地球发电机的概率结构

地球轴向磁偶极子场的一个最引人注目的特征，即从地质记录中众所周知的特征，是其偶尔且不可预测的极性倒转。由于底层磁流体动力学问题的高度非线性性质，理解这一现象变得非常困难。发生再生的液态外核的数值模拟只能对远非类地条件的状况进行建模。在解析方面，情况也好不到哪里去；基本计算，例如将平均倒转率与各种地核参数联系起来，显然一直难以处理。在此，我们提出一个解决此类问题的框架。从磁感应方程出发，我们证明通过将其源视为具有相当一般性质的随机过程，我们可以推导出主导环向和极向模式的联合概率分布的微分方程。这可以简化为 Fokker-Planck 方程，并在绝热近似的帮助下，进一步简化为仅关于偶极子振幅的方程。从这些方程中，可以计算出与磁场相关的各种量，包括平均倒转率、场强和完成一次倒转的时间，它们均可表示为少数数值参数的函数。这些参数反过来可以通过物理考虑来计算，或受古地磁、数值和实验数据的约束。