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變速海水運(yùn)動感應(yīng)電磁場數(shù)值模擬及特征分析

作者:周春; 李予國; 張寶強(qiáng) 中國海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院; 青島266100; 青島海洋科學(xué)與技術(shù)國家實(shí)驗(yàn)室海洋礦產(chǎn)資源評價(jià)與探測技術(shù)功能實(shí)驗(yàn)室; 青島266100; 國家海洋技術(shù)中心; 天津300112

摘要:海水是一種高電導(dǎo)率的流體,根據(jù)電磁感應(yīng)定律,運(yùn)動的海水切割地磁場會在海水中產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而產(chǎn)生感應(yīng)電磁場。本文從麥克斯韋方程出發(fā),推導(dǎo)出一維速度場海水運(yùn)動感應(yīng)電磁場偏微分方程,利用電磁場水平分量在海表面和海底面上的連續(xù)性條件,得到海水運(yùn)動感應(yīng)電磁場表達(dá)式,并編寫了Fortran計(jì)算程序。計(jì)算了常速度海水運(yùn)動感應(yīng)電磁場,并與格林函數(shù)法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對比,兩種方法的計(jì)算結(jié)果一致。計(jì)算了變速度(即海水運(yùn)動速度隨深度變化)海水運(yùn)動感應(yīng)電磁場,并討論了海水運(yùn)動周期和海底介質(zhì)電導(dǎo)率對海水運(yùn)動感應(yīng)電磁場的影響。計(jì)算結(jié)果表明:海水運(yùn)動周期和海底介質(zhì)電導(dǎo)率對常速度海水運(yùn)動和變速度海水運(yùn)動感應(yīng)電磁場都有影響,但影響程度不同。在本文所述模型和參數(shù)條件下,海水運(yùn)動感應(yīng)電場和感應(yīng)磁場振幅分別可達(dá)6μV/m和10nT,這與海洋大地電磁響應(yīng)的量級相當(dāng)。因而在處理海洋大地電磁數(shù)據(jù)時(shí),海水運(yùn)動感應(yīng)電磁響應(yīng)是不可忽略的噪音干擾,需要采用必要的壓制手段。

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