Магнитное поле Земли в данной географической точке полностью характеризуют склонение, наклонение и числовое значение горизонтальной составляющей. Эти три величины называются элементами земного магнитного поля. Склонение дает ту поправку к показаниям компаса, которую необходимо внести, чтобы найти истинное направление север–юг. Более 50 специальных магнитных обсерваторий, расположенные в различных пунктах планеты, систематически ведут магнитные наблюдения. Они показывают, что в настоящее время элементы земного магнетизма изменяются от точки к точке земного шара и определяются широтой и долготой данного пункта. На поверхности земного шара существуют пункты, величина склонения в которых равна 0°. Соединяя эти пункты линиями, получают одну замкнутую кривую, проходящую через оба магнитных полюса. Эта линия нулевого склонения носит название агонической линии. Агоническая линия Земли имеет неправильную форму и делит земную поверхность на две не вполне равные области восточного и западного склонения. Область западного склонения включает в себя Атлантический океан, Западную Европу, Индийский океан и Африку, а также восточные части Северной и Южной Америки. Область восточного склонения заключает в себя западные части Северной и Южной Америки, Тихий океан, Австралию, большую часть Восточной Европы и почти всю Азию, кроме небольшой области. В Восточной Сибири – аномалия, агоническая линия делает петлю внутри которой склонение западное. Причины аномалий не до конца выяснены.
Сила магнитного поля Земли характеризуется вектором напряженности Т, который в любой точке земного магнитного поля направлен по касательной к силовой линии. Для определения элементов земного магнетизма в некоторой точке "О" земной поверхности вектор Т раскладывается на составляющие в прямоугольной системе координат: ось OZ направлена по местной вертикали вниз, ось OY – на восток, ось ОХ направлена по касательной к истинному меридиану на север.
Проекция вектора Т на горизонтальную плоскость XOY дает горизонтальную составляющую напряженности магнитного поля Земли (Н), а на вертикальную плоскость – вертикальную составляющую (Z). Направление, совпадающее с вектором Н, называется магнитным меридианом, а вертикальная плоскость (Q) – плоскостью магнитного меридиана. Магнитное склонение отсчитывается от истинного меридиана и измеряется от 0° до 180° по ходу часовой стрелки со знаком "+", против часовой стрелки – со знаком "–". В различных точках Земли магнитное склонение неодинаково как по величине, так и по знаку. Угол между вектором Н и вектором напряженности Т называется магнитным наклонением (I). Угол I изменяется от магнитного экватора к магнитным полюсам в пределах от 0° до +90°. В Северном полушарии I > 0, в южном I < 0.
Горизонтальная и вертикальная составляющие рассчитываются по формулам:
Н = Тcos I,
Z = Тsin I.
На ЛА используют горизонтальную составляющую напряженности (Н) магнитного поля Земли для моделирования опорного направления. Величина горизонтальной составляющей влияет на устойчивость работы магнитного компаса (МК). Наиболее устойчиво МК работают в районе магнитного экватора и в средних широтах, где Н имеет наибольшее значение. В высоких магнитных широтах и районах магнитных полюсов Н минимальна, что приводит к значительным ошибкам в измерении курса по магнитному компасу или исключает возможность его использования.
6.3. Свойства атмосферы
Атмосфера это внешняя газовая оболочка Земли, которая начинается у ее поверхности и простирается приблизительно на 3000 км в космическое пространство. С высотой у атмосферы меняются: давление, плотность, температура и другие физические свойства. Атмосфера содержит следующий химический состав (по объему): азот – 78,09%, кислород – 20,95%, аргон – 0,93%, углекислый газ – 0,03%. На долю остальных газов приходятся тысячные доли процента и меньше. Химический состав воздуха до высоты 100 км существенно не меняется. Слои атмосферы, расположенные несколько выше, также состоит главным образом из азота и кислорода. На высотах 100–110 км, под действием ультрафиолетовой излучения Солнца, молекулы кислорода расщепляются на атомы, появляется атомарный кислород. Выше 110-120 км кислород почти весь становится атомарным. Предполагается, что выше 400–500 км газы, составляющие атмосферу, также находятся в атомарном состоянии.