A linear investigation on separation in laminar and turbulent boundary layers over low hills and valleys

Summary Laminar and turbulent linear models of stratified flow over small-slope topography have been compared and used to estimate separation features for a single two-dimensional hill and for a valley made by a pair of hills. As far as single symmetric hills are concerned, the importance of the obstacle shape have been evidenced. For the near field, the local slope characteristic of the terrain profile are of overwhelming importance. For the two-hill case, the dependence of the separation site on valley width and stratification is very different for the two models. Ventilation in the valley is modulated by the ratio between the valley width and the buoyancy wave-length only in the laminar case, whereas the turbulent model does not show these features for the realistic roughness values considered here.

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Riassunto Si fa un confronto tra modelli linearizzati di flussi turbolenti e laminari su ostacoli bidimensionali con pendenze piccole, in varie condizioni di stratificazione. Tali modelli sono usati per stimare le condizioni di separazione per una collina o per una valle compresa tra due colline. Nel primo caso si è notata l'importanza della forma dell'ostacolo scelto. Le caratteristiche locali di pendenza della forma del terreno risultano determinanti per il campo di perturbazioni prossimo all'ostacolo. Nel caso della valle si è studiata la collocazione del sito di prima separazione in funzione dell'ampiezza della valle e della stratificazione ed è stata riscontrata una notevole differenza tra i due modelli. Si ha ventilazione nella valle quando la sua ampiezza è un multiplo intero della lunghezza d'onda di galleggiamento, solo nel caso laminare; il modello turbolento non mostra queste caratteristiche per valori realistici di rugosità.

     

Some effects of elastic prestress within the Earth

Summary A dynamical theory, regarding the superposition of small deformations upon large ones, is applied to the study of the prestress effects in an isotropic medium. The primary configuration is in a dynamic state and no assumption is made regarding the smallness of time derivatives of the displacement field. In this framework, a reciprocity theorem is derived and the representation theorem for the displacement field is obtained in terms of the Green's function. Body force equivalents are derived in terms of the discontinuity of the displacement across the fault surface. The ray theory is briefly reviewed and applied to the study of seismic-wave propagation in homogeneous isotropic media. The prestressed configuration in proximity of the fault surface is treated as a perturbation on seismic waves and its effects are found to be of first order in the perturbation at the origin. The wave front equation and the nodal-surface equation for compressional waves are derived and both are found to suffer significant changes due to the perturbation.

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Riassunto Ci si serve di una teoria dinamica della sovrapposizione di piccole deformazioni su deformazioni grandi per studiare gli effetti del presforzo in un mezzo isotropo. La configurazione primarie è in uno stato dinamico e non si fa alcuna ipotesi sul valore della derivata temporale del campo degli spostamenti. In questo ambito si ottiene il teorema di reciprocità ed il teorema di rappresentazione per il campo degli spostamenti in termini della funzione di Green. Si ottengono le forze di massa equivalenti in funzione della discontinuità dello spostamento attraverso la superficie di faglia. Si passa brevemente in rassegna la teoria, dei raggi e si applica allo studio della propagazione di onde sismiche in mezzi isotropi ed omogenei. La configurazione presforzata in prossimità della superficie di faglia è trattata come una perturbazione sulle onde sismiche e si trova che i suoi effetti sono del primo ordine nella perturbazione all'origine. Si ottengono l'equazioni per i fronti d'onda e per le superfici nodali nel caso delle onde di compressione e si trova che entrambe subiscono variazioni significative dovute alla perturbazione.

     

Implications of the dilatancy-fluid diffusion theory for aftershock sequences

Summery The dilatancy-fluid diffusion (DFD) theory of the seismic mechanism, derived from studies of rock mechanics, describes the geophysical conditions for faulting in terms of two fundamental parameters: deviatoric stress and pore pressure. The latter allowed the time variable to be included, through a diffusive equation, in the theory of the seismic mechanism. The stress field in proximity of a slipped fault surface is here considered in some detail and its influence on dilatancy and fluid pressure is exploited in order to test the capability of the DFD theory of explaining the evolution in time and space of aftershock phenomena.

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Riassunto La teoria della dilatanza-diffusione fluida (DFD) del meccanismo sismico, ottenuta da studi di meccanica delle rocce, descrive le condizioni geofisiche per la creazione di una faglia attiva in termini di due parametri fondamentali: lo sforzo deviatorico e la pressione nei pori dovuta al fluido. Quest'ultima ha permesso di inserire, attraverso l'equazione di diffusione, il tempo come variabile nella teoria del meccanismo sismico. Si considera qui in dettaglio il campo di sforzo in prossimità della faglia dopo che si è verificato lo scivolamento, e la sua influenza sulla dilatanza e sulla pressione del fluido è analizzata per verificare la capacità della teoria DFD di spiegare l'evoluzione spazio-temporale degli aftershock.

     

Biostimulation of HeLa cells by low-intensity visible light

Summary The action of low-intensity red light with λ=633 nm (a He−Ne laser, a filament lamp with light filters a dye-laser pumped by a Cu laser) on the intensity of nucleic-acid synthesis in HeLa cells 1.5 hours after irradiation has been studied. It has been shown that the DNA synthesis is stimulated similarly after irradiation both by the He−Ne laser and by an ordinary source. The RNA synthesis intensity does not alter in both cases. A high-repetition-rate radiation at λ=633 nm acts in the opposite manner: it stimulates the RNA synthesis and the DNA synthesis remains constant. The action spectra of the DNA and RNA synthesis stimulation by continuous light in the range (570÷693) nm are presented.

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Riassunto è stata studiata l'azione della luce rossa a bassa intensità con λ=633nm (un laser a He−Ne, una lampadina a filamento con filtri per la luce, un laser a colorante pompato da un laser a Cu) sull'intensità della sintesi degli acidi nucleici in cellule HeLa un'ora e mezzo dopo irradiazione. Si è mostrato che la sintesi del DNA è stimolata in modo simile dopo irradiazione sia con laser a He−Ne che da una sorgente ordinaria. La sintesi del RNA non è alterata in entrambi i casi. Una radiazione ad alta frequenza di ripetizione a λ=633 nm agisce in maniera opposta: stimola la sintesi del RNA, mentre la sintesi del DNA resta costante. Si forniscono gli spettri d'azione della sintesi di DNA ed RNA mediante luce continua nell'intervallo da 570 a 693 nm.

     

Electrohydrodynamic stability of a fluid layer. Effect of a tangential periodic field

Summary The electrohydrodynamic stability of a fluid layer influenced by a periodic tangential electric field is studied. The model allows for general forms of deformations of the interface. Two simultaneous ordinary differential equations of Mathieu type are obtained. The coupled equations are solved by the method of multiple-scale perturbations for small electric-field amplitude and stability conditions are discussed. It is found that the tangential field has a stabilizing effect except at resonance points. Graphs are drawn to illustrate the resonance regions in a parameter space. The tangential periodic field cannot stabilize a system which is unstable under a constant electric field.

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Riassunto Si studia la stabilità elettrodinamica di una strato fluido influenzato da un campo elettrico tangente periodico. II modello tien conto delle forme generali di deformazioni dell’interfaccia. Si ottengono due equazioni simultanee differenziali ordinarie del tipo di Mathieu. Le equazioni accoppiate sono risolte col metodo delle perturbazioni su scala multipla per piccola ampiezza di campo, elettrico e si dicutono le condizioni di stabilità. Si è trovato che il campo tangente, ha un effetto stabilizzante eccetto nei punti di risonanza. I grafici sono fatti per illustrare le regioni di risonanza in uno spazio di parametri. Il campo periodico tangente non può stabilizzare un, sistema che è instabile in un campo elettrico costante.

     

Phenomenological models for nitrogen transport in tissues

Summary Transfer mechanisms and critical pressures are essential elements in decompression calculations and staged procedures. By coupling a multitissue transfer model to fitted critical pressures, decompression data can be synthesized for rapid numerical implementation in applications. Parametric fits to the critical nitrogen pressures are generated for the six tissue compartments (5, 10, 20, 40, 80, 120 min) at seal-evel with both linear and constant-pressure ratio extrapolations to altitude conveniently effected with the barometer equation. The macroscopic model used to transfer nitrogen in tissues is described and functional forms of the fit equations are motivated. Accurate exponential representations for mantle pressures and the well-known Cross altitude factors are also generated. Fitted critical tensions vary inversely as the approximate fourth root of the tissue half-life and increase linearly with depth. Air mantle pressures decrease exponentially with altitude and inverse temperature. Using bounce dive constraints, a set of single-tissue decay coefficients, which increase logarithmically with depth, are extracted from depth-dependent decompression criteria and contrasted with corresponding multitissue decay parameters. Bend statistics and a decompression titration experiment, which predicts decreasing critical ratios at depth, are discussed. Overlapping predictions of the models and correlations with experiment are identified.

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Riassunto I meccanismi di trasferimento e le pressioni critiche sono elementi essenziali nei calcoli della decompressione e nelle procedure a stadi. Accoppiando un modello di trasferimento a molti tessuti e pressioni critiche adattate, i dati di decompressione possono essere sintetizzati per un rapido incremento numerico nelle applicazioni. Approssimazioni parametriche alle pressioni critiche dell'azoto sono generate per sei componenti del tessuto (5, 10, 20, 40, 80, 120 min) a livello del mare con estrapolazioni sia lineari che a pressione costante del rapporto ad un'altitudine convenientemente ottenuta con l'equazione barometro. Si descrive il modello macroscopico per trasferire azoto nei tessuti e si forniscono le motivazioni delle forme funzionali delle equazioni di approssimazione. Sono anche prodotte accurate rappresentazioni esponenziali per pressioni mantello ed i ben noti fattori di altitudine di Cross. Le tensioni critiche approssimate variano inversamente come la radice quarta approssimata della vita media del tessuto ed aumentano in maniera lineare con la profondità. Le pressioni del mantello d'aria diminuiscono esponenzialmente con l'altitudine e la temperatura inverse. Usando costanti di immersione di rimbalzo, un gruppo di coefficienti di decadimento di singoli tessuti, che aumentano logaritmicamente con la profondità, è estratto dai criteri di decompressione dipendenti dalla profondità ed è in contrasto con il parametro di decadimento a molti tessuti. La statistica dei piegamenti ed un esperimento di titolazione della decompressione, che prevede rapporti critici decrescenti in profondità, sono discussi. Si identificano le previsioni sovrapposte dei modelli e correlazioni con l'esperimento.

     

On the stability of geophysical flows

Summary The stability of the solution of two-dimensional stationary Euler equations for rotating flows with a constant Coriolis force is studied. An Arnold theorem in which some sufficient conditions for the stability are given was used for this purpose. This theorem can be applied to a large class of geophysical flows.

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Riassunto Si è studiata la stabilità delle soluzioni per le equazioni di Eulero stazionarie bidimensionali nel caso di un flusso in rotazione con una forza di Coriolis costante. A tal fine si è fatto uso di un teorema, dovuto ad Arnold, nel quale sono date le condizioni sufficienti per la stabilità del moto. Questo teorema può essere applicato ad una vasta classe di flussi geofisici.

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Work supported by a CNR grant. Progetto Finalizzato Oceanografia.     

16-month periodicity of cosmic-ray intensity

Summary Data from four neutron monitors, Climax (1953–1976), Deep River (1964–1977), Mt. Norikura (1957–1983) and Tokyo (1970–1983) are analysed. Power spectra reveal peaks at frequency 1c/16 months for all the stations. Harmonic analysis for the 16-month period is performed after eliminating the long-term solar-cycle variation. There is general agreement in the phases of the mean vectors for various neutron monitors. The amplitude averaged over all the four stations is 0.41±0.01, while it is higher for the two stations having lower cut-off rigidity as compared to that of the other two. The vectors are seen to become more consistent in phase for periods of minimum solar activity than those for maximum-activity period. The summation dials reveal abrupt changes in the directions of the 16-month wave vector corresponding to the reversal of polarity of the solar magnetic field. Comparison of the 16-month wave of sunspot activity with that of cosmic-ray intensity, however, does not show any significant correlation.

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Riassunto Si analizzano dati da quattro monitor di neutroni, Climax (1953–1976), Deep River (1964–1977), Mt. Norikura (1957–1983) e Tokyo (1970–1983). Gli spettri di frequenza rivelano picchi alla frequenza di 1 ciclo ogni 16 mesi per tutte le stazioni. Si effettua un'analisi armonica per un periodo di 16 mesi dopo aver eliminato la variazione del ciclo solare a lungo termine. Esiste un accordo generale riguardo alle fasi dei vettori medi per vari monitor di neutroni. L'ampiezza media rispetto a tutte e quattro le stazioni è di 0.41±0.01, mentre risulta superiore per le due stazioni che presentano una rigidità di taglio inferiore alle altre due. Si osserva una crescente coerenza di fase dei vettori in periodi di attività solare minima, rispetto a quella in periodi di attività massima. I grafici della somma rivelano cambiamenti repentini nelle direzioni del vettore d'onda di 16 mesi, corrispondenti all'inversione di polarità del campo magnetico del Sole. Il confronto di un'onda di 16 mesi dell'attività delle macchie solari con quella dell'intensità dei raggi cosmici, tuttavia, non mostra nessuna correlazione significativa.

     

Second-harmonic generation in centro-symmetric semiconductors

Summary The crystallographic dependence of optical-second-harmonic generation (SHG) in Si and Ge single crystals is obtained with 10 ps pulses at 527 nm and at incident fluences above the threshold for laser melting of the crystal lattice. We find that the experimentally observed dependence of SHG on crystal orientation remains unchanged up to the damage limit. Observed selection rules are analysed in terms of various possible contributions.

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Riassunto Generazione della seconda armonica ottica è ottenuta nei monocristalli di Si e Ge con impulsi laser di 10 ps, a 527 nm, e con densità di energia inpingente superiore all soglia per la fuzione del reticolo cristallino. Si osserva che la seconda armonica mantiene la propria dipendenza dall' orientazione cristallografica, indipendente dal valore della densità di energia che è incidente sulla superficie cristallina, fino alla soglia del danno. Il mutamento d'intensità di generazione a secondo orientazione cristallografica e piano di polarizzazione è stato analizzato in funzione di vari contributi probabili.

     

Determination of the interference between the elements of a central-receiver solar system

Summary This work deals with the problem of determining the shadow and blocking effects between the rectangular heliostats of a central-receiver system for the utilization of solar energy. The type of approach followed is the McFee approach, suitably generalized. Indications are also given regarding the calculation of the density of radiation collected on a receiver assumed to be flat.

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Riassunto Questo lavoro affronta il problema della determinazione degli effetti di shadow e blocking tra eliostati rettangolari di un sistema a ricevitore centrale ai fini dello sfruttamento dell'energia solare. Il tipo di approccio seguíto è quello di McFee, opportunamente generalizzato. Si forniscono anche indicazioni per il calcolo della densità di radiazione raccolta sul ricevitore che qui è considerato piatto.

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Il presente lavoro è oggetto di un contratto di ricerca fra il CRTN, ENEL e l'Istituto di Fisica dell'Università di Milano.     

Diffraction integral for misaligned systems and interference effects of optical arrays

Summary In the present paper, a diffraction integral formula for a misaligned optical system is derived. The interference effects of opticalelement arrays are studied by means of such a formula. The possibility of eliminating interference fringes is discussed. The conclusion is that the interference fringes could be eliminated when the αβγδ condition for arrays is satisfied. The synthetical aberration is simultaneously eliminated. However, in this case, the synthetical image coincides with the individual images. For some special application, the synthetical image does not coincide with the individual images and the αβγδ condition is not fulfilled. But the interference fringes may disappear in some special cases.

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Riassunto La formula di Collins, che esprime il cammino ottico fra un punto del piano oggetto e un punto del piano immagine nel caso di un sistema ottico centrato, è generalizzata al caso di un sistema ottico disallineato. La formula cosí ottenuta è applicata allo studio del fenomeno d’interferenza che ha luogo nel piano della cosiddetta ?immagine sintetica? fra i vari fasci emergenti da una cortina di elementi ottici. Si discutono infine le condizioni in cui non si hanno frange d’interferenza sull’immagine sintetica.

     

Fluctuation-dissipation theorem and intrinsic stochasticity of climate

Summary In climate dynamics the effect of internally generated fluctuations is usually described by augmenting the balance equations through the addition ofrandom forces. In this paper the properties of these forces are investigated. Afluctuation-dissipation theorem relating their covariance matrix to the phenomenological coefficients such as eddy diffusivity is proposed. The theorem is subsequently used to identify the statistical properties of the climatic variables themselves, and thus to characterize climatic variability from the standpoint of the statistical theory of irreversible processes. Applications to a simple thermal convection problem and to a zonally averaged energy-balance model are presented; the possibility of experimental verification is discussed.

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Riassunto Nella dinamica del clima si descrive solitamente l'effetto delle fluttuazioni generate internamente aumentando le equazioni del bilancio con l'aggiunta di forze casuali. In questo lavoro si studiano le proprietà di queste forze. Si propone un teorema di fluttuazione-dissipazione che correla la matrice di covarianza ai coefficienti fenomenologici come la diffusività turbolenta. Il teorema è usato successivamente per identificare le proprietà statistiche delle variabili climatiche stesse e per caratterizzare la variabilità climatica dal punto di vista della teoria statistica dei processi irreversibili. Si presentano applicazioni a un problema semplice di convezione termica e ad un modello di bilancio d'energia mediato a zone; si discute la possibilità di verifica sperimentale.

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Traduzione a cura della Redazione.     

Binding of Mn(II) ions to lecithin bilayers as determined by ESR and NMR investigations

Summary The Mn(II)-lecithin system was investigated by means of paramagnetic relaxation studies. Unsonicated and sonicated aqueous dispersions were considered at various temperatures andpH values. Information was derived from both the frequency dependence of the ESR line shape and the paramagnetic contributions to the water proton relaxation rates. A dynamic equilibrium was suggested, by taking into account the role of the through-water cation binding in the metal-lipid interaction.

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Riassunto Il sistema Mn(II)-lecitina è stato studiato per mezzo di misure di rilassamento paramagnetico. Sono state considerate dispersioni acquose sonicate e non a vari valori di temperature epH. Da misure EPR in funzione della frequenza e dallo studio di contributi paramagnetici alle velocità di rilassamento dei protoni dell’acqua sono state ottenute informazioni sul sistema Mn(II)-lecitina. Prendendo in considerazione il ruolo del legame acqua-catione, nell’interazione metallo lipide, è stato suggerito un equilibrio dinamico.

     

Measurements of the distribution of the flux of energy in the focus of a solar concentrator with visualization techniques

Summary This work analyses the setting-up of an optical head which allows the visualization of a section of the distribution of the flux of energy along the focal axis of optical systems in general and of solar concentrators in particular. A circular-type solar concentrator, with the reflector consisting of a plastic lamina aspirated by means of a pump, has been built. The distribution of the energy flux in the focus of this concentrator has been calculated by the theoretical method. Results are compared with experimental data obtained by means of the optical head.

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Riassunto Questo lavoro analizza la messa a punto di una testa ottica che consente la visualizazione di una sezione della distribuzione del flusso di energia lungo l'asse focale di sistemi ottici in generale e in particolare di concentratori solari. è stato realizzato un concentratore solare di tipo circolare, con riflettore costituito da una lamina di plastica aspirata mediante una pompa. La distribuzione del flusso energetico nel fuoco di questo concentratore è stata ricavata per via teorica. è stato fatto un confronto con misure sperimentali ottenute mediante la testa ottica.

     

Interference in the photodissociation (photoionization) by two close-lying frequencies

Summary The problem of photodissociation (photoionization) by two close-lying frequencies (two modes of a laser or two different lasers) is examined. In the case of one bound state and one continuum the problem is solved analytically and the solution is used to show that the photodissociation (photoionization) yield is reduced due to the interference between the two competing channels (i.e. absorption from one or the other photon mode). It is also shown that the population flow into the continuum happens simultaneously with a relevant photon redistribution between the two modes.

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Riassunto Si studia il problema della fotodissociazione (fotoionizzazione) ad opera di due frequenze vicine. Nel caso di un solo stato legato accoppiato dalla radiazione ad un continuo, si ricava una soluzione analitica del problema. Tale soluzione è adoperata per mostrare che la resa del processo è ridotta a causa dell'interferenza fra i due canali competitivi (assorbimento di uno o dell'altro fotone). Si mostra anche che contemporaneamente al flusso nel continuo si verifica una ridistribuzione dei fotoni fra i due modi.

     

Computation of theoreticalSH seismograms with a finite source

Summary We have generated complete theoretical seismograms, which include both body and surface waves, for realistic sources buried in a radially heterogeneous, anelastic, spherical Earth. The effect of the source finiteness on the time series, for a particular case, has been investigated by simulating rupture propagation along a fault plane with a series of point sources distributed along a straight line. On the time series, this source model seems to produce, by increasing the time duration of the rupture, a broadening of the body wave bursts, a shortening of the time lag between the phasesS andsS, and a decrease in the amplitude of body waves relative to surface waves.

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Riassunto Si generano sismogrammi teorici completi, comprendenti sia onde di volume chesuperficiali, relativi a sorgenti sismiche realistiche in una struttura terrestre sferica, radialmente eterogenea e anelastica. L'effetto delle dimensioni non infinitesime della sorgente è analizzato simulando la propagazione di una frattura lungo un piano di faglia per mezzo di una serie di ?punti sorgente? distribuiti lungo una linea retta. Questo tipo di sorgente produce, con l'aumentare del tempo di propagazione della frattura, uno spargimento del pacchetto delle onde di volume, un accorciamento dell'intervallo di tempo tra le fasiS edsS e una diminuzione dell'ampiezza delle onde di volume rispetto a quelle superficiali.

     

Graphic recording and averaging the wind direction

Summary A continuous record of the wind direction, independent of the number of wind vane rotations, is obtained by coupling to the vane a linear continuous potentiometer supplied at two opposite taps. This gives an output which linearly increases with the azimuth α between 0 and π and symmetrically decreases when α veers between π and 2π radians. A rotary switch coupled to the potentiometer acts as a control device for the tracing and colouring upon a point recorder. When the azimuth increases between 0 and π, α is represented by a black graph shifting to the right, until the upper chart limit is reached when α=π. If the veering goes up to 2π, the printer inverts its direction moving to the left and traces a red line until the lower chart limit. When α=2π, the same condition reoccurs as for α=0. Thus the elongation represents the azimuth and the colour indicates whether an Eastward or Westward direction is computed. The instantaneous wind direction is, therefore, represented with no chart paintings or gaps. The results obtained by this method are highly accurate because of a better utilization of the strip chart width which is employed for a range of π instead of 2π. If this device is the final stage of a syncromotor system, by filtering the voltages at the delta windings, even the mean wind direction obtained is represented with continuity. In measuring the mean wind direction, an alternative method especially designed for light winds is presented. This is accomplished with a potentiometer whose output can be directly integrated. This is obtained by coupling in the previously mentioned potentiometer two wipers outphased by π/2. The two transfer functions are identical in shape but outphased by π/2. One of them at least is linear in each part of the wind rose and can be directly integrated without difficulty. Two outphased outputs are needed in order to maintain a one-to-one correspondence with α (as well as the sine-cosine function) and to take an accurate mean value when the wind fluctuations cause one of the wipers to oscillate about a tape. The largest error is estimated to be of the order of 1 degree.

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Riassunto Una registrazione priva di discontinuità, qualunque siano le rotazioni della banderuola anemometrica, è effettuata accouppiando la banderuola a un potenziometro lineare e continuo alimentato da due terminali opposti. In tal caso la tensione in uscita aumenta linearmente con l'azimuth α da 0 a π, mentre decresce simmetricamente quando continua la rotazione fra π e 2π. Un commutatore accoppiato al potenziometro induce un cambio di colore nella traccia diagrammale su un registratore a punti: infatti, quando in una rotazione α cresce tra 0 e π, la traccia diagrammale è nera e si sposta verso destra, sino a raggiungere il margine della carta per α=π; continuando la rotazione la testina stampante inverte direzione e la traccia ora rossa si sposta verso sinistra, sino a raggiungere l'opposto margine per α=2π, che costituisce le condizioni di partenza per α=0. In altri termini l'elongazione rappresenta l'azimuth a partire da nord e il colore se la rotazione dall'origine deve esser considerata in verso orario o antiorario. In tal modo la direzione istantanea del vento può esser rappresentata senza segni di attraversamento del foglio e senza interruzioni. Inoltre la risoluzione risulta raddoppiata in quanto la larghezza del foglio corrisponde ad un angolo di π anzichè di 2π. Se questo sistema è utilizzato come stadio finale di un accoppiamento sincro, si può ottenere la direzione media, senza discontinuità, filtrando le tensioni agli avvolgimenti a triangolo. Alternativamente, può esser integrata la tensione in uscita al potenziometro trasduttore, accoppiandovi due spazzole sfasate di π/2. Si ottengono così due funzioni di transferimento identiche, ma sfasate di π/2. Almeno una di esse è in un tratto di linearità in ogni posizione angolare e pertanto può esser integrata senza difficoltà. Le due uscite sfasate di π/2 permettono di biunivocità nella corrispondenza con α (analogamente alle funzioni seno e coseno) e inoltre permettono di mantenere l'accuratezza del dato anche quando le fluttuazioni del vento causano l'oscillazione di una spazzola attorno a uno dei terminali. Il massimo errore può esser stimato dell'ordine di 1°.

     

Negatively buoyant plume dispersion: a comparison of simple mathematical models, hydraulic simulations and field data

Summary The ground-level concentration distribution for negatively buoyant gases of various densities, emitted from stacks with heights, diameters and exit velocities varying in the typical range of geothermal drilling activities, was studied by means of hydraulic simulations performed in neutral conditions at different flow speeds. These measurements, and a few others taken in the field in nearly neutral and unstable atmosphere during tests of CO₂ release from a geothermal well, were compared with the values expected from a Gaussian formula corrected for denser-than-air, tilted plumes. For calculating theoretical concentrations, three couples of horizontal and vertical plume standard deviations as functions of downwind distance from source were employed: those given by Singer-Smith and Briggs and a third one obtained by our group during a previous water channel experiment. Also the maximum ground-level concentration and its distance from the source were measured in each simulation and compared with the prediction of our Gaussian formula, as well as with a best-fit expression given by Meroney. The concentration pattern χ(x, y, 0) given by the corrected Gaussian formula proved to be in good agreement with experimental data, especially in association with Singer-Smith's or our sigmas. When only maximum g.l. concentrations are needed, also the simple formula suggested by Meroney can give a good approximation.

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Riassunto Una serie di simulazioni in vasca senza stratificazione, condotte a varie velocità della vena idraulica, ha permesso di studiare la distribuzione di concentrazione al suolo dovuta a gas con varie densità maggiori di quella dell'aria, emessi da ciminiere con altezze, diametri e velocità di efflusso variabili entro intervalli tipici delle attività di perforazione geotermica. Queste misure, ed alcune altre ottenute in campo in condizioni di atmosfera circa neutra e instabile durante prove di rilascio di CO₂ da un pozzo geotermico, sono state confrontate con i valori attesi in base ad una formula gaussiana corretta per pennacchi inclinati. Nel calcolo delle concentrazioni teoriche si sono impiegate tre diverse coppie di espressioni per le deviazioni standard orizzontale e verticale del pennacchio: quelle date da Singer-Smith e Briggs ed una terza ottenuta dal nostro gruppo durante una precedente esperienza in canale idraulico. In ciascuna prova si è misurata anche la concentrazione massima al suolo e la sua distanza dalla sorgente; queste quantità sono state raffrontate con le previsioni della formula gaussiana e con una espressione empirica proposta da Meroney. Il campo di concentrazione χ(x, y, 0) dato dalla formula gaussiana corretta è risultato in buon accordo con le misure, specialmente se associato alle sigma di Singer-Smith o alle nostre. Quando sia sufficiente una valutazione della concentrazione massima, anche la semplice formula di Meroney può dare una buona approssimazione.

     

Propagation of a transient electromagnetic disturbance in an inhomogeneous, collisional, Magnetized plasma

Summary The time response of an anisotropic, inhomogeneous magnetized plasma to a time-dependent externally applied electric field is studied. The plasma is considered as a conducting medium embedded in a static magnetic fieldB _o, with finite and constant parallel conductivity σ_∥ and normal conductivity σ_⊥ exponentially varying; a constant ion polarization conductivity (σ_pol) normal toB ₀ is also included. The driving termE ₀ is assumed to be normal to the ambient magnetic field, with a space dependence only in the (E ₀, B₀)-plane (two-dimensional case). The problem is treated as an initial (in time) and boundary (in space) value problem, and an analytic solution is obtained for the time response of the system to a unit step of electric field; the solution for any other driving field is then given via a convolution integral. This model can be used in particular to study the propagation through the ionosphere of ULF waves generated by the motion of an artificially created ion cloud in the upperF region. Moreover, the mathematical technique is rather general, so it may be used also for different plasma models.

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Riassunto Si presenta lo studio della risposta temporale (transitorio) di un plasma magnetizzato, anisotropo e inomogeneo ad un campo elettrico esterno impresso. Il plasma è trattato come un mezzo conduttore, immerso in un campo magnetico staticoB ₀, la cui conducibilità elettrica parallela al campo magnetico σ_∥ è costante, mentre la conducibilità normale σ_⊥ varia esponenzialmente nello spazio; si considera inoltre una conducibilità dovuta alla polarizzazione degli ioni (σ_pol) costante e normale aB ₀. Il campo impressoE ₀ è assunto normale al campo magnetico ambiente con dipendenza spaziale solo nel piano (E ₀, B₀) (caso bidimensionale). In queste ipotesi si perviene ad un problema ai valori iniziali e al contorno, e si deriva una soluzione analitica per la risposta transitoria del sistema ad un gradino di campo elettrico impresso; la soluzione per una qualsiasi funzione di campo applicato è data come integrale di convoluzione con la risposta al gradino. Questo modello può essere usato, in particolare, per studiare la propagazione attraverso la ionosfera di un'onda ULF generata dal moto di una nuvola ionica creata artificialmente nella parte superiore della regioneF. Un ulteriore interesse deriva dal fatto che, essendo la tecnica matematica utilizzata molto generale, questa può essere applicata pure a differenti modelli di plasma.

     

A physical approach to air pollution climatological modelling in a complex site

Summary A Gaussian climatological model which takes into account physical factors affecting air pollutant dispersion, such as nocturnal radiative inversion and mixing height evolution, associated with land breeze and sea breeze regimes, respectively, has been applied to the topographically complex area of La Spezia (a basin surrounded by hilly terrain, located on the Italian coast). Results from the measurements of the dynamic and thermodynamic structure of the lower atmosphere, obtained by a series of field experiments, are utilized in the model to calculate SO₂ seasonal average concentrations. The model has been tested on eight three-monthly periods by comparing the simulated values with the ones measured at the SO₂ stations of the local air pollution monitoring network. Comparison of simulated and measured values was very satisfactory and proved the applicability of the implemented model for urban planning and establishment of air quality strategies also at a topoghraphically complex site.

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Riassunto Si presenta un modello climatologico gaussiano, completato con informazioni di tipo fisico atte a caratterizzare le proprietà di dispersione degl'inquinanti nell'atmosfera, per il sito a topografia complessa di La Spezia. Fattori come l'evoluzione dell'inversione termica notturna da irraggiamento e l'evoluzione dell'altezza di rimescolamento associate alla brezza di terra e di mare, rispettivamente, sono stati ricavati dai risultati di una serie di campagne sperimentali. Il modello è stato provato su otto trimestri confrontando i valori della concentrazione della SO₂ simulati dal modello con i valori misurati nelle otto stazioni di rilevamento della rete locale. L'accordo tra i valori simulati e misurati è alquanto soddisfacente e dimostra l'applicabilità del modello per la pianificazione degl'impianti che comportino l'emissione di SO₂ e per l'istituzione di una strategia di controllo della qualità dell'aria in un sito costiero a topografia complessa.

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Work carried out while the author was with IBM Italy, Scientific Center of Rome.