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Atinospliaiische Elektrizitiit 



Die Bewolkung hat nur in den untersten 

 Schichten der Atmosphare EinfluB auf das Poten- 

 tialgefalle, wahrend hohe Wolken (Cirren), 

 ja selbst Cumuluswolken noch keine merkliche 

 Eimvirkung erkennen lassen. Die niedrigen 

 Wolken geben AnlaB zu kleinem Potential- 

 gefalle, sobald die niedrigen Wolken sich bis zu 

 Niederschlagsformen entwickeln, kommen beim 

 Potentialgefalle gewisse Storungen vor, auf die 

 weiter unten noch eingegangen werden wird. 



Niedrige Dunst- und Nebelscluch ten 

 erhohen gewohnlich das Potentialgefalle am Erd- 

 boden; es werden jedoch auch niedrige Boden- 

 nebel beobachtet, die mit einer Ermedrigimg 

 des Potentialgefalles verbunden sind. Die Er- 

 hohung des Potentialgefalles durch Dunst- und 

 Nebeldecken ist wohl dadurch zu erklaren, daB 

 positive lonen aus der iiber dem Nebel liegenden 

 Luft in die Nebeldecke hereinwandern, wohm 

 sie ja unter der Wirkung des Potentialgefalles 

 gefuhrt werden; dort werden sie durch die 

 Nebeltropfchen adsorbiert und geben so zu einer 

 Verminderung des Potentialgefalles oberhalb 

 des Nebels, zu einer Verstarkung des Potential- 

 gefalles im Nebel AnlaB. 



6. Das Potentialgefalle in hoheren 

 Schichten der Atmosphare. Von ganz 

 besonderer Wichtigkeit sind die Beobach- 

 tungen des Potentialgefalles aus der freien 

 Atmosphare. Geben sie uns doch die sicherste 

 und vollkoinmenste Methode zum systema- 

 tischen Studium der Ladungsverteilung in 

 der Luft, da jede Aenderung des Gefalles 

 mit der Hohe unmittelbar auf eine am Orte 

 der Aenderung liegende Ladung nach Vor- 

 zeichen und Grb'Be schlieBen laBt (vgl. 

 oben S. 627). 



Die mittels bemanntenFreiballons zugang- 

 lichen Schichten der Atmosphare sind zur- 

 zeit in bezug auf den Verlauf des Potential- 

 gefalles besser bekannt, als die in unmittel- 

 barer und in geringer Hohe iiber dem Boden 

 liegendeu Schichten. Wir wollen uns zu- 

 nachst mit den im Freiballon gewonnenen 

 Kesultaten beschaftigen, von denen aller- 

 dings nur ein kleiner Teil als hinreichend 

 fehlerfrei betrachtet werden kann, wahrend 

 bei dem Rest ungeniigende Beriicksichtigung 

 der Eigenladung des Ballons (vor allem 

 durch Verwendung von Sandballast) den Wert 

 der Beobachtungsresultate herabsetzt. 



Die Messungen des Potentialgefalles im 

 Freiballon haben ubereinstimmend bei ver- 

 schiedenen Wetterlagen eine Abnahme mit der 

 Hbheergeben. Wahrenddas Gefalle in der Nahe 

 des Erdbodens von der Ordnung 100 Volt/m 

 ist, geht es schon in 1000 m iiber dem Boden 

 auf etwa 20 bis 30 Volt/m herab urn dann 

 in der Hohe von etwa 3000 m unter 10 Volt/m 

 zu sinken. In noch grbBeren Hohen, aus denen 

 nur wenige Beobachtungen vorliegen, scheint 

 die Abnahme des Potentialgefalles noch 

 langsamer zu erfolgen, so daB z. B. bei anti- 

 zylkonaler Wetterlage in 5760 m Hohe 

 noch 2,9 Volt/m, bei zyklonaler Wetterlage 



in 6030 m Hohe noch 7,9 Volt/m gemessen 

 werden konnten (Gerdieu). Wahrend der 

 EiufluB der Wetterlage auf das Potential- 

 gefalle in Hohen iiber 3000 m nur ein ge- 

 ringer zu sein scheint, ist er in geringerer Hohe 

 ein durchaus merklicher. Das Potential- 

 gefalle scheint bis zu mittleren Hohen in 

 zyklonaler Wetterlage groBere Werte beizu- 

 behalten als in antizykloualer. Der Verlauf 

 des Potentialgefalles innerhalb der unteren 

 Schichten, die hauptsachlich durch die 

 Bestrahlung des Erdbodens in unregel- 

 maBiger Weise von vertikalen Luftstromen 

 durchsetzt und der Sitz der Cumulusbildung 

 sind, ist raumlich und zeitlich stark 

 wechselnd. Auch innerhalb von Schicht- 

 wolken (Stratocumulus) sind iiber- 

 einander Gebiete mit abwechsehul abnehmen- 

 dem und zunehmendem Gefalle beobachtet 

 worden. 



Besonders starke Aenderungen des Poten- 

 tialgefaUes treten an der oberen und unteren 

 Grenze von Dunstschichten auf, wo sich ver- 

 mutlich durch Einwanderung und Adsorption 

 von lonen starke Ladungsdichten bilden 

 kb'nnen. Die Messungen ergeben allgemein 

 ein Anwachsen des Potentialgefalles mit 

 groBerem Gehalt an Adsorptionskeriien, 

 doch scheint das elektrische Feld nicht 

 immer die einfache Schichtstruktur der 

 Dunst- und Wolkenschichten zu haben. 

 In Stratocumulusdecken, z. B. scheinen 

 schichtenformige Auordnungen der Ladungen 

 nicht zu bestehen ; sie werden hier vermutlich 

 durch lokale auf- und absteigende Luft- 

 strb'me zerstb'rt, so daB auch im Innern der 

 Wolkendecke Ladungen wechsehiden Vor- 

 zeichens gefunden werden konnen. 



Der allgemeine Verlauf des Potential- 

 gefalles mit der Hohe, soweit er durch 

 Messungen im Freiballon festgestellt ist, 

 zeigt also eine Abnahme des Potential- 

 gefalles mit der Hohe, eiitsprechend posi- 

 tiven Ladungen der Luft. Diese positiven 

 Ladungen sind am starksten in den untersten 

 Luf tsciiichten ; sie sind hier auch den grbBten 

 Schwankungen unterworfen. Die Ladungs- 

 dichte nimmt dann in mittleren Hohen 

 schnell ab, urn in grbBeren Hohen auf selir 

 kleine Betrage zu sinken. Setzt man, urn 

 eine Schatzung zu gewinnen, die Ab- 

 nahme des Gefalles in den untersten 1000 m 

 auf 0,1 Volt/m fur die Erhebung von 1m 

 an so ergibt sich fur diese Schicht eine 

 positive Ladungsdichte von 2,7.10-9 a bso- 

 luter Einheiten oder 2,7 . 10-s elektrostatischen 

 Einheiten im cbm. Dieser Wert hat nur 

 die Bedeutung ernes mittleren Wertes; tat- 

 sachlich diirfte die Ladungsdichte nach unten 

 hin merklich groBere Werte annehmen. 



Darauf deuten auch neuere Untersuchungen 

 (Daunderer),beidenen das Gefalle mittels dreier 

 Kollektoren in 0,1 und 2 m iiber dem Erdboden ge- 



