Site Loader

Содержание

Ученые смогли измерить магнитное поле Земли 9000-летней давности по археологическим находкам

Команда ученых из Тель-Авивского университета, Национального института геофизики и вулканологии Италии и Калифорнийского университета в Сан-Диего смогла измерить магнитное поле Земли, каким оно было примерно 9 тысяч лет назад. Ученые исследовали глиняную посуду и обожженные кремни с археологических раскопок в Иордании, на которых зафиксировано магнитное поле в тот период времени. 

«На данный момент нам известно, что магнитное поле создается в результате процессов, которые происходят на глубине ниже 3000 км; оно защищает планету от космического излучения и, таким образом, позволяет существовать жизни такой, какой мы ее знаем», — рассказывает профессор Эрез Бен-Йосеф, руководитель исследования.

Ученые объясняют, что для изучения магнитного поля чаще всего используются такие материалы, как базальт из вулканических извержений или керамика, обожженная в печи. Большим преимуществом археологических материалов по сравнению с геологическими является сравнительно точное время их существования. Археологические артефакты и магнитное поле, которое они зарегистрировали, могут быть датированы с точностью до сотен, а иногда и десятков лет, тогда как геологические материалы датируются с точностью до тысяч лет.

В новом исследовании использовались материалы четырех археологических раскопок в Вади-Фейнане (Иордания), которые были датированы (с использованием углерода-14) периодом неолита — примерно от 8—10 тысяч лет назад; некоторые из них предшествовали изобретению керамики. Ученые исследовали магнитное поле, которое было зафиксировано в 129 предметах, найденных в этих раскопках (керамических черепках и обожженных кремневых орудиях). Они обнаружили, что  сила магнитного поля в течение исследуемого периода времени менялась: на определенном этапе в период неолита поле стало очень слабым (одним из самых слабых за последние 10 тысяч лет), но восстановилось и укрепилось за относительно короткий промежуток времени. 

«С момента начала измерений магнитного поля около 200 лет назад мы наблюдаем непрерывное уменьшение его напряженности. Этот факт вызывает опасения, что мы можем полностью потерять магнитное поле, которое защищает нас от космического излучения и, следовательно, имеет важное значение для существования жизни на Земле. Результаты нашего исследования могут обнадеживать: такое уже происходило в прошлом. Примерно 7600 лет назад сила магнитного поля была даже ниже, чем сегодня, но примерно через 600 лет оно набрало силу и снова поднялось до высоких уровней», — указывают ученые.

Российские физики измерили магнитное поле, вырабатываемое сердцем

«Чувствительность наших магнитных датчиков на 9-10 порядков превосходит силу магнитного поля Земли. Магнитное поле сердца человека как раз находится на этой отметке. Буквально на прошлой неделе нам удалось измерить сигнал от сердца человека, импульс составляет 80 пикотесла (пико – 10 в минус 12 степени, триллионная доля единицы)», — заявил российский физик.

Данное открытие, по словам Белотелова, стало возможно благодаря тому, что все эксперименты проводились внутри специальной «безмагнитной комнаты», чьи стены практически непрозрачны для внешних магнитных полей. Она была приобретена за счет средств гранта Российского научного фонда. 

Данное открытие, по словам Белотелова, стало возможно благодаря тому, что все эксперименты проводились внутри специальной «безмагнитной комнаты», чьи стены практически непрозрачны для внешних магнитных полей. Она была приобретена за счет средств гранта Российского научного фонда, «Сверхчувствительные сенсоры магнитного поля для магнитокардиографии».

Помимо датчиков магнитного поля, российские физики из группы Белотелова активно работают над созданием структур, позволяющих в буквальном смысле «собирать» энергию из фонового микроволнового излучения, «засоряющего» воздух крупных городов.

По словам ученого, подобные приборы-«жнецы», как он их назвал, будут представлять собой особый класс квантовых устройств – так называемые спиновые диоды. Они представляют собой «столбик» из множества нанослоев диэлектриков и ферромагнетиков, где будет возникать вихревая магнитная структура, помогающая извлекать энергию из бросового излучения.

Как отмечает Белотелов, подобная структура уже была собрана в стенах его лаборатории, и сейчас российские физики работают над созданием прототипа рабочего устройства на ее основе.

Израильские исследователи изучают древний кремень, чтобы измерить магнитное поле Земли

Исследователи из Тель-Авивского университета, Калифорнийского университета в Сан-Диего и Римского национального института геофизии и вулканологии, изучили древнюю керамику, найденную в Иордании, чтобы понять магнитное поле, которое когда-то преобладало на Ближнем Востоке между 10 000 и 8 000 лет назад.

Под руководством профессора ТАУ Эреза Бен-Йосефа и профессора Лизы Токсе из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе группа исследователей изучала керамику и обожженные кремни, на которых регистрировалось магнитное поле.

«Магнитное поле, которое позволяет существовать жизни на Земле в том виде, в каком мы ее знаем», — сказал тогда Бен-Йосеф. «Это поле защищает нас от космического излучения и солнечного ветра, используется многими животными для навигации и оказывает прямое влияние на многие другие процессы в природе, такие как создание изотопов в атмосфере».

Само поле все еще окутано тайной, Альберт Эйнштейн сказал, что понимание его источника было одной из самых важных загадок во всей физике.
С момента первого измерения в 1835 году Земля потеряла около 10% своего магнитного поля. В 2009 году исследование, проведенное Бен-Йосефом, показало, что 3000 лет назад напряженность магнитного поля была в 2,5 раза сильнее, чем сейчас.

«Работа с этим материалом расширяет возможности исследования на десятки тысяч лет назад, поскольку люди использовали кремневые инструменты в течение очень длительного периода времени до изобретения керамики», — пояснил Бен-Йосеф в своем заявлении. «Кроме того, после того, как будет собрано достаточно информации об изменениях в геомагнитном поле с течением времени, мы сможем использовать ее для датировки археологических останков».

«В наше время, с тех пор как измерения начались менее 200 лет назад, мы наблюдаем непрерывное уменьшение напряженности поля. Этот факт вызывает опасения, что мы можем полностью потерять магнитное поле, которое защищает нас от космического излучения и, следовательно, необходимы для существования жизни на Земле, — объяснил Токс.
«Результаты нашего исследования могут быть обнадеживающими: это уже происходило в прошлом. Примерно 7600 лет назад сила магнитного поля была даже ниже, чем сегодня, но примерно через 600 лет она набрала силу и снова поднялась до высокого уровня».

Решена 40-летняя загадка магнитного поля Земли

Источник: in-space.ru

Цифровое воспроизведение и понимание геомагнитных рывков прокладывает путь к лучшему прогнозированию поведения магнитного поля Земли.

Первоначально описанные в 1978 году геомагнитные рывки представляют собой непредсказуемые события, которые резко ускоряют эволюцию магнитного поля Земли и искажают прогнозы его поведения в многолетнем масштабе. Геомагнитное поле влияет на многочисленные виды деятельности человека, начиная от определения геолокации в смартфонах и заканчивая полетом спутников на малых высотах, поэтому так важно точно отслеживать его изменения. Тем не менее, геомагнитные рывки представляют проблему для геофизиков на протяжении более сорока лет. И вот теперь, исследование, опубликованное в журнале Nature Geoscience, ставит точку в этом вопросе.

Магнитное поле Земли создается благодаря циркуляции вещества в ее металлическом ядре за счет энергии, выделяемой при его охлаждении. Исследователям известны два типа движений, вызывающих изменения в магнитном поле: те, что возникают в результате медленного конвекционного движения, которое можно измерить в масштабе столетия, и те, что происходят в результате «быстрых» гидромагнитных волн, которые можно обнаружить в масштабе нескольких лет. Ученые подозревали, что последние играют роль в геомагнитных рывках, но взаимодействие этих волн с медленной конвекцией, наряду с их механизмом распространения и усиления, еще не было установлено.

Чтобы разгадать эту загадку, Жюльен Обер из Парижского института физики Земли (Франция) совместно с его коллегой из Технического университета Дании разработал компьютерную симуляцию очень близкую к физическим условия ядра нашей планеты. Моделирование оказалось эквивалентным 4 миллионам часов вычислений и было выполнено лишь благодаря суперкомпьютерам GENCI.

Исследователи воспроизвели последовательность событий, приводящих к геомагнитным рывкам, которые возникали в моделировании от гидромагнитных волн, излучаемых во внутреннем ядре. Эти волны фокусируются и усиливаются по мере приближения к поверхности ядра, вызывая магнитные возмущения, сопоставимые во всех отношениях с наблюдаемыми рывками.

Таким образом, цифровое воспроизведение и понимание геомагнитных рывков прокладывает путь к лучшему прогнозированию поведения магнитного поля Земли. Кроме этого, выявление причины изменений в магнитосфере также помогает геофизикам изучать физические свойства ядра и внутренней мантии нашей планеты.

Геомагнитное поле — Измерение поля

Магнитные поля можно измерить разными способами. Самый простой метод измерения, применяемый до сих пор, включает использованиекомпас , устройство, состоящее из постоянно намагниченной стрелки, сбалансированной для поворота в горизонтальной плоскости. В присутствии магнитного поля и в отсутствие силы тяжести намагниченная стрелка выравнивается точно по вектору магнитного поля. При балансировке на оси в присутствии силы тяжести она выравнивается с компонентом поля. В обычном компасе это горизонтальная составляющая. Намагниченная игла также может поворачиваться и уравновешиваться вокруг горизонтальной оси. Если это устройство, называемоеметровый провал , сначала выравниваются в направлении магнитного меридиана , как это определено с помощью компаса, стрелка вверх линии с общим вектором поля и измеряет угол наклона

I . Наконец, можно измерить величину горизонтального поля по колебаниям стрелки компаса. Можно показать, что период таких колебаний зависит от свойств иглы и напряженности поля.

Магнитные обсерватории непрерывно измеряют и регистрируют магнитное поле Земли в ряде мест. В такой обсерватории намагниченные иглы с отражающими зеркалами подвешены на кварцевых волокнах. Лучи света, отраженные от зеркал, отображаются на негативе, установленном на вращающемся барабане. Изменения в поле вызывают соответствующие отклонения на негативе. Типичные масштабные коэффициенты для таких обсерваторий соответствуют 2–10 нанотесла на миллиметр по вертикали и 20 миллиметрам в час по горизонтали. Отпечаток проявленного негатива называетсямагнитограмма.

Магнитные обсерватории записывали данные таким образом уже более 100 лет. Их магнитограммы фотографируются на микрофильмах и отправляются в мировые центры обработки данных, где они доступны для научного или практического использования. Такие приложения включают создание магнитных карт мира для навигации и геодезии; корректировка данных, полученных при воздушной, наземной и морской съемке месторождений полезных ископаемых и нефти; и научные исследования взаимодействия Солнца с Землей.

В последние годы другие методы измерения магнитных полей оказались более удобными, и старые инструменты постепенно заменяются. Один из таких методов включаетмагнитометр с протонной прецессией , который использует магнитные и гироскопические свойства протонов в жидкости, такой как бензин. В этом методе магнитные моменты протонов сначала выравниваются сильным магнитным полем, создаваемым внешней катушкой. Затем магнитное поле резко выключается, и протоны пытаются выровняться с полем Земли. Однако, поскольку протоны вращаются и намагничиваются, они прецессируют вокруг поля Земли с частотой, зависящей от величины последнего. Внешняя катушка воспринимает слабое напряжение, вызванное этим вращением. Период вращения определяется электронным способом с достаточной точностью, чтобы получить чувствительность от 0,1 до 1,0 нанотесла.

Прибор, дополняющий магнитометр прецессии протонов, — это феррозондовый магнитометр. В отличие от протонного прецессионного магнитометра, феррозондовый прибор измеряет три составляющие вектора поля, а не его величину. В нем используются три датчика, каждый из которых совмещен с одним из трех компонентов вектора поля. Каждый датчик состоит из трансформатора, намотанного на сердечник из высокопроницаемого материала (например, мю-металла). Первичная обмотка трансформатора возбуждается высокочастотной (около 5 килогерц) синусоидальной волной. При отсутствии какого-либо поля вдоль оси трансформатора выходной сигнал во вторичной обмотке состоит только из нечетныхгармоники (составляющие частоты) частоты привода. Однако если поле присутствует, оно смещает петлю гистерезиса сердечника в одном направлении. Это приводит к тому, что сердечник насыщается раньше в одной половине цикла движения, чем в другой. Это, в свою очередь, приводит к тому, что вторичное напряжение включает как нечетные, так и четные гармоники. Амплитуда и фаза четных гармоник линейно пропорциональны составляющей поля вдоль оси трансформатора.

В большинстве современных магнитных обсерваторий есть как протонный магнитометр с прецессией, так и феррозондовый магнитометр, установленные на гранитных столбах в немагнитных помещениях с регулируемой температурой. Выходы от инструментов представляют собой электрические сигналы, которые оцифровываются и записываются на магнитные носители. Многие обсерватории также передают свои данные вскоре после сбора в центральные учреждения, где они хранятся вместе с данными из других мест в большой компьютерной базе данных.

Магнитные измерения часто производятся в местах, удаленных от стационарных обсерваторий. Такие измерения обычно являются частью обзора, предназначенного для лучшего определения основного поля Земли или для обнаружения аномалий в нем. Съемки этого типа обычно проводятся пешком, на корабле, самолете и космическом корабле. Для съемок вблизи поверхности Земли почти всегда используется магнитометр прецессии протонов, поскольку он не требует точной юстировки. Над поверхностью Земли главное поле быстро уменьшается, и необходимость в точном выравнивании менее острая. Таким образом, феррозондовые магнитометры обычно используются на космических аппаратах. Расчет компонент векторного поля в системе координат, фиксированной относительно Земли, требует знания местоположения и ориентации космического корабля.

Измерения геомагнитного излучения

ИЗМЕРЕНИЕ МАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ — МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ

Эти линии легко определить на земле, используя технику традиционного лозоходства. Как показано на рисунках ниже, Хартманн разработал эту технику с использованием брусьев или так называемой лепестковой антенны . Тоже исследование можно провести с помощью маятника …

Искусство рабдоскопии было известно первым жителям Атланты, в Марокко 3000 лет назад, о чем свидетельствуют наскальные рисунки в районе Тассилин-Азгер. Этим знанием также обладал Моисей (как это показано в книге Исход), а также китайский император Ту, который в 2200 году нашей эры, показан держащим штангу. (Китайцы считали, что через геопатогенные узлы Драконы общаются с человеческим миром). Это искусство, согласно многим свидетельствам, было также известно египтянам, евреям, персам, друидам, древним грекам, римлянам, индусам и коренным американцам, но не нашему современному обществу! Многие люди ни только уважали природу, но они также основывали архитектуру своих домов и общественных зданий на знании некоторых ее законов и, конечно, на знании, даже примитивном и необъяснимом, о лучах Земли .

Поглощение энергии тканями человека происходит, в основном, за счет воды и ионов. Человеческое тело состоит примерно из 70% воды. Однако, молекула воды представляет собой электрический диполь с положительным зарядом между двумя атомами водорода и отрицательным зарядом на другом конце, где расположен атом кислорода.

Итак, когда наше тело находится в E / M поле, молекулы воды, которые являются электрическими диполями, начнут вращаться или пульсировать со скоростью волны. Чем быстрее они пульсируют и чем дольше длится явление, тем больше количества тепла будет выделяться.

В человеческом теле есть механизмы терморегуляции, которые поддерживают постоянную температуру тела от 36 до 37 градусов по Цельсию. Когда количество тепла, производимое указанным выше способом, относительно невелико, тогда механизмы терморегуляции могут рассеивать и рассеивают это количество тепла, а температура тела остается на уровне 36-37 градусов. Но когда количество выделяемого тепла превышает определенное значение, эти механизмы не могут полностью отреагировать и поэтому мы имеем повышение температуры в тканях или органах тела выше 37 градусов. Для некоторых органов человеческого тела очень важно повышение температуры. Основное внимание уделяется линзам глаз, нервной ткани, генам и плодам .

Если температура линз глаз повышается с 37oC до 42oC, может произойти необратимая денатурация белка хрусталика, что приведет к образованию катаракты. Конечно, для того, чтобы это произошло, плотность падающей мощности, то есть «интенсивность» поля E / M, должна быть достаточно высокой.

Наша планета Земля сама по себе является «магнитной кометой», которая вращается вокруг себя, вокруг Солнца и, согласно последним исследованиям Вселенной,каждое её движение сопровождается явлениями магнитной и электрической индукции, либо на суше и в океанах, либо в атмосфере и стратосфере. Наше жизненное пространство находится в естественном поле излучения, которое включает космическое излучение, «солнечные и лунные ветры», и излучение земного происхождения. Недавние исследования показали, что мы получаем непрерывные волны излучения из центра нашей галактики, которые были обнаружены с помощью чрезвычайно чувствительных электронных приборов. Эти волны возникают из-за движения звезд и сил, с которыми они притягиваются, в зависимости от их массы, скорости вращения и расстояния. Они существенно влияют на магнитное поле Земли и являются основой космических колебаний или, так называемых, «сложных электромагнитных колебаний».

ИЗБЕГАЙТЕ ИЗЛУЧЕНИЯ:
РАСТЕНИЯ: Розы, подсолнухи, бегонии, азалии, кактусы, огурцы, лук.
ДЕРЕВЬЯ: Яблоко, персик, бук.

В ПОИСКАХ ИЗЛУЧЕНИЯ:
РАСТЕНИЯ: спаржа, грибы, лекарственные растения.
ДЕРЕВЬЯ: Дуб, пихта, вишня, слива.

Бактерии и вирусы размножаются, если он расположены на геопатогенных узлах. .
Наличие множества геопатогенных узлов в различных областях, создавало психологические и другие проблемы для их обитателей. С биологической точки зрения, положительные узлы способствовали росту раковых клеток, а отрицательные — развитию инфекционных заболеваний!

Земля, согласно теории доктора Хартмана, ведет себя как отрицательный якорь огромного конденсатора, положительный полюс которого есть не что иное, как Вселенная, из Вселенной, которая создает над ее землей электрическое поле, вектор которого равен 100 к 150 вольт.

Электрический потенциал атмосферы увеличивается с высотой и уменьшается, если присутствует влажность в воздухе. Различается, кроме того, в зависимости от сезона, достигая максимальной точки летом, но также зависит от времени: в 20:00 регистрируется максимальный электрический потенциал атмосферы, что увеличивает кровяное давление человека. Оно постепенно снижается, достигая своей нижней точки в 4 часа утра, в период глубокого сна, когда снижается артериальное давление.

В конце концов, каждый куст, каждое дерево, каждое животное и каждая птица ведет себя как антенна, проходящая через небесное положительное поле, ослабленное отрицательной полярностью Земли. Земная флора и фауна также могут научить нас многому о нагрузках на почву. Комары, пикси, устрицы, например, предпочитают почвы с положительным электрическим характером. Куры, утки, кошки, собаки, куропатки и кролики тоже предпочитают их, потому что они там лучше растут. Улитки, улитки и саламандры выбирают отрицательно заряженные почвы, на которых растут определенные сорта мальвы. В электрически нейтральных регионах Земли мы находим папоротники, спаржу, мышей и мух!

То, что существует излучение, земное и космическое, очевидно и научно доказано, и мы можем его классифицировать по категориям.

1-я категория: радиация в результате движения грунтовых вод, тектонических разломов, отложений радиоактивных пород, полей локальных магнитных нарушений и в подземных пещерах. Наши предки знали, что спать возле источников вредно, потому что это может вызвать головные боли, бессонницу и ревматизм, или что нельзя спать под фиговыми деревьями (кто знал, что фиговое дерево лучше всего растет в геопатогенных местах!), потому что «вот где гоблины выходят «!

Инженер Коди после многих лет исследований пришел к выводу, что:
Опасная радиация существует и мы можем ее обнаружить и измерить
Излучение Земли «поднимается» перпендикулярно уровню земли без бокового распространения.
Малейшее изменение атмосферы сопровождается значительным изменением интенсивности излучения Земли, идущего из недр.

Интенсивность излучения меняется по той же логике, в зависимости от температуры: она достигает максимума летом, минимизируется при холоде и почти равна нулю на морозе. Кроме того, радиация сильнее в солнечные дни и на восходе Солнца. Из-за продолжительного сезона дождей падает значительно. В течение суток максимум радиации приходится на 5 часов утра и минимум на 10 утра.

2-я категория: Радиация, вызванная древней деятельностью человека.
Например, при раскопках подземных горных штолен, линий метро, канализационных сетей, колодцев и т. д., которые создают мощные источники стимуляции и концентрации земной радиации.

3-я категория: Радиация, вызванная современной деятельностью человека, т.е. электрическое, электронное и ядерное излучение.

Что касается магнетизма Земли, то сейчас поверхность Земли сканируется обычным магнитным полем, северный магнитный полюс которого из года в год медленно перемещается. Интенсивность этого поля зависит от времени дня и представляет два максимальных и два дневных ограничения (один из этих минимумов приходится на 4 часа утра, время остановки по долготе или широте и точное место, где измеряется. Магнитные помехи фиксируются там, где есть тектонические разломы и движение подземных рек).

Кроме того, в меньшей степени, каждый металлический объект, который был захоронен на протяжении веков в земле, «запоминается», то есть он запоминает это направление в своих молекулах, и, если поместить его на кусок плавающей пробки, он имеет тенденцию восстанавливать свое оригинальное направление! Динамические линии магнита, сделанные из железной стружки, на самом деле аналогичны линиям, наблюдаемым на спиленном стволе дерева.

В природе деревья растут в идеальном равновесии по отношению к четырем основным направлениям горизонта. Фактически, благодаря их стволам, мы часто узнаем направление на север из-за присутствия зеленого грибка, плеврококкового вида, одноклеточного организма, который служит компасом в Природе!

Кроме того, некоторые канадские ученые показали, что крылья птиц играют роль антенны, улавливая высокочастотные электромагнитные (E / M) волны, излучаемые Землей. Фактически, там, где наблюдались аномалии и нарушения Э / М поля из-за наличия, например, радио- и телевизионных передатчиков, высоковольтных линий и электростанций, у птиц возникали проблемы с ориентацией.

Немецкий биолог Франкель доказал, что бактерии также могут ориентироваться в грязи рек и озер, используя магнитное поле Земли! Свекла лучше всего растет, когда ее сажают по линиям, ориентированным вдоль оси север-юг. Ветви деревьев лучше всего растут на оси восток-запад. Если корова смотрит на восток во время беременности, она обязательно разродится самкой, а если на запад — обязательно самцом. Слоны умирают, глядя на запад. Пол ребенка зависит от ориентации пары во время зачатия и т. д.

Конечно, мы могли бы назвать множество таких убеждений , из которых одни являются истиной, и другие имеют очень мало общего с реальностью . Однако, все они демонстрируют любопытство человека и его попытку интерпретировать ряд природных явлений, которые также связаны с существованием основных точек горизонта.

Сколько раз мы говорим, что этот человек «знает куда двигаться»! Потому что, на самом деле, некоторые из наших собратьев обладают шестым чувством и могут легко ориентироваться в пространстве, в то время как другие теряются даже в легком месте.

В человеческом теле есть шесть зон приема магнитных эффектов Земли. Два рецептора (один правый и один левый) расположены на уровне надбровных дуг (бровей), два — на уровне шеи, два других — на уровне локтей, два — в поясничных мышцах, два — на коленях и, наконец, два на стопах. Эти дифференциальные приемники особенно чувствительны к изменениям магнитного вектора Земли. Изменение магнитного поля, каким бы маленьким оно ни было (наличие магнитных горных пород, грунтовых вод, пещер, разломов и т. д.), в равновесии одной из этих пар приемников лежит в основе предполагаемого «магического сигнала», что проявляется при использовании стержней классического лозоходства или маятника.

Многие другие ученые показали, что как физический, так и умственный труд облегчаются, когда рабочее место ориентировано с востока на запад, а зона сна и отдыха — с севера на юг.

Многие писатели также обнаружили, что они были более вдохновлены, когда их офис «увидел» Запад. Ориентация на юг вызывает нервозность, восток — хорошее настроение, север — успокаивает нервы. Согласно доктору-первопроходцу Хартманну, кровоток ориентирован в соответствии с магнитным полем конкретного места, то есть, примерно с северной стороны, из-за наличия железа в в крови. Так что давайте спать головой на север. Но когда дело доходит до небольшого сна (сиесты), лучше время от времени поворачивать голову на Восток, чтобы укрепить свое тело морально.
Кроме того, российские ученые доказали, что под воздействием хорошо изученного магнитного поля, активность лейкоцитов увеличивается, дыхание становится более спокойным, а мелкие злокачественные опухоли животных самопоглощаются. Использование магнита в спальне после специального изучения (в течение нескольких минут или нескольких часов дня) может восстановить жизненный баланс нарушенного магнитного поля.

Несомненно, что все традиционные общества знали, как ориентировать свои дома в соответствии с магнитным севером (который не совпадает с географическим севером), и это подтверждается исследованиями, которые время от времени проводились для ацтеков и майя и для разных народов Африки Австралии и Полинезии.

Но только в Китае всё архитектурное творение строилось на концепции Вселенной, Земли и взаимосвязи между ними, а взаимосвязь человека с четырьмя основными точками горизонта нашла свой апофеоз. Напомним, что перед тем, как что-либо было построено, потенциальный строитель консультировался с геодезистом. Китайская геомантия или фэн-шуй относится к существованию двух магнитных токов: одного янь, положительной полярности (синий дракон), другого инь, отрицательной полярности (белый тигр), и отмечает, что это идеальное место для того, чтобы строить то, что обладает множеством земных и космических свойств. Традиционный японский дом ориентирован по четырем точкам на горизонте, в то время как кровать пары всегда имеет подголовник к северу, поэтому «мистические соки земли всегда приходят, чтобы помочь им». Народ догонов в Мали, Африка, ориентирует свои дома и кровати по оси север-юг и мужчины всегда спят на правой стороне, обращенной к западу, в то время как женщины слева, глядя на восток, именно в том положении, которое они будут иметь в памяти, когда умрут!

Вот почему влияние на здоровье людей, которые спят или работают на грунтовых водах, является значительным, учитывая, что они не только вызывают радиацию, но также часто переносят радиоактивные материалы. Но, здесь есть отличия, например, подземные реки, которые движутся в направлении Восток — Запад, являются наиболее опасными, чем те, что движутся по оси Север — Юг и т. д.

Типичным примером является меандр Лавапата в Сан-Агустине, Колумбия, где вода из соседней реки, перед употреблением, проходила через лабиринтную систему труб различного сечения и формы, чтобы увеличить ее динамику. Между этими, различными трубками были выгравированы формы водных рептилий: лягушки, улитки, саламандры и т. д., — символы, которые, согласно индийским традициям, являются символами плодородия. На выходе из этой системы, жители использовали столько воды, сколько им было нужно, а затем остальная часть была направлена таким же образом обратно в реку, к природе, в благодарность ей за то, что она предоставила им воду.

Арабы также знали силу воды и способы ее омоложения, поэтому, великолепные архитектурные общественные фонтаны, которые они строили, где бы они ни были, часто имели восьмиугольную форму, основанную на знании того, что вода течет, часто образуя число 8 в своих вихрях, число, которое символизировало для арабских философов, использующих числа, восходящую и нисходящую циркуляцию энергии между Землей и небом. В конце концов, восьмиугольник традиционно является промежуточной формой между квадратом (символизирующим Землю) и кругом (символизирующим небо), в то время как вода — это элемент, который выражает активные обмены между космической Вселенной и нашей планетой!

Это факт, например, что семена пшеницы хуже растут в воде, которая в данный момент вибрирует, например, при полном солнечном затмении. Древнему Вавилону предшествовал период в несколько лет до постройки дворца или храма, в течение которого домашним животным разрешалось свободно жить на выбранной территории. Некоторые специалисты изучили их поведение и решили, подходит это место или нет.
У ацтеков и кельтов были аналогичные обычаи (знание, фактически, за 2000 лет до настоящего времени, о существовании космического излучения), но также и у древних китайцев, которые искали пространство, чтобы найти гармонию между инь и янь.

Женский элемент Земли, представляющий пещеры, обрывы и горы, когда-то был населен эльфами и богами с разными именами, наиболее известными из которых являются 12 богов Олимпа. Сейчас дух пророка Илии пребывает в сотнях маленьких церквей, посвященных его памяти и расположенных на большой высоте в греческих горах. Менир и дольмен когда-то использовались для обозначения тех мест, где была большая земная активность (например, землетрясения, важные геопатогенные узлы и т. д.), Где «дух» Земли был очень «живым»!

Эти точки реализовали в пространстве гипотетические двери связи с «нижним миром», миром предков. На Земле есть несколько памятников, которые обладают силой и динамикой: пирамиды, храмы ацтеков и майя, китайские храмы и дворцы, древнегреческие храмы и католические готические храмы и т. д. Памятники и места, с помощью которых мы можем создать коммуникационный диалог в зависимости от времени, месяца и года. Миллионы индуистов, например, стекаются поклоняться в Гарвард каждые 12 лет, когда Марс входит в созвездие Водолея.

Даже традиционные способы поклонения сегодняшнего христианского человечества, как и в древности, следуют элементам Земли. Во Франции, например, путь паломничества святого Иакова Компостельского следует по дороге, проложенной друидами в древности и построенной с помощью менира и дольменов, как современные христиане реализовали его с церквями и часовнями.

Всё сегодняшнее цивилизованное человечество признает существование таких мест, по причинам, часто неизвестным. Все эти священные места имеют ярко выраженный рельеф (например, гора Гелиос), и там, где они часто видны даже невооруженным глазом, тектонические аномалии земной коры (например, Метеоры). Места, где было и есть интенсивное земное и космическое излучение: в Шартрском соборе, одном из самых известных готических храмов Франции, наблюдается деформация линий Гартмана на уровне святилища и выбор места его строительства был сделан в месте, где пересекаются потоки 14 подземных рек!

То же самое верно, как было показано, в отношении всех исследований выдающихся ученых о доисторических дольменах (которые на бретонском языке кельтского меньшинства, живущего в Бретани, Франция, и Уэльсе, Великобритания, означают просто каменный стол! ) Они построены на чистых, безэнергетических территориях без геопатогенных узлов!

Удивительный собор Амьена во Франции — настоящий музей интерьерного искусства. Помимо его знаменитых скульптур, которые содержат все алхимические знания и их аллегорий, он точно ориентирован на сеть Хартмана! Таким образом, он ослабляет вредные воздействия и утилизирует полезные! Различные зоны совпадают с горизонтальной и вертикальной осями храма и хора. Кроме того, главный перекресток отмечен художественной восьмиугольной мозаикой из роз, которая представляет собой центр лабиринта. Все вторичные токовые перекрестки отмечены на полу специальными табличками! Все пересечения других сетей отмечены рядом символов точно в их точках! Церковь строилась с 1218 по 1269 г.. Но нам нужно было дойти до 2000 года, чтобы разгадать некоторые ее секреты … Подобные аналогии есть и в других крупных соборах, таких как Аахен, Нотр-Дам и т. д.

Известно, что «Человек очень чувствителен к свету, магнитным полям, статическому электричеству и космическому излучению. Его мозг реагирует на океан излучения и с его взаимодействием направляет его на свои жизненно важные функции. Потому что, человек сам является полем энергии, которое трансформируется в энергетической системе, большей и более турбулентной, чем она, это и есть Вселенная! »

Ссылки на информацию о геомагнитном излучении — Геомагнитные поля:

Магнитное поле Земли (википедия)

Геомагнитная буря

Воздействие магнитных полей на рабочем месте

Электромагнитные поля

Воздействие электрических и магнитных полей на рабочем месте при работе на коммутационных и трансформаторных станциях

Что мне нужно знать об электромагнитных полях (ЭМП) на рабочем месте?

Национальный институт безопасности и гигиены труда (NIOSH)

ЕС — Научный комитет по возникающим и недавно выявленным рискам для здоровья (SCENIHR)

NATURE.COM — Воздействие сверхнизкочастотных магнитных полей на производстве и в окружающей среде

Получите информацию — свяжитесь с нами сегодня по любым вопросам радиации!

Земля в объятиях Солнца

«По прогнозам гелиометеорологов, сегодня ожидается высокая солнечная активность, пик которой придётся на 17–18 часов по московскому времени. Ослабление магнитного поля Земли может привести к сбоям в работе электронной техники, систем навигации и телекоммуникаций. По данным спутника Solar Orbiter, в ближайшие сутки мощный солнечный ветер ворвётся в полярные области Земли. Спонсор нашего выпуска, компания „Полярные авиалинии“, рекомендует срочно покупать билеты в Мурманск, где ожидается необычайно яркое северное сияние». Так или примерно так — прогнозом солнечной погоды — будут заканчиваться новостные блоки уже в самой недалёкой перспективе. И пусть вас не смущают малознакомые слова («гелиометеоролога» мы, признаться, выдумали сами).


Понятие космической погоды вошло в научный обиход недавно, в 1990-е годы, но область знаний, в недрах которой оно зародилось, развивается так активно, что уже через несколько лет подобные прогнозы станут реальностью, а термины будут знакомы каждой домохозяйке. Но обо всём по порядку.  

  

Дует солнечный ветер

Интересующая нас область науки изучает активные события, происходящие на Солнце, и их влияние на магнитосферу, ионосферу и атмосферу Земли. Хотя как отдельное направление эта дисциплина сформировалась лишь около четверти века назад, само понятие «космическая погода» советский биофизик Александр Чижевский использовал ещё в начале XX века. Один из самых больших романтиков от науки, он писал: «Земля постоянно находится в объятиях Солнца. Солнечная активность, как настроение человека, передаётся Земле через эти объятия».

Александр Чижевский (1897–1964) — советский биофизик, основоположник гелиобиологии. Положил начало изучению влияния солнечной активности на биосферу Земли.

Новые поколения учёных разложили эти «объятия» на составляющие.

Внутри Солнца, как мы помним ещё со школы, идёт мощнейшая термоядерная реакция с выделением огромного количества энергии. Очень-очень медленно, иногда около миллиона лет, эта энергия поднимается из центра звезды к её поверхности. По пути ослабевает, поэтому процессы, происходящие в центре Солнца, можно «увидеть» только в рентгеновском диапазоне, а те, что на поверхности, — своими глазами (через защитный фильтр, конечно). Точнее говоря, слой, излучение в котором уже можно наблюдать воочию, фотосферу, и принято считать поверхностью Солнца, ведь твёрдой оболочки, как у Земли, у звезды нет. Свет Солнца долетает до нашей планеты за 8 минут — свет, зародившийся миллион лет назад!

Но кроме фотонов, прилетающих к нам со скоростью света, Солнце выделяет огромное количество электронов и протонов. Им, чтобы достичь нашей планеты, требуется от суток до трёх.

— С Солнца постоянно истекает так называемый солнечный ветер — поток заряженных частиц, который подлетает к Земле постоянно, каждый миг, 24 часа в сутки, — объясняет сотрудник Космического центра Сколтеха Татьяна Подладчикова.

Татьяна Подладчикова — кандидат технических наук, старший преподаватель Космического центра Сколковского института науки и технологий. Обладатель Международной медали им. Александра Чижевского по космической погоде и космическому климату. Фото: Sk.ru

  

Чтобы понять, как дует солнечный ветер, нужно вспомнить, что Солнце — это огромный газовый шар, экватор которого вращается вокруг своей оси намного быстрее, чем полюса. Это явление называют дифференциальным вращением Солнца.

— Частицы разлетаются примерно так же, как разносились бы брызги воды из шланга, если бы вы вращались вместе с ним. Улетая, заряженные частицы уносят с собой магнитное поле звезды и в итоге заполняют им всю Солнечную систему. А так как Солнце вращается вокруг своей оси, это поле в межпланетном пространстве приобретает особую форму, которую учёные называют «многослойной юбкой балерины», — говорит Татьяна.

Получается, и Земля, и другие планеты Солнечной системы, и конкретно мы с вами живём в складках этой юбки — складках магнитного поля Солнца.

Иногда солнечный ветер превращается в ураган, и тогда огромное магнитное облако заряженных частиц отрывается от поверхности звезды и уносится в космическое пространство. Это явление физики называют корональным выбросом масс. Если такое облако направится к Земле, то при определённых физических условиях будет способно прорваться к поверхности нашей планеты и натворить бед.

Научиться предсказывать подобные события —задача невероятно сложная. Так что нынешние прогнозы космической погоды иногда напоминают обычные: с утра обещают дождь, вы берёте зонтик и ни разу его не достаёте. Облако солнечных частиц в последний момент может пройти мимо планеты, как и туча мимо города. Ведь у Земли, в отличие, например, от Марса, есть магнитное поле — купол, который защищает нас от частиц, летящих из космоса, в частности солнечных.

Но так происходит не всегда. Бывает, что магнитные линии Солнца пересоединяются с линиями магнитного поля Земли, то есть сходятся с ними, смыкаются. После чего перемещаются на ночную сторону Земли, и там происходит ещё одно пересоединение — фактически разрыв той самой нашей естественной защиты. Прорвав её, заряженные частички «засыпаются» по магнитным линиям Земли в полярные области.

И в этот момент мы видим полярное сияние.

— Это единственное и очень красивое явление космической погоды, которое мы можем увидеть собственными глазами, — говорит Татьяна Подладчикова.

 

Солнечные циклы

Солнечные пятна — это реальные затемнения на поверхности звезды, их можно увидеть в оптический телескоп, пересчитать и измерить (диаметр такого пятнышка легко может достигать трёх земных).

Люди замечали солнечные пятна ещё в первом тысячелетии до нашей эры, с изобретением телескопа в XVII веке наблюдения стали более упорядоченными. Однако сама природа пятен вплоть до XX века оставалась загадкой.Сегодня мы знаем, что затемнения — это области усиления магнитного поля. В этих точках оно настолько мощное, что тормозит перенос энергии и тепла из недр Солнца на его поверхность. Соответственно, температура здесь на 200–300 градусов ниже, чем в остальных областях, поэтому мы видим пятна тёмными. Впрочем, долго удерживать энергию не получается — она накапливается и в какой-то момент прорывается. На Солнце происходит активное событие — солнечная вспышка, которая может сопровождаться корональным выбросом масс.

Нынешние учёные смотрят на Солнце не только в оптические телескопы с Земли, как Галилей. Наблюдения в других диапазонах, ультрафиолетовом и рентгеновском, позволяют понять, что происходит в верхних слоях Солнца, и разобраться в происхождении пятен.

Всё начинается с перепутывания магнитных линий Солнца. Как мы помним, экватор вращается быстрее, и в какой-то момент магнитные линии, обвивающие Солнце, начинают запутываться, будто нитки. Возникают так называемые петли — места наибольшей напряжённости. В рентгеновском диапазоне мы видим эти места как особые магнитные арки — потоки заряженных частиц, огибающих линии магнитного поля Солнца.

— Представьте, что мы разбираем капусту на листья, обнажая всё новые уровни. Наблюдая за Солнцем в разных диапазонах, мы видим разные его слои. В одном из них, например, — солнечные протуберанцы. А сопоставив всё увиденное, мы можем понять взаимосвязи и установить цепочку событий, — продолжает Татьяна.

Генрих Швабе (1789–1875) — аптекарь, астроном-любитель, вошёл в историю как первооткрыватель цикла солнечной активности.

После того как магнитные линии запутаются до предела, они начинают распутываться. То есть солнечная активность то повышается, то снижается. В XIX веке, спустя примерно двести лет после начала наблюдений за Солнцем в телескоп, выяснилось, что процесс этот цикличен. Открытие сделал астроном-любитель и фармацевт по профессии Генрих Швабе.

Он много лет наблюдал за Солнцем, считая пятна, и методично записывал данные в блокнотик. Спустя несколько лет после того, как Швабе опубликовал свою работу, профессиональные астрономы подтвердили открытие и уточнили длительность цикла — 11 лет.

Солнечный цикл начинается с зарождения пятен на полюсах Солнца. Постепенно пятен становится больше, они перемещаются от полюсов к экватору. В минимуме солнечной активности, когда пятна практически отсутствуют, магнитное поле Солнца выглядит как обычный магнит с круговыми линиями и двумя полюсами. В максимуме это клубок «ниток» с выраженными петлями.

— При этом каждые 11 лет полюса Солнца меняются местами: южный переходит на север и наоборот. Это сложный процесс так называемого солнечного динамо, — добавляет Татьяна.

После открытия циклов солнечной активности учёные обнаружили, что они не равнозначны: пики солнечной активности имеют разную интенсивность. В опубликованном недавно в The Astrophysical Journal исследовании, ведущим автором которого выступила Татьяна Подладчикова, учёные приводят результаты прогнозирования грядущих циклов. Ожидается, что сила следующего, 25-го, цикла солнечной активности будет ещё меньше, чем 24-го.

 

Предсказать погоду

Как и в случае с просто погодой, прогнозирование космической погоды строится на стыке физики и математики. Точность предсказания повышается по мере вникания в детали происходящих процессов, а математика помогает обработать большое количество данных.

— Сейчас около 80 обсерваторий в мире каждый день синхронно подсчитывают количество пятен на солнце, — рассказывает Татьяна. — Так как в солнечный телескоп смотреть нельзя, чтобы не повредить глаза, картинка с него проецируется на лист бумаги, и человек вручнуюобводит и считает пятна, отслеживает месторасположение их групп. Человеческий глаз до сих пор остаётся лучшим инструментом для таких подсчётов. Потом все данные отправляют на обработку в Брюссель, в Королевскую обсерваторию.

По структуре пятен можно предположить, произойдёт ли вспышка. И если это случится, когда группа пятен находится в центре солнечного диска, то облако плазмы полетит строго на нас. Возможность прогнозирования строится на знании того, что из-за вращения Солнца раз в 27 дней группа пятен обычно оказывается на одном и том же месте.

Но с Земли можно получить далеко не все данные, ведь атмосфера поглощает ультрафиолет и рентгеновское излучение, а большинство солнечных событий в видимом диапазоне не наблюдается. Приходится смотреть из космоса. Первые спутники для этих целей запустили в середине 1990-х, а в 2010 году на геостационарной орбите Земли заработала солнечная динамическая обсерватория NASA.

Кроме того, на орбите сейчас находится несколько коронографов, наблюдающих непосредственно за солнечной короной, то есть внешними слоями солнечной атмосферы. Поскольку солнечный диск слишком яркий, коронограф создаёт искусственное затмение, закрывая диск кружком, и в результате позволяет наблюдать за солнечной короной. Таким образом можно увидеть даже корональный выброс масс — как частицы отрываются от Солнца и уносятся в космос.

— Отслеживая выброс в режиме реального времени, можно понять, направляется ли облако частиц в сторону Земли. Если да, то примерно через три дня солнечный ураган попытается прорвать нашу атмосферу, — говорит Татьяна.

Ещё более точные данные получает спутник, находящийся в точке Лагранжа L1, примерно в 1,5 млн км от Земли. По его данным уже можно судить, произойдёт ли разрыв в магнитном поле Земли, или буря обойдёт нас стороной. Это самый надёжный на сегодня прогноз, но делается всего за несколько часов. Однако уже в 2018 году стартуют миссии Solar Probe и Solar Orbiter — эти спутники займут место значительно ближе к Солнцу, и обеспечат более долгосрочный прогноз.

— В 2000 году солнечная активность была очень высокая. Тогда упало и вышло из строя очень-очень много спутников. Но некоторые благодаря прогнозам удалось сохранить, введя в спящий режим на время прохождения облака частиц. Простой пример того, как наша работа помогает сэкономить миллионы долларов, — рассказывает Татьяна.

Важно это и для планирования космических миссий. Во время активных событий на Солнце космонавты, уже не защищённые в полной мере магнитным полем Земли, могут получить изрядную дозу облучения. Сегодня все миссии планируются с учётом прогноза космической погоды, а долгосрочные полёты, например на Марс, будут невозможны, пока наука не придумает способ защитить человека от солнечной радиации.

 

Бури и люди

— У поверхности Земли заряженные частицы, прилетевшие с Солнца, попадают в ловушку магнитного поля. Частицы в магнитосфере могут ускоряться до очень высоких энергий. Эти процессы формируют кольцевой электрический ток — он опоясывает нашу планету на расстоянии от трёх до пяти земных радиусов от поверхности. Ток порождает магнитное поле, направленное противоположно земному, и таким образом ослабляет его. На Земле происходит геомагнитная буря, — объясняет механизм явления Татьяна.

Результаты — насколько ослабло магнитное поле Земли — способны измерить наземные магнитные станции.

Геомагнитная буря — пожалуй, самый известный термин из области космической погоды. Сообщение о ней включают даже в традиционный прогноз.

В 1859 году английский астроном Ричард Кэррингтон, наблюдая за солнечными пятнами, впервые в истории увидел вспышку на Солнце. Примерно через сутки на Земле случилась сильнейшая магнитная буря. В Европе и Северной Америке отказал телеграф, а полярное сияние видели даже жители Карибских островов. Кэррингтон предположил, что причиной всех этих явлений стала вспышка на Солнце, но научное сообщество отнеслось к идее скептически.

Сейчас связь между солнечной активностью и возникновением магнитных бурь на Земле никто не оспаривает, но уж слишком много мифов вокруг самого понятия, сетуют учёные.

— Человек, да и любой живой организм, — слишком сложная структура, и до сих пор нет достоверных исследований, доказывающих прямое влияние на нас геомагнитных бурь и космической погоды в целом. Прежде всего сложно оценить, это Солнце повлияло или что-то иное. Сейчас идёт процесс накопления данных, так что открытия в этой области не за горами. Но могу точно сказать, что голова от магнитной бури заболеть не может: геомагнитное колебание, вызванное бурей, гораздо меньше колебания от проезжающего трамвая, — объясняет Подладчикова.

Некоторые исследования показывают, что в момент магнитной бури сгущается кровь. И если здоровому это ничем не грозит, то у человека в группе риска по сердечно-сосудистым заболеваниям может стать последней каплей и спровоцировать инсульт или инфаркт. Согласно статистике, число вызовов скорой помощи в периоды сильных магнитных бурь всегда возрастает.

Затрудняет работу учёных и то, что человек — существо очень адаптивное. Мы привыкаем к условиям, в которых живём. К примеру, жители полярных широт не страдают от магнитных бурь сильнее, чем жители экватора: организм приспособился. А вот совсем без геомагнитных бурь будет плохо, по-видимому, нам всем. По крайней мере крысы, которым создали в лаборатории соответствующие «тепличные» условия, стали вялыми и перестали размножаться.

— Александр Чижевский связывал активность Солнца также и с социальными процессами: войнами и революциями. Однако влияние солнечной активности на человека — вопрос очень сложный, и объективный ответ на него предстоит дать учёным будущего. Новые аспекты солнечно-земных связей, возможно, поможет раскрыть запуск спутников за пределы магнитосферы Земли. К тому же, на помощь приходят большие данные, ждём и гениальных идей относительно экспериментов. На мой взгляд, прорыв случится в ближайшие полвека, — говорит Татьяна.

Другое дело техника. Мы знаем, как она работает, поскольку сами её спроектировали, а значит, можем проследить, как влияет на электронные устройства космическая погода. Взять, например, геомагнитную бурю 13–14 марта 1989 года, вошедшую в историю как Квебекское событие. Тогда канадская провинция Квебек осталась без электричества из-за сгоревшего транзистора, а экономика страны потеряла миллиарды долларов. Кстати, полярное сияние в эти дни наблюдали опять-таки жители южных широт.

Заметные неудобства причинила вспышка на Солнце, случившаяся 4 сентября 2015 года. Тогда в Швеции пропали с радаров самолёты над всей южной частью страны. Диспетчеры экстренно посадили суда, находившиеся в воздухе; все полёты были отложены.

Сегодня мониторингом магнитных бурь занимаются многие железнодорожные перевозчики, а также компании, эксплуатирующие электростанции и даже трубо- и нефтепроводы. Кстати говоря, все данные, полученные в ходе дорогостоящих космических миссий, открыты для заинтересованных лиц на ресурсах ESA и NASA.

— Мы сейчас гораздо больше зависим от электричества, чем сто лет назад, — подытоживает Татьяна. — Не так давно не слишком сильная буря привела к тому, что в Архангельске светофоры внезапно стали произвольно переключаться с красного на зелёный. А что, если случится событие, подобное буре 1859 года? Это приведёт к непредсказуемым последствиям. Так что важность прогнозирования растёт день ото дня. А пока хорошей космической погоды всем нам!

   

Источник: kot.sh

Измерение магнитного поля Земли

Магнитное поле Земли намного сильнее, чем у Венеры или Марса, и этот единственный факт объясняет, почему жизнь на Земле в изобилии, а ближайшие соседние планеты в настоящее время не поддерживают жизнь.

Магнитное поле Земли простирается от ее внешнего ядра (где вращающееся расплавленное железо создает динамо-эффект) через магнитосферу, простираясь на многие тысячи миль в космос. Это магнитное поле защищает Землю от солнечного ветра и космических лучей, которые в противном случае разрушили бы верхние слои атмосферы, включая озоновый слой, защищающий нас от смертельного ультрафиолетового излучения.Марс и Венера не так защищены.

Почему Земля, в отличие от Марса и Венеры, имеет такое магнитное поле? Для создания и поддержания магнитного поля, создаваемого внутренним динамо, есть три требования: проводящая жидкость, вращение и конвекция. Все это есть во внешнем ядре Земли.

Текущая теория утверждает, что на Венере недостающим элементом является конвекция. Детали неизвестны, но, по-видимому, разница температур в ядре слишком мала для поддержания конвекции, то есть передачи тепла за счет физического движения нагретой среды.Следовательно, внутреннего динамо, способного создавать магнитное поле, не существует.

Совсем другая ситуация на Марсе. Предполагается, что красная планета потеряла свою магнитосферу четыре миллиарда лет назад, возможно, из-за многочисленных ударов астероидов, которые могли нарушить одно или несколько требований для внутреннего динамо.

Для измерения магнитного поля Земли обычно используется либо феррозондовый магнитометр, который дает векторные компоненты поля, либо магнитометр протонной прецессии, который измеряет скалярную напряженность поля.В феррозондовых датчиках обычно используются кольца из сплава с высокой магнитной проницаемостью. Каждый сердечник обычно содержит две обмотки катушки, обмотку возбуждения и обмотку считывания. Некоторые датчики также используют третью обмотку для обратной связи, если датчик работает в режиме обратной связи. Как правило, имеется один кольцевой сердечник для измерения поля по каждой из трех осей.

Сигнал возбуждения для кольцевого сердечника обычно состоит из периодического биполярного импульса тока на обмотке возбуждения. Импульс тока перемещает материал по его петле B-H и глубоко насыщает сердечник в разных направлениях (намагниченный — ненамагниченный — обратно намагниченный — ненамагниченный — намагниченный и т. д.).

В этой конструкции с разомкнутым контуром обмотка считывания настраивается с помощью конденсатора на удвоенную частоту возбуждения. Затем напряжение проходит через предварительный усилитель. Синхронный детектор сравнивает фазу усиленного двукратного сигнала с эталонной прямоугольной волной, чтобы определить знак измеряемого поля, затем выпрямляет его до постоянного, так что величина создаваемого постоянного напряжения пропорциональна как по знаку, так и по величине внешнему магнитное поле в направлении смысла.

Обмотка датчика, расположенная вокруг датчика, улавливает наведенное напряжение, вызванное изменением потока внутри катушки, вызванным внешним полем.Это индуцированное напряжение появляется как сигнал с удвоенной частотой возбуждения. Частота возбуждения f обычно составляет десятки килогерц. Таким образом, индуцированное 2 f будет в два раза больше. Электроника обнаружения и обнаружения извлекает величину и фазу небольшого сигнала, пропорционального полю, для определения величины и направления поля.

Конструкции, которые просто усиливают результирующий сигнал, известны как схемы без обратной связи. Но некоторые конструкции пропускают выходной сигнал через интегратор и подают его в обмотку обратной связи, чтобы обнулить поле в сердечнике.Такая конструкция с обратной связью улучшает линейность.

Феррозондовые магнитометры

, которые измеряют магнитные поля по трем осям, обычно используют три кольца, но можно использовать только два кольца, оснащенных обмотками двойного измерения.

Напротив, магнитометры протонной прецессии измеряют только величину магнитного поля Земли, а не направление. Вкратце, прецессия — это медленное движение оси вращающегося тела вокруг другой оси из-за крутящего момента (например, гравитационного воздействия), который изменяет направление первой оси.Классический пример прецессии — круг, медленно описываемый полюсом вращающегося гироскопа.

Магнитометр прецессии протонов основан на прецессии протонов в магнитном поле
поле. Обычным источником протонов в магнитометре протонной прецессии является вода. Магнитные диполи протонов (ядер водорода) в образце воды временно выравниваются или поляризуются приложением магнитного поля, создаваемого током в катушке провода. Когда ток внезапно прекращается, вращение протонов заставляет их прецессировать вокруг направления магнитного поля Земли.Эта прецессия протонов вызывает слабый сигнал в той же катушке, которая используется для поляризации протонов.

Прецессия протонов в богатой протонами среде не будет синфазной. Вот почему богатая протонами среда сначала подвергается воздействию сильного магнитного поля путем подключения катушки к источнику питания. Этот процесс называется поляризацией. Напряжение поляризации прикладывается до тех пор, пока не произойдет выравнивание диполей. Минимальное время поляризации определяется так называемым временем спин-решеточной релаксации среды, обычно это несколько секунд для воды.

После поляризации намагниченность протонов экспоненциально затухает, поэтому
сигнал исчезает через несколько секунд. Сигнал, полученный датчиком, подключается к цепи усилителя для записи точек данных.

Диаметр контейнеров с проволочной обмоткой обычно составляет порядка нескольких дюймов. Индуцированное среднеквадратичное значение напряжения сигнала от таких устройств составляет порядка микровольт.

Измерение магнетизма Земли

× Эта страница содержит заархивированный контент и больше не обновляется.На момент публикации он представлял собой наилучшую доступную науку.

Запущенная в ноябре 2013 года Европейским космическим агентством (ЕКА) группировка из трех спутников Swarm позволяет по-новому взглянуть на работу глобального магнитного поля Земли.Магнитное поле, создаваемое движением расплавленного железа в ядре Земли, защищает нашу планету от космического излучения и заряженных частиц, испускаемых нашим Солнцем. Он также обеспечивает основу для навигации с помощью компаса.

Основанное на данных Swarm, верхнее изображение показывает среднюю напряженность магнитного поля Земли на поверхности (измеряемую в нанотеслах) в период с 1 января по 30 июня 2014 года. Второе изображение показывает изменения этого поля за тот же период. Хотя цвета на втором изображении такие же яркие, как и на первом, обратите внимание, что самые большие изменения были плюс-минус 100 нанотесла в поле, которое достигает 60 000 нанотесла.

Геофизики отмечают, что сила магнитного поля Земли ослабевает — примерно на 5 процентов в глобальном масштабе за последнее столетие. Тем не менее, он меняется неравномерно; она становится сильнее в одних местах и ​​слабее в других.

Изменения являются естественным изменением из-за процессов в недрах Земли, объяснил Нильс Олсен, член команды Swarm из Технического университета Дании. Движение расплавленного железа в ядре создает электрические токи, а электрические токи создают магнитное поле.Таким образом, каждое изменение потока ядра означает изменение магнитного поля.

«Магнитное поле меняется хаотично, и мы не знаем, почему оно меняется так, как оно происходит, и как оно будет развиваться в будущем», — сказал Олсен. «Нет периодического поведения, и поэтому довольно сложно, если не невозможно, предсказать, как магнитное поле меняется с течением времени. Мы можем просто наблюдать, как он изменился в прошлом и как он выглядит сегодня».

Изображения и видео предоставлены Европейским космическим агентством/Техническим университетом Дании (ESA/DTU Space).Подпись Майка Карловича, частично основанная на истории Европейского космического агентства.

Измерение наклона и склонения магнитного поля Земли с помощью смартфона

Резюме

Происхождение: Avradip Ghosh, University of Houston-University Park
Повторное использование: Если вы хотите использовать этот предмет за пределами этого сайта способами, выходящим за рамки добросовестного использования (см. разрешение от его создателя.

Полюса магнитного поля Земли не совпадают точно с географическими северным и южным полюсами и фактически постоянно меняются. Это задание знакомит учащихся с магнитным полем Земли и с тем, как измерить магнитное склонение и наклонение дома, используя только смартфон. Каждый современный смартфон имеет встроенный трехкомпонентный магнитометр, который используется для эффективной навигации. Используя бесплатное приложение под названием «Physics Toolbox Magnetometer», можно получить доступ к измерениям магнитометра смартфона в режиме реального времени и измерить их.Мероприятие включает в себя измерение трех компонентов магнитного поля Земли (Bx, By и Bz) в зависимости от угла относительно географического севера. Анализируя данные, можно получить магнитное склонение, наклонение и магнитную напряженность (общее магнитное поле) магнитного поля Земли в месте эксперимента. Использовали эту активность? Поделитесь своим опытом и изменениями

Контекст

Аудитория

Это задание могут выполнять все учащиеся, имеющие некоторое образование в области естественных наук.Все, что требуется, — это предварительные знания по естественным наукам на уровне средней школы. Это упражнение было разработано специально для курса геофизических полевых методов, который необходим для изучения геофизики, но доступен большинству студентов, изучающих естественные науки и инженерные науки на младших курсах. Мероприятие было разработано, когда пандемия COVID19 помешала проведению типичной полевой программы с проживанием, поэтому вместо этого ее преподавали онлайн. Студенту не нужно тратить дополнительные деньги, так как это можно сделать с помощью смартфона и из дома.

Навыки и концепции, которыми должны овладеть учащиеся

Краткое понимание магнетизма и векторов будет полезно, но не обязательно. В материале представлена ​​вся необходимая информация о магнитном поле Земли. Ссылки на веб-сайты и онлайн-информацию также предоставляются, если студенты хотят узнать больше подробностей.

Расположение деятельности в курсе

Можно проводить как отдельный эксперимент. Его также можно включить в виртуальный полевой лагерь геофизики или в другие мероприятия, связанные с магнетизмом.

Длина действия

В идеале все действия, включая анализ данных, не должны занимать более 1 часа 30 минут. Измерение магнитного поля с помощью смартфона занимает не более 15-30 минут.

Цели

Содержание/концепции целей данного мероприятия

Студенты смогут:

  • Измерение трехкомпонентного профиля магнитного поля Земли в зависимости от угла с географическим севером
  • Рассчитать напряженность магнитного поля
  • Рассчитать угол наклона/угол падения магнитного поля Земли
  • Рассчитать угол склонения магнитного поля Земли
  • Проверка результатов точными измерениями, проведенными Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (США) (NOAA) или аналогичными данными, полученными через их веб-сайты.

    Происхождение: Avradip Ghosh, University of Houston-University Park
    Повторное использование: Если вы хотите использовать этот предмет за пределами этого сайта способами, выходящим за рамки добросовестного использования (см. разрешение от его создателя.

Цели мыслительных навыков высшего порядка для этой деятельности
  • Понимание магнитного поля Земли
  • Понимание векторов в 3D
  • Оценить ошибки, неопределенности и общее качество эксперимента; сформулировать причины ошибок и отклонений от теоретически ожидаемых результатов
  • Построение графиков в Excel или аналогичном программном обеспечении
Прочие цели навыков для этой деятельности
  • Умение пользоваться приложением «Магнитометр Physics Toolbox».
  • Уметь анализировать данные и сообщать о наблюдениях и результатах эксперимента в научном отчете.

Описание и учебные материалы

Происхождение: Аврадип Гош, Университет Хьюстона, Юниверсити-Парк
Повторное использование: Этот предмет является общественным достоянием и может свободно использоваться повторно без ограничений.

Все подробные объяснения деятельности включены в дополнительные инструкции в формате pdf и прикрепленный файл Excel.Сюда входит исчерпывающая информация об установке эксперимента, способах проведения измерений и анализе данных.
Также прилагается лист Excel с измерениями и построенными графиками. Студенты могут напрямую использовать этот лист Excel для построения своих графиков, если это необходимо.
Инструкции по работе с магнитным наклонением и склонением (Acrobat (PDF) 2,4 МБ, Dec4 20)
Экспериментальные данные и графики магнитного наклонения и склонения (Excel 2007 (.xlsx) 29kB, Dec4 20)

Технологические потребности

  • Любой современный смартфон (IOS или Android)
  • Доступ в Интернет для загрузки бесплатного приложения «Physics Toolbox Magnetometer», доступного в App Store (IOS) или Play Store (Android).
  • Excel или любое подобное программное обеспечение для построения графиков
  • Доступ в Интернет для проверки результатов точных измерений, проведенных Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (США) (NOAA) или аналогичным, полученных через их веб-сайты.

Учебные заметки и советы

  • Следует следить за тем, чтобы в зоне проведения экспериментов не было других магнитов и меняющихся магнитных полей, например, от других электронных устройств, таких как динамики
  • Рекомендуется выполнять действия предпочтительно в помещении, так как измерения занимают значительное время и необходимы стабильные условия.Пока место съемки свободно от изменяющегося во времени электромагнитного поля, проблем не будет. (это можно проверить, открыв приложение магнитометра Physics toolbox, и если через какое-то время показания выравниваются (становятся постоянными), то поблизости нет изменяющегося во времени магнитного поля)
  • Если на вашем смартфоне/планшете есть крышка/чехол, металлические полоски/магниты, рассмотрите возможность их снятия. (Обязательно для металлических корпусов, так как будет мешать сигналу)

Оценка

Деятельность может быть оценена по выполнению опроса, документированного изображениями, видео, отчетом и данными.Можно оценить качество и полноту графиков. Сравнение можно проводить с точными значениями, полученными с веб-сайта NOAA, хотя, учитывая, что возможны большие вариации. Можно определить некоторую меру уровня сложности, креативности и полезности опроса.

Ссылки и ресурсы

Все ссылки на дополнительные ресурсы приведены в основном дополнительном файле.

Особая благодарность за мероприятие, разработанное Крисом Роуэном, Кентский государственный университет, главный кампус
, под названием «Знакомство с магнитометром вашего смартфона»
https://serc.carleton.edu/NAGTWorkshops/online_field/activities/237566.html

Эта деятельность была бы невозможна без вдохновения вышеизложенного.

комментарий? Начните обсуждение Измерение наклона и склонения магнитного поля Земли с помощью смартфона

Ученые разработали новый способ дистанционного измерения магнитного поля Земли — ScienceDaily

Исследователи из Канады, США и Европы разработали новый способ дистанционного измерения магнитного поля Земли — с помощью разряда слоя атомов натрия, плавающего на расстоянии 100 километров над планетой с лазерами на земле.

Метод, задокументированный на этой неделе в Nature Communications , заполняет пробел между измерениями, сделанными на поверхности Земли и на гораздо большей высоте с помощью орбитальных спутников.

«На магнитное поле на этой высоте в атмосфере сильно влияют физические процессы, такие как солнечные бури и электрические токи в ионосфере», — говорит Пол Хиксон, астрофизик из Университета Британской Колумбии (UBC) и автор статьи.

«Наша методика не только измеряет напряженность магнитного поля на высоте, которая традиционно была скрыта, но и дает дополнительную информацию о космической погоде и атомных процессах, происходящих в регионе.»

Атомы натрия постоянно осаждаются в мезосфере метеорами, которые испаряются при входе в атмосферу Земли. Исследователи из Европейской южной обсерватории (ESO), Университета Майнца и UBC использовали наземный лазер для возбуждения слоя атомов натрия и наблюдения за светом, который они излучают в ответ.

«Возбужденные атомы натрия колеблются, как волчки в присутствии магнитного поля», — объясняет Хиксон. «Мы воспринимаем это как периодические колебания света, за которым следим, и можем использовать это для определения напряженности магнитного поля.»

Хиксон и аспирант UBC Джошуа Хеллемейер разработали прибор для подсчета фотонов, используемый для измерения света, исходящего от возбужденных атомов натрия, и участвовали в наблюдениях, проводимых в астрономических обсерваториях на Ла-Пальме.

Команда ESO под руководством Боначчини Калии впервые применила передовую в мире лазерную технологию для астрономической адаптивной оптики, используемую в эксперименте. Руководители проекта Фелипе Педрерос и Дмитрий Будкер (Университет Иоганна Гутенберга), Саймон Рочестер и Рональд Хольцлоэн (ESO), специалисты по взаимодействиям лазер-атом, возглавили теоретическую интерпретацию и моделирование для исследования.

Источник истории:

Материалы предоставлены Университетом Британской Колумбии . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Измерение магнитного поля – обзор

3.5 Термоэлектричество и спонтанная генерация напряжения

Самопроизвольная генерация электрического сигнала (напряжения) при магнитоструктурном переходе, или эффект SGV, наблюдалась в нескольких Gd 5 Si x Ge 4 −  x сплавы с x  = 0.33, 1.5, 1.95 и 2 (Левин и др., 2001c). Большинство измерений выполнено на образце Gd 5 Si 1,95 Ge 2,05 , который претерпевает переход O(I)-FM ↔ M-PM при 266 К при нагреве и при 249 К при охлаждении в нулевой магнитной области. поле. При изменении температуры образца со скоростью 1,5 К/мин на переходе наблюдаются отчетливые сигналы напряжения 8 мкВ (охлаждение) и -6 мкВ (нагрев), пики которых расположены при указанных выше температурах перехода.Когда развертка температуры выполняется в приложенном магнитном поле (т. е. 20 кЭ), температура, при которой возникает SGV, на 12 К выше по сравнению с измерением при нулевом магнитном поле. Этого можно ожидать, поскольку магнитное поле повышает температуры перехода первого рода сплавов Gd 5 Si x Ge 4 − x . В большинстве измерений наблюдаемые сигналы SGV не были отдельными пиками, а содержали ряд относительно случайных пиков, возникающих по мере приближения к переходу.Однако во всех случаях можно было четко выделить самый сильный пик как пик перехода. Когда температура образца изменялась с большей скоростью (например, 3 К/мин), регистрируемый электрический сигнал был сильнее.

Аналогичный эффект наблюдался при изотермическом намагничивании или размагничивании образца вблизи температуры перехода (Levin et al., 2001c), что указывает на то, что появление магнитоструктурного перехода является причиной явления SGV в Gd 5 Si x Ge 4 −  x .В других измеренных образцах Gd 5 Si x Ge 4 —  x СГВ также наблюдается вблизи температуры магнитоструктурного перехода (МСП). Таким образом, это явление ожидается во всех системах R 5 T 4 , испытывающих переходы первого рода, и, возможно, во многих других металлических и неметаллических системах со структурными переходами. Неравновесный процесс фазового перехода первого рода приводит к неравномерному распределению скрытой теплоты (выделяемой или поглощаемой в зависимости от направления превращения) по образцу в процессе перехода.Создаваемый тепловой градиент порождает термоэлектрический отклик, который, по-видимому, и лежит в основе наблюдаемых эффектов СГВ. Можно с уверенностью предположить, что сигнал SGV возникает в образцах Gd 5 Si x Ge 4 − x , когда переход инициируется другими термодинамическими переменными, например, приложенным гидростатическим давлением.

Цзоу и др. (2006) изучали эффект SGV с использованием как поликристаллического, так и монокристаллического Gd 5 Si 2 Ge 2 .Эксперименты показали наличие обратимых и повторяющихся сигналов SGV по всем кристаллографическим направлениям в ответ на изменение температуры и приложенного магнитного поля. Величина отклика анизотропна и зависит от скорости развертки (см. рис. 20). Обычно чем выше скорость развертки (как по температуре, так и по магнитному полю), тем сильнее сигнал SGV. Сигнал для поликристаллического образца примерно в три раза слабее, чем для монокристалла.

Рис. 20. Величина SGV (A) и изменение критического поля SGV по сравнению с критическим полем при скорости развертки 1 кЭ/мин (B) в зависимости от скорости развертки магнитного поля в Gd 5 Si 2 Ge 2 (Zou et al., 2006).

, зависящие от температуры измерения термоэлектростанции Gd 5 Si

1 x Ge 4 — x Ge 4 — x x Ge 4 — x x x )-AFM-O(I)-FM преобразование при T C  = 78 K], Sousa et al. (2002). Резкое изменение термоЭДС наблюдалось при T C , а неглубокий минимум коэффициента Зеебека в зависимости от температуры возникает между T C и T N , достигая — 23 мкВ/К при ~   95 К.Первая производная такой зависимости отчетливо демонстрирует критические черты как при T C , так и при T N . В отличие от измерений удельного электрического сопротивления (например, Morellon et al., 2001a), термоциклирование не оказывает большого влияния на термоэлектрическое поведение. В дополнение к Gd 5 Si 0,4 Ge 3,6 Пинто и др. (2005) также сообщили о температурно-зависимой термоЭДС Gd 5 Ge 4 и Gd 5 Si 1.8 Ge 2,2 образцы. На зависимостях коэффициента Зеебека от температуры наблюдались отчетливые ступеньки при температурах магнитоструктурного перехода, измеренных как для Gd 5 Si 0,4 Ge 3,6 , так и для Gd 5 Si 1,8 Ge 2,2 . Гауссово распределение, типичное для превращений первого порядка, наблюдалось в первой производной зависимых от температуры графиков термоЭДС в окрестности T C .

Температурные зависимости электрического удельного сопротивления и термоэлектростанции были измерены на объемном поликристалличе Gd 5 Si x GE 4 — x x = 1,7, 2.0, 2.2 и 2.3) отожжены на 1573 K в течение 1 ч (Raj Kumar et al., 2011). Заметное изменение термоэдс (-8 мкВ/К) получено при температуре магнитоструктурного перехода (273 К) для соединения Gd 5 Si 2 Ge 2 .

Страница не найдена — Gem Systems

ЗАПРОСИТЬ ЦЕНУ

Выберите ваш продуктOverhauser Mag — GSM 19Proton Mag — GSM19TPotassium Mag — GSMP 35VLF EM — GSMVSystems — GSMP 35A(B)Potassium Mag — GSMP 35ABase Station Mag — GSM 19WLight Weight Mag — GSMP 35UAirbird — GSMP 35U(B)Monarch — GSMP 35 UTMonitoring Scalar Euromag — GSM 90Monitoring DIDD Vector Mag — GSM 90F5DSuperGrad — GSMP 20S3
 Array
(
    [6158] => Массив
        (
            [название] => Земля
            [0] => Массив
                (
                    [название] => Магазин Оверхаузера - GSM 19
                    [адрес] => https://www.gemsys.ca/quotations/gsm-19-overhauser/
                )

            [1] => Массив
                (
                    [название] => Протон Маг - GSM19T
                    [url] => https://www.gemsys.ca/quotations/proton-precession-magnetometer-gradiometer/
                )

            [2] => Массив
                (
                    [title] => Магний калия - GSMP 35
                    [url] => https://www.gemsys.ca/quotations/potassium-magnetometer/
                )

            [3] => Массив
                (
                    [название] => СНЧ ЭМ - GSMV
                    [адрес] => https://www.gemsys.ca/quotations/request-a-quote-for-vlf-em-3-frequency-system-or-vlf-em-2d-resistivity-software/
                )

        )

    [6159] => Массив
        (
            [название] => Воздушно-десантный
            [4] => Массив
                (
                    [название] => Системы - GSMP 35A(B)
                    [url] => https://www.gemsys.ca/quotations/potassium-airborne-magnetometer-gradiometer/
                )

            [5] => Массив
                (
                    [title] => Магний калия - GSMP 35A
                    [адрес] => https://www.gemsys.ca/quotations/калий-бортовой-магнитометр-градиометр/
                )

            [6] => Массив
                (
                    [название] => Базовая станция Mag - GSM 19W
                    [url] => https://www.gemsys.ca/quotations/airborne-and-ground-base-station-magnetometer/
                )

        )

    [6160] => Массив
        (
            [название] => БПЛА
            [7] => Массив
                (
                    [title] => Облегченный магазин — GSMP 35U
                    [адрес] => https://www.gemsys.ca/quotations/беспилотные системы/
                )

            [8] => Массив
                (
                    [название] => Airbird - GSMP 35U(B)
                    [url] => https://www.gemsys.ca/quotations/uav-systems/
                )

            [9] => Массив
                (
                    [название] => Монарх - GSMP 35 UT
                    [url] => https://www.gemsys.ca/quotations/uav-systems/
                )

        )

    [6161] => Массив
        (
            [название] => Мониторинг
            [10] => Массив
                (
                    [title] => Мониторинг Scalar Euromag - GSM 90
                    [адрес] => https://www.gemsys.ca/quotations/скалярный-магнитометр-градиометр/
                )

            [11] => Массив
                (
                    [title] => Мониторинг DIDD Vector Mag - GSM 90F5D
                    [url] => https://www.gemsys.ca/quotations/didd-vector-magnetometer/
                )

            [12] => Массив
                (
                    [название] => СуперГрад - ГСМП 20С3
                    [url] => https://www.gemsys.ca/quotations/supergrad/
                )

        )

)
 

Наблюдение за магнитной средой Земли с помощью миссии GRACE-FO | Земля, планеты и космос

В этом разделе обсуждается окончательный набор данных GRACE-FO и его применение.Мы оцениваем невязки с предсказаниями CHAOS-7 всех векторных компонентов и выполняем независимую проверку путем сравнения с высокоточными наблюдениями одновременной миссии Swarm, например, во время соединения орбит или близких пролётов. Обсуждая избранные научные приложения авроральных токов, направленных вдоль поля, и сигнатур магнитосферного кольцевого тока, этот раздел направлен на дальнейшее описание возможностей и ограничений набора данных GRACE-FO.\ circ\), \({\text{Kp}}\le2\) и \(|\text{Dst}| \le 30\,\text {nT}\).Усредненное за весь период GRACE-FO среднее значение равно нулю, что неудивительно, поскольку данные были откалиброваны по CHAOS-7. Стандартное отклонение составляет несколько нанотесла и в целом немного выше для GF2, чем для GF1. Стандартные отклонения для одного дня существенно не отличаются от стандартных отклонений за весь период, но среднее значение немного смещено. Для сравнения в нижних строках таблицы 3 представлены значения необработанных магнитных данных, представленных в L1b. Как среднее значение, так и стандартное отклонение резко сократились после калибровки и характеризации.Амплитуды стандартного отклонения в несколько нанотесл аналогичны амплитудам среднеквадратичного разброса невязок CryoSat-2, обсуждавшихся в Olsen et al. (2020), которая варьировалась от 4 до 15 нТл в зависимости от местного времени и геомагнитной активности. Это совпадение особенно примечательно, поскольку CryoSat-2 имеет три одинаковых магнитометра, а Olsen et al. (2020) сравнивает среднее значение их калиброванных временных рядов, что еще больше снижает влияние собственного шума от отдельных инструментов.

Таблица 3 Среднее значение и стандартное отклонение невязок CHAOS-7 для GF1 и GF2 для периодов геомагнитного затишья и для одного спокойного дня, 30 января 2019 г.

Чтобы оценить влияние различных параметров на окончательные результаты, уравнение. 5 применяли, но пропускали отдельные параметры в таблице 2 в каждом приложении. Стандартное отклонение остатков для CHAOS-7 для каждого из этих приложений приведено в таблице 4 как для GF1, так и для GF2. Также указаны минимальные и максимальные значения остатков каждого соответствующего результата.Наибольшее стандартное отклонение наблюдается, когда в характеристике не учитываются токи солнечной батареи и батареи. Большие всплески или скачки можно скорректировать, зная токи магнитного момента. Для GF2 токи аккумуляторов и солнечные батареи имеют большее влияние, чем для GF1. Также на GF2 важным параметром является температурная зависимость масштабного фактора.

Таблица 4 Магнитное воздействие калибровки и характеристик, соответственно, для каждого параметра, указанного в уравнении. 13 и нелинейные параметры в уравнении.{\ circ } \) магнитная широта (QDLAT). В третьей строке показана разница между остатками GF1 и GF2. В последней строке приведены геомагнитные и солнечные индексы, а также местное магнитное время набора данных за этот месяц. Следовательно, миссия летела по орбите MLT 19.07, и месяц был очень спокойным с геомагнитной точки зрения. Как в GF1, так и в GF2 самые большие отклонения происходят в авроральных областях, которые возникают из-за аврорального электроджета и продольных токов. Поскольку данные собираются 19 июля MLT, не ожидается значительных ионосферных возмущений в низких и средних широтах, а также значительных эффектов магнитосферных токов в периоды затишья.Однако имеют место некоторые систематические отклонения, например, над северной Атлантикой в ​​компонентах \(\Delta B_\text{E}\) и \(\Delta B_\text{C}\) GF1 и ленте на низких широтах в \(\Delta B_\text{C}\) из GF2. Их нельзя было объяснить посредством корреляции с какой-либо известной характеристикой спутника. Тем не менее, остаточные значения в 10 нТл или менее можно рассматривать как приемлемый результат для данных с неспециализированного магнитометра, где магнитная чистота спутника явно не позаботилась.Различия между остатками GF1 и GF2 показывают сходные амплитуды в средних и низких широтах, что указывает на то, что искусственные возмущения от спутника не идентичны между двумя космическими аппаратами. Интересно отметить, что статистика калиброванных магнитных данных CryoSat-2, предоставленная Olsen et al. (2020) (не показаны) обнаруживают аналогичное поведение. Спутник CryoSat-2 несет на себе три активных магнитометра от того же типа Billingsley (Billingsley 2020), что и GRACE-FO, и, например.g., только \(B_\text{C}\) от одного магнитометра (магнитометр 2) показывают возмущение на магнитном экваторе с такой же амплитудой, что и для \(B_\text{C}\) GF2, но этот эффект уменьшены или отсутствуют для двух других наборов данных \(B_\text{C}\) CryoSat-2. Напротив, высокие амплитуды из-за авроральных электрических токов в значительной степени уменьшились в третьем ряду рис. 3, но не исчезли, как можно было бы ожидать от естественного сигнала. Этот факт намекает на мелкомасштабные структуры в магнитном поле в высоких широтах с длиной волны короче 20 с (Гьерлоев и др.{\circ } \, \text {E}\) при дневном свете Южная полярная область аккумулируется вокруг магнитного полудня, который является типичной областью полярного каспа и известен мелкомасштабными структурами. Как должен заметить читатель, на рис. 3 представлен один из самых спокойных с геомагнитной точки зрения месяцев за период обработки данных GRACE-FO. Характер меняется от месяца к месяцу, и средние остаточные значения до 15 нТ также в средних и низких широтах встречаются и в другие месяцы.

Рис. 3

Магнитные невязки CHAOS-7 (ядро, кора и крупномасштабное магнитосферное поле) в трех компонентах NEC (слева) и величина поля F (справа) для GF1 и GF2 соответственно.Панели в третьем ряду показывают разницу между остатками GF1 и GF2. На четвертой панели показано распределение индексов геомагнитной и солнечной активности и магнитного местного времени

. На рис. 4 представлены орбитальные остаточные векторы в системе координат NEC за период в сентябре 2019 года для восходящего (\(\sim\) 12 MLT) и нисходящего (\(\sim\) 00 MLT) обращается вокруг полудня и полуночи соответственно. Красные линии на верхней панели показывают результаты GF1, а синие линии на нижней панели — результаты GF2. Черные линии показывают средние значения для каждого QDLAT.Геомагнитная активность была низкой с Kp \(\le\) 4 (медиана Kp = 1,3) и Dst > – 30 нТл (среднее Dst = – 5,5 нТл). Значительная изменчивость отдельных орбит указывает на ежедневную изменчивость ионосферных токов, а среднее статистическое указывает на типичные ионосферные характеристики. Как и ожидалось, наибольшие отклонения происходят на авроральных широтах. Отрицательное отклонение \(B_{\text{N}}\) и изменение знака в сторону отрицательного значения к северу в \(B_{\text{C}}\) отражают сигнатуры направленного на восток экваториального электроджета.Амплитуды обоих компонентов около 10 нТл согласуются с признаками, обнаруженными ранее в CHAMP (Lühr and Maus 2006). Изменение знака в сторону положительного на север в \(B_{\text{E}}\) с амплитудой в несколько нанотесла в полдень также согласуется с более ранними результатами CHAMP и отражает межполушарные направленные по полю токи. Эти признаки относятся к статистическому анализу направленных по полю токов между полушариями и динамо-токов F-области, проведенному Park et al. (2020) на основе данных GRACE-FO.Наблюдения GF2 менее ясны для этих низкоширотных ионосферных сигнатур, факт, который также подтверждается Park et al. (2020). На ночной стороне остатки GF1 очень низкие, что ожидается из-за отсутствия сильных ионосферных токов. Однако в GF2 \(B_{\text{C}}\) видна несогласованность на магнитном экваторе, как уже отмечалось на рис. дневная сторона. Если предположить, что это искусственное возмущение не ограничивается только ночной стороной, это может быть причиной того, что дневная экваториальная GF2 \(B_{\text{C}}\) показывает более низкие амплитуды, чем ожидаемые 10 нТл от естественного сигнала.Похожее соображение кажется верным для всех трех компонентов, которые в целом в ночное время в GF2 более возмущены, чем в GF1, и кажутся искусственными.

Рис. 4

Орбитальный магнитный остаток к CHAOS-7 (ядро, земная кора и крупномасштабное магнитосферное поле) в кадре NEC за сентябрь 2019 г. для восходящей (12 MLT, слева) и нисходящей (00 MLT, справа) орбит . Красные линии соответствуют GF1, синие линии соответствуют GF2. Черные линии показывают средние значения для каждого QDLAT

Сравнение с магнитными данными Swarm

На рисунке 5 показаны MLT и эволюция высоты для миссий GRACE-FO, Swarm и CryoSat-2, а также среднесуточный (серый) и среднемесячный (черный) индекс солнечного потока F10.{+}\) и Dst \(\ge\) - 20 нТл. Две миссии вращались в противоположных направлениях, например, MLT при их соответствующем пересечении экватора составляло \(\sim\) 10 MLT для восходящего узла GRACE-FO и для нисходящего узла Swarm B, а также было \(\sim \) 22 MLT для нисходящих/восходящих узлов соответственно. Мы определяем «соединение», когда расстояние между спутниками GF1 или GF2 и Swarm B составляет менее 400 км. Поскольку соединения происходили во время орбитальных сегментов, вращающихся в противоположных направлениях, каждое из них длилось всего несколько секунд.На панелях 3 показано внутриспутниковое расстояние для каждого соединения, а на панелях 4 указано среднее значение QDLAT, при котором произошло соединение. На панелях 5–7 показаны различия между остатками калиброванных магнитных данных и соответствующими предсказаниями CHAOS-7 для GF1 или GF2 и Swarm B для каждого соединения и для каждого магнитного компонента. Большинство (> 80%) различий одиночных соединений находятся в пределах ± 10 нТл для всех трех компонентов. Наименьший разброс наблюдается для \(B_\text{C}\), за ним следует \(B_\text{N}\), а затем для \(B_\text{E}\).У этого может быть несколько причин, например, разные ионосферные токи воздействуют на разные компоненты на разных широтах. Другой аспект заключается в том, что \(|B_\text{C}|\) включает самый широкий диапазон значений до 65 000 нТл, за которым следуют \(|B_\text{N}|\) до 30 000 нТл и \( |B_\text{E}|\) до 15 000 нТл. Переменные с более широким диапазоном можно оценить с меньшей неопределенностью. Средняя разница для Swarm B по всем соединениям немного больше для дневного времени, чем для ночных орбит, например, GF1 дневное время \(\Delta (B_\text{N}, B_\text{E}, B_\text{C })\) = (−1.02, −2,56, 0,73) нТл, GF1 в ночное время \(\Delta (B_\text{N}, B_\text{E}, B_\text{C})\) = (0,12, −0,41, 0,95) нТл , GF2 в дневное время \(\Delta (B_\text{N}, B_\text{E}, B_\text{C})\) = (−0,20, −3,72, 1,44) nT и GF2 в ночное время \( \Дельта (B_N, B_E, B_C)\) = (−1,18, −0,07, 1,47) нТл. Менее хорошее согласие в течение дня может быть результатом дневных ионосферных токов, которые вносят более сильную пространственную и временную изменчивость магнитного поля. Общие небольшие различия между наблюдениями GRACE-FO и Swarm дополнительно подтверждают высокое качество откалиброванного набора магнитных данных миссии GRACE-FO.

Рис. 6

GF1 (вверху) или GF2 (внизу) соединения с Swarm B. Панель 1: индексы Kp и Dst, панель 2: локальное магнитное время соединения, панель 3: внутриспутниковое расстояние, панель 4: квази -дипольная широта соединения, и панели 5–7: разница между магнитными остатками GF1 или GF2 и Swarm B

Магнитный эффект магнитосферного кольцевого тока во время бури 26 августа 2018 г.

Геомагнитная буря со значениями Dst < −150 нТл произошло 26 августа 2018 г.{\ circ } \) QDLAT для каждого низкоширотного сегмента орбиты соответствующего спутника. Остатки относятся к предсказаниям ядра CHAOS-7 и поля земной коры. Крупномасштабное магнитосферное поле не вычиталось, и в данные по-прежнему включаются признаки магнитосферных токов (включая его индуцированный аналог на Земле). Популяции точек всех миссий в целом хорошо следуют друг за другом и Dst-индексу, несмотря на разные методы поиска магнитосферных сигнатур в наземных и спутниковых данных.Из более ранних исследований известно, что наземные сигнатуры кольцевого тока (например, для получения индекса Dst) систематически отличаются от сигнатур, полученных в космосе (Маус и Люр, 2005; Олсен и др., 2005; Люр и др., 2017). например, сигнал кольцевого тока на НОО, как правило, более отрицателен, чем на земле, что здесь также отражается в смещении между Dst-индексом и остатками, полученными со спутника. Кроме того, разные группы миссий, классифицированные по восходящим и нисходящим узлам, кажутся сгруппированными и показывают очевидное смещение друг друга.Это кажущееся смещение между категориями представляет собой локальную разницу во времени сигнатуры магнитосферного кольцевого тока. На рисунке 8 показаны индексы тока магнитосферного кольца SuperMAG (SMR, Newell and Gjerloev 2012) для четырех секторов местного времени в полночь, на рассвете, в полдень и в сумерки (00 MLT, 06 MLT, 12 MLT и 18 MLT) вместе с Dst. показатель. Также здесь могут возникнуть некоторые различия между двумя индексными группами из-за различных методов поиска, таких как определение базовой линии или выбор обсерваторий (например,г., Любовь и Гэннон, 2009 г.; Герлоев 2012; Ньюэлл и Гьерлоев, 2012). В то время как значения для четырех MLT-секторов SMR близки друг к другу перед началом шторма около 18 UTC 25 августа, а также в фазе восстановления примерно после 18 UTC 27 августа, они значительно отклоняются в течение главной фазы шторма. шторм, с самыми высокими значениями в 06 MLT и самыми низкими в 18 MLT. Значения в 12 MLT и 00 MLT аналогичны друг другу и находятся между значениями на рассвете и в сумерках.

Рис. 7

Временные ряды остатков калиброванных магнитных данных Swarm, CryoSat-2 и GF1 для поля ядра и коры CHAOS-7 вокруг магнитной бури в августе 2018 г.{\circ }\) QDLAT и собраны в течение 2-часовых временных окон каждой из спутниковых миссий, до начала шторма (16 UTC, 25 августа), вскоре после начала шторма (23 UTC, 25 августа), во время основной фазы шторма (06 UTC, 26 августа) и на этапе восстановления (04 UTC, 27 августа). После начала бури отчетливое расширение магнитосферного поля развивается на вечерней стороне и наименьший сигнал наблюдается на рассвете. Это согласуется с индексами SuperMAG, и значения сравнимы примерно с − 25 нТл/− 75 нТл и − 100 нТл/− 200 нТл на панелях b и c на рассвете/в сумерках соответственно.Выбранная группировка спутниковых миссий не охватывала полночь и полдень, и по этим секторам MLT доступно меньше информации. Описанный сценарий является типичным поведением шторма и был выявлен и обсужден в ходе статистических исследований спутниковых наблюдений на низкой околоземной орбите или расширенных наземных магнитных сетей (например, Le et al. 2011; Pick et al. 2019). Это было связано либо с асимметричной компонентой кольцевого тока, либо с дополнительными ионосферными токами, либо с эффектами усиленных высокоширотных продольных токов R2 во время геомагнитных бурь.

Рис. 9

Распределение MLT остатков спутникового магнитного поля, SMR и индекса Dst для разных UT. Время интегрирования составляет 2 ч и указано в заголовке каждой панели и показано вертикальными серыми линиями на рис. 7 и 8. Черные кружки обозначают магнитуду спутниковых данных и индексы

Авроральные продольные токи

Данные калиброванных магнитометров GF1 и GF2 использовались для получения продольных магнитных токов. Поэтому мы применили алгоритм обработки, который основан на законе Ампера и подобен тому, который используется для получения продуктов Swarm для односпутникового продольного тока (FAC), доступных как продукт Swarm Level-2 FACxTMS_2F (с x  =  A , B , C ) от ESA и описан в Ritter et al.{-}\), AE \(\sim\) 100 нТл (индекс Auroral Electrojet) и Dst \(\sim\) − 7 нТл. Мероприятие было выбрано из-за совместного размещения данных Swarm B, которые будут обсуждаться в следующем абзаце. Данные двух спутников GRACE-FO показывают аналогичные вариации FAC на их орбитах, но с временной задержкой около 24 с, разницей во времени, когда GF1 и GF2 достигли наивысшей магнитной широты своих орбит (верхняя панель).

Рис. 10

ПТ по данным GF1 и GF2 для события в северном полушарии 31 октября 2019 г.{2}\). После применения фильтра нижних частот с частотой среза 20 с профили ПТ с двух спутников практически идентичны. Эта частота отсечки обеспечивает отсечку кинетических альфвеновских волн, периоды которых наблюдаются в диапазоне от 4 до 10 с в зависимости от проводимости ионосферы (Ishii et al. 1992). Взаимная корреляция между двумя временными рядами по MLAT максимизируется при \(R_{\text{max}}\) = 0,86/0,73 для 1 s-ряда и при \(R_{\text{max}}\) = 0,98/0,93 при применении 20-секундного фильтра.Эта максимальная корреляция была обнаружена для нулевого временного сдвига как для серии FAC с фильтрацией 1 с, так и для серии 20 с. Этот результат указывает на то, что крупномасштабные структуры в событии FAC преобладали и были устойчивыми и почти стационарными в течение 24 с, когда оба спутника пересекали одну и ту же область. Этот результат согласуется с Gjerloev et al. (2011), которые применили магнитные данные миссии группировки ST 5 из 3 космических аппаратов, следующих друг за другом с разным интервалом от нескольких секунд до 10 минут. Миссия работала в течение 3 месяцев в мае и июне 2006 г. и была запущена на орбиту рассвета и заката.Они сопоставили магнитные сигнатуры продольных токов разного масштаба и пришли к выводу, что системы ПТ с масштабом более 200 км (что соответствует 26 с при средней скорости спутника 7,5 км/с) кажутся стабильными во временных масштабах около 1 мин. Когда в будущем будут доступны данные GRACE-FO за несколько лет, аналогичные исследования можно будет проводить во все местные времена и сезоны с единственной оговоркой о фиксированном расстоянии между космическими аппаратами.

На рис. 11 показано то же событие, но сравнение GF1 (черная линия) с данными Swarm B (красная линия) во время события соединения.{\circ}\) их соответствующих орбит. Расширенные сигнатуры FAC отображаются на аналогичных магнитных широтах. Временной ряд FAC с частотой 1 Гц для Swarm B показывает большие амплитуды, чем для GF1, в некоторых местах (средняя панель), что может указывать на возможно более высокую чувствительность научных магнитометров Swarm, но также может отражать различия в структурах FAC в немного разных местах. и раз. Вдали от события FAC Swarm показывает значительно более низкий уровень шума, чем GRACE-FO. После применения фильтра нижних частот с частотой среза 20 с к данным с частотой 1 Гц (нижняя панель) для обоих спутников крупномасштабные структуры демонстрируют согласованные характеристики с одинаковыми амплитудами между двумя миссиями.{2}\), могут быть исследованы только тематические исследования с магнитудой события, значительно превышающей этот уровень шума.

Рис. 11

Местоположение орбит GF1 и Роя B, а также FAC, полученные из GF1 и Роя B, нанесенные на график MLAT для того же события, что и на рис. 10. Данные показаны в 1-секундных выборках (в центре) и отфильтрованы на 20 с (внизу)

В то время как магнитометры GRACE-FO производят выборку с частотой 1 с без встроенной фильтрации более высоких дискретных данных, наблюдения Swarm 1 Гц являются результатом фильтрации на основе выборок с частотой 50 Гц.{\circ }\}} и MLT (1 ч) для северного (IMF \({B_\text{z}}>\) 0) и южного (IMF \({B_\text{z}}<\) 0 ) условия межпланетного магнитного поля (ММП), а также отдельно для двух полушарий. FAC показывает четкие картины области 1 (R1) и области 2 (R2) с более высокой интенсивностью и расширением до более низких широт для южного ММП \({B_\text{z}}\). Для северного ММП \({B_\text{z}}\) (NBZ) известная пара течений NBZ появляется к полюсу от листа R1 около местного полудня. IMF \({B_\text{z}}\) зависимость FAC, полученная из GF1, хорошо сравнивается с предыдущими публикациями (например,г.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.