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變速海水運動感應電磁場數(shù)值模擬及特征分析

作者:周春; 李予國; 張寶強 中國海洋大學海洋地球科學學院; 青島266100; 青島海洋科學與技術國家實驗室海洋礦產(chǎn)資源評價與探測技術功能實驗室; 青島266100; 國家海洋技術中心; 天津300112

摘要:海水是一種高電導率的流體,根據(jù)電磁感應定律,運動的海水切割地磁場會在海水中產(chǎn)生感應電流,從而產(chǎn)生感應電磁場。本文從麥克斯韋方程出發(fā),推導出一維速度場海水運動感應電磁場偏微分方程,利用電磁場水平分量在海表面和海底面上的連續(xù)性條件,得到海水運動感應電磁場表達式,并編寫了Fortran計算程序。計算了常速度海水運動感應電磁場,并與格林函數(shù)法計算結(jié)果進行了對比,兩種方法的計算結(jié)果一致。計算了變速度(即海水運動速度隨深度變化)海水運動感應電磁場,并討論了海水運動周期和海底介質(zhì)電導率對海水運動感應電磁場的影響。計算結(jié)果表明:海水運動周期和海底介質(zhì)電導率對常速度海水運動和變速度海水運動感應電磁場都有影響,但影響程度不同。在本文所述模型和參數(shù)條件下,海水運動感應電場和感應磁場振幅分別可達6μV/m和10nT,這與海洋大地電磁響應的量級相當。因而在處理海洋大地電磁數(shù)據(jù)時,海水運動感應電磁響應是不可忽略的噪音干擾,需要采用必要的壓制手段。

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