Logo PTB
Spulensystem nach Braunbek zur Kompensation der drei Komponenten des Erdmagnetfeldes

Messung des Erdmagnetfeldes in der PTB

Standort

Sondenhaus
Erdmagnetfeld-Sondenhaus der PTB
Geoposition der Sensoren: 52° 17,500' N 10° 27,948' O Höhe: 83 m über NN

In der PTB in Braunschweig wird das Magnetfeld der Erde laufend gemessen. Die dabei gewonnenen Daten sind notwendig, um die störenden Auswirkungen des Erdmagnetfeldes für empfindliche Messaufgaben kompensieren zu können.
In einem magnetisch ungestörten Waldgelände der PTB befinden sich in einem kleinen Messhaus die notwendigen Messgeräte mit speziellen Sensoren zur Messung des Erdmagnetfeldes.

Diagramm der Live-Daten

Hier wird der Verlauf des Erdmagnetfeldes für den Zeitraum der letzten drei Tage gezeigt. Dargestellt ist die Totalintensität als magnetische Flussdichte in Nanotesla (nT) über der Zeit. Die Messdaten werden einmal pro Minute aktualisiert.
Informationen zu einzelnen Datenpunkten werden eingeblendet, wenn der Mauszeiger auf der interessierenden Stelle der Kurve platziert wird.



Messung

Aktuelle Messwerte vom 23.05.18 12:41 Uhr:
Totalintensität: F = 49351.0 nT
Inklination: I = 67.02 °
Deklination: D = 2.61 °

Die oben angegebenen Messwerte werden vektoriell mit einem dreiachsigen Fluxgate-Magnetometer ermittelt: Die Inklination I beschreibt den Winkel, unter dem die Magnetfeldlinien auf die Erdoberfläche treffen. Die Deklination D ist der Winkel zwischen der magnetischen und geografischen Nordrichtung.

Der normale Tagesverlauf der Totalintensität F zeigt ein typisches, mehr oder weniger stark ausgeprägtes Minimum am Mittag. Der Zeitpunkt des Minimums entspricht im allgemeinen dem Tageshöchststand der Sonne, die Ausprägung des Minimums korreliert mit der direkten Sonneneinstrahlung, d. h. es fällt bei bewölktem Himmel geringer aus. Schwankungen durch Wetter und Jahreszeiten und insbesondere durch Sonnenaktivitäten* überlagern die ursächlich durch die Vorgänge im Erdinneren erzeugten Magnetfelder.

* Popup-Fenster: Ansicht der Sonne in den letzten 48 Stunden   (Quelle: NASA, das Laden kann ein wenig dauern)

Längerfristiger Verlauf am Standort

Langfristiger Verlauf Totalintensität in nT
(anklicken zum Vergrößern)

Seit Beginn der Aufzeichnung der Erdmagnetfelddaten in der PTB zeigt sich der annähernd lineare Aufwärtstrend der Totalintensität, der in Europa seit den dreißiger Jahren des letzten Jahrhunderts beobachtet wird. Die obige Abbildung zeigt die Monatsmittelwerte der Totalintensität in Nanotesla am Standort der PTB in Braunschweig. Im gleichen Messzeitraum wurde der Anstieg von ca. +28 nT/Jahr auch im Geomagnetischen Observatorium in Niemegk gemessen. Der Inklinationswinkel zeigt im gleichen Zeitraum einen Anstieg von ca. +0,02°/Jahr, der Deklinationswinkel ca. +0,17°/Jahr.
Global gemittelt befindet sich das Erdmagnetfeld aber eher auf einem Abwärtstrend. Der über die Jahre beobachtete Anstieg hierzulande ist also eine lokale Eigenheit, hervorgerufen durch die langfristige Zunahme der sibirisch-asiatischen Anomalie. Die Daten des SWARM-Satellitenprogramms zeigen diesen Trend in Europa deutlich.

Satellitendaten

Weitere Daten des aktuellen Erdmagnetfeldes werden von Satelliten-Magnetometern auf geostationären Erdumlaufbahnen gemessen. Zum Beispiel werden die Magnetfeldmessungen der beiden Erdbeobachtungssatelliten GOES 14 (Position: 104°W) und GOES 15 (Position: 135°W) der NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) regelmäßig veröffentlicht. Diese Daten werden durch einachsige Messung in Nordrichtung parallel zur Erdachse ermittelt ("Hp").


Orbitalmagnetometer

Quelle: NOAA

Aktuelle Zustandsinformationen

Erdmagnetfeld (Kp-Index)

Die 3-Stunden-Mittelwerte des planetarischen Kp-Index werden hier dargestellt als aktuelles Tagesdiagramm und als Wochenübersicht. Dieser Index beschreibt nur den Anteil der Aktivität des Erdmagnetfeldes, der durch den solaren Partikelstrom hervorgerufen wird. Er wurde im Jahr 1949 von Julius Bartels vorgeschlagen und wird seitdem weltweit als Maß für die geomagnetischen Effekte solarer Teilchenstöme verwendet. Er wird ermittelt aus Messwerten der beiden horizontalen Komponenten des Erdmagnetfeldes, die von solaren Aktivitäten am meisten beeinflusst sind. Auf einer quasi-logarithmischen Skala kann er Werte zwischen 0 und 9 annehmen. Er wird veröffentlicht als Mittelwert lokaler Messungen von 13 magnetischen Observatorien weltweit.
Neue Daten werden 45 Minuten nach dem Ende der jeweiligen 3-Stunden-Frist in das Diagramm übernommen.


Status des Erdmagnetfeldes

Quelle: Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ

Solare Aktivität

Die Strahlungsstromdichte E der Sonne, manchmal auch als Bestrahlungsstärke bezeichnet, angegeben in elektromagnetischer Energie pro Fläche, wird von geostationären Forschungssatelliten überwacht. Sind diese Messwerte durch Sonneneruptionen stark erhöht, bewirkt dies auch ausgeprägte Abweichungen vom normalen Tagesverlauf des gemessenen Erdmagnetfeldfeldes. Ein hochenergetischer Partikelstrom nach einer solaren Eruption (Sonnensturm) erreicht die Erde mit einem zeitlichen Abstand von 1,5 bis 3 Tagen (siehe Kp-Index).
Das folgende Diagramm stellt die letzten drei Tage der aktuellen Daten der Strahlungsstromdichte E (Quelle GOES-14) aus dem Spektralbereich der mittleren Röntgenstrahlung von 0,1 bis 0,8 Nanometer (nm) Wellenlänge dar. Wenn auf der Sonne koronale Massenauswürfe beobachtet werden, können Messwerte von 10 µW/m² und höher erreicht werden. Bei normaler und ruhiger Sonnenaktivität werden Werte unterhalb von 1 µW/m² gemessen.
Das Diagramm wird einmal pro Minute aktualisiert. Informationen zu einzelnen Datenpunkten werden eingeblendet, wenn der Mauszeiger auf der interessierenden Stelle der Kurve platziert wird. Weitere Live-Daten der solaren Aktivität werden regelmäßig von SpaceWeatherLive veröffentlicht.


Aktueller Messwert vom 23.05.18 12:41 Uhr: E = 0.1440 µW/m2