640 



Atmospkarische Elektrizitat 



sich als Stoning bei Potentialgefalle-Messungen 

 in der Nahe von Wasserfallen, insofern die Luft 

 negative Ladung enthalt, die zu abnormen nega- 

 tiven Gefallewerten AnlaB gibt (Wasserfall- 

 elektrizitat). Geringe Zusatze zum Wasser konnen 

 einen Vorzeichenwechsel des Effektes herbei- 

 fiihren; so wird die Luft durch Zerstauben vc.nver- 

 diinnter Kochsalzlosung positiv elektrisiert. 

 Dieser Vorgang scheint in der Tat auch fiir die 

 Atmosphare Bedeutung zu haben und erklart 

 vielleicht die hohen Werte des Potentialgefalles 

 und der positiven Ladungsuberschtisse, die lonen- 

 gehalts- und Leitfahigkeitsmessungen in der Nahe 

 der Meeresbrandung ergeben haben. Auch die 

 lichtelektrische Wirkung, die, wie Elster 

 und Geitel gezeigt haben, an Granit und FluB- 

 spat merklich ist, hat wohl fiir die Atmosphare 

 als Quelle negativer lonen lokale Bedeutung. 



In groBeren Hohen der Atmosphare spielt 

 wahrscheinlich die lonisierung durch ultravio- 

 lettes Sonnenlicht eine bedeutende Rolle ; danach 

 ist zu vermuten. daB in dieser Hb'he eine sehr 

 deutliche tagliche Periode der Leitfahigkeit 

 herrschti 



III. Elektrische Stromungen in der 

 Atmosphare. 14. Der normale Lei- 

 tungsstrom und Konvektionsstrom. 

 Die elektrischen Stromungen in der Atmo- 

 sphare setzen sich aus zwei Anteilen zu- 

 sammen: clem Leitungsstrom und dem 

 Konvektionsstrom. Unter Leitungsstrom 

 wird der dem elektrischen Felde und der 

 spezifischen Leitfahigkeit proportionate 

 Strom verstanden, unter Konvektionsstrom 

 der von dem elektrischen Felde unabhangige 

 durch die Bewrgung freier elektrischer 

 Ladungen vermittelte Strom. 



Von den in der Atmosphare vorkommen- 

 den Stromungen sollen zunachst die nor- 

 malen behandelt werden, die statthaben, 

 solange Storungen durch Niederschlage 

 fehlen. 



Fiir die Stromdichte des normalen Lei- 

 tungsstromes erhalt man 



dV 



dV 



dv 



worin jix, ji y , ji z die Komponenten der 

 Stromdichte nach den Koordinatenrichtungen 

 bezeichnen. Da fiir normale luttekktrische 

 Verhaltnisse nur die Vertikalkomponente des 

 elektrischen Feldes eine Bedeutung hat, 

 ist im allgemeinen aucli nur eine Vertikal- 



dV 



komponente der Stromdichte jm = - ~jtr-^- 



vorhanden. Ihre GroBe am Boden laBt sich 

 a,us den oben gemachten Angaben iiber das 

 Potentialgefalle und die Leitfahigkeit am 

 Boden schatzen; nehmen wir fiir das Poten- 

 tialgefalle rund 100 Volt/m (entsprechend 



Vsop elst.) fiir die Leitfahigkeit 2 .10 4 elst., so 

 ergibt sich fiir 



jih = -2- 10-* = 6,67- lO-' 



in elektrostatischem MaBe oder 2,2.10 M 

 Amp/cm 2 . 



Die Komponenten der Stromdichte des 

 Konvektionsstromes jkx, jky, jkz erhalten 

 wir, indem wir die der Konvektion unter- 

 worfonen raumlichen Ladungsdichten mit 

 den ihnen zukommenden Translationsge- 

 schwindigkeiten multiplizieren uud die Summe 

 iiber alle vorhandenen Arten von Ladungen 

 (lonen, Staubteilchen und Wassertropfchen 

 mit Ladung u. a. m.) summieren : 



jkx = Tii Qi Gxi 



usw., worin die Qi die Ladungsdichten ver- 

 schiedener Art, Gxi die zugehorigen Geschwin- 

 digkeitskomponenten bezeichnen. Darin 

 miissen die ^i der Bedingung geniigen 



d 2 V 



wenn wir wie bisher von horizontalen Kom- 

 ponenten des Potentialgefalles und deren 

 Aenderungen absehen. Um eine Schatzung 

 iiber die GroBe des normalen Konvektions- 

 stromes zu erhalten, nehmen wir fiir die 

 unteren Schichteu der Atmosphare den oben 

 geschatzten \\ert von 2,7.10 9 elst.Einheiten 

 fiir die raumliche Ladungsdichte an; dann 

 erhalt man fiir die Horizontalkomponente 

 schou bei rund 2,5m/secWindgeschwindigkeit 

 einen Konvektionsstrom, der gleich ist dem 

 vertikalon Leitungsstrom. Der horizontale 

 Konvektionsstrom ist also in den unteren 

 Schichten von der gleichen Grb'Benordnung 

 wie der vertikale Leitungsstrom; in groBeren 

 Hohen wird er nur da merkliche Werte 

 aufweisen konnen, wo etwa an der Grenze 

 von Adsorptionsschichten starkere Ladungs- 

 dichten angfhauft sind. Bei der Schatzung 

 der Vertikalkomponente des Konv< ktions- 

 stromes begegnet man der Schwierigkeit, daB 

 iiber die vertikale Komponente der Luft- 

 bewegung vorerst noch geringes Material an 

 Beobachtungen vorliegt. In der unmittelbaren 

 Nahe des Erdbodens muB sie -- und mit ihr 

 die Vertikalkomponente des Konvektions- 

 stromes, soweit er von der Luftbewegung 

 abhangt, verschwinden. Nimmt man, was 

 fiir gro'Bere Gebiete aufsteigender oder ab- 

 steigender Luftbewegung schon einen recht 

 hoch liegenden Wert darstellen diirfte, 

 die Vertikalkomponente der Luftbewegung zu 

 0,1 m/sec an, so wiirden sich fiir die Vertikal- 

 komponente des Konvc ktionsstromes 2,7 . 10 8 

 elektrostatische Einheit.n ergeben, also etwa 

 x / 2? des Wertes, der oben fiir den vertikalen 

 Leitungsstrom geschatzt wurde. In groBeren 

 Hcihon kommen zwar erhebliche Vertikal- 

 komponenten der Luftbewegung vor, die 



