Quatre siècles de variation séculaire géomagnétique à partir des enregistrements historiques

Nous présentons un nouveau modèle du champ magnétique à la frontière noyau-manteau pour l'intervalle 1590-1990. Le modèle, appelé gufm1, est basé sur une immense nouvelle compilation d'observations historiques du champ magnétique. La plus grande partie du nouvel ensemble de données provient d'observations non publiées effectuées par des marins engagés dans la navigation marchande et navale. Une attention considérable est accordée à la correction des données pour une éventuelle mauvaise localisation (provenant d'une mauvaise connaissance de la longitude) et à l'attribution appropriée de l'erreur dans les données. Nous adoptons un modèle stochastique pour les erreurs de position non corrigées qui tient correctement compte de la nature du processus de bruit basé sur un modèle de mouvement brownien. La variabilité des erreurs de navigation en fonction de la durée des voyages que nous avons analysés est conforme à ce modèle. Pour la période avant 1800, plus de 83 000 observations individuelles de la déclinaison magnétique ont été enregistrées à plus de 64 000 emplacements ; plus de 8000 nouvelles observations concernent à elles seules le 17ème siècle. Le modèle de champ dépendant du temps que nous construisons à partir de l'ensemble de données est paramétré spatialement en termes d'harmoniques sphériques et temporellement en B-splines, en utilisant un total de 36 512 paramètres. Le modèle a amélioré la résolution du champ du noyau et représente le plus long modèle continu du champ disponible. Cependant, une exploitation complète de la base de données pourrait nécessiter une nouvelle méthodologie de modélisation.