地球基本磁场在长时期内所发生的缓慢变化现象称为地磁场长期变化，具有全球性的统一特性，许多地磁台各地磁要素年均值均具有显著的逐年变化（孙旭丽，2003）。通常认为地磁场长期变化来源于地球内部物质运动，该现象可为地球深部研究提供线索。国内外对地磁场长期变化规律做了大量研究，如:郭凤霞（2007）研究了地磁场长期变化特征及机理，罗玉芬（2005）、孙维怀（2015）分别对广州地磁台和通海地磁台的地磁场变化特征进行分析和总结，张建国（2007）和王新刚（2008）分别对河北省和新疆地区的地磁场变化特征做分析总结。

地磁绝对子夜均值数据是地球主磁场和地壳磁场变化研究中常用的基础数据（李西京，2012）。地磁台站在地方时00—03时的地磁绝对观测数据为地磁绝对子夜均值数据。由于地球背日面电离层电流体系微弱，通过求取地方时00—03时的地磁观测数据平均值，自然避开电离层电流体系和大部分磁层电流体系的影响。如:张建国（2009）利用地磁台网子夜均值数据研究了子夜均值逐日动态演化特征与汶川大地震的关系，张素琴（2015）利用地磁台网子夜均值数据研究了F子夜均值逐日差空间异常变化与地震的关系。

本文以中国21个地磁基准台站2011年的D、H、Z分量绝对子夜均值年变化量数据为例，通过绘制各分量等值线图形，分析中国境内各地磁台站各要素的地磁场空间变化特征，为震磁关系研究提供参考资料。

统计中国地磁台网观测数据，发现各年地磁观测数值变化相当，在此选取满洲里、长春、红山等21个地磁基准台站2011年的D、H、Z分量绝对子夜均值数据进行分析，数据资料由国家地磁台网中心网站提供。利用公式SLOPE，计算各地磁台站D、H、Z分量绝对子夜均值数据曲线斜率，将斜率值×天数，得到各分量绝对子夜均值数据年变化量，统计结果见表 1。表 1中将磁偏角D分量统一转换为以nT为单位，符号取偏东为正，偏向为负。

表 1(Tab. 1

表 1 地磁基准台站各分量子夜均值年变化量统计Tab. 1 The statistical annual variation of geomagnetic benchmark stations on each component of the midnight average 地磁台 D/nT H/nT Z/nT 红山 -29.5 -46.1 62.3 昌黎 -33.8 -43.0 51.8 静海 -32.2 -45.1 55.4 三岗 -27.6 -39.6 37.1 满洲里 -37.2 -44.1 21.8 太原 -25.1 -51.3 58.5 蒙城 -30.0 -40.4 71.8 泰安 -31.0 -42.2 59.9 九峰 -30.6 -40.0 80.6 邕宁 -19.7 -32.2 110.6 成都 -15.0 -47.4 89.9 通海 -9.5 -37.0 111.9 乾陵 -22.0 -50.0 76.4 拉萨 7.5 -33.4 90.3 兰州 -15.4 -56.5 65.7 天水 -17.1 -54.3 72.4 嘉峪关 -7.4 -56.9 63.5 乌鲁木齐 -0.8 -43.4 63.8 喀什 28.4 -34.7 72.0 格尔木 10.0 -48.5 73.2 琼中 -20.9 -25.2 116.8

表 1 地磁基准台站各分量子夜均值年变化量统计 Tab.1 The statistical annual variation of geomagnetic benchmark stations on each component of the midnight average

地磁场空间分布规律可以用不同方式表达。等磁图是地磁要素的等值线图，可以清晰、简便且直观表示地磁场的空间分布。所谓等值线，就是在地图上把某一个地磁要素数值相等的各点连接起来构成一组曲线。这种方法既可用于全球，也可用于局部地区（许文耀，2009）。

选取2011年各地磁台站D、H、Z分量绝对子夜均值年变化量数据，建立包括年代、经度、纬度的数据文件，将读取年代、经度、纬度投影到地图上，得到磁偏角D、水平分量H和垂直分量Z在经纬度位置上的空间分布等值线图，见图 1、图 2、图 3。

图 1(Fig. 1)

图 1 D分量年变化量等值线 Fig.1 The annual variation of D component

图 2(Fig. 2)

图 2 H分量年度变化量等值线 Fig.2 The annual variation of H component

图 3(Fig. 3)

图 3 Z分量年度变化量等值线 Fig.3 The annual variation of Z component

由图 1可见，D分量年变化量等值线大致沿南边方向，以零经线为中心点，所谓磁偏角零度线是指在80°经线圈上，磁偏角为零度。靠近零度线的地磁台站年变化量逐渐减小，远离零度线则年变化量逐渐增大。距零经线最近的乌鲁木齐地磁台，年变化量最小，为-0.8 nT，其次是拉萨、嘉峪关、通海和格尔木地磁台，分别为-7.4 nT、7.5 nT、-9.5 nT和10.0 nT，距零经线最远的满洲里地磁台年变化量最大，为-37.2 nT。

由图 2可见，H分量年变化量等值线大致呈U型分布。U型中心点位于甘肃省，中心点两侧电磁台站H分量年变化量对称分布。其中，嘉峪关地磁台H分量年变化量最大，为-56.9 nT；其次为兰州和天水地磁台，分别为-56.5 nT、-54.3 nT；位于中国最南部的琼中地磁台年变化最小，为-25.2 nT。

由图 3可见，Z分量年变化量等值线分布均匀，沿纬线变化，随纬度的减小而增大，即年变化量自西北向东南逐步递增。满洲里地磁台位于49.6°N，为中国最北部地磁台站，年变化量最小，为21.8 nT；琼中地磁台位于19.0°N，为中国最南部地磁台站，年变化量最大，为116.8 nT。

D、H、Z分量绝对子夜均值年变化量变化趋势大致相同，本文以2011年观测数据为例，分析中国21个地磁基准台站D、H、Z分量绝对子夜均值年变化量空间变化特征，得出以下结论:D、H、Z分量年变化量等值线分布比较均匀，其中D分量年变化量等值线大致沿南边方向，以零经线为中心点，靠近零度线的地磁台年变化量逐渐减小，远离零度线的地磁台年变化量逐渐增大；H分量年变化量等值线大致呈U型分布，U型中心点位于甘肃省，中心点两侧地磁台年变化量对称分布；Z分量年变化量等值线沿纬线变化，随纬度减小而增大，即年变化量自西北向东南逐步递增。

只有研究并充分认识地磁场变化规律，才能正确提取异常场（张秀玲，2015）。从复杂的地磁活动背景中提取与地震活动有关的信息，研究人员通常选择受地磁场扰动小的子夜均值数据进行分析。但受地磁台站分布稀疏、空间分布不均匀等因素影响，具备绝对观测的地磁台站间距较大，尤其是中国西北部地区，地磁台站间距多在500 km以上甚至上千千米，地磁观测数据的准确性判断难度较大（张素琴，2015）。未来需要进一步增加地磁台站数量，优化地磁台网布局，以便认知地磁场正常背景及形态，有助于识别震前地磁异常信号，推动震磁关系研究工作。