地球的液態熔融外核主要由鐵和鎳組成，產生從北極和南極延伸的電磁場，保護地球免受有害的太陽粒子輻射。
波動地球磁場的強度由太陽風結構的日常變化和間歇性太陽風暴引起的，可能會影響地磁場模型的使用，而地磁場模型對於衛星、飛機、船舶和汽車的導航至關重要。
磁場模型根據資料收集的位置而有所不同—在地球表面或近地軌道衛星上或附近。 過去的研究將模型差異歸因於太空天氣活動水平，但最近對地球和地球六年的分析 模型發現模型差異也是由建模錯誤造成的，而不僅僅是地球物理現象。 結果是發表在裡面地球物理研究雜誌：太空物理學。
密西根大學研究小組評估了觀察結果之間的差異一群任務的低地球軌道衛星和地球磁場模型，第十三代國際地磁參考場或 IGRF-13。 他們專注於低至中等地磁條件下的差異，涵蓋 2014 年至 2020 年 98.1% 的時間。
在地球上方不同位置收集的衛星觀測資料對磁場波動敏感，而地球磁場模型則使用觀測資料來估計地球內部磁場，而不考慮太陽風暴的影響。 IGRF-13 等內部磁場模型用於追蹤地球磁極的變化，就像北極每年向西北偏北移動約45公里一樣。
了解這些巨大差異對於使用 IGRF-13 作為參考時的衛星運作以及地球磁層、電離層和熱層物理學的研究非常重要。
模型不確定性在北部和南部最高，和一個研究表明，北極和南極地區之間的不對稱是導致模型差異的主要因素。
「我們經常假設北極和南極地區之間的磁場幾乎對稱，但實際上它們非常不同，」密西根大學氣候與太空科學與工程助理研究科學家、該研究的通訊作者伊寧說。
兩個地理極映射到不同的地磁座標。 北極映射到約 84° 磁緯度 (MLAT) 和 169° 磁經度 (MLON)，南極映射到約 -74° MLAT 和 19° MLON。
Swarm 衛星的極地軌道軌道產生了採樣偏差，測量資料高度集中在地理極點周圍，加劇了模型差異。
亞瑟·F·圖爾瑙(Arthur F Thurnau) 教授馬克·摩爾溫(Mark Moldwin) 表示：「了解地球物理擾動實際上是由於地球磁場的不對稱性造成的，將有助於我們更好地創建地磁場模型，並有助於衛星和航空導航。
引起導航界關注的另一個問題是，極地磁場在過去十年左右的時間裡一直在迅速變化。
「這進一步增加了創建精確磁場模型的複雜性，」莫爾德溫說。
