【磁偏角】揭密磁偏角的神奇秘密:探索北極點的磁力之謎

【磁偏角】揭密磁偏角的神奇秘密:探索北極點的磁力之謎

地磁偏角:地球磁場方向的指南

地球磁場是一種看不到的力量,會使磁針指向大致的南北方向。然而,由於地球磁極並非完全與地理南北極重合,這使得磁針實際指的方向與真正的北方之間存在一個夾角,稱為地磁偏角。

地磁偏角的發現與歷史

北宋學者沈括於《夢溪筆談》中首度紀錄了地磁偏角的存在,比西歐的記錄早了四百年。英國科學家羅伯特·諾曼後續發現磁針會因重力影響而產生偏角,並於1581年發表了他的發現。

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地磁偏角的測量

磁偏角可用磁偏測量儀測量,測量單位為角度,表示磁場強度矢量的水平投影與正北方向之間的夾角。東偏為磁場強度矢量指向正北方向以東,西偏為指向正北方向以西。

地磁偏角的應用

磁偏角

地磁偏角廣泛應用於航海、勘探等領域。在使用地圖和指南針導航時,必須校正地磁偏角才能確保準確。磁偏角也用於校正磁羅經、海流計和水下機器人等設備。

地磁偏角的觀測

觀測地磁偏角需要在兩個可視點之間建立觀測基線,一為觀測點,一為方位點。使用全域衞星定位系統(GNSS)或天文觀測確定真方位角,再用地磁經緯儀確定磁方位角,相減即可求得磁偏角。

地磁偏角的變化

地磁偏角隨著時間、位置和地球磁場的變化而改變。在地球東部地區一般為西偏,甘肅酒泉以西多為東偏。我國正常情況下,磁偏角最大可達6度,一般為2-3度。

磁極與地磁偏角

地球磁極接近南極和北極,但並不與它們重合。磁北極距地理北極大約相差1500公里,其位置和方向也在不斷變動。磁極的變動會影響地磁偏角。

磁偏角與海圖

地圖上通常標示著磁偏角,以便使用者校正磁羅經。然而,由於地磁偏角會持續變化,應注意地圖的出版年份,較老的地圖誤差較大。

地磁偏角測量儀構成

地磁經緯儀,又稱DI儀,是專門的磁偏角測量儀器。其組成包括:

  • 無磁材料製造的光學經緯儀:用於基線方向瞄準和磁方位角讀取
  • 電子羅盤:用於磁方位角讀取
  • 地磁傳感器:用於測量地磁場強度和方向
  • 數據記錄器:用於記錄測量數據

磁偏角

磁偏角是指磁北極與真北極之間的角度差。它是由地球磁場的方向和水平面的夾角引起的。

磁偏角的成因

地球磁場是一個複雜的力場,其方向在不同地點和時間都可能有所不同。它主要是由地球內部的流動金屬液體的運動產生的。由於地球磁場不是均勻的,因此磁北極和真北極之間產生了角度差。

磁偏角的影響

磁偏角會影響導航,因為船隻和飛機的羅盤會根據磁北極而非真北極來指向。如果沒有考慮磁偏角,可能會導致航行方向的不準確。

磁偏角的測量

磁偏角可以用磁通量計測量。磁通量計是一種裝置,可以測量地球磁場的方向和強度。磁偏角可以用以下公式計算:

磁偏角 = 真北角 - 磁北角

磁偏角的年變化

磁偏角隨著時間而變化。這是由於地球磁場會隨著時間而變化。磁偏角的年變化率各不相同,具體取決於地點。

城市 磁偏角
台北市 2° 東
東京市 7° 東
紐約市 14° 西
倫敦市 1° 西
巴黎市 2° 東
莫斯科市 10° 東
開羅市 4° 東
悉尼市 12° 東

磁偏角的應用

磁偏角在航海、航空、測量和地球物理學等領域都有應用。它可以幫助導航、校準儀器和研究地球磁場。