0 引言

21世纪以来，从国际地磁台网的英文全称变化（International Magnetic Observatory Network—International Real-Time Magnetic Observatory Network）可以看出，其已进入全新的发展阶段。目前，国际地磁台网（INTERMAGNET）是一个具有全球化、实时性、永久性的地磁观测网络，是地球观测系统的重要组成部分，可提供从地球内部到外部全空间的科学研究数据（Love et al，2013）。国际地磁台网办公室（The INTERMAGNET Office）自1994年首次发布INTERMAGNET技术参考手册1.0版本，现已发展为4.6版本（2012年发布）（Benoît St-Louis et al，2012），预计近期将发布5.0版本。该手册从地磁台站分布、产品服务、运行管理等方面全面介绍了INTERMAGNET，是各国地球科学家了解和使用INTERMAGNET数据产品开展地磁学、地球物理学、空间地球物理学以及地球环境学等科学研究的重要依据。1997年，我国地球物理学家徐文耀（1997）介绍了INTERMAGNET的目的、意义、发展过程及未来趋势，并指出当时地球科学家关心的重要问题与焦点是台站建设与观测、资料收集与交换、资源共享与扩展等。2001年，辛长江等（2001）从管理的角度介绍了如何加入INTERMAGNET及地磁台站人员编制，从地磁观测技术的角度详细介绍了观测环境、观测系统、数据传输处理、仪器标定等，为我国加入INTERMAGNET提供了参考。2013年，时任INTERMAGNET主席的Love等（2013）从标准数据类型、标准衍生产品、应用需求和未来发展趋势等4个方面阐述了INTERMAGNET面向21世纪的产品、服务和发展情况。

1 国际地磁台网发展现状

以下从国际地磁台站分布、地磁信息节点分布、地磁观测技术指标、数据产品及服务应用等5个方面介绍国际地磁台网的发展现状。

1.1 国际地磁台站分布

国际学术团体组织于1986年开始筹划成立国际地磁台网始，第1个地磁信息节点建立于1991年，这标志着地磁观测进入全球融合共享发展阶段。经过20余年的发展，目前，国际地磁台网由分布在世界各地的54个国家的共计150个地磁台站组成，其中包括北京台、乌鲁木齐台、兰州台、肇庆台、长春台等5个国内地磁台站，台站的全球概略见图 1。

由图 1可见，因全球经济、科技水平存在区域性差异，目前国际地磁台网台站分布特点为发达国家较多，发展中国家和第三世界国家较少；陆地台站较多，海洋及岛礁台站较少。

1.2 地磁信息节点分布

目前，全球共有地磁信息节点（geomagnetic information nodes，简称GINs）5个，其地理位置和主管单位分别为：英国爱丁堡——英国地质调查局、美国Golden——美国地质调查局、日本京都——京都大学、加拿大渥太华——加拿大地质调查局、法国巴黎——巴黎地球物理研究所。

地磁信息节点通过2种联络途径（卫星、计算机网络）收集国际地磁台网中各个地磁台站的实时数据。其中，使用的通讯卫星及其覆盖范围见图 2，其中：GOES-E覆盖美洲东部、GOES-W覆盖美洲西部、METEOSAT覆盖欧洲和非洲、GMS覆盖亚洲。

1.3 地磁观测仪器技术指标

INTERMAGNET地磁观测代表全球最高水平，规定参与机构或组织所使用的地磁观测仪器必须满足以下技术指标（Benoît St-Louis et al，2012）。

（1）矢量地磁观测仪器技术指标：分辨率：0.1 nT；动态范围：8 000 nT（高纬度地区），6 000 nT（中纬度、赤道地区）；带宽：DC—0.1 Hz；采样率：1 Hz（1 s）；温度稳定性：0.25 nT/℃；长时间稳定性：5 nT/a。

（2）标量地磁观测仪器技术指标：分辨率：0.1 nT；采样率：0.033 Hz（30 s）；精度：1 nT。

1.4 国际地磁台网数据产品

INTERMAGNET每年以CD-ROM/DVDs形式发布数据产品，CD-ROM/DVDs严格遵守IOS 9660标准，该产品仅对以学术研究为目的的科学家免费提供。第1份数据产品（1991年地磁数据）发布于1992年，包括11个国家共41个地磁台站的数据，这些国家是澳大利亚、加拿大、丹麦、芬兰、法国、匈牙利、日本、俄罗斯、瑞典、英国和美国。自1998年北京地磁台站数据加入INTERMAGNET产品体系以来，兰州台、肇庆台、长春台、乌鲁木齐台等国内地磁台站相继加入，标志着我国在地磁领域已经拥有了跻身于世界地球物理和空间物理先进行列的基本条件。

数据产品的存储格式不断更新变化，目前为止使用过以下4种格式：IAFV1.00（1991—2007年）、IAFV1.1.0（2008年）、IAFV2.00（2009年）、IAFV2.10（2010—2019年）。

1.5 国际地磁台网数据应用

经20余年发展，INTERMAGNET成员机构不断壮大，积累了海量的高质量地磁观测数据，初步实现了全球覆盖，为全球地磁场的研究提供了必要支撑，在基础科学研究、灾害预防等领域得到了广泛应用。

（1）优化国际地磁参考场。国际地磁参考场模型（international geomagnetic reference field，简称IGRF）是一个数字化的模型，用来计算1900年以来的地球主磁场即地核磁场，被广泛应用于地质调查、通讯和航天等领域，在地磁测量中可利用其完成对测量值的预估与比对、正常梯度改正等工作（Finlay et al，2010）。国际地磁台网数据是IGRF建立的主要数据源之一，其他数据源包括低轨道卫星、地面移动测量等。由于地磁场的长期变化特性，国际地磁参考场每5年更新1次。

（2）监测、评估及预报空间电磁环境。国际地磁台网数据可用于计算K、A_k、A_p、D_st等地磁指数，以服务于地磁空间环境监测，如磁扰、磁暴以及空间天气灾害的评估与预报。Cengiz Celik（2004）使用INTERMAGNET全球数据，利用球谐分析方法讨论了磁暴的全球特征，并提出，随着INTERMAGNET数据质量的提升和台站数据量的增加，利用此方法可开展更加深入的地球磁场研究，如2003年万圣节磁暴，见图 3（图中横坐标为10月28—31日在全年的天数）。由图 3可见，水平磁场强度幅值从低纬度至高纬度的变化达几百到上千纳特。该磁暴对全球经济、生产活动以及科学研究产生了巨大影响：半数以上的地球轨道卫星报告了异常或出现故障，其中，日本的环境观测卫星ADEOS-2完全失效，甚至远在火星的奥德赛号太空飞船上的火星环境辐射探测仪也因太阳风暴袭击而报废；全球范围内的通信受到干扰，GPS定位精度降低（Bergeot，2011）；瑞典马尔默市一个电力系统遭到破环，而美国电网得益于及时的空间环境预警，仅受到轻微影响。

2 国际地磁台网未来发展趋势

结合当今国际地磁台网发展、研究及应用现状，地球科学家关注的焦点已由地磁台站建设与观测、资料收集与交换、资源共享与扩展，转变为对地磁场和空间环境的全球性精细化监测及预报。今后，在提高国际地磁台网对地球磁场的监测能力方面，我们认为可能存在以下发展趋势。

（1）从空间上向空白地区延伸。

（2）从时间上向高采样率压缩，与此同时大力发展大数据和信息化建设，以保障数据的存储、加工和传输，新近提出的一些地磁指数就得益于高采样率地磁观测数据（Nosé et al，2012）。

（3）从单参量维度向多参量维度发展，例如可同步收集地电场信号，通过大地电磁方法研究地球内部电性结构，为解决地球深部地质问题提供更加丰富的地球物理场信息。同时测量地电和磁场，通过三维阻抗函数计算真实的区域地电场，从而评估电网的潜在风险（何宇飞等，2018）。

（4）卫星监测地球电磁场变化逐渐得到推广，将其与地磁台站结合应用，形成天基—地基立体电磁环境监测体系已成为必然趋势，2005年美国宣布将用10年时间建成空间电磁探测与地面电磁测量相结合的地震预警信号监测体系，目前美国已拥有较为完善的立体监测体系（蔡润等，2018）。

以上是我们通过整理已有文献和相关网站资料得到的一些认识，水平有限，还不够系统和成熟，仅供参考。

感谢审稿专家提出的修改意见和编辑部的大力支持。