Core-surface kinematic control of polarity reversals in advanced geodynamo simulations
本文通过数值模拟提出并验证了一种纯运动学的地磁极性反转机制，即核-幔边界表面下上升流减弱导致偶极子失稳反转，并表明弱分层条件下单一模型可重现从数十年到数百万年的地磁变化。
2025-05-08 physics.geo-ph
A paradigmatic model of Earth's magnetic field reversals
地球磁场的不规则极性反转在过去的几十年里引起了人们的极大兴趣。尽管最近对地球发电机的数值模拟显示了很好的极性过渡，但逆转的原因和基本机制还远未被理解。使用一个典型的平均场发电机模型与球对称的螺旋湍流参数α，我们属性的反转的基本特征的磁场动力学在附近的一个例外点的非自伴发电机运营商的频谱。在这种特殊的（分支）点的平方根类型的两个真正的特征值合并，并继续作为一个复杂的共轭对的特征值。特别着重于数值计算的时间序列与古地磁观测的比较。结果表明，所考虑的发电机模型具有高的超临界性可以解释所观察到的时间尺度和不对称形状的反转与缓慢的衰减和快速的字段恢复。
2006-01-03 astro-ph physics.geo-ph physics.plasm-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
Inferring basic parameters of the geodynamo from sequences of polarity reversals
利用地球磁场的极性反转的非对称时间依赖性和各种统计特性来推断地球发电机的一些最重要的参数，其中包括有效（湍流）磁扩散率，超临界度，以及周期性强迫的相对强度，这被认为是由于米兰科维奇周期的地球轨道偏心率。一个时间步进的球对称α ^2发电机模型被用作一个反问题求解器的核心，它以下坡单纯形法的形式收敛到与古地磁数据惊人对应的解。
2008-08-25 astro-ph physics.flu-dyn physics.geo-ph
Statistical analysis and modeling of variations of the earth's magnetic field
本文对100年至400万年时间尺度的海洋柱状沉积物和古地磁资料中的地球磁场偶极矩进行了功率谱分析。功率谱与1/f成比例，其中f是频率。这些分析补充了以前的工作，以前的工作建立了时间尺度小于100年的变化的1/f^2谱。功率谱分析的倾斜度和decadescent推断从湖泊沉积物的时间尺度为10年至30万年也进行了。光谱在3 kyr以上的时间尺度上是恒定的，在500年到3 kyr的时间尺度上与1/f^2成比例，在500年以下的时间尺度上也是恒定的。3 kyr时间尺度与四极矩的衰变时间有关。我们测试的假设，反转是偶极强度与1/f频谱的变化的结果，偶尔是大到足以跨越零强度值。合成副法线时间序列与1/f功率谱表示在地球的偶极矩的变化。这些时间序列的合成反转显示出与反转记录良好一致的统计数据。1/f噪声行为再现与模型的磁扩散在地球的核心驱动的发电机行动建模为随机放大或破坏的本地磁场。
1997-05-26 cond-mat physics.geo-ph
A new deterministic model for chaotic reversals
提出了一个新的三个耦合常微分方程的混沌系统，该系统仅限于二次非线性项。各种各样的动态制度的报告。对于某些参数，混沌反转的振幅产生的危机引起的不稳定性，下面的机制不同于通常观察到的类似的确定性模型。尽管它很简单，但这个系统因此产生了丰富的动力学，能够模拟更复杂的物理系统。特别是，与地球的磁场反转的比较显示出令人惊讶的良好的协议，并突出了确定性混沌描述地磁场动态的相关性。
2012-03-02 nlin.CD physics.geo-ph
Additional information for the paper `Entropy of seismic electric signals: Analysis in natural time under time-reversal'
论文提交后，2005年10月17日和10月20日发生了三次震级约为6.0-单位的强震，震中位于爱琴海，距离MYT台100 km，记录到\em到$M_4$的强烈信号（在正文中进行了分析）。这在实验上证实了我们用于将这些信号分类为地震电信号（SES）的建议标准。此外，我们表明，如果我们遵循[P.A. Varotsos，N. V. Sarlis，H. K. Tanaka和E. S. Skordas { \it Phys. Rev. E} { \bf 72}，041103（2005）]，SES启动后地震活动性的自然时间分析允许以非常高的精度估计临震的时间窗。
2006-01-23 physics.data-an physics.geo-ph
Magnetic field reversals and long-time memory in conducting flows
采用一个简单的理想磁流体动力学模型在球形几何形状，我们表明，无论是旋转或有限的磁螺旋度的存在下，足以引起动态反转的磁偶极矩。该模型的统计特征与地球磁场反转的统计特征相似，当存在旋转时，这种相似性更强.支持长时间相关、$1/f$噪声和反转统计之间的联系，与早期的建议一致.
2014-09-26 astro-ph.EP physics.flu-dyn physics.geo-ph
Magnetic reversals in a geodynamo model with a stably-stratified layer
Laboratoire de Physique de l’École normale supérieure, ENS, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris Cité（巴黎高等师范学院物理实验室，ENS，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，索邦大学，巴黎西岱大学）；Institute Universitaire de France (IUF)（法国大学研究所）
该研究通过数值模拟揭示了稳定层对地磁发电机中磁反转过程的影响，发现稳定层促进磁反转并改变偶极和四极磁场分量的增长特性。
2026-01-21 physics.flu-dyn physics.geo-ph
A route to magnetic field reversals: an example of an ABC-forced non-linear dynamo
我们用数值方法研究了具有ABC强迫的空间周期MHD系统的非线性行为。大多数计算是在磁雷诺数从0增加到60和一个固定的运动学雷诺数，足够小的平凡的解决方案与零磁场是稳定的速度扰动。在临界磁雷诺数的平凡的解决方案的不稳定性的发病的主导特征值的运动发电机问题是真实的。与分岔理论一致，在此分岔中出现了具有非零磁场的新的定态。随后的分叉进行了研究。一个政权被检测到，其中的磁场取向的混沌变化（类似于磁场反转）中观察到的系统的时间演化。
2003-02-10 physics.flu-dyn 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
Bistability between equatorial and axial dipoles during magnetic field reversals
对存在非均匀加热的地球发电机进行了数值模拟。我们研究了赤道对称性被破坏时的磁场的动力学和结构。如果对称性破缺足够强，m = 0轴向偶极场被半球形磁场取代，半球形磁场由振荡的m = 1磁场主导。此外，对于适度的对称性破缺，观察到的轴向和赤道偶极子之间的双稳态。在这一机制下，轴向磁场呈现出极性的混沌开关，在过渡期间涉及赤道偶极子。这种新的情况下，磁场逆转的地球发电机的框架内进行了讨论。
2012-03-19 nlin.CD physics.flu-dyn physics.geo-ph
Reversals in nature and the nature of reversals
地球磁场的反转的不对称形状表明可能与松弛振荡，因为他们早期讨论的范德波尔。一个简单的平均场发电机模型与球对称的$α$系数进行了分析，鉴于这种相似性，并进行比较的时间序列和相空间轨迹与古地磁测量。对于高超临界发电机的一个非常好的协议与数据实现。分析了数值反演序列与泊松统计的偏差，并与古地磁资料进行了比较。内核的作用进行了讨论，在光谱理论的背景下，参数和数值证据编译的内核的增长可能是重要的反转率的长期变化和超时的发生。
2007-01-02 astro-ph physics.flu-dyn physics.geo-ph
Statistical analysis of magnetic field reversals in laboratory dynamo and in paleomagnetic measurements
地磁场极性反转时间分布的统计特性通常被假定为一个变速率更新泊松过程的实现。然而，最近已经表明，极性反转强烈偏离当地泊松统计，因为时间聚类。这样的集群产生于潜在的发电机过程中的长程相关性的存在。最近实现的实验室发电机也显示了逆转。实验室和古地磁数据都具有长程相关性。
2010-03-02 physics.data-an physics.geo-ph physics.plasm-ph
