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Article Dans Une Revue Atmosphere Année : 2021

Thundercloud electrostatic field measurements during the inflight EXAEDRE campaign and during lightning strike to the aircraft

Mesures de champ électrique à l'intérieur de nuages d'orage durant la campagne aéroportée EXAEDRE et durant le foudroiement de l'avion

Résumé

The AMPERA (Atmospheric Measurement of Potential and ElectRic field on Aircraft) electric field network was integrated on the Falcon 20 (F20) of SAFIRE (the French facility for airborne research) in the framework of EXAEDRE (EXploiting new Atmospheric Electricity Data for Research and the Environment) project. From September 2018, an in-flight campaign was performed over Corsica (France) to investigate the electrical activity in thunderstorms. During this campaign, eight scientific flights were done inside or in the vicinity of a thunderstorm. The purpose of this paper is to present the AMPERA system and the atmospheric electrostatic field recorded during the flights, and particularly during the pass inside electrified clouds, in which the aircraft was struck by lightning. The highest value of atmospheric electrostatic field recorded during these flights was around 79 kV·m−1 at 8400 m of altitude. A normalization of these fields is done by computing the reduced atmospheric electrostatic field to take into account the altitude effect (ratio between the atmospheric electrostatic field and the air density). Most of the significant values of reduced atmospheric electrostatic field magnitude retrieved during this campaign occur between around 5.5 and 9.5 km and are included between 50 and 100 kV·m−1. The highest value measured of the reduced atmospheric electrostatic field is 194 kV·m−1 during the lightning strike of the F20. The merging of these results with data from former campaigns suggests that there is a threshold (depending of the aircraft size) for the striking of an aircraft.
Le réseau de moulins à champ AMPERA (Atmospheric Measurement of Potential and ElectRic field on Aircraft) a été intégré sur le FALCON-20 (F20) de SAFIRE (Service des Avions Français Instrumentés pour la Recherche en Environnement) dans le cadre du projet EXAEDRE (EXploiting new Atmospheric Electricity Data for Research and the Environment). A partir de septembre 2018, une campagne aéroporté a été menée Corse (France) pour analyser l'activité électrique des orages. Durant cette campagne, 8 vols scientifiques ont été réalisées à l'intérieur ou à proximité des orages. Le but de ce papier est de présenter le système AMPERA et le champ électrique atmosphérique mesuré pendant ces vols, en particulier durant les passages dans les nuages électrisés dans lesquels l'avion a été foudroyé. La plus haute valeur de champ électrostatique atmosphérique enregistrée au cours de ces vols est d'environ 79 kV/m à 8400 m d'altitude. Une normalisation de ces champs est réalisée en calculant le champ électrique atmosphérique réduit pour prendre en compte l'effet de l'altitude (rapport entre le champ électrique atmosphérique et la densité de l'air). La plupart des valeurs significatives de champ électrique atmosphérique réduit restituées durant la campagne ont été enregistrées entre 5 et 9.5 km d'altitude et sont comprises en 50 kV/m et 100 kV/m. La plus forte valeur de champ électrique atmosphérique réduit restituée est de 194 kV/m durant le foudroiement du F20. La fusion de ces résultats avec les données provenant d'anciennes campagnes suggère qu'il existe un seuil (dépendant de la taille de l'avion) pour le foudroiement d'un avion.
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Origine : Publication financée par une institution

Dates et versions

hal-03472125 , version 1 (10-12-2021)

Licence

Paternité

Identifiants

Citer

Magalie Buguet, Philippe Lalande, Pierre Laroche, Patrice Blanchet, Aurélie Bouchard, et al.. Thundercloud electrostatic field measurements during the inflight EXAEDRE campaign and during lightning strike to the aircraft. Atmosphere, 2021, 12 (12), pp.1645. ⟨10.3390/atmos12121645⟩. ⟨hal-03472125⟩
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