能否利用地球磁轴偶极场强度预测地磁倒转？
地球物理
2020-12-30 v1
摘要
我们研究了仅基于偶极场强度预测地球轴向磁偶极场倒转的方法。预测策略大致为：一旦偶极强度降至某一阈值以下，场将继续减弱并发生倒转（或重大漂移）。我们首先给出了基于强度阈值的预测策略的严格定义，然后描述了一种数学与数值框架，以在数据有限的情况下考察其有效性与鲁棒性。我们将基于阈值的预测应用于从简单标量模型到三维地磁发电机的层次化数值模型。我们发现基于阈值的预测技巧在模型层次间存在差异。技巧差异可由倒转发生方式的不同解释：若场在倒转前缓慢减弱（本文给出了精确含义），则技巧高；若场快速减弱，则技巧低。该性质可用作识别哪些模型可视为类地模型的附加准则。将基于阈值的预测应用于覆盖过去两百万年的虚拟轴向偶极矩（VADM）古地磁重建（PADM2M与Sint-2000），揭示其对地球发电机的预测技巧为中等。尽管存在诸多局限，基于阈值的预测表明未来10 kyr内预计不会发生倒转。但最重要的是，我们表明考虑强度阈值以识别即将发生的倒转本质上受地球磁场动力学行为的限制。
引用
@article{arxiv.2012.12426,
title = {Can one use Earth's magnetic axial dipole field intensity to predict reversals?},
author = {Kyle Gwirtz and Matthias Morzfeld and Alexandre Fournier and Gauthier Hulot},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.12426},
year = {2020}
}