Магнитометр на парах рубидия приемлем для точных измерений быстро меняющихся вариаций магнитного поля, поскольку с его помощью может быть достигнута чувствительность порядка 0,02 гаммы (1 гамма = 10^-5 гаусс = 10^-9 тесла = 1 нТ). Для измерения абсолютных значений интенсивности используют протонный магнитометр.

Солнечные и лунные магнитные вариации. В соответствии с характером записи вариаций на магнитограмме выделяются «магнито-спокойные» и «магнито-возмущенные» дни. Эти магнитные возмущения гораздо более часты и интенсивны в полярных широтах.

Даже в идеально спокойных условиях записи на одной станции магнитные элементы H, D и Z систематически изменяются в зависимости от времени. Эти вариации носят название солнечно-суточной спокойной магнитной вариации и обозначаются S_q; здесь S показывает, что вариация зависит от местного времени обсерватории (т.е. от ее долготы относительно Солнца), а индекс q означает «спокойный».

К северу и югу от экватора вплоть до 30° вариация S_q горизонтальной составляющей H соответственно увеличивается (в северном направлении) в течение дневного времени с максимумом вблизи полудня и уменьшается (в южном направлении) в ночное время; фаза вариации меняется на обратную к северу или югу от экваториального пояса. В северном полушарии S_q склонения D имеет направление на восток в утренние часы и на запад – в послеполуденное время; то же самое относится к вертикальной составляющей Z, которая уменьшается к ночи. Эти изменения D и Z меняют свой знак на обратный к югу от экватора.

Если рассматривать все три элемента совместно, S_q имеет амплитуду, гораздо бльшую днем, чем ночью, что указывает на то, что S_q возникает в результате электрических токов, текущих в ионосфере. Электрические токи, ответственные за возникновение S_q, измеряются с помощью геофизических ракет, запускаемых вблизи экватора.

Осредненные за месяц или год величины амплитуд S_q меняются в соответствии с изменением солнечной активности; они наибольшие, когда на Солнце наблюдается максимум пятен. Амплитуда S_q и, до некоторой степени, ее глобальное распределение ежедневно меняются; тем не менее в этих изменениях не наблюдается простого следования за солнечной активностью.

Имеются и другие регулярные вариации, наложенные на Sq и меняющиеся в зависимости от лунного времени. Эти вариации, названные «лунно-суточными вариациями» (L), представлены главным образом регулярными полусуточными изменениями магнитного поля. Их амплитуда гораздо меньше, чем амплитуда S_q, например, вариация S_q горизонтальной составляющей H колеблется в пределах 30 гамм в низких широтах; колебания L – лишь ок. 3 гамм. Вариация L, в отличие от S_q, почти не выражена на магнитограммах (за исключением геомагнитного экватора, где ее величина необычно велика). Ее можно выделить лишь на основе тонкого математического анализа, в котором S_q и другие вариации подвергаются осреднению. Хотя L варьирует в зависимости от лунного времени, в основном она изменяется в дневные часы, когда электропроводность ионосферы максимальна. Следовательно, вариация L обязана электрическим токам, индуцируемым приливными движениями в нижних слоях ионосферы.

В пределах узкого пояса над магнитным экватором S_q значительно возрастает в полуденные часы. Этот эффект обусловлен существованием «электроджета» – концентрированного электрического тока, текущего в пределах узкого пояса в ионосфере. Лунно-суточная вариация L возрастает с большей скоростью, чем S_q. Полагают, что экваториальный электроджет, текущий с запада на восток, возникает вследствие повышения электропроводности в направлении поперек магнитного поля (которое в этой области направлено горизонтально).

назад   дальше