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Bindung wird aufgebaut, wenn die dimensionslose magneti-
eins ist. Beispielsweise ist die typische Tropfenform der Ma-
gnetosphäre an diese Bedingung geknüpft. Ein funktionie-
render Geodynamo erfordert magnetische Reynolds-Zahlen
in der Größenordnung von
10
2
-
10
3
, was im flüssigen Erd-
Das Einfrieren, Mitführen, ja sogar Aufwickeln der Ma-
gnetfeldlinien, je nach Konfiguration des Strömungsfelds, ist
ein in kosmischen Größenordnungen ständig stattfindender
Prozess. Eine seiner technischen Anwendungen findet er bei-
spielsweise in der elektromagnetischen Wirbelstrombremse.
Diese Anwendung ist deshalb besonders interessant, weil die
Magnetfeldlinien mit dem Aufwickeln auch in die Länge ge-
zogen werden, wogegen eine große Spannung wirkt. Diese
magnetische Spannung ist proportional zu B
=
0
und sehr
stark. Auch die magnetische Kopplung zwischen Erdkern
und Erdmantel ist sehr stark, vermutlich stärker als sie me-
chanisch bewirkt werden könnte.
5.1 Komponenten und Struktur
des Erdmagnetfelds
Zur Beschreibung des erdmagnetischen Felds verwendet
man die Feldelemente Feldstärke bzw. Totalintensität B
(auch als F oder T bezeichnet), Horizontalkomponente B
h
(auch B
™
oder H genannt) und Vertikalkomponente B
r
bzw.
B
z
(bzw. Z; positiv nach unten). B
x
und B
y
(auch X und Y
genannt) sind die horizontalen Komponenten im geografi-
schen Koordinatensystem. Die Deklination D ist der Winkel
zwischen der Horizontalkomponente B
h
und geografisch
Nord (positiv nach Osten), die Inklination I der Winkel zwi-
schen der Horizontalen und dem Magnetfeldvektor (positiv
nach unten). Abbildung
5.1
illustriert die erdmagnetischen
Feldelemente. Zwischen ihnen gelten die folgenden Bezie-
hungen:
Abb. 5.1
Die Elemente des vektoriellen Erdmagnetfelds
B
:B
z
und B
h
sind die Vertikal- und Horizontalkomponenten und weisen nach unten
bzw. magnetisch Nord (B
h
wird auch als magnetischer Meridian be-
zeichnet). B
x
und B
y
weisen dagegen nach Norden bzw. Osten. D und
I sind Deklination (magnetische Missweisung) und Inklination
q
B
h
C
B
z
D
q
B
x
C
B
y
B
D
C
B
z
I
durch die Deklination D
D 0
° gekennzeichnet ist. Ab-
die Deklination D (°) des Erdmagnetfelds für die Epoche
2010.0 sowie die jeweiligen jährlichen Variationen dB/dt
(nT a
1
/
bzw. dD/dt (
0
a
1
) (zur Definition der Magnetfeld-
dokumentieren die sogenannte Säkularvariation des Erdma-
gnetfelds und seine Westdrift.
Das Erdmagnetfeld kann in guter Näherung durch das
einer homogen magnetisierten Kugel mit einem Dipol mit
magnetischem Moment
M
im Zentrum angenähert wer-
den. Auf Erdverhältnisse übertragen bedeutet dies eine Ku-
gel, deren Dipolachse von Nord nach Süd verläuft, d. h.
der Magnetpol auf der Nordhalbkugel ist ein (nordsuchen-
der) magnetischer Südpol, der auf der Südhalbkugel ein
B
h
D
B
™
D
BcosI
I
B
z
D
B
r
D
BsinI
D
B
h
tan I
I
B
x
D
B
h
cos D
I
B
y
D
B
h
sin D
:
(5.21)
Die Feldverteilung an der Erdoberfläche wird beschrieben
durch besonders bezeichnete Isolinien dieser Feldelemente:
Isodynamen bezeichnen Linien gleicher Intensität von Feld-
stärke B, Horizontalkomponente B
h
, Vertikalkomponente
B
z
, Nordkomponente B
x
oder Ostkomponente B
y
. Isokli-
nen sind Linien gleicher Inklination, wobei der magnetische
Äquator durch die Inklination I
D 0
ı
gekennzeichnet ist.
Isogonen sind Linien gleicher Deklination, wobei die Agone
