ISSN:
1436-5065
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Geography
,
Physics
Description / Table of Contents:
Summary These past 25 years, sinceBenndorf [1] gave his theory of the electric field of the earth, the conception has been endorsed that the meteorological phenomena and especially the world-wide thunderstorm activity must be considered as the origin of the electric field of current. In this article the theory ofBenndorf, which is very general as regards the generator of atmospheric electricity, is applied to the thunderstorm activity being the current's source. It may be emphasized that many of the equations laid down here have already been developed byBenndorf for the case of the spherical condenser. Here the theoretical deductions are different: giving prominence to the field of flow, they proceed from the second equation of Maxwell and lead in a continuous development to the construction of an electro-technical equivalent circuit of the current in the spherical condenser. Proceeding from the technical notions the general physical deductions get much more distinctness. In addition, it can be shown that the space charges, which play the leading part in the electrostatic views on atmospheric electricity, have but little importance for the field of flow and have no influence on the current density or the field force. Thereby new prospects follow for the interpretation of the records of the electric field in a thunderstorm. The electro-technical equivalent circuit shows furthermore immediately that the world-time curve of the potential gradient on sea is not uninfluenced by the variable air-resistance on the mainland and that it reflects therefore only approximately the world-wide thunderstorm activity. Although this influence on the world-time daily variation is small — according to a rough valuation less than 17% — the desire arises for closer experimental and theoretical investigations about this problem.
Abstract:
Résumé Depuis queBenndorf [1] a donné, il y a 25 ans, sa théorie du champ électrique terrestre, l'opinion générale s'est de plus en plus affirmée que les phénomènes météorologiques et en particulier l'activité orageuse mondiale constituaient la source d'énergie du champ des courants électriques. Dans la présente étude, la théorie générale deBenndorf relative au générateur de l'électricité atmosphérique est appliquée plus particulièrement à l'activité orageuse considérée comme source de courant. Il faut remarquer que beaucoup d'équations établies ici avaient déjà été développées parBenndorf dans le cas d'un condensateur sphérique. La voie suivie est, il est vrai, différente, car en insistant sur la notion de champ de courant on part de la deuxième équation de Maxwell et on aboutit à une image électrotechnique du courant dans le condensateur sphérique. En utilisant les représentations de la technique, les principes physiques et les déductions gagnent beaucoup en clarté; il apparaît en outre que les charges électriques libres qui jouent un si grand rôle dans l'électrostatique atmosphérique sont très peu importants dans le champ de courant et n'exercent aucune influence sur la densité de courant ni sur l'intensité du champ. Cela ouvre quelques nouvelles perspectives sur l'interprétation d'un enregistrement du champ électrique lors d'un orage. De plus le schéma électrotechnique montre immédiatement que la courbe du gradient de potential sur mer en fonction du temps universel n'est pas indépendante de la résistance variable de l'air sur terre et ne reflète donc qu'approximativement l'activité orageuse mondiale. Bien que cet effet sur la variation diurne soit heureusement faible (probablement inférieur à 17%), il est à souhaiter que l'on poursuive sur ce point les recherches expérimentales et théoriques.
Notes:
Zusammenfassung SeitBenndorf [1] vor 25 Jahren seine Theorie des elektrischen Feldes der Erde schrieb, hat sich immer mehr die Auffassung durchgesetzt, daß das meteorologische Geschehen und speziell die Weltgewittertätigkeit als die Kraftquelle des elektrischen Strömungsfeldes anzusehen ist. In der vorliegenden Arbeit wird nun die bezüglich des luftelektrischen Generators recht allgemein gehalteneBenndorf-Theorie auf die Gewittertätigkeit als Stromquelle spezialisiert. Dabei soll gleich eingangs betont werden, daß viele der hier abgeleiteten Gleichungen bereits vonBenndorf für den Fall des Kugelkondensators entwickelt wurden. Der Weg der theoretischen Ableitung ist hier zwar ein anderer. Unter starker Betonung des Strömungsfeldes geht er aus von der zweiten Maxwellschen Gleichung und führt in stetiger Folge bis zur Konstruktion eines elektrotechnischen Ersatzschaltbildes der Strömung im Kugelkondensator. Durch das Anknüpfen an die technische Vorstellungswelt gewinnen einmal die allgemeinen physikalischen Ansätze und Ableitungen ungemein an Klarheit, zum andern kommt hier besonders deutlich zum Ausdruck, daß die Raumladungen, die im elektrostatisch luftelektrischen Denken die Hauptrolle spielen, im Strömungsfeld von ganz untergeordneter Bedeutung sind und gar keinen Einfluß auf die Stromdichte oder die Feldstärke haben. Es ergeben sich dabei einige neue Ausblicke auf die Ausdeutung einer luftelektrischen Feldregistrierung bei einem Gewitter. Ferner zeigt das technische Ersatzschaltbild unmittelbar, daß die Weltzeitkurve des Potentialgefälles auf See nicht unbeeinflußt von dem veränderlichen Luftwiderstand über dem Festland ist und somit nur in Annäherung die Weltgewittertätigkeit widerspiegelt. Wenn auch glücklicherweise dieser Einfluß auf den weltzeitlichen Tagesgang gering ist—nach roher Schätzung kleiner als 17%—, so entsteht doch der Wunsch, hier eingehendere experimentelle und theoretische Untersuchungen durchzuführen.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF02247522
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