ICS 49.140 CCS V 04
中华人民共和国国家标准
GB/T 41214—2021/ISO 16698:2019
空间环境（自然和人工）地磁活动的预报方法Space environment(natural and artificial)—Methods for estimation of future geomagnetic activity
(ISO 16698:2019,IDT)
2022-07-01实施
2021-12-31发布
国家市场监督管理总局发布
国家标准化管理委员会
GB/T 41214—2021/ISO 16698:2019
空间环境（自然和人工）地磁活动的预报方法
1 范围
本文件描述了用于预报时间尺度从短期（数小时到数月）到长期（数月至数年）的地磁指数的预报方法。
本文件适用于地磁指数和空间环境的预报。
2 规范性引用文件
本文件没有规范性引用文件。
3 术语和定义
本文件没有需要界定的术语和定义。
ISO和IEC在下列地址中保存了用于标准化的术语数据库：——ISO在线浏览平台：https：//www.iso.org/obp；——IEC电子百科：http：//www.electropedia.org/.
4 符号和缩略语
下列符号和缩略语适用于本文件。
行星际磁场南向分量（当Bz≥0时，Bs=0；当Bz<0时，Bs=Bz）Bs Bz
行星际磁场南北向分量组合
F10.7流量 地球轨道上测量的波长为10.7cm 的太阳射电流量，单位为10~2W/（m²·Hz）Glat
地理纬度（Geographic latitude）地理经度（Geographic longitude）Glon IMF
行星际磁场（Interplanetary magnetic field）Mlat
地磁纬度（Geomagnetic latitude）Mlon
地磁经度（Geomagnetic longitude）MHD
磁流体动力学（Magnetohydrodynamics）太阳宁静条件下的地磁场日变化（Solar quiet）
Sq UT
世界时（Universal time）
5 基本参量5.1 地磁场变化
地磁场由内源场和外源场组成，内源场（主要部分）由存在于地球核心的源电流和外源场时变引起的固态地球和海洋中的诱导电流随时间变化产生，外源场由磁层电流和电离层电流产生。GB/T 41214—2021/ISO 16698:2019
磁层具有高度的动态性，时间尺度从数分钟到数天不等。太阳风是磁层动力学过程的终极源头。在由磁重联引起的亚暴和地磁暴过程中，行星际磁场南北向分量组合Ba的作用特别重要，行星际磁场南向分量Bs则起到了决定性作用。太阳风速度在这些磁层动力学中也扮演着重要的角色。5.2 平静水平磁场和扰动磁场
每个月按照Kp指数挑选出当月最平静的5d作为5天国际磁静日（见5.4.2）。需要注意的是，选出的5d最平静的日子并不代表绝对的平静水平，因此，在一个扰动月份，最平静的日子不一定就会平静。
推导：用于选择每个月磁静日的每天Kp指数基于三条判断准则：（1）8个Kp指数的和；（2）8个Kp 指数的平方和；（3）8个Kp指数的最大值。根据每条准则，整个月的每天都有一个相对的数值，计算三条判断准则对应数值的平均值，按照平均值最小值从第一到第五选出的5天作为国际磁静日。
见参考文献【72】。
利用5天国际磁静日，能获得扰动磁场与平静水平磁场的偏差。5.3 K指数（单台站3h范围指数）
地磁K指数是从0到9变化的单台站地磁分级指数，是去除太阳宁静日（Sq）变化后的纯地磁扰动幅度。每一个3h（UT）间隔的活动水平都与相应磁场水平分量的扰动幅度有关。每天8个K值，每连续3h间隔（UT：0h～3h，3h～6h，…，21h～24h）一个K值。
推导：地磁水平分量H和磁偏角D的范围R定义为3h间隔内，一个磁静日的平滑曲线（日常变化）的最高偏差与最低偏差间的期望差，仅使用较大的R值，例如最强扰动时的R值，来表征基础K 值，每个观测站采用各自固定的标准规则描述R值与K值的转换关系。表1给出了尼梅克观测站R 值与K值间的固定转换规则。见参考文献【11】、【37】和【42】。
表1 尼梅克观测站R值和K值的固定转换规则
R/nT
10~20 5~10 0~5
40~70 20~40 一6 5 fo
1
K值
o a
注：nT即纳特斯拉，为电磁场单位。
5.4 Kp、≥Kp、ap和Ap指数（行星性指数）5.4.1 概述
观测站，国家
代码
Glat "N
Glon "E
Mlat .
说明
曲角，加拿大
MEA
54.617
246.667
62.5
锡特卡，美国
SIT
57.058
224.675
60.0
勒威克，设得兰群岛，英国
LER
60.133
358.817
58.9
渥太华，加拿大
OTT
45.400
284.450
58.9
1969年取代阿金库尔
120~200 200~330
70~120
330~500 80
≥500 7
9
Kp、ZKp、ap和Ap是行星性地磁指数，由选定的13个中纬度观测站观测或通过计算得出，观测站信息见表2。每个指数的得出方式在相应条款中描述。
表2 计算地磁Kp指数的13个观测站