Global atmospheric electrical circuit
વૈશ્વિક વાતાવરણીય વિદ્યુત પરિપથ એ વાતાવરણીય ચાર્જ વાહકોની સતત હિલચાલ છે, જેમ કે આયનો, ઉપલા વાહક સ્તર (ઘણીવાર આયનમંડળ) અને સપાટી વચ્ચે. વૈશ્વિક પરિપથ ખ્યાલ વાતાવરણીય વીજળી સાથે ગાઢ રીતે સંબંધિત છે, પરંતુ તમામ વાતાવરણમાં વૈશ્વિક વિદ્યુત પરિપથ હોવું જરૂરી નથી. વૈશ્વિક પરિપથનો મૂળભૂત ખ્યાલ એ છે કે વાવાઝોડા અને વાજબી હવામાનના સંતુલન દ્વારા વાતાવરણ સતત અને નોંધપાત્ર વિદ્યુત પ્રવાહને આધિન રહે છે. મુખ્યત્વે, સમગ્ર વિશ્વમાં વાવાઝોડું પૃથ્વી પર નકારાત્મક ચાર્જ વહન કરે છે, જે પછી "વાજબી હવામાન" તરીકે ઓળખાતી પરિસ્થિતિઓમાં, તોફાનથી દૂર હવા દ્વારા ધીમે ધીમે છોડવામાં આવે છે. આ વાતાવરણીય સર્કિટ વાતાવરણીય ભૌતિકશાસ્ત્ર અને હવામાનશાસ્ત્રના અભ્યાસ માટે કેન્દ્રિય છે. આયન અને એરોસોલની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે વૈશ્વિક વિદ્યુત સર્કિટ માનવ સ્વાસ્થ્ય અને વાયુ પ્રદૂષણના અભ્યાસ માટે પણ સુસંગત છે. આબોહવા પરિવર્તન અને પૃથ્વીની વિદ્યુત પરિપથની તાપમાન-સંવેદનશીલતાની અસરો હાલમાં અજ્ઞાત છે. વૈશ્વિક વાતાવરણીય વિદ્યુત પરિપથનો ઇતિહાસ વાતાવરણીય વીજળીના ઇતિહાસ સાથે જોડાયેલો છે. ઉદાહરણ તરીકે, 18મી સદીમાં વૈજ્ઞાનિકોએ વીજળી અને વીજળી વચ્ચેના સંબંધને સમજવાનું શરૂ કર્યું. બેન્જામિન ફ્રેન્કલિન અને થોમસ-ફ્રાન્કોઇસ ડેલીબાર્ડના પ્રતિષ્ઠિત પતંગ પ્રયોગો ઉપરાંત, "વાદળ વિનાના વાતાવરણમાં" ચાર્જના કેટલાક પ્રારંભિક અભ્યાસો (એટલે કે. વાજબી હવામાન) નું સંચાલન ગિઆમબાટિસ્ટા બેક્કેરિયા, જ્હોન કેન્ટોન, લુઇસ-ગિલાઉમ લે મોનિયર અને જ્હોન રીડ દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું. 18મી સદીના ઉત્તરાર્ધથી વાજબી હવામાન માપનમાં ઘણીવાર દૈનિક ફેરફારો જોવા મળે છે. 19મી સદી દરમિયાન, અવલોકનોની ઘણી લાંબી શ્રેણી બનાવવામાં આવી હતી. શહેરોની નજીકના માપન ધુમાડાના પ્રદૂષણથી ભારે પ્રભાવિત હતા (અને હજુ પણ છે). 20મી સદીની શરૂઆતમાં, ફુગ્ગાઓના ચઢાણોએ સપાટીની ઉપરના વિદ્યુત ક્ષેત્ર વિશે માહિતી પૂરી પાડી હતી. સંશોધન જહાજ કાર્નેગી દ્વારા મહત્વપૂર્ણ કામ કરવામાં આવ્યું હતું, જેણે વિશ્વના મહાસાગરો (જ્યાં હવા પ્રમાણમાં સ્વચ્છ છે) ની આસપાસ પ્રમાણિત માપન કર્યું હતું. સી. ટી. આર. વિલ્સને સૌપ્રથમ 1920માં વૈશ્વિક પરિપથની વિભાવના રજૂ કરી હતી. વીજળી દરરોજ 40,000 વખત પૃથ્વી પર પ્રહાર કરે છે, અને પૃથ્વીને બૅટરીની જેમ ચાર્જ કરવાનું વિચારી શકાય છે. વાવાઝોડાં પૃથ્વીની સપાટી અને આયનોસ્ફિયર વચ્ચે વિદ્યુત સંભવિત તફાવત પેદા કરે છે, મુખ્યત્વે વીજળી દ્વારા જમીન પર પ્રવાહ પરત કરીને. આ કારણે, આયનોસ્ફિયર પૃથ્વીની તુલનામાં હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ છે. પરિણામે, આયનોસ્ફિયર અને સપાટી વચ્ચે વાતાવરણીય આયનોના સ્વરૂપમાં ચાર્જ કણોને પરિવહન કરતા ચોરસ મીટર દીઠ આશરે 2pA નો એક નાનો પ્રવાહ હંમેશા હોય છે. વાજબી હવામાન આ પ્રવાહ વાતાવરણમાં હાજર આયનો દ્વારા વહન કરવામાં આવે છે (મુખ્યત્વે મુક્ત ટ્રોપોસ્ફિયર અને તેની ઉપરના કોસ્મિક કિરણો દ્વારા અને સૌથી નીચા 1 કિમી અથવા તેથી વધુ કિરણોત્સર્ગ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે). આયનો હવાને નબળી રીતે વાહક બનાવે છે; વિવિધ સ્થાનો અને હવામાન પરિસ્થિતિઓમાં વિવિધ વિદ્યુત વાહકતા હોય છે. વાજબી હવામાન વાવાઝોડામાંથી દૂર વાતાવરણનું વર્ણન કરે છે જ્યાં આયનોસ્ફિયર અને પૃથ્વી વચ્ચેનો આ નબળો વિદ્યુત પ્રવાહ વહે છે. માપન પૃથ્વીની પરિભ્રમણમાં સામેલ વોલ્ટેજ નોંધપાત્ર છે. દરિયાની સપાટી પર, વાજબી હવામાનમાં લાક્ષણિક સંભવિત ઢાળ 120 V/m છે. તેમ છતાં, હવાની વાહકતા મર્યાદિત હોવાથી, સંકળાયેલ પ્રવાહો પણ મર્યાદિત છે. સમગ્ર ગ્રહ પર એક લાક્ષણિક મૂલ્ય 1800 એ છે. જ્યારે તે વરસાદી અથવા તોફાની ન હોય ત્યારે, વાતાવરણની અંદર વીજળીનું પ્રમાણ સામાન્ય રીતે 1000 થી 1800 એએમપીએસની વચ્ચે હોય છે. વાજબી હવામાનમાં, ચોરસ કિલોમીટર દીઠ આશરે 3.5 માઇક્રોએમ્પ્સ (ચોરસ માઇલ દીઠ 9 માઇક્રોએમ્પ્સ) હોય છે. કાર્નેગી વળાંક પૃથ્વીનો વિદ્યુત પ્રવાહ કાર્નેગી વળાંક તરીકે ઓળખાતી દૈનિક પેટર્ન અનુસાર બદલાય છે, જે પૃથ્વીના તોફાની પ્રદેશો સાથે સંકળાયેલા વાતાવરણીય વિદ્યુતીકરણમાં નિયમિત દૈનિક ફેરફારોને કારણે થાય છે. આ પેટર્ન મોસમી વિવિધતા પણ દર્શાવે છે, જે પૃથ્વીના અયનકાળ અને સમપ્રકાશીય સાથે જોડાયેલી છે. તેનું નામ કાર્નેગી ઇન્સ્ટિટ્યુશન ફોર સાયન્સ પરથી રાખવામાં આવ્યું હતું. વાતાવરણીય વીજળી પણ જુઓ જિયોફિઝિક્સ પૃથ્વીનું ચુંબકીય ક્ષેત્ર સ્પ્રિટ્સ અને લાઈટનિંગ સ્પેસ ચાર્જ ટેલ્યુરિક પ્રવાહો બાહ્ય સ્ત્રોતો પ્રકાશનો લે મોનિયર, એલ.-જી.: "અવલોકનો સુર એલ 'ઇલેક્ટ્રિસિટે ડી એલ' એર", હિસ્ટોઇર ડી એલ 'એકેડેમી રોયલ ડેસ સાયન્સિસ (1752), પૃષ્ઠો. 233એફ. 1752. સ્વેન ઇઝરાયલસન, વાતાવરણીય વીજળીમાં વાજબી હવામાનની કન્સેપ્શન પર. 1977 માં. ઓગાવા, ટી., "વાજબી હવામાન વીજળી". જે. જીઓફિઝ. રેસ., 90,5951-5960,1985. વાહલિન, એલ., "એલિમેન્ટ્સ ઓફ ફેર વેધર ઇલેક્ટ્રિસિટી". જે. જીઓફિઝ. રેસ., 99,10767-10772,1994 આરબી બેન્ટ, ડબલ્યુસીએ હચિન્સન, ઇલેક્ટ્રિક સ્પેસ ચાર્જ માપન અને 21 મીટર માસ્ટની ઊંચાઈની અંદર ઇલેક્ટ્રોડ અસર. જે. એટમોસ. તેર. ભૌતિકશાસ્ત્ર, 196. બેસ્પાલોવ પી. એ., ચુગુનોવ યુ. વી. અને ડેવિડેન્કો એસ. એસ., ઊંચાઈ-આધારિત વાતાવરણીય વાહકતા સાથે વાજબી હવામાનની સ્થિતિ હેઠળ પ્લેનેટરી ઇલેક્ટ્રિક જનરેટર, જર્નલ ઓફ એટમોસ્ફેરિક એન્ડ ટેરેસ્ટ્રીયલ ફિઝિક્સ, v. 58, #5, pp. 605-611,1996 DG યર્ગ, KR જ્હોન્સન, વાજબી હવામાન વિદ્યુત ક્ષેત્રમાં ટૂંકા ગાળાના વધઘટ. જે. જીઓફિઝ. રે., 1974. ટી ઓગાવા, વાતાવરણીય વીજળીમાં દૈનિક વિવિધતા. જે. જીઓમેગ. જીઓઇલેક્ટ, 1960. આર. રેઇટર, વાતાવરણીય વિદ્યુત ઘટના અને એક સાથે હવામાન પરિસ્થિતિઓ વચ્ચેના સંબંધો. 1960 જે. કાયદો, વાજબી હવામાનમાં જમીનની નજીકના વાતાવરણનું આયનીકરણ. રોયલ મીટિયોરોલોજિકલ સોસાયટીનું ત્રૈમાસિક જર્નલ, 1963 ટી. માર્શલ, ડબલ્યુ. ડી. રસ્ટ, એમ. સ્ટોલ્ઝેનબર્ગ, ડબલ્યુ. રોડર, પી. ક્રેહબીમ સૂર્યોદય પછી તરત જ થતા ઉન્નત વાજબી-હવામાન વિદ્યુત ક્ષેત્રોનો અભ્યાસ. આર. માર્કસન, કોસ્મિક રેડિયેશન દ્વારા પૃથ્વીના વિદ્યુત ક્ષેત્રનું મોડ્યુલેશન. નેચર, 1981 ક્લાર્ક, જ્હોન ફુલ્મર, ધ ફેર વેધર એટમોસ્ફેરિક ઇલેક્ટ્રિક પોટેન્શિયલ એન્ડ ઇટ્સ ગ્રેડિયન્ટ. પી. એ. બેસ્પાલોવ, યુ. વી. ચુગુનોવ અને એસ. એસ. ડેવિડેન્કો, ઊંચાઈ-આધારિત વાતાવરણીય વાહકતા સાથે વાજબી હવામાન પરિસ્થિતિઓ હેઠળ ગ્રહોની વિદ્યુત જનરેટર. એ. એમ. સેલ્વા, એટ અલ., એ ન્યૂ મિકેનિઝમ ફોર ધ મેન્ટેનન્સ ઓફ ફેર વેધર ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ એન્ડ ક્લાઉડ ઇલેક્ટ્રિફિકેશન. એમ. જે. રાયક્રોફ્ટ, એસ. ઇઝરાયલસનબ અને સી. પ્રાઇસ, વૈશ્વિક વાતાવરણીય વિદ્યુત સર્કિટ, સૌર પ્રવૃત્તિ અને આબોહવા પરિવર્તન. એ. મેરી સેલ્વમ, એ. એસ. રામચંદ્ર મૂર્તિ, જી. કે. મનોહર, એસ. એસ. કંડાલગાંવકર, બી. V.Ramana મૂર્તિ, વાજબી હવામાન વિદ્યુત ક્ષેત્ર અને મેઘ વિદ્યુતીકરણની જાળવણી માટેની નવી પદ્ધતિ. arXiv: ભૌતિકશાસ્ત્ર/9910006 ઓગાવા, તોશિઓ, ફેર-વેધર ઇલેક્ટ્રિસિટી. જર્નલ ઓફ જિયોફિઝિકલ રિસર્ચ, વોલ્યુમ 90, અંક D4, પૃષ્ઠ. 5951-5960. વાજબી હવામાન વિદ્યુત ક્ષેત્ર પર ઓરોરલ અસર. કુદરત 278,239-241 (15 માર્ચ 1979); બેસ્પાલોવ, પી. એ.; ચુગુનોવ, યુ. વી., પ્લાઝમાસ્ફિયર પરિભ્રમણ અને વાતાવરણીય વીજળીનું મૂળ. ભૌતિકશાસ્ત્ર-ડોકલેડી, વોલ્યુમ 39, અંક 8, ઓગસ્ટ 1994, પૃષ્ઠ. 553-555 બેસ્પાલોવ, પી. એ.; ચુગુનોવ, યુ. V. ડેવિડેન્કો, S. S. ઊંચાઈ-આધારિત વાતાવરણીય વાહકતા સાથે વાજબી-હવામાન પરિસ્થિતિઓ હેઠળ ગ્રહોની વિદ્યુત જનરેટર. જર્નલ ઓફ એટમોસ્ફેરિક એન્ડ ટેરેસ્ટ્રીયલ ફિઝિક્સ. એ. જે. બેનેટ, આર. જી. હેરિસન, શૈક્ષણિક ઉપયોગ માટેનું એક સરળ વાતાવરણીય વિદ્યુત સાધન સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ વાતાવરણીય વીજળી