区域和全球地磁场模型

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1、维普资讯http://www.cqvip.com密l乃群，髓五1995年8月地球物理学进展第l0卷第3期7f区域和全球地磁场模型∞．安振昌I中国科学院地球物理研究所．北京100101)A摘要奉文教述了计算区域地盛场模型的各种数学方法，给lily选择计算区域模受数学方法的翔据．讨论了改善区域地磁场模受边界效应的方法．研究了确定区域地磁场模受截断阶数的刿据．另外．简单介绍了第六代国际地磁参考场、1990年世界地磁图、国际地磁参考场的精度和使用．关键词区域地磁场模型冠谐分析全球地磁场模型国际地盛参考场璋谐分析地磁图l前言地磁场模型的计算与研究是地磁学的重要研究内容之一，在历届队GA和RSGG会议所

2、设专题都占有重要的位置．IAGA还专门设立国际地磁参考场([GRF)T作组，负责计算各个年代的全球地磁场模型．地磁场模型在地球科学空间科学地球物理勘探、岩石层物理学和地球深都研究等许多领域都有重要的学术意义和广泛的实际实用价值．’地磁场模型包括区域地磁场模型和全球地磁场模型．本文撬述我国及其它国家计算区域地磁场模型使用的数学方法，研究了与区域地磁场密切相关的一些问题．例如：如何选择计算区域地磁场模型的数学方法时口何改善区域地磁场模型的边界效应?如何确定地磁场模型的截断阶数?另外，还简单介绍了第六代国际地磁参考场和1990年世界地磁图．2区域地磁场模型2．1计算区域地磁场模型的数学方法区域地磁

3、场模型是用数学方法表示地磁场在地球某一地区(如某一国家或某一大洲)时空分布的数学模型．计算区域地磁场模型的数学方法是多种多样的，但主要有以下五种方①中国科学院测盈与地球物理研究所动力大地测量学开放实验室资助的课题@丰文1995年1月19日收到．．维普资讯http://www.cqvip.com·54·地球物理学进展I995年法：(1)多项式方法(包括泰勒多项式．马克劳琳多项式和勒让德多项式)(2)球谐分析方法(3)曲面样条函数方法(4)矩谐分析方法(5)履谐分析方法．其中。球谐分析方法是德国科学家高斯于1839年提出的；矩谐分析方法是美国学者Alldrcdgc于1981年提出的；冠谐分析方法

4、是加拿大学者Haines于1985年提出的．不同国家往往使用不同的方法．同一国家在不同的年代也往往使用不同的方法．例如：加拿大学者在1985年以前使用泰勒多项式方法计算加拿大地磁场模型(Dawsoneta1．。1978)；1985年以后则使用冠谐分析方法计算加拿大地磁场模型(Haineseta1．．1986；Newitteta1．．1989)．近年来西班牙学者使用冠谐分析方法计算地磁场和长期变化模型(Garciacta1．，1991；Tortaeta1．，1992，1993)．英国和意大利学者也用冠谐分析方法计算区域地磁场模型(DeSandsetal1990)．美国学者使用球谐分析方法计算1

5、985年美国地磁场模型(Peddle，1987)．俄罗斯学者则使用勒让德多项式方法计算东亚地磁场模型(Bondareta1．，1993)美国学者还用矩谐分析方法计算欧洲地磁场模型(A

6、ldredge．1981；Haines，1990)．总之，不同的国家使用不同的方法建立各自国家的地磁场模型．我国学者也用各种各样的数学方法计算中国地磁场模型．例如：夏国辉等人(1988．1994)用泰勒多项式方法计算198(]年和1990年中国地磁场模型；徐元芳等人(1992)用泰勒多项式方法计算中国地磁长期变化模型；蒋邦本等人(1989，1992)用泰勒多项式方法计算中国和东亚地磁场模型；安振昌等人(1991

7、，l994玢别用泰勒多项式方法和勒让德多项式方法计算中国和东亚地磁场模型安振昌和蒋邦奉等人曾用血面样条函数方法建立中国地磁场模型(安振昌等．1982．蒋邦本等，1990)．安振昌等人(1976)曾用球谐分析方法计算青藏高原地磁场模型．朱岗昆和徐文耀(1985)建议使用矩谐分析方法计算中国地磁场模型；安振昌(1993)建议使用冠谐分析方法计算中国地磁场模型与其它国家一样，我国学者在不同的年代使用不同的方法计算中国地磁场模型．于是，我们面I陆这样一个问题．即我们究竟使用哪种方法计算中国地磁场模型?这是一个需要认真研究的问题．只有解决这一问题，我们才能计算出得到广大学者和用户认可的，确定的(今后不

8、需再修改)中国地磁场模型．用什么样的数学方法计算区域地磁场模型，这一问题在国外也没有解决．所以．深人研究地磁场模型．这将促进地磁学的发展．2．2选择计算方法的判据每种方法都有自己的优点和缺点．如何从众多方法中挑选出一种晟合适的方法汁算中国地磁场模型，这需要对各种方法进行综合评价．可以根据以下判据从理论和实践的结合上选择最好的计算方法．这些判据是(1)物理的合理性：计算方法是否满足势场理论的要求．(2)计算的稳