指南针是如何指出南极方向的?

一群企鹅在南极冰上聚集。

企鹅不需要指南针就能找到自己的路。但是,即使他们有指南针,也无法在南极附近为他们做得很好。

想象一下,您正在打包一生的旅程:南极洲!您将看到南极,并可能和一些企鹅闲逛。但是,您将如何找到实际的南极?

您可能会认为自己会先指南针。指南针-包含磁化指示器的导航仪-数千年来一直帮助人们在地球周围寻路。行星的磁场将指南针的磁性指针的一端吸引到北极,因此指南针用户始终知道磁性北极的方位。

但是,您可能会惊讶地发现,指南针靠近南极时,其行为会异常。这是为什么?

地球具有地理和磁极。地理上的北极和南极标记着地球旋转的中心轴的相对两端。但是,南北磁极的位置不是固定点,它们与相应地理极的距离可能相差数千公里。

地球磁场是由行星的自转以及富含铁的流体在地核中的晃动而产生的,因此磁场(以及磁极)会根据流体的运动速度和运动方式发生变化。

指南针针头设计为与地球磁场对齐,针头的北端指向磁性北极,而针头的另一端指向磁性南极。当您拿出指南针并使针落下时,其将平行于您站立的地球磁场线。

但是,从北极到南极,地球的磁场并不是一直沿直线排列。当您靠近磁性南极时,磁力线将弯曲以直接进入垂直于地球表面的磁性南极。英国南极调查局的地球物理学家汤姆·乔丹(Tom Jordan)说:“很多时候,指南针实际上是行不通的。” “您的指南针实际上并未尝试水平指向,而是直接指向地球。”

这就是说,如果您要携带带有可在三个方向上移动的自由浮动指针的指南针访问南极,那么一旦您到达磁性南极,该罗盘针的“南”端将指向下方,乔丹告诉Live Science。

该指南针在磁性北极上的行为类似。乔丹说,针头的北端将试图直指地面。

乔丹解释说,由于指南针在磁性的北极和南极附近表现得很奇怪,因此极地探险者通常通过绘制太阳角或恒星的位置来计算正北的位置。如今,在南极洲徒步旅行的人们使用GPS来确定哪个方向是北方。他们的工作是四处走动,找出哪个方向是北方,就像您不相信手机的地图应用知道您的实际位置以及面对的方式一样。

约旦说,只有在赤道上,典型的指南针才能提供最准确的读数,即哪个方向是北,哪个方向是南。他解释说,这是因为在赤道处,行星的所有磁场线都是水平的并且平行于地球表面。

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