Advertisement

Deutsche Hydrografische Zeitschrift

, Volume 41, Issue 3–6, pp 237–255 | Cite as

Reduction of geomagnetic measurements at sea in the vicinity of the geomagnetic equator

  • Hans Albert Roeser
  • Hans-Otto Bargeloh
Article

Summary

On the dayside of the Earth, a huge current system, the so-called “equatorial electrojet”, flows along the magnetic dip equator in the ionosphere, mainly in easterly direction. At the surface of the Earth it generates strong variations of the geomagnetic field which severely impair marine geomagnetic measurements. Independent of its changing intensity, the position of the current system is remarkably constant.

For marine geomagnetic measurements in the South China Sea and the Sulu Sea the latitude dependence of the variations was determined from the data themselves, using an appropriate functional relation. By a digital filter it was taken into consideration that the slowly changing parts are less latitude-dependent. Thus, with one recording station, it was possible to reduce the variations to only 15% of their original size for distances up to 500 km.

Using the comprehensive data set of two research cruises into the Dangerous Grounds area of the South China Sea, it is shown which statements on the structure of the crust are possible with the corrected data.

Keywords

Current System Functional Relation Digital Filter Recording Station Comprehensive Data 
These keywords were added by machine and not by the authors. This process is experimental and the keywords may be updated as the learning algorithm improves.

Die Reduktion erdmagnetischer Messungen auf See in der Nähe des magnetischen Äquators

Zusammenfassung

Entlang des magnetischen Inklinations-Äquators fließt auf der Tagseite der Erde in der Ionosphäre ein riesiges Stromsystem, der sogenannte “Äquatoriale Elektroje”. Es erzeugt an der Erdoberfläche starke zeitliche Veränderungen des erdmagnetischen Feldes, die seemagnetische Vermessungen erheblich beeinträchtigen. Die Lage des Stromsystems ist auch bei wechselnden Stromstärken bemerkenswert konstant. Für seemagnetische Messungen im Südchinesischen Meer wurde die Breitenabhängigkeit der Variationen unter Benutzung eines geeigneten Funktionsansatzes aus den Daten selbst bestimmt. Durch eine Filterung wurde berücksichtigt, daß langsam veränderliche Anteile weniger stark breitenabhängig sind. Dadurch gelang es, die Variationen unter Benutzung einer einzigen Registrierstation in Entfernungen bis 500 km auf nur 15% zu reduzieren.

An Hand des umfangreichen Meßdatensatzes zweier Forschungsfahrten in das Gebiet der Dangerous Grounds im Südchinesischen Meer wird gezeigt, welche geowissenschaftlichen Aussagen über den Aufbau der Erdkruste nach der Verbesserung möglich werden.

Réduction des mesures de magnétisme à la mer effectuées au voisinage de l'équateur géomagnétique

Résumé

Du “côté jour” de la terre, un flux plasmatique puissant appelé “électrojet équatorial” s'écoule le long de l'équateur magnétique (champ total et composante horizontale identiques) dans l'ionosphère, principalement en direction de l'Est. Ce flux engendre à la surface du globe de fortes variations du champ géomagnétique, qui ont pour effet de perturber sévèrement les mesures de magnétisme à la mer. La position de ce courant est d'une constance remarquable, et indépendante de ses variations d'intensité.

Pour les mesures de magnétisme effectuées dans les mers de Chine Sud et de Sulu, les variations en fonction de la latitude ont été déterminées à partir des données elles-mêmes, au moyen de relations fonctionelles appropriées. L'emploi d'un filtre digital a permis de tenir compte du fait que les éléments variables lentement sont moins dépendants de la latitude. C'est ainsi qu'avec une station d'enregistrement, il a été possible de réduire les variations à 15% seulement de leur valeur originale jusqu'à des distances de 500 km.

En s'appuyant sur la collection très complète de données recueillies au cours de deux campagnes de recherche effectuées dans la zone des Hauts-fonds dangereux, au Sud de la mer de Chine, on montre les hypothèses qu'il est possible de formuler quant à la structure de la croûte, à partir des données corrigées.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. Bullard, E. C. and R. G. Mason, 1961: The magnetic field astern of a ship. Deep-Sea Res.8, 20–27; London.Google Scholar
  2. Campbell, W. H. and E. R. Schiffmacher, 1985: Quiet ionospheric currents of the northern hemisphere derived from geomagnetic field records. J. Geophys. Res.90 (A7), 6475–6486.Google Scholar
  3. Forbes, J. M., 1981: The equatorial electrojet. Rev. Geophys. Space Phys.19 (3), 469–504.Google Scholar
  4. Gorling, L. and H. A. Roeser, 1985: Ein Verfahren zur Verbesserung der Navigation von Forschungsschiffen. Geol. Jb.E31, 3–42.Google Scholar
  5. Handschumacher, D. W., 1976: Post-Eocene plate-tectonics of the Eastern Pacific. In: Sutton, G. H., M. H. Manghnani and R. Moberly (eds.): The Geophysics of the Pacific Ocean and its Margin. AGU Geophysical Monograph19, 177–202.Google Scholar
  6. IAGA Div. IW. G. 1, 1981: International Geomagnetic Reference Fields: DGRF 1965, DGRF 1970, DGRF 1975, and IGRF 1980. EOS62 (49) 1169.Google Scholar
  7. IAGA Div. IW. G. 1, 1988: International Geomagnetic Reference Field revision 1987. Geophysical J.93 (1), 187–189.Google Scholar
  8. IUGG/IAGA, 1982: International Service of Geomagnetic Indices, Monthly Bulletin no.82.05 a: Hourly equatorial Dst values (provisional) for April 1982.Google Scholar
  9. Onwumechilli, A., 1967: Geomagnetic variations in the equatorial zone. In: Matsushita, S., and W. H. Campbell (eds.): Physics of Geomagnetic Phenomena, 425–507. Academic Press, New York.Google Scholar
  10. Parkinson, W. D. and F. W. Jones, 1979: The geomagnetic coast effect. Rev. Geophys. Space Phys.17 (8), 1999–2015.Google Scholar
  11. Schmucker, U., 1985: Sources of the geomagnetic field. In: Landolt-Börnstein: Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology, New Series, Group V, vol. 2b: Geophysics of the Solid Earth, the Moon and the Planets, 31–73; Springer, Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo.Google Scholar
  12. Taylor, B. and D. E. Hayes, 1980: The tectonic evolution of the South China Basin. In: Hayes, D. E. (ed.): Tectonic and Geologic Evolution of the Southeast Asian Seas and Islands, AGU Geophysical Monograph23, 89–104; Washington.Google Scholar
  13. U. S. Naval Oceanographic Office, 1988: A Project Magnet aeromagnetic survey of the Sulu Sea. Report, prepared by the Geomagnetics Division; Stennis Space Center, U.S.A.Google Scholar
  14. Whitmarsh, R. B. and M. T. Jones, 1969. Daily variation and secular variation of the geomagnetic field from shipboard observations in the Gulf of Aden. Geophys. J. R. astr. Soc.18, 477–488.Google Scholar
  15. Wissmann, G., 1984: Map of ocean floor relief of the South China and Sulu Seas (around Palawan, Philippines) revised after R/V Sonne cruise. BGR, Hannover, Germany.Google Scholar

Copyright information

© Deutsches Hydrographisches Institut 1988

Authors and Affiliations

  • Hans Albert Roeser
    • 1
  • Hans-Otto Bargeloh
    • 1
  1. 1.Bundesanstalt für Geowissenschaften und RohstoffeHannover 51

Personalised recommendations