研究摘要
在全球各地持续监测大气电场对于理解全球电路（GEC）至关重要。全球电路是由世界各地的雷暴和带电云维持的行星级电流系统。尽管扩展全球观测网络十分重要，但在南美洲的热带和干旱地区，长期测量站点却很少。本研究首次对秘鲁伊卡一个站点记录的大气电位梯度（PG）进行了全面系统的分析，填补了一项重要的观测空白。
测量工作从2018年3月持续到2022年12月，使用安装在圣路易斯·贡萨加国立大学CIEASEST研究中心的Boltek EFM-100电场仪连续采集数据。伊卡位于秘鲁中南部海岸，海拔406米，处于极端干旱的沙漠环境中，周围被山脉、沙丘和广阔的潘帕斯沙漠所环绕。该地气候温暖干燥，降水极少，风力活动强烈，这些条件使该站点成为研究粉尘输送、海风环流与大气电场相互作用的理想场所。
一个核心发现是确定了3.5 m/s的临界风速阈值。低于该阈值时，PG的变化符合适合研究全球电路的晴天条件。高于该阈值时，电场会因风力扬起和输送沙尘颗粒而产生显著扰动。研究区分了该站点两种主要的风场模式：与海风环流相关的强西北风，以及与帕拉卡斯沙尘暴相关的强南-东南风。帕拉卡斯沙尘暴是一种区域性现象，会周期性地降低能见度，并在伊卡河谷沉积大量沙尘。
本研究还建立了该热带干旱站点晴天条件下的特征日PG曲线（标准曲线），并分析了其月度、季节和年度变化。小波频谱分析揭示了1天、约188天和360天的周期性，分别对应日、半年和年循环。2018年1月至3月间观测到的约45天的强信号期与全球记录的最强麦登-朱利安振荡事件之一相关联。这些成果为干旱沿海地区大气电学的未来研究提供了全面的基线数据，并为不断扩展的全球PG测量站点网络做出了贡献。
如何引用此工作:
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