Numerical study for production of space charge within the stratiform cloud

Abstract

One dimensional numerical model has been developed to predict the production of space charge and variations in other electrical parameters within the low level stratiform type of cloud having very weak vertical motion. Non-linear coupled differential equations which govern ion concentrations, charged and neutral droplet concentrations and electric field were used. Symmetry has been observed in all the electrical parameters within the cloud. The magnitude of average positive ion concentrations was observed to be high as compared to the negative ion concentrations, which is due to low scavenging rate of positive ions than the negative ions, highly attributed to their mobilities. The rate of scavenging of ions affects the concentration of charged droplets, which eventually influence the electric field and thus the space charge density within the cloud. Maximum electric field (E max ) was observed at middle of the cloud whereas minimum was observed at both the edges of the cloud. Minimum electric field (E min ) was found to be equal and constant (∼ 27 Vm −1 ) for any drop concentration. Net positive and negative space charges were observed at the top and bottom of the cloud, respectively. The simulated results show some discrepancies to the natural condition, which are due to simulations made under some basic assumptions and limitations and that will be incorporated in the future studies for natural cloud condition.

Interannual and Intraseasonal Variability in Fine Mode Particles over Delhi: Influence of Meteorology

“…These aerosols interact with Earth's energy budget, directly as well as indirectly. As a direct effect, aerosols scatter, absorb, and reflect solar energy that enters and exits in the Earth's atmosphere, while as an indirect effect, they altered the size, shape, and location of clouds and affected the precipitation in lower atmosphere [1][2][3][4]. Apart from this, atmospheric aerosols, especially fine particles, have received much attention during the last two decades due to their potential adverse impacts on human health and agricultural production.…”

The Role of the Dipole Interaction of Molecules with Charged Particles in the Polar Stratosphere

“…8 below). Those effects have been reproduced by the contemporary models and observations in the troposphere [45,47,48].…”

“…At the same time, the positively charged aerosols are produced on the cloud top while negatively charged aerosols are present on the lower boundary of the cloud because of the presence of excessive amounts Estimates of the discussed effects have been made earlier for tropospheric clouds [45,47,48]. Do those effects vary significantly under stratospheric conditions?…”

Διερεύνηση Του Φαινομένου Της Εκκένωσης Κορώνα Σε Γραμμές Μεταφοράς

“…Πρέπει, ωστόσο, να σημειωθεί ότι για την εκτίμηση της κινητικότητας των ιόντων δεν λήφθηκαν υπόψη τυχόν αλλαγές της συγκέντρωσης των διαφόρων ιόντων που παράγονται από την εκκένωση κορώνα λόγω μεταβολής της τάσης καταπόνησης ή της υγρασίας. Ειδικότερα, με την αύξηση της υγρασίας η μέση κινητικότητα των ιόντων μειώνεται [132,133,138,140,143,145,150,152], επίδραση η οποία είναι εντονότερη για τα αρνητικά ιόντα [133,138,148,150]. Επιπλέον, η κινητικότητα των ιόντων εξαρτάται από τη διάρκεια ζωής τους [131,134,138,[153][154][155][156], ωστόσο, έχει βρεθεί ότι η εξάρτηση αυτή δεν επιδρά σημαντικά στα χαρακτηριστικά της εκκένωσης κορώνα υπό συνεχείς ή βραδέως μεταβαλλόμενες τάσεις [131].…”

“…Η απόκλιση αυτή θα μπορούσε να αποδοθεί στην επίδραση της απόλυτης υγρασίας στην κινητικότητα των αρνητικών ιόντων λαμβάνοντας επίσης υπόψη ότι τα πειραματικά δεδομένα της εικόνας -95 -4.17β αποκτήθηκαν υπό συνθήκες υψηλής απόλυτης υγρασίας (H = 21.9 g/m 3 ). Είναι γενικότερα αποδεκτό ότι με την αύξηση της υγρασίας η κινητικότητα των ιόντων μειώνεται, εντονότερα δε αυτή των αρνητικών ιόντων [133,138,148,150]. Βρέθηκε ότι οι εκτιμήσεις της σχέσης (4.11) βρίσκονται σε ικανοποιητική συμφωνία με τα πειραματικά δεδομένα της αρνητικής εκκένωσης κορώνα για τιμή μέσης κινητικότητας αρνητικών ιόντων ίση με 1.36×10 -4 m 2 /Vs.…”