科学网 › 标签 › 地磁学

标签: 地磁学

相关帖子	版块	作者	回复/查看	最后发表

没有相关内容

相关日志

学科介绍—地球物理学: GeoSHAO 2021-4-3 06:30; 地球物理学（英文：Geophysics），是地球科学的主要学科之一，是通过定量的物理方法（如：地震弹性波、重力、地磁、地电、地热和放射能等方法）研究地球以及寻找地球内部矿藏资源的一门综合性学科，研究范围包括地球的地壳、地幔、地核和大气层。地球物理学有诸多研究分支，包括：固体地球物理学，地球动力学，地震学，大地测量学，地热学，地磁学，水文地理学，海洋学，气象学，地核构造学，勘探地球物理学，比较行星学，大地构造物理学和大地天文学；研究内容包括地球内部结构，震源理论，地震波传播理论，大陆地壳大尺度的特征，诸如板块俯冲带和大洋中脊。传统地球物理学主要指固体地球物理学，现代地球物理学的研究延伸到地球大气层外部的现象，例如电离层电机效应（ionospheric dynamo）、极光放电（auroral electrojets）和磁层顶电流系统（magnetopause current system），甚至延伸到其他行星及其卫星的物理性质。地球物理学的很多问题与天文学的相似，因为研究对象很少能直接观察，结论应当说主要是根据物理测量的数学解释而得出的。这包括地球重力场测量，在陆地和海上用重力测量仪，在空间则用人造卫星；还包括行星磁场的磁力测量；又包括地下地质构造的地震测量，这用地震或人工方法产生的弹性反射波和弹性折射波来进行（参阅seismic survey）。用地球物理技术来进行的研究，证明在为支持板块构造学（plate tectonics）理论提供证据方面是极其有用的。例如，地震学资料表明，世界地震带标示出了组成地球外壳的巨大刚性板块的边界，而古地磁学研究的发现，又使得追索地质历史时期大陆的漂移成为可能。地球物理学学科中的地震学和地磁学两个领域有着悠久的历史，在这两个方面我国均为先驱。我国古书籍中就记载有早至公元前20世纪关于极光的现象。东汉张衡在公元132年设计制造了世界上最早的地震仪——候风地动仪。我国约于10世纪就已将指南针用于航海。唐僧一行（683-727）、宋沈括（1031-1095）均对有关地球物理问题作过研究。地球物理学也是早期经典物理学的重要研究内容。牛顿由研究地球和月球的运动而发现了万有引力，由此产生了重力学；牛顿以后的许多数学家和物理学家都曾对地球物理学的研究作出过重要贡献，为地球物理学的形成和发展奠定了基础。地球物理学的发展与科学本身的发展条件和人类生存需要密切相关。在18、19世纪时地球物理学的一系列问题是物理学中引人注目的领域。20世纪20年代开始利用地震波走时理论研究地球内部的分层结构取得突破性进展。30年代兴起的地球物理勘探（特别是地震勘探），对资源的开发和利用起到了关键作用。40年代，特别是第二次世界大战以后发展起来的地壳与上地慢的地震探测极大地深化了人类对岩石层（圈）的认识。50年代开始的地震预测研究受到世界各国的关注。另外，人类在本世纪初探测到了电离层，随后实现了无线电通信。50年代末人造卫星发射成功，发现了辐射带、太阳风和磁层顶，空间物理学迅速发展为一门独立学科，为人类航天活动提供环境认识的保证。 50年代的国际地球物理年，舰年代的上地慢计划，70年代的地球动力学计划、国际磁层计划，幼年代、切年代的国际岩石层（圈）计划、地圈一生物圈计划、全球电离层和热层计划、国际日地物理计划，使地球物理学研究取得了新的进展。板块构造学说的提出和新地球观的形成，日地空间各层次能量耦合作用的发现，改变了一系列传统观念。近代正在发展的岩石层（圈）地震层析成象，全球与区域的三维结构，复杂地质构造中地震波理论，地震震源的动力学破裂理论，地球内部介质的不均匀性和非线性特征，热动力机制与演化，环境地球物理，地震灾害预测，流体在岩石层（圈）介质中的作用，日地系统整体变化和地球空间环境预报，反演理论与方法等方面的研究，以及大型快速电子计算机、航空、海洋和空间探测技术的应用，将进一步提高地球物理的研究水平，深化人类对地球物理问题的认识。地球物理学是一门应用性很强的基础学科，它的研究成果有助于增进人类对所生息的地球及其周围空间环境的科学认识，而且支持着众多的国民经济建设中具有重要意义的产业部门或高科技领域。例如，勘探和开发利用石油与天然气、地热资源、金属与非金属矿藏，预测与预防（或防治）诸如地震、火山、滑坡及岩爆等自然灾害，保护与监测地球生态环境，保障目地空间环境中航天飞行安全等。今天，地球物理学已成为地球科学中最具活力的学科之一，并且与地质科学有密切联系，其研究成果将对21世纪人类的生存发展产生重要影响。当代地球物理学面临严峻的挑战，如自然灾害、能源需求急增、资源短缺、环境恶化、人口增长对土地的压力等均直接威胁着人类的生存与进步，空间开发国际竞争则直接关系到国家安全和利益。地球物理学家必须投入研究和解决一系列严峻的挑战性问题，为确保人类社会的可持续发展作出贡献。地球物理学包括固体地球物理学和空间物理学两个二级学科。地球物理学用物理学的原理和方法，对地球的各种物理场分布及其变化进行观测，探索地球本体及近地空间的介质结构、物质组成、形成和演化，研究与其相关的各种自然现象及其变化规律。在此基础上为探测地球内部结构与构造、寻找能源、资源和环境监测提供理论、方法和技术，为灾害预报提供重要依据。已故著名地球物理学家赵九章先生是这样形容地球物理学的——“上穷碧落下黄泉、两处茫茫都不见”。地球物理学的研究内容总体上可以分为应用和理论地球物理两大类。应用地球物理（又称勘探地球物理）的研究范围比较广泛，主要包括能源勘探、金属与非金属勘探、环境与工程探测等。勘探地球物理学利用地球物理学发展起来的方法进行找矿、找油、工程和环境监测以及构造研究等，方法手段包括地震勘探、电法勘探、重力勘探、磁法勘探、地球物理测井和放射性勘探等，通过先进的地球物理测量仪器，测量来自地下的地球物理场信息，对测得的信息进行分析、处理、反演、解释，进而推测地下的结构构造和矿产分布。勘探地球物理学是石油、金属与非金属矿床、地下水资源及大型工程基址等的勘察及探测的主要学科。理论地球物理研究对地球本体认识的理论与方法。如：地球起源、内部圈层结构、地球年龄、地球自转与形状等，具体包括地震学、地磁学、地电学、地热学和重力学等。理论地球物理学通过地震波场和电磁波场探测发现了位于上地幔的软流层，为活动论的新的地球观提供了惟一站得住脚的理论依据；通过全球大地热流量的测量圈定了热的洋脊和冷的消减带，结合古地磁研究结果和大洋中脊的条带状磁异常特征，为海底扩张和大陆飘移学说提供了令人信服的佐证；通过全球地震活动性和震源空间分布特征、全球重力、地磁和地热测量，为板块边界的划分提供了准确的依据；综合各种全球性的地球物理观测结果，对地球热状态、岩石圈热结构和流变性质提供了新的认识，为一直悬而未决的板块运动驱动机制问题的解决提供了新的依据。地球物理学是以地球为研究对象的现代应用物理学，这门学科从20世纪初就自成体系。到了20世纪60年代发展极为迅速，地球物理学包含许多分之学科，涉及陆、海、空三域，是天文、物理、数学、化学和地质学之间的一门边缘学科。随着时代的发展，地球物理学的多学科交叉现象越来越明显，数学、物理、计算机科学、天文学等众多学科的发展大大促进了地球物理学的发展。在地球物理学天地里，既可以从事地磁场起源、地震发生机理这样的极负挑战性的研究，可以从事油气勘探、矿产勘探这样的关系到国家经济建设的应用性研究工作，也可以从事大气物理等交叉学科的研究工作。通过地球物理学专业培养出来的学生要掌握系统的数学物理基础理论和基本知识，有较强的计算机应用能力和较高的外语水平，具有扎实的地球物理专业知识和基本的实验技能，受过从事基础研究或应用研究的初步训练，具有较强的知识更新能力。 1. 从事地质类专业勘查，以科研工作为主要方向，通过各种地球物理方法从事地质研究。包括复杂地质条件下大型岩体工程稳定性分析的理论与方法；地震正反演及地震数据处理中的热点问题研究；重大工程建设和城市发展中的环境工程地质问题；灾害环境下重大工程安全性问题的基础研究；滑坡形成机理与预测预报等。可以到地质调查局、海洋局等相关单位就职或科研院所，大专院校做相关的研究，教学工作。 2. 预测自然灾害，利用各种数字地震台网和台站观测数据为基础，结合重力、形变等地球物理观测手段，通过震源运动学与动力学、近断层地面运动和重力变化场等方面的研究，为地震发生机理研究与地震预测提供理论指导。开展工程与城市防震减灾基础理论和应用技术研究；开展地震区划理论研究，编制地震区划图；开展强震观测、震害调查场地勘测与工程结构测试与分析；开展城市灾害预警和减灾技术、地震紧急救援技术与方法研究。 3. 从事工程探测类，通过地球物理方法，探测工程、建筑进行水文工程地质、城市环境与建筑基础以及地下管线铺设情况的勘查等，通过工程地质、浅层地球物理与岩土力学的理论、实验研究和工程实践及其信息综合集成，认识地球表层物质、结构、状态及其在自然和工程作用下变形破坏机理与过程，评价工程岩土体的稳定性及其环境效应，寻求相应的工程技术与处理措施，保证重大工程的安全构筑与运行，实施工程建设与环境保护、改善相互协调。 4. 用以勘查石油与天然气和煤田地质构造，寻找金属与非金属矿产，可以到涉及到煤田、油田、矿井性质的国有大中型企业做相关技术性工作。中国石化，中国石油，中国海洋石油等大型国企都有大量的地球物理学专业人才。 5. 做相应的地球物理软件程序设计，地球物理仪器开发等工作，广泛应用于环保、城市给排水、地质、冶金、卫生防疫、商检、农业、渔业及教育科研等多个领域，这是在国内较为紧缺的行业。 6. 其他工程应用。提供区域地质；矿产地质；工程地质勘查；地球物理勘查；水文凿井；城市地下管线勘测及系统建设；路、桥、基桩质量无损检测；地质灾害评估与治理；地形测量、工程测量；管道测漏；地理信息系统建设；专题地图制作；农业地质；旅游地质；非开挖管线铺设；岩矿测试；矿产品开发等服务。总之，地球物理专业主要致力于开展战略性、综合性、先导性的应用基础创新研究，以解决国家在进行水电、矿山、油气勘探、铁路、交通、国防等部门工程建设中所提出的各种工程地质力学、地表结构、勘探地震资料处理难题。随着国民经济的快速发展，随着市场需求的不断增长，地球物理专业有着越来越广阔的发展空间。; 785 次阅读|0 个评论

《地震地磁学概论》丁鉴海、卢振业、余素荣: 热度 1 ustcpress 2012-3-11 16:10; 丛书名：当代科学技术基础理论与前沿问题研究丛书——中国科学技术大学校友文库（“十一五”国家重点图书出版规划项目）出版日期：2011年5月出版社：中国科学技术大学出版社正文页码：490页（16开）字数：517千定价：98.00元编辑邮箱： edit@ustc.edu.cn （欢迎来索要目录、样章的PDF）当当网购书链接： http://product.dangdang.com/product.aspx?product_id=22493062 内容简介：随着地震预报发展和地磁学科在地震预报中的广泛应用逐步形成一门新兴边缘学科——“地震地磁学”本书系统介绍了国内外震磁研究的最新进展，总结了利用地磁预报地震的实践与理论研究成果，对初步形成的地震地磁学进行了科学总结。全书分四篇共十二章：第一篇（ 1 ～ 4 章）；地磁场与空间电磁环境基础知识；第二篇（ 5 ～ 6 章）地磁观测技术与震磁理论；第三篇（ 7 ～ 9 章）地震电磁现象与地震预报方法，包括基本磁场、变化磁场、空间电磁异常现象与地震预报方法；第四篇（ 10 ～ 12 章）地震电磁前兆与震例研究，包括震磁前兆与场源理论、渐进式与跨越式地震预报方法，并以 1975 年海城 7.3 级、 1976 年唐山 7.8 级地震为例反映震磁预报的全过程；以 1998 年张北 6.2 级、 2008 年汶川 8.0 级地震为例介绍天基与地基地震电磁前兆，探索地震预报新途径。本书既适合从事地震地磁学、地震预报研究的人员使用，亦可以作为大专院校地球物理和空间物理相关专业师生的教学参考书。第一作者简介：丁鉴海， 1941 年 11 月生，中国地震局地震预测研究所研究员， 1966 年毕业于中国科学技术大学地球物理系，同年即参加邢台 7.2 级地震现场工作。四十多年来，一直在中国地震局分析预报中心、地震预测研究所从事震磁关系、地震前兆及地震综合预报实践与理论研究。; 个人分类: 校友文库|4601 次阅读|1 个评论

《地球电磁现象物理学》徐文耀: ustcpress 2012-3-11 16:04; 丛书名：当代科学技术基础理论与前沿问题研究丛书——中国科学技术大学校友文库（“十一五”国家重点图书出版规划项目）出版日期：2009年1月出版社：中国科学技术大学出版社正文页码：558页（16开）6张彩色插页字数：638千定价：96.00元编辑邮箱： edit@ustc.edu.cn （欢迎来索要目录、样章的PDF）当当网购书链接： http://product.dangdang.com/product.aspx?product_id=20430853 内容简介：地磁场是地球固有的基本特性，它与地球的形成演化过程紧紧伴随，成为地球生物圈（包括人类）生存的重要环境条件。本书从形态学和物理起源两个方面介绍了组成地磁场的四个主要部分 —— 主磁场、地壳磁场、变化磁场和感应磁场。主磁场约占地球总磁场的 95 ％，现在人们普遍认为，它起源于地球外核的磁流体发电机过程，构成了地磁场的绝对优势部分，控制着地磁场的全球分布特征，并经历着缓慢的长期变化和极性倒转；地壳磁场（也称岩石圈磁场）起源于岩石剩余磁化强度和感应磁化强度，它与地壳岩石组成和热状态有关，也与岩石形成时期的地磁场和现今地磁场有关；变化磁场起源于电离层和磁层的电流体系，虽然只占总磁场的 1 ％，但是它包含着有关地球空间电磁环境和空间天气的丰富信息，并为地下介质电性的探测提供了场源；感应磁场是由外部变化磁场在地球内部产生的感应电流引起的，反映了地球内部的电磁性质。本书的读者对象是地球物理和空间物理的科学研究人员以及大专院校有关专业的师生，也可供业余爱好者参考。作者简介：徐文耀， 1944 年生，中国科学院地质与地球物理研究所研究员，我国首批十八名博士之一。 1967 年分配到中国科学院兰州地球物理研究所工作，从事地磁、地震预报、震源物理研究。 1978 年考取中国科学院地球物理研究所研究生，在科大研究生院攻读地磁与高空物理学。 1979 — 1982 在美国国家大气研究中心高山天文台工作和学习。 1983 年获理学博士学位。此后一直在中国科学院地球物理研究所（后来与地质研究所合并）工作，曾任所长，主要从事地磁和空间物理研究，先后在中、美、英、法、日、瑞等国学术刊物上发表论文 170 余篇。; 个人分类: 校友文库|5088 次阅读|0 个评论

地磁学的实用价值: wangdw 2010-2-25 11:08; 地磁学的实用价值地磁学是一门较古老的学科。我国古代四大发明之一的指南针就是地磁场存在的表现，是地磁场极性的表现。 1701 年人类绘制出了世界上第一张地磁图。理论研究起始于 1839 年，著名数学家高斯建立了地磁场的球谐分析方法，从而建立了地磁学的理论基础。此后，人们习惯地把地磁场的球谐分析就叫高斯分析。地磁学用的物理主要是电动力学。用数学较广，偏微、有限元、以及现代的非线性数学（例如，分形分维）、小波分析等等。高斯分析之后，地磁学得到较大发展，例如对主磁场的研究直到地磁场起源的研究；对变化磁场的研究及现代的空间天气预报研究；对考古地磁（即古地磁）的研究；电磁感应的研究，等等。其中必须提一句的是，正是古地磁的研究成果，证明了地磁场的倒转，为大陆漂移提供了最有力的证据。地磁学有什么实用价值？首先可以想到的是空间天气预报。在神 7 发射电视转播时，我们可以看到空间天气的预报意见。在这方面，地磁学对航天、军事科学有直接的实用价值。空间天气预报起步晚，最早是美国 1995 年开始的，我国是在 1997 年起步的。 1999 年，自然科学基金会赞助的空间天气研究的大课题（ 1999 年 -2004 年），本人有幸参加了该课题。空间天气预报，中心就是磁暴预报，对航天很有意义，例如，在地磁场大扰动的日子里，不宜发射卫星。神州七号发射直播时就曾有科学院的空间天气实验室的预报意见。与地震预报相比，磁暴预报应发展快些。磁暴是太阳活动对地磁场的强烈扰动，我们可以发射卫星观测太阳和行星际磁场。太阳活动剧烈，就有可以发生磁暴，观测到太阳的剧烈活动，而太阳风的速度可以估计，磁暴发生的时间就可估计。所以，关键是对太阳活动的观测。目前，对太阳观测的难处在于不能太靠近太阳，耐高温的材料是关键。目前，美国的 NASA 发射到离太阳最近的观测卫星离太阳是 4 个太阳半径的距离。科学技术的发展，将实现对磁暴的准确预报。这一天要比地震预报来的快。在海军现代化建设中，地磁学也有用武之地。航母的建设就需要强大的工业基础。要能生产特殊钢材，在地磁场中不会被磁化。否则，建成航母，隔几年就得大修几年，退磁。否则，到海上就易受鱼雷等的攻击。全球与区域地磁场模型也被广泛应用于航海、航空、地球物理勘探、石油生产及上至高层大气到地球深部的科学研究。地磁偏角图可用于航空航天导航，例如，从 1990 年中国磁偏角图上可以看出，零等偏线在甘肃红石山 - 玉门 - 青海格尔木 - 唐古拉山 - 西藏那曲 - 拉萨一线，在新疆西部的塔城地区，磁偏角为 +5 0 ，而我国东北黑龙江沿岸，是 -11 0 ，东西相差 16 0 ，这就是说，如用同一罗盘在两地定地理北方，可产生 16 0 的的误差。可见在航空中利用地磁图及时调整罗盘读数极为重要和必要。目前国内外在石油定向、水平钻井中广泛采用相对简单、耐用、性能可靠、精度较高、价格适中的磁导向定位系统，即磁性测倾仪。该仪器需要井位地磁三分量与井口磁方位等磁场参数作为钻头在钻进中井眼轨迹的计算和测量结果可靠性识别的依据和基准。目前我国各油田在钻井中采用的井位地磁参数是从低精度的世界地磁图与数学模式或中国地磁图上量算的。另外，这些地磁图与模式均不包括来源于地壳的小区域磁异常及局部磁异常，而小区域磁异常和局部磁异常在地球上比比皆是，有的磁异常强度可高达 10000nT, 磁偏角、磁倾角异常可达数度，如南沙群岛的磁偏角异常值高达 3 0 20 。这可看出磁异常图的用处。正因为此，英国地调局 (BGS) 的地磁组每年计算一个地磁场模型。中国地磁图的研究与制作，也是国防建设的需要。总参有的同志最近不止一次地问我所有的同事有关磁偏角图的事宜可说明这点。军用飞机导航、导弹制导等都需要磁偏角资料。; 个人分类: 地磁|5832 次阅读|0 个评论

更多...

帐号		自动登录	找回密码
密码			注册

关闭 安全验证

标签: 地磁学

相关帖子

相关日志

关闭安全验证