§ 15. Земной магнетизм и его элементы. Магнитные
карты
Пространство, в котором действуют магнитные силы Земли,
называют магнитным полем Земли. Принято считать, что магнитные силовые линии земного поля выходят из южного магнитного полюса и сходятся в северном, образуя замкнутые кривые.
Положение магнитных полюсов не остается неизменным, координаты их медленно меняются. Приближенные координаты магнитных полюсов в 1950 г. были следующие:
северного — φ ~ 76°N; Л ~ 96°W;
южного - φ ~ 75°S; Л ~ 150° Ost.
Магнитная ось Земли — прямая, соединяющая магнитные полюса, проходит вне центра Земли, и составляет с ее осью вращения приближенно угол около 1Г,5.
Сила магнитного поля Земли характеризуется вектором напряженности Т, который в любой точке земного магнитного поля направлен по касательным к силовым линиям. На рис. 18 сила земного магнетизма в точке А изображена по величине и направлению
вектора AF. Вертикальную плоскость NmAZF, в которой располагается вектор AF, а следовательно, и ось свободно подвешенной
магнитной стрелки, называют плоскостью магнитного меридиана.
Эта плоскость составляет с плоскостью истинного меридиана NuAZM угол РАН, который называют магнитным склонением и обозначают буквой d.
Рис. 18.
Магнитное склонение d отсчитывается
от северной части истинного меридиана к
востоку и западу от 0 до 180°. Восточному
магнитному склонению приписывают знак
«плюс», а западному — знак «минус». Например: d=+4°, 6 или d = —11°,0.
Угол NmAF, образуемый вектором AF
с плоскостью истинного горизонта NuAH, называют магнитным наклонением
и обозначают буквой в.
Магнитное наклонение в отсчитывают от
горизонтальной плоскости вниз от 0 до 90° и считают положительным, если опущен северный конец магнитной стрелки, и отрицательным, — если опущен южный конец.
Точки на земной поверхности, в которых вектор Т направлен
горизонтально, образуют замкнутую линию, дважды пересекающую географический экватор и называемую магнитным экватором. Полную силу земного магнетизма — вектор Т —
можно разложить на горизонтальную Н и вертикальную Z составляющие в плоскости магнитного меридиана.
Из рис. 18 имеем:
H = TcosO, Z=Tsin O или Z = HtgO.
Величины d, Н, Z и O, определяющие магнитное поле Земли
в данной точке, называют элементами земного магнетизма.
Распределение элементов земного магнетизма по поверхности
земного шара принято изображать на специальных картах в виде кривых линий, соединяющих точки с одинаковым значением
того или иного элемента. Такие линии называют изолиниями. Кривые равного магнитного склонения — изогоны наносят на карты изогон (рис. 19); кривые, соединяющие точки
с равным магнитным напряжением, называют изодинами,
или изодинамами. Кривые, соединяющие точки с равным
магнитным наклонением — изоклины, наносят на карты изоклин.
Рис. 19.
Магнитное склонение — наиболее важный элемент для судовождения, поэтому его, помимо специальных магнитных карт,
указывают на навигационных морских картах, на которых записывают, например, так: «Скл. к. 16°,5 W».
Все элементы земного магнетизма в любой точке земной поверхности подвержены изменениям, носящим название вариаций. Изменения элементов земного магнетизма делятся на периодические и непериодические (или возмущения).
К периодическим относятся вековые, годовые (сезонные) и суточные изменения. Из них суточные и годовые вариации невелики и для судовождения во внимание не принимаются. Вековые
же вариации представляют собой сложное явление с периодом,
равным нескольким столетиям. Величина векового изменения магнитного склонения колеблется в различных точках земной поверхности в пределах от 0 до 0,2—0°,3 в год. Поэтому на морских картах магнитное склонение компаса приводится к определенному
году с указанием величины годового увеличения или уменьшения.
Чтобы привести склонение к году плавания, надо рассчитать его
изменение за истекшее время и на полученную поправку увеличить или уменьшить склонение, указанное на карте в районе
плавания.
Пример 18. Плавание происходит в 1968 г. Склонение компаса, снято
с карты, d = 11°, 5 Оst
приведено к 1960 г. Годовое увеличение склонения 5' .Привести склонение к 1968 г.
Решение. Промежуток времени с 1968 по 1960 г. равен восьми годам; изменение Аd = 8 х 5 = 40' ~0°,7. Склонение компаса в 1968 г. d = 11°.5 + 0°,7 =
- 12°, 2 Ost
Внезапные кратковременные изменения элементов земного
магнетизма (возмущения) называются магнитными бурями, возникновение которых обусловлено северными сияниями и количеством пятен на Солнце. При этом наблюдаются изменения склонения в умеренных широтах до 7°, а в полярных областях — до
50°.
В некоторых районах земной поверхности склонение резко отличается по величине и знаку от его значений в прилегающих
точках. Это явление носит название магнитной аномалии. На
морских картах указывают границы районов магнитной аномалии.
При плавании в этих районах необходимо внимательно следить за
работой магнитного компаса, так как точность работы нарушается.