中国虚拟地磁台建设构想 PENG Fenglin, WANG Dan, QI Min ，SHEN Xiaoyang ， HUANG Qinghua

彭丰林 王丹 祁民 沈晓阳 张健 黄清华Peng@geophys.cnPengf@ustc.edu

中国科学院 地质与地球物理研究所 研究生院世界数据中心中国地球物理学科中心 北京大学地球物理系

中国虚拟天文台 2006 年会桂林

内容纲要〇、 序：历史渊源与此时此景引起的缅怀一、地磁学基本数据二、地磁数据服务的范围与需求三、从地磁数据库到虚拟地磁台 :

---------- 开发 服务四、机遇： eGY 时不我待五、与虚拟天文台对比六、基础、项目主要参加人员七、前瞻：未来新的合作

一、天壤之别 ：天地一家 －天文学与地磁学历史渊源• 司南　ＰＫ　灵台　谁早？• 登封　一行　郑和　地磁发展慢　晚• 佘山　青岛　紫金山　钦天监－北极阁• 天文地球动力学—叶淑华• 人伴圣贤　鸟随鲲鹏－－学习

中国地磁事业的开创者——陈宗器• 陈宗器 (1898—1960) , 地磁学家、地球物理学家。字步青，号伯

簋，又号君衡、道衡（英文名 Packer Ｃｈｅｎ）， 1898 年 7月 27 日生于浙江省新昌县，父为廪生，家境较富。 1919 年初自费去日本留学，在日本期间参加过中国留学生反对北洋政府在巴黎和会中卖国行为的示威游行。因病于 1920 年回国。

• 1929 年 5 月到中央研究院物理研究所工作，到任后即被派往中国西北科学考察团工作，担任天文、地形测量，并兼作磁偏角的测量。 10 月由绥远出发到额济纳旗，沿额济纳河（弱水）南下，经肃州（酒泉）入祁连山考察。

• 1935 年 8 月回物理研究所，又到南京紫金山地磁台工作。 • 1941 年春在广西桂林良丰筹建雁山地磁台，并兼任广西大学教授。同年８月至 12 月率队到福建崇安，进行日全食观测。

• 任中国科学院南京办事处主任，中国科学院地球物理研究所副所长，还积极配合上海市军管会接管有关单位， 1950 年 12 月兼任上海市军管会徐家汇及余山天文台气象台管理委员会主任委员。从此帝国主义经管的机构归人民所有，并决定由紫金山天文台和地球物理研究所共同管理，他被任命为中国科学院天地上海联合工作委员会主任。

http://gp.wdc.cnBranch of Geomagnetism and aeronomy?

Data processing and bank system Database of geomagnetic minute value ---recent years date, BMT, ZHS, LUP, LZH, GZH ， etc Database of geomagnetic K-index ， BMT ， Database of historic geomagnetism data of Sheshan Observatory ---hour mean values during WWII ---magnetogram, 1876-1962, (now 1962, increase late) Realtime data receive and transmit system ？ Database of ionospheric physics---Wuhan ， BMT ， MOH ， SANY

Hainan ？ Mirror station of Millstone Hill ISR database in MIT 1950-2000 ----under constructionData edit and save system ----edit, collect, and make standard for data set

一、地磁学基本数据基本磁场：现代地磁图，国际地磁参考场，深部磁场研究数据；航磁、海磁异常图：中国、邻域、世界

古地磁与考古地磁，

地磁变化场观测：世界台站：日变图 20GB, 中国数十： BMT, 南极

产生的磁情指数：地磁湾扰目录 : 磁暴：佘山 1908- 老台 1957~1978 printe

天然电磁扰动： ULF 脉动记录数据

中国及邻域航磁海磁异常图

地磁活动指数的年平均变化

磁暴

• 历史 佘山 1908-1956 年地磁磁暴目录 手记• BJN SES 1957~1978 printed •更新： BMT •形式：数据库、文件 /printed、目录、月 / 周报

北京地磁台观测到的磁暴

二、 地磁数据服务的范围与需求

• 1 地磁图 地磁要素 地磁场模型• 2 地磁异常• 3 地磁（短期）变化•4 磁扰 磁暴

1 地磁图 地磁要素•经不完全统计，共向 400多个单位提供地磁图 800套，其中：80 年代的地磁图 678套，90 年代的地磁图 48套，2000 年代的地磁图约 100套。近年 :咨询日益增多

地磁图用户需求统计

国防部门产业科研教育政府公益部门航空及其它

地磁图用户所属行业分布

磁情数据服务

地磁 K指数，提供给国家天文台、 中科院空间中心等地磁扰动趋势预报，提供给外交部• 国家地震局分析预报中心、• 国家天文台、• 中科院紫金山天文台、• 中科院空间中心等

三、 从地磁数据库到虚拟地磁台 : ---------- 开发 服务

• 1 IGRF• 地磁图 地磁测量，符合条件用户，提供 1:10万图• 地磁要素 服务： -- 经常，• 2 台站分均值：院中心台、漠河、三亚、中山…• 3 INTERMAGNET地磁数据库镜象站• 4 磁暴数据集 国防 _________________2005• 5 6• 7 磁情指数 国际、本台、二次开发、新创 Sq, S, 服务• 8 佘山历史数据库：磁照图、时均值• 9 监测网—地球物理

INTERMAGNET Observatories

中国地磁／地球物理台网• 地磁台

中国科学院地磁与高空物理观测子午台链

中国虚拟地磁台设想框架变化磁场现报

预报方法研究

中国地磁台

分均值数据库

模型计算

漠河北京明陵

三亚中山

台湾仑平台数据库

1981-2000

地磁实时传输

地磁图

地磁测量

古地磁学考古地磁学

数据库

佘山台 实测值 模型计算值 全国航空普测

数据库

电磁测深

WDC

eGY GmArrayINTERMAGNET

变化磁场预报

太阳观测数据

地磁活动指数

地磁要素

空间模型

地磁活动指数

国际地磁台

磁照图

地震局台网

极性倒转？

CAS e-Science 技术框架（ China Science Grid）

• Grid-oriented( 面向网格 )

• Open （开放）• Sharing （共享）• Collaboration and Virtual Organization （协同虚拟组织）

• Security （安全）

global lambda networks

Infr

astr

uctu

reweb/grid services, data integration, distributed processing, security, …

e-Sci

ence

Facili

ty

portal/PSE, metadata, semantic web, visualization, collaborative

tech, …

Applicat

ionsOperation/Support/Policy, …

Application Grids

Sensor Grids, Instrument Grids, …

Computing Grid, Data Grid, Storage Grid C

hin

a S

cien

ce G

rid

Ch

ina

Sci

ence

Gri

d

四、机遇： eGY Objectives 时不我待• The mission of eGY is to foster an international resolve, secure a mandate, and

provide an international coordination framework to facilitate, inform, stimulate, encourage, and promote the following.

• Ready, open access to comprehensive data and services (e-Science) • Establishment of virtual observatories throughout the geosciences • Cooperation among bodies and programs to reduce duplication and encourag

e standards • Data discovery (location): who holds, what, where, how? Promote metadata st

andards • Data release: secure access permission; active rather than passive release • Data preservation: make old data accessible, preserve existing data • Data integration and knowledge discovery: support needs for information shari

ng and integration; develop information systems that enable the identification and understanding of relationships

• Capacity building: boost the scope and output of scientific endeavors; help develop opportunities for growth of science and reduction of the digital divide in countries in need.

• Outreach: raise awareness and inform students, scientists, decision-makers, and the public; promote environmental literacy.

院 e-Scince

五、与虚拟天文台对比

•不准确性 比较： 天体位置 -- 因不定而有意义•可预报性 比较：新星爆发 太阳事件？ -可操作性

六、基础

• 地磁数据库• 地磁子午 台链 部分实时传输• 地磁测量 与地磁图 相应处理软件•全国航测普查已经立项、加入•多年预报、现报理论与方法研究• 地磁指数处理、新指数研究

中国科学院地磁与高空物理观测子午台链实时传输网

页

项目主要参加人员姓 名 性别 年龄 职务 学历 专业 本项目中承担的主要

彭丰林 男 49 常务 CAS 博士 地球物理 总体设计、执行运作、组织实施中科院地质与地球物理所

汤克云 男 59 主任 US博士 地球物理 总体负责、国际合作、研究报告祁 民 女 28 博士后 CAS 博士 地球信息 数据库，数据可视化、虚拟地磁台魏自刚 博士后 CAS 博士 地区物理 地磁图 与预报技术吴宝元 主工程师 大本 地球物理 / 计算机 台站 /指数宁百齐 研究员 CAS 博士 空间物理

张 健 男 教授 CAS博士 地球物理 研究生院黄清华 男 教授 JP博士地球物理 北京大学沈晓阳 男 26 PKU硕士 空间物理 数据集编辑 , 预报、现报徐元芳 女 67 副研 大专 地球物理 数据编辑整理 地质与地球物理所王 丹 女 22 研究生 GIS 数据集编辑、虚拟地磁台、数据可视化岳邦彦 男 48 讲师 大本 计算机 编辑整理事务中科院地质与地球物理所李诚忠 男 19 大专 计算机 数据上网及数据集编辑邢利军 女 25 助教 学士 计算机 程序与数据库设计北京联合大学郑新宝 男 23 清华学士 计算机 网络数据库设计 清华大学

七、前瞻：未来新的合作

• 天文：前辈合作很好，新生代 继承传统•网心： 20 年前，住在清华 /东升园，天

天在计算中心“上班吃饭”，完成了学位论文，感谢帮助

•第 n 次 合作 为先行 者的学生、从业人员创造更多的 机会