بخشی از مقاله
چکیده
ویژگیهای الکتریکی گوشته بالایی در مقیاس جهانی با استفاده از مؤلفههای طیفی 6، 8، 12 و 24 ساعته تغییرات روزهای آرام میدان مغناطیسی زمین تعیین شده است. ضرایب هماهنگ کروی حاصل از تحلیل سه مؤلفه تغییرات روزهای آرام میدان مغناطیسی برای سال آرام خورشیدی 2009 در مدل اصلاح شده اشموکر - 1970 - به دست آمدهاند. یافتههای ما با نتایج حاصل از تحلیل دادههای مربوط به سالهای آرام خورشیدی قبل انطباق داشته و نشان میدهند که رسانایی الکتریکی در اعماق بین 130 کیلومتری تا 580 کیلومتری بهصورت نمایی با عمق تغییر میکند.
مقدمه
جریانهای الکتریکی اتمسفری بر فراز سطح زمین که به صورت روزانه، فصلی و با الگوهای وابسته به عرض متغیر هستند موجب القای جریانهای الکتریکی در لایههای رسانای زمین میشوند. عمق
این جریانهای القایی نه تنها به خصوصیات طیفی منبع میدان بلکه به تغییر رسانایی الکتریکی زمین هم بستگی دارد. میدان مختل اندازهگیری شده در سطح زمین از منبع و جریانات القایی به وسیله تحلیل هماهنگهای کروی به بخشهای داخلی و خارجی تفکیک و از نسبت بین دامنه ها و فازهای این بخشها، پروفیل رسانایی ویژه در اعماق زیاد تعیین میشود - اشموکر 1970و. - 1979 عمق نفوذ امواج الکترومغناطیسی، به طول موج منبع میدان و رسانایی ناحیهای که موج از آن عبور میکند بستگی دارد.
با توجه به دوره تناوب 6، 8، 12 و 24 ساعته میدان Sq، برآورد رسانایی الکتریکی زمین تا گوشته بالایی، به اعماق بین 50 تا 600 کیلومتر محدود میشود - جاکوبس، . - 1989 چپمن - 1919 - و چپمن و بارتلز - 1940 - برای اولین بار رسانایی ویژه الکتریکی مربوط به این اعماق را با جداسازی میدانهای داخلی و خارجی انجام دادند. اشموکر - - 1970 روشی را برای پروفیل رسانایی زمین با استفاده از تابع انتقالی که از ضرایب هماهنگ کروی داخلی و خارجی در یک محل بهره می- گرفت، طراحی کرد که بعدها توس کمپل و اندرسن - 1983 - و کمپل - 1998 - توسعه داده شد. به طور کلی سه تابع انتقال از اندازهگیریهای سطح زمین محاسبه میشوند:
الف - :Q این تابع بخشهای داخلی و خارجی تغییرات پتانسیل میدان ژئومغناطیسی را به هم مرتب میکند.
ب - :C از نسبت بین مؤلفههای عمودی و افقی تغییرات میدان محاسبه میشود.
پ - :Z مؤلفه افقی جریان تلوریک را به تغییرات میدان ژئومغناطیسی مرتب میکند.در این مطالعه از تغییرات روزهای آرام ژئومغناطیسی با مؤلفه-های طیفی 6، 8، 12 و 24 ساعته و تابع پاسخ C جهت تعیین رسانایی الکتریکی بر حسب عمق برای قاره اروپا استفاده شده است.
روش تحقیق
میدانهای داخلی و خارجی از این ضرایب a و b بازسازی میشوند - چپمن و بارتلز 1940؛ ماتسوشیتا . - 1967 در تحلیل پتانسیل میدان Sq بهطور معمول بالاترین مرتبه، m را 4 و بالاترین درجه، n را بین 8 تا 12 انتخاب میکنند. دادههای ژئومغناطیسی در دسترس شامل رکوردهای سه مؤلفهX، Y، Z - افقی- شمالی، افقی- شرقی و عمودی - میدان مغناطیسی زمین بهعنوان تابعی از زمان هستند که در تعدادی از نقاط توزیع شده در سطح زمین ثبت شدهاند.
به منظور دستیابی به بسامدهای موجود در هر مجموعه داده و نیز توان طیف در هر بسامد، این دادهها در حوزه بسامد تجزیه و تحلیل میشوند. بنابراین اولین گام، تحلیل فوریه رکوردهای مغناطیسی است. بدین منظور از الگوریتم ارائه شده توس بلکمن و توکی - 1958 - استفاده کردهایم. مشخصات رصدخانههای مورد استفاده در این تحقیق در شکل 1 نشان داده شدهاند. دو مؤلفه X و Z این رصدخانهها مورد تحلیل فوریه قرار گرفته و با استفاده از هماهنگهای کروی ضرایب مربوط به منشاهای داخلی و خارجی محاسبه شدهاند. سپس با استفاده از این ضرایب تابع پاسخ C محاسبه و رسانایی زمین تعیین شده است.
شکل 2 به عنوان نمونه نتیجه حاصل از تحلیل فوریه دادههای یکی از رصدخانههای مورد استفاده در این تحقیق را نشان میدهد. این شکل غالب بودن مؤلفههای طیفی 6، 8، 12 و 24 ساعته را در یک ثبت رصدخانهای نشان میدهد. نتیجه نهایی حاصل از توابع C در شکل 3 آمده است. بر اساس این شکل رسانایی ویژه الکتریکی در گوشته فوقانی به صورت نمایی با عمق متغیر است و از رابطه - 3 - تبعیت میکند.
