5.2. Краткие сведения о магнитном поле Земли

¹⁸¹Магнитное поле Земли, которое является единственным источником информации при измерении курса магнитным компасом, принято характеризовать: вектором напряженности , его горизонтальной ( ) и вертикальной ( ) составляющими, а также склонением (М) и наклонением ().

¹⁸²Напряженность – векторная величина, характеризующая силу, с которой магнитное поле Земли действует в данной точке. Ее измеряют в эрстедах (э) и гаммах (=10^–5э). На экваторе  0,34э, на средних широтах 0,5э, а на магнитных полюсах 0,8э. Направление вектора напряженности не совпадает с горизонтальной плоскостью в различных (за исключением экватора) точках Земли, поэтому существует такая характеристика как магнитное наклонение ().  – ¹⁸³это угол между плоскостью горизонта и вектором напряженности в данной точке Земли (см. рис. 5.3.).

На магнитном экваторе  равно нулю, а на магнитных полюсах оно достигает значений – 90°.

¹⁸⁴Горизонтальная составляющая вектора напряженности магнитного поля Земли используется в магнитных компасах для определения опорного направления (С–Ю) при измерении курса ВС. Из рисунка. 5.2. видно, что она зависит от модуля и угла наклонения .

= cos.

Вертикальная составляющая вектора напряженности, ¹⁸⁵значение которой используется при конструктивном утяжелении южного конца стрелки компасов, эксплуатируемых в Северном полушарии, может быть выражена математической зависимостью:

= sin.

¹⁸⁶Из этого следует, что на магнитном экваторе горизонтальная составляющая (являющаяся той силой, которая устанавливает магнитную стрелку в направлении магнитных силовых линий) наибольшая, а вертикальная составляющая равна нулю. На магнитных полюсах, наоборот,

=0, а = =max.

Вывод: Поскольку чувствительный элемент магнитного компаса реагирует на горизонтальную составляющую напряженности ( ), то такой компас не может быть использован в тех районах Земли, где мало значение этой составляющей (т.е. вблизи магнитных полюсов). На ¹⁸⁷широтах превышающих 66 градусов – в полярных районах, магнитный компас работает неустойчиво.

Рис. 5.2. Элементы земного магнетизма

¹⁸⁸Известно, что географические (истинные) северный и южный полюса находятся на оси вращения Земли. В отличие от них - магнитные северный и южный полюса не только не совпадают с осью вращения Земли, но еще и непрерывно смещаются на более чем 500км, за период 30...35 лет.

Вследствие того, что магнитные полюса Земли не совпадают с географическими, при определении направления истинного меридиана необходимо учесть угол, заключенный между северными направлениями истинного (географического) и магнитного меридианов в данной точке. Вы уже знаете, что этот угол называется магнитным склонением (М). Магнитное склонение отсчитывается от истинного меридиана к востоку со знаком "плюс", а к западу со знаком "минус" (см. рис. 5.1.).

¹⁸⁹Итак, рассмотренные напряженность ( ), его горизонтальная ( ) и вертикальная ( ) составляющие, а также склонение и наклонение являются элементами земного магнетизма. Распределение этих элементов на поверхности и вблизи земной поверхности определяют с помощью магнитных съемок и наносят соответствующие изолинии на магнитные карты. ¹⁹⁰Изолинии магнитного поля Земли – линии равных значений перечисленных элементов имеют следующие названия:

• изодинамы – изолинии равных значений напряженности ( );

• изогоны – изолинии равных значений магнитных склонений (см. Рис. 5.4.);

• агоны – нулевые изогоны (М=0°);

• изоклины – изолинии равных значений магнитного наклонения ();

• изопоры – изолинии постоянной скорости изменения элементов магнетизма;

• изотопы – изолинии годового изменения .

Рис. 5.3. Магнитное склонение

5.4. Карта изогон М=const

¹⁹¹Точность определения М при магнитной съемке не хуже 1'. Изогоны нанесены на аэронавигационных картах с дискретностью в один градус.

На практике может возникнуть необходимость учета изменения магнитного склонения снятого с карты. В этом случае можно применить формулу:

где М' – магнитное склонение с учетом годового изменения горизонтальной составляющей напряженности ( );

М – магнитное склонение снятое с карты;

 – вековой ход (годовое изменение) горизонтальной составляющей, который определяется по картам изотоп,  =10...40';

Гт – текущий год;

Гизд.к. – год издания карты.

Например: Магнитное склонение в районе аэродрома с карты равно 6°, вековой ход горизонтальной составляющей  =+30', год издания карты 1995г. Необходимо рассчитать магнитное склонение в районе аэродрома в 2003г.

Решение.

М' = –6+0,5(2003 – 1995) = –2°.

Кроме изогон на аэронавигационной карте указаны магнитные аномалии – районы с резкими и значительными изменениями элементов земного магнетизма. ¹⁹²Наличие магнитных аномалий связано с залежами магнитных руд в недрах Земли. В районе магнитных аномалий М может изменяться до значений ±180°. Влияние магнитных аномалий уменьшается с увеличением высоты полета. Чем больше значение магнитной аномалии, тем выше высота, на которой ее влияние практически не сказывается. Например, в районе Курской аномалии М=90...130° до высот 1500–2000м, а на высотах более 5000м ее влияние не оказывает влияния на работу магнитных компасов.