Numerical simulations of geomagnetic short-timescale variations

地磁短时尺度变化的数值模拟

• 批准号: 23740334
• 负责人: SAKURABA Ataru
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23740334/
• 关键词: 地磁気永年変化; 地球ダイナモ; 西方移動; ジャーク; ねじれ振動; 数値シミュレーション; 磁気不安定; 地磁気西方移動; 磁気流体波動; 電磁流体力学; 地磁気ジャーク; 地球電磁気; 流体力学; 地球磁場

I performed numerical simulations of convection and geomagnetic field generation processes in Earth's liquid metallic core to reproduce several characteristic geomagnetic secular variations. The numerical result exhibits torsional oscillations that are composed of traveling waves toward and out of the Earth's rotation axis, suggesting that they are created by turbulence in internal core convection. The result also shows clear westward drift in the core-surface magnetic field particularly in high-wavenumber components and in the low latitudes, and I pointed out existence of dispersion in the westward drift. In order to figure out this dispersion property, I conducted linear stability analysis of axisymmetric magnetic field in an inviscid rotating fluid sphere, and discussed possible relations between westward propagation of slow hydromagnetic wave and the geomagnetic westward drift.

我对地球液态金属芯中的对流和地磁田间产生过程进行了数值模拟，以重现几种特征性的地磁世俗变化。数值结果表现出扭转振荡，这些振荡由向地球旋转轴向外和外出的行进波组成，表明它们是由内部核心对流中的湍流产生的。结果还显示了核心表面磁场中的清晰向西漂移，尤其是在高波动的组件和低纬度中，我指出了向西漂移中的分散体。为了找出这种分散性能，我对无粘性旋转的流体球体进行了轴对称磁场的线性稳定性分析，并讨论了慢磁波向西传播与地磁向西漂移之间的可能关系。

项目成果

On thermal driving of the geodynamo, in "The Earth's Magnetic Interior" (Eds. E. Petrovsky et al.), IAGA Special Sopron Book Series 1

关于地球发电机的热驱动，载于“地球的磁内部”（E. Petrovsky 等人编），IAGA 特别 Sopron 书籍系列 1

• 发表时间: 2011
• 作者: Greaux S.;Yamada A.;Zhou C.;Arimoto T.;Higo Y. and Irifune T.;A. Sakuraba and P. H. Roberts
• 通讯作者: A. Sakuraba and P. H. Roberts

地球ダイナモモデルにおける西方移動、ねじれ振動およびジャーク

地球发电机模型中的向西迁移、扭转振荡和急动

• 发表时间: 2012
• 作者: T. Hamada;Y. Kishimoto;T. Nagasaki;M. Takagi;藤田明男;宮澤理稔;桜庭 中
• 通讯作者: 桜庭 中

Numerical simulations of magnetostrophic dynamo

磁致发电机的数值模拟

• 发表时间: 2011
• 作者: 伊藤 武男;Endra Gunawan;木股 文昭;田部井 隆雄;太田 雄策;Meilano Irwan;Agstan;Nurdin Irwandi;Ataru Sakuraba
• 通讯作者: Ataru Sakuraba

Simulating geomagnetic field variations : from jerks to superchrons

模拟地磁场变化：从急速变化到超时速变化

• 发表时间: 2011
• 作者: Zhou C.;Greaux S.;Nishiyama N.;Irifune T. and Higo Y.;濱田勉;桜庭 中
• 通讯作者: 桜庭 中

On thermal driving of the geodynamo (in "The Earth's magnetic interior", Eds. E. Petrovsky, E. Herrero-Bervera, T. Harinarayama, D. Ivers)

关于地球发电机的热驱动（参见“地球的磁内部”，E. Petrovsky、E. Herrero-Bervera、T. Harinarayama、D. Ivers 编）

• 发表时间: 2011
• 作者: Ataru Sakuraba and Paul H. Roberts