A t m o s p h e r i c E l e c t r i c i t y & A e r o s o l W a t e r , W e t s u s & W a r m i n g - u p

C O R O N AD I S C H A R G E

J o u l e e f f e c t

A r c

2 0 0 8 R e i n A n d r é R o o sT h e T r i b o E l e c t r i c G e n e r a t o r

V o l t a g e ( L i n e a r )

Curre

nt (Lo

garith

mic)

O h mi c

G e i g e r

T r a n s i t i o n

Townsend regime

C o r o n aW i n d

c r i t i c a lf i e l d

s t r e n g t h

J o u l e e f f e c t

C o l d f r o n t

H o t a i r

C O R O N A D I S C H A R G E

C o r o n a i s T h e B i b l e ' s B u r n i n g B u s h

A i rI o n s

A i r I o n s

S p a c ec h a r g e

P o i n t

L i g h t

s p a c ec h a r g ea f f e c t e df i e l dl i n e s

N o w b y i n c r e a s i n g t h e g a p v o l t a g e ,t h e c u r r e n t w i l l a c q u i r e a m o r e s u s -t a i n e d c h a r a c t e r . T h e n e c e s s a r y s e e d e l e c t r o n c o m e f r o m t h e e l e c -t r o d e s , r e l e a s e d t h r o u g h i o n b o m -b a r d m e n t , a n d a r e a l s o f o r m e d i n t h e g a s t h r o u g h l i g h t e m i s s i o n n e a rt h e p o i n t e d e l e c t r o d e . I t i s t h i s e f -f e c t , t h e s o f t g l o w t h a t c r o w n s a p o i n t e d o b j e c t , t h a t g a v e i t s n a m et o t h e d i s c h a r g e : C o r o n a ( c r o w n ) D i s c h a r g e .

t r i b o e l e c t r i c s c a l e :M o s t p o s i t i v e ( + ) D r y a i rB a k e l i t eS i l i c o n w a xG l a s s , M i c aN y l o nW o o lH u m a n h a i rS i l kP a p e r , C o t t o n , W o o dA m b e r . . S c y r o f o a m ,P o l y e t h y l e n eR u b b e rR a y o nP V CS i l i c o nM o s t n e g a t i v e ( - ) T e f l o n

I ( A )

t ( µ s )

2 0 0 8 R e i n A n d r é R o o s

S t E l m o ' s f i r e o n t h e c a r a v e l o fC h r i s t o p h e C o l u m b u s

B u t e v e n t o d a y w h e n a c a m e r a h a s b e c o m e a n i n t e g r a l p a r t o f t h e h u m a n o u t f i t , a p h o t o g r a p h o f a n a t u r a l c o r o n a d i s c h a r g e i s v e r y s e l d o m . H o w e v e r h e r e i s s u c h a p h o t o g r a p h , o b t a i n e d b y T o m a s H e u e r w h e n b u s y w i t h h i s b o o k R a c i n e s C é l è s t e s , w h i c h s h o w s i l l u m i n a t e d t r e e s a g a i n s t a n i g h t s k y . T o d o t h i s e x p o s u -r e t i m e s o f s e v e r a l h o u r s a r e n e c e s s a r y . I n g e n e r a l t h e r e s u l t s w e r e s p l e n d i d a r t i s t i c p h o t o g r a p h s , b u t a f e w o f t h e m w e r e b l u r r e d . T h a n k s t o M a r i e T h é r è s e C e r c e a u o f t h e P a r i s l a b o r a t o r y f o r P a l y n o l o g y , T h o m a s a n dI m e t a n d t h e e x p l a n a t i o n o f t h i s e x c e p t i o n a l " b u r n i n g " t r e e w a s f o u n d .

N e g a t i v e C o r o n a p r o d u c e s R a i n f a l lC o r o n a i s T h e B i b l e ' s B u r n i n g B u s h

2 0 0 8 R e i n A n d r é R o o sF i g . 8 T e x a s R a i n f a l l , M a r c h 1 9 5 7 , f r o m U n i l e d S t a l e s W e a t h e r B u r e a u . F i g . 9 - T e x a s R a i n f a l l , A p r i l 1 9 5 7 , f r o m U n i t e d S t a t e s W e a t h e r B u r e a u F i g . 1 0 T e x a s R a i n f a l l , M a y 1 9 5 7 , f r o m U n i l e d S t a l e s W e a t h e r B u r e a u .

T h e F a t h e r s o f E l e c t r o s p r a y a n d E l e c t r o e v a p o r a t i o n

1 0 m

1m A

7 k m

N e g a t i v e C o r o n a p r o d u c e s R a i n f a l l

2 0 0 8 R e i n A n d r é R o o s

a m b e r

w a t e r w a t e r W i l l i a m G i l b e r t A b b é N o l l e t

E l e c t r o s p r a y P o s s i b i l i t i e s

p e a r

1 6 0 0 1 7 5 4

T h e F a t h e r s o f E l e c t r o s p r a y a n d E l e c t r o e v a p o r a t i o n

2 0 0 8 R e i n A n d r é R o o s

l i q u i d

T a y l o rc o n e

h i g h v o l t a g e

s p r a y

f i b e r s

t h i n l a y e r s

p a r t i c l e s

H o w e v e ro n l y m l / h

E l e c t r o s p r a y : W o r k s h o pE l e c t r o s p r a y P o s s i b i l i t i e s

2 0 0 8 R e i n A n d r é R o o sE l e c t r o s p r a y : W o r k s h o p E l e c t r o e v a p o r a t i o n : E x t r a c t i o n o f A n t i C a n c e r D r u g s

D u r i n g a r e c e n t w o r k s h o p a t t h e P a r t i c l e E n g i n e e r i n g R e s e a r c h C e n t e r P E R C a t t h e U n i v e r s i t yo f F l o r i d a , p a r t i c i p a n t s u s e d v a r i o u s s o l u t i o n s t o p r o d u c e m i c r o a n d n a n o m e t r i c d r o p l e t s . O n eo f t h e b e s t s p r a y i n g m i x t u r e s w a s b a s e d o n t u r p e n t i n e a n e s s e n t i a l o i l o b t a i n e d f r o m t r e e s .

2 0 0 8 R e i n A n d r é R o o s

T a x o l i s u s e d a s d r u g f o r o v a r i a n a n d b r e a s t c a n c e r . T h e t r e a t m e n t i s v e r y e x p e n s i v e b e c a u s e t h e c o l l e c t i o n o f t h e b a s i c m a t e r i a l i s n o t s i m -p l e , e i t h e r i t c o m e s p u l v e r i z e d b a r k f r o m t h e T a x u s b r e v i f o l i a , a N o r t hA m e r i c a n t r e e t h a t i s a l m o s t b e c o m e e x t i n c t b y t h i s a c t i o n . F o r o n e k i l o t a x o l , s o m e 9 . 0 0 0 k i l o b a r k o f t h i s s l o w g r o w i n g t r e e i s n e e d e d . I n E u r o p a i t i s t h e T a x u s b a c c a t a t h a t i s p r e s e n t . H e r e i t a r e t h e c l i p p i n g s t h a t a r e u s e d t o o b t a i n t h e a c t i v e m a t e r i a l B a c c a t i n I I I . B y u s i n g t h i s f o r m o f e l e c t r o e v a p o r a t i o n , i t s h o u l d b e p o s s i b l e t o o b t a i n t h i s i m p o r -t a n t d r u g o n a m o r e c o n t i n u o u s b a s e .

E l e c t r o e v a p o r a t i o n D u r i n g E x c e p t i o n a l S t o r m s

T U D e l f tT e c h n i s c h e U n i v e r s i t e i t D e l f t

E l e c t r o e v a p o r a t i o n : E x t r a c t i o n o f A n t i C a n c e r D r u g s

2 0 0 8 R e i n A n d r é R o o s

1

2

P a r i sL e P e r c h e ( 1 )3

1

2

3

T i p s " b u r n e d " d a r k b r o w n o rb l a c k , t h e y b r e a k w h e n t o u g h e d

F u r t h e r i n t o t h e t r e e e v e n t h e t w i g sa r e s t i l l g r e e n a n d t h e r e a r e e v e n

s o m e g r e e n l e a v e s

E v e n i n t h e c e n t e r t h e l e a v e s a r en o t g r e e n . T h e y a r e d r i e d u p b u t

h a v e a s h i n y a s p e c t . a n d t h e s t a l k sa r e s t i l l g r e e n .

H o w d o e s n a t u r e i t s e l f ?

5 0 L i t e r s o f W a t e r a n d V O C ' s i n 1 0 m i n u t e sE l e c t r o e v a p o r a t i o n D u r i n g E x c e p t i o n a l S t o r m s

2 0 0 8 R e i n A n d r é R o o s

B e n d i n g o v e r i s u s e f u l b e c a u s ei t s s h o w s t h a t i t i s n o t d u s t b u t b u r n e d l e a f s o n t h e g r o u n d .Q u e s t i o n : W h a t i s t h e r a t e o fe l e c t r o e v a p o r a t i o n i n t h i s c a s e ?B a t c h 1 : 1 4 0 a f f e c t e d p o p l a r l e a v e sw e i g h t 2 6 0 g r . O v e n d r i e d 2 2 0 g r .B a t c h 2 : 1 4 0 u n a f f e c t e d l e a v e sw e i g h t 3 6 0 g r . O v e n d r i e d 2 4 0 g r .s o t h e c o r r e c t i o n i s 3 6 0 / 2 4 0 = 3 / 2T h i s a p p l i e d t o B a t c h 1 : 3 / 2 x 2 2 0 =3 3 0 g r w h i c h s h o u l d b e t h e o r i g i n a lw e i g h t . T h e l o s s f o r t h e 1 4 0 l e a f s i s3 3 0 - 2 6 0 = 7 0 g r . S o 0 . 5 g r / l e a fS o a t r e e w i t h 1 0 0 , 0 0 0 l e a v e s l o s e s5 0 k g ( > 5 0 l i t e r s ) o f w a t e r a n d v o l a -t i l e o r g a n i c c o m p o u n d s i n 1 0 m i n .Q u e s t i o n : W h y t h e s e h i g h f i e l d s ?

S p a c e C h a r g e i s t h e E x t r a G e n e r a t o r5 0 L i t e r s o f W a t e r a n d V O C ' s i n 1 0 m i n u t e s

2 0 0 8 R e i n A n d r é R o o sT h e E x t r a G e n e r a t o r i s t h e O r i g i n o f L i g h t n i n g

s t e p p e d l e a d e r u p w a r d s s t r e a m e r

s

FW i n d

s

F

W i n d

s

F

W i n d

S p a c e C h a r g e i s t h e E x t r a G e n e r a t o r

2 0 0 8 R e i n A n d r é R o o s

s t e p p e d l e a d e r s a n d a n u p w a r d s t r e a m e r h o t s p o t a n d u p w a r d s t r e a m e r

I s i t p o s s i b l e t o d e t e c t t h e c o r o n a a c t i v i t i e s i n t h e a i r ?

S p a c e C h a r g e D e t e c t o r

s t e p p e d l e a d e r u p w a r d s s t r e a m e r

h o ts p o t

r e t u r n s t r o k e r e t u r n s t r o k e

T h e E x t r a G e n e r a t o r i s t h e O r i g i n o f L i g h t n i n g

2 0 0 8 R e i n A n d r é R o o s

E x p e r i m e n t a l P o i n t D i s c h a r g e C u r r e n t ( P D C ) i n s t a l l a t i o n a t t h e E c o l e N a t i o n a l S u p é -r i e u r d e s I n g é n i e u r s d u M a n s . 1 A n c i e n P D C s e n s o r , 2 . N e w P D C s e n s o r , 3 A n e m om e t e r , 4 . W i n d d i r e c t i o n i n d i c a t o r . 5 . T y p i c a l o u t p u t s i g n a l w i t h t h u n d e r s t o r m a c t i -v i t i e s s h o w i n g a c h a r a c t e r i s t i c " Z e b r a " b e h a v i o u r 3 0 t o 9 0 m i n u t e s b e f o r e t h e s t o r ma r r i v e s .

L i g h t n i n g P r e v e n t i o n o f 3 0 - 9 0 M i n u t e s

I ( µ A )

t ( s e c )

S p a c e C h a r g e D e t e c t o r

2 0 0 8 R e i n A n d r é R o o s

I n t h i s f i g u r e t h e b u i l d i n g u p o f t h e c l o u d d i s c h a r g e m e c h a n i s m i s s h o w n i n a s i n g l e f i g u r e . F r o m t h i s i t w i l l b e c l e a r t h a t s o m e o f t h e c h a r g e d c l o u d s w i l l " e s c a p e " f r o m t h i s e l e c t r o s t a t i c s c e n e r y . T h e y w i l l b e c a r r i e d b y t h e w i n d i n t h e d i r e c t i o n o f t h e c o r o n a a c t i v i t y d e t e c t o r . T h e s e c l o u d s f o r m e d b y t h e e l e c r o s p r a y i n g o f t h e t r e e s r e m a i n s o a c t i v e t h a t t h e y a r e c a p a b l e t o i n d u c e s t h e t y p i c a l " z e b r a " l i k e c u r r e n t s , i n t h e C o r o n aA c t i v i t y D e t e c t o r h a l f a n h o u r t o u p t o o n e a n d h a l v e a n h o u r b e f o r e t h e s t o r m a r r i v e s . O t h e r e l e c t r i c a l p h e -n o m e n o n c a n a l s o b e d e t e c t e d l i k e f o g a c t i v i t y , e l e c t r i f i e d r a i n a n d h a i l s t o r m s .

W i n d

C o r o n a A c t i v i t y D e t e c t o r

0 , 5 - 1 , 5 h

L i g h t n i n g P r e v e n t i o n o f 3 0 - 9 0 M i n u t e s