地磁场(geomagnetic field)

地球是一个巨大的磁体，它在空间产生的磁场即地磁场。卫星探测发现，地磁场被局限在地球周围有限的区域内，这个区域叫地磁层。地磁轴和地球自转轴不相重合，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。地磁场的大小和方向随时间、地点而变，且除地磁赤道处以外的地磁场都不是水平的。常用磁倾角、磁偏角、地磁场水平强度(地磁场的水平分量)这三个要素来描述地磁场的大小和方向。地磁两极在地面上的位置也在变化，考古发现，在过去的400万年中，地球磁极已经倒转了九次之多。地球磁极处的磁感应强度约为0.6×10-4特斯拉(T)，地磁赤道处的磁感应强度约为0.3×10-4T。

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78°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。

地磁要素 　地磁场的大小和方向用磁场强度 F表示，单位为高斯。偶极磁场的强度同距离的三次方成反比，在离地面不太远的地方,地磁场显得比较对称,地磁效应和一个巨大的磁棒所产生的效应很相似。而在远处，由于太阳风的作用就极不对称了。地磁场的边界，在朝向太阳的一面，离地心只有8～11个地球半径左右,在背向太阳的一面,则延伸到远超过地月距离。F可分为三个分量：水平强度H，是F在水平面上的投影;磁偏角D，是H与正北方向的夹角;磁倾角I,是F对水平面的倾角。F也可分解为向北、向东和向下的三个分量X、Y、Z,这三个分量通常也可称为北向分量、东向分量和垂直分量。这些量可以确定地磁场的大小和方向，所以称为“地磁要素”。根据测量得知，在同一高度上靠近赤道处地磁场较弱,而靠近磁极处则较强。如地球表面赤道上的磁场强度约为0.29～0.40高斯，而在地磁北极和地磁南极的磁场强度则分别为0.61高斯和0.68高斯。根据地磁场测量结果并按一些模型可得出地磁场的总能量约为3.4×1026尔格。

地磁场的变化 　地磁场的强度不是固定的，它有短期和长期变化。短期变化包含有日变化、太阴日(月球连续两次上中天的时间间隔)变化和季节变化以及各种干扰等。地磁场的这种短期变化部分常称为地球变化磁场。除去短期变化后的地磁场称为地球基本磁场，或称基本地磁场，基本地磁场的地磁要素有长期变化。根据近四百多年来的测量，这种变化的表现之一为西向漂移。例如，在1550年零度磁偏角线约在东经20°处横跨赤道，而现在已西移至西经75°处过赤道。其次，正如前面所指出的，磁极的位置和磁偶极矩也有长期变化。太阳风、宇宙线、电离层、极光等都对地磁场有影响，它们使地磁场发生短期变化。太阳风还会使地磁场局限在一定的范围内(见地球磁层)。太阳活动较强时，太阳风的能量会大大增加，从而导致地磁场的强烈扰动(见磁暴)。地磁场能俘获来自太阳和其他天体的带电粒子，形成著名的范爱伦带(见地球辐射带)。地磁场的研究和近地空间的物理性质的研究有密切关系，这种研究常常要依靠空间探测提供资料。