地球電磁現(xiàn)象物理學(xué)

前言

大學(xué)最重要的功能是向社會(huì)輸送人才。大學(xué)對(duì)于一個(gè)國(guó)家、民族乃至世界的重要性和貢獻(xiàn)度，很大程度上是通過畢業(yè)生在社會(huì)各領(lǐng)域所取得的成就來體現(xiàn)的。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)建校只有短短的五十年，之所以迅速成為享有較高國(guó)際聲譽(yù)的著名大學(xué)之一，主要就是因?yàn)樗囵B(yǎng)出了一大批德才兼?zhèn)涞膬?yōu)秀畢業(yè)生。他們志向高遠(yuǎn)、基礎(chǔ)扎實(shí)、綜合素質(zhì)高、創(chuàng)新能力強(qiáng)，在國(guó)內(nèi)外科技、經(jīng)濟(jì)、教育等領(lǐng)域做出了杰出的貢獻(xiàn)，為中國(guó)科大贏得了“科技英才的搖籃”的美譽(yù)。2008年9月，胡錦濤總書記為中國(guó)科大建校五十周年發(fā)來賀信，信中稱贊說：半個(gè)世紀(jì)以來，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)依托中國(guó)科學(xué)院，按照全院辦校、所系結(jié)合的方針，弘揚(yáng)紅專并進(jìn)、理實(shí)交融的校風(fēng)，努力推進(jìn)教學(xué)和科研工作的改革創(chuàng)新，為黨和國(guó)家培養(yǎng)了一大批科技人才，取得了一系列具有世界先進(jìn)水平的原創(chuàng)性科技成果，為推動(dòng)我國(guó)科教事業(yè)發(fā)展和社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)做出了重要貢獻(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)科大迄今已畢業(yè)的5萬人中，已有42人當(dāng)選中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)工程院院士，是同期（自1963年以來）畢業(yè)生中當(dāng)選院士數(shù)最多的高校之一。其中，本科畢業(yè)生中平均每1000人就產(chǎn)生1名院士和七百多名碩士、博士，比例位居全國(guó)高校之首。還有眾多的中青年才俊成為我國(guó)科技、企業(yè)、教育等領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物和骨干。在歷年評(píng)選的“中國(guó)青年五四獎(jiǎng)?wù)隆鲍@得者中，作為科技界、科技創(chuàng)新型企業(yè)界青年才俊代表，科大畢業(yè)生已連續(xù)多年榜上有名，獲獎(jiǎng)總?cè)藬?shù)位居全國(guó)高校前列。

內(nèi)容概要

地磁場(chǎng)是地球固有的基本特性，它與地球的形成演化過程緊緊伴隨，成為地球生物圈（包括人類）生存的重要環(huán)境條件。本書從形態(tài)學(xué)和物理起源兩個(gè)方面介紹了組成地磁場(chǎng)的四個(gè)主要部分——主磁場(chǎng)、地殼磁場(chǎng)、變化磁場(chǎng)和感應(yīng)磁場(chǎng)。主磁場(chǎng)約占地球總磁場(chǎng)的95％，現(xiàn)在人們普遍認(rèn)為，它起源于地球外核的磁流體發(fā)電機(jī)過程，構(gòu)成了地磁場(chǎng)的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)部分，控制著地磁場(chǎng)的全球分布特征，并經(jīng)歷著緩慢的長(zhǎng)期變化和極性倒轉(zhuǎn)；地殼磁場(chǎng)（也稱巖石圈磁場(chǎng)）起源于巖石剩余磁化強(qiáng)度和感應(yīng)磁化強(qiáng)度，它與地殼巖石組成和熱狀態(tài)有關(guān)，也與巖石形成時(shí)期的地磁場(chǎng)和現(xiàn)今地磁場(chǎng)有關(guān)；變化磁場(chǎng)起源于電離層和磁層的電流體系，雖然只占總磁場(chǎng)的1％，但是它包含著有關(guān)地球空間電磁環(huán)境和空間天氣的豐富信息，并為地下介質(zhì)電性的探測(cè)提供了場(chǎng)源；感應(yīng)磁場(chǎng)是由外部變化磁場(chǎng)在地球內(nèi)部產(chǎn)生的感應(yīng)電流引起的，反映了地球內(nèi)部的電磁性質(zhì)。    本書的讀者對(duì)象是地球物理和空間物理的科學(xué)研究人員以及大專院校有關(guān)專業(yè)的師生，也可供業(yè)余愛好者參考。

書籍目錄

總序前言第一章 緒論　第一節(jié) 電磁場(chǎng)的普遍規(guī)律　第二節(jié) 地磁場(chǎng)的基本特性　第三節(jié) 地磁場(chǎng)的起源　第四節(jié) 地磁異常的意義　第五節(jié) 地球空間電磁環(huán)境　第六節(jié) 地球變化磁場(chǎng)與太陽(yáng)活動(dòng)　第七節(jié) 產(chǎn)生地磁場(chǎng)的電流載體　第八節(jié) 地磁測(cè)量　第九節(jié) 地磁學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史　參考文獻(xiàn)第二章 地球主磁場(chǎng)形態(tài)學(xué)　第一節(jié) 主磁場(chǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)　第二節(jié) 主磁場(chǎng)的球諧分析　第三節(jié) 磁場(chǎng)的多極子分解　第四節(jié) 主磁場(chǎng)模型和地磁坐標(biāo)系　第五節(jié) 國(guó)際參考地磁場(chǎng)　第六節(jié) 主磁場(chǎng)的長(zhǎng)期變化　第七節(jié) 主磁場(chǎng)的西向漂移　第八節(jié) 主磁場(chǎng)的極性倒轉(zhuǎn)和古地磁　參考文獻(xiàn)第三章 地球主磁場(chǎng)的地核起源　第一節(jié) 地球主磁場(chǎng)起源研究的歷史回顧　第二節(jié) 地球發(fā)電機(jī)過程的深部環(huán)境　第三節(jié) 地核中的力學(xué)過程和電磁過程　第四節(jié) 圓盤發(fā)電機(jī)　第五節(jié) 運(yùn)動(dòng)學(xué)發(fā)電機(jī)　第六節(jié) 湍流發(fā)電機(jī)　第七節(jié) 磁流體發(fā)電機(jī)　第八節(jié) 地球發(fā)電機(jī)過程的實(shí)驗(yàn)室模擬　第九節(jié) 地球發(fā)電機(jī)的能源問題　參考文獻(xiàn)第四章 地殼磁場(chǎng)形態(tài)學(xué)　第一節(jié) 地殼磁場(chǎng)的時(shí)空特點(diǎn)　第二節(jié) 地磁異常的描述方法　第三節(jié) 地殼磁場(chǎng)的測(cè)量　第四節(jié) 全球地殼磁場(chǎng)模型　第五節(jié) 區(qū)域地磁異常模型　參考文獻(xiàn)第五章 地殼磁場(chǎng)的磁性巖石起源　第一節(jié) 巖石磁性　第二節(jié) 地磁異常的正演　第三節(jié) 地磁異常的反演　第四節(jié) 地殼磁異常與地殼磁化強(qiáng)度　第五節(jié) 海底磁異常與海底擴(kuò)張　第六節(jié) 衛(wèi)星磁測(cè)及其地球物理意義  參考文獻(xiàn)第六章 地球變化磁場(chǎng)形態(tài)學(xué)第七章 地球變化磁場(chǎng)的空間電流起源第八章 地球感應(yīng)磁場(chǎng)形態(tài)學(xué)第九章 地球感應(yīng)磁場(chǎng)的巖石電性起源第十章 近地空間電磁環(huán)境和空間天氣附錄A 地磁數(shù)據(jù)庫(kù)和資料中心附錄C 地磁儀器原理簡(jiǎn)介彩頁(yè)

章節(jié)摘錄

插圖：用數(shù)學(xué)函數(shù)表示主磁場(chǎng)是十分簡(jiǎn)明和緊湊的形式，對(duì)于定量研究主磁場(chǎng)的時(shí)空特點(diǎn)非常重要，在向上或向下外推磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，研究主磁場(chǎng)成因等場(chǎng)合中，函數(shù)表達(dá)式起著不可替代的作用。最常用來表達(dá)全球主磁場(chǎng)分布的函數(shù)形式是球諧級(jí)數(shù)，它把地磁場(chǎng)表示成偶極子、四極子、八極子等許多分量的和。除了球諧級(jí)數(shù)外，泰勒多項(xiàng)式、矩諧函數(shù)、柱諧函數(shù)、雙調(diào)和函數(shù)、樣條函數(shù)常常用來表達(dá)局部磁場(chǎng)的分布。一般來說，一個(gè)地球物理場(chǎng)總是由許許多多不同的成分組成的。就地磁場(chǎng)而言，從空間分布上來看，有的成分（如偶極子場(chǎng)）具有行星尺度的結(jié)構(gòu)，其展布范圍以地球半徑計(jì)算，有的成分（如大陸磁異常）具有區(qū)域性結(jié)構(gòu)，其尺度為千公里量級(jí)，有的只反映局地特點(diǎn)，分布在幾百公里到幾十公里的范圍內(nèi)，還有尺度更小的成分；從時(shí)間變化上來看，有的成分（如局部磁異常）非常穩(wěn)定，其變化的時(shí)間尺度可能是幾百萬年甚至更長(zhǎng)，有的則是幾千年或幾萬年，還有以年或日為周期的變化成分，更有許多成分變化極為快速；從成因分析，有的成分與地核過程有關(guān)，有的成分決定于巖石圈結(jié)構(gòu)，有的則是由地球外部的電磁過程產(chǎn)生的。

編輯推薦

《地球電磁現(xiàn)象物理學(xué)》試圖用比較通俗的語(yǔ)言，闡明地磁場(chǎng)的一些基本概念：地磁場(chǎng)是什么？它的空間分布和時(shí)間變化有什么特征？地磁場(chǎng)是怎樣產(chǎn)生的？研究地磁場(chǎng)有什么用？未來時(shí)代地磁場(chǎng)會(huì)怎樣發(fā)展？對(duì)于一門歷史悠久、積累豐富而又發(fā)展迅速、日新月異的學(xué)科來說，在如此有限的篇幅內(nèi)要把上述問題交代清楚，并非易事。

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