Меню

Что такое магнитное склонение земли

Магнитное склонение

Магнитное склонение — угол между географическим и магнитным меридианами в точке земной поверхности. Магнитное склонение считается положительным, если северный конец магнитной стрелки компаса отклонен к востоку от географического меридиана, и отрицательным — если к западу.

Значение магнитного склонения указывается на магнитных картах и используется для определения истинного меридиана по показанию магнитного компаса. Приблизительно можно считать, что Земля является однородно намагниченным шаром, магнитная ось которого составляет угол 11,5° с осью вращения Земли (положение магнитных полюсов Земли со временем меняется).

На 1970 год Северный геомагнитный полюс имел координаты 76° с. ш. и 101° з. д.

Отношение наклона магнитной оси и оси вращения Земли не тождественно величине магнитного склонения во всех точках Земной поверхности, как это может показаться на первый взгляд. Оно вообще не одинаково в разных точках земной поверхности. Чтобы убедиться в этом, достаточно представить плоскость, проходящую через магнитную ось и ось вращения Земли (или соответствующий меридиан) где величина магнитного склонения всегда будет равна нулю (в идеальной модели), тогда как в точках вне этого меридиана, очевидно, будет ненулевой, если только магнитный полюс не совпадает с географическим, и даже будет иметь разный знак по разные от этого меридиана стороны. Кроме того, на величину магнитного склонения могут влиять магнитные аномалии Земли.

История

Христофор Колумб открыл, что магнитное склонение не остается постоянным, а претерпевает изменения с изменением географических координат [1] . Открытие Колумба послужило толчком к новому изучению магнитного поля Земли: сведения о нем были нужны мореплавателям.

Источник

Магнитное склонение

  • Магнитное склонение — угол между географическим и магнитным меридианами в точке земной поверхности, который показывает отличие между показаниями магнитного компаса и истинным направлением на север в данной точке земной поверхности в данную историческую эпоху.

Магнитное склонение считается положительным, если северный конец магнитной стрелки компаса отклонен к востоку от географического меридиана, и отрицательным — если к западу.

Значение магнитного склонения указывается на магнитных картах и используется для определения истинного меридиана по показанию магнитного компаса. Приблизительно можно считать, что Земля является однородно намагниченным шаром, магнитная ось которого составляет угол 10° с осью вращения Земли (положение магнитных полюсов Земли со временем меняется).

Отношение наклона магнитной оси и оси вращения Земли не тождественно величине магнитного склонения во всех точках Земной поверхности, как это может показаться на первый взгляд. Оно вообще не одинаково в разных точках земной поверхности. Чтобы убедиться в этом, достаточно представить плоскость, проходящую через магнитную ось и ось вращения Земли (или соответствующий меридиан) где величина магнитного склонения всегда будет равна нулю (в идеальной модели), тогда как в точках вне этого меридиана, очевидно, будет ненулевой, если только магнитный полюс не совпадает с географическим, и даже будет иметь разный знак по разные от этого меридиана стороны. Кроме того, на величину магнитного склонения могут влиять магнитные аномалии Земли.

Связанные понятия

Гидромагнитное (или магнитогидродинамическое, или просто МГД-) динамо (динамо-эффект) — эффект самогенерации магнитного поля при определённом движении проводящей жидкости.

Зени́т-телескóп — телескоп, оптимизированный для наблюдения объектов на относительно малом отклонении от зенита. Он используется при измерении астрономической широты. Такого рода телескопы, как правило, портативны, но это необязательно; примером большого, непортативного зенит-телескопа является Монумент в память о Великом лондонском пожаре (англ. Monument to the Great Fire of London).

Источник

Магнитное склонение — Magnetic declination

Магнитное склонение или магнитное склонение — это угол в горизонтальной плоскости между магнитным севером (направление, в котором указывает северный конец намагниченной стрелки компаса , соответствующее направлению линий магнитного поля Земли ) и истинным севером ( направление вдоль меридиана. к географическому Северному полюсу ). Этот угол меняется в зависимости от положения на поверхности Земли и меняется со временем .

Более формально Боудич определяет вариацию как «угол между магнитным и географическим меридианами в любом месте, выраженный в градусах и минутах на восток или запад, чтобы указать направление магнитного севера от истинного севера. Угол между магнитным меридианом и меридианами сетки называется магнитным углом сетки, вариацией сетки или сеткой координат ».

По соглашению, склонение положительное, когда магнитный север находится к востоку от истинного севера, и отрицательное, когда он находится на западе. Изогонические линии — это линии на поверхности Земли, вдоль которых склонение имеет одинаковое постоянное значение, а линии, вдоль которых склонение равно нулю, называются агоническими линиями . Строчная греческая буква δ (дельта) часто используется как символ магнитного склонения.

Читайте также:  Давайте сохраним здоровье земли рисунки

Термин магнитное отклонение иногда используется в широком смысле для обозначения того же, что и магнитное склонение, но более правильно он относится к ошибке в показаниях компаса, вызванной близлежащими металлическими объектами, такими как железо на борту корабля или самолета.

Магнитное склонение не следует путать с магнитным наклонением , также известным как магнитное падение, которое представляет собой угол, который линии магнитного поля Земли образуют с нижней стороной горизонтальной плоскости.

СОДЕРЖАНИЕ

Склонение меняется с течением времени и в зависимости от местоположения

Магнитное склонение меняется как от места к месту, так и с течением времени. Например, когда путешественник путешествует по восточному побережью Соединенных Штатов, склонение изменяется от 16 градусов к западу в штате Мэн, до 6 градусов во Флориде, до 0 градусов в Луизиане и до 4 градусов восточной долготы (в Техасе). Склонение в Лондоне, Великобритания, составило один градус к западу (2014 г.), а к началу 2020 г. упало до нуля.

В большинстве областей пространственные вариации отражают неравномерность потоков глубоко под землей; в некоторых областях залежи железной руды или магнетита в земной коре могут сильно способствовать склонению. Точно так же вековые изменения этих потоков приводят к медленным изменениям напряженности и направления поля в одной и той же точке на Земле.

Магнитное склонение в данной области может (скорее всего, будет) медленно меняться с течением времени, возможно, всего на 2–2,5 градуса каждые сто лет или около того, в зависимости от того, насколько далеко он находится от магнитных полюсов . Для более близкого к полюсу места, такого как Ивудживик , склонение может меняться на 1 градус каждые три года. Это может быть незначительным для большинства путешественников, но может быть важным при использовании магнитных пеленгов из старых карт или мете (направлений) в старых документах для определения местоположения с какой-либо точностью.

В качестве примера того, как вариации меняются с течением времени, см. Две карты одной и той же области (западная оконечность пролива Лонг-Айленд ) ниже, обследованных с интервалом 124 года. Карта 1884 года показывает изменение в 8 градусов 20 минут западного времени. График 2008 года показывает 13 градусов 15 минут западной долготы.

Определение склонения

Прямое измерение

Магнитное склонение в любом конкретном месте можно измерить непосредственно по небесным полюсам — точкам на небе, вокруг которых, кажется, вращаются звезды, которые указывают направление истинного севера и истинного юга. Инструмент используется для выполнения этого измерения известен как деклинометр .

Примерное положение северного полюса мира обозначается Полярной звездой (Полярная звезда). Следовательно, в северном полушарии склонение можно приблизительно определить как разницу между магнитным пеленгом и визуальным пеленгом на Полярную звезду. В настоящее время Полярная звезда рисует круг радиусом 0,73 ° вокруг северного полюса мира, поэтому этот метод точен с точностью до градуса. В высоких широтах с помощью отвеса можно увидеть Полярную звезду на фоне опорного объекта, расположенного близко к горизонту, откуда можно определить его пеленг.

Определение по картам и моделям

Приблизительную оценку местного склонения (в пределах нескольких градусов) можно определить из общей изогонической карты мира или континента, например, из тех, что показаны выше. Изогонические линии также показаны на авиационных и морских картах .

Местные карты большего масштаба могут указывать текущее местное склонение, часто с помощью схематической диаграммы. За исключением случаев, когда изображенная область очень мала, склонение может заметно варьироваться в зависимости от протяженности карты, поэтому данные могут относиться к определенному месту на карте. Также может отображаться текущая скорость и направление изменения, например, в угловых минутах в год. На той же диаграмме может быть показан угол севера по сетке (направление линий сетки с севера на юг на карте), который может отличаться от истинного севера.

На топографических картах в Геологической службе США (USGS), например, диаграмма показывает зависимость между магнитным севером в соответствующей области (со стрелкой с пометкой «МН») и истинный север (вертикальная линии с пятиконечной звездой вверху) с меткой рядом с углом между стрелкой MN и вертикальной линией, указывающей величину склонения и этого угла в градусах, милах или обоих.

Прогноз текущего магнитного склонения для данного местоположения (на основе всемирной эмпирической модели глубинных потоков, описанных выше) можно получить в режиме онлайн на веб-странице, управляемой Национальным центром геофизических данных , подразделением Национального управления океанических и атмосферных исследований. Соединенных Штатов. Эта модель построена с учетом всей информации, доступной картографам в начале пятилетнего периода, к которому она подготовлена. Она отражает очень предсказуемую скорость изменений и обычно более точна, чем карта — которая, вероятно, устарела на месяцы или годы — и почти никогда не менее точна.

Читайте также:  Какая земля подходит для туй

Программное обеспечение

Национальное агентство геопространственной разведки (NGA) обеспечивает исходный код , написанный на C , который основан на World Magnetic модели (WMM). Исходный код можно загрузить бесплатно и включает файл данных, обновляемый каждые пять лет для учета движения северного магнитного полюса.

Используя склонение

Регулируемые компасы

Магнитный компас указывает на магнитный север, а не на географический север. Компасы в стиле, обычно используемом для пеших прогулок, включают в себя регулировку наклона в виде лицевой панели, которая поворачивается относительно базовой пластины. Чтобы установить склонение, безель поворачивают до тех пор, пока желаемое количество градусов плюс или минус не окажется между обозначением N на безеле (для севера) и направлением, указанным магнитным концом иглы (обычно окрашенным в красный цвет). Это позволяет пользователю установить истинный пеленг для движения или ориентации, совместив рельефную красную стрелку индикатора на опорной пластине с ориентиром или курсом на карте. Можно сказать, что компас, настроенный таким образом, показывает «истинный север» вместо магнитного севера (до тех пор, пока он остается в пределах области на той же изогонической линии).

На изображении слева N на лицевой панели выровнен с направлением, указанным магнитным концом стрелки компаса, что отражает магнитное склонение в 0 градусов. Стрелка на опорной плите указывает угол наклона 312 градусов.

Нерегулируемые компасы

Чтобы работать как с истинным, так и с магнитным пеленгом, пользователю нерегулируемого компаса необходимо произвести простые вычисления с учетом местного магнитного склонения. В примере слева показано, как преобразовать магнитный пеленг (сделанный в полевых условиях с использованием нерегулируемого компаса) в истинный пеленг (тот, который можно нанести на карту), добавив магнитное склонение. Наклонение в примере составляет 14 ° E (+ 14 °). Если бы вместо этого склонение было 14 ° з.д. (-14 °), вы все равно «добавили бы» его к магнитному пеленгу, чтобы получить истинный пеленг: 40 ° + (-14 °) = 26 °.

Противоположная процедура используется для преобразования истинного пеленга в магнитный пеленг. При локальном склонении 14 ° в.д. истинный пеленг (возможно, взятый с карты) 54 ° преобразуется в магнитный пеленг (для использования в полевых условиях) путем вычитания склонения: 54 ° — 14 ° = 40 °. Если бы вместо этого склонение было 14 ° з.д. (-14 °), вы все равно «вычли бы» его из истинного пеленга, чтобы получить магнитный пеленг: 54 ° — (-14 °) = 68 °.

Навигация

На самолетах и ​​судах существует три типа пеленга : истинный, магнитный и компасный. Погрешность компаса делится на две части: магнитное склонение и магнитное отклонение , причем последнее происходит из магнитных свойств судна или самолета. Отклонение и отклонение — это величины со знаком. Как обсуждалось выше, положительное (восточное) изменение указывает на то, что магнитный север находится к востоку от географического севера. Точно так же положительное (восточное) отклонение указывает на то, что стрелка компаса находится к востоку от магнитного севера.

Компас, магнитный и истинный пеленг связаны между собой:

Общее уравнение, связывающее компас и истинный пеленг, имеет вид

Например, если компас показывает 32 °, местное магнитное склонение составляет -5,5 ° (т. Е. Запад), а отклонение составляет 0,5 ° (т. Е. Восток), истинный азимут будет:

Чтобы вычислить истинный пеленг по пеленгу компаса (и известному отклонению и вариации):

  • Пеленг компаса + отклонение = магнитный пеленг
  • Магнитный пеленг + вариация = истинный пеленг

Чтобы вычислить пеленг по компасу на основе истинного пеленга (и известных отклонений и вариаций):

  • Истинный подшипник — вариация = Магнитный подшипник
  • Магнитный пеленг — отклонение = пеленг компаса

Эти правила часто сочетаются с мнемонической фразой «Запад лучше, Восток меньше всего»; Другими словами, добавьте склонения W при переходе от истинных пеленгов к магнитным пеленгам и вычтите е.

Еще один простой способ запомнить, как применить поправку для континентальной части США:

  • Для мест к востоку от агонической линии (нулевое склонение), примерно к востоку от Миссисипи: магнитный пеленг всегда больше.
  • Для мест к западу от агонической линии (нулевое склонение), примерно к западу от Миссисипи: магнитный пеленг всегда меньше.
  • TC = истинный курс;
  • V = вариация (магнитного поля Земли);
  • MC = магнитный курс (каким был бы курс при отсутствии местного отклонения);
  • D = отклонение, вызванное магнитным материалом (в основном, железом и сталью) на судне;
  • CC = курс компаса.
Читайте также:  Подо мной земля качнулась

Отклонение

Магнитное отклонение — это угол от данного магнитного пеленга до соответствующей отметки пеленга компаса. Отклонение является положительным, если отметка пеленга компаса (например, север компаса) находится справа от соответствующего магнитного пеленга (например, магнитного севера) и наоборот. Например, если лодка выровнена по магнитному северу, а отметка севера на компасе указывает на 3 ° восточнее, отклонение составит + 3 °. Отклонение различается для каждого компаса в одном и том же месте и зависит от таких факторов, как магнитное поле судна, наручные часы и т. Д. Значение также меняется в зависимости от ориентации лодки. Магниты и / или железные массы могут корректировать отклонение, чтобы определенный компас точно отображал магнитные пеленги. Чаще, однако, на карточке исправления указываются ошибки компаса, которые затем можно компенсировать арифметически. Для получения магнитного пеленга необходимо добавить отклонение к пеленгу компаса.

Аэронавигация

Авиационные разрезы (карты) и базы данных, используемые для аэронавигации, основаны на истинном севере и юге, потому что полюса вращения планет не меняют своего положения на ландшафте в такой степени, как магнитные полюса. Тем не менее, низкотехнологичные способы определения истинного севера или юга включают ожидание полудня с палкой в ​​земле, чтобы судить о самой короткой тени, или ожидание ясной ночи, чтобы проконсультироваться с полярной звездой. Напротив, с помощью нетехнологичного магнитного компаса можно определить магнитный север или юг в любое время, поэтому магнитный компас присутствует в каждой кабине, даже сегодня, в эпоху GPS. Когда бортовая электроника выходит из строя, пилоты по-прежнему могут полагаться на бумажные карты и инструменты эдвардианской эпохи, такие как магнитный компас. Однако по-прежнему существует необходимость преобразовать магнитное значение в истинное. На секционных диаграммах пунктирными пурпурными линиями показано изменение числа градусов между истинным и магнитным в любой локальной окрестности на момент печати этой диаграммы. Поскольку истинные местоположения магнитных полюсов со временем меняются, иногда довольно резко, диаграммы и базы данных необходимо обновлять не реже двух раз в год. Еще одна причина частого обновления графиков — строительство (новые высокие радиомачты, реконструкция взлетно-посадочной полосы и т. Д.).

Например, по состоянию на март 2021 года, немного западнее Уинстон-Салема, Северная Каролина, магнитный север составляет 8 градусов к западу от истинного севера ( обратите внимание на пунктирную линию, обозначенную 8 ° з.д. ).

При прокладывании курса некоторые пилоты небольших самолетов рисуют маршрут, используя истинный север на диаграмме (карте), а затем преобразуют истинный север в направлении магнитного севера для навигации в плоскости с помощью магнитного компаса. Затем эти пеленги преобразуются в предполетном плане путем добавления или вычитания местного отклонения, отображаемого на диаграмме разреза.

Радионавигационные средства, расположенные на земле, такие как VOR , также проверяются и обновляются, чтобы они были выровнены по магнитному северу, чтобы пилоты могли использовать свои магнитные компасы для точной и надежной навигации в плоскости.

Взлетно — посадочные полосы обозначены числом между 01 и 36, который , как правило , одна десятой частью магнитного азимута взлетно — посадочной полосой в заголовке : ВПП пронумерованы 09 указует на востоке (90 °), взлетно — посадочная полоса 18 на юге (180 °), взлетно — посадочная полоса 27 очков запада ( 270 °) и взлетно-посадочная полоса 36 указывает на север (360 °, а не 0 °). Однако из-за магнитного склонения иногда приходится менять обозначения ВПП, чтобы их обозначение соответствовало магнитному курсу ВПП. Исключение сделано для взлетно-посадочных полос в Северном внутреннем воздушном пространстве Канады; они пронумерованы относительно истинного севера, потому что близость к Северному магнитному полюсу делает магнитное склонение большим и изменения в нем происходят с большой скоростью.

Системы GPS , используемые для аэронавигации, могут использовать магнитный север или истинный север. Чтобы сделать их более совместимыми с системами, зависящими от магнитного севера, по желанию пилота часто выбирают магнитный север. Приемник GPS изначально считывает истинный север, но может элегантно вычислить магнитный север на основе своего истинного положения и таблиц данных; затем устройство может рассчитать текущее местоположение и направление северного магнитного полюса и (потенциально) любые местные вариации, если GPS настроен на использование показаний магнитного компаса.

Источник