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2020 年の世界磁気モデル等高線を可視化する

この例では、世界磁気モデル 2020 (WMM2020) を使用して地球の磁場の計算値の等高線図を地球の地図に重ねて可視化する方法を示します。

地球の地図を生成するには、Mapping Toolbox ™ が必要です。

地球の磁場の値を生成する

地球の磁場についてこれらの値を計算します。World Magnetic Model2020 (WMM2020) を実装するには、wrldmagm 関数を使用します。

  • X - 磁場ベクトルの北成分(ナノテスラ(nT)単位)

  • Y - 磁場ベクトルの東成分(ナノテスラ(nT)単位)

  • Z - 磁場ベクトルの下方向成分(ナノテスラ(nT)単位)

  • H - 水平強度(ナノテスラ、nT)

  • DEC - 度単位での赤緯

  • DIP -傾斜角度

  • F - ナノテスラ(nT)での総強度

これらの wrldmagm 入力に基づきます:

  • model_epoch - WMM モデルの元期。

  • decimal_year - データが生成された元期内の10 進数の年を表すスカラー値。

model_epoch = '2020';
decimal_year = 2020;

特定の元期と10 進数の年に対して、次のコードを使用して、wrldmagm を使用して地球の磁場の値を計算するための 13021 個のデータ ポイントを生成します。オーバーヘッド計算を削減するために、このモデルには、元期2020 および10 進数の年2020 のデータを含む MAT ファイルが含まれています。

高さはゼロと仮定します。

% height = 0;

緯度スイープに使用する測地経度値(度単位)。

% geod_lon = -180:1:180;

スイープする測地緯度の値(度単位)。

% geod_lat = -89.5:.5:89.5;

緯度 -89.5:89.5 の各配列の経度の値をループします。

% for lonIdx = size(geod_lon,2):-1:1
%     for latIdx = size(geod_lat,2):-1:1

各緯度と経度の値の磁気パラメーターを取得するには、wrldmagm 関数を使用します。

%     [xyz, h, dec, dip, f] = wrldmagm(height, geod_lat(latIdx),geod_lon(lonIdx), decimal_year, model_epoch);             

結果を保存します。

%     WMMResults(latIdx,1:7,lonIdx) = [xyz' h dec dip f];
%     
%     end
% end

MAT ファイルに保存されたデータを読み込みます。

WMMFileName = 'astWMMResults_Epoch_2020_decyear_2020.mat';
load(WMMFileName);

Mapping Toolbox 関数、shaperead を使用して、プロットオーバーレイ用に大陸の陸地領域を読み取ります。

landAreas = shaperead('landareas.shp','UseGeoCoords',true);

地球の磁場を地球地図に重ねてプロットする

各磁気パラメーターのプロットフォーマットデータを読み込みます。

plotWMM = load('astPlotWMM.mat');
hX = figure;
set(hX,'Position',[0 0 827 620],'Color','white')
astPlotWMMContours( WMMResults, plotWMM, 1, landAreas, geod_lat, geod_lon, decimal_year, model_epoch)

Figure contains 3 axes objects. Hidden axes object 1 with title Epoch: 2020 Decyear: 2020 Contour interval: 1000 nT Red: Positive (north) Blue: Negative (south) Green: Zero (Agonic) Line contains 552 objects of type patch, line, text. Hidden axes object 2 with title North Polar Region contains 235 objects of type patch, line, text. Hidden axes object 3 with title South Polar Region contains 118 objects of type patch, line, text.

図 1: 磁場ベクトルの北成分、X (nT)

hY = figure;
set(hY,'Position',[0 0 827 620],'Color','white')
astPlotWMMContours( WMMResults, plotWMM, 2, landAreas, geod_lat, geod_lon, decimal_year, model_epoch)

Figure contains 3 axes objects. Hidden axes object 1 with title Epoch: 2020 Decyear: 2020 Contour interval: 1000 nT Red: Positive (east) Blue: Negative (west) Green: Zero (Agonic) Line contains 510 objects of type patch, line, text. Hidden axes object 2 with title North Polar Region contains 205 objects of type patch, line, text. Hidden axes object 3 with title South Polar Region contains 102 objects of type patch, line, text.

図 2: 磁場ベクトルの東成分、Y (nT)

hZ = figure;
set(hZ,'Position',[0 0 827 620],'Color','white')
astPlotWMMContours( WMMResults, plotWMM, 3, landAreas, geod_lat, geod_lon, decimal_year, model_epoch)

Figure contains 3 axes objects. Hidden axes object 1 with title Epoch: 2020 Decyear: 2020 Contour interval: 2000 nT Red: Positive (down) Blue: Negative (up) Green: Zero (Agonic) Line contains 559 objects of type patch, line, text. Hidden axes object 2 with title North Polar Region contains 299 objects of type patch, line, text. Hidden axes object 3 with title South Polar Region contains 192 objects of type patch, line, text.

図 3: 磁場ベクトルの下方向成分、Z (nT)

hH = figure;
set(hH,'Position',[0 0 827 620],'Color','white')
astPlotWMMContours( WMMResults, plotWMM, 4, landAreas, geod_lat, geod_lon, decimal_year, model_epoch)

Figure contains 3 axes objects. Hidden axes object 1 with title Epoch: 2020 Decyear: 2020 Contour interval: 1000 nT contains 532 objects of type patch, line, text. Hidden axes object 2 with title North Polar Region contains 216 objects of type patch, line, text. Hidden axes object 3 with title South Polar Region contains 103 objects of type patch, line, text.

図 4: 水平強度、H (nT)

hDEC = figure;
set(hDEC,'Position',[0 0 827 620],'Color','white')
astPlotWMMContours( WMMResults, plotWMM, 5, landAreas, geod_lat, geod_lon, decimal_year, model_epoch)

Figure contains 3 axes objects. Hidden axes object 1 with title Epoch: 2020 Decyear: 2020 Contour interval: 2 deg Red: Positive (east) Blue: Negative (west) Green: Zero (Agonic) Line contains 685 objects of type patch, line, text. Hidden axes object 2 with title North Polar Region contains 269 objects of type patch, line, text. Hidden axes object 3 with title South Polar Region contains 172 objects of type patch, line, text.

図 5: 赤緯、DEC (度)

hDIP = figure;
set(hDIP,'Position',[0 0 827 620],'Color','white')
astPlotWMMContours( WMMResults, plotWMM, 6, landAreas, geod_lat, geod_lon, decimal_year, model_epoch)

Figure contains 3 axes objects. Hidden axes object 1 with title Epoch: 2020 Decyear: 2020 Contour interval: 4 deg Red: Positive (down) Blue: Negative (up) Green: Zero (Agonic) Line contains 532 objects of type patch, line, text. Hidden axes object 2 with title North Polar Region contains 357 objects of type patch, line, text. Hidden axes object 3 with title South Polar Region contains 150 objects of type patch, line, text.

図 6: 傾斜角、DIP(度)

hF = figure;
set(hF,'Position',[0 0 827 620],'Color','white')
astPlotWMMContours( WMMResults, plotWMM, 7, landAreas, geod_lat, geod_lon, decimal_year, model_epoch)

Figure contains 3 axes objects. Hidden axes object 1 with title Epoch: 2020 Decyear: 2020 Contour interval: 1000 nT contains 538 objects of type patch, line, text. Hidden axes object 2 with title North Polar Region contains 214 objects of type patch, line, text. Hidden axes object 3 with title South Polar Region contains 111 objects of type patch, line, text.

図 7: 総強度、F (nT)

close (hX, hY, hZ, hH, hDEC, hDIP, hF)

参考