Основные сведения о земном магнетизме

После появления компаса, казалось, моряки получили надежный прибор для ориентации в море. Но компас, а вернее магнитная стрелка, имела свои секреты, которые еще не были раскрыты. Мореплаватели считали, что северный конец магнитной стрелки показывает точно на север. Однако это было не так: Мореплаватели привыкли приблизительно ориентироваться в море и до поры до времени их устраивала точность ориентации по магнитному компасу. Но с дальнейшим развитием судоходства моряки, совершая все более дальние плавания, стали замечать, что магнитная стрелка указывает не на географический север (N), или, как принято говорить в навигации, располагается в плоскости истинного (географического) меридиана, а уклоняется от него к востоку или западу на некоторую величину. На это обратил внимание еще Христофор Колумб во время своего знаменитого плавания через Атлантику к берегам Америки.

Однако вера в компас у моряков-была еще сильна и поначалу многие считали, что или плохо проводились наблюдения, или магнит временно потерял способность указывать точно на север. Но дальнейшее развитие науки и, в частности, новые данные о земном магнетизме подтвердили тот факт, что магнитная стрелка компаса показывает не на географический, или истинный полюс земли, как считали ранее мореплаватели, а на магнитный.

Наша Земля окружена естественным магнитным полем. Действие магнитных сил обнаруживается как на поверхности Земли, так и в ее недрах и под водой. Все пространство, окружающее земной шар, пронизывается магнитными силовыми линиями, как бы исходящими из магнитного полюса в южном полушарии, огибающими земной шар и входящими в магнитный полюс северного полушария. Условно принято считать, что северный магнитный полюс содержит отрицательный магнетизм, а южный - положительный (рис. 3). В магнитных компасах используется свойство свободно подвешенной намагниченной стрелки устанавливаться вдоль магнитных силовых линий Земли. Такая стрелка своим северным концом указывает на север, а южным - на юг. Магнитные полюсы расположены вблизи географических, но не совпадают с ними. Причем положение магнитных полюсов не остается неизменным, координаты их, хотя и очень медленно, но изменяются. В 1600 г. северный магнитный полюс находился в 1300 км от географического, в настоящее время - примерно в 2000 км. Магнитное поле Земли в каждой данной точке характеризуется вектором напряженности Т, который называют также полной силой земного магнетизма. Вектор напряженности всегда направлен по касательным к силовым линиям и в точке О (рис. 4) изображается вектором OF.

Рис. 3, 4

Вертикальная плоскость NNOZF, в которой расположен вектор OF и ось свободно подвешенной магнитной стрелки, называется плоскостью магнитного меридиана. Плоскость магнитного меридиана составляет с плоскостью истинного меридиана NaOZL угол РОН, который называется магнитным склонением d. Иными словами магнитные полюсы Земли не совпадают с географическими и свободно подвешенная магнитная стрелка в разных точках земной поверхности отклоняется от истинного меридиана на различные углы. Этоотклонение и будет ни чем иным, как склонением. Магнитное склонение d (рис. 5) отсчитывается от северной части истинного меридиана в сторону Ost или W от 0 до 180°. Остовому склонению приписывается знак "плюс", а вестовому - знак "минус".

Рис. 5

Например: d=+3,6°, или d = 3,6° Ost; d = - 2,8°, или d=2,8°W.

В то же время свободно подвешенная магнитная стрелка в разных точках земного шара наклоняется к горизонту в плоскости магнитного меридиана. Угол NMOF между вектором OF и плоскостью истинного горизонта N"ONK называется магнитным наклонением Q, (см. рис. 4), которое отсчитывается от горизонтальной плоскости вниз от 0 до 90°.

Если опущен северный конец магнитной стрелки, то наклонение положительное, если опущен южный - отрицательное.

Точки на земной поверхности, в которых вектор OF=T направлен горизонтально, образуют замкнутую линию, дважды пересекающую географический экватор, которая называется магнитным экватором.

Если вектор Т разложить на горизонтальную Н и вертикальную Z составляющие в плоскости магнитного меридиана (см. рис. 4), то будем иметь:

N = TcosQ, Z = Tsin9, или Z = Htg9.

Величины d, Н, Z и в определяют магнитное иоле Земли в данной точке и называются элементами земного магнетизма. Наклонение в и вертикальная составляющая Z с приближением к магнитным полюсам увеличиваются, а горизонтальная составляющая Н, которая удерживает магнитную стрелку в плоскости магнитного меридиана, уменьшается. Отсюда следует, что использование магнитного компаса вблизи полюсов невозможно. Из всех элементов земного магнетизма наиболее важное значение имеет для судовождения магнитное склонение, которое указывается на навигационных морских картах. Однако все элементы земного магнетизма - величины не постоянные, а изменяющиеся. Поэтому на морских навигационных картах, кроме величины магнитного склонения, указывают и год, к которому это з-начение относится, а также его годовое изменение. На морских навигационных картах данные о магнитном склонении наносят или в виде картушки, размещенной на водной поверхности карты, внутри которой приведены сведения о склонении, или указывают только цифрами в тех местах карты, где невозможно разместить картушку. Магнитное склонение, снятое с карты, приводят к году плавания. Для этого рассчитывают его изменение за истекшее время, т. е. величину годового изменения умножают на количество лет, прошедших от года, к которому приведено склонение, до года плавания. Затем на полученную поправку Ad увеличивают или уменьшают склонение, снятое с карты.

В некоторых морях склонение резко отличается от значения его в близлежащих районах. Резкое отклонение магнитного склонения в какой-либо точке от значения его в окружающих районах называется магнитной аномалией, которая происходит от- залежей под поверхностью земли пород, способных намагничиваться. На морских навигационных картах районы магнитных аномалий обводят сплошными черными жирными линиями, внутри которых показаны возможные колебания магнитного склонения. Там, где границы магнитных аномалий определены неточно, их наносят пунктиром. Незначительные по площади аномалии обозначают на картах звездочкой, рядом с которой указывают значение и наименование склонения. Иногда наблюдаются внезапные и резкие изменения магнитного поля Земли, называемые магнитными бурями и продолжающиеся от нескольких часов до нескольких дней. Магнитные бури возникают вследствие изменения солнечной активности. При магнитных бурях изменения склонения достигают в умеренных широтах 7°, а в полярных - до 50°. При плавании в районах магнитных аномалий и бурь к показаниям магнитных компасов - следует относиться с особой осторожностью.

При известном магнитном склонении в данном районе плавания можно определить положение нордовой части магнитного меридиана относительно нордовой части истинного меридиана, т. е. NK относительно N", следовательно, легко можно определить и магнитный курс. Магнитным курсом (МК) называется угол в плоскости истинного горизонта между нордовой частью магнитного меридиана и носовой частью диаметральной плоскости судна; МК отсчитывается по часовой стрелке от 0 до 360°. Угол в плоскости истинного горизонта между нордовой частью магнитного меридиана и на правлением на предмет называется магнитным пеленгом (МП) и отсчитывается от 0 до 360° (рис. 6). Угол, отличающийся от магнитного пеленга на 180°, называется обратным магнитным пеленгом (О МП).

Рис. 6

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: