En las proximidades de la superficie terrestre existe un campo eléctrico radial dirigido hacia el centro de la Tierra y cuya intensidad media vale .

1.Suponiendo que el globo terrestre se comporta como un buen conductor, determinar la carga total acumulada en su superficie y su signo. ()

2.Debido a la acción de la radiación cósmica y las partículas del viento solar, la atmósfera se ioniza dando lugar a una distribución de carga positiva que puede aproximarse mediante la expresión

(1)

donde es la distancia radial medida desde el centro de la Tierra, es la carga determinada en el primer apartado y determina la posición de la ionosfera (medida desde la superficie terrestre). Determinar la carga total contenida en la atmósfera terrestre desde la superficie hasta la ionosfera y su signo.

3.Supongamos ahora que la carga de la atmósfera obtenida en el segundo apartado se acumula íntegramente en la ionosfera. Determinar la energía electrostática almacenada por el condensador formado por la superficie de la Tierra y su atmósfera.

4.Para que se produzca un rayo, la diferencia de potencial entre una nube de tormenta y el suelo debe superar el límite de rigidez dieléctrica del aire () a fin de producir una descarga eléctrica que transporta unos através de un medio ionizado cuya resistencia es de unos . Estimar la altura máxima de una nube para que pueda ocurrir este fenómeno, y determinar la energía electrostática puesta en juego en el proceso de formación de un rayo de de duración. ¿Cuál sería el mínimo de rayos necesarios para consumir toda la energía del condensador estudiado en el apartado 3?