Магнитное склонение

Магнитное склонение — это угол между географическим (истинным) меридианом и магнитным меридианом в данной точке земной поверхности, измеряемый в градусах. Является одной из основных характеристик магнитного поля Земли, наряду с магнитным наклонением и напряжённостью. Магнитное склонение показывает, насколько показания магнитного компаса отклоняются от направления на географический Северный полюс.

Природа и причины возникновения

Магнитное поле Земли создаётся процессами в жидком внешнем ядре планеты, где конвективные потоки расплавленного железа и никеля генерируют электрические токи. Это поле имеет сложную форму, отличную от идеального диполя (магнита с двумя полюсами). Географические полюса (точки, через которые проходит ось вращения Земли) не совпадают с магнитными полюсами — областями, где силовые линии магнитного поля направлены вертикально. В настоящее время Северный магнитный полюс находится в Канадской Арктике и смещается в сторону Сибири со скоростью около 50–60 км в год. Южный магнитный полюс расположен у берегов Антарктиды.

Из-за этого несовпадения магнитная стрелка компаса указывает не на истинный север, а на магнитный полюс. Угол между направлением на географический север и направлением на магнитный север в данной точке и есть магнитное склонение.

Классификация и обозначения

Магнитное склонение может быть:

• Восточным (положительным) — если северный конец магнитной стрелки отклонён к востоку от географического меридиана. Обозначается знаком «+» или буквой E (от англ. East).
• Западным (отрицательным) — если стрелка отклонена к западу. Обозначается знаком «−» или буквой W (от англ. West).

Например, запись «склонение 10° E» означает, что магнитный север находится на 10 градусов восточнее истинного севера. Величина склонения может варьироваться от 0° до 180° (вблизи магнитных полюсов), но в большинстве обитаемых районов она не превышает 30°.

Измерение и карты

Магнитное склонение определяется с помощью магнитометров и специальных наблюдений. Для практического использования составляются изогонические карты — карты, на которых точки с одинаковым магнитным склонением соединены линиями (изогонами). На таких картах также выделяют агоновую линию — линию нулевого магнитного склонения, где показания компаса совпадают с истинным севером. В России агона проходит приблизительно через Урал, Западную Сибирь и Казахстан.

Значения магнитного склонения регулярно обновляются. Всемирная магнитная модель (World Magnetic Model, WMM) и Международное геомагнитное референс-поле (IGRF) — это стандартные модели, используемые для расчёта склонения в любой точке мира на заданную дату. Они обновляются каждые 5 лет.

Изменчивость

Магнитное склонение не является постоянной величиной и подвержено нескольким типам изменений:

Вековые вариации

Медленные изменения, происходящие на протяжении столетий. Например, в Москве в 1900 году склонение составляло около 8° восточного, к 1950 году уменьшилось до 6°, а к 2020 году — до 11° восточного. Вековые вариации связаны с процессами в земном ядре.

Годичные изменения

Небольшие изменения (обычно доли градуса), вызванные сезонными колебаниями магнитного поля, связанными с ионосферными токами.

Суточные вариации

Колебания в течение суток амплитудой до 0,5° (в высоких широтах — до 1°), вызванные солнечной активностью и ионосферными возмущениями.

Магнитные бури

Резкие, нерегулярные изменения склонения на несколько градусов, длящиеся от нескольких часов до нескольких суток. Возникают под воздействием солнечного ветра и корональных выбросов массы.

Значение и применение

Навигация

Магнитное склонение — критически важный параметр для всех видов навигации: морской, авиационной, наземной. При прокладке курса по карте (где указан истинный север) необходимо вводить поправку на магнитное склонение, чтобы компас показывал правильное направление. Формула пересчёта: Истинный курс = Магнитный курс + Восточное склонение (или − Западное склонение). В современной авиации и судовождении поправка автоматически учитывается бортовыми компьютерами, но пилоты и штурманы обязаны уметь рассчитывать её вручную.

Геодезия и картография

При создании топографических карт и планов обязательно указывается магнитное склонение на год издания и его годовое изменение. Это необходимо для ориентирования карт на местности.

Геофизика и геология

Изучение магнитного склонения помогает исследовать структуру земной коры, искать полезные ископаемые (например, железную руду), а также изучать историю магнитного поля Земли (палеомагнетизм).

Археология

Метод археомагнитного датирования основан на том, что глиняные изделия (печи, керамика) при обжиге фиксируют направление магнитного поля. Сравнивая древнее склонение с современными моделями, можно определить возраст объекта.

Военное дело

Ориентирование на местности, артиллерийская стрельба, наведение ракет — все эти задачи требуют учёта магнитного склонения.

Магнитное склонение в России

На территории России магнитное склонение в основном восточное. Наибольшие значения (до 25–30° E) наблюдаются в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. В европейской части склонение меньше: в Санкт-Петербурге около 10° E, в Москве — 11° E, в Ростове-на-Дону — 8° E. В Калининградской области склонение близко к нулю (агона). В Мурманской области, из-за близости к Северному магнитному полюсу, склонение может достигать 20–25° E и испытывать значительные суточные и буревые колебания.

На топографических картах Генерального штаба СССР и России магнитное склонение указывается в зарамочном оформлении: «Склонение магнитной стрелки на 20__ год, восточное __°__′. Годовое изменение склонения __′». Эти данные используются для ориентирования карт и привязки азимутов.

Интересные факты

• Наибольшее магнитное склонение на Земле (до 180°) наблюдается вблизи магнитных полюсов, где компас практически бесполезен.
• В 2019 году Северный магнитный полюс впервые пересёк Гринвичский меридиан, что привело к внеочередному обновлению Всемирной магнитной модели.
• Магнитное склонение в Москве за последние 400 лет менялось от 0° (в XVII веке) до 11° (в начале XXI века).
• В древности китайцы знали о магнитном склонении и использовали его для навигации, но в Европе его систематическое изучение началось только с эпохи Великих географических открытий.

Источники

• Всемирная магнитная модель (WMM) 2020–2025, Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (NOAA).
• Международное геомагнитное референс-поле (IGRF-13), Международная ассоциация геомагнетизма и аэрономии (IAGA).
• «Геомагнетизм» / под ред. В. А. Троицкой, М.: Наука, 1985.
• «Магнитное поле Земли» / В. Н. Вакуленко, СПб.: Гидрометеоиздат, 2002.
• Топографические карты Генерального штаба (ГШ) СССР и России, серия «Справочные данные по магнитному склонению».