徐燕　唐春梅

摘 要：在三維地球導電體模型的基礎上，利用積分方程法，計算了潮流感應的電磁場，并討論了電導率的變化對感應電磁場的影響。

關鍵詞：電磁感應；麥克斯韋方程；潮流；電導率

在過去的幾年中，海洋運動引起的感應電磁場信號得到了大量關注。當導電海水穿過環(huán)繞的電磁場時，產(chǎn)生了二次感應的電場和磁場。論文在三維地球導電體模型的基礎上，利用積分方程法，計算了潮流感應產(chǎn)生的電磁場，并討論了電導率對感應電磁場的影響。

1 地球導電體模型

海洋電磁感應的數(shù)值模擬需要建立一個三維的地球導電體模型，模型包括地球表面的球形導電薄層S（？茲，？漬）和表面以下的徑向對稱的球形導電體？滓（r）。導電薄層S（？茲，？漬）的導電性主要是因為海水和沉積物，海水的電導率數(shù)據(jù)來自于Manoj et al.[1-2]，隨著測量方法（全球5×5 NOAA ETOPO地形圖）、海水鹽度、溫度和壓力的變化而變化（2001年的世界海洋地圖集（www.ngdc.noaa.gov））。Laske and Masters （1997）[3]在全球的沉積物一維模型的基礎上利用啟發(fā)式算法計算了導電率隨沉積巖厚度的變化。對電導率取對數(shù)后的結果：說明了不僅海洋的電導率隨著深度變化的，陸地的電導率也是不一樣的。薄層的厚度比電磁場穿透的深度小的多，這意味著，在短時間內（例如10分鐘或者更短的時間），表面薄殼可以分成多層的模型。

2 麥克斯韋方程

下面我們分析在導電的地殼下，根據(jù)上述方法模擬的不同分潮潮流產(chǎn)生的電場和磁場數(shù)值模型。圖1為不同分潮產(chǎn)生的磁場，可以看出M2、S2、K1、O1潮流產(chǎn)生的磁場強度明顯的大于其他的分潮流。這里我們主要討論M2和O1潮流的計算結果，因為它們是太陽半日分潮和太陽全日分潮的主要兩個潮流。

4 結束語

論文采用的積分方程法不依賴于模型的離散化，迭代過程總是收斂的，并且任意電導率非均勻的三維介質模型中收斂速度都是非?？斓?。根據(jù)此方法，計算了不同分潮產(chǎn)生的磁場，得出M2、S2、K1、O1潮流產(chǎn)生的磁場強度明顯的大于其他的分潮流的結論。

參考文獻

[1]A.Farina，F(xiàn).Gini and M.V.Greco.Analysis of sea clutter radar data [J].Radar Proceedings of the CIE International Conference of Radar， 1996，10：115-118.

[2]陳蕓，吳晉生.海洋電磁學及其應用[J].海洋科學，1992，3（2）.

[3]P.Halley，陳蕓，張復立.中國大百科全書（海洋科學卷）[M].中國大百科全書出版社，1983，1（26）.

作者簡介：徐燕（1983-），女，江蘇南京人，河海大學，講師，博士學歷，研究方向：海洋電磁場。

通訊作者：唐春梅（1981-），女，江蘇南京人，河海大學，副教授，博士學歷，研究方向：材料物理。