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Elettricità terrestre
Sulla Terra e nell'atmosfera si manifestano fenomeni di natura elettrica, prodotti da processi geofisici naturali.
L'elettricità atmosferica, eccetto quella associata alle cariche nelle nubi che genera i fulmini, deriva dalla ionizzazione prodotta dalla radiazione solare e dal movimento di nubi di ioni trasportate dalle maree atmosferiche; queste ultime sono prodotte come le maree marine dall'attrazione gravitazionale del Sole e della Luna sull'atmosfera della Terra, e si manifestano ogni giorno. La ionizzazione, e di conseguenza la conduttività elettrica, dell'atmosfera vicino alla superficie terrestre è bassa, ma aumenta rapidamente con l'altitudine: tra i 40 e i 400 km la ionosfera forma un guscio sferico quasi perfettamente conduttore che riflette le onde radio permettendone la trasmissione a lunga distanza. La ionizzazione dell'atmosfera varia molto anche con l'ora del giorno e con la latitudine.
Correnti terrestri
Le correnti terrestri costituiscono un sistema di otto linee chiuse di correnti elettriche distribuite in entrambi gli emisferi e una serie di linee più piccole vicino ai poli. Benché si ritenga che questo sistema sia interamente indotto dai cambiamenti quotidiani dell'elettricità atmosferica (ciò è verosimilmente corretto per le variazioni a breve termine), è probabile che la sua origine sia più complessa. È possibile che il nucleo della Terra, costituito da ferro e nichel fusi, sia elettricamente conduttore e si comporti come le armature di un enorme generatore elettrico. Si ritiene, infatti, che le correnti termiche di convezione presenti nel nucleo muovano il metallo fuso su cammini chiusi, che seguono le linee del campo magnetico, e si manifestino nel sistema di correnti elettriche terrestri.
La carica superficiale della Terra
La superficie terrestre ha una carica elettrica negativa. Poiché la conduttività dell'aria nei pressi del suolo è bassa ma non nulla (cioè l'aria non è un perfetto isolante), la carica elettrica si esaurirebbe molto rapidamente se non fosse in qualche modo alimentata continuativamente; deve pertanto esistere un meccanismo di trasporto di elettricità.
Le misurazioni condotte con tempo sereno mostrano un flusso di elettricità positiva che si muove verso il basso, dall'atmosfera al suolo; la causa di questo meccanismo è l'attrazione elettrica tra la carica negativa della Terra e gli ioni positivi dell'atmosfera.
Sebbene sia stato suggerito che questo flusso verso il basso sia bilanciato da correnti dirette verso l'alto che si sviluppano nelle regioni polari, l'ipotesi che attualmente riscuote i maggiori consensi è quella secondo cui questo flusso positivo verso il basso che si nota con tempo sereno sarebbe bilanciato da fenomeni di trasporto elettrico che si manifestano durante i temporali. Esistono prove che la carica negativa venga trasferita verso il suolo dalle nubi temporalesche; inoltre, il tasso al quale i temporali sviluppano energia elettrica è sufficiente a rifornire la carica sulla superficie e, infine, la frequenza dei temporali sembra essere maggiore nelle ore della giornata in cui la carica negativa della Terra aumenta più rapidamente.
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