常用的图形有等磁图、矢量图、剖面图等。绘制地磁图的数据主要来源于地磁场的球谐模型公式计算结果及区域内地磁测量结果。
地磁场是一个矢量场,表示地磁场方向和大小的地磁要素随时空变化。编制地磁图必须把不同时刻所观测的数值经过日变化、季节变化、长期变化等进行订正,归算到某年代1月1日0时的磁场值,这个过程称之为通化。将通化后的某一地磁要素值按各个测点的经纬度坐标标在地图上,再把数值相同的各点用光滑的曲线连接起来,绘制成某个地磁要素的等值线图,称为等磁图。根据地磁要素(地磁场总强度F、磁偏角D、磁倾角I、水平强度H、北向分量X、东向分量Y、垂直分量Z)随时间的变化的观测值,可求出相应地磁要素在各地的年变化平均值,称为地磁要素的年变率,可绘制出相应年代的年变率等值线图。年变率等值线图一般可以适用5年,与等磁图合用可以求得5年中某年的地磁要素值。由于地磁场存在长期变化,使用地磁图时必须注意出版的年代,地磁图上一般都注明编绘图件的时间及各要素的年变化率曲线,以便获得某个时间的地磁要素的准确数值。
编制地磁图时,要根据地磁图的用途选择适当的投影,根据地磁测点的密度和地磁资料的精度,选取适当的比例尺和等值线的间隔。地磁图按绘图范围可分为世界地磁图和局部地磁图。世界地磁图表示地磁场在全球范围内的分布,通常每5年编绘1次。全球地磁场各地磁要素的等值线图如图1所示,世界地磁图基本上反映了各地磁要素空间分布的基本特征。
(a)全球地磁场磁偏角;(D)等值线图(2015)图1-1 2015年全球地磁场各地磁要素等值线图
(b)全球地磁场磁偏角;(D)等变线图(2015~2020)图1-2 2015年全球地磁场各地磁要素等值线图
(c)全球地磁场磁倾角;(I)等值线图(2015)图1-3 2015年全球地磁场各地磁要素等值线图
(d)全球地磁场磁倾角;(I)等变线图(2015~2020)图1-4 2015年全球地磁场各地磁要素等值线图
(e)全球地磁场水平强度;(H)等值线图(2015)图1-5 2015年全球地磁场各地磁要素等值线图
(f)全球地磁场水平强度;(H)等变线图(2015~2020)图1-6 2015年全球地磁场各地磁要素等值线图
(g)全球地磁场垂直强度;(Z)等值线图(2015)图1-7 2015年全球地磁场各地磁要素等值线图
(h)全球地磁场垂直强度;(Z)等变线图(2015~2020)图1-8 2015年全球地磁场各地磁要素等值线图
(i)全球地磁场总强度;(F)等值线图(2015)图1-9 2015年全球地磁场各地磁要素等值线图
(j)全球地磁场总强度;(F)等变线图(2015~2020)图1-10 2015年全球地磁场各地磁要素等值线图
从磁倾角(I)等值线图上可以看出,等倾线大致和纬度线平行分布。零倾线在地理赤道附近,称为磁赤道,但不是一条直线。由磁赤道向北,磁倾角为正(红色区),在北极附近有一点I=90º,称为北磁极。磁赤道以南,磁倾角为负(蓝色区),有一个南磁极。磁南北两极的位置也随时间变化,在地球表面上的位置也不是对称的。
从全球地磁场水平强度(H)等值线图上可以看出,其大致是沿纬度线排列的曲线族,在磁赤道附近最大;随着纬度向两极增高,H值逐渐减小趋于零;在磁南、北极处H=0。除了两磁极区之外,全球各点的H都指向北。
从全球地磁场垂直强度(Z)等值线图上可以看出,其大致与等倾线分布相似,近乎与纬度线平行。在磁赤道上Z=0,由此向两极其绝对值逐渐增大,在磁极处达到约为磁赤道附近水平强度值的两倍;在磁赤道以北垂直分量向下,在磁赤道以南垂直分量向上。
全球地磁场总强度(F)等值线图,在大部分地区,等值线也与纬度近乎平行。其强度值在磁赤道附近约为30000~40000纳特(nT);由此向两极逐渐增大,在南北两磁极处总强度值大约是60000~70000nT。
为描述地磁场时空变化特征,世界各国以5~10年的周期,测量、编绘本国的地磁图。中国先后出版了1950、1960、1970、1980、1990、2000、2005、2010年的中国地磁图。
地磁图在实际应用和理论研究中都具有重要作用。地磁图在航空、航海、地质普查和矿产资源勘探中都有广泛的应用。地磁图是研究地磁场时空分布规律的基本图件,也为地震预报和磁层物理等研究提供必要的资料。