58 I. Teil. <strong>Die</strong> BeobachtungstatsachenEin Gemenge von Schnee und Regen gibt wie<strong>der</strong> häufigeren Vorzeichenwechsel.Schon Linss 48 ) hat 1887 darauf aufmerksam gemacht, daß diebis dahin allein übliche Messung des Potentialgefälles für die Erkennungdes luftelektrischen Verhaltens <strong>der</strong> Atmosphäre nicht ausreicht. Eskann unter Umständen sehr wohl die Wirkung <strong>der</strong> nächstgelegenenLuftschicht durch eine an<strong>der</strong>e, z. B. höher gelegene verdeckt werden.Linss zeigt das an einem Beispiel durch Rechnung. Aus <strong>der</strong> Tatsache,daß in dem Gebiet eines ausgedehnten Regens die negative, einesausgedehnten Schneefalls die positive „Luftelektrizität", wie mandamals sagte, überwiegt, läßt sich also an und für sich noch nichtschließen, daß die Regenwolken negativ, die Schneewolken positivelektrisch sind. So einfach liegen die Verhältnisse nicht, es kann ebensogut das Gegenteil <strong>der</strong> Fall sein. Wie wir später sehen werden, müssensogar anfangs in <strong>der</strong> Wolke beide Vorzeichen gleich stark vorhandensein. Erst die Wirkung des Nie<strong>der</strong>schlagsprozesses führt zu einer teilweisenTrennung <strong>der</strong> Vorzeichen und schafft damit die Vorbedingungenfür die <strong>Gewitter</strong>entladungen.Mit wachsen<strong>der</strong> Höhe über dem Boden nimmt, wie Ballonmessungenzeigen, das Potentialgefälle, bezogen auf 1 m Luftabstand, ab. Nachdemschon am Anfang des 19. Jahrhun<strong>der</strong>ts Gay-Lussac und Bioteine solche Fahrt mit luftelektrischen Beobachtungen unternommenhatten, haben vor allem die gegen Ende des Jahrhun<strong>der</strong>ts in Wienund Berlin ausgeführten Ballonfahrten darüber Aufschluß gebracht.Später sind solche wissenschaftlichen Fahrten vor allem von Halle ausunternommen worden. Danach schwanken in den untersten 1500 m dieWerte sehr wegen des häufigen Dunstgehalts dieser Höhen, erst darübersetzt eine rasche Abnahme ein. In 4000 bis 6000 m sind Werte von 10 bis 6Volt/m gefunden worden, in 9000 m erhielt Everling noch 3 Volt/m.Im wesentlichen drängen sich also die Raumladungen <strong>der</strong> Luft auf dieuntersten 5 bis 6 km zusammen. Damit ist aber nicht gesagt, daß dieSchichten darüber, auch die höchsten Schichten, ohne jeden Einfluß aufdie Vorgänge nahe dem Boden sind. Neuerdings bespricht Swann 53 ),die Gedanken von Linss wie<strong>der</strong> aufnehmend, den Einfluß einer etwa50 km hohen leitenden Schicht, wie man sie im Erdmagnetismus und18 ) Siehe Seite 52.53 ) W. F. G. Swann, Ungelöste Probleme <strong>der</strong> kosmischen Physik. Journal ofthe Franklin Institute, April 1923, S. 432.
Allgemeines luftelektrisches Verhalten <strong>der</strong> Atmosphäre 59in <strong>der</strong> drahtlosen Telegraphie zur Erklärung dieser Erscheinungen annimmt,auch für die atmosphärische <strong>Elektrizität</strong>. Ist eine solche Schichtvorhanden, so muß eine geladene Wolke etwa in 5 km Höhe nicht nurdas Potentialgefälle dort än<strong>der</strong>n, wo sie sich befindet, son<strong>der</strong>n, weildie Potentialdifferenz zwischen <strong>der</strong> 50 km-Schicht und <strong>der</strong> Wolkestets gleich bleiben muß, auch an allen an<strong>der</strong>en Punkten <strong>der</strong> Erde.Swann rechnet aus, daß auf <strong>der</strong> Gegenseite <strong>der</strong> Erde diese Wirkimgnoch ein Zehntel so groß sein muß, als wenn die 5 km-Wolke rundum die Erde verteilt wäre. Mit Hilfe einer solchen hohen leitendenSchicht wird also jede Trennung <strong>der</strong> positiven und negativen Ladungenan irgendeinem Punkte <strong>der</strong> Atmosphäre einen positiven o<strong>der</strong> negativenBeitrag zum allgemeinen Potentialgefälle an <strong>der</strong> Erdoberfläche liefernkönnen.c) <strong>Die</strong> elektrischen Ströme in <strong>der</strong> Atmosphäre. <strong>Die</strong> negativeLadung <strong>der</strong> Erde und das dauernde Vorhandensein positiver undnegativer Ladungen in <strong>der</strong> Luft muß ein dauerndes Strömen von<strong>Elektrizität</strong> in ihr zur Folge haben. <strong>Die</strong> positiven Träger wan<strong>der</strong>nzum Erdboden, die negativen von ihm fort. <strong>Die</strong>ser ,,Leitungsstrom",wie Ger dien ihn nannte, wird fortwährend überdeckt und gestörtdurch die vertikale und horizontale Luftbewegung, wodurch mechanischesForttragen von <strong>Elektrizität</strong> eintritt, <strong>der</strong> „Konvektionsstrom".Man kann den Leitungsstrom direkt messen und sich dabei <strong>der</strong> FranklinschenDrachenmethode bedienen. Auf diese Weise maß Peltierin Frankreich zuerst galvanometrisch den Strom, ebenso L. Weber 54 )50 Jahre später in Breslau und auf dem Kamm des Riesengebirges.Weberfand währendeines <strong>Gewitter</strong>s Stromstöße bis zu etwa 6 X 10""*Ampere. Ferner maß er galvanometrisch den Strom, <strong>der</strong> in einenisoliert aufgestellten Baum einströmt. <strong>Die</strong>se Stromstärke kann schonbei ruhigem Wetter in hochragenden Gegenständen recht beträchtlichwerden. So gibt eine 50 m hohe Antenne Ströme von etwa10 -9 Ampere. Ebert 55 ) fand 1901, indem er einen Teil <strong>der</strong> ebenenErdoberfläche isolierte, als Wert für den normalen Leitungsstrom54 ) L Weber, Mitteilungen, betreffend die im Auftrage des ElektrotechnischenVereins ausgeführten Untersuchungen über atmosphärische <strong>Elektrizität</strong>. Elektrotechn.Zeitschr. 9, 189 (1888) und 10, 387, 521 u. 571 (1889).55 ) H. Ebert, Galvano metrische Messung des elektrischen Ausgleichs zwischenden Ionenladungen <strong>der</strong> Atmosphäre und <strong>der</strong> Ladung <strong>der</strong> Erdoberfläche. Physikal.Zeitschr. 3, 338 (1902).6*