Краткое содержание исследования
Непрерывный мониторинг атмосферного электрического поля в различных точках мира необходим для понимания Глобальной электрической цепи (GEC), планетарной системы электрических токов, поддерживаемой грозами и электрифицированными облаками по всему земному шару. Несмотря на важность расширения глобальной сети наблюдений, в тропических и аридных регионах Южной Америки существует мало долгосрочных измерительных станций. Данное исследование представляет первый комплексный анализ градиента атмосферного потенциала (PG), зарегистрированного на станции в Ике, Перу, заполняя важный пробел в наблюдениях.
Измерения проводились непрерывно с марта 2018 по декабрь 2022 года с помощью полевой мельницы Boltek EFM-100, установленной в исследовательском центре CIEASEST Национального университета Сан-Луис-Гонсага. Ика расположена на центрально-южном побережье Перу на высоте 406 метров над уровнем моря в гипераридной пустынной среде, окружённой горными хребтами, песчаными дюнами и обширной пустыней Пампас. Климат тёплый и сухой, с минимальными осадками и сильной ветровой активностью. Эти условия делают данный участок особенно интересным для изучения взаимодействия между переносом пыли, циркуляцией морского бриза и атмосферным электрическим полем.
Центральным результатом является выявление критического порога скорости ветра 3,5 м/с. Ниже этого порога PG ведёт себя в соответствии с условиями хорошей погоды, пригодными для изучения глобальной цепи. Выше него электрическое поле демонстрирует значительные возмущения, вызванные подъёмом и переносом частиц пыли и песка ветром. Исследование различает два доминирующих ветровых режима на станции: сильные северо-западные ветры, связанные с циркуляцией морского бриза, и сильные юго-юго-восточные ветры, связанные с пылевыми бурями Паракас, региональным явлением, которое периодически снижает видимость и откладывает большие количества песка и пыли в долине Ики.
Исследование также устанавливает характерную суточную кривую PG (стандартную кривую) для условий хорошей погоды на этой тропической аридной станции и изучает её месячную, сезонную и годовую изменчивость. Вейвлет-спектральный анализ выявляет периодичности в 1 день, приблизительно 188 дней и 360 дней, соответствующие суточным, полугодовым и годовым циклам. Интенсивный период продолжительностью около 45 дней, наблюдавшийся между январём и мартом 2018 года, связан с одним из сильнейших событий Осцилляции Маддена-Джулиана, зарегистрированных в мире. Эти результаты представляют комплексную основу для будущих исследований атмосферного электричества в аридных прибрежных регионах и вносят вклад в растущую глобальную сеть станций измерения PG.
Как цитировать эту работу:
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