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Estimation of sprite occurrences in Central Africa

Füllekrug, Martin; Price, Colin

Meteorologische Zeitschrift Vol. 11 No. 2 (2002), p. 99 - 104

published: May 8, 2002

DOI: 10.1127/0941-2948/2002/0011-0099

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ArtNo. ESP025011102003, Price: 29.00 €

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Abstract

Extremely low-frequency magnetic field disturbances from intense positive lightning discharges are compared to the convective cloud cover in central Africa, derived from infrared brightness temperatures recorded on board the geostationary satellite Meteosat during April 1998. The mean diurnal variation of the positive lightning charge moment is well correlated with the mean diurnal variation of the cloud cover at ca. 11.5 km height and constrains the mean lightning channel length. The daily integrated positive cloud to ground charge transfer exhibits a pronounced day to day variability which is well correlated with the cloud cover at ca. 15.5 km height, related to the charging of the thundercloud ca. 4 hours prior to the maximum cloud to ground charge transfer. The cloud cover area is used to calculate an effective cloud volume which is related to the cloud to ground charge transfer via the charge density. This charge density is used to determine promising locations for optical sprite observations in the central Congo basin and Cameroon with ca. 69 estimated sprite occurrences during an average night.

Kurzfassung

Extrem niederfrequente Magenetfeldstörungen außergewöhnlich starker positiver Blitze werden mit der konvektiven Wolkenbedeckung in zentral Afrika verglichen. Die Wolkenbedeckung wird von infrarot Strahlungstemperaturen abgeleitet, die an Bord des geostationären Satelliten Meteosat im April 1998 gemessen wurden. Der mittlere Tagesgang des Ladungsmoments von den positiven Blitzen ist gut mit dem mittleren Tagesgang der Wolkenbedeckung in ca. 11,5 km Höhe korreliert und schränkt die Länge des Blitzkanals ein. Der täglich integrierte positive Ladungsfluß von der Wolke zur Erde weist eine ausgeprägte Variabilität von Tag zu Tag auf, die gut mit der Wolkenbedeckung in ca. 15,5 km Höhe korreliert ist. Diese Variabilität der Wolkenbedeckung hängt mit der Aufladung der Gewitterwolke ca. 4 Stunden vor dem maximalen Ladungsfluss von der Wolke zur Erde zusammen. Die Fläche der Wolkenbedeckung wird benutzt, um ein effektives Wolkenvolumen zu berechnen, das über die Ladungsdichte mit dem Ladungsfluss von der Wolke zur Erde verbunden ist. Diese Ladungsdichte wird dazu benutzt, vielversprechende Lokationen für optische Beobachtungen von Sprites im zentralen Kongobecken und in Kamerun zu bestimmen, wo in einer normalen Nacht ca. 69 Sprites beobachtet werden können.