Magnetfeld undMagnetosphäre der Erde - Einfuhrung in die Geophysik - page 198

J Abb. 5.4 Die Deklination D (°) des Erdmagnetfelds ( oben ) und seine jährliche Variation dD/dt (´ a 1 / ( unten ) in der Epoche 2010.0 (© Maus
et al. 2010 )

Tab. 5.5 Geografische Breite der Durchstoßpunk-

te der geomagnetischen Achsenpole B und A ( dipole poles )inden
Jahren 1965 und 2010, berechnet aus den ersten drei Termen der
Kugelfunktionsentwicklung des Internationalen Geomagnetischen Re-
ferenzmodells (IGRF) (Finlay 2010 ; Mausetal. 2010 )
Borealer (nördlicher)
geomagnetischer Achsen-
pol B

¥ und Länge œ Tab. 5.6 Vergleich der geografischen Breite ¥ und Länge œ mit der

magnetischen Breite ist

der Winkel zwischen dem geografischen und magnetischen Meridian
im Jahr 2010 (Abb. 5.5 )
Ort

“ und Länge ' von New York und Aachen; §

Geografische Breite ¥ Geomagnetische Brei-

te

‰

Australer (südlicher) geo-
magnetischer Achsenpol A

und Länge œ “ und Länge '

40,75 ı N; 50,73 ı N; 0,5 ı New York ¥ D “ D

œ D 74,00°W

(286,0°E)

' D 2,13°W

(357,87°E) Jahr 1965 2010 1965 2010

¥ D 50,78 ı N;
œ D 6,08°E

“ D 51,74 ı N;
' D 0,75°E

15,9 ı

¥ B 78,6°N 80,08°N ¥ A 79,0°S 80,08°S Aachen

œ B 69,0°W

(291,0°E)

72,21°W
(287,79°E)

œ A 110,0°E 107,79°E

ergibt sich aus ( 5.33 ) :
sin “ D sin .80 ı / sin ¥ C cos .80 ı / cos ¥ cos œ 287;8 ı
D 0;9848

Messsignal. Daher sind - anders als in der Gravimetrie - in
der Regel keine Korrekturen für diese Effekte erforderlich.
Die Durchstoßpunkte der Dipolachse hatten 1965 bzw.
2010 im Norden (südmagnetischer Pol B, von boreal) und im
Süden (nordmagnetischer Pol A, von austral) die in Tab. 5.5
aufgeführten geografischen Koordinaten.
Die Lage dieser als Durchstoßpunkte der Dipolachse an
der Erdoberfläche definierten geomagnetischen Pole stimmt
jedoch nicht mit jener der magnetischen Pole überein, wel-
che durch I D 90 ° bestimmt ist. Darin kommt die Differenz
zwischen dem aktuellen Erdmagnetfeld und seiner Näherung
als reinem Dipolfeld zum Ausdruck.
Auf diesen Dipol bezieht man ein geomagnetisches Ko-
ordinatensystem, welches über einfache Beziehungen mit
dem geografischen Koordinatensystem zusammenhängt. Et-
wa 90% des Erdmagnetfelds können durch einen geozen-
trischen, um etwa 10° gegen die Rotationsachse geneigten
Dipol erklärt werden. Die geomagnetischen Koordinaten,
Breite “ und Länge ' , weichen von den geografischen ab.
Der geomagnetische Äquator ist durch “ D 0 definiert.
Analog zur geografischen Länge wird auch die magneti-
sche Länge ' positiv nach Osten gerechnet, ausgehend vom
Schnittpunkt des magnetischen Äquators mit dem geografi-
schen Meridian, welcher den borealen magnetischen Ach-
senpol B enthält; § ist der Winkel zwischen geografischem
und magnetischemMeridian (positiv nach Osten) (Abb. 5.5 ) .
Zwischen geografischen und geomagnetischen Koordinaten
gelten die folgenden Beziehungen:

cos œ 287;8 ı I
sin ' D cos ¥ sin œ 287;8 ı = cos “ I
sin

¥ C 0;1736 ¥

sin cos

sin œ 287;8 ı = .80 ı /

§ D cos “

D0;1736 sin œ 287;8 ı = cos “:

cos

(5.34)

Wegen der Neigung der magnetischen Dipol- gegen die
Rotationsachse der Erde können Orte mit sehr unterschied-
lichen geografischen Breiten die gleiche geomagnetische
Breite besitzen. Tabelle 5.6 stellt die sehr verschiedenen geo-
grafischen den recht ähnlichen magnetischen Breiten von
New York und Aachen gegenüber und Abb. 5.6 das geoma-
gnetische im Vergleich mit dem geografischen Koordinaten-
system.
Die Deklination des Erdmagnetfelds (Abb. 5.4 ) wirdauch
als Missweisung bezeichnet und ist auf geografischen Kar-
ten mit einem Datum vermerkt, denn das Erdmagnetfeld
ändert sich systematisch mit der Zeit. Man spricht daher
von einer Säkularvariation. Diese drückt sich in der zeit-
lichen Änderung der magnetischen Feldkomponenten aus
(Abb. 5.3 und 5.4 ) und ist deutlich an der Westdrift der Ago-
ne sowie an der Wanderung der Magnetpole erkennbar. Auch
die Neigung des geomagnetischen Dipols gegen die Umdre-
hungsachse der Erde ändert sich mit der Zeit. Während sein
Wert im Jahr 1550 noch etwa 4° betrug, stieg er seitdem bis
etwa zum Jahr 1800 nahezu linear auf 11° an und schwankt
seitdem zwischen 10° bis 12°.
Seit der ersten Vermessung des magnetischen Nordpols
durch den Polarforscher James Clark Ross am 31. Mai 1831
hat dieser bis heute eine bemerkenswerte Norddrift von mehr
als 1000 km erfahren; auch die Wanderung des Südpols ist
seit über 100 Jahren dokumentiert (Abb. 5.7 a ). In den Jah-
ren 1900-1990 wanderten die beiden Erdmagnetpole mit
Geschwindigkeiten von 1 km a 1 -17 km a 1 . Danach be-
schleunigte sich die Bewegung des magnetischen Nordpols

sin “ D sin ¥ B sin ¥ C cos ¥ B cos ¥ cos .œ œ B / I
sin ' D cos ¥ sin .œ œ B /= cos “ I
sin § D cos ¥ B sin .œ œ B /= cos “:

(5.33)

Mit den geografischen Koordinaten des borealen geomagne-
tischen Achsenpols ® B und œ B für das Jahr 2010 (Tab. 5.5 )