Асиметрично променящото се магнитно поле на Земята причинява проблеми на полярната навигация

Ваня Милева Последна промяна на 30 май 2024 в 00:00 2421 0

Промени в глобалното магнитно поле на Земята за шест месеца през 2014 г., измерени от тройката сателити Swarm на Европейската космическа агенция. Лявата карта показва средното магнитно поле, а дясната показва промените в силата на магнитното поле през тоз

Кредит ESA/DTU Space

Промени в глобалното магнитно поле на Земята за шест месеца през 2014 г., измерени от тройката сателити Swarm на Европейската космическа агенция. Лявата карта показва средното магнитно поле, а дясната показва промените в силата на магнитното поле през този период.

Течното разтопено външно ядро ​​на Земята, съставено предимно от желязо и никел, упражнява електромагнитно поле, простиращо се от Северния и Южния полюс, което предпазва планетата от вредното лъчение на слънчевите частици.

Флуктуациите в силата на магнитното поле на Земята — причинени от ежедневните промени в структурата на слънчевия вятър и периодичните слънчеви бури — могат да повлияят на използването на модели на геомагнитно поле, които са от съществено значение за навигацията в сателити, самолети, кораби и автомобили.

Моделите на магнитното поле се различават в зависимост от местоположението на събирането на данни - или на или близо до повърхността на Земята, или сателити в ниска земна орбита. Предишни изследвания приписват разликите в моделите на нивата на активност на космическото време, но скорошен анализ на шест години модели на земното и сателитното магнитно поле установява, че несъответствията на моделите се дължат на грешки в моделирането, а не само на геофизични явления. Резултатите са публикувани в Journal of Geophysical Research: Space Physics .

Изследователският екип на Университета на Мичиган оценява разликите между наблюденията от сателитите на мисията Swarm в ниска околоземна орбита и модела на магнитното поле на Земята, тринадесетото поколение на Международното геомагнитно референтно поле или IGRF-13. Те се фокусират върху разликите по време на ниски до умерени геомагнитни условия, които обхващат 98,1% от времето между 2014 г. и 2020 г.

Сателитните наблюдения, събрани на различни места над Земята, са чувствителни към колебанията на магнитното поле, докато моделите на магнитното поле на Земята използват наблюдения, за да оценят вътрешното магнитно поле на Земята, без да отчитат влиянието на слънчевите бури. Моделите на вътрешно магнитно поле като IGRF-13 се използват за проследяване на промените в магнитните полюси на Земята, като изместването на Северния полюс с около 45 км север-северозапад всяка година.

Разбирането на тези големи разлики е важно за работата на сателитите, когато се използва IGRF-13 като еталон и за изследване на физиката на земната магнитосфера, йоносфера и термосфера.

Несигурността на модела беше най-висока в северните и южните полярни региони и статистически анализ разкри, че асиметрията между северните и южните полярни региони е основен фактор, движещ разликите в модела.

„Ние често приемаме почти симетрично магнитно поле между северните и южните полярни региони, но те всъщност са много различни“, коментира Ининг Ши (Yining Shi,), научен сътрудник в Университета на Мичиган за климатични и космически науки и инженерство и съавтор на изследването.

Двата географски полюса се съпоставят с различни геомагнитни координати. Северният полюс се картографира на около 84° магнитна ширина (MLAT) и 169° магнитна дължина (MLON), а южният полюс се картографира на около −74° MLAT и 19° MLON.

Трасето на полярната орбита на сателитите Swarm създава отклонение при вземане на проби с висока концентрация на измервания около географските полюси, което изостря разликите в модела.

Друг проблем, предизвикващ загриженост в навигационната общност, е че полярното магнитно поле се променя бързо през последното десетилетие.

Това добавя допълнителна сложност към създаването на точни модели на магнитно поле, казват специалистите.

Справка: Yining Shi et al, Non‐Geophysical Interhemispheric Asymmetries in Large Magnetic Field Residuals Between Swarm Observations and Earth Magnetic Field Models During Moderate to Quiet Geomagnetic Conditions, Journal of Geophysical Research: Space Physics (2024). DOI: 10.1029/2023JA032092

Източник: The Earth's changing, irregular magnetic field is causing headaches for polar navigation, Patricia DeLacey, University of Michigan College of Engineering

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !