Введение к работе
Актуальность темы. Для решения задач исследования земного магнитного поля, а также для практического использования материала магнитных съемок используют представления поля в виде карт или аналитических моделей. Карты дата' ясную картину качественного и количественного характера мзгнитного поля земного шара в целом- it отдельных его регионов. Но, тем не менее, они обладают рядом недостатков и создакт проблеми, например, при изучении поля в трехмерном простраї етве.
Аналитические модели геомагнитного полл имеют преимущества над картам и являются наиболее удобной формой представления его пространственно-временной структуры, позволяющей определить значение любой компоненти в произвольной точке. Однако,при аналитическом описании как пространственного, так л временного изменения поля используемые обшию полиномиальные Функции являются своего родо фильтром, отсеїсающім .высокочастотную часть. Me иду тем, очевидно, что высокочастотные веловые вариации долх ни составлять ноогьемлемую часть моделей.
В настоящее время, в связи с увеличением работ по изучения геомагнитного поля, выявлением нових явлені:,'! (типа доэрков), а тагае с появлением высокоточной аппаратуры считается, что вековые вариации с характерным временем от 2 до 11 лет имеют тройственную природу: часть их связана с источниками внутри магнитосферы Земли, изменяющимися в процессе взаимодействия в системе Солнце-Земля, часть 7 с источниками в вдпком ядре Зешш, а часть - с локальными изменениями магнитных свойств горних пород. Разделение этих вариаций представляется вамшм для изучения их природы, однако встречает большие трудности з связи с тем, что для их разделения стандартные методы статистптеского анализа, равно как и методы теории поля не- применимы.
В связи с этим возникает необходимость создания более удобной и точной формы представления изменений геомагнитного поля - математического моделирования пространственно-временных изменений геомагнитного поля различжк источников, имеюцих блнские спектральные свойства, основанного на использовании нового математического аппарата, адекватно отражающего свойства геомагнитных роковых вариаций.
Цель работы. Разработка новых методов,математическо моде-
- 4 -лирования пространствешю-ц.омекной структуры вариаций ГеОМаГ-НИТПи'О поля.
Для досїигеония указанной цели предполагалось решить следующие задачи:
-разработать методику раздэления геомагнитных вариаций, имеющих раэли1..::.е источники, «о 'близкие частотнье характеристикой как ьо вре:.(. "-і, так и в пространстве;
-разработать методику глобального пространственно-временного моделирования геомагнитных вариаций .как -сдомы вариаций различных і\, :очников;
-разработать методику регионального пространственно-временного моделирования геомагнитных вариаций;
Кроме того предполагалось на основе предложенных методик решить ряд задач магнитологии, таких как:
-разделение вариаций ыагнитосферпой и внутрпзешюй природы в диапазоне характерных .времен от 1 до 11 лет;
-разработка меюдігаї приведения за вековой ход данных крупномасштабных геологзраэведочных магнитных съемок;
-изучение возможности использования разработанных методик в задачах прогноза землетрясений.
Научная новизна:
1)Впервые была применена новая методика естественных ортогональных функций для разделения вариаций геомагнитного лодя,, лежащих в одной спектральной области и имеющих близкие амплитуды.
2)Впервые получены аналитические пространственно-временные модели поля для всей Земли в целом и для отдельного, достаточно большого региона, такого .как США, описывающие детальные год от года изменения геомагнитного поля. Предложенные модели отвечают всем требованиям, .предъявляемым к современным аналитическим моделям по следующим іпарамесрам:
а)кодичество данных;
б)количесяво искомых .коэффициентов;
в)точность модели;
г) удобство в использовании как в качестве «одели, чгакш ш качестве годики приведения аа вековой ход;
3)Впервые использована методика для оперативного применения данных локальной сети наблвдений для обнаружения предвестников землетрясений;
4)Получена модифицированная методика для разделения частично некоррелированных вариаций.
Практическая ценность:
1)Полученные аналитические модели как глобальные, так и региональные позволяют определить значения компоненты в любой точке с координатами
2)Разработанный математический аппарат с использованием МЕОС является хорошим инструментом для оперативного обнаружении предвестников землетрясений в автономной сети сбора локальных наблюдений. Также нужно заметить, что этот аппарат может применяться не только для вариаций геомагнитного поля, но и для любых других полей, в том числе геохимических, наклономерных и т. п., которые имеют то же принципиальное свойство иметь общую д.и всех пунктов вариацию и локальную, некоррелированную с первой и проявляющуюся на части пунктов.
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на семинарах лабораторий главного магнитного поля Земли (г.Троицк,1991,1992), геомагнитных методов прогноза землетрясений (г.Бишкек,1992), на объединенной секции магнитных лабораторий (г. Троицк,1992), на XX Генеральной Асамблеє международного союза геофизики и геодезии (IUGG)(r. Вена,1991'
Публикации.
Основные результаты исследований опубликованы в трех работах.
Структура и объем диссертации.