14.2. Магнитное поле земли

Земной шар является естественным магнитом. Его магнитные полюсы расположены вблизи географических полюсов: северный магнитный полюс находится в точке 70° северной широты и 95° западной долготы, а южный магнитный полюс 72,5⁰ южной широты и 154° восточной долготы.

Напряженность магнитного поля Земли характеризуется вектором Т, который является функцией координат и времени. Вектор напряженности Т обычно раскладывается на две составляющие—горизонтальную Н и вертикальную Z, (рис.14.2). Угол , составленный векторомТ и горизонтальной плоскостью, называется углом наклонения или просто наклонением. Горизонтальная и вертикальная составляющие вектора напряженности, выраженные через угол наклонения , имеют вид:

H=Tcos; Z=Tsin

На магнитном экваторе угол наклонения равен нулю. При движении от магнитного экватора к магнитным полюсам угол наклонения возрастает и, например, в районе Москвы 65°. В районе магнитных полюсов угол наклонения приближается к 90°, а горизонтальная составляющаяH стремится к нулю.

Рис.14.2. Горизонтальная и вертикальная составляющие магнитного поля земли

Рис.14.3. Магнитное склонение

Если взять магнитную стрелку с точечной опорой в середине между полюсами, то она будет устанавливаться по направлению горизонтальной составляющей H по линии север—юг, при этом в северном полушарии вертикальная составляющая Z будет наклонять северный конец стрелки концом вниз. Очевидно, в южном полушарии вертикальная составляющая Z будет наклонять южный конец вниз. Для компенсации этих наклонов при полетах в северном полушарии южный конец стрелки делают более тяжелым. В южном полушарии следует утяжелять северный конец стрелки.

Горизонтальная составляющая вектора напряженности Н не совпадает с направлением географического меридиана. Направление составляющей Н называется магнитным меридианом данного места. Угол между магнитным и географическим меридианами называется углом склонения или просто склонением. Склонение считается положительным, если магнитная стрелка отклоняется северным концом к востоку от географического меридиана (рис.14.3), и отрицательным, если стрелка отклонена к западу.

Величины склонений нанесены на специальные карты магнитных склонений и учитываются при пользовании магнитными компасами. Поскольку магнитные склонения различны по величине и по знаку в разных точках земной поверхности, то для их учета при определении курса необходимо знать местоположение летательного аппарата.

Для целей определения курса существенны не столько величина вектора Н, сколько его направление, оцениваемое склонением. Приводимые на картах величины склонений являются средними величинами и представляют собой математические ожидания сложных случайных процессов, происходящих в магнитном поле Земли. Для более полной оценки процессов, помимо математического ожидания, необходимо задать дисперсию² вариаций направления вектора H, учитывающую суточные и годовые вариации, а также вариации, характерные для магнитных бурь. Появление магнитных бурь обычно связывают с солнечной активностью.