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地球磁場的基本要素，包括總強度、水平分量、南北分量、東西分量、垂直分量、磁偏角及磁傾角。通常以總強度、磁偏角與磁傾角來描述某一點的地磁場大小與方向。地球磁場可分為外部磁場和內(nèi)部磁場。外部磁場主要受到具有高導(dǎo)電性電漿的太陽風(fēng)影響，太陽風(fēng)與地球的偶極磁場發(fā)生作用，把地球磁場壓縮且局限於一定區(qū)域內(nèi)，這個區(qū)域就叫磁圈，保護(hù)地球上生物免受太陽風(fēng)的輻射威脅。內(nèi)部磁場占地球磁場99%以上，可分為偶極子場及非偶極子場。偶極子場可將地球視為一對磁偶置於地心之均勻磁化球體；非偶極子場只占全磁場強度的5%，且具有區(qū)域性。
地球磁場的強度和方向會隨時間而變化，可分為起源於地球內(nèi)部主磁場的長期變化及源自地球外部的短期變化。長期變化包括磁極向西漂移和磁極反轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，這些長期變化資料運用於研究古地磁學(xué)。短期變化主要受到太陽及月亮的影響，最常見的現(xiàn)象是地磁場日變化和磁暴。日變化是因太陽的幅射作用，使電離層電流強度發(fā)生變化而影響地球磁場。磁暴是具有高導(dǎo)電性的電漿壓縮地球磁場，使得地球磁場發(fā)生劇烈且不規(guī)則的改變。磁暴會干擾電波通訊，磁暴期間所產(chǎn)生的極光現(xiàn)象，甚至在中緯度都可以觀測到。
測量地球磁場的強度，早期是利用機(jī)械式的儀器來進(jìn)行磁力測量。1950年起，大都采用質(zhì)子進(jìn)動磁力儀進(jìn)行磁力測勘。磁力儀的感應(yīng)器內(nèi)有線圈，線圈內(nèi)裝滿煤油、酒精、水等富含氫的水溶液，線圈通以強電流會產(chǎn)生感應(yīng)磁場，液體內(nèi)的氫質(zhì)子會順著此感應(yīng)磁場排列。當(dāng)電流中斷後，氫質(zhì)子會自旋到地球磁場的方向，質(zhì)子自旋所產(chǎn)生的頻率被線圈量測到，再乘上質(zhì)子磁旋率，就可獲得地球磁場強度。
臺灣地區(qū)的地磁測量，多於海上測量，陸上測量是中國石油公司（今臺灣中油公司）在西部平原及麓山帶探勘油礦時所進(jìn)行。臺灣中部及高山地區(qū)，仍缺乏地磁的實測資料。2003年，中央大學(xué)與中央研究院地球科學(xué)研究所共同規(guī)畫，以8個月的時間進(jìn)行全島地磁測量，繪制臺灣地區(qū)地磁異常圖，并探討其在地體構(gòu)造的含義。
臺灣最早的地磁場連續(xù)觀測站，是1965年交通部電波研究實驗室在桃園縣侖坪設(shè)置，觀測臺灣的背景地磁場，并提供國際地磁及高空物理學(xué)會（International Association of Geomagnetism and Aeronomy, IAGA）計算地球磁場模型時使用，并可研究太空環(huán)境變化對於地磁擾動的影響。地磁場連續(xù)觀測資料常被用於地震前兆研究。中央氣象局在臺灣地震較頻繁的地區(qū)，共裝設(shè)11個地磁場連續(xù)觀測站，進(jìn)行磁場變化與地震活動關(guān)聯(lián)性的研究。在中正大學(xué)內(nèi)建置磁通量磁力連續(xù)觀測站，以監(jiān)測梅山斷層的活動。
中文關(guān)鍵字：質(zhì)子進(jìn)動磁力儀 , 磁層 , 磁暴 , 極光 , 自激發(fā)電機(jī)
英文關(guān)鍵字proton precession magnetometer , magnetosphere , magnetic storm , aurora , self-excited geodynamo
參考資料
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