KamLAND-Experiment and Soliton-Like Nuclear Georeactor
我们给出了一个替代的描述KamLAND实验中产生的新数据，假设存在一个天然的核反应堆的边界上的液体和固体相的地球的核心。分析了反中微子谱的不确定性，我们表明，理论（其中考虑到类孤子核反应堆的功率约20 TW）反应堆反中微子谱描述了良好的精度新的实验KamLAND数据。与此同时，在地球反应器假设框架内计算的混合参数与太阳通量SNO实验数据相比，更接近Kamland实验数据。
2009-02-25 nucl-ex nucl-th physics.geo-ph
Turbulence in the Geomagnetic Field at Earth Surface
本研究利用中国地面磁观测数据，发现地磁场存在Kolmogorov类湍流幂律标度，且垂直地磁变化与大地震显著相关，提出太阳活动能量经湍流传递可能促发地震的物理机制。
2025-08-08 physics.geo-ph
Sensitivity of the Geomagnetic Octupole to a Stably Stratified Layer in the Earth's Core
目前的“类地球”数值发电机模拟能够再现观测到的地磁场的许多特征。一个值得注意的例外是地磁八极分量。在这里，我们调查是否一个稳定的分层层在顶部的核心，一个失踪的成分在标准发电机模拟，可以解释所观察到的地磁八极。通过数值模拟，我们发现稳定层的存在对磁场的八极偶极比有显著的影响。特别地，我们发现60 km的稳定性较强的稳定层或130 km的稳定性较弱的稳定层与观测结果是一致的，而350 km的稳定层与最近的地震学证据所表明的过去10，000年的地球八极场是不一致的。
2018-10-09 physics.geo-ph
Detection of Phase Jumps of Free Core Nutation of the Earth and their Concurrence with Geomagnetic Jerks
利用1984-2003年的VLBI观测数据，利用加权小波Z变换（WWZ）方法和加博函数短时周期图（SPG）方法，直接检测了地球自由核章动（FCN）的相位跳变。在此期间，FCN在1992年和1998年发生了两次重大的阶段性跳跃。这些时期与报告的地磁急动的发生相吻合。
2004-08-05 physics.geo-ph
On the short time prediction of earthquakes in the Balkan- Black Sea region based on geomagnetic field measurements and tide gravitational potential behavior
本文是对2002年1 ~ 6月巴尔干和黑海地区地震短临预报方法进行统计估计的首次尝试。这一发现的实质是地磁局部“震”是未来地震的前兆，其时间由潮汐重力位行为决定。提出了一个巴尔干黑海地区地震“何时何地”预报网络。
2002-10-24 physics.ao-ph physics.geo-ph
On the impact of the geospace environment on so-lar-lithosphere coupling and earthquake occurrence
我们发现，在磁暴在磁层内部产生新的辐射带后大约两个月，在新产生的辐射带的磁场线足迹附近可能发生增加的地震活动性。1991年3月24日，释放和辐射效应组合卫星（CRRES）在一次地磁风暴后探测到一个新的辐射带。此后不久，1991年5月30日，在地磁L~2.69线的足迹内，阿拉斯加发生了7.0级强烈地震。此外，2012年10月28日，加拿大在L~3.3足迹附近发生了7.8级强烈地震，该足迹靠近2012年9月3日地磁风暴后由“范艾伦探测器”卫星探测到的新辐射带的磁力线。由于2015年6月21日的磁暴，在L~1.5-1.8附近新形成的辐射带的磁场线足迹附近，地震活动性也有所增加。我们论证了两种可能的太阳-岩石圈耦合过程：（1）伴随地震孕育过程的岩石圈扰动可以改变全球电路（GEC）中的电场，导致电离层扰动的出现;反之亦然的机制（ii）太阳风在磁层和电离层中产生的扰动，可以改变GEC中的电场，这将导致岩石圈出现扰动。
2022-02-17 physics.geo-ph physics.space-ph
On the impact of the geospace environment on solar-lithosphere coupling and earthquake occurrence
我们发现，在磁暴在磁层内部产生新的辐射带后大约两个月，在新产生的辐射带的磁场线足迹附近可能发生增加的地震活动性。1991年3月24日，释放和辐射效应组合卫星（CRRES）在一次地磁风暴后探测到一个新的辐射带。此后不久，1991年5月30日，在地磁L~2.69线的足迹内，阿拉斯加发生了7.0级强烈地震。此外，2012年10月28日，在加拿大L~3.3足迹附近发生了一次7.8级强烈地震，该足迹靠近2012年9月3日地磁风暴后由“范艾伦探测器”卫星探测到的新辐射带的磁力线。由于2015年6月21日的磁暴，在L~1.5-1.8附近新形成的辐射带的磁场线足迹附近，地震活动性也有所增加。我们论证了两种可能的太阳-岩石圈耦合过程：（1）伴随地震孕育过程的岩石圈扰动可以改变全球电路（GEC）中的电场，导致电离层扰动的出现;反之亦然的机制（ii）太阳风在磁层和电离层中产生的扰动，可以改变GEC中的电场，这将导致岩石圈出现扰动
2022-02-17 physics.geo-ph physics.space-ph
On the anomalous {changes of seismicity and} geomagnetic field prior to the 2011 $M_w$ 9.0 Tohoku earthquake
Xu et al. [J. Asian Earth Sci. { \bf 77}，59-65（2013）]刚刚报道，在2011年3月11日日本东北发生的$M_w$ 9.0级地震之前大约2个月，在距震中大约135 km的测量站，在垂直分量中观测到地磁场的异常变化，持续了大约10天（2011年1月4日至14日）。在这里，我们表明，这一观察是惊人的协议与独立的最近的结果，从日本地震活动的自然时间分析。特别是，该分析显示，在2011年1月5日前后观测到地震活动性的序参量波动达到了前所未有的最小值，从而表明在该日期开始了伴随着异常地磁场变化的强烈的地震电信号活动。从这一天开始，对随后地震活动的自然时间分析表明，预计在2011年3月10日08：40 LT之后的几天到一周内会发生一次强烈主震。
2017-04-24 physics.geo-ph
On the possibility for short time when, where earthquakes prediction with the using geomagnetic field measurements
本文试图探讨短时间地震预报的可能性。当地何时发生地震预测是基于地磁地震与下一个潮汐重力位最小值或最大值之间的联系。预测地震的概率时间窗最小为+/-1天，最大为+/-2天。根据2001-2002年巴尔干、黑海地区地震预报与发震时间差的分布情况，给出了初步的统计估计。后验地震的例子时，在不同的世界地区的预测，使用档案Intermagnet本地数据，给出。在特定的空间和时间尺度上，准确地监测地球表面、地表和上空的电磁场，是实现局部何时、何地地震预测的基础。定期更新地震危险图的信息是必不可少的。地磁场、地壳和大气中的电位分布、地表辐射的时空分布、重力异常图、与季节和日期无关的温度深度分布、水源参数等的监测，是进行局部地区何时、何地、如何发生地震预测的基础（借方、温度、化学成分、放射性）、气体排放、电离层条件参数、地球辐射带参数、太阳风、地壳参数的地震危险图信息（应变、变形、位移）和生物前体。
2003-08-29 physics.ao-ph physics.geo-ph
STEREO and Wind observations of a fast ICME flank triggering a prolonged geomagnetic storm on 5-7 April 2010
2010年4月5日，风号探测器在地球前方探测到一个行星际激波，随后是一个快速（平均速率650公里/秒）的行星际日冕物质抛射（ICME）。在随后的中等磁暴期间（最小Dst = -72 nT，最大Kp=8-），与银河15号卫星的通信中断。我们将STEREO/SECCHI的图像与近地原位观测相联系，并表明ICME在太阳和地球之间没有减速。ICME侧翼导致了一个长时间的风暴增长阶段。这是第一次用立体声日光层成像仪直接观测到这种掠射碰撞。ICME内部的磁云（MC）不能用假设不变方向的方法建模。这些观测结果证实了以下假设：被归类为（1）长持续时间MCs或（2）磁云状（MCL）结构的ICME部分可能是航天器轨道通过ICME侧翼的结果。
2010-10-20 physics.geo-ph physics.space-ph
Co-estimating geomagnetic field and calibration parameters: modeling Earth's magnetic field with platform magnetometer data
地磁场模型依赖于高空间和时间分辨率的磁测数据。CHAMP和Swarm等专门磁测任务的低地球轨道卫星的磁测数据在构建此类模型方面发挥着关键作用。不幸的是，在2010年CHAMP结束之后和2013年底Swarm发射之前，没有来自此类卫星的磁性数据。这限制了我们在3年或更短时间内恢复信号的能力。卫星为导航目的携带的平台磁力计提供的磁力数据，如果经过仔细校准，可能有助于弥补这一数据空白。早期的研究表明，平台磁强计数据可以使用固定的参考场模型进行校准。然而，这种方法可能导致有偏差的校准参数。一种替代方案已被开发的共同估计计划，其中包括同时估计的校准参数和内部地磁场的模型的形式。在这里，我们开发了一个计划，混沌框架的基础上，涉及共同估计的地磁场模型以及校准参数的平台磁强计。使用我们的实现，我们能够推导出从2008年到2018年的地磁场模型，卫星磁数据来自CHAMP，Swarm，长期变化数据来自地面观测站，平台磁强计数据来自CryoSat-2和GRACE。通过实验，我们探索的地磁场和校准参数的估计之间的相关性，并建议如何避免这些。我们发现，平台磁强计数据提供了额外的信息，特别是在太平洋的长期加速度的间隙期间。该研究进一步证明了在地磁场建模中使用平台磁强计数据是有益的。
2021-03-16 physics.geo-ph
The interplay of fast waves and slow convection in geodynamo simulations nearing Earth's core conditions
地面观测站和卫星对地磁场时间变化的测定，可探测到地核缓慢、无惯性对流运动和快速传播、具有惯性的磁流体波相互作用的十年至一年的时间尺度范围。在这里，我们的数字模型，并共同调查这两个重要的功能的帮助下，地球发电机模拟（迄今为止）是最接近的动力学制度的地球核心。这个模型也大大扩大了以前的渐近标度分析的范围。在模型输出中识别出三类水动力波和磁流体波，它们的传播速度都大大超过对流平流：轴对称、地转阿尔文扭转波和非轴对称、准地转阿尔文和罗斯贝波。这些波对地磁加速度的贡献相当于在十年时间尺度上其能量密度谱分布的富集和平坦化，从而对在地磁频率功率谱中观察到的$f^{-4}$范围的范围提供了约束。由波携带的流动和磁加速能量都随着磁扩散时间尺度与阿尔芬时间尺度的比率线性增加，突出了阿尔芬波在信号中的主导地位和在非轴对称尺度下对磁耗散的稳定控制。外推的结果地球的核心条件支持检测的阿尔文波在地磁观测，无论是轴对称扭转振荡或通过非轴对称波引起的地磁急动。相比之下，罗斯贝波似乎太快，携带的磁能太少，在有限的时空分辨率的地磁加速度信号中是不可检测的。
2021-02-12 physics.geo-ph
Can Core Flows inferred from Geomagnetic Field Models explain the Earth's Dynamo?
我们测试了从地磁长期变化数据推断的大尺度速度场产生地球全球磁场的能力。我们的运动发电机计算使用了从地磁场模型反演的准地转（QG）流，因此，包含了类似地球的流动结构，并且可能对地球发电机很重要。此外，QG假设允许从核心表面到主体的流动的直接延长。正如从先前的研究所预期的，我们检验了简单的准地转流不能维持磁场抵抗欧姆衰减。然后在流中引入额外的复杂性，受洛伦兹力作用的启发。事实上，在百年时间尺度上，洛伦兹力可以平衡科里奥利力，严格的准地转可能不是最好的解释。当柱状流被修改以解释洛伦兹力的作用时，当Elsasser数大于0.25，磁雷诺数大于100时，产生了磁场。这表明，我们的大尺度流动捕捉到了相关的特征，地球磁场的产生，而不可见的小尺度流可能并不直接参与这一过程。在阈值附近，所产生的磁场主要由轴向偶极子控制，并有一些反向的磁通补丁。还考虑了时间依赖性，我们发现，从120年到50年的时间周期不影响平均增长最后，我们注意到内核在壳层深处产生的磁场中的足迹，尽管我们在计算中没有包括在内。
2015-11-05 physics.geo-ph
Semi-annual, annual and Universal Time variations in the magnetosphere and in geomagnetic activity: 4. Polar Cap motions and origins of the Universal Time effect
我们使用am，an，as和a-sigma地磁指数来探索磁层电动力学中一个以前被忽视的因素，即地球自转引起的地球磁极朝向和远离太阳的昼夜运动的感应效应。由于南半球（偏心偶极）地磁极与旋转轴的偏移量大约是北半球的两倍，因此预测那里的影响大约是振幅的两倍。半球的差异以前已经讨论了在极地电离层电导率，我们允许通过研究偶极倾斜效应的指数的一年中的时间变化的影响。的电场在地心坐标系中的感应示出也是一个重要的因素，并给出了调制的电压施加的太阳风流在南半球的典型的30%的昼夜调制的干扰间隔上升到76%，在安静的时候。朝向/远离太阳的运动减少/增强了直接驱动的电离层电压，并减少/增强了储存在近地尾部的磁能：10%的影响是直接驱动的，90%是尾部能量储存/释放。结合太阳风动压和偶极倾斜对近地尾压力平衡的影响，这一效应很好地解释了观测到的磁层驱动力输入的Russell-McPherron模式如何转化为平均地磁活动的分点模式（在对偶极子倾斜对电离层电导率的影响进行校正后），加上明显的UT变化，最小值在02- 10 UT。此外，我们表明，预测和观察到的UT变化的平均地磁活动的影响，也显示净UT变化的最大事件的发生。
2020-12-24 astro-ph.EP physics.geo-ph physics.space-ph
Simulating geomagnetic reversals through 2D Ising systems
在这项工作中，二维伊辛系统被用来模拟地球的磁场的逆转。每一次自旋都被认为是地球发电机中的一个环电流，磁化强度与场强成正比。鉴于该系统的一些物理少盘建模的相对成功，所有模拟都在小型系统中实现。温度T被用作调谐参数。它起着外部扰动的作用。幂律分布之间的逆转。当系统规模增加时，幂律的指数渐近地趋向于非常接近-1.5的值，通常被认为是这种现象的正确值。根据T和Tc的接近程度，反转期的平均持续时间会发生变化。这样，就有可能在模型和大致明确的反转记录时期之间建立一种平行关系。提出了今后工作的一些可能趋势。
2006-05-05 physics.gen-ph physics.geo-ph
Locating multiple magnetized anomalies by geomagnetic monitoring
地球壳层中磁化异常的存在中断了地磁场。我们考虑通过监测地磁场的变化来识别异常的反问题。受文献[5]中理论上唯一可识别性结果的启发，我们发展了一种新的定位多个磁化异常的数值方法。在我们的研究中，我们不假设产生地磁场的源，地球的核心和磁化异常的介质配置是先验已知的。重建方案的核心是一种新的成像泛函，其定量行为可用于识别异常。严格的分析和广泛的数值实验，以验证所提出的重建方案的有效性和有前途的功能。
2023-01-28 cs.NA math.AP math.NA
Time-dependent low latitude core flow and geomagnetic field acceleration pulses
我们提出了一个新的模型的时间依赖流在低纬度地区的地球核心在2000年和2018年之间，来自磁场测量船上的{ \it Swarm}和CHAMP卫星和地面磁观测站。该模式称为{ \it CoreFlo-LL.1}，它由一个没有强加对称性的定常背景流和一个由地转和准地转分量主导但也允许弱偏离赤道对称性的时变流组成。我们发现，赤道地区的核幔边界下是一个地方的蓬勃发展，本地化，流体运动;随时间变化的流集中在低纬度地区靠近核心表面是能够重现快速的场变化观察到的非极地纬度和地球表面以上。磁场加速脉冲是由该区域内非纬向方位流加速的交替爆发产生的。这种加速度符号的变化可以在一年或更短的时间内发生，当涉及的结构是大空间尺度时，它们可以引起地球表面的地磁颠簸。
2019-11-07 physics.geo-ph
Geomagnetic spikes on the core-mantle boundary
地球磁场的极端变化发生在公元前1000年左右的黎凡特地区，当时磁场强度迅速上升和下降了2倍。目前，在这种强度尖峰和核心地球发电机产生的全球磁场之间不存在连贯的联系。在这里，我们表明，黎凡特尖峰必须跨越地球表面的经度超过60度，如果它起源于核幔边界（CMB）。几个低强度的数据是不符合这个几何约束，但年龄的不确定性表明，这些数据可能已经采样的领域之前出现的尖峰。最能满足能量和几何约束的模型产生8-22度宽的CMB尖峰，峰值在O（100）mT。我们认为，黎凡特尖峰反映了强烈的CMB通量补丁，在迁移西北，促进偶极子场的增长之前增长的地方。欧姆加热的估计表明，扩散过程可能支配地磁尖峰的最终衰减。
2017-09-01 physics.geo-ph
Interannual Magneto-Coriolis modes and their sensitivity on the magnetic field within the Earth's core
本研究针对地球液态外核中的磁-科里奥利（MC）模态，提出高效求解特征值问题的新计算工具，分析不同背景磁场的影响，发现仅非轴对称背景场能支撑与近年地磁变化一致的模态，为理解地磁年际变化提供新依据。
2024-06-24 physics.geo-ph
The electromagnetic fields under, on and up Earth surface as earthquakes precursor in the Balkans and Black Sea regions
本文论证了地磁场的精确测量分析和当地潮汐重力位的行为可以作为地震前兆
2002-02-10 physics.ao-ph physics.geo-ph
Degradation of signals and operation failures of radio engineering satellite systems during geospace disturbances accompanied by abrupt changes in the geomagnetic field
在强磁暴期间，电离层无线电信号的距离、频率多普勒频移和到达角的测量误差至少超过磁力宁静天的测量误差一个数量级。这可能是目前卫星无线电工程导航、通信和雷达系统以及超长基线无线电干涉测量系统性能下降的原因。中纬度地区的相对相位滑移密度比磁静磁力宁静日的平均值至少高出1 ~ 2个数量级，这只占GPS观测总密度的百分之几。此外，位于地球向阳侧的GPS卫星的相位滑移水平比地球相反侧大5-10倍。
2002-12-17 physics.geo-ph
The CHAOS-7 geomagnetic field model and observed changes in the South Atlantic Anomaly
利用低轨卫星{ \it Swarm}、CryoSat-2、CHAMP、SAC-C和Crysted的磁场观测资料，以及地面观测资料月平均值的年际差异，建立了1999 - 2020年近地地磁场随时间变化的CHAOS-7模型。CHAOS-7模型包括一个随时间变化的内部场，球谐度为20，一个静态内部场，合并到LCS-1岩石圈场模型超过25度，磁层场及其感应对应模型，描述卫星矢量磁力计对准的欧拉角估计，以及CryoSat-2磁力计校准参数。只有满足严格的地磁静止时间标准（包括所有纬度IMF $B_z$和$B_y$的条件）的暗区数据才用于场估计。模型参数估计使用迭代重新加权正则化最小二乘程序;与以前版本的混沌模型相比，在高球谐度下放松了随时间变化的内部场的正则化。我们使用CHAOS-7来调查地磁场的近期变化，研究自2014年以来南大西洋弱场异常和太平洋地区快速场变化的演变。在地球表面，南大西洋异常的第二个极小值现在在非洲西南部很明显。格林函数的核幔边界径向场的表面强度表明，这一功能与南非下的反向通量功能的运动和演化。主异常的持续增长和减弱与南美洲下方反向通量的西向运动和聚集有关。
2020-10-21 physics.geo-ph
An analysis of the fluctuations of the geomagnetic dipole
通过将地球的虚轴偶极矩（VADM）的强度与Fokker-Planck方程联系起来，分析了VADM强度随时间的演化。Fokker-Planck方程描述了具有VADM依赖漂移和扩散系数的随机游走。我们首先证明，我们的方法是能够检索正确的形状的漂移和扩散系数从测试模型产生的时间序列。对Sint-2000数据的分析表明，地磁偶极模的线性增长时间为13 ~ 33 kyr，增长率的非线性猝灭遵循[1-（x/x 0）^2]型二次函数。在理论上，VADM的扩散运动预期由乘性噪声驱动，并且相应的扩散系数与偶极子强度成二次比例。然而，Sint-2000 VADM数据的分析揭示了一个扩散，它只依赖于偶极强度非常弱。这可能表明磁场抑制了地球外核中湍流速度的幅度。
2007-07-04 physics.geo-ph
Relations between variability of the photospheric and interplanetary magnetic fields, solar wind and geomagnetic characteristics
大尺度太阳磁场拓扑结构对日冕、日球层结构和地磁扰动有很大影响。我们分析了过去三个太阳活动周所获得的资料，以揭示世界天文台小组在30个日纬度高度沿视线所测得的光球场之间的关系，第一篇论文的主要目的是直接比较光球磁场的基本结构和动力学，行星际磁场%太阳风和地磁参数，而不使用理论假设，模型，物理预期等。Gavryuseva的第二篇论文，2018 d介绍了地球轨道上太阳风的不同特征之间的关系，以及OMNI团队提供的地磁参数。本文分析了最近三个太阳活动周的资料，揭示了世界天文台观测组在日纬度-75到75度观测的光球场与行星际磁场、地球轨道太阳风的不同特征和地磁参数之间的关系。%由OMNI团队提供。日光层和地磁数据被发现分为两组，其特征在于它们的响应变化的太阳磁场纬向结构上的短和长的时间尺度。
2018-02-09 astro-ph.SR physics.geo-ph physics.plasm-ph
Evolution of the inner core of the earth: consequences for geodynamo
利用地核演化模型和日长观测，考虑了无量纲地球发电机参数的变化。演化模型包括冷却的液体绝热核心，增长的固体核心，并在核心的外部与亚绝热温度梯度的区域。该模型涵盖了过去4.5Ga到未来1.5Gy的时间段，给出了热对流和成分对流的能源演化以及对流带的空间尺度。这些量用于Ekman、Rayleigh和罗斯贝数估计。到目前为止，这些数字决定了地磁场的产生机制，我们讨论了地球演化过程中地磁场的演化。
2019-05-22 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Polar ionospheric currents and high temporal resolution geomagnetic field models
在CHAOS框架内提出一种共同估计极区电离层场气候模型与内部及磁层场的新方法，有效降低了极区电流对核磁场时间导数的污染，并揭示了内部场模型中的年度振荡现象。
2023-09-08 physics.geo-ph physics.space-ph
A New Global Theory of the Earth's Dynamics : a Single Cause Can Explain All the Geophysical and Geological Phenomena
本文在描述了与现行板块构造理论相关的所有矛盾之后，提出了一个单一原因可以解释所有地球物理和地质现象的模型。地球活动的根源在于地幔和固体内核的角速度之差。两个球体之间的摩擦产生热量，这是构成大部分液态外核的熔融铁的原因，也是全球热流的来源。固体内核的角速度应该保持稳定，而地幔的角速度取决于陀螺力（包括加速度）和由于外部吸引力而减慢，主要是2900公里厚的地幔板块的运动。因此，地磁场的变化是地幔相对于内核的角速度变化的直接结果。因此，地质时代的生物和构造演化都是由于这些现象。因此，纪元的极限正好与地磁场的零通道相吻合。在这里，我们展示了大约2.3亿至2.5亿年的周期，这些周期表现出地幔角速度变化、地磁变化和气候之间的相关性，使我们能够预测未来的事件：当前全球变暖与地球磁场减少平行。
2005-02-24 physics.geo-ph
The electromagnetic fields under, on and over Earth surface as when, where and how earthquake precursor
本文对利用地磁场信号统计估计巴尔干-黑海地区何时发生地震预测进行了尝试。英国（哈特兰），土耳其（坎迪利）和印度（Alibag）地区的方法的初步测试。根据地磁场、地壳电位分布、大气电位分布、地壳温度分布、重力异常图、与季节和日期无关的温度深度分布、水源参数等实验数据，逐步研究建立何时、何地、如何地震预测区域网络系统的方案提出了地球物理学的基本概念，包括地球物理学的基本概念（地壳结构、温度、化学成分、放射性）、气体排放、电离层条件参数、地球辐射带、太阳风、地壳参数（应变、形变、位移）和生物前兆。其中，考虑海洋和大气潮汐影响的地球表面潮位模拟、多分量相关分析、流体动力学和麦克斯韦方程组中的非线性反问题方法等方面的研究成果尤为重要。今天几乎实时的技术GIS的存档，分析，可视化和解释的数据和非线性反问题的方法，建立理论模型的参数行为，相关性和动力学必须使用。
2003-02-11 physics.geo-ph
Factors Influencing the Earth's Magnetic Field Evolution
本文研究了古地磁场特征（古强度和反转频率）的行为与可能与地幔径向热传导和地球自转速度有关的内生和宇宙生过程的循环重现之间的关系。结果表明，内生过程影响反转的古强度和频率的行为。与羽状流一起鉴定的大型玄武岩喷流伴随着古强度（30-40）%的变化和反转频率。由地幔柱形成引起的古强度变化的特征时间间隔为10-20 Ma。根据裂陷作用、活化作用和拉压旋回的不同阶段，古强度变化幅度为15- 30%.分析了地月日系统演化过程中地磁场行为与地球自转速度变化的关系。因此，根据地月距离变化的阶段（周期性约200 Ma）的平均值的古强度变化的一个因素。此外，反转频率、极性不对称性和古强度变化特征也发生了变化。
2008-06-19 physics.geo-ph
Modelling the earth's geomagnetic environment on Cray machines using PETSc and SLEPc
英国地质调查局的全球地磁模型，地球磁环境模型（MEME），是计算地球磁场的重要工具，地球磁场是不断变化的。虽然从地面观测站和卫星收集数据的能力已经增长，但代码的内存限制性质已经证明了现代科学所需的建模问题大小的限制。在本文中，我们描述的工作取代定制的，顺序的，本征解算器与SLEPc软件包求解系统的正常方程。这项工作有双重目的，突破代码的内存限制，从而通过支持在分布式机器上执行来支持更大系统的建模，并提高性能。但是当采用SLEPc时，它不仅仅是求解正规方程，而且从根本上讲，我们如何构建和分发数据结构。我们描述了一种方法，用于建立对称矩阵的方式，提供了良好的负载平衡，避免了需要密切协调的进程之间或复制的工作。我们还研究了代码的内存限制性质，并结合详细的分析软件缓存预取显着优化。性能和伸缩性的探索ARCHER，一个Cray XC30，在那里我们实现了294倍的速度，通过替换模型的定制方法与SLEPc的求解器。这项工作还提供了对更大的系统尺寸建模的能力，高达100，000个模型系数。这种大规模的建模系统的一些挑战进行了探讨，并缓解，包括混合MPI+OpenMP以及使用迭代求解器也被认为是。这项工作的结果是一个现代MEME模型，不仅能够模拟最先进的地磁学所要求的问题大小，而且还可以作为SLEPc库实用性的进一步证据。
2020-10-01 cs.DC physics.geo-ph
Current Distribution Models for the Earth's Main Magnetic Field: A Discrete Inverse Theory Approach
采用传统的离散逆理论方法计算了地球主地磁场的电流源模型。源结构是放置在地球核心表面和地球表面的球形表面。该数据集包括MAGSAT卫星1979年进行的测量。由此产生的电流分布进行了讨论的偶极和电流回路模型。
2013-12-17 physics.geo-ph
Geomagnetic field intensity in the middle jurassic - oligocene
本文总结了俄罗斯板块及邻区沉积岩（167 - 23）Ma期间地磁场强度的研究结果。对这一时间段内沉积岩和热磁化（PINT 12）岩石的古强度数据进行了联合分析。结果表明，古地震烈度的变化是混沌的。地磁场的交替爆发和平静状态时期是间歇性过程的典型特征，是侏罗纪-古近纪开始地质间隔的一个特征。研究了不同地质时期的古地震强度分布。结果表明，累积分布函数（CDF）的古强度值是最好的近似的幂函数。幂函数的指数随地质时间间隔的不同而变化，古地磁资料的分析表明，地磁场产生的介质是湍流的。与侏罗纪和古近纪相比，白垩纪地球液核中的湍流增强。
2014-10-02 physics.geo-ph
Peculiarities of geomagnetic field behavior near boundary of the mesozoic - cenozoic
本文总结了中侏罗世-新近纪（167-12）Ma的沉积岩古地磁强度测定结果。结果表明，在（167-67）Ma（中侏罗世-白垩纪）期间，古地震强度变化的平均值和振幅增大。古地震烈度的平均值在古近纪-古近纪界线前达到最大值。在古近纪，古地震强度变化的平均值和振幅都减小。在白垩纪-开始的古近纪周期性变化的振幅古强度变化的特征时间为几百万年已被观察到。结果表明，古强度变化的周期与海进-海退旋回（T-R旋回）相吻合。这可以被认为是对关于地核过程与构造过程之间关系的假设的确认。
2017-07-27 physics.geo-ph
Geomagnetic semblance and dipolar-multipolar transition in top-heavy double-diffusive geodynamo models
地球液态外核的对流是由热和化学扰动驱动的。本研究的主要目的是研究双扩散对流磁场产生的影响，通过三维全球地球发电机模型，在所谓的“头重脚轻”制度的双扩散对流，当热和成分背景梯度不稳定。使用线性本征解算器，我们首先确认，相比于标准的单扩散配置，对流的发病是由另外的第二个浮力源促进。接下来，我们进行系统的参数调查进行$79$数值发电机模拟。我们表明，对于对流输入功率在其热成分和化学成分之间的任何分配，模拟磁场和地磁场之间都可以达到良好的一致性。相反，偶极主导和多极发电机之间的过渡被发现强烈依赖于浮力强迫的性质。经典的参数，如当地的罗斯贝数或赤道对称的程度的流动，预计将支配这种转变，未能捕获偶极击穿。力平衡的尺度相关分析表明，当惯性力与主导长度尺度下的洛伦兹力之比达到$0.5$时，无论浮力如何分配，都会发生过渡。积分动能与磁能之比$E_k/E_m$提供了该力比的合理代表。考虑到地核中的$E_k/E_m \ll 1$，地球发电机预计将在远离偶极-多极转变的地方运行。由此看来，地磁极性倒转的发生不太可能与地核中惯性力振幅的剧烈而准时的变化有关，必须寻找另一种机制。
2021-05-10 astro-ph.EP physics.flu-dyn physics.geo-ph
Variability modes in core flows inverted from geomagnetic field models
液态金属在地核内的流动产生了地磁场及其时间变化。了解这些深层电流的变化对于改善影响人类空间和航空活动的地磁场变化的预测至关重要。此外，它还可以提供关于核心动态的相关信息。本研究的主要目标是提取和表征核心流百年期间的主要变异模式，并评估其统计鲁棒性。为此，我们使用的流量，我们从两个地磁场模型（gufm 1和COV-OBS）反演，并应用主成分分析和奇异值分解的耦合场。由两种地磁场模型反演的准地转的准地转的（QG）流具有相似的特征。然而，COV-OBS具有较低的能量平均值和较大的时间变异性。流量分量的统计意义进行了测试，从分析上进行的子领域的整个域。自举方法也被用来提取显着的流动功能所需的gufm 1和COV-OBS。三个主要的经验环流模式出现，同时受到两个地磁场模型，并预计将是强大的对特定的先验用于建立它们（大规模QG动态）。模式1在中/高纬度地区有三个大涡旋，在大西洋和太平洋半球有相反的环流。有趣的是，模式2解释了地球核心角动量的大部分变化。在这种模式中，切向圆柱体和赤道附近的区域是相关的，并且以80到90年的周期振荡。这两种模式的能量都足以改变平均气流，有时会加强偏心环流，有时则会将其分解为较小的环流。三种主要环流模式加在一起的平均流量占约70%的流量变异，90%的均方根总速度，和95%的长期变化引起的总流量。计算模式的直接物理解释并不简单。然而，在不同的核心动力学研究中发现的两个…
2014-12-01 physics.geo-ph
Joint Bayesian inference of Earth's magnetic field and core surface flow on millennial timescales
Lund University（隆德大学）；Univ. Grenoble Alpes, Univ. Savoie Mont Blanc, CNRS, IRD, Univ. Gustave Eiffel（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、萨瓦-蒙布朗大学、法国国家科学研究中心、法国国家科研所、古斯塔夫·埃菲尔大学）；Institut de Physique du Globe de Paris, CNRS, Université Paris Cite（巴黎地球物理研究所、法国国家科学研究中心、巴黎 Cité 大学）
提出一种贝叶斯框架，利用考古/古地磁数据直接重建过去9000年地球磁场与核表面流的耦合演化，通过高效离散边缘化年龄不确定性解决高维反演难题。
2026-04-03 physics.geo-ph
Abrupt global events in the Earth's history: a physics perspective
地球历史的时间轴揭示了过去5.42亿年地质记录的准周期性，在时间尺度上接近100万年。这种准周期性的起源是什么？定义地质时间尺度边界的全球事件的性质是什么？我认为，一个单一的机制是负责所有三种类型的事件：质量的波动，地磁极性逆转，海平面波动。该机制是快速的，并且涉及显著的能量释放。这种机制不太可能有天文学的原因，既因为涉及的能量，也因为它的行为准周期性。它必须在地球本身中寻找。它必须能够逆转地球的磁场。最后一个要求使它与地磁场起源的共识模型--在地球流体核心中运行的磁流体发电机--不相容。在本文的第二部分，我表明，大量的看似无关的地球物理和地质数据可以理解在一个统一的方式，如果地球的主要磁场的来源是一个~200公里厚的岩石圈，反复磁化的甲烷驱动的海洋喷发，产生海洋流动的发电机行动能力的结果。喷发是由浮力和溶解气体的出溶作用的相互作用驱动的，这些溶解气体积聚在易于停滞和缺氧的海洋水体中。极性反转、质量分离和层序边界是这些喷发的结果。与地磁的共识模型不同，这种情况与古地磁数据一致，表明“[地磁极性]反转期间的方向变化可能非常快，可能发生在从一个倾斜偶极状态到另一个倾斜偶极状态的几乎瞬间跳跃。
2018-10-26 astro-ph astro-ph.EP physics.geo-ph
Atmospheric ionization rates during a geomagnetic reversal
地球磁偶极子场的Matuyama-Brunhes反转发生在0.78 Ma前，这一时期的详细时间分辨古地磁数据是可用的。预计地磁极性倒转将影响宇宙射线通量，进而可能影响大气电离率。在这项研究中，产生大气电离的基础上输入磁场的全球模型。以随时间变化的古地磁数据为输入，产生了反转期间大气电离率的三维时间序列。结果表明，随着偶极子场的减弱，低纬度地区的大气电离增强。增加是因为。在地表为25%，在高层大气中高达5倍。在全球范围内，电离率在地表增加约13%，在高层大气中增加到2倍，而极地地区基本上不受影响。最后，由于太阳11年周期而引起的电离变化受到反转的极大影响。太阳活动最小值和最大值之间大气电离的相对变化在2到2个数量级之间。所有大气电离数据均可下载。
2022-09-07 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.ao-ph
Secular variation signals in magnetic field gradient tensor elements derived from satellite-based geomagnetic virtual observatories
我们提出的本地时间序列的磁场梯度张量元素在卫星高度推导出使用地磁虚拟天文台（GVO）的方法。梯度元素的时间序列计算在4个月的箱子上的一个近似等面积分布的全球网络。这使得全球调查的梯度张量元素的时空变化。系列是根据Swarm和CHAMP卫星飞行任务收集的数据得出的，使用矢量场测量及其沿轨道和东西差异（如果有的话）。我们在梯度张量元素的第一时间导数中找到了2017年区域长期变化脉冲（jerk）事件的证据。这一事件发生在太平洋区域的低纬度地区。无论采用何种数据选择标准，它都具有相似的剖面和振幅，并且与内部势场拟合良好。与使用标准GVO矢量场系列构建的模型相比，从GVO梯度系列构建的内部磁场的球谐模型在近带状谐波中显示出较低的散射。GVO梯度元素系列是压缩低地球轨道卫星收集的关于地磁场变化的时空信息的有效手段，这可能证明对核心流反演和地球发电机数据同化研究有用。
2022-04-01 physics.geo-ph
Modeling and predicting the short term evolution of the Geomagnetic field
模拟了1900.0-2014.0年期间地球核幔边界磁场和流动的耦合演化。为了约束系统的动力学行为与核心场模型来自地球的磁场的直接测量，我们使用了EnergyKalman滤波算法。通过模拟可能的状态的合奏，访问所考虑的字段的完整的统计特性是可用的。此外，该方法能够提供预测并评估其可靠性。在这项研究中，我们可以强调两种不同的流态的共存。一个与大规模的偏心环流的一部分，这在时间上演变缓慢，并保留了很长的记忆，它的过去，和一个更快的一个与小规模的速度场。我们发现，后者可以表现出快速变化的局部地区。这两种机制的结合可以很好地预测日长的年代际变化，但也可以解释这些变化的物理预测和观测趋势之间的差异。后报测试表明，该模型是很好的平衡，它可以提供准确的短期预测的平均状态及其相关的不确定性。然而，磁场预测受到不同速度场尺度的高随机率的限制，并且在大约2000年的预测之后，无法恢复关于核心场的可靠信息。
2017-10-17 physics.geo-ph
Did lunar tides sustain the early Earth's dynamo?
ENS de Lyon（里昂高等师范学院）；CNRS, ENS de Lyon, Univ. Lyon 1, LGL-TPE（法国国家科学研究中心，里昂高等师范学院，里昂第一大学，LGL-TPE）；Université Grenoble Alpes, CNRS, ISTerre（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，ISTerre）
研究评估了月球潮汐力是否能维持地球早期地磁场，提出新的磁场标度定律，认为潮汐力不足以解释古老地磁场，支持其他起源机制。
2026-02-23 physics.geo-ph
