Zonaler-Sektorieller-Tesseraler Anteil des Erdmagnetdeldes

Laut der Fourier-Analyse beträgt der statische Anteil des Erdfelde 47,2183 uT. Der minimalste Wert des Feldes liegt bei 24 uT, der maximalste Wert beträgt 62 uT. Daraus erklärt sich, dass sich etwa 75 % des Feldes wie ein permanenter Magnet verhalten.

Der zonale Anteil des Feldes entsteht durch die Auswertung der Mittelwerte in der Fourier-Analyse. Er enthält Terme die nur von der geographischen Breite Phi abhängig sind und lässt sich wie folgt darstellen:


		Im Bild 9.1 ist zu erkennen, das sich um den Nordpol herum eine Maximumzone bildet, und zwar bei Phi=75 Grad. Etwa 2,8 Grad unterhalb des Äquators befindet sich eine Minimalzone. Und genau auf dem Südpol erhält man noch einen Maximalpunkt. Damit beruht das zonale Feld hauptsächlich auf einer 2er-Schwingung. Bedingt durch den Term 11,3642cos2Phi, der den grössten Anteil am zonalen Feld ausmacht. Und das dem Feld, zusammen mit dem permanenten Anteil, dann auch einen dipolähnlichen Charakter verleiht.
Abbildung 9.1 - zonaler Anteil des magnetischen Feldes

Der sektorielle Anteil des Feldes entsteht durch die Auswertung der konstanten Glieder im tesseralen Anteil aus der Fourier-Analyse. Er enthält Terme die nur von der geographischen Länge lambda abhängig sind und lässt sich folgendermaßen darstellen:


		Im Bild 9.2 ist zu erkennen, das sich neben der kleinen Ellipsoidachse eine Maximumzone bildet, und zwar bei Lambda=-83,5 Grad West und Lambda=96,5 Grad Ost. Die Minimumzonen liegen bei Lambda=5,25 Grad Ost und 174,25 Grad West. Die blauen Linien stellen die 0/180-Grad bzw. 90/270-Grad Meridiane eines dreiachsigen Ellipsoiden dar.
Abbildung 9.2 - sektorieller Anteil des magnetischen Feldes

Name	Länge	Bereich
Maximum 1	+96,5 Grad Ost	80,25-110,25 Ost
Maximum 2	-83,5 Grad West	-69,75-99,75 West
Minimum 1	5,25 Grad Ost	-15,5 West- +24 Ost
Minimum 2	-174,75Grad West	-156 West-+166,5 Ost

Addiert man die Terme der zonalen und sektoriellen Anteile aus Kapitel 9.2 und 9.3, so entsteht das Grundfeld ZS. Es gilt:

B_ZS = B_Z + B_S

		Sichtbar wird, dass ein magnetischer Rücken am Nordpol entsteht, während am Südpol nur eine punktförmige Maximalzone vorhanden ist. In der Äquatorebene befinden sich zwei Minimalzonen und zwei Sattelpunkte.kte.
Abbildung 9.4 - Grundfeld ZS

		Hiernoch eine andere Art der Darstellung des Grundfeldes ZS. Im Vergleich zum Gesamtfeld und den Achsen für einen dreiachsigen Ellipsoid. Gut zu erkennen ist der mangnetische Rücken im Arktisbereich. Sozusagen in Phase mit den Maximalpunkten befinden sich zwei Sattelpunkte in der Äquatorebene. Ebenfalls in der Äquatorebene befinden sich zwei Minimalzonen, die zu den Maximalwerten um 90 Grad verschoben sind, und daher am Hauptmeridian des dreiachsigen Ellipsoiden liegen. Alle Extremwertzonen liegen auf den Ecken eines Oktaeders
Abbildung 9.5 - Grundfeld ZS

Name	Länge	Breite
Nord-Maximum	+96,5 Grad Ost	+75 Grad Nord
Anomalie	-83,5 Grad West	+75 Grad Nord
Minimum 1	+5,25 Grad Ost	-5 Grad Sued
Minimum 2	-174,75Grad West	-5 Grad Sued
Süd-Maximum	0	-90 Grad Sued

Im Buch enthalten sind die Abbildung 9.8 sowie die Ableitung für das Gitter ZS

Trägt man lediglich die Linien für die Extremalzonen des Grundfeld ZS in eine Karte ein, so ergibt sich das erste Gitter des Erdmagnetfeldes. Diese Gitterkonstruktion kann man dann als Gitter ZS oder auch als A-Gitter bezeichnen.

Im Buch kann gezeigt werden das die Lage der Kontinente
in Relation zum sektoriellen Anteil des Erdmagnetfeldes steht

Das folgende Bild 9.9 zeigt die Nordlichtzone (schwarzer Kreis) und die geomagnetischen Verhältnisse in der Arktis. Eingetragen sind jeweils die zonale (blauer Kreis) und die sektorielle (rote Linie) Maximalzone.

		Wie im Kapitel 9.2 gezeigt, liefert der zonale Anteil einen Maximalwertwert bei 75 Grad nördlicher Breite. Die gesamte zonale Maximalzone reicht vom Pol bis zu etwa 67 Grad Breite. Dies stimmt gut mit der Polarlichtzone überein. Durch Addition des zonalen mit dem sektoriellen Anteil lässt sich der magnetische Rücken in der Arktis erklären. Der magnetische Rücken stellt die Maximalzone des Grundfeld ZS dar. Vor diesem Hintergrund lässt sich folgendes Fazit ziehen: Das magnetische Feld am nördlichen Polarkreis wird hauptsächlich durch das Grundfeld ZS geprägt
Abbildung 9.9 - Arktis

Der tesserale Anteil enthält Terme die von der geographischen Länge lambda und von der geographischen Breite Phi abhängig sind und lässt sich folgendermaßen darstellen:

		Der tesserale Anteil des Erdmagnetfeldes Auffallend ist, das alle Extremwerte etwa bei ±45 Grad Breite liegen.
Abbildung 9.10 - tesseraler Anteil des Erdmagnetfeldes

Zeichnet man die Extremwerte des tesseralen Anteils in eine Karte mit der Totalintensität und den Achsen für ein dreiachsiges Ellipsoid (blau) mit einer 45 Grad-Teilung ein, so ergibt sich die folgende Abbildung 9.11:

Abbildung 9.11 - tesserale Extremwerte des Erdmagnetfeldes

Name	Breite	Länge
Nord-Maximum	+45 Grad Nord	-95,7685Grad West
Süd-Maximum	-45 Grad Süd	+129,21 Grad Ost
Grosse Anomalie	+45 Grad Nord	+99,7395 Grad Ost
Minimum	-45 Grad Süd	+8,395 Grad West

Auf der Nordhalbkugel liegen alle Extremwerte annähernd auf einem Quadrat. Durch die 45 Grad Breite wird koordinatenmäßig in der Erde ein verdrehter Kubus bzw. ein Spat erzeugt.

Im Buch enthalten sind noch die Abbildungen 9.12 und 9.13 die eine polaren Darstellung des tesseralen Feldes liefern.

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