Podsumowanie badania
Ciągły monitoring atmosferycznego pola elektrycznego w różnych lokalizacjach na świecie jest niezbędny do zrozumienia Globalnego Obwodu Elektrycznego (GEC), planetarnego systemu prądów elektrycznych zasilanych przez burze i naelektryzowane chmury na całym świecie. Pomimo znaczenia rozszerzania globalnej sieci obserwacyjnej, niewiele długoterminowych stacji pomiarowych istnieje w tropikalnych i suchych regionach Ameryki Południowej. Niniejsze badanie przedstawia pierwszą kompleksową analizę gradientu potencjału atmosferycznego (PG) zarejestrowanego na stacji w Ica, Peru, wypełniając istotną lukę obserwacyjną.
Pomiary były prowadzone w sposób ciągły od marca 2018 do grudnia 2022 przy użyciu młynka pola elektrycznego Boltek EFM-100 zainstalowanego w ośrodku badawczym CIEASEST Uniwersytetu Narodowego San Luis Gonzaga. Ica jest położona na środkowo-południowym wybrzeżu Peru na wysokości 406 metrów nad poziomem morza, w hiperarydowym środowisku pustynnym otoczonym pasmami górskimi, wydmami piaskowymi i rozległą pustynią Pampas. Klimat jest ciepły i suchy, z minimalnymi opadami i silną aktywnością wiatrową, co czyni to miejsce szczególnie interesującym do badania interakcji między transportem pyłu, cyrkulacją bryzy morskiej a atmosferycznym polem elektrycznym.
Centralnym odkryciem jest identyfikacja krytycznego progu prędkości wiatru wynoszącego 3,5 m/s. Poniżej tego progu PG zachowuje się w sposób zgodny z warunkami dobrej pogody, odpowiednimi do badania obwodu globalnego. Powyżej tego progu pole elektryczne wykazuje znaczne zaburzenia spowodowane unoszeniem i transportem cząstek pyłu i piasku przez wiatr. Badanie rozróżnia dwa dominujące reżimy wiatrowe na stacji: silne wiatry północno-zachodnie związane z cyrkulacją bryzy morskiej oraz silne wiatry południowo-południowo-wschodnie powiązane z burzami piaskowymi Paracas, regionalnym zjawiskiem, które okresowo zmniejsza widoczność i osadza duże ilości piasku i pyłu w dolinie Ica.
Badanie ustala również charakterystyczną dobową krzywą PG (krzywą standardową) dla warunków dobrej pogody na tej tropikalnej, suchej stacji i analizuje jej zmienność miesięczną, sezonową i roczną. Analiza spektralna falkowa ujawnia okresowości wynoszące 1 dzień, około 188 dni i 360 dni, odpowiadające cyklom dobowym, półrocznym i rocznym. Intensywny okres trwający około 45 dni, zaobserwowany między styczniem a marcem 2018, jest powiązany z jednym z najsilniejszych wydarzeń Oscylacji Maddena-Juliana zarejestrowanych na świecie. Wyniki te stanowią kompleksową bazę odniesienia dla przyszłych badań elektryczności atmosferycznej w suchych regionach przybrzeżnych i przyczyniają się do rozbudowy globalnej sieci stanowisk pomiarowych PG.
Jak cytować tę pracę:
Romero, R., et al., Variation of the atmospheric potential gradient at a tropical station in South America (Ica, Peru): first results. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 256, 106198 (2024). DOI: 10.1016/j.jastp.2024.106198