Uma das atribuições do IPMA é assegurar as funções de autoridade nacional no domínio do geomagnetismo.
Ao Departamento do IMPA correspondente, compete garantir a observação do campo geomagnético, devendo para isso assegurar o funcionamento da rede de estações magnéticas fixas e móveis, assim como elaborar e difundir informação adequada.
A Terra em que vivemos possui um campo magnético e os efeitos da sua existência já eram conhecidos pela civilização antiga chinesa e foi também usada para orientação na época dos descobrimentos. No seu livro De Magnet de 1600 Gilbert considerou, pela primeira vez, que a Terra comportava-se como um gigantesco íman permanente.
O campo magnético terrestre assemelha-se por isso a um dipolo magnético e pode ser visualizado em termos de um conjunto de linhas de força que saem de um extremo do íman, chamado pólo norte e reentram no outro extremo, o pólo sul. O eixo desse dipolo magnético faz um ângulo aproximado de 11º com o eixo de rotação da Terra.
O campo magnético deste dipolo, com origem no interior do Globo, explica cerca de 90% do total do campo magnético terrestre. O restante tem origem no exterior, como por exemplo a atividade do Sol sobre a ionosfera e a magnetosfera.
Apesar do campo magnético da Terra parecer-se com o campo gerado por um íman, esta não pode ser a explicação para a origem do campo. Na realidade as propriedades magnéticas dos materiais não são permanentes para temperaturas acima do ponto de Curie. E pelo conhecimento da propagação das ondas sísmicas originárias de terremotos, sabemos que o núcleo externo da Terra é liquido, apresentando portanto os seus materiais (Ferro e Níquel) temperaturas superiores aos correspondentes pontos de Curie.
A explicação atualmente mais plausível para compreender-se como é gerado o nosso campo magnético, é a Teoria do Dínamo. O movimento do fluido bom condutor (principalmente ferro em estado líquido) no núcleo externo, provocado pela rotação da Terra e pelas correntes de convecção, gera correntes elétricas e por consequência um campo magnético.
O campo magnético terrestre é uma grandeza com caracter vectorial, isto é em cada ponto do espaço tem uma direcção e uma dimensão.
Para descrever inequivocamente o campo são necessários três grandezas, como por exemplo:
a intensidade de três componentes ortogonais (X,Y e Z) ou
a intensidade do campo total e dois ângulos (F, D e I) ou
a intensidade de duas componentes e um ângulo (H, Z e D).
Em qualquer ponto de observação utiliza-se um referencial cartesiano em que as direções X e Y estão respetivamente coincidentes com os paralelos e meridianos geográficos. A direção Z está alinhada na vertical. Assim temos que:
F é a intensidade total do vetor do campo magnético
H é a componente horizontal do vetor do campo
Z é a componente vertical do vetor do campo e é por convenção positivo para baixo
X é a componente Norte-Sul do campo magnético
Y é a componente Este-Oeste do campo magnético
D é a Declinação magnética definida pelo o ângulo entre o Norte geográfico e o Norte magnético (componente H) e é por convenção positivo para Este
I é a Inclinação magnética definida pelo o ângulo entre o plano horizontal e o vetor do campo magnético e é por convenção positivo em direção a F.
D e I são grandezas medidas em graus (º).
As restantes componentes são medidas em 'nanotesla' (nT; 1 nT = 10-9Tesla = 10-5Gauss).
Os sete elementos que caracterizam o campo magnético terrestre podem ser expressas matematicamente da seguinte maneira.
D=arctan(Y/X) I=arctan(Z/H) H=((X2+Y2))½ X=H.cos(D) Y=H.sen(D) F=((X2+Y2+Z2))½
A intensidade do campo total (F) varia entre cerca de 24 000 nT numa área da América do Sul e cerca de 66 000 nT numa área entre a Antártica e a Austrália. Em Portugal Continental e no Arquipélago dos Açores varia atualmente em redor dos 44 000 nT, no Arquipélago da Madeira à volta dos 40 000 Nt.
Se deixarmos oscilar livremente a agulha duma bússola, ela posicionar-se-á verticalmente num ponto próximo do Polo Norte e noutro próximo do Polo Sul. A esses pontos da-se o nome de polo magnético norte e polo magnético sul respetivamente. Essa mesma agulha ficará paralela à superfície terrestre em zonas perto do equador. Nessas locais, onde o ângulo é 0º, teremos o equador magnético.
Portanto a Inclinação (I) varia entre -90º no polo magnético sul e 90º no polo magnético norte, sendo em Portugal Continental e nos Açores à volta dos 54º e na Madeira cerca de 45º.
A Declinação (D) no Continente é cerca de 4ºW (Norte magnético está para Oeste do Norte geográfico, ou seja é negativo). Nos arquipélagos da Madeira e dos Açores ronda respetivamente 6ºW e 12ºW.
O campo magnético além de não ser homogéneo, sofre variações no tempo. Essas variações podem ser curtas no tempo ou de longa duração. As primeiras são principalmente derivadas da atividade solar e da sua interação com a ionosfera e a magnetosfera da Terra. Como exemplo temos as variações diárias, as tempestades magnéticas (que podem dar origem às auroras boreais), os impulsos magnéticos, etc. Às variações mais lentas que têm a sua origem no interior do núcleo externo dá-se o nome de variação secular.