地球重力场和地球磁场

Question

如题所述

Answer 1

地球是一个旋转的巨大质体，同时也是一个大磁体。在其内部、表面和外部空间既存在着重力场，也存在着磁场，通常称为重力场和地磁场。重力场和地磁场是两种不同性质的地球物理场，但它们基本上都是天然稳定场。正常情况下，它们都具有一定的空间分布规律，称为正常重力场和正常地磁场。然而，在地球的不同区域，由于各种因素的影响，这些规律常常会被破坏，从而出现偏差。这种差异被称为重力异常和磁异常。重、磁勘探的核心问题，就是分析、研究重、磁异常，并解释其产生的地质因素。
1.1.1 基础知识
1.1.1.1 引力、惯性离心力、重力
引力是物体之间相互吸引的力，由万有引力定律描述。引力场强度定义为在单位质量上的引力大小。重力是地球对物体的引力，通常用重力加速度表示。重力等于引力加速度。
1.1.1.2 引力位，离心力位、重力位
引力位是引力场所做的功，引力位是一个矢量，其方向为引力方向，大小为单位质量所受引力的大小。重力位是引力位与离心力位之和。重力位是调和函数，满足拉普拉斯方程。
1.1.1.3 磁场强度、磁感应强度、磁极化强度、磁化强度
磁场强度和磁感应强度是描述磁场强度的两个物理量。磁极化强度是单位体积的磁偶极矩，磁化强度是单位体积的磁矩。磁化率是描述介质被磁化难易程度的物理量。
1.1.1.4 磁标位
在无传导电流的区域中，稳定磁场H是保守场，可引入磁标位Um。点磁荷的磁位和磁偶极子的磁位是两种常见的磁位。
1.1.1.5 磁位与引力位的关系——泊松公式
在重磁同源的情况下，磁位与引力位存在着密切的关系，可用泊松公式表示。
1.1.1.6 半空间和半边值问题的解
在引力位和磁位为调和函数的情况下，可以通过格林函数求解半空间和半边值问题的解。
1.1.2 重力和重力异常
1.1.2.1 正常重力公式
正常重力公式是一个近似的重力位公式，用于计算地球的重力。
1.1.2.2 重力随时间的变化
重力随时间变化，包括重力日变（重力固体潮）等。
1.1.2.3 重力异常
重力异常是由于地下物质密度分布不均匀而产生的重力变化。重力异常的计算公式包括三度体和二度体的计算公式。
1.1.3 地磁场与地磁异常
1.1.3.1 地磁要素及地磁图
地磁要素包括地磁场在空间直角坐标系中的分量，地磁图是表示全球或某个国家地磁场分布的图。
1.1.3.2 地磁场随时间的变化
地磁场随时间变化，包括长期变化和短期变化。
1.1.3.3 地磁场的构成和地磁异常
地磁场由地心偶极子场和非偶极子场组成，地磁异常是地壳内磁性岩石和矿物的不均匀性产生的磁场变化。