地磁场也是一个向量场。描述空间某一点地磁场的强度和方向,需要3个独立的地磁要素。常用的地磁要素有7个,即地磁场总强度F,水平强度H,垂直强度Z,X和Y分别为H的北向和东向分量,D和I分别为磁偏角和磁倾角。 自从高斯(Gauss)把球谐分析方法引进地磁学,建立地磁场的数学描述以来,地磁学得到了极大的发展。
目前,地磁模型包括全球的和局部地区的两种。 它就是到目前为止IAGA的有关小组每5年给出一个世界地磁参考场(IGRF)。 全球地磁场模型: 在球极坐标系中,拉普拉斯方程的通解为: _ 在高斯分析中是根据内边界上的函数值及其法向变化率来确定高斯系数(g,h)的。
局部磁场模型 局部地区的地磁场模型方面的学术问题与全球的有所不同,局部地区的地磁场模型不能采用球谐分析方法因为没有"三维"意义 地磁场模型与地磁图是了解研究地磁场空间分布与时间变化规律,及其源的特征与变化的基础。因此,也是了解我们地球及有关的动力学过程的重要手段。
地磁场模型的科学价值: 经过多年研究分析,俄罗斯科学院医学基因研究中心地磁,电离层和无线电波扩散研究所的科研人员提出,地磁场的变化可导致人体淋巴染色体的畸变,使畸变的频率提高两倍。 地磁场的其他应用: 通过实验,科研人员得出结论,磁场变化的速度而不是磁场的绝对量影响染色体畸变的频率和细胞分裂过程中物质的交换,在一定范围内,地磁场的变化甚至影响DNA的合成。
据现代科学证明,地磁(气场)对人体有很大的影响: 如果人体长期顺着地磁的南北方向可使人体器官细胞有序化,产生生物磁化效应,使生物电得到加强,器官机能得到调整和增进,从而起到了良好的作用。 在地球南北两极附近地区的高空,夜间常会出现灿烂美丽的光辉。
有时它像一条彩带,有时它像一团火焰,有时它又像一张五光十色的巨大银幕。它轻盈地飘荡,同时忽暗忽明,发出红的,蓝的,绿的,紫的光芒。静寂的极地由于它的出现骤然显得富有生气。这种壮丽动人的景象就叫做极光。 产生极光的原因是来自大气外的高能粒子(电子和质子)撞击高层大气中的原子的作用。
这种相互作用常发生在地球磁极周围区域。现在所知,作为太阳风的一部分荷电粒子在到达地球附近时,被地球磁场俘获,并使其朝向磁极下落。它们与氧和氮的原子碰撞,击走电子,使之成为激发态的离子,这些离子发射不同波长的辐射,产生出红,绿或蓝等色的极光特征色彩。
在太阳活动盛期,极光有时会延伸到中纬度地带,极光有发光的帷幕状,弧状,带状和射线状等多种形状。发光均匀的弧状极光是最稳定的外形,有时能存留几个小时而看不出明显变化。然而,大多数其他形状的极光通常总是呈现出快速的变化。弧状的和折叠状的极光的下边缘轮廓通常都比上端更明显。
极光最后都朝地极方向退去,辉光射线逐渐消失在弥漫的白光天区。造成极光动态变化的机制尚示完全明了。 在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中,有一种能量被称为"太阳风"。这是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流,该太阳风在地球上空环绕地球流动,以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场,磁场使该颗粒流偏向地磁极,从而导致带电颗粒与地球上层大气发生化学反应,形成极光。
地球的磁场还在不断发生变化,其变化方式也在发生变化。不同地方的磁场方向和强度均以不同的方式发生变化,可能变小,也可能南北极发生大翻转 。由于地球磁场的复杂性,要预计它在遥远的将来会是什么样子是不可能的。地球物理学家们利用分布在世界许多地方的磁场观测点收集的数据,通过数学模型分析出磁场将如何变化。
地球磁场不是孤立的,它受到外界扰动的影响,地球磁层是一个颇为复杂的问题,其中的物理机制有待于深入研究。 。 是由于地球内部岩浆运动导致的，岩将含有电荷，运动形成电流，再产生磁场吧 运动的电荷产生磁场，地球的地核是含有大量的铁的，而且温度非常高，具备了电子的自由运动的可能，地球的自转于是就形成了电子的定向运动，于是就产生了南北向的磁场。纯粹推理。 由于地核中含有大量铁镍等元素，再加上地球自转产生的。 由于地球有强度适宜的磁场，宇宙射线才不会对地球上的生命产生强烈影响。宇宙射线也是粒子，它们到达地球附近时，由于地球磁场的作用，都往地球两极集中。这也是为什么两极能看到极光，而赤道上看不到的原因。
