Tytuł pozycji:
The influence of variations of the Earth' magnetic field on the elaboration of geomagnetic observations in Poland
The increase of accuracy of magnetic measurements generated the need of testing of the influence of variations of the geomagnetic field on their elaboration. On the basis of the magnetic data obtained from European observatories and from magnetic stations operating in 2010 and 2011, the chart of amplitude changes of Y magnetic field component (magnetic declination too) in Poland and the chart of time shift between the records of Belsk Observatory - considered as central observatory - as well as the records from other measurement points were processed. Data from some geomagnetic stations operating in the 1960. (with records of D, H and Z components) stored in the database at the Institute of Geodesy and Cartography, Warsaw, were re-used to analyse geomagnetic field intensity changes (Uhrynowski, 1962, 1964). The error of transforming analogue data from paper records to the digital form is bigger than amplitude changes of declination D and H component. The results of Fourier transformation of millions of data from magnetic observatories allowed for mapping the distribution of amplitude changes of Y component and time shift of records from chosen European observatories with respect to Belsk Observatory. The range of amplitude changes of the X, Y and Z components of the geomagnetic field intensity in Poland is exceptionally small. It reaches only 2-3 nT which is at the level of the error of geomagnetic data elaboration. The range of time shift of the record from points by eastern border of Poland with respect to those by western border of Poland vary from -6 to +15 minutes for Y component. The test made with data from secular point (repeat station) measurements from 2009-2011 shows that the differences between results obtained without and with time corrections reach only 10-30 for declination and inclination, and 5 nT for total intensity vector length. The use of the magnetograms from Belsk Observatory for the geomagnetic measurement reduction without any time corrections does not, however, generate any significant error influencing the measured components accuracy.
Wobec wzrostu dokładności pomiarów magnetycznych pojawia się konieczność zbadania wpływu rozkładu wariacji pola geomagnetycznego na terenie Polski na wyniki ich opracowania. W latach 60. ubiegłego wieku na terenie Polski rozmieszczono kilkanaście stacji wariograficznych, rejestrujących w sposób analogowy zmiany składowych: D (deklinacji magnetycznej), H (składowej poziomej) i Z (składowej pionowej) wektora natężenia pola geomagnetycznego. Opracowane wówczas wyniki graficznych rejestracji, jak i próba ich opracowania podjęta obecnie (na podstawie archiwalnych zasobów IGiK) nie dały satysfakcjonujących, z punktu widzenia geodezji, wyników. Wartości zmian amplitud składowych pola geomagnetycznego lub przesunięcia rejestracji w czasie były mniejsze niż błędy samego opracowania. Obecnie na stacjach polowych można przeprowadzać rejestruję zmian pola geomagnetycznego z większą częstotliwością i dużo większą dokładnością. W latach 2010 - 2011 na terenie Polski rozlokowano 15 nowych stacji polowych, które w sposób ciągły rejestrowały zmiany pola geomagnetycznego w okresie minimum 3 - 4 miesięcy. Dane te wykorzystano do opracowania rozkładu amplitud zmian deklinacji magnetycznej oraz do wyznaczenia przesunięć czasowych (związanych z efektem solarnym) między rejestracjami. Zebrany materiał z obserwatoriów magnetycznych Polski i z wybranych obserwatoriów Europy (głównie z krajów sąsiednich) pozwolił na podobne opracowanie zmian amplitud rejestrowanych składowych natężenia pola geomagnetycznego X, Y i Z oraz przesunięcia czasowego między zapisami w poszczególnych obserwatoriach. Wszystkie dane opracowane zostały w sposób klasyczny - jako średnie wartości dobowe - i przy wykorzystaniu transformaty Fouriera. Opracowanie ciągu milionowych danych magnetycznych z lat 2008-2011 pozwoliło na dokładniejsze wyznaczenie cykli zmian poszczególnych składowych wektora natężenia pola geomagnetycznego, wartości zmian ich amplitud na przestrzeni kilku lat oraz przesunięcia obserwatoryjnych magnetogramów względem magnetogramów z Belska (Centralne Obserwatorium Geofizyczne PAN). Zakres zmian amplitud składowych pola geomagnetycznego jest niespodziewanie mały; wynosi on zaledwie 2 - 3 nT i jest on na poziomie błędu opracowania danych. Wyniki opracowania danych obserwatoryjnych i polowych jednoznacznie wskazują na przypadkowy charakter zmian amplitud składowych pola geomagnetycznego na terenie Polski. Ich rozkład zależy od danych przyjętych do analizy: roku opracowania, pory roku, wybranego przedziału czasowego itp. Obraz przesunięć czasowych rejestracji magnetycznych dla Polski jest systematyczny, a poprawki czasowe mieszczą się w przedziale od +6 minut dla pomiarów na granicy wschodniej do -15 minut dla pomiarów na granicy zachodniej. Testowe opracowanie wyników polowych pomiarów magnetycznych z wybranych punktów wiekowych z lat 2009-2011 wykazało, że nieuwzględnienie poprawek czasowych może spowodować różnice w wynikach końcowych mniejsze od błędów samych pomiarów. Pomiary magnetyczne wykonane na terenie Polski można, bez utraty dokładności, redukować do polskiego centralnego obserwatorium w Belsku. Pomiary wykonywane blisko granic powinno się redukować do najbliższego obserwatorium magnetycznego kraju sąsiedniego.
