A study of changes in the Earth’s magnetic field in Poland in the years 1954–2017; reducing the archival values of magnetic declination at the points of the magnetic network to a uniform epoch

• Autorzy: Welker Elzbieta , Jedrzejewska Anna

Warianty tytułu

PL

Opracowanie zmian pola magnetycznego Ziemi w Polsce w latach 1954–2017; redukcja archiwalnych wartości deklinacji magnetycznej na punktach zdjęcia magnetycznego do jednolitej epoki

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

At the turn of the 1980s and 1990s, the Institute of Geodesy and Cartography developed a method of reducing magnetic declination based on 40-year long magnetic observations at repeat stations. This method assumed that changes in the magnetic field at repeat stations can be described using the polynomial of the 3rd degree as a function of the position of the point (φ, λ) and the measurement epoch. The Earth’s magnetic field as a temporal-spatial physical phenomenon of a variable, unpredictable nature is, however, difficult to model in a longer period of time. At the turn of the centuries the magnetic declination values at the points of the magnetic network were reduced to the 2000.5 epoch using the polynomial function for field modelling, based on the analysis of the actual changes in magnetic declination at repeat stations and in magnetic observatories. The unified set of points of the magnetic network with declination reduced to the 2000.5 epoch constituted the base for further studies of geomagnetic field. In the last dozen or so years, the network of the magnetic points has been updated by the new measurements of magnetic declination at over 300 points. Not all previous locations were suitable for re-measurements. In this case, a point in the nearby region that met the conditions for magnetic measurements was selected. New points, with the values of magnetic declination reduced to the measurement epoch, updated and expanded the data bank. An analysis of the course of actual changes in the Earth’s magnetic field in the observatories of Central Europe and at the repeat stations of the national magnetic control of Poland from the measurement epoch, i.e. from the 1950s to the current epoch, made it possible to unify the set with points with the magnetic declination determined. From now all the points will have the value of declination assigned to the 2017.5 epoch. Thus, the procedure for the reduction of magnetic data to subsequent epochs will be simplified. The decision about the possible re-updating of the data will be taken after analysing the course of further changes in the Earth’s magnetic field in Central Europe from the 2017.5 epoch.

PL

Na przełomie lat 80. i 90. XX w. w Instytucie Geodezji i Kartografii opracowano metodę redukcji deklinacji magnetycznej na podstawie 40-letnich obserwacji magnetycznych na punktach wiekowych. Metoda ta zakładała, że zmiany pola magnetycznego na punktach wiekowych dadzą się opisać za pomocą wielomianu 3-go stopnia w funkcji położenia punktu (φ, λ) oraz epoki pomiaru. Pole magnetyczne Ziemi jako czasowo-przestrzenne zjawisko fizyczne o zmiennym, nieprzewidywalnym charakterze jest jednak trudne do zamodelowania w dłuższym okresie czasu. Na przełomie wieków wykonano redukcję zbioru zdjęcia magnetycznego do epoki 2000.5 na podstawie analizy rzeczywistych zmian deklinacji magnetycznej na punktach wiekowych i w obserwatoriach magnetycznych wykorzystując funkcję wielomianową do modelowania pola. Utworzony w ten sposób jednolity zbiór punktów zdjęcia magnetycznego zredukowany na epokę 2000.5 stanowił bazę wyjściową do dalszych opracowań magnetycznych. W ciągu ostatnich kilkunastu lat zaktualizowano sieć zdjęcia magnetycznego poprzez nowe pomiary deklinacji magnetycznej na ponad 300 punktach. Nie wszystkie poprzednie lokalizacje nadawały się na miejsca ponownego pomiaru. W takim wypadku wybierano w pobliskim rejonie punkt spełniający warunki dla pomiarów magnetycznych. Nowe punkty ze zredukowanymi wartościami deklinacji magnetycznej na epokę pomiaru zaktualizowały i rozszerzyły bank danych. Analiza przebiegu rzeczywistych zmian pola magnetycznego Ziemi w obserwatoriach Europy Środkowej oraz na punktach wiekowych podstawowej osnowy magnetycznej Polski od epoki początkowej pomiarów, tj. od lat 50. ubiegłego wieku do epoki bieżącej, umożliwiła ujednolicenie zbioru z punktami zdjęcia magnetycznego i wyznaczonymi na nich wartościami deklinacji; wszystkie punkty będą miały aktualną wartość przypisaną do epoki 2017.5. Uprości się tym samym procedura redukcji danych do następnych epok. Decyzja o ewentualnym, ponownym zaktualizowaniu zbioru zostanie podjęta po przeanalizowaniu przebiegu dalszych zmian pola magnetycznego Ziemi na terenie Europy Środkowej od epoki 2017.5.

Słowa kluczowe

EN

Earth's magnetic field; magnetic network of Poland; secular changes; reduction of magnetic declination

PL

pole magnetyczne Ziemi; zdjęcie magnetyczne Polski; zmiany wiekowe; redukcja deklinacji magnetycznej

• Wydawca: Instytut Geodezji i Kartografii
• Czasopismo: Geoinformation Issues
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 10, no. 1(10)
• Strony: 17--26
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Welker Elzbieta

• Institute of Geodesy and Cartography, 27 Modzelewskiego St., 02-679, Warsaw, Poland, Tel.: [phone], Fax: [phone], ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4373-367X

autor

Jedrzejewska Anna

• Institute of Geodesy and Cartography, 27 Modzelewskiego St., 02-679, Warsaw, Poland, Tel.: [phone], Fax: [phone], ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2887-5602

Bibliografia

• [1] Demina I.M., Farafanova Yu.G., Sas-Uhrynowski A., Welker E., (2006): Global Anomalies of the Main Geomagnetic Field and the Dynamic Model of Their Sources, Geomagnetism and Aeronomy, T. 46, No 1, pp. 129–138.
• [2] Jędrzejewska A., Welker E., (2011): A new aspect of geomagnetic field variations in Poland, Proceedings of the 5th MagNetE Workshop on “European Geomagnetic Repeat Station Survey 2009–2010”, 8–11 May, Rome.
• [3] Korte M., (2011): Comparison of Germany from repeat station data to a recent global field model, 5th MagNetE Workshop on “European Geomagnetic Repeat Station Survey 2009–2010”, 8–11 May, Rome.
• [4] Mandea M., Korte M., (2011.): Geomagnetic Observations and Models, IAGA Special Sopron Book Series 5, DOI 10.1007/978-90-481-9858-0_3, © Springer Science+Business Media B.V.
• [5] Sas-Uhrynowski A., Welker E., (2009): Secular variation of the geomagnetic field in Europe, Geoinformation Issues, IGiK, Warsaw, Vol. 1, No 1, pp. 33–40.
• [6] Sas-Uhrynowski A., Welker E., Demina I., Kasyanenko L., (2000): Atlas of magnetic maps for the Baltic Sea (in Polish), Proceedings of the Institute of Geodesy and Cartography, Vol. 47, z. 100, pp. 9–24.
• [7] Schultz G., Beblo M., Gropius M., (1997): The 1982.5 geomagnetic normal field of the Federal Republic of Germany and the secular variation field from 1965 to 1992, Deutsche Hydrographische Zeitschrift, Vol. 49, No 1, pp. 5–20.
• [8] Welker E., (2007): Changes of Earth’s magnetic field in the period 1980–2005 on the basis of changes of its two selected elements (in Polish), Proceedings of the Institute of Geodesy and Cartography, Vol. 53, z. 111, Warszawa, pp. 47–63.
• [9] Welker E., (2013): The methods of acquiring information on the Earth’s magnetic field elements and their use in geodesy and navigation (in Polish), Monographic Series of the Institute of Geodesy and Cartography, Nr 17/2013, Warsaw, pp. 1–168.
• [10] Welker E., Żółtowski M., (1993a): National magnetic control in the service of updating maps and magnetic data (in Polish), V Sympozjum nt. Współczesnych problemów podstawowych sieci geodezyjnych, Warszawa, pp. 147–152.
• [11] Welker E., Żółtowski M., (1993b): A normal field of secular geomagnetic changes in Poland (in Polish), Proceedings of the Institute of Geodesy and Cartography, T. XL, z. 1(88), pp. 103–118.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).