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Vertikalkomponente des Magnetfeldes der Erde
Die Vertikalkomponente des Magnetfeldes der Erde bezieht sich auf den Teil des Erdmagnetfeldes, der senkrecht zur Oberfläche an einem gegebenen Ort steht. Die Erde verhält sich wie ein riesiger Magnet mit magnetischen Nord- und Südpolen, wobei das Magnetfeld Linien besitzt, die vom magnetischen Nordpol zum magnetischen Südpol verlaufen. Diese Feldlinien verlaufen nicht parallel zur Oberfläche der Erde; in der Nähe der Pole stehen sie fast senkrecht zur Erdoberfläche, während sie am Äquator nahezu parallel verlaufen. Die Komponente des Feldes, die senkrecht (oder vertikal) zur Erdoberfläche steht, ist demnach am stärksten an den Polen und wird am Äquator zu null.
Die Berechnung der Vertikalkomponente \(B_V\) des Erdmagnetfeldes an einem bestimmten Ort kann mithilfe des Winkels \(\delta\), bekannt als der Inklinationswinkel oder Neigungswinkel, erfolgen. Dieser Winkel beschreibt die Neigung der Magnetfeldlinien relativ zur horizontalen Ebene der Erdoberfläche. Die Gesamtmagnetfeldstärke \(B\) am Ort und der Inklinationswinkel \(\delta\) ermöglichen die Berechnung der Vertikalkomponente durch die Formel:
\(
B_V = B \cdot \sin(\delta)
\)
Der Inklinationswinkel variiert je nach geografischer Lage, sodass für eine genaue Berechnung aktuelle, lokale Werte verwendet werden müssen.
Horizontalkomponente des Magnetfeldes der Erde
Ähnlich der Vertikalkomponente, bezeichnet die Horizontalkomponente \(B_H\) des Magnetfeldes der Erde den Teil des Magnetfeldes, der parallel zur Erdoberfläche an einem bestimmten Ort verläuft. Sie ist besonders relevant für die Navigation, da Kompassnadeln sich entlang dieser Horizontalkomponente ausrichten.
Die Berechnung der Horizontalkomponente kann ebenfalls mit dem Gesamtfeld \(B\) und dem Inklinationswinkel \(\delta\) ausgeführt werden, indem die folgende Formel verwendet wird:
\(
B_H = B \cdot \cos(\delta)
\)
Diese Formel verdeutlicht, dass die Horizontalkomponente des Erdmagnetfeldes von der Neigung der Feldlinien abhängt; an den Polen, wo die Feldlinien fast vertikal zur Erdoberfläche stehen, ist die Horizontalkomponente nahezu null, während sie am Äquator, wo die Feldlinien nahezu horizontal verlaufen, maximale Werte erreicht.
Zusammengefasst erfordert die Berechnung sowohl der Vertikal- als auch der Horizontalkomponenten des Erdmagnetfeldes die Kenntnis der Gesamtmagnetfeldstärke \(B\) am Untersuchungsort sowie den Inklinationswinkel \(\delta\), wobei letzterer geografisch variiert und für präzise Berechnungen spezifische Werte erfordert.
