자기 편각

지리적 북쪽에서 "양"(또는 "기상") 변동이 있는 나침반 바늘을 보여주는 자기 편각의 예.N은_g 지리적 또는 진정한 북쪽, N은_m 자북, θ는 자기 편각입니다.

자기편향 또는 자기변화는 자북(지구 자기장선의 방향에 해당하는 자화 나침반 바늘의 북쪽 끝 방향)과 참북(지리적 북극을 향해 자오선을 따라가는 방향) 사이의 수평면 각도입니다.이 각도는 지구 표면의 위치에 따라 다르며 시간이 지남에 따라 변합니다.

좀 더 형식적으로, Bowditch는 변화를 "진정한 북쪽에서 자북의 방향을 나타내기 위해 동쪽 또는 서쪽으로 도, 분 단위로 표현되는 임의의 장소에서의 자북과 지리적 경락 사이의 각도"로 정의한다.자기 경맥과 그리드 경맥 사이의 각도를 그리드 자기각, 그리드 변동 또는 ^[1]그리션이라고 합니다."

관례상 자북이 진북의 동쪽일 경우 편각은 양수이고, 서쪽일 경우 음수이다.등각선은 지구 표면에 있는 선으로 편각이 같은 일정한 값을 가지며 편각이 0인 선을 아고닉 선이라고 합니다.그리스 소문자 ((델타)는 자기편향을 나타내는 기호로 자주 사용됩니다.

자기편차라는 용어는 때때로 자기편차와 같은 의미로 느슨하게 사용되기도 하지만, 더 정확히는 선박이나 항공기에 탑재된 철과 같은 근처의 금속 물체에 의해 유도되는 나침반 판독치의 오류를 가리킨다.

자기편향은 지구의 자기장선이 수평면의 아래쪽에서 만드는 각도인 자기경사각이라고도 알려진 자기경사와 혼동해서는 안 된다.

시간 및 장소에 따른 편각 변화

자기 편차는 장소에 따라 그리고 시간의 경과에 따라 달라집니다.예를 들어, 여행자가 미국 동부 해안을 여행할 때, 편차는 메인 주에서는 서쪽으로 16도, 플로리다 주에서는 6도, 루이지애나 주에서는 0도, 텍사스 주에서는 동쪽으로 4도까지 다양합니다.영국 런던에서의 편차는 서쪽으로 1도(2014년)였으며,^[2]^[3] 2020년 초에는 0으로 감소하였다.먼 곳에서 측정된 자기 편차에 대한 보고는 17세기에 보편화되었고, 에드먼드 핼리는 ^[4]1700년에 대서양의 편차에 대한 지도를 만들었다.

대부분의 지역에서, 공간 변화는 지구 깊은 곳의 흐름의 불규칙성을 반영합니다; 일부 지역에서는, 지구의 지각에 철광석이나 자철광의 퇴적물이 편차에 강하게 기여할 수 있습니다.마찬가지로, 이러한 흐름에 대한 장기적인 변화는 지구의 같은 지점에서 전기장 강도와 방향에 대한 느린 변화를 초래한다.

편각 지도에 그려진 수평 곡선으로 자기 편각을 나타내며, 부호 있는 각도로 표시됩니다.각 레벨 곡선은 등각선입니다.

NIMA 자기 변동 지도 2000

특정 영역의 자기 편차는 시간이 지남에 따라 천천히 변화할 수 있으며, 자극으로부터 얼마나 떨어져 있는지에 따라 100년에 한 번씩 2-2.5도 정도로 작아질 수 있다.Ivujivik과 같은 극과 가까운 곳의 경우, 편각은 3년마다 1도씩 바뀔 수 있다.이는 대부분의 여행자들에게는 중요하지 않을 수 있지만, 오래된 도표나 미터(방향)의 마그네틱 베어링을 사용하여 정확한 위치를 찾는 경우 중요할 수 있습니다.

시간 경과에 따라 변동이 어떻게 변화하는지에 대한 예시로 124년 간격으로 조사된 동일한 면적(롱아일랜드 사운드의 서쪽 끝)의 두 차트를 참조하십시오.1884년 차트에는 서부로 8도 20분 정도 차이가 있습니다.2008년 차트에는 서경 13도 15분이 나와 있습니다.

웨스트롱아일랜드 사운드, 1884년

웨스턴롱아일랜드 사운드, 2008

Estimated declination contours by year, 1590 to 1990

적위 결정

이스라엘 지도에 자기편향으로 표시되어 있다.화살표는 진정한 북쪽, 그리드 북쪽 및 마그네틱 북쪽을 나타내며, 자기 편차의 연평균 변화는 동쪽으로 0°03º임을 설명합니다.

직접 측정

앤티크 데코노미터

어느 특정 장소에서의 자기 편차는 천체 극(별들이 회전하는 것처럼 보이는 하늘의 점)을 참조하여 직접 측정할 수 있으며, 이는 진정한 북쪽과 진정한 남쪽의 방향을 표시합니다.이 측정을 수행하는 데 사용되는 계측기를 적압계라고 합니다.

북극의 대략적인 위치는 북극성(북극성)으로 표시됩니다.따라서 북반구에서 편차는 폴라리스에 대한 자기 방향과 시각 방향의 차이로 대략적으로 결정될 수 있다.폴라리스는 현재 북극을 중심으로 반경 0.73°의 원을 추적하고 있기 때문에 이 기술은 어느 정도 정확합니다.고위도에서는 수평선에 가까운 기준 물체에 대해 북극성을 관찰하는 데 도움이 되며, 이 물체에서 방향을 파악할 ^[5]수 있습니다.

지도에서 결정

국지적 편각의 대략적인 추정(수 도 이내)은 위에서 설명한 것과 같은 세계 또는 대륙의 일반적인 등각 차트에서 확인할 수 있다.등각선은 항공도와 해도에 표시된다.

대규모 로컬 맵은 종종 개략도를 사용하여 현재 로컬 편차를 나타낼 수 있습니다.표시된 면적이 매우 작지 않은 한, 편각은 지도의 범위에 따라 현저하게 달라질 수 있으므로 데이터는 지도의 특정 위치를 참조할 수 있다.현재 속도 및 변화 방향도 예를 들어 연간 아크 분 단위로 표시할 수 있습니다.동일한 다이어그램은 실제 북쪽과 다를 수 있는 북쪽 그리드 각도(지도의 북쪽-남쪽 그리드 선의 방향)를 보여줄 수 있다.

예를 들어 미국 지질조사국(USGS)의 지형도에서 다이어그램은 MN 화살표와 수직선 사이의 각도 부근에 라벨을 붙여 12월 크기를 나타내는 레이블과 함께 해당 지역의 자기 북방(화살표 "MN" 표시)과 참 북방(상단에 5점 별이 있는 수직선) 사이의 관계를 보여준다.각도, 밀 또는 둘 다로 구분합니다.

모델과 소프트웨어

위에서 설명한 딥 플로우의 전 세계적인 경험적 모델은 주어진 시간 범위 내의 임의의 위치에 대한 자기 편향을 포함하여 지구 자기장의 특징을 설명하고 예측하는 데 사용할 수 있다.미국과 영국의 WMM(World Magnetic Model)이 대표적이다.그것은 준비된 5년의 기간이 시작될 때 지도 제작자들이 이용할 수 있는 모든 정보를 가지고 건설된다.이는 매우 ^[a]예측 가능한 변화율을 반영하며, 일반적으로 지도보다 정확합니다. 지도는 ^{[citation needed]}몇 개월 또는 몇 년이 지난 것 같습니다.이력 데이터의 경우 IGRF 및 GUFM 모델을 사용할 수 있다.이러한 모델을 사용하기 위한 도구는 다음과 같습니다.

미국 ^[7]국립해양대기청 산하 국립지질물리학 데이터센터에서 호스팅하는 웹 앱입니다.
미국 국립지리공간정보국의 WMM용 데모 프로그램 및 기타 다양한 서드파티 ^[8]구현.

WMM, IGRF 및 GUFM 모델에서는 코어-망틀 경계에서 방출되는 자기장만을 나타냅니다.실제로 자기장도 지각에 의해 왜곡되며 왜곡은 자기 이상입니다.보다 정확한 추정을 위해 향상된 자기 모형과 같은 더 큰 지각 인식 모델을 사용할 수 있습니다.(편각 등고선의 비교는 인용 페이지를 참조하십시오.)^[9]

적위 사용

조절 가능한 나침반

편각 0° 및 베어링 312°로 설정된 조절식 나침반

자석 나침반은 지리적 북부가 아니라 자석적 북부를 가리킵니다.하이킹에 일반적으로 사용되는 스타일의 나침반은 베이스 플레이트에 대해 회전하는 베젤 형태의 편각 조정을 포함한다.편차를 설정하려면 베젤 지정 N(북쪽의 경우)과 바늘의 자기 끝(일반적으로 빨간색으로 칠함) 사이에 원하는 도수 플러스 또는 마이너스 값이 올 때까지 베젤을 회전시킵니다.이를 통해 사용자는 베이스 플레이트에 엠보싱된 빨간색 표시 화살표를 랜드마크와 정렬하거나 지도상의 방향을 표시하여 이동 또는 방향을 위한 진정한 방향을 설정할 수 있습니다.이렇게 조정된 나침반은 자북(같은 등각선상의 영역 내에 있는 한)이 아닌 "진정한 북쪽"으로 읽혀진다고 할 수 있다.

왼쪽 그림에서 베젤의 N은 나침반 바늘의 자기 끝에 표시된 방향에 맞춰 0도의 자기 편차를 반영하고 있습니다.베이스 플레이트의 화살표는 312도의 베어링을 나타냅니다.

조정 불가능한 나침반

나침반을 읽을 때 자기 편차를 보정하는 방법이 예에서는 편차가 14°E(+14°)이므로 나침반 카드는 진정한 북쪽의 동쪽 14도를 가리킵니다.참된 베어링을 얻으려면 나침반에 표시된 베어링에 14도를 더합니다.

참 베어링과 자기 베어링을 모두 사용하려면 조정 불가능한 나침반 사용자는 국소적인 자기 편향을 고려한 간단한 계산을 수행해야 합니다.왼쪽의 예에서는 자기 편향을 추가하여 자기 방위(조정 불가능한 나침반을 사용하여 현장에서 촬영한 방위)를 참 방위(지도에 표시할 수 있는 방위)로 변환하는 방법을 보여 줍니다.이 예의 편차는 14°E(+14°)입니다.대신 편차가 14°W(-14°)인 경우에도 이를 자기 베어링에 "추가"하여 40°+(-14°) = 26°의 진정한 베어링을 얻을 수 있습니다.

참 베어링을 자기 베어링으로 변환할 때는 반대 절차가 사용됩니다.국소 편차가 14°E일 때 54°~14°=40°의 편차를 빼 54°의 참 방위(지도에서 추출)를 자기 방위(현장용)로 변환한다.대신 편차가 14°W(-14°)인 경우에도 실제 베어링에서 "감산"하여 자기 베어링: 54°-(-14°)를 얻을 수 있습니다.= 68°.

항공기나 선박에는 참, 자석, 나침반 베어링의 세 가지 타입이 있습니다.나침반 오차는 자기 변동과 자기 편차의 두 부분으로 나뉘는데, 자기 편차는 용기 또는 항공기의 자기 특성에서 비롯된다.변동과 편차는 부호화된 수량입니다.위에서 설명한 바와 같이, 양의 (기상) 변화는 자북이 지리적인 북쪽의 동쪽임을 나타냅니다.마찬가지로, 양의 (기상) 편차는 나침반 바늘이 ^[10]자북의 동쪽에 있음을 나타냅니다.

나침반, 자석 및 참 베어링은 다음과 같이 관련됩니다.

디스플레이 스타일T&=M+V\M&=C+D\end{aligned}}

나침반과 참 방위각과 관련된 일반 방정식은 다음과 같습니다.

T=C+D+V

장소:

$(\displaystyle$ C $)$ 는 $C$ 나침반 베어링입니다.
$M$ {\ $displaystyle$ M $}$ 은 $M$ (는) 자기 베어링입니다.
$T$ {\ $displaystyle$ T $}$ 는 $T$ 진정한 베어링입니다.
$(\displaystyle$ V $)$ 는 $V$ 자기 변동입니다.
$(표시 스타일$ D $)$ 는 $D$ 나침반 편차입니다.
$V<0,D<0$ $V<0,D<0$ , $V<0,D<0$ D < $V<0,D<0$ { $style$ V < 0 , $D$ < $0$ } (서향 $V<0,D<0$ 변동 및 편차의 경우)
$V>0,D>0$ > $V>0,D>0$ , $V>0,D>0$ > $V>0,D>0$ { $display$ V $> 0$ , $D$ > $0$ } (동쪽 $V>0,D>0$ 변동 및 편차)

예를 들어, 나침반이 32°를 가리키고 국부 자기 변동이 -5.5°(서쪽)이고 편차가 0.5°(동쪽)인 경우, 진정한 방향성은 다음과 같습니다.

\displaystyle T=32^{\circ}+(-5).5^{\cisco }+0.5^{\contrace}=27^{\contrace}}

나침반 베어링(및 알려진 편차 및 변동)에서 참 베어링을 계산하는 방법:

나침반 베어링 + 편차 = 자기 베어링
자기 베어링 + 변동 = 참 베어링

참 방위(및 알려진 편차 및 변동)에서 나침반 방위 계산 방법

참 베어링 - 변동 = 자기 베어링
자기 베어링 - 편차 = 나침반 베어링

이러한 규칙은 종종 "서쪽이 최선이고 동쪽이 최소"라는 니모닉과 결합됩니다. 즉, 참 베어링에서 자기 베어링으로 이동할 때 W 편차를 더하고 E 편차를 뺍니다.

미국 대륙에 대한 보정 적용 방법을 기억하는 또 다른 간단한 방법은 다음과 같습니다.

미시시피 강 동쪽의 아고닉 라인(경사각 0)의 경우: 자기 베어링은 항상 더 커집니다.
미시시피 강 서쪽의 아고닉 라인 서쪽(편각 제로): 자기 베어링은 항상 작습니다.

일반적인 약어는 다음과 같습니다.

TC = 참 코스
V = (지구 자기장의) 변화
MC = 자기 코스(국소 편차가 없는 코스)
D = 용기의 자성 물질(철 및 강철 포함)에 의해 발생하는 편차
CC = 나침반 코스.

편차

자기 편차는 주어진 자기 베어링에서 나침반의 관련 베어링 표시까지의 각도입니다.편차는 나침반 베어링 표시(예: 나침반 북쪽)가 관련 자기 베어링의 오른쪽(예: 자기 북쪽)이면 양수이고 그 반대도 양수입니다.예를 들어, 보트가 자북에 정렬되고 나침반의 북쪽 표시가 동쪽으로 3° 더 많은 경우 편차는 +3°가 됩니다.편차는 같은 위치에 있는 모든 나침반마다 다르며 선박의 자기장, 손목시계 등의 요소에 따라 달라집니다.이 값은 보트의 방향에 따라 달라집니다.자석 및/또는 철질량은 편차를 보정하여 특정 나침반이 자기 베어링을 정확하게 표시할 수 있습니다.하지만, 더 일반적으로, 수정 카드는 나침반의 오류를 나열하고, 그 후에 산술적으로 보정될 수 있습니다.자기 베어링을 얻으려면 나침반 베어링에 편차를 더해야 합니다.

항공 항법

항공 항해에 사용되는 항공 단면도(지도)와 데이터베이스는 진정한 남북을 기반으로 한다. 왜냐하면 행성 회전 극은 자극만큼 지형상의 위치를 바꾸지 않기 때문이다.그렇긴 하지만, 진정한 북쪽과 남쪽을 구별하는 저기술적인 방법에는 땅속에 막대기를 꽂고 가장 짧은 그림자를 판단하기 위해 정오까지 기다리거나 극성 스타와 상의하기 위해 맑은 밤을 기다리는 것이 포함된다.이와는 대조적으로, 저기술의 자기 나침반으로, 사람들은 언제든 자석의 북쪽과 남쪽을 식별할 수 있습니다. 따라서 GPS 시대에도 모든 조종석에 자기 나침반이 있습니다.기내에 탑재된 전자제품이 고장나더라도 조종사들은 종이 차트나 자석 나침반과 같은 에드워드 시대의 기구에 의존할 수 있다.그러나 여전히 자성을 참으로 변환할 필요가 있습니다.단면 차트는 점선 마젠타 선으로 해당 차트를 인쇄한 시점에서 모든 국소 부근에서 참과 자기 사이의 도수 변동을 나타냅니다.자극의 실제 위치는 시간이 지남에 따라 기울어지기 때문에 때때로 상당히 극적으로 차트와 데이터베이스를 매년 최소 두 번 업데이트해야 한다.차트 업데이트가 빈번한 또 다른 이유는 건설(신규 고층 라디오 타워, 활주로 개조 등)입니다.

예를 들어 2021년 3월 현재 노스캐롤라이나 주 윈스턴-세일럼에서 서쪽으로 약간 떨어진 지점에서 자북은 진정한 북쪽에서 서쪽으로 8도 떨어져 있다(8°^[11]W로 표시된 점선 참조).

항로를 그릴 때 일부 소형 항공기 조종사는 단면도(지도)에 진북을 사용하여 항행한 후 자기 나침반을 사용하여 진북 방향을 자기북으로 변환하여 비행한다.그런 다음 단면 차트에 표시된 국소 변동을 추가하거나 빼서 비행 전 계획에서 이러한 베어링을 변환합니다.

VOR와 같이 지상에 위치한 방사성 항법 보조기도 점검 및 업데이트하여 조종사가 정확하고 신뢰성 있는 평면 내 항법을 위해 자기 나침반을 사용할 수 있도록 한다.

활주로는 01과 36 사이의 숫자로 지정되며, 이는 일반적으로 활주로 방향의 자기 방위각의 10분의 1에 해당한다. 즉, 활주로 번호는 동쪽(90°), 활주로 18은 남쪽(180°), 활주로 서쪽(270°), 활주로 36은 북쪽(0°^[12]가 아닌 북쪽(0°)이다.그러나, 자기 편차로 인해 활주로 지정자의 명칭이 활주로 자기 방향과 일치하도록 하기 위해 활주로 지정자의 변경이 때때로 일어나야 합니다.캐나다 북부 국내 영공 내 활주로에 대해서는 예외로 한다. 이 활주로들은 자기 북극에 근접하면 자기 편차가 커지고 변화가 빠른 속도로 발생하기 때문에 진정한 북부를 기준으로 번호가 매겨진다.

항공 항해에 사용되는 GPS 시스템은 자북 또는 참북을 사용할 수 있습니다.자북에 의존하는 시스템과 더 잘 호환되도록 조종사의 취향에 따라 자북을 선택하는 경우가 많습니다.GPS 수신기는 기본적으로 진북에서 읽지만, 실제 위치와 데이터 테이블을 기반으로 우아하게 자북을 계산할 수 있습니다. 그러면 장치가 현재 북극의 위치와 방향을 계산할 수 있으며 GPS가 자기 나침반 판독값을 사용하도록 설정되어 있으면 (잠재적으로) 모든 국지적 변동을 계산할 수 있습니다.

레퍼런스

^ 이 변화율은 지자기 장기 변동으로 알려져 있으며, 5년 동안 일정한 변동을 사용하는 현재 모델은 각 ^[6]포캐스트가 끝날 때 평균 15분씩 차이가 난다(루트 평균 제곱).

^ Bowditch, Nathaniel (2002). American Practical Navigator. Paradise Cay Publications. p. 849. ISBN 9780939837540.
^ "Find the magnetic declination at your location". Magnetic-Declination.com. Retrieved 6 December 2013.
^ "World Magnetic Model - Epoch 2020 -Declination" (PDF).
^ Government of Canada, Natural Resources Canada. "Magnetic declination". www.geomag.nrcan.gc.ca. Retrieved 2021-09-30.
^ Magnetic declination, what it is , how to compensate., archived from the original on 2010-01-07, retrieved 2010-03-03
^ Fournier, Alexandre; Aubert, Julien; Lesur, Vincent; Thébault, Erwan (December 2021). "Physics-based secular variation candidate models for the IGRF". Earth, Planets and Space. 73 (1): 190. Bibcode:2021EP&S...73..190F. doi:10.1186/s40623-021-01507-z. S2CID 239022300.
^ "Estimated Value of Magnetic Declination". Geomagnetism. NOAA National Geophysical Data Center. Retrieved 6 December 2013.
^ Meyer, Brian. "World Magnetic Model - Software Download". www.ngdc.noaa.gov.
^ National Centers for Environmental Information (NCEI). "Enhanced Magnetic Model (EMM)". www.ngdc.noaa.gov.
^ Willemsen, Diederik. "Compass navigation". SailingIssues. Retrieved 4 January 2020.
^ 'CUNY'도 참조해 주세요.
^ 연방 항공청 항공 정보 매뉴얼, 제2장 제3절 공항 표시 보조 도구 및 표지 파트 3b 웨이백 머신에 보관된 2012-01-18

외부 링크

[7] 이 변화율은 지자기 장기 변동으로 알려져 있으며, 5년 동안 일정한 변동을 사용하는 현재 모델은 각 ^[6]포캐스트가 끝날 때 평균 15분씩 차이가 난다(루트 평균 제곱).

[1] Bowditch, Nathaniel (2002). American Practical Navigator. Paradise Cay Publications. p. 849. ISBN 9780939837540.

[2] "Find the magnetic declination at your location". Magnetic-Declination.com. Retrieved 6 December 2013.

[3] "World Magnetic Model - Epoch 2020 -Declination" (PDF).

[4] Government of Canada, Natural Resources Canada. "Magnetic declination". www.geomag.nrcan.gc.ca. Retrieved 2021-09-30.

[5] Magnetic declination, what it is , how to compensate., archived from the original on 2010-01-07, retrieved 2010-03-03

[6] Fournier, Alexandre; Aubert, Julien; Lesur, Vincent; Thébault, Erwan (December 2021). "Physics-based secular variation candidate models for the IGRF". Earth, Planets and Space. 73 (1): 190. Bibcode:2021EP&S...73..190F. doi:10.1186/s40623-021-01507-z. S2CID 239022300.

[8] "Estimated Value of Magnetic Declination". Geomagnetism. NOAA National Geophysical Data Center. Retrieved 6 December 2013.

[9] Meyer, Brian. "World Magnetic Model - Software Download". www.ngdc.noaa.gov.

[10] National Centers for Environmental Information (NCEI). "Enhanced Magnetic Model (EMM)". www.ngdc.noaa.gov.

[11] Willemsen, Diederik. "Compass navigation". SailingIssues. Retrieved 4 January 2020.

[12] 'CUNY'도 참조해 주세요.

[13] 연방 항공청 항공 정보 매뉴얼, 제2장 제3절 공항 표시 보조 도구 및 표지 파트 3b 웨이백 머신에 보관된 2012-01-18

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