بهبود محلی مدل میدان ژئومغناطیس به روش حداقل مربعات

مدل های ژئومغناطیس توصیفی جهان شمول از میدان مغناطیسی زمین را برای مقاصد علمی و کاربردی عرضه می نمایند. لیکن ازآنجایی که میدان ژئومغناطیس با گذشت زمان تغییر می نماید، دستیابی به مدلی که بتواند مقادیر میدان را در بازه های زمانی مختلف محاسبه نماید امری ضروری و بسیار پیچیده است. بدین منظور طی چند دهه گذشته تلاش های بسیاری برای ایجاد یک مدل جامع ژئومغناطیس با استفاده از ادغام داده های جمع آوری شده در دوره های زمانی مختلف صورت گرفته است. بررسی های زمانی و مکانی این داده ها نشان گر آن است که کلیه مولفه های میدان واقعی در بازه های زمانی معین همواره دارای یک مقدار متوسط می باشند که مقادیر لحظه ای حول آن نوسان می نماید. این نوسانات ناشی از برخی عوامل خارجی موثر بر میدان ژئومغناطیس می باشند که معمولا در مدل های مرجع میدان مغناطیسی زمین به دلیل دیدگاه جهانی چندان مورد توجه قرار نمی گیرد. لذا هدف از این مقاله بررسی نوسانات فرکانس بالای میدان مغناطیسی زمین و تخمین مولفه های موثر بر آن است. برای این منظور یک مدل ریاضی نوسانات میدان مغناطیسی ناشی از عوامل خارجی نظیر (فعالیت خورشیدی (SA)، دوره ماه (LA)، زمان محلی (LT) و روز سال (DOY)) مشتمل بر 270 پارامتر پیشنهاد شده و سپس با استفاده از مشاهدات طولانی مدت رصدخانه های میدان مغناطیسی و روش حداقل مربعات خطا به تخمین نوسانات فرکانس بالای میدان ژئومغناطیس پرداخته شده است. مقایسه مشاهدات واقعی رصد خانه ها با نتایج ناشی از تلفیق مدل مرجع و مدل محلی پیشنهادی این مقاله بیانگر افزایش 90 درصدی دقت محلی در مدل سازی میدان مغناطیسی زمین است. از سویی دیگر محاسبه مدل محلی در رصدخانه های مختلف و اعمال ضرایب تخمینی هر رصدخانه به رصدخانه دیگر نشان داد که مدل تغییرات محلی میدان مغناطیسی زمین برای عرض های جغرافیایی مختلف (در یک طول جغرافیایی) و همچنین در طول های جغرافیایی مختلف (در یک عرض جغرافیایی) متفاوت است. لذا تعیین ضرایب این مدل تنها به صورت محلی امکان پذیر بوده و با تغییر مختصات جغرافیای نسبت به مختصات محل رصدخانه از تاثیر آن کاسته می شود.

Keywords:

میدان مغناطیسی زمین , حداقل مربعات , مدل سازی , نوسانات روزانه میدان مغناطیسی زمین