地磁场短期演化的建模与预测
地球物理
2017-10-18 v1
摘要
在 1900.0-2014.0 时间段内，对地核 - 地幔边界处的磁场和流动的耦合演化进行了建模。为了利用源自地球磁场直接测量的地核场模型来约束系统的动力学行为，我们使用了集合卡尔曼滤波算法。通过模拟可能的状态集合，可以获取所考虑场的完整统计特性。此外，该方法能够提供预测并评估其可靠性。在本研究中，我们突出了两种不同流动 regime 的共存。一种与偏心涡旋的大尺度部分相关，其随时间缓慢演化并具有对其过去的极长记忆；另一种与速度场的小尺度部分相关，演化更快。我们表明，后者在局部区域可能表现出快速变化。这两种 regime 的结合可以相当好地预测日长的年代际变化，但也能解释物理预测与这些变化观测趋势之间的差异。后报测试表明，该模型平衡良好，能够提供平均状态及其相关不确定性的准确短期预测。然而，由于不同速度场尺度的高随机化率，地磁场预测受到限制，在大约 2000 年的预测后，无法恢复关于地核场的可靠信息。
引用
@article{arxiv.1710.06188,
title = {Modeling and predicting the short term evolution of the Geomagnetic field},
author = {Julien Baerenzung and Matthias Holschneider and Johannes Wicht and Sabrina Sanchez and Vincent Lesur},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.06188},
year = {2017}
}
备注
14 pages, 9 figures, 2tables