Конспект лекций по географии для студентов 1 курса экологического факультета Макарова М. Г., к г. н., доцент кафедры геоэкологии экологического факультета 1
| Вид материала | Конспект |
- Учебное пособие а. Л. Корнеев корнеев Александр Леонидович кандидат юридических наук,, 2943.34kb.
- Конспект лекций по курсу "Информатика и использование компьютерных технологий в образовании", 1797.24kb.
- Геоэкология родниковых вод сергиево-посадского района московской области, 410.89kb.
- Составитель – доцент кафедры географии и геоэкологии БелГУ, к г. н. Шерстюков, 94.15kb.
- Рабочая учебная программа дисциплины «Согласовано» Декан юридического факультета, 549.82kb.
- Конспект лекций по курсу макроэкономика для студентов заочников факультета бухгалтерского, 2421.87kb.
- Щербицкий Евгений Павлович в 1965 г окончил кгпи. Доцент кафедры экономической географии., 1629.92kb.
- Макарова Т. И, 446.02kb.
- Календарно- тематический план лекций кафедры терапевтической стоматологии рниму им., 54.75kb.
- Бакалаврская программа № Кафедра региональной экономики и географии экономического, 143.68kb.
Лекция 6. Магнитосфера Земли.
Содержание:
Общая характеристика магнитного поля Земли.
- Строение магнитного поля.
- Изменения магнитного поля
1. Общая характеристика магнитного поля Земли.
Геомагнитное поле Земли представляют как поле диполя, напряженность которого убывает обратно пропорционально кубу расстояния до Земли. По силе своего напряжения оно почти на 90% постоянное магнитное поле, источник которого расположен в жидком ядре планеты, на 10% - переменное источники которого находятся в верхних слоях атмосферы.
Область околоземного космического пространства, на границе которого магнитное поле Земли переходит в межпланетное, называется магнитосферой.
Точки Земли, где силовые линии магнитного поля имеют вертикальное направление, называются магнитными полюсами.
Угол между, магнитным и географическим меридианом называется магнитным склонением.
Прямая, проходящая через магнитные полюса называется магнитной осью Земли.
Окружность большого круга в плоскости, которая перпендикулярна магнитной оси, называется магнитным экватором.
Угол, образованный магнитной стрелкой и горизонтальной плоскостью, называется магнитным наклонением.
Сила магнитного поля характеризуется его напряженностью. Магнитное поле Земли вызывает намагниченность горных пород, в состав которых входят минералы, содержащие железо. Эти горные породы формируют магнитные аномалии (греч. аномалия— отклонение от нормы) – участки с повышенной напряженностью магнитного поля или отклонениями силовых линий магнитного поля.
Объяснение существования магнитного поля Земли в настоящее время сводится к теории динамо, которая была впервые предложена в 1919 году английским ученым Джеромом Лармором, а в 1945 году советский ученый Яков Френкель обосновал гипотезу земного динамо применительно к геомагнитному полю.
Основные понятия: магнитосфера, магнитные полюса, магнитное склонение, магнитная ось Земли, магнитный экватор, магнитное наклонении, напряженность магнитного поля, магнитные аномалии.
2. Строение магнитного поля.
На магнитное поле Земли оказывает электромагнитное воздействие солнечный ветер и другие магнитные источники в межпланетном пространстве, которые деформируют магнитное поле.
Солнечный ветер обладает собственным магнитным полем и поток его, приблизившись к Земле, взаимодействует с ее магнитным полем. При их столкновении возникает мощная ударная волна - область турбулентного поля и граница, по одну сторону которой расположено возмущенное космическое поле, а по другую— геомагнитное поле, деформированное ударной волной. Эта поверхность раздела называется магнитопаузой, заключенное в ней магнитное поле— магнитосферой.
Магнитопаузу рассматривают как верхнюю границу атмосферы, так как входящие в ее состав химические элементы и ионы газовых компонентов увлекаются солнечным ветром и поступают в состав межпланетного вещества.
Деформация солнечным ветром магнитосферы выражается в том, что одна сторона геомагнитного поля оказывается как бы сплющенной, а другая — сильно вытянутой, имеющей форму цилиндра с силовыми линиями, располагающимися параллельно. В результате асимметрии граница магнитосферы находится от центра Земли в сторону Солнца на расстоянии приблизительно все 10 земных радиусов, а в противоположном направлении—900 1000 земных радиусов.
Переменное магнитное поле можно представить как разность между наблюдаемой величиной напряженности магнитного поля и средним ее значением за какой-либо длительный промежуток времени. Наблюдения показывают, что эта разность, получившая название вектора магнитной вариации, меняется в разные периоды различно.
Основные понятия: магнитопауза, вектор магнитной вариации.
3. Изменения магнитного поля.
Магнитное поле Земли испытывает изменения, различные по продолжительности и направленности.
Наиболее длительными являются изменения положения магнитных полюсов (смена полярности). которые зафиксированы в намагниченности горных пород. Смена полярности происходит не менее чем в течение 10 тыс. лет. Причины изменений полярности магнитного поля до сих пор неясны.
Вековые вариации - процесс изменения среднегодовых значений того или иного элемента.
Вековой ход - изменение величин элементов магнитного поля за один год.
Быстрые колебания (спокойные и возмущенные) – короткопериодичные изменения параметров магнитного поля от нескольких дней до нескольких долей секунды.
Спокойные вариации магнитного поля подразделяются на солнечно-суточные вариации (равны солнечным суткам), лунно-суточные вариации (половина лунных суток) и годовые.
Кроме таких регулярных изменений магнитного поля выделяют нерегулярные изменения - возмущения:
1) возмущения, наблюдаемые на всем земной шаре — магнитосферные бури;
2) возмущения, происходящие на локальных участках — локальные возмущения;
3) ежедневные возмущения в околополярных областях — перманентные возмущения.
Магнитосферные бури являются следствием увеличения солнечной активности, которая проявляется в усилении рентгеновского и ультрафиолетового излучения и выбросе заряженных солнечных частиц (плазмы), обладающих значительной энергией. При подходе этой ударной волны к Земле магнитосфера сжимается, и этот процесс сопровождается эффектом взрывных процессов. Продолжительность таких процессов (магнитных суббурь) составляет 1-3 часа.
Проявление магнитосферной бури в изменениях геомагнитного поля Земли называют геомагнитной бурей.
Количественной мерой геомагнитной активности являются индексы геомагнитной активности, характеризующие локальную и глобальную возмущенность. В настоящее время существует около двух десятков этих индексов.
Геомагнитные бури сопровождаются изменениями в ионосфере, появлением полярных сияний в более низких широтах, чем обычно, ухудшением радиосвязи и т.д. отражаются геомагнитные бури на состоянии человека.
Локальные возмущения магнитного поля длятся несколько часов и их амплитуды не превышают 100 гамм.
Перманентные возмущения магнитного поля сопровождаются полярными сияниями.
Основные понятия: смена полярности, вековая вариация, вековой ход, быстрые колебания: солнечно-суточные вариации, лунно-суточные вариации, возмущения: магнитосферные бури, локальные возмущения, перманентные возмущении, геомагнитная буря, индексы геомагнитной активности, полярные сияния.