Ö

Magnetfält

En kompass

Kompassen ställer in sig efter jordens magnetfält och den röda änden på pilen pekar mot norr – om den inte blir störd vill säga. Järn påverkar de magnetiska kraftlinjerna och kan få kompassen att peka fel. I Kiruna pekar jordens magnetfält mest neråt där Institutet för rymdfysik ligger och jordens magnetfält mäts kontinuerligt.

Jordens magnetfält


Styrka µT Frekvens Hz
Normalt 53 0
Variation förmiddag 0,05 nära 0
Variation midnatt1 0,125 nära 0
Solstorma sällsynt2 0,1–1 0,3
Pulseringb 0,00005 3,5

a Solstormarna ger ingen regelbunden frekvens utan den snabbaste förändringen, som kan vara en enstaka händelse, sker med en hastighet som motsvarar regelbundna förändringar med den angivna frekvensen.
b Se diagram 2.

Konstgjorda magnetfält


Styrka µT Frekvens Hz
Normalt i bostäder 0,08 50

Svajar och pulserar

Jordens magnetfält svajar men så lite att det ändå betraktas som ett statiskt fält som inte ändrar styrka eller riktning. Den förändring av styrka som magnetfälten från elnätet gör 100 gånger per sekund tar en timme för jordens magnetfält3. Tidsperspektiven är alltså helt olika för en förändring på 0,05 till 0,08 mikrotesla (µT) som är en vanlig styrka på varierande magnetfält från elnätet i bostäder. Däremot är pulseringen mycket snabbare med variationer med en oregelbunden frekvens på upp till fyra gånger per sekund, men med en styrka på bara 0,00005 µT 4 (Diagram 2). Pulseringen beror på att solvinden gör de delar av magnetfältet som går långt ut i rymden instabila5. Solvinden består av elektroner och delar av atomer som solen kastar ut med en hastighet av upp till 2 520 000 km/h.

Magnetogram över jordens magnetfält

Diagram 1. Magnetfältets variationer under 24 timmar. Diagram svart linje mot norr  Diagramförklaring blå linje mot öster  Diagramförklaring röd linje vertikalt. Magnetfältets styrka i Kiruna är ungefär 53 µT och mellan varje horisontellt streck i diagrammet skiljer det 0,05 µT. Variationerna är alltså en tusendel av 53 µT när solen är lugn som den är för det mesta3. Mellan svarta kurvans högsta och lägsta värde skiljer det 0,1 µT. Streckade linjer i kurvans färg visar magnetfältet vid lugn sol.

Magnetfältets variationer i ostlig riktning

Diagram 2. Magnetfältets pulsering under drygt nio timmar i ostlig riktning. I botten på diagrammet visas pulseringar mellan 0 och 1 Hz. I det ljusare bandet i övre delen omkring 3,5 Hz. Frekvensen visas på vertikala skalan till vänster och tiden som timmar 01 till och med 09. Färgen på punkterna anger styrkan på pulserna. Mörkblått för 0,000001 till 0,000007 µT, grönt för c:a 0,000050 µT.

Varierar under dygnet

Solvinden påverkar jordens magnetfält. På solsidan pressas magnetfältet ihop och försvagas medan det dras ut och förstärks på skuggsidan. Uppe i rymden ger det en tydlig skillnad mellan dag och natt (Diagram 3). På jorden märker vi det genom att norrsken är vanligare på natten och variationerna i jordens magnetfält blir större6.

Solvinden deformerar magnetfältet
Solvinden deformerar jordens magnetfält som tillsammans med jordens rotation ger en tydlig variation under dygnet. "Insekten" till höger är jorden och linjerna magnetfältets kraftlinjer.
Dygnsvariationer
Diagram 3. Variationer i jordens magnetfält mätt av en satellit 3579 mil ovanför ekvatorn. På det avståndet tar det ett dygn för satelliten att fullborda ett varv runt jorden, så sett från jorden finns den alltid på samma plats på himlen och mäter dag som natt. Diagrammet visar variationerna under sju dygn. Skalan till vänster anger magnetfältets styrka i nanotesla (nT). Dividera med 1000 för att få värdena i mikrotesla (µT).
Diagram NOAA7
Ojämnt fördelat

Magnetfältet är inte lika starkt överallt på jorden. Svagast är det i Paraguay med 23 µT och starkast med 67 µT vid magnetiska sydpolen söder om Australien utanför Antarktis8. Med jordens magnetiska poler menas vanligen de platser där magnetfälten är lodrätt riktade mot jorden.

Magnetfältets variationer över jordytan
Ju mörkare rött desto starkare magnetfält.
Karta USGS

Fotnoter
  1. Institutet för rymdfysik, IRF Kiruna. Kiruna Magnetic Disturbance Statistics.
  2. IARC. Non-Ionizing Radiation, Part 1: Static and Extremely Low-Frequency (ELF) Electric and Magnetic Fields. Sid 51.
  3. IRF Kiruna. Aktuellt diagram över variationerna i jordens magnetfält. Magnetfältet mäts i tre riktningar, x = nordlig (geografiska nordpolen), y = ostlig och z = vertikalt.
  4. IRF Kiruna. Aktuellt diagram över pulseringen.
  5. Bianchi, Meloni. Natural and man-made terrestrial electromagnetic noise: an outlook. Annals of Geophysics, vol. 50 n. 3 June 2007. Sid 436.
  6. IRF Kiruna. Se fotnot 1.
  7. National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA. Space Weather Prediction Center.
  8. U.S. Geological Survey, USGS. The International Geomagnetic Reference Field, 2005. Plate 5 PDF.
  9. NOAA, National Centers for Environmental Information. Wandering of the Geomagnetic Poles.