2024年ペルー・イカにおける大気電場の変動

研究概要

世界各地における大気電場の継続的な観測は、雷雨や帯電雲によって維持される地球規模の電流システムである全球電気回路（GEC）を理解するために不可欠です。観測ネットワークの拡大が重要であるにもかかわらず、南米の熱帯・乾燥地域には長期測定局がほとんど存在しません。本研究は、ペルー・イカの観測所で記録された大気ポテンシャル勾配（PG）の初の包括的分析を提示し、重要な観測上の空白を埋めるものです。

測定は、サンルイスゴンサガ国立大学のCIEASEST研究施設に設置されたBoltek EFM-100電場ミルを使用して、2018年3月から2022年12月まで連続的に行われました。イカはペルー中南部の海岸に位置し、標高406メートルの超乾燥砂漠環境にあり、山脈、砂丘、広大なパンパス砂漠に囲まれています。気候は温暖で乾燥しており、降水量は最小限で風の活動が強く、粉塵輸送、海風循環、大気電場の相互作用を研究するのに特に興味深い場所です。

中心的な発見は、風速3.5 m/sという臨界閾値の特定です。この閾値以下では、PGは全球回路の研究に適した晴天条件と一致する挙動を示します。閾値を超えると、電場は風による粉塵や砂粒子の巻き上げと輸送によって引き起こされる顕著な擾乱を示します。本研究では、観測所における二つの支配的な風のレジームを区別しています。海風循環に関連する強い北西風と、パラカス砂嵐に関連する強い南南東風です。パラカス砂嵐は、周期的に視程を低下させ、イカ渓谷に大量の砂と粉塵を堆積させる地域的現象です。

本研究はまた、この熱帯乾燥観測所における晴天条件での特徴的なPG日変化曲線（標準曲線）を確立し、その月別、季節別、年別の変動を検討しています。ウェーブレットスペクトル解析により、日変化、半年周期、年周期に対応する1日、約188日、360日の周期性が明らかになりました。2018年1月から3月の間に観測された約45日間の強い期間は、世界的に記録された最も強力なマッデン・ジュリアン振動イベントの一つと関連しています。これらの結果は、乾燥沿岸地域における大気電気の将来の研究のための包括的な基準線を提供し、PG測定サイトの拡大する世界的ネットワークに貢献します。

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