Laboratory simulation of plume rise from multiple sources

Summary A series of simulations in water channel is presented and discussed. Its principal aim was the evaluation of the interactions of multiple plumes emitted by stacks close to each other and with different heights and buoyancy parameters. Single and multiple emissions have been studied, in near-neutral or unstable conditions. Single emissions have been compared with Moore's and Briggs' models, while multiple ones have been compared with the model of Anfossiet al. The agreement in both cases was satisfactory. Trends of horizontal and vertical dispersion coefficients as functions of the downwind distance have then been studied, both for single and multiple plumes. At last, the simulation has taken into account the influence of the angle between the direction of the wind and the row of stacks. It has been verified that even in the most critical case (perpendicularity) a definite enhancement of the merged plume with respect to single rises was present.

---

Riassunto Si presenta e si discute una serie di simulazioni in vasca idraulica, volta a valutare le interazioni di piú pennacchi uscenti da ciminiere adiacenti di altezze diverse e aventi differenti parametri di galleggiamento. Sono state studiate, in condizioni di atmosfera simulata quasi neutra o instabile, emissioni singole e multiple. Le prime sono state confrontate con i modelli di Moore e Briggs, le seconde col modello di Anfossiet al. L'accordo nei due casi è risultato soddisfacente. Si sono poi studiati e discussi gli andamenti dei coefficienti di dispersione orizzontale e verticale in funzione della distanza dalla sorgente, nel caso di emissioni singole e multiple. Infine la simulazione ha considerato l'influenza della direzione del vento rispetto alla congiungente le ciminiere, verificando che anche nel caso piú sfavorevole (perpendicolarità) vi è un sensibile sovra-innalzamento del pennacchio rimescolato rispetto agli annalzamenti singoli.

---

Резюме Предлагается и обсуждается ряд моделирований в водяном бассейне. Основная цель моделирований-оценить взаимодействия большого количества плюмажей, испускаемых трубами, расположенными близко друг к другу с различными высотами и имеющими различные параметры выталкивательной силы. Исследуются отдельный и множественные источники в условиях нейтральной или неустойчивой атмосферы. Случай единственного источника сравнивается с моделями Мура и Бридса, а множественные источники сравниваются с моделью Анфосси и гр. В обоих случаях получается удовлетворительное согласие. Исследуется и обсуждается поведение коэффициентов горизонтальной и вертикальной дисперсии, как функция расстояния от источника, в случаях единственного и множественного источников. Моделирование также учутывает влияние угла между направлением ветра и рядом труб. Показывается, что в наиболее критическом случае (перпендикулярность) наблюдается заметное усиление плюмажа относительно отдельного источника.

     

Statistical properties of cosmic-ray scintillations at 250 GV

Summary We present the results of an amplitude domain analysis of cosmic-ray fluctuations in the interplanetary field at average rigidities of 250 GV. The experimental histograms are compared with the theoretical probability densities obtained by assuming linear behaviour and yield interesting results on extremal events. The approximate agreement is interpreted not as a proof that high-rigidity scintillations are indeed linear, but as possible evidence of noise contamination in this kind of analysis.

---

Riassunto Sono presentati i risultati dell'analisi in ampiezza delle fluttuazioni di raggi cosmici di rigidità media 250 GV nel campo interplanetario. Gli istogrammi sperimentali sono compatibili con un comportamento lineare e permettono di ottenere interessanti indicazioni sugli eventi estremi. L'accordo è interpretato non come una prova che le scintillazioni ad alta rigidità sono in effetti lineari, ma piuttosto come possibile evidenza di contaminazione da background in questo tipo di analisi.

---

Резюме Мы приводим результаты анализа амплитудной области флуктуаций космических лучей в межпланетном поле при средних жесткостях 250 GV. Экспериментальные гистограммы согласуются с теоретическими предсказаниями, полученными в предположении линейного поведения и дают интересные результаты для экстремальных событий. Полученное согласие интерпретируется не как доказательство того, что сцинтилляции при высокой жесткости действительно являются линейными, а как возможное подтверждение наличия шумового загрязнения в этом типе анализа.

     

On the Green's function technique for the study of multiphoton transitions in atoms

Summary The Green's function method for implicitly evaluating the sums over intermediate states occurring in the study of multiphoton processes is revisited. Partieular emphasis is given to bound-bound transitions and to the numerical techniques used to implement the method. This is also extended to the important case in which the sum over intermediate states must be performed with respect to an incomplete set. The accuracy of the method is tested against very precise results on atomic hydrogen obtained by direct summation over intermediate states.

---

Riassunto Si riesamina il metodo della funzione di Green per calcolare implicitamente le somme di stati intermedi che compaiono nello studio dei processi a molti fotoni. L'enfasi é posta su transizioni discreto-discreto e sulle tecniche numeriche utilizzate. Il metodo é anche esteso al caso in cui si debba sommare su un insieme incompleto di stati intermedi. La precisione del metodo è verificata nel caso dell'idrogeno confrontandone i risultati con quelli otenuti mediante una somma accurata sugli stati intermedi.

---

Резюме Заново исследуется метод функций Грина для явного вычисления сумм по промежуточным состояниям, которые появляются при рассмотрении многофотонных процессов. Особое внимание уделяется переходам из связаннного в связанное состояние и использованной вычислительной технике. Предложенный метод также обобщается на важный случай, в котором суммирование по промежуточным состояниям должно быть проведено по неполной системе состояний. Точность предложенного метода проверяется посредством сравнения с точными результатами для атома водорода, полученными прямым суммированием по промежуточным состояниям.

     

Longitudinal-transverse splitting in Wannier excitons and polariton states

Summary In the theory of Wannier excitons, the long-range nonanalytical part of the exchange interaction is usually expressed in terms of the dipole matrix element between Wannier functions. We show that it can be expressed in terms of the dipole matrix element between zone-centre Bloch functions, without any assumption on the localization of Wannier functions. We obtain an expression for the longitudinal-transverse splitting in terms of the dipole matrix element between the crystal ground state and the excition state. This is required in order to prove that the transverse upper polariton is degenerate with the longitudinal exciton in the limitk _ex→0. A new expression for the short-range part of the exchange interaction is also obtained, which is more suitable for microscopic calculations and which is evaluated for the case of CuCl. The resulting exchange parameter isΔ _ex = 12.6 meV, which compares well with the experimental value.

---

Riassunto Nella teoria degli eccitoni di Wannier, la parte a lungo raggio e non analitica dell’interazione di scambio è generalmente espressa in termini dell’elemento di matrice di dipolo fra funzioni di Wannier. Noi mostriamo che può invece essere espressa in termini dell’elemento di matrice di dipolo fra funzioni di Bloch al centro della zona di Brillouin, senza assumere che le funzioni di Wannier siano localizzate. Otteniamo quindi un’espressione per lo splitting longitudinale-trasverso in termini dell’elemento di matrice di dipolo fra stato fondamentale del cristallo e stato eccitonico. Ciò è necessario per dimostrare che il polaritone trasverso del ramo superiore è degenere con l’eccitone longitudinale nel limitek _ex→0. Otteniamo inoltre una nuova espressione per la parte a corto raggio dell’interazione di scambio, che è più appropriata per un calcolo microscopico e che calcoliamo nel caso del CuCl. Otteniamo un parametro di scambioΔ _ex = 12.6 meV, in buon accordo col valore sperimentale.

---

Резюме В теории экситонов Ваннье дальнодействуйщая неаналитическая часть обменного взаимодействия обычно выражается через дипольный матричный элемент между функциями Ваннье. Мы показываем, что эта часть обменного взаимодействия может быть выражена через дипольный матричный элемент между функциями Б=qlоха без каких-либо предположений о локализации функций Ваннье. Мы получаем выражение для продольно-поперечного расщепления в терминах дипольного матричного элемента между основным состоянием кристалла и экситонным состоянием. Это выражение требуется, чтобы доказать, что поперечный поляритон является вырожденным с продольным экситоном в пределеk _ex→0. Получается новое выражение для короткодействующей части обменного взаимодействия, которое более удобно для микроскопических вычислений и которое оценивается для случая CuCl. Вычисляется обменный параметрΔ _ex = 12.6 мэВ, который хорошо согласуется с экспериментальной величиной.

     

Photon drag detection of 10 μm radiation in Bi thin-films evaporated on amorphous substrates

Summary We have observed IR detection signals with ns response in irradiated Bi thin films, which were evaporated at large angles with the substrate normal direction. At 10 μm radiation, these detectors show a voltage response with reversed sign compared to the visible-light response which is generated by a well-known thermoelectric effect. Other thin-film metallic detectors as Cr films operating with this effect do not show this sign inversion at 10 μm. We attribute the sign-reversed fast signal in bismuth to a transversal photon drag effect related to the interband transition induced by the 10 μm radiation.

---

Riassunto Noi abbiamo osservato una generazione di tensione prodotta ai capi di un film anisotropo di bismuto dall'assorbimento di radiazione a 10 μm. Questa risposta è veloce (ns) ed è differente dal normale segnale termovoltaico osservato in Bi e altri metalli (es. Cr) illuminati da luce visibile, sebbene tale segnale sia osservabile anche a 10 μm. Noi abbiamo attribuito questo segnale veloce ad un effetto di photo-drag trasverso dovuto a transizioni interbanda in microcristalli orientati da una evaporazione a forte angolo.

---

Резюме Мы наблюдаем сигналы детектирования инфракрасного излучения с наносекундным временем отклика в облученных тонких пленках Bi которые напылены при больщих углах к нормальному направлению подложки. При облучении с длиной волны 10 мкм зти детекторы обнаруживают отклик с обратным знаком по сравнению с откликом для видимого света, котрый генерируется за счет хорошо известного термозлектрического зффекта. Другие тонкопленочные металлические детекторы, например пленки Cr, работающие на том же зффекте, не обнаруживают явления обращения знака при длине волны 10 мкм. Мы приписываем явление обращения знака в висмуте зффекту сопротивления фотонов, связанному с внутризонным переходом, индуцированным излучением с длиной волиы 10 мкм.

     

Transient temperature variations in the primary network of a solar power plant

Summary The energy conservation equations are solved to determine the transient behaviour of a solar power plant, made of linear concentrators. The equations are solved by the finite-difference method, assuming typical project parameters and the available experimental data. Different physical and geometrical configurations are considered; the results are shown and discussed in order to supply useful indications for the design of a solar power plant.

---

Riassunto Si risolvono le equazioni di conservazione dell'energia per determinare il comportamento in regime transitorio di una centrale solare, costituita da concentratori parabolici lineari. Le equazioni sono risolte con il metodo delle differenze finite assumendo tipici parametri di progetto e i dati sperimentali disponibili. Si considerano differenti situazioni fisiche e geometriche; si analizzano e discutono i risultati, al, fine di fornire indicazioni sul progetto di una centrale solare.

---

Резюме Решаются стационарные уравнения переноса тепла для определения профилей темиературы в диатермическом масле, протекающем через линейный бойлер, расположенный в фокальной линии цилиндрических параболических солнечных концентраторов. Для решения уравнения используется метод конечных разностей, предполагая профили скоростей Никурадзе и используя имеющиеся экспериментальные данные для определения граничных условий и оценки параметров уравнения. Рассматривается система решений для некоторых физических и геометрических ситуаций. Проводится обсуждение пректа солнечной силовой установки.

---

     

Coastal boundary layers in ocean modelling: an application to the Adriatic Sea

Summary Boundary layers play an important role in modelling geophysical fluid-dynamical flows, in as much as they constitute regions of ageostrophic dynamics in which the physical balances characterizing the main interior of the water mass break down. A short synopsis is given of important boundary layers in ocean circulation modelling with specific emphasis drawn upon side wall boundary layers, namely those adjacent to the coastlines of the considered basin. Application of boundary layer analysis is thereafter made for one specific phenomenological situation, namely the Northern Adriatic Sea and the problem posed by its wintertime seasonal circulation. The analysis furnishes a mathematical model for the coastal strip adjacent to the Italian shoreline, treated as a boundary layer in the density field, starting from general model equations valid throughout the interior of the northern Adriatic. The boundary layer model is consequently used to modify the side wall boundary condition for the interior density field. Related numerical experiments are shown and compared with previous standard experiments in which the boundary layer contribution to the density field has not been considered.

---

Riassunto Strati limite giuocano un ruolo molto importante nel modellare la dinamica di fluidi geofisici, in quanto essi costituiscono in genere regioni ageostrofiche in cui non sono più validi i bilanci fisici che caratterizzano la massa d'acqua nell'interno del bacino allo studio. Una breve panoramica illustra la varietà di strati limite importanti per i modelli di circolazione oceanica con attenzione specifica rivolta agli strati limite delle ?pareti laterali?, ossia quelli adiacenti alle coste dei bacini. Un'analisi di strato limite è successivamente compiuta per una particolare situazione fenomenologica, quella relativa al problema posto dalla circolazione stagionale invernale dell'Adriatico settentrionale. L'analisi fornisce un modello matematico per la fascia sottocostiera adiacente alla costa italiana, fascia trattata come strato limite per il campo di densità, a partire da equazioni dinamiche generali valide per l'interno del bacino Nord Adriatico. Il modello di strato limite è quindi usato per modificare la condizione al contorno alla parete occidentale italiana per la funzione densità. Esperimenti numerici relativi sono mostrati e paragonati con precedenti esperimenti di confronto in cui non era stato considerato il contributo dello strato limite al campo della densità.

---

Резюме Пограничные слои играют важную роль при моделировании геофизических динамических потоков жидкой среды, в том случае, когда они составляют области агеострофической динамики, где физический баланс, характеризующий внутреннюю часть водяной массы, нарушается. Приводится краткий обзор ражных пограничных слоев при моделировании океанических циркуялций, причем, особое внимание уделяется пограничным слоям боковой стенки, т.е. прилегающим к береговой линии рассмотренного бассейна. Предложенный анализ применяется для изучения пограничных слоев в одной специфической феноменологической ситуации, а именно в северной части Адриатического моря, и проблемы, связанной с зимней сезонной циркуляцией. Предложенный анализ представляет математическую модель для прибрежной полосы, прилегающей к итальянской береговой линии, которая рассматривается как пограничный слой в поле плотности, исходя из общих модельных уравнений, справедливых во всей внутренней области Северной Адриатики. Модель пограничного слоя используется для модификации граннчного условия боковой стенки для внутреннего поля плотностн. Проводятся соответствующие численные экслерименты. Полученные результаты сравниваются с предыдущими стандартными экспериментами, в которых вклад пограничного слоя в поле плотности не рассматривался.

     

Hydrogen bonding and charge transfer in some interactions involving methyl glyoxal and formamide

Summary The possibility of hydrogen bonding between the nucleic-acid bases and methyl glyoxal or formamide is studied through an IEH calculation; the charge transfer and hydrogen bond indices support this hypothesis. The CH...Y indices are similar to those of usual hydrogen bonds. In six of the nine configurations previously proposed by other authors in order to analyse the H₂S-formamide interactions, formamide is predicted to be an electron acceptor.

---

Riassunto In un calcolo IEH, si studia la possibilità del legame a idrogeno fra le basi costituenti gli acidi nucleici ed il metilgliossale o la formamide, il trasferimento di carica e gl'indici del legame a idrogeno sembrano confermare l'ipotesi. Gl'indici CH...Y sono simili a quelli dei legami a idrogeno usuali. In sei delle nove configurazioni, proposte da altri autori per analizzare l'interazione fra il solfuro d'idrogeno e la formamide, questa risulta essere un accettore di elettroni.

---

Резюме Используя вычисления IEH, исследуется возможность водородной связи между основаниями нуклеиновых кислот и глиоксалом метила или формамидом. Перенос заряда и индексы водородной связи подтверждают зту гипотезу. Индексы CH...Y являются аналогичными для обычных водородных связей. В шести из девяти конфигураций, ранее предложенных другими авторами для анализа взаимодействий ?H₂S-формамид?, предсказывается, что формамид является акцептором злектронов.

     

Thermal structure and relaxation rates of the perturbed atmosphere: a study with a photochemial radiative convective model

Summary We have developed a radiative-photochemical model to evaluate the temperature distribution in the Earth's atmosphere between the ground and 70 km. The model takes into account the interaction between photochemistry and temperature. We report results of a number of experiments performed with this model to assess the climatic effects of varying the ozone distribution and the ozone overburden. An evaluation of the relaxation rates of both ozone and temperature is also reported. In particular, the importance of the ozone distribution with respect to the ?greenhouse effect? is further investigated.

---

Riassunto è stato sviluppato un modello fotochimico-radiativo-convettivo dell'atmosfera terrestre per calcolare la distribuzione di temperatura fra la superficie e 70 km. Il modello tiene conto dell'interazione fra fotochimica e temperature. Si riportano i risultati di alcuni esperimenti effettuati con il modello atti a studiare gli effetti climatici dovuti alle variazioni del carico e distribuzione di ozono. Si riporta anche una valutazione dei tempi di rilassamento per l'ozono e la temperatura. Inoltre è ulteriormente studiata l'influenza della distribuzione di ozono sull'effetto serra.

---

Резюме Мы развиваем радиационную-фотохимическую модель ддя оценки распределения температур в атмосфере земли от поверхности до 70 км. Модель учитывает взаимодействие между фотохимией и температурой. Мы приводим результаты ряда чэкспериментов, выполненных с помощьу предложенной модели для оценки климатических эффектов изменения распределения озона. Проводится оценка интенсивностей релаксации распределений озона и температуры. В частности, исследуется важность распределения озона.

     

Planetary cratering: Statistical recognition of secondary-crater fields

Summary A statistical model of cratered planetary surface has been developed in the case of i) primary impact events, ii) secondary-crater field. A test about the tendency to grouping of craters has been carried out in both cases by means of the method of the ?strictly reflexive closeness? of the crater centres. The results obtained show the differences of behaviour, with respect to the grouping probability, between a population of fictitious primary craters and that including a secondary field. The method has been applied to actual planetary surfaces in order to check the influence of secondary events in crater statistics and to avoid it. Several crater surfaces on Mars and Mercury have been studied by this method allowing the identification of an upper limit for the value of the crater density (i.e. a lower limit for the crater diameter) useful to avoid the disturbance caused by the presence of secondary craters in a given area. This density (diameter) value obviously depends on the resolution of the available imagery.

---

Riassunto Si è sviluppato un modello statistico di una superficie planetaria craterizzata nel caso di i) eventi primari di impatto, ii) campi di crateri secondari. In entrambi i casi si è effettuato un test sulla tendenza al raggruppamento dei crateri per mezzo del metodo della stretta riflessività della vicinanza dei centri dei crateri. I risultati ottenuti mostrano che il comportamento di una popolazione di crateri primari fittizi è diverso, rispetto alla probabilità di raggruppamento, da quello di un campo di secondari. Il metodo è sato applicato a superfici planetarie reali allo scopo di eliminare l'influenza degli eventi secondari nelle statistiche di crateri. Sono stati esaminati molti casi di superfici di Marte e Mercurio ed i risultati ottenuti permettono d'identificare un limite superiore per il valore della densità di crateri (cioè un limite inferiore per il diametro dei crateri) che deve essere scelto per eliminare il disturbo causato dalla presenza di crateri secondari in una data area. Tale valore di densità (diametro) dipende ovviamente dalla risoluzione della ricopertura fotografica disponible.

---

Резюме Развивается статистическая модель поверхности планеты, покрытой кратерами, в следующих сличаях: 1) первичные события соударений, 2) поля вторичных кратеров. Проводится проверка тенденции группирования кратеров в обоих случаях, используя метод ?точно рефлексивной близости? для центров кратеров. Полученные результаты обнаруживают различия в поведении относи-тельно вероятности группирования между заполнением фиктивных первичных кратеров и заполнением с учетом вторичных кртеров. Предложенный метод применяется к истинным поверхостям планет, чтобы проверить влияние вторичных событий на статистику кратеров и исключить влияние вторчных кратеров. Исследуются некоторые поверхности кратеров на Марсе и Меркурии с помощью предложенного метода, который позроляет идентифицировать верхний предел величины члотности кратеров (т.е. инжний предел для диаметра кратеров), полезной для исключения возмущений, вызванных наличием вторичных кратеров в заданной области. Такая величина плотности (диаметра) очевидно зависит от разрешающей способности имеющихся изображений.

---

---

To speed up publication, the authors of this paper have agreed to not receive the proofs for correction.     

Relaxation of quadrupole orientation in an optically pumped alkali vapour

Summary The relaxation of quadrupole orientation (alignment) in an optically pumped alkali vapour is theoretically studied by taking into account the relaxation processes by alkali-buffer gas, alkali-alkali with spin exchange and alkali-cell wall (diffusion process) collisions. The relaxation transients of the quadrupole orientation are obtained by introducing a first-order weak-pumping approximation (intermediate pumping) less restrictive than the usually considered (zeroth order) one.

---

Riassunto Il rilassamento dell’orientamento quadrupolare (allineamento) di un vapore alcalino pompato otticamente è studiato dal punto di vista teorico prendendo in considerazione i processi di rilassamento mediante collisioni base alcalina-gas tampone, base alcalina-base alcalina con scambio di spin e base alcalina-parete della cella (processo di diffusione). I transienti di rilassamento dell’orientamento quadrupolare sono ottenuti introducendo un’approssimazione di prim’ordine con pompaggio debole (pompaggio medio) meno restrittiva di quella considerata solitamente (di ordine zero).

---

Резюме Теоретически исследуется релаксация квадрупольной ориентации в оптически накаченных парах щелочных металлов, учитывая релаксационные процессы взаимодействия буферного газа и атомов щелочного металла, столкновения атомов щелочного металла между собой с изменением ориентации спина и столкновения атомов щелочного металла со стенкой ячейки (процесс диффузии). Обнаружены релаксационные переходные процессы для квадрупольной ориентации, вводя промежуточную накачку.

     

Drag on a sphere in a fluid

Summary The possible acceleration dependence of the drag on a sphere, executing a translatory motion in a fluid, is examined in detail. After revisiting the standard derivations of this dependence, it is pointed out that the result might be connected with the scheme of incompressible fluids. That the adoption of this scheme is crucial is made evident by showing that a striking contradiction would arise in compressible fluids. Next a procedure is applied which, in a suitable linear approximation, leads to an explicit expression for the drag in compressible fluids. The drag turns out to depend both on the present value and on the history of the speed of the sphere.

---

Riassunto Si considera una sfera in moto traslatorio in un fluido e si esamina il problema dell’eventuale dipendenza della forza resistiva dall’accelerazione. Sulla base delle derivazioni classiche di tale dipendenza, si mette in evidenza che il risultato potrebbe essere conseguenza diretta dell’adozione del modello di fluido incomprimibile. Che tale modello sia realmente cruciale è provato anzitutto osservando che l’analoga trattazione, nel caso di fluidi comprimibili, conduce ad una contraddizione. Successivamente, seguendo un’opportuna approssimazione lineare, si perviene all’espressione esplicita della forza resistiva in un fluido comprimibile. Tale forza risulta dipendente sia dal valore attuale sia dalla storia della velocità della sfera.

---

Резюме Рассматривается трансияционное движение сферы в жидкости и исследуется проблема эффективной зависимости силы сопротивления от ускорения. После анализа стандартных подходов для вывода этой зависимости отмечается, что исследуемый результат может быть связан с выбранной моделью несжимаемой жидкости. Тот факт, что выбор модели является сушественнум, иллюстрируется в случае сжимаемых жидкостей, где возникает противоречие. Затем развивается линейное приближение, которое приводит к явному выражению для сопротивления в сжимаемых жидкостях. Оказывается, что сопротивление зависит не только от скорости в данный момент, но и от истории скорости сферы.

     

Crystal electrons in magnetic fields: Second-order perturbation for general periodic potentials

Summary The diamagnetic band structure is derived up to second order in the periodic potential. This is done for arbitrary crystal potentials and rational magnetic fields. Our perturbative treatment should give the correct energy spectrum in the Landau regime including the condition for magnetic breakdown. We also present an exact effective Hamiltonian which is reduced to 2 space dimensions for a general crystal potential.

---

Riassunto Si deduce la struttura di banda diamagnetica fino al second'ordine nel potenziale periodico. Ciò è fatto per potenziali di cristallo arbitrari e campi magnetici razionali. Il nostro procedimento perturbativo dovrebbe dare il corretto spettro di energia nel regime di Landau che include la condizione di caduta magnetica. Si presenta anche un'hamiltoniana efficace esatta che è ridotta a due dimensioni spaziali per un potenziale cristallino generale.

---

Резюме Определяется диамагнитная зонная структура с точностью до второго порядка по периодическому потенциалу. Вычисления проводятся для произвольных кристаллических потенциалов и рациональных магнитных полей. Наш пертурбационный подход должен давать правильный энергетический спектр В режиме Ландау, включая условие для магнитного нарушения. Мы также приводим точный эффективный Гамильтониан, который сводится к двум пространственным измерениям для общего кристаллического потенциала.

     

A toroidal mode driven by ion temperature gradients and magnetic-field curvature

Summary The effect of magnetic-field curvature on the ion-mixing mode is studied in a collisionless-plasma regime. A simple plane model with an external gravity-simulating magnetic curvature is adopted. A dispersion relation which connects the ion-mixing mode to the ubiquitous mode is obtained. It is found that, within the limitations of the present local model, an inhomogeneous plasma can support fluctuations with frequencies larger than those expected in an analysis which disregards the effect of magnetic curvature. The instability threshold of this mode, which depends on the ion temperature gradient, is lowered. The effect of gravity on the ion response influences the quasi-linear ion heat transport.

---

Riassunto Si studia l'effetto della curvatura del campo magnetico sul modo di mescolamento degli ioni in un regime di plasma senza collisioni. Si adotta un semplice modello piano con gravità esterna che simula curvatura magnetica. Si ottiene una relazione di dispersione che connette il modo di mescolamento degli ioni al modo ubiquitario. Si trova che, nei limiti del presente modello locale, un plasma inomogeneo può dar supporto a fluttuazioni con frequenze piú grandi dei quelle attese in un'analisi che trascura l'effetto della curvatura magnetica. La soglia d'instabilità di questo modo, che dipende dal gradiente di temperatura ionica, è abbassata. L'effectto della gravità sulla risposta ionica influenza il trasporto di calore ionico quasi lineare.

---

Резюме В режиме бесстолкновительной плазмы исследуется влияние кривизны магнитного поля на моду смешивания ионов. Предлагается простая модель с внешней гравитаиый, моделирующей ккивизну магнитного поля. Выводится дисперсионное соотношение, которое связывает моду смешивания ионов с повсеместной модой. Получено, что в рамках предложенной локальной модели неоднородная плазма может испытывать флуктуации с частотчми, большими по сравнению с частотами, ожидаемыми при анализе, в котором пренеб⌕егается кривизной магнитного поля. №жидается умемьшение порога неустойчивости этой моды, которая зависит от гразиента ионной температуры. Эффект гравитации на ионный отклик влияет на квазилинейный ионный перенос тепла.

     

Time series of European baselines determined with LAGEOS

Summary We present our most recent results of the analysis of laser ranging data consisting in the repeated determination of baselines across Europe, as part of the activities of the WEGENER MEDLAS Project. Our investigation includes time series of selected baselines as well as the results of a calibration experiment aimed to determine possible system biases among three key laser stations: the German and Dutch mobile stations MTLRS1` and 2 and the Italian fixed station MATLAS, near Matera. The time period covered by our analysis is September 1983-February 1986. No statistically significant change in the length of baselines is visible, but the repeatability of successive estimates of most baselines is good enough to justify the idea that crustal motion in the Mediterranean basin of the order of few cm/y, if present, should be reliably detected in few years of repeated measurements, assuming the present density and quality of the laser ranging data. The calibration experiment by colocation of three laser systems indicates that the relative range biases are below the level of measurement noise.

---

Riassunto Presentiamo i più recenti risultati dell'analisi da noi svolta nell'ambito delle attività del progetto WEGENER/MEDLAS utilizzando misure Laser Ranging da Settembre 1983 a Febbraio 1986. Il nostro studio riguarda l'evoluzione temporale di alcune linee di base europee nonchè l'analisi dei risutati di un esperimento di calibrazione effettuato tra le due stazioni mobili tedesca e olandese MTLRS1/2 e la stazione fissa italiana MATLAS a Matera, al fine di determinare eventuali biases di range relativi. I risultati ottenuti non evidenziano variazioni statisticamente significative delle lunghezze delle linee di base, ma la ripetibilità delle stime nella maggior parte dei case à sufficientemente buona da giustificare l'ipotesi che movimenti crostali nel bacino del Mediterraneo di pochi cm/anno, se presenti, dovrebbero poter essere rilevati con buona affidabilità in pochi anni di misure, assumendo l'attuale qualità e densità delle osservazioni. L'esperimento di calibrazione tramite collocazione di tre sistemi Laser indica che eventuali biases relativi di range sono inferiori alle precisioni strumentali.

---

Резюме Мы предлагаем последние результаты анализа данных лазерного определения расстояний, состоящих в повторном определении базисных линий поперек Европы. Наши исследования включают временные последовательности выбранных базисных линий, а также результаты калибровочного эксперимента с целью определения возможных смещений системы между тремя ключевыми лазерными станциями: немецкая и датская подвижные станции MTLRS 1 и 2 и итальянская стационарная станция MATLAS, вблизи Матеры. Временной период, охватываемый нашим анализом, составляет от сентября 1983 до февраля 1986. Не было обнаружено статистически значимых изменений в длине базисных линий, но повторяемость последовательных оценок базнсных линий является достаточной для проверки идеи, что корковое движение Среднеземноморского бассейна составллет порядка нескольких см в год, при условии, что измерения будут повторены в течение нескольких лет, предполагая современные плотность и качество данных лазерного определения расстояний. Калибровочный эксперимент показывает, что смещения относительных расттояний оказываются меньше уровня измерительного шума.