正交的曲面；
3）、水准面彼此不平行，不相交；
4）、每个水准面对应唯一的位能W＝常数，物体在水准面上移动重力不做功。
2、大地水准面：与平均海水面重合，不受潮汐、风浪及大气压影响，并延伸到大陆下面处处与铅垂线垂直的水准面。
1）、一个特定的重力等位面，唯一。
2）、其几何性质和物理性都很不规则，尚未能具体确定。因
而只能用一个平均海水面代替它。
3、似大地水准面：与大地水准面很接近的一个曲面，是由地面点沿铅垂线向下量取正常高所得的点形成的连续曲面。
1）、不是水准面
2）、与水准面很接近，在海洋上与大地水准面完全重合，在
大陆上几乎重合，在山区只有2～4m的差异。
4、正常椭球（水准椭球、等位椭球）：
正常椭球：大地水准面的规则形状。
实际上，质量与地球质量相同，自转速度与地球自转速度相同的规则物体都可正常椭球。目前都采用水准椭球作为正常椭球，又称等位椭球。
5、总地球椭球：与大地体最为密切的正常椭球。
1）、中心与地球质心重合，短轴与地球短轴重合；起始子午面与起始天文子午面重合；质量与地球的质量相同；
2）、4个基本参数a e，fM，J2，ω；
3）、与大地体最密合，要满足全球范围内与大地水准面的差距N的平方和最小。
6、参考椭球：大小与定位定向最接近于本国或本地区的地球椭球。
1）、与本地区的大地水准面密合，表现在椭球面与本地区的大地水准面最接近及同点的法线和垂线最接近。
2）、定位定向大小都与总椭球不同，3）、不同地区的参考椭球都不同。
地球重力场分布规律
摘要：文章采用目前与中国大陆匹配最精准的egm2008模型，结合srtm高程数据，计算5.12地震灾区高程异常，分析了重力场分布规律。得出结论：重力场随着距震中位置的增大呈现负相关趋势。提出以下猜想：地震对小范围内重力位的影响远远大于大范围内的影响。 关键词：地球重力场；egm2008；地震灾区 引言 地球重力场是最基本的物理场，由地球系统的物质属性产生，反映由地球各圈层相互作用和动力过程决定的物质空间分布、运动和变化，承载重力场作用机制相关信息，地球重力场时空演化与地球系统的动力过程有重要的联系。因此，物理大地测量学与所有研究地球各圈层物质运动及其动力学机制的学科有交叉领域。高精度高分辨率的重力数据及以此构建的高阶地球重力场模型及时变信号，是地球动力学、地球内部物理、海洋物理及动力海洋学等相关学科研究必需的基础信息，精细的全球重力场信息会加深人们对地球系统各圈层的物质异常分布、物质的循环及动量及能量交换机制的认识，精化相关地学的模型参数，以达到对地球系统、其子系统及整体的动力学过程和行为有更深层的理解。 5?12汶川地震，发生于北京时间（utc+8）2008年5月12日14时28分04秒，震中位于中华人民共和国四川省阿坝藏族羌族自治州汶川县映秀镇与漩口镇交界处。5?12汶川地震严重破坏地区超过10万平方千米。其中，极重灾区共10个县（市），重灾区共41个县（市），一般灾区共186个县（市）。此次地震是中华人民共和国成立以来破坏力最大的地震，也是唐山大地震后伤亡最严重的一次地震。文章将对四川省灾区范围从重力异常的计算、灾区重力异常分布规律（e100°36′～108°31′，n27°50～34°19′）（如图1）展开论述。 1 计算重力场模型 egm2008地球重力场模型使用bruns公式，地球表面上任意点p的模型高程异常可由下式获得： 2 计算结果分析 文章采用icgem网站进行地球重力场的计算。通过规定模型参考系统、格网精度、模型经纬度范围等选项，进行特定区域重力场的计算。输入灾区范围（e100°36′～108°31′，n27°50～34°19′），选取最小格网精度为0.005，采用egm2008模型计算高程异常值如表1，单位为m。 （e100°36′～108°31′，n27°50～34°19′）高程异常最大值为-42.074m，由上表可知： 最小值为-27.786m，高程异常极值为14.288m，平均高程异常为-34.453m。结合图1，早去范围内高程异常最大值位于重灾区，最小值位于一般灾区。分级灾区重力异常的平均值分别为：一般灾区-35.624m、重灾区-36.885m、极重灾区-36.901m。分级灾区重力异常的最小值分别为：一般灾区-28.065m、重灾区为-28.707m，极重灾区为-32.822m。分级灾区的重力异常最大值分别为：一般灾区-42.074m、重灾区-41.644m、极重灾区-40.980m。
现有CHAMP和GRACE重力场模型比较
现有CHAMP和GRACE重力场模型比较1 罗佳1，宁津生2，汪海洪1，罗志才2 1武汉大学测绘学院(430079) 2武汉大学地球空间环境与大地测量教育部重点实验室(430079) E-mail: jluo@https://www.360docs.net/doc/d512133540.html, 摘要：本文通过分析最新SST地球重力场模型EIGEN系列和GGM系列在欧洲大陆部分与GPM98C模型重力场异常残差的差异，进而研究新一代卫星重力方法对于提高区域重力场模型精度的潜力以及存在的问题。比较结果说明目前SST重力场模型的较高阶部分精度不理想，而在中低阶部分，SST模型表现出在原有经典重力场模型中并未包含的信息。此外，论文给出了各模型的最高有效阶次。 关键词：卫星跟踪卫星，重力场，CHAMP，GRACE 1. 引言 自2000年CHAMP成功发射以来，利用卫星跟踪卫星(SST: Satellite-to-Satellite Tracking)方法提供的丰富资料已经计算了多个成系列的高精度高分辨率静态地球重力场模型。这些模型将极大推动固体地球物理，海洋科学，大地测量学等领域对地球的研究 [1]。 本文通过研究新一代SST卫星重力场模型的精度，比较它们之间的差异，分析当前SST 重力场模型存在的问题。成果可以作为进一步的研究工作的参考。 2. SST重力场模型 德国地学研究中心(GFZ: GeoForschungsZentrum Potsdam)和美国德克萨斯大学空间研究中心(CSR: Center for Space Research)利用已经积累了4年多的SST重力观测资料建立了成系列的重力场模型。GFZ的SST重力场模型主要是EIGEN系列，包括：EIGEN_CHAMP01S，EIGEN_CHAMP02S，EIGEN_CHAMP03S，EIGEN_GRACE01S，EIGEN_GRACE02S，EIGEN_CG01C。CSR提供GGM系列模型，包括：GGM01S，GGM01C，GGM02S和GGM02C。模型命名约定最后一个字母表示该模型的数据源：S表示纯粹使用SST资料，C表示联合了其他重力资料；模型命名中的CHAMP表示仅使用了CHAMP卫星资料，GRACE表示仅使用了GRACE卫星资料，CG表示联合了CHAMP和GRACE卫星资料；01, 02, 03…是模型的系列号。表1列出了目前公开的主要SST模型的情况，这些数据综合自GFZ和CSR的网站资料[1, 2]。表中的“-----”表示没有参考数据或未使用该类资料。给出的模型精度是在特定分辨率下的精度。 由表1可以看出，GFZ和CSR分别给出了EIGEN_CHAMP03S和GGM02S的有效阶次，它们都低于实际的解算阶次。就精度方面而言，GRACE系列模型的精度明显高于CHAMP 系列模型。在超出SST所能探测地球重力场能力的高阶部分，主要还是取决于地面资料的精度和分辨率水平，如EIGEN_CG01C采用了30′×30′的地面重力相关资料模型可达到55km 1本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金(项目编号: 20020486003)，国家自然科学基金项目(项目编号: 40374006)和教育部科学技术研究重点项目（低轨卫星精密定位定轨理论与方法研究）资助 - 1 -
地球磁场解读
地球磁场 众所周知，在地球上任何地方放一个小磁针，让其自由旋转，当其静止时，磁针的N极总指向地理北极，这是由于地球周围存在着磁场，称为地磁场。地磁场有大小和方向，所以是矢量场。地磁场分布广泛，从地核到空间磁层边缘处处存在。 根据磁场起源，地磁场分为内源场和外源场。起源于地球内部的磁场称为内源场，约占地球总磁场的95%。内源场主要来自地球的液态外核。外核是熔融的金属铁和镍，它们是电流的良导体，当地球旋转时，产生强大的电流，这些电流产生了地球磁场。地磁场总体像个沿地球旋转轴放置在地心的磁铁棒产生的磁场，它内源场的主要部分，也是地磁场的主要特征，占到总地磁场的80%~85%，称为偶极子场。内源场还有五个大尺度的非偶极子场，称为磁异常，分别为南大西洋磁异常，欧亚大陆磁异常，北非磁异常，大洋洲磁异常和北美磁异常，主要来源于地壳岩石产生的磁场。起源于地球外的磁场称为外源场，主要由太阳产生，它占了地球磁场的5%。
地磁场是个随时间变化的场，内源场引起的变化称为长期变化，有磁场倒转和地磁场向西飘移。地磁场每5000~50000年倒转一次，把与现在磁场方向相同的磁场称为正常磁场（磁场从南极附近出来，回到北极），把与现在磁场方向相反的称为倒转磁场，地质时期上出现了四个较大的倒转期，现在为布容正向期，往前有松山反向期，高斯正向期和吉尔伯特反向期。固体地球外部的各种电流体系引起的地磁场变化快，时间短，称为短期变化。短期变化又分为平静变化和扰动变化，其中平静变化包括太阳静日变化和太阴日变化，扰动变化包括磁暴、亚暴、钩扰、湾扰和地磁脉动。磁暴、钩扰、湾扰的发生与太阳活动有关，太阳活动高年，这些短期变化频繁发生，而且强度很大，变化剧烈。亚暴与极光有关。 地磁场能够反射粒子流，它把我们的地球包围起来，使我们免受高速太阳风的辐射和伤害，为我们提供了一个无形的屏障。 人们利用地磁场导航已经有四百年的历史了，现在发现鸽子，海滩，蝙蝠和乌龟等大量动物都用地球磁场来导航。
地球的形状与大小(教案)
教案 课型：学习新知识课 课题：（浙教版）第三章第一节地球的形状和内部结构上课时间：2012年11月1日下午第一节 学校：杭州市保俶塔实验学校 班级：七（4）班 教师：刘振东
教材分析： 本节课是学生正式学习地理知识的第一节课，对学生形成学习地理的方法和了解地理课学习的地理内容有很大作用。教师要将教材的内容尽可能生动、明确地展示在学生面前，将地理知识化难为易，转化为学生感兴趣并易于接受的东西，激发学生学习地理知识的兴趣。 教学目标： 1.通过了解人类对地球形状的认识过程，感受前人勇于探索的精神， 并学会联系实际感受地球的形状，探究能真正证明地球形状的论据。 2.从数学的角度，学会用相关数据说明地球的大小。 教学重点难点： 重点：地球的形状和大小 难点：地球形状的认识过程 教学方法： 由教师讲述为主，并适当提问学生，引导学生针对存在的地理现象进行思考，了解和探究地理事物存在和发展的规律。 教学用具： 鸡蛋、地球仪、咖啡罐、纸条、四方板、圆盖
教学过程： （划线部分的内容为板书内容） 一、导入 用猜歌词游戏引入课题： 教师（唱）：我和你，心连心，同住······ 引导学生回答：地球村 然后由教师为学生讲解地球村其实只是一个比喻，地球是一个硕大的椭球体。 教师展示一颗外形较圆的鸡蛋——地球是一个外形酷似鸡蛋的椭球体，但比鸡蛋大不止千百倍。以后会学到地球的内部结构，可以把地球的内部分为三层，与鸡蛋的内部结构也很像。 二、讲解 （一）地球形状的认识过程 我国古代： 1.“盖天说”——“天圆地方”——天是一个罩着大地的圆盖，而地像是一个方正的木板。 （用圆盖和四方板做示范辅助讲解） 问：那圆盖与地的四个角怎么合得拢呢？
地球重力场及影响重力场的几个因素
地球重力场及影响重力场的几个因素 【摘要】地球重力场的研究始终是大地测量科学研究的核心问题，也是现代大地测量发展中最活跃的领域之一。地球重力场反映了地球物质的空间分布及地球的旋转运动，它不仅决定了地球的形状和大小，而且反映了地球表面、内部以及大气和海洋的物质分布、运动和变化。 【关键词】地球重力场，相对重力测量，绝对重力测量，卫星重力探测 前言 大地测量学的主要分支之一，是研究用物理方法测定地球形状及其外部重力场的学科。也就是说地球重力场的研究始终是大地测量科学研究的核心问题，也是现代大地测量发展中最活跃的领域之一。地球重力场是大地测量学科的主要研究对象之一，也是地球物理、地质、地震与海洋等学科的重要研究对象和手段。地球重力场反映了地球物质的空间分布及地球的旋转运动，它不仅决定了地球的形状和大小，而且反映了地球表面、内部以及大气和海洋的物质分布、运动和变化。地球重力场的空间分布及其随时间变化，不仅在国民经济中具有重要意义，而且对于研究我们生存环境的变化与灾害预测也具有深远的科学意义。因此研究地球重力场也是地球科学的一项基础性任务。 地球重力场在传统大地测量中的任务是将在物理空间(即地球重力场中)的各类大地测量观测数据通过地球重力场参数转化到几何空间(即参考椭球体上，便于进行大地位置的数学计算。因此，地球重力场的观测数据和各种参数对地面大地测量的定位是起辅助作用的。 而现代大地测量是以空间技术手段(如GPS)进行三维地心坐标的定位，这种定位方式无需由物理空间向几何空间的转换，此时研究地球重力场是为了定位卫星的精密定轨，它的精度决定卫星大地测量定位的精度。因为后者需要精细地球重力场的支持，因此地球重力场对卫星大地测量起着关键性的作用。 由此可见，无论是传统大地测量，还是现代大地测量，地球重力场在其中具有不可替代的作用，尤其是在以基础地学研究为主的现代大地测量整体框架中，研究地球重力场的物理大地测量学和空间大地测量学将相互紧密结合组成大地测量学科的支柱，共同主导学科的发展。 地球正常重力场 通过合理采用坐标系，即原点取地球的质心，坐标轴取地球的主惯性轴，则地球外部的重力场可以展开成（2.90）式所示的球函数级数。如果我们取级数的
地球磁场
地球磁场 地球磁场 地球磁场言是偶极型的，近似于把一个磁铁棒 放到地球中心，使它的北极大体上对着南极而 产生的磁场形状，但并不与地理上的南北极重 合，存在磁偏角。当然，地球中心并没有磁铁 棒，而是通过电流在导电液体核中流动的发电 机效应产生磁场的。 简介 自然地球磁场图片 地球磁场The Earth magnetic field不是孤立的，它 受到外界扰动的影响，宇宙飞船就已经探测到太 阳风的存在。太阳风是从太阳日冕层向行星际空 间抛射出的高温高速低密度的粒子流，主要成分 是电离氢和电离氦。 因为太阳风是一种等离子体，所以它也有磁场， 太阳风磁场对地球磁场施加作用，好像要把地球 磁场从地球上吹走似的。尽管这样，地球磁场仍 有效地阻止了太阳风长驱直入。在地球磁场的反 抗下，太阳风绕过地球磁场，继续向前运动，于 是形成了一个被太阳风包围的、彗星状的地球磁场区域，这就是磁层。[1] 地球磁层位于距大气层顶600～1000公里高处，磁层的外边界叫磁层顶，离地面5～7万公里。在太阳风的压缩下，地球磁力线向背着太阳一面的空间延伸得很 远，形成一条长长的尾巴，称为磁尾。在磁赤 道附近，有一个特殊的界面，在界面两边，磁 力线突然改变方向，此界面称为中性片。中性 片上的磁场强度微乎其微，厚度大约有1000公 里。中性片将磁尾部分成两部分：北面的磁力 线向着地球，南面的磁力线离开地球。 地球磁场 1967年发现，在中性片两侧约10个地球半径 的范围里，充满了密度较大的等离子体，这一 区域称作等离子体片。当太阳活动剧烈时，等 离子片中的高能粒子增多，并且快速地沿磁力 线向地球极区沉降，于是便出现了千姿百态、 绚丽多彩的极光。由于太阳风以高速接近地球 磁场的边缘，便形成了一个无碰撞的地球弓形 激波的波阵面。波阵面与磁层顶之间的过渡区叫做磁鞘，厚度为3～4个地球半径。
第一节 地球的形状和大小 -知识点总结
第一节 地球和地球仪 一、 地球的形状和大小 (1) 地球的形状是球体。 (2) 人类对地球形状的认识过程：天圆地方→根据太阳、月亮的形状推测地球也是个球体→麦哲伦环球航行证实了地球是个球体→地球卫星照片确证了地球的形状是球体。 除此之外，月食、海边看行船和“站的看，看得远”都可以证实地球是一个球体。但是最准确也是最科学的是地球卫星照片。 (3) 地球的大小：平均半径6371km （地心到北极的距离（极半径）为6357km ，赤道半径为6378km ）， 亿km 2。 二、 地球的模型——地球仪 （1） 地球仪是地球缩小的模型：地球仪是人们仿照地球的形状，按照一定的比 例缩小，制作了地球的模型——地球仪。 （2） 在地球仪上，人们用不同的颜色、符号和文字来表示陆地、海洋、山脉、 河湖、国家和城市等地理事物的位置、形状及名称等。 （3） 地球仪上有一个能使地球模型转动的地轴，而这个地轴在地球上是没有 的。 （4） 地球仪上有一些在地球上实际不存在的地理事物，例如，用于确定地理事 物的方向、位置的经纬网和经纬度等。 （3）、（4）也是地球与地球仪的区别。 （5）认识地球仪上的一些点和线，由地轴→北极、南极→赤道→纬线、经线 三、 纬线、纬度
a、赤道、纬线的定义；赤道与纬线的关系。 b、纬线的特点：形状：圆圈；指示方向：东西方向；长度变化：纬线由赤道向两极逐渐缩短，在南、北两极分别缩短成点；纬线条数：无数条。 c、纬度： ①纬度的划分：赤道的纬度定义为0°，作为纬度的起始线。从赤道向北和向南，各分90°，称为北纬和南纬，分别用“N”和“S”表示。那么，北极为90°N（读法：北纬90°）；南极为90°S（读法：南纬90°）。 ②纬度变化规律：纬度由赤道分别向南、北两极逐渐增大。北纬纬度由赤道向北逐渐增大，到北极增大到90°N。南纬纬度由赤道向北逐渐增大，到南极增大到90°S。 ③低、中、高纬度地区的划分：划分的界限为30°和60°。其中低纬度地区范围为0°~30°N和0°~30°S；中纬度地区范围为30°N ~60°N和30°S ~60°S；高纬度地区范围为60°N ~90°N和60°S ~90°S。 ④南、北半球的划分：划分界限：赤道（0°纬线）；南、北半球的识别：根据极点周边是海洋还是陆地，其中极点周边是海洋的为北极，也就是北半球；极点周边是陆地的为南极，也就是南半球。
地球重力场的奥秘
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/d512133540.html, 地球重力场的奥秘 作者：籍利平 来源：《百科知识》2008年第24期 在人们的印象中，测绘学的工作似乎主要只是绘制各种比例尺地图而已。其实，测绘学研究的内容并非如此单一。 作为地球科学的一个分支，测绘学要研究、测定和推算地面及其外层空间点的集合位置、确定地球形状和地球重力场，获取地球表面自然形态和人工设施的几何分布以及与其属性有关的信息，编制全球或者局部地区各种比例尺的普通地图和专题地图，建立各种地理信息系统，为经济发展和国防建设以及地学研究服务。 大地测量学是测绘学的组成部分之一，主要是研究地球的形状、大小和重力场，测定地面点几何位置和地球整体与局部运动的理论和技术。 在大地测量学中，测定地球的大小指的是测定地球这个椭圆形球体的大小；研究地球形状是指研究大地水准面的形状。 在固体地球物理学中，地球重力场也是其组成部分之一；在天体力学和航天科学中，地球重力场也占据重要位置。所以，地球重力场具有交叉学科的性质。 什么是地球重力场 在中学我们已经学过，地球重力是由于地球的吸引而产生的力。严格地说，地球重力不仅是由于地球对物体吸引这种单一力所造成的，而是由地球对物体的吸引力和地球自转产生的惯性离心力两个力合成的。其中，引力是决定重力大小的根本因素。在地球作用的空间内，其大小与方向和物体所在位置相关。地球重力场可以反映地球内部质量、密度的分布和变化，反映地球物质空间分布、运动和变化。地球重力场是一种物理场，分布于引起它的场源体——地球内部、表面及其周围的空间。 由于单位质量在重力场中受到的重力和重力加速度在数值上是一样的，所以在重力测量学科中，一般以重力代替重力加速度，但其单位仍然为加速度的单位。重力加速度的单位在MKS(米·千克·秒)单位制中为m/s2(米/秒2)，在CGS(厘米·克·秒)单位制中为cm/s2(厘米/秒2)；在国际单位制中，重力加速度的单位为：国际重力单位gravity unit，简写为g.u.。两者的换算关系为：1cm/s2=106g.u.。
第六章——地球重力场模型
第六章 地球重力场模型 随着空间技术的进步和发展，现在不但有可能根据卫星轨道根数的变化精确地确定地球动力形状因子2J ，而且有可能结合卫星测高仪、卫星追踪卫星技术、卫星重力梯度仪等空间技术的测量结果以及地面重力测量结果计算出地球大地位球函数展开的高阶项系数。以一组数值球函数展开系数表示的地球大地位称为地球重力场模型，地球重力场模型一方面支持卫星轨道的精确计算，另一方面可以给出地面上的长波重力异常场，为研究地球内部结构及其动力学过程提供重要的地面约束条件。 6.1 大地位的球函数展开 现将第二章已经讨论过的大地位球函数展开中的有关公式汇总如下。用r 表示地球外部空间任一点P 的径矢，则根据（2.2.18）式，地球在P 点的大地位球函数展开表示为 其中kM 为地球的地心引力常数，a 为地球的赤道半径，θ、λ分别为P 点的地心余纬和 经度，(c o s )m n P θ为cos θ的n 阶m 次伴随勒让德多项式， (c o s )c o s m n P m θλ、 (cos )sin m n P m θλ为归一化的n 阶m 次球面函数，根据（2.2-1.3）式、（2.2-1.6）式和（2.2-1.8）式，()n P x 、 ()n P x 、()m n P x 、 ()m n P x 分别为 m n c 、m n s 和m n c 、m n s 分别为大地位球函数展开系数和规一化的大地位球函数展开系数，根据 （2.2.20）式，有
根据（2.3.4）式、（2.3.5）式，大地位二阶球函数展开系数等于 其中A 、B 、C 分别为地球绕1Ox 、2Ox 和其旋转轴3Ox 轴的转动惯量，12I 、23I 、13I 分别为地球绕相应轴的惯性积，大地位球函数展开有时写成下面的形式 nm J 、nm K 与大地位球函数展开系数m n c 、m n s 之间的关系为 2J 称为地球的动力形状因子。当3n 时， ()n P x 、 ()m n P x 的表达式如表6.1.1所示。
地球磁场大翻转
地球磁场大翻转
近日，科学家称地球磁场在过去 200 年中已减弱了 15%，这有可能是地球磁场将反转、 两极颠倒的先兆。地球磁极反转真的会发生吗？地球磁极异常对地球人有影响吗？[详 细] [网友评论]
外媒： 地球磁场或将反转 地球恐面临灾难性影响
地球磁场在过去 200 年中已减弱了 15% 据英国《每日邮报》网站 1 月 27 日报道，科学家称，地球磁场在过去 200 年中已减弱 了 15%，这有可能是地球磁场将反转、两极颠倒的先兆，而这将给地球及人类带来灾难性 影响。 科学家说，如果反转真的发生，地球将遭遇强烈太阳风并可能引发持续数月的大规模 停电。此外，反转还将导致地球气候发生剧烈变化，并使人类因遭受更多的宇宙辐射而患癌 率大幅提升。[详细] 为什么会出现磁场反转？ 地球是一个各圈层差异旋转的分层地球，即地壳、上地幔、下地幔、外核和 内核旋转的角速度不同，其中内核快速旋转，由固态的铁组成，外核是黏滞性很 低的导电液态铁；在差异旋转及各种天体的作用力下，在外核尤其是内外核交界 处形成快速旋转的环形电流，从而生成了地磁场。地核和地幔的差异旋转导致圈 层角动量交换，部分自转动能通过摩擦转变为热能，积累在外核，形成地球内部 唯一的液态圈层。与此同时，由于角动量交换，地核旋转变慢，地幔旋转变快， 圈层差异旋转方向发生反向变化，导致地球磁极倒转。所以，地磁变化与外核旋
转热涡流密切相关。根据人造卫星过去 20 年录得的磁场变化数据，发现在地下深 层产生地球引力的熔流，在接近南北极位置出现巨大旋涡，并以加强磁场逆转的 方向转动，因而削弱现有磁场，可能会导致两极易位。[详细]
调查
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1.您认为地球磁极会崩塌吗？ 会 不会 说不清 有影响， 引起气候、 地质等变化等 没
2.您认为地球磁极反转会对地球人造成影响吗？ 有影响，杞人忧天 点击查看结果>> 说不清
地球磁场本身异常是引起气候、地质等变化的重 要因素
地球磁极变化将产生什么影响？ 人们普遍忽视地电和地磁的存在，认为它们很微弱。事实并非如此。一个偶 然的机会，我发现一片树林明显地向北方倾斜，原来北部有平行的高压电线，电 磁能对树林而言竟比太阳光更具有吸引力。地磁场的异常变化使地表地电场也发 生变化，形成地电正异常区和负异常区。地表水从地电正异常区蒸发到高空，带 的是正电；从地电负异常区蒸发到高空，带的是负电。带有异种电荷的云团最容 易相互吸引而形成雷雨。相反，带有同种电荷的云团相互排斥，形成该地区的干 旱。冰岛、非洲中西部和南大西洋是三个负电异常区，它们之间的地区是明显的 干旱区，其中就有最干旱的撒哈拉沙漠；其两侧的北美洲和亚洲是正电异常区， 在正、负电异常的交界带，是高降水量区。当电磁异常区发生变动时，电场的强 度和极性也发生相应变化，由此引起的降水量改变导致全球旱涝灾害在不同地区 发生。 谈到地质变化，地磁地电还与地震有密切关系，现在地震观测的一个重要手 段就是对地磁(电)的监测。至于内在的机理，举个例子，携带大量磁性粒子的地下 岩浆因为失去地磁的束缚而改变流向和流速，流向的改变将使地球固有板块的运 动规律发生变化，而流速的降低将使岩浆自身的温度平衡机制遭到破坏，使地球 不同部位之间地温温差增大，这将会产生地震频率和强度的增加。 [详细] 磁场减弱将使南北两极海冰大量融化
地球形状与外部重力场
浅谈大地重力学 大地测量学的主要分支之一，是研究用物理方法测定地球形状及其外部重力场的学科，又称大地重力学。也就是说地球重力场的研究始终是大地测量科学研究的核心问题,也是现代大地测量发展中最活跃的领域之一。更因为地球重力场是地球的一个物理特性,它可以反映地球内部物质分布、运动和变化状态,并制约地球本身及其邻近空间的一切物理事件,因此研究地球重力场也是地球科学的一项基础性任务。地球重力场在传统大地测量中的任务是将在物理空间(即地球重力场中)的各类大地测量观测数据通过地球重力场参数转化到几何空间(即参考椭球体上) ,便于进行大地位置的数学计算。因此,地球重力场的观测数据和各种参数对地面大地测量的定位是起辅助作用的。而现代大地测量是以空间技术手段(如GPS)进行三维地心坐标的定位,这种定位方式无需由物理空间向几何空间的转换,此时研究地球重力场是为了定位卫星的精密定轨,它的精度决定卫星大地测量定位的精度。因为后者需要精细地球重力场的支持,因此地球重力场对卫星大地测量起着关键性的作用。由此可见,无论是传统大地测量,还是现代大地测量,地球重力场在其中具有不可替代的作用,尤其是在以基础地学研究为主的现代大地测量整体 框架中,研究地球重力场的物理大地测量学和空间大地测量学将相互紧密结合组 成大地测量学科的支柱,共同主导学科的发展。 下面，我们从宁津生的《跟踪世界发展动态致力地球重力场研究》学术报告出发，谈谈对大地重力学的认识。 一、从斯托克司理论到莫洛坚斯基理论 研究是从实践开始的。1957年参与了当时国家测绘总局在全国范围内建立“57国家重力基本网”的工作,接着在1958年学校聘请了原苏联莫斯科测绘学院的布洛瓦尔( V . V .Brovar)教授前来系统而全面地讲授莫洛坚斯基(M. S.Molodensky)真地球形状理论。从此,我国的地球重力场理论研究和生产实践就从斯托克司理论框架全盘转化到莫洛坚斯基理论框架。例如,在建立全国天文大地网中将旧的三角测量处理中需二次归算的展开法过渡到仅需一次归算的投影法;推求大地高由原来采用大地水准面差距转变为采用高程异常(即似大地水准面概念) ,其中引 进了天文重力水准方法;高程系统则由原来的正高转变成正常高等等。这一切都是基于莫洛坚斯基理论所确定的地球自然表面形状,其理论是严密的,相对地说克服了斯托克司理论中由于重力归算等引进的非真实性假设而引起的大地水准面不确定性的理论缺陷,从理论上说可以提高大地测量确定地球形状和地球重力场以 及定位的精度。随后,国家测绘总局在全国范围内建立国家天文大地网(即8 0坐标系) ,并在全国布设天文重力水准网,以满足建立国家天文大地网中归算大地测 量观测数据的需要。为了这种需要,同时也为了教学的需要,我们对莫洛坚斯基理论及其天文重力水准的理论、方法和精度进行了更深入的理解和研究,特别是对由布洛瓦尔为我国设计的天文重力水准和相应的加密重力测量的布设方案,结合我国的具体情况提出了修改和完善的意见,研究了天文重力水准对重力资料的精度要求,其中包括对莫洛坚斯基和方俊两个天文重力水准计算模板进行了比较,并在理论研究的基础上对天文重力水准方法进行了较全面的试验。这些研究成果部分地被收入我国修订的《天文重力水准测量细则》,为我国开展天文重力水准测量
地磁场及其基本要素
第一节地磁场及其基本要素 地磁场：地球周围存在的磁场。 地磁场三要素: 磁感应强度磁偏角磁倾角 磁感应强度 为某地点的磁力大小的绝对值，（磁场强度） 是一个具有方向（磁力线方向）和大小的矢量 一般在磁两极附近磁感应强度大（约为60μT（微特拉斯）；在磁赤道附近最小（约为30μT ） 磁偏角 是磁力线在水平面上的投影与地理正北方向之间形成的夹角，即磁子午线与地理子午线之间的夹角。 磁偏角的大小各处都不相同。在北半球，如果磁力线方向偏向正北方向以东称为东偏，偏向正北方向以西称为西偏。 我国东部地区磁偏角为西偏，甘肃酒泉以西地区为东偏。 磁轴与地球自转轴的夹角现在约为11.5度，1980年实测的磁北极位于北纬78.2度、西经102.9度（加拿大北部），磁南极位于南纬65.5度，东经139.4度（南极洲）。 长期观测证实，地磁极围绕地理极附近进行着缓慢的迁移。 磁倾角 是指磁针北端与水平面的交角。通常以磁针北端向下为正值，向上为负值。 地球表面磁倾角为零度的各点的连线称为地磁赤道；由地磁赤道到地磁北极，磁倾角由0°逐渐变为+90°；由地磁赤道到地磁南极，磁倾角由0°变成-90°。
地球的磁场强度矢量余地磁要素 地磁倾角 （二）地磁场的组成 地磁场由基本磁场、变化磁场和磁异常三个部分组成。在地球中心假定的磁柱被称为磁偶极子，由它产生的偶极子磁场占地磁场成分的95%以上，是构成稳定地磁场的主体，即地球的基本磁场。基本地磁场的强度在地表附近较强，向上在空气中逐渐减弱。说明它主要为地内因素所控制。 变化磁场 表现为日变化、年变化、多年(短周期或长周期)变化以及突发性变化 主要由于来自地球外部的带电粒子的作用（非偶极磁场，叠加在基本磁场上） 太阳是这些带电粒子流的主要来源，而当它的表面出现黑子、耀斑(活动特别强烈的区域)并正对着地球时，便会把大量带电的粒子抛向地球，使迭加在基本磁场上的变化磁场突然增强，使地磁场发生大混乱，出现磁暴。地球两极常在随后出现奇异的极光，这也是太阳抛射来的带电粒子流为地磁极吸引。 地球磁层 仪器探测证实了地磁场形成一个在高层大气之外，形状类似慧星的磁性包层，这就是地球磁层。 太阳风与地磁场相持不下所形成的曲面是磁层的边界，叫做磁层顶.在朝太阳的一侧，磁层顶离地心约有5万多到7万多km远；背着太阳的一侧，可能是这些数字的100倍以上。 磁层的形成，使地球磁场拦截了太阳辐射来的带电粒子，还有来自宇宙的射线，使它们
地球重力场的应用
地球重力场的应用 宁津生院士 在现代大地测量学发展中，地球重力场的理论与应用研究是最活跃的学科领域之一。因为地球重力场是地球的一个物理特性，是地球物质分布和地球旋转运动信息的综合效应，并制约地球本身及其邻近空间的一切物理事件。因此，确定地球重力场的精细结构及其随时间的变化，不仅为大地测量学中定位与描述地球表层及其内部的形态，同时也为现代地球科学中解决人类面临的资源、环境和灾害等紧迫课题，提供基础地球物理空间信息。由此可见，地球重力场研究也是地球科学的一项基础性任务。大地测量学、地球物理学、地球动力学、大气科学和海洋学以及军事科学等相关地学学科的发展，均迫切需要地球重力场的支持。在本文中，作者着重分析一下地球重力场的应用问题。 地球重力场的广泛应用 研究地球重力场是地球科学的一项基础性任务，它在自然科学和工程技术中有着广泛的应用。下面仅举几例。 地球重力场与测绘学地球重力场是反映地球物质分布特征的物理场，制约地球及其空间任何物体的运动，与空间技术发展密切相关，是建设数字地球或数字中国的基础物理场信息。建立地理空间基础框架的核心是定位。这里地球重力场的作用是将为定位所获取的物理空间中的大地测量观测数据转换到坐标计算的几何空间中，并且在精密卫星定位中为精密定轨必须有精密地球重力场模型的支持才能实现，这样才能保证以卫星绝对定位方法建立的由一定数量基准点构成的地心参考框架可以使卫星相对点定位达到相应的精度。另外有许许多多与地理位置相关的空间数据或空间信息，都需要以大地水准面或似大地水准面为起算面的正高或正常高系统，例如水利工程、灾害预测和评估、测绘各种比例尺的地形图、地壳形变监测等都有这样的要求。因此，必须建立全球或全国统一的高程基准，即统一定义的精确大地水准面或似大地水准面。它还可用于远距离高程控制、陆海和陆岛的高程连接等。一般来说还应该建立大地水准面，它既具有几何意义，也具有物理意义，其应用较之似大地水准面更为广泛。因此地球重力场的精细结构是建立地理空间基准所必需的基础信息，这些基础信息必须建立在统一的重力基准上。再者，在获取地理基础框架数据中，由于GPS定位已能提供厘米级精度的大地高，若具备相应厘米级精度的大地水准面或似大地水准面，则可直接由GPS大地高转换成相应精度的正高或正常高，以代替劳动强度大、效率低的常规水准测量。 地球重力场与工程技术地球重力场与工程技术的关系表现在两个方面，一方面是在工程测量的精度随着各种工程建设的需要而日益提高的情况下，要考虑地球重力场不均匀性的影响。一般由于工程测量的范围往往较小，通常采用平面坐标系进行各种工程测量的计算。这样的处理方法在一般的工程测量中是允许的，但在某些精密工程测量中，如修建大型水工建筑物、矿井、坑道和长距离隧道开挖等工程中，地球重力场非均匀性的影响往往会超过观测的允许误差，所以要对工程测量中的各类观测值进行相应改正，否则将会影响测量结果的精度。另一方面由于重力测量仪器精度已大大提高，因此利用微重力测量可以对水电、交通、土建工程、高层建筑等基础内部的断裂、岩石爆裂、空洞等存在或形成潜伏的威胁安全的危险性进行探测和作出解释与预计。应用微重力测量还可以探测到地表的溶洞、地下河、孔穴、废矿坑巷道、巨型管道以及规模较小的断裂、断层地质构造等密度异常体，可以进行石油、天然气资源的勘探。 地球重力场与军事科学地球重力场是决定导弹弹道轨迹的最主要的力源。自由弹道与地球重力场的关系就是卫星轨道动力方程。在众多的摄动力中仅二阶引力场摄动力一项就是其他所有非引力场摄动力之和的数千倍之多，因此必须纠正导弹飞行中由于地球引力摄动力引起的弹道偏离正常轨道的位置偏差。这里高精度重力场模型可以大幅度提高导弹攻击时的
(武汉大学大地测量学课件)第三章 地球重力场及地球形状的基本理论
第三章 地球重力场及形状的基本理论 1
2 3.1.1 地球的概说（略）3.1.2 地球运动概说 地球是太阳系中的一颗行星，它有自转和公转运动。1、地球的自转 地球的自转即地球绕地轴由西向东旋转。 地球的绕地轴旋转360度的时间：太阳日、恒星日。地球的自转速度： 2co s )R h V T π ?+= （2T πω=
3 2、地球的公转 地球的公转满足开普勒三大行星运动定律 (1)行星运动轨迹是椭圆，太阳位于其椭圆的 一个焦点上 直角坐标方程：极坐标方程： f 真近点角，p 为焦参数（半通径） 2 2 a b e a ?= 2 2(1) b p a e a ==?222 2 1x y a b +=1c o s p r e f = +
4 (2)行星运动在单位时间内扫过的面积相等；在时间t 内扫过的面积s 相等，则面速度 可根据能量守恒定律导出。 (3)行星运动的周期的平方与轨道的长半轴的立方的比为 常数。 设a 和a 1, T 和T 1分别表示两行星轨道的长半径与轨道运行周期。 2 2 1s ab a e t T T ππ?==AB CD EF θθθ>>AB CD EF V V V >>
5 则第三定律表达为： 一般可以用来计算行星或卫星的质量。牛顿万有引力定律： 开普勒定律是牛顿万有引力定律的基础。天体力学 2 21 3 31 T T a a = 32 2 () 4a f M m T π+= 23 23 111 )T M m a T M m a +×=+
6 222 M m M m F k f r r ??==22 F M a k m r ==2 2222 ()()M m M m a k k r r r +=+=222 24, v r a v r a r T T ππ==→=3 22() 4a f M m T π +=宇宙空间任意两质点，彼此相互吸引，其引力大小与他们的质量成积成正比，与他们之间的距离平方成反比。 在相对运动中，行星相对于太阳运动的相对加速度：
《第一节 地球的形状与大小》教案
《第一节地球的形状与大小》教案教学目的： 1、通过有关的实验活动、有关的例子和卫星照片，让学生认识地球形状的过程，证明“地球是个球体”。 2、通过做“活动”的问题，认识地球的大小。 3、鼓励学生大胆质疑和提出自己对“如何证明地球是个球体”的看法。 教学重点： 通过有关的实验活动、有关的例子和卫星照片，让学生认识地球形状的过程，证明“地球是个球体” 教学难点： 证明地球是个球体的过程。 教学过程： 一、导入： 我们都生活在地球上，地球是圆的吗？怎样知道地球的大小呢？（板书课题） 二、出示学习目标（略）。 三、出示自学指导： 1、2个不同的“活动小实验”中，得出的结果有什么不一样？最终证明了地球是怎样的？ 2、在远古的时候，人们是如何认识地球形状的呢？是如何证明地球是个球体的？最终得出什么结论？ 3、地球赤道的长度是多少？地球的平均半径大约是多少？ 四、学生围绕问题自学约5分钟后，进行小组讨论。 五、检测、点评。 1、请个别学生上讲台进行演示“活动”，并让学生说出2个实验的结果，其他学生作补充，老师作小结。 小结：在正方体上，先看到小船的船头，再看到船身；在球体上 先看到小船的船帆，再看到船身。证明地球是圆的。 2、指名回答问题2，其他同学补充，老师作点评。 （通过“天圆地方说”、“浑天说”、“卫星照片”进行说明。得出： 地球是一个巨大的球体，发现地球是一个两极稍扁、赤道略鼓的不规则球体。） 3、请个别学生回答问题3，老师补充。 （赤道的长度是4万千米，地球的平均半径约是6378、140千米）
4、老师提出问题：还有哪些事实可以证明地球是个球体？ 六、学生质疑，老师释疑。 七、检测： 1、地球是一个巨大的，经科学家精密测量，发现地球是一个、的不规则球体。 2、赤道的长度是千米，地球的平均半径是千米。
地球的形状和大小_教案
地球的形状和大小 【教学目标】 1．能正确地描述地球的形状和大小； 2．能用多种方法证实地球是个球体； 3．通过人类对地球形状的认识过程，培养学生科学探索的兴趣、态度和方法。 【教学重难点】 能用多种方法证实地球是个球体。 【教学过程】 一、教学准备 1．每组：有面积不同的洞的纸片两张，排球一个，笔和科学书本自带。 2．多媒体课件辅助。 二、新课引入 由章首导言，借助诗人丰富的空间想象力，激发学生进一步详细了解地球全貌的兴趣，从而进入本节课题。 三、新课讲述 1．提问：你知道地球是什么形状的？ 学生回答。 从多种答案的评析中，提出问题：地球是个球体吗？地面是球面还是平面？需要寻找证据来证明自己的观点！ 2．展示古人的地球观：中国古人——天方地圆。（伏笔） 3．地球球形的证明： 学生讨论、思考，并发表自己的观点。 教师逐个评价、强化，使明确至少包括以下的几种证据。（次序可以有所变动） （1）通过现象证明： a．实验：分别在排球表面和书本表面移动铅笔，观察铅笔长度和铅笔头位置的变化情况。 分析：在球面上，物体的远近不同，所见的长度不同。 展示海边观察逐渐驶近的船只的情景。 得出结论：地球表面是个球面。
b．演示手影、书本影、球影。 通过对比分析：影子的形状可以反衬出物体本身的形状，并直观球体的影子。 展示月食时月面上的地影。 得出结论：地球表面是个球面。（简略介绍亚里士多德。） （2）通过事实证明： a．通过多媒体，模拟麦哲伦船队环球航行。 通过讲解，明确时间的意义和作用。 证明地球是个“封闭体”。 b．介绍人类进入太空所见的情景，及人造卫星拍摄的地球照片。 使确信地球是个球体。（简略介绍世界及我国的航空航天事业，激发爱国情怀。） 4．地球是个椭球体： 数据展示：极半径和赤道半径，通过比较，形象展示地球是个：两极稍扁，赤道略鼓的扁球体。（简略介绍这是地球自转的缘故。） 地球大小： （1）平均半径：6371千米；（不是极半径和赤道半径的和的平均） （2）大圆周长：约4万千米； （3）地球表面积：5．1亿平方千米。 通过学生的计算，近似后得出。锻炼数据的处理能力。 说明地球为人类生存和发展提供了巨大而有限的空间！ 5．地球是个“梨形体”： 通过图片的展示和讲解。 四、小结 1．人类对地球形状认识的三次飞跃。 2．人类对地球形状的认识是没有穷尽的。随着科学技术的发展，观测和计算精度的提高，人们对地球形状将有新的发展。 3．解释人站在平原上观察大地时：“天方地圆”的感觉的形成原因。（照应开头） 小组活动：分别将有洞的两张纸片紧贴到排球表面，通过洞口观察表面形状。 得出结论：地球巨大而认得视野有局限，造成地面是平的错觉。 五、练习 1．列举能证实地球是个大球体的现象和事实。 2．经过测算，地球的平均半径为（）
地球的磁场.
4 地球的磁场 4．1 地球磁场的基本特征和地磁要素 固体地球是一个磁性球体，有自身的磁场。根据地磁力线的特征，地球外磁场类似于偶极子磁场，即无限小基本磁铁的特征（图3-14a）。但其磁轴与地球自转轴并不重合，而是呈11.5°的偏离。地磁极的位置也不是固定的，它逐年发生一定的变化。例如磁北极的位置，1961年在74°54′N，101°W，位于北格陵兰附近地区。1975年已漂移到了76.06°N，100°W的位置。 地磁力线分布的空间称作地磁场，磁力线的分布情况可由磁针的理想空间状态表现出来（图3-14b）。由磁针指示的磁南、北极，为磁子午线方向，其与地理子午线之间的夹角称磁偏角（D）。磁针在地磁赤道上呈水平状态，由此向南或向北移动时，磁针都会发生倾斜，其与水平面之间的夹角称作磁倾角（I）。磁倾角的大小随纬度增加，到磁南极和磁北极时，磁针都会竖立起来。地磁场以代号F表示，它的强度单位为（A／m）。地磁场强度是一个矢量，可以分解为水平分量H和垂直分量Z。地磁场的状态则可用磁场强度F，磁偏角D和磁倾角I这三个要素来确定。 地磁场的偶极特征也取决于磁力线从一个磁极到另一个磁极的闭合特征。在地球表层，这一闭合结构形成了一个磁捕获系统，捕获了大气圈上层形成的带电粒子而构成一个环绕地球的宇宙射线带，称作范艾伦带。范艾伦带的影响范围可达离地面65000km以上。由大气层上部约100～150km处气体发光而形成的极光，就是范艾伦带中的气体分子受电磁扰动的产物。沿着范艾伦带，极光可以在不到1秒钟的时间内，从一个受扰动的极区于瞬间传到另一个扰动极区，因此极光的爆发在北极区和南极区几乎是同时发生的。
地磁场与海洋环境磁场
第一章地磁场的构成 地磁场具有的磁场称为地磁场。地磁场近似于一个置于地心的偶极子的磁场。这是地磁场的最基本特性。这个偶极子的磁轴NmSm和地轴NS斜交一个角度thita0，thita0~=11.5°。在地理北极N附近的Nm称为地磁北极，在地理南极S附近的Sm极称为地磁南极。Nm与Sm 就是磁轴与地面的两个交点。应当指出，地磁北极Nm与地磁南极Sm是按地理位置说的。按磁性说偶极子的正极n与负极s应分别对应于地磁南极Sm与地磁北极Nm。 地磁场是一个弱磁场，在地面上的平均磁感应强度约为0.5x10-4T（特斯拉）。这是地磁场的有一个显著特点。在地磁学中，特斯拉这个单位太大，通常采用nT（纳特斯拉，简称纳特）为单位，1nT=10-9T 地磁场是由各种不同来源的磁场叠加构成的。按其性质，可把地磁场Bt区分为两大部分：一部分是主要来源于地球内部的稳定磁场B0t另一部分主要起源于地球外部变化磁场deltaBt。 变化磁场比稳定磁场弱得多，最大的变化也只占地磁场感应强度的2—4%。因此，稳定磁场是地磁场的主要部分。 运用一定的数学方法，可以吧稳定磁场和变化磁场划分为起源于地球内部和地球外部两部分： 起源于地球内部的稳定磁场，称为地磁场的內源场，站地球磁感应强度的99%以上。起源于地球外部的稳定磁场，称为地球外源场，只占地磁场感应强度的1%以下。由此可见地球的稳定磁场主要起源于地球内部。 外源变化磁场起源于地球外部的各种电流体系。这种外部电流体系的磁场还会在具有导电性质的地球内部感应出一个内部电流体系，后者就是产生内源变化磁场的原因。可见，内源变化磁场只是外源变化磁场的感应磁场。因此，变化磁场的起源是地球外部的各种电流体系。 地心偶极子磁场等效于均匀磁化球体的磁场。一般认为，地核（外核）物质的对流运动所形成的涡流电流是地心偶极子磁场的成因。精确的地磁测量表明，各地磁要素在地面上的分布，在相当广的地域内并不符合地心偶极子磁场的分布规律，二者之间存在较为显著的差异。从世界正常磁场地磁图中减去按地心偶极子磁场计算出来的地面各磁点数值，这种差值即为非偶极子磁场，也称为大陆磁场、大陆磁异常或剩余磁场。非偶极子磁场的成因还不清楚，一般认为，在地核和地幔边界附近可能存在着物质的对流运动，并形成涡流电流，从而产生非偶极子磁场。人造地球卫星高空磁测结果表明，非偶极子磁场随高度的增加衰减很慢，这是非偶极子磁场可能起源于地球深部的一个依据，异常磁场又可分为两类区域异常，是地壳深部岩层的磁化所产生的磁场，一般分布范围较广（几十平方千米以上），磁场梯度较小，磁异常较弱；另一种称作局部异常或地方异常，是地壳浅部岩层（包括矿物）的磁化所产生的磁场，一般分布范围较小（几或几十平方千米）磁场梯度较大，磁异常较强。 由于偶极子磁场和非偶极子磁场是地磁场的主要成分，并且二者的起源很可能有密切关系，所以在地磁学中把二者之和称为基本磁场Bn 因此，地球的基本磁场是起源于地球内部并构成地磁场主要成分的稳定磁场，其变化极为缓慢，称为地磁场的长期变化。地球的变化磁场则是起源于地球外部而叠加在基本磁场之上的各种短期的地磁场变化