Магнитное склонение

Пример магнитного склонения, показывающий стрелку компаса с «положительным» (или «восточным») отклонением от географического севера. N _g - географический или истинный север, N _m - магнитный север, а δ - магнитное склонение.

Магнитное склонение или магнитное склонение - это угол в горизонтальной плоскости между магнитным севером (направление, в котором указывает северный конец намагниченной стрелки компаса , соответствующее направлению линий магнитного поля Земли ) и истинным севером ( направление вдоль меридиана. к географическому Северному полюсу ). Этот угол меняется в зависимости от положения на поверхности Земли и меняется со временем .

Несколько более формально Боудич определяет вариацию как «угол между магнитным и географическим меридианами в любом месте, выраженный в градусах и минутах на восток или запад, чтобы указать направление магнитного севера от истинного севера. Угол между магнитным меридианом и меридианами сетки называется магнитным углом сетки, вариацией сетки или сеткой ». ^[1]

По соглашению, склонение положительное, когда магнитный север находится к востоку от истинного севера, и отрицательное, когда он находится на западе. Изогонические линии - это линии на поверхности Земли, вдоль которых склонение имеет одинаковое постоянное значение, а линии, вдоль которых склонение равно нулю, называются агоническими линиями . Строчная греческая буква δ (дельта) часто используется как символ магнитного склонения.

Термин магнитное отклонение иногда используется в широком смысле для обозначения того же, что и магнитное склонение, но более правильно он относится к ошибке в показаниях компаса, вызванной близлежащими металлическими объектами, такими как железо на борту корабля или самолета.

Магнитное склонение не следует путать с магнитным наклонением , также известным как магнитное наклонение, которое представляет собой угол, который линии магнитного поля Земли образуют с нижней стороной горизонтальной плоскости.

Склонение меняется с течением времени и местоположения [ править ]

Магнитное склонение меняется как от места к месту, так и с течением времени. Например, когда путешественник путешествует по восточному побережью Соединенных Штатов, склонение изменяется от 16 градусов к западу в штате Мэн, до 6 градусов во Флориде, до 0 градусов в Луизиане и до 4 градусов восточной долготы (в Техасе). В Лондоне, Великобритания, наклонение составило один градус к западу (2014 г.), а к началу 2020 г. упало до нуля. ^{[2] [3]}

В большинстве районов пространственные вариации отражают неравномерность потоков глубоко под землей; в некоторых областях залежи железной руды или магнетита в земной коре могут сильно способствовать склонению. Точно так же вековые изменения этих потоков приводят к медленным изменениям напряженности и направления поля в одной и той же точке на Земле.

Кривые уровня, нарисованные на карте склонения для обозначения магнитного склонения, описываются градусами со знаком. Каждая кривая уровня представляет собой изогоническую линию.

Карта магнитного поля NIMA 2000

Магнитное склонение в данной области может (скорее всего, будет) медленно меняться с течением времени, возможно, всего на 2–2,5 градуса каждые сто лет или около того, в зависимости от того, насколько далеко он находится от магнитных полюсов . Для более близкого к полюсу места, такого как Ивудживик , склонение может меняться на 1 градус каждые три года. Это может быть несущественным для большинства путешественников, но может быть важным при использовании магнитных пеленгов из старых карт или мете (направлений) в старых документах для определения местоположения с любой точностью.

В качестве примера того, как вариации меняются с течением времени, см. Две карты одной и той же области (западная оконечность пролива Лонг-Айленд ) ниже, обследованных с интервалом 124 года. Карта 1884 года показывает изменение в 8 градусов 20 минут западного времени. График 2008 года показывает 13 градусов 15 минут западной долготы.

Определение склонения [ править ]

Прямое измерение [ править ]

Магнитное склонение в любом конкретном месте может быть измерено непосредственно по небесным полюсам - точкам на небе, вокруг которых, кажется, вращаются звезды, которые указывают направление истинного севера и истинного юга. Инструмент используется для выполнения этого измерения известен как деклинометр .

Примерное положение северного полюса мира обозначается Полярной звездой (Полярная звезда). Следовательно, в северном полушарии склонение можно приблизительно определить как разницу между магнитным и визуальным пеленгом Полярной звезды. Полярная звезда в настоящее время отслеживает круг радиусом 0,73 ° вокруг северного полюса мира, поэтому этот метод точен с точностью до градуса. На высоких широтах отвеса-боб полезно смотровой Полярный против эталонного объекта близко к горизонту, откуда можно взять его подшипник. ^[4]

Определение по картам и моделям [ править ]

Приблизительную оценку местного склонения (в пределах нескольких градусов) можно определить из общей изогонической карты мира или континента, такой как те, что показаны выше. Изогонические линии также показаны на авиационных и морских картах .

Местные карты большего масштаба могут указывать текущее местное склонение, часто с помощью схематического представления. Если изображенная область не очень мала, склонение может заметно варьироваться в зависимости от протяженности карты, поэтому данные могут относиться к определенному месту на карте. Также может отображаться текущая скорость и направление изменения, например, в угловых минутах в год. На той же диаграмме может быть показан угол севера сетки (направление линий сетки север-юг карты), который может отличаться от истинного севера.

На топографических картах в Геологической службе США (USGS), например, диаграмма показывает зависимость между магнитным севером в соответствующей области (со стрелкой с пометкой «МН») и истинный север (вертикальная линии с пятиконечной звездой вверху) с меткой рядом с углом между стрелкой MN и вертикальной линией, указывающей величину склонения и этого угла в градусах, милах или обоих.

Прогноз текущего магнитного склонения для данного местоположения (на основе всемирной эмпирической модели глубинных потоков, описанных выше) можно получить в режиме онлайн на веб-странице Национального центра геофизических данных , подразделения Национального управления океанических и атмосферных исследований. Соединенных Штатов. ^[5] Эта модель построена на основе всей информации, доступной картографам в начале пятилетнего периода, к которому она подготовлена. Он отражает очень предсказуемую скорость изменений ^{[ требуется пояснение ]} и обычно более точен, чем карта, которая, вероятно, устарела на месяцы или годы, и почти никогда не менее точна. ^{[ цитата необходима]}

Программное обеспечение [ править ]

Национальное агентство геопространственной разведки (NGA) обеспечивает исходный код , написанный на C , который основан на World Magnetic модели (WMM). Исходный код можно загрузить бесплатно и включает файл данных, обновляемый каждые пять лет для учета движения северного магнитного полюса.

Использование склонения [ править ]

Регулируемые компасы [ править ]

Магнитный компас указывает на магнитный север, а не на географический север. Компасы в стиле, обычно используемом для пеших прогулок, включают в себя регулировку наклона в виде безеля, который поворачивается относительно базовой пластины. Чтобы установить склонение, безель поворачивают до тех пор, пока желаемое количество градусов плюс или минус не окажется между обозначением N на безеле (для севера) и направлением, указанным магнитным концом иглы (обычно окрашенным в красный цвет). Это позволяет пользователю установить истинный подшипник для перемещения или ориентации путем выравнивания тисненого красного индикатора стрелка на опорную плиту с ориентир или заголовком на карте. Можно сказать, что компас, настроенный таким образом, показывает «истинный север», а не магнитный север (пока он остается в пределах области на той же изогонической линии).

На изображении слева N на лицевой панели выровнен с направлением, указанным магнитным концом стрелки компаса, что отражает магнитное склонение в 0 градусов. Стрелка на опорной плите указывает на подшипник 312 градусов.

Нерегулируемые компасы [ править ]

Чтобы работать как с истинным, так и с магнитным пеленгом, пользователю нерегулируемого компаса необходимо выполнить простые вычисления с учетом местного магнитного склонения. В примере слева показано, как преобразовать магнитный пеленг (сделанный в полевых условиях с использованием нерегулируемого компаса) в истинный пеленг (тот, который можно нанести на карту), добавив магнитное склонение. Наклонение в примере составляет 14 ° E (+ 14 °). Если бы вместо этого склонение было 14 ° з.д. (-14 °), вы все равно «добавили бы» его к магнитному пеленгу, чтобы получить истинный пеленг: 40 ° + (-14 °) = 26 °.

Противоположная процедура используется для преобразования истинного пеленга в магнитный пеленг. При локальном склонении 14 ° E истинный пеленг (возможно, взятый с карты) 54 ° преобразуется в магнитный пеленг (для использования в полевых условиях) путем вычитания склонения: 54 ° - 14 ° = 40 °. Если бы вместо этого склонение было 14 ° з.д. (-14 °), вы все равно «вычли бы» его из истинного пеленга, чтобы получить магнитный пеленг: 54 ° - (-14 °) = 68 °.

Навигация [ править ]

На самолетах и ​​судах существует три типа пеленга : истинный, магнитный и компасный. Ошибка компаса делится на две части, а именно на магнитное склонение и магнитное отклонение , причем последнее происходит из магнитных свойств судна или самолета. Отклонение и отклонение - это величины со знаком. Как обсуждалось выше, положительное (восточное) изменение указывает, что магнитный север находится к востоку от географического севера. Точно так же положительное (восточное) отклонение указывает, что стрелка компаса находится к востоку от магнитного севера. ^[6]

Компас, магнитный и истинный пеленг связаны между собой:

$${\ Displaystyle Т = М + В}$$

$${\ Displaystyle M = C + D}$$

Общее уравнение, связывающее компас и истинный пеленг:

$${\ displaystyle T = C + D + V}$$

Где:

• ${\ displaystyle C}$ пеленг компаса
• ${\ displaystyle M}$ Магнитный подшипник
• ${\ displaystyle T}$ Верный подшипник
• ${\ displaystyle V}$ магнитное изменение
• ${\ displaystyle D}$ компас отклонение
• ${\ Displaystyle V <0, D <0}$ для западного изменения и отклонения
• ${\ displaystyle V> 0, D> 0}$ для восточной вариации и отклонения

Например, если компас показывает 32 °, местное магнитное склонение составляет -5,5 ° (т. Е. Запад), а отклонение составляет 0,5 ° (т. Е. Восток), истинный азимут будет:

$${\ displaystyle T = 32 ^ {\ circ} + (- 5,5 ^ {\ circ}) + 0,5 ^ {\ circ} = 27 ^ {\ circ}}$$

Чтобы вычислить истинный пеленг по пеленгу компаса (и известное отклонение и вариацию):

• Пеленг компаса + отклонение = магнитный пеленг
• Магнитный пеленг + вариация = истинный пеленг

Чтобы рассчитать пеленг по компасу на основе истинного пеленга (и известных отклонений и вариаций):

• Истинный подшипник - вариант = Магнитный подшипник
• Магнитный подшипник - отклонение = подшипник компаса

Эти правила часто сочетаются с мнемонической фразой «Запад лучше, Восток меньше всего»; Другими словами, добавьте склонения W при переходе от истинных пеленгов к магнитным пеленгам и вычтите е.

Еще один простой способ запомнить, как применить поправку для континентальной части США:

• Для мест к востоку от агонической линии (нулевое склонение), примерно к востоку от Миссисипи: магнитный пеленг всегда больше.
• Для мест к западу от агонической линии (нулевое склонение), примерно к западу от Миссисипи: магнитный пеленг всегда меньше.

Распространенные сокращения:

• TC = истинный курс;
• V = вариация (магнитного поля Земли);
• MC = магнитный курс (каким был бы курс при отсутствии местного отклонения);
• D = отклонение, вызванное магнитным материалом (в основном, железом и сталью) на судне;
• CC = курс компаса.

Отклонение [ править ]

Магнитное отклонение- угол от данного магнитного пеленга до соответствующей отметки пеленга компаса. Отклонение является положительным, если отметка пеленга компаса (например, север компаса) находится справа от соответствующего магнитного пеленга (например, магнитного севера) и наоборот. Например, если лодка выровнена по магнитному северу, а отметка севера на компасе указывает на 3 ° восточнее, отклонение составит + 3 °. Отклонение различается для каждого компаса в одном и том же месте и зависит от таких факторов, как магнитное поле судна, наручные часы и т. Д. Значение также меняется в зависимости от ориентации лодки. Магниты и / или железные массы могут корректировать отклонение, так что определенный компас точно отображает магнитные пеленги. Чаще, однако, на карточке коррекции указываются ошибки компаса, которые затем можно компенсировать арифметически.Для получения магнитного пеленга необходимо добавить отклонение к пеленгу компаса.

Аэронавигация [ править ]

Магнитное склонение имеет очень важное влияние на аэронавигацию , поскольку самые простые навигационные приборы самолета предназначены для определения курса путем определения магнитного севера с помощью компаса или аналогичного магнитного устройства.

Авиационные разрезы (карты / схемы) и базы данных, используемые для аэронавигации, основаны на истинном севере, а не на магнитном севере, а постоянные и значительные незначительные изменения в фактическом местоположении магнитного севера и местных неоднородностей в магнитном поле планеты требуют, чтобы карты и базы данных обновляться не реже двух раз в год, чтобы отражать текущую поправку к магнитному склонению относительно истинного севера. ^{[ требуется разъяснение ]}

Например, по состоянию на март 2010 г., недалеко от Сан-Франциско, магнитный север составляет примерно 14,3 градуса к востоку от истинного севера, с уменьшением разницы примерно на 6 угловых минут в год. ^[7]

При прокладке курса большинство пилотов небольших самолетов рисуют маршрут с использованием истинного севера на разрезе (карте), а затем преобразуют истинный северный пеленг в магнитный север для навигации в плоскости с помощью магнитного компаса. Затем эти пеленги преобразуются в предполетном плане путем добавления или вычитания местного отклонения, отображаемого в разрезе.

Радионавигационные средства, расположенные на земле, такие как VOR , также проверяются и обновляются, чтобы поддерживать их соответствие с магнитным севером, чтобы пилоты могли использовать свои магнитные компасы для точной и надежной навигации в плоскости.

Взлетно - посадочные полосы обозначены числом между 01 и 36, который , как правило , одна десятой частью магнитного азимута взлетно - посадочной полосой в заголовке : ВПП пронумерованы 09 указует на востоке (90 °), взлетно - посадочная полоса 18 на юге (180 °), взлетно - посадочная полоса 27 очков запада ( 270 °), а взлетно-посадочная полоса 36 указывает на север (360 °, а не 0 °). ^[8] Однако из-за магнитного склонения время от времени должны происходить изменения обозначений ВПП, чтобы их обозначение соответствовало магнитному курсу ВПП. Исключение сделано для взлетно-посадочных полос в Северном внутреннем воздушном пространстве Канады; они пронумерованы относительно истинного севера, потому что близость к Северному магнитному полюсу увеличивает магнитное склонение.

Системы GPS , используемые для аэронавигации, могут использовать магнитный север или истинный север. Чтобы сделать их более совместимыми с системами, которые зависят от магнитного севера, по желанию пилота часто выбирают магнитный север. Приемник GPS изначально считывает истинный север, но может элегантно вычислить магнитный север на основе своего истинного положения и таблиц данных; затем устройство может рассчитать текущее местоположение и направление северного магнитного полюса и (потенциально) любые местные вариации, если GPS настроен на использование показаний магнитного компаса.

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• Программа геомагнетизма USGS
• Ищет ваш IP-адрес и сообщает ваше склонение.
• Онлайн-калькулятор склонения в Национальном центре геофизических данных (NGDC)
• Онлайн-калькулятор склонения и напряженности поля в NGDC
• Мобильное веб-приложение для определения магнитного склонения в NGDC
• Наблюдатель за историческим магнитным склонением в NGDC
• Калькулятор магнитного склонения в Natural Resources Canada
• Приложение для работы с электронными таблицами Google для массового расчета магнитного склонения
• Сайт загрузки исходного кода World Magnetic Model