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Corrientes atmosféricas

De Laplace

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Revisión de 15:35 12 jun 2008

Contenido

1 Enunciado

La resistividad del aire en la atmósfera decrece exponencialmente con la altura como

\sigma^{-1}=r=r_1 \mathrm{e}^{-\alpha_1 z}+
r_2 \mathrm{e}^{-\alpha_2 z}+r_3 \mathrm{e}^{-\alpha_3 z}\,

donde

\begin{array}{|c|c|c|}
\hline i & r_i\ (10^{12}\,\Omega{\cdot}{\rm m}) & \alpha_i ({\rm km}^{-1})
\\ \hline \hline
1 & 46.9 &  4.527\\ \hline 2 & 22.2 &  0.375 \\ \hline 3 & 5.9  &
0.121 \\\hline
\end{array}

El campo eléctrico en zonas despejadas de la superficie de la Tierra vale E_0=-100\,\mathrm{V}/\mathrm{m}. Este campo es prácticamente constante y va siempre en la dirección vertical.

A partir de estos datos halle

  1. El valor del campo eléctrico para un punto situado entre la superficie de la Tierra y la ionosfera (z = 100\,\mathrm{km}).
  2. La diferencia de potencial entre la superficie y la ionosfera.
  3. La distribución de cargas en la atmósfera.
  4. La corriente total que llega a la superficie de la Tierra.
  5. La potencia necesaria para mantener esta corriente estacionaria
  6. Estime el tiempo que tardaría la atmósfera en descargarse si no existiera un mecanismo generador

2 Solución

2.1 Campo eléctrico en el aire

2.2 Diferencia de potencial entre la superficie y la ionosfera

2.3 Distribución de cargas

2.4 Corriente que llega a la superficie

2.5 Potencia disipada en la atmósfera

2.6 Tiempo de descarga atmósferica

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