Atmosférická elektřina a globální elektrický obvod

Atmosférické elektrostatické pole je důsledkem potenciálového rozdílu (přibližně 250 kV) mezi vodivou ionosférou a zemským povrchem. Tento potenciální rozdíl je udržován zejména nabitými bouřkovými oblaky, ve kterých dochází k oddělení kladného a záporného elektrického náboje. Ve vysokých zeměpisných šířkách k němu přispívá i meziplanetární magnetické pole unášené slunečním větrem. Typická hodnota elektrického pole u povrchu země za hezkého počasí je okolo 100 V/m. Vlivem lokálního počasí, zejména pod bouřkovými oblaky se však tato hodnota může výrazně lišit.

Oddělení ionosféry a aeronomie v současné době provozuje v České republice měření elektrostatického pole na observatoři Panská Ves a na seismické stanici Studenec v západních Čechách. Obě tyto stanice jsou zahrnuty do mezinárodní sítě vytvořené v rámci projektu GLOCAEM. Vedle toho provozujeme, ve spolupráci s Ústavem experimentální fyziky Slovenské akademie věd elektrostatické měření ve Vysokých Tatrách, na Lomnickém štítu a Skalnatém plese. Tato měření složí k výzkumu zvýšení sekundárního kosmického záření a energetických částic během period velkých elektrických polí, zejména během bouřek.


Na obrázku je používaný senzor elektrostatického pole EFM100 (tzv. elektrický mlýnek)

 

Měření elektrostatického pole

  

Články popisující náš výzkum:

Chum, J., Langer, R., Baše, J., Kollárik, M., Strhárský, I., Diendorfer, G., and Rusz, J. (2020), Significant enhancements of secondary cosmic rays and electric field at the high mountain peak of Lomnický Štít in High Tatras during thunderstorms, Earth, Planets and Space, 72:28, https://doi.org/10.1186/s40623-020-01155-9

Nicoll, K.A., Harrison, R.G., Barta, V., Bor, J., Brugge, R., Chillingarian, A., Chum, J., Georgoulias, A.K., Guha, A., Kourtidis, K., Kubicki, M., Mareev, E., Matthews, J., Mkrtchyan, H., Odzimek, A., Raulink, J.-P., Robert, D., Silva, H.G., Tacza, J., Yair, Y., Yaniv, R. (2019), A global atmospheric electricity monitoring network for climate and geophysical research, J.  Atmos.  Sol. Terr. Phys., 184, 18–29, https://doi.org/10.1016/j.jastp.2019.01.003

Kudela, K., Chum, J., Kollárik, M., Langer, R., Strhárský, I. & Baše, J. (2017), Correlations between secondary cosmic ray rates and strong electric fields at Lomnický štít, Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 122, https://doi.org/10.1002/2016JD026439

Chum, J., G. Diendorfer, T. Šindelářová, J. Baše, and F. Hruška (2013), Infrasound pulses from lightning and electrostatic field changes: Observation and discussion, J. Geophys. Res. Atmos., 118, 10.653–10.664, doi:10.1002/jgrd.50805.