Techniklexikon

ionosphärischer Dynamo

Modellvorstellung über die dem Dynamoprinzip (Generator) entsprechende Entstehung grossräumiger elektrischer Felder in der Ionosphäre. Getrieben von der regulären Sonnenstrahlung, entsteht in einer Höhe von 80-160 km ein Temperatur- bzw. Druckgradient von der Tag- zur Nachtseite hin. Dabei wird ca. 30 % der absorbierten Strahlung in Wärme umgesetzt, und ein Beobachter auf der Erdoberfläche misst ein nach Westen gerichtetes Druck- und Temperaturfeld. Die (positiven) Ionen in dieser Höhe folgen der Bewegung des Neutralgases, während die Bewegung der Elektronen durch das Erdmagnetfeld (Geomagnetismus) gehemmt wird. Diese relative Bewegung der Ladungsträger und das hieraus entstehende Polarisationsfeld treiben einen elektrischen Strom, der auf das Neutralgas zurück wirkt, analog zu einem fremderregten Dynamo. Die Stromstärken (Sq-System) haben auf der Tagseite eine Stärke von 100-200 kA, sind aber abhängig von der elektrischen Leitfähigkeit der Ionosphäre, vom internen Magnetfeld sowie der Sonnenaktivität und daher örtlich und zeitlich sehr variabel. Eine Rückkopplung über induzierte Ströme (Induktion) auf der Erdoberfläche findet ebenfalls statt (siehe Abb.). Aufgrund der besonderen Geometrie ist die Stromstärke am (magnetischen) Äquator etwa doppelt so hoch (äquatorialer Elektrojet).