地球磁场分布与纬度的关系

地球本身是个巨大的磁体，在地球的南北极磁场是最强的，磁力线最密集，越向赤道方向磁力线越稀疏，磁场越弱，而南北极位置纬度最高，从两极向赤道方向纬度递减，所以说，纬度越高，磁场越强，纬度越低，磁场越弱，也就是：磁场强弱是随纬度的增高而递减的。

不重合两极处磁场强度几乎是赤道处的两倍，并且各地的磁倾角I 同磁纬度φ 近似满足下列关系： 这些特征表明地磁场近似地是一个地心偶极磁场。

地磁场分布的数学表达式

在地磁学中通常把地磁场的球谐分析叫做高斯分析。1839年C.F.高斯首次将球谐分析的数学方法用于地磁场的研究，从理论上阐明了地磁场的主要部分来源于地球内部。

地球外一点(r，θ，λ)基本磁场的磁位W可以表示为：

这里引入常数ɑ，目的是使球谐系数g嬘和h嬘有与磁场相同的量纲，这些系数称为高斯系数或者称为高斯－施密特系数。

利用地面或近地面地磁测量的结果，可以计算各级高斯系数，将系数代入上式，则除场源区域（一般认为是地核）外，地球基本磁场的空间分布可完全确定，称为地磁场模型。高斯分析的结果是三维的，它比地磁图更全面地反映了地磁场的分布。全球地磁图的编绘通常都是利用高斯分析的结果，而不是直接利用观测值。地球基本磁场模型的优劣，直接关系到编图的精度以及区域性磁异常的形态和大小。建立完善的地磁场模型是地磁学中有重要实用价值的研究课题。

磁位W的表达式(1)是一个无穷级数。这个级数收?很快。分析结果表明，п =1的项约占W值的90%以上。它代表位于地心的偶极子磁场，故剩余的部分叫做非偶极子磁场。非偶极子磁场中，п=2和п=3两项也占主导地位。

地球的自转轴与磁场的南北极是不在一条直线上的，因此两者不存在换算关系，只能是测量出经纬度与磁场分布情况，然后建立一一对应关系。