北磁极|北磁极偏移 你我的手机导航都会受影响( 二 )
在焦立果看来,准确的地磁导航取决于准确的地磁模型,以及对地磁变化的准确预测和及时校正 。如果科学家无法及时更新一个对于导航系统来说非常重要的地球磁场模型,全世界的所有手机导航都会面临不准确的风险 。
此外,除了船只定向、手机定向和导航以外,地磁场模型在矿产资源勘探、地震火山监测预警、水下目标探测、卫星设计和运行、电网运行以及军事国防等领域都有重要应用 。比如,在石油工业的定向钻井中,就会用到地磁偏角找正北方向,能够有效避免其他定向设备在钻井过程中因为高温高压而出现偏差,提高了钻井定向的准确度 。
修正周期可能会越来越短
实际上,地磁场包括地磁极和磁力线等一直处于非线性运动变化之中 。早在1831年,英国探险家詹姆斯·克拉克·罗斯就注意到地磁极在加拿大北极圈内难以预测的运动 。1904年,北磁极(地磁南极)开始以每年大约15千米的速度向东北方向移动,但在1990年代,极移速度突然加快,由之前的每年约15千米增加到每年55千米 。自1900年开始,北磁极从北纬70°的加拿大,一直向北移动;现在,磁极已经越来越靠近地理北极 。
那么,究竟为什么北磁极的移动速度会越来越快呢?
焦立果表示,关于近来的快速极移,学术界现在有两种观点:一是来自地核深部的快速磁流体波;另一种是来自加拿大下方地核内的液态铁水的高速射流 。后一种思路认为,在加拿大和西伯利亚地区分别存在一个磁场集中的磁斑区,两个磁斑区的竞争导致了磁极的移动 。加拿大下方的高速射流导致该区域磁场减弱,在磁极竞争中输给了西伯利亚,从而导致磁极向西伯利亚方向移动 。
赵旭东也持有类似的观点,他表示,目前普遍认为地球主磁场产生于地球内部的地核磁流体发电机过程 。由于地核具有液态的外核和固态的内核,在温度和密度差异的条件下,外核流体在地球自转系统中发生对流,从而产生了自激发电机过程 。北磁极的快速运动可能与加拿大地下的液态铁高速射流有关 。
那么,随着北磁极的快速移动,世界地磁场模型的修正周期会不会越来越短呢?
在赵旭东看来,地球主磁场模型的更新周期是基于地球主磁场的长期变化特征,以及观测技术、观测资料的处理周期而定的 。“随着观测技术的发展,观测资料处理技术以及数据计算速度的提高,科学工作者对地磁场认知程度的加深,以及空间天气预报和人类生活的需要,我认为地球主磁场模型的更新周期将会缩短 。”赵旭东说 。
【北磁极|北磁极偏移 你我的手机导航都会受影响】焦立果也表示,经过此次“波折”,随着人们对定向和导航等应用中时变性需求的日益提高,相信地磁学家们会做出相应的调整,包括可能缩短模型发布周期,以及在地磁突发事件后及时发布最新模型等等 。
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