Elementare Beschreibung des statischen Gewitterfeldes

Zusammenfassung

Es wird das elektrostatische Feld einer Gewitterwolke auf elementarem Wege berechnet. Entgegen früheren einfachen Annahmen einer räumlich unbegrenzten Doppelschicht als System der Wolkenladungen wird mit einer kreisförmig begrenzten Doppelschicht gerechnet. Es zeigt sich, daß man hiermit gleichzeitig das Feld einer räumlich sehr weit ausgedehnten, mechanisch oder elektrisch aufgerissenen Doppelschicht erfaßt; beide Anordnungen erregen identische Feldverteilungen. Mittels des Äquivalenzsatzes zwischen Wirbellinie und Doppelschicht gelingt es, das Feld durch ein elementar zu berechnendes elektrisches Vektorpotential darzustellen, das formal mit dem magnetischen Vektorpotential eines Kreisstromes übereinstimmt. Der Wirbel des elektrischen Vektorpotentiales bestimmt das elektrische Feld, während die zeitliche Ableitung dieses Vektorpotentiales im wesentlichen das quassistationäre Magnetfeld der Gewitterwolkenströme liefert. Das Feld der influenzierten Erdladungen wird mit einem Spiegelverfahren berücksichtigt. Aus dem resultierenden Vektorpotential wird das elektrische Feld an der Erdoberfläche berechnet, welches für die Einschlagsgefahr maßgebend ist. Das Ergebnis wird mittels einer universell für alle Größenverhältnisse giltigen Kurventafel der Anwendung erschlossen. Insbesondere kann man aus Feldmessungen an der Erdoberfläche Rückschlüsse auf einige Gewitterdaten ziehen. Ein Zahlenbeispiel läßt erkennen, daß die Grundannahmen der Rechnung zu Folgerungen führen, die mit der Erfahrung befriedigend übereinstimmen.