Thermally averaged orbital diamagnetism of a localized wigner oscillator

Summary Electron crystallization due to sufficiently strong Coulomb repulsions leads to a model of electrons oscillating about lattice sites in harmonic potentials. We have studied the orbital diamagnetism of such a localized Wigner oscillator in an applied magnetic field of arbitrary strength. The two contributions from orbital angular momentum and from Langevin-Pauli behaviour are separately calculated using Feynman's theorem. Possible relevance to the melting curve of the Wigner crystals in a magnetic field is pointed out.

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Riassunto La localizzazione di elettroni per effetto di repulsioni coulombiane sufficientemente forti porta ad un modello di elettroni che oscillano attorno a siti reticolari in potenziali armonici. Si studia il diamagnetismo orbitale di un siffatto oscillatore localizzato di Wigner in campo magnetico d'intensità arbitraria. Il contributo dovuto al momento angolare orbitale e quello di Langevin-Pauli sono calcolati separatamente mediante il teorema di Feynman. Si discute la possibile connessione dei risultati con il problema della curva di fusione del cristallo di Wigner in campo magnetico.

     

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.

     

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.

     

Critical behaviour of a class of Ornstein-Zernike systems on a lattice

Summary The critical behaviour of a class of Ornstein-Zernike systems,i.e. systems in which the direct correlation function has the range of the potential, is studied for a lattice gas with nearest-neighbour interaction. The generic critical behaviour is equal to that of the mean spherical model. The Percus-Yevick equation falls in a special class due to the vanishing of a suitable expansion coefficient at the critical point. This special class has classical (mean field) critical exponents but a non-classical and nonuniversal scaling function.

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Riassunto Si presenta lo studio del comportamento critico di una classe di sistemi Ornstein-Zernike (sistemi in cui la funzione di correlazione diretta ha il raggio d'azione del potenziale) nel caso di gas reticolare con interazione a primi vicini. L'analisi mostra che, in generale, il comportamento critico presentato da questa classe risulta uguale a quello del modello sferico. L'equazione di Percus-Yevick cade in una speciale sottoclasse a causa dell'annullarsi al punto critico di un particolare coefficiente di sviluppo. Questa sottoclasse speciale ha esponenti critici classici (campo medio), ma funzioni di scala non classiche e non universali.

     

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.

     

Classificazione automatica delle conformazioni delle anse degli anticorpi

Sommario: I siti di legame con l'antigene degli anticorpi sono costituiti principalmente da sei anse, le RDC (Regioni determinante la complementarietà). La conformazione della catena principale di cinque di queste anse è descritta dal modello delle “strutture canoniche”, secondo il quale le catene principali di queste anse possiedono un repertorio di conformazioni limitato e discreto. Le conformazioni osservate per l'ultima ansa (RDC3 della catena pesante) sono molto più variabili, e qui ci limitiamo a distinguere fra le conformazioni di questa regione più vicine all'impalcatura. Dato il rapido aumento nella popolazione di strutture delle immunoglobuline nella banca dati, sarebbe utile avere un metodo automatico per identificare le strutture canoniche di un anticorpo. Abbiamo scritto un programma che accetta in entrata le coordinate di una struttura di un anticorpo, e assegna le strutture canoniche delle anse. Il programma utilizza (1) un insieme delle strutture di anticorpi conosciute e la definizione delle RDC in tutte queste strutture, e (2) le coordinate degli esempi che ci forniscono la definizione di ciascuna struttura canonica.

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Classificazione automatica delle conformazioni delle anse degli anticorpi

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Ricevuto il 10 Agosto 1999     

Evaluations of particulate mass loading from visibility observations and atmospheric turbidity measurements

Summary Three extinction models for urban aerosol particles, having Junge-type size distribution curves, were determined by using a very accurate computer programme based on Mie extinction theory for spherical particles. For each model, the volume extinction coefficients were calculated at seven visible and near-infra-red wave-lengths, for twenty-seven values of Junge parameter ranging from 1.8 to 4.4, and for five values of relative humidity from 0% to 85%. Moreover, the volume extinction coefficients produced by five monomodal models, based on log-normal size distribution curves for urban particles (composed of water-soluble substances, dustlike aerosol, and carbonaceous substances), were calculated at the seven wave-lengths and for five values of relative humidity from 0% to 90%. These monomodal models can be used to define bimodal and trimodal extinction models consisting of variable number fractions of small and large particles. Evaluations of the vertical particulate mass loading from sun photometer measurements and of particulate mass loading at ground level from visibility observations can be obtained by following the procedures suggested herein for both Junge-type and multimodal extinction models. Atmospheric turbidity and visibility measurements taken at various urban stations in the Po Valley were examined by means of the above procedures. The results show that in the cases in which ?ngstr?m's spectral exponent is relatively high (>1.3), Junge-type models give, reliable evaluations of the atmospheric particulate mass loading. In the other cases, the Junge-type extinction model and the bimodal models including the large urban particle mode can be used to determine the lower and the upper limits of particulate mass loading.

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Riassunto Tre modelli di estinzione per particelle atmosferiche di origine urbana, aventi curve di distribuzione dimensionale del tipo di Junge, sono stati definiti usando un programma di calcolo molto accurato per l'estinzione di Mie da parte di particelle sferiche. I coefficienti di estinzione di ogni modello sono stati determinati a sette lunghezze d'onda nel visibile e vicino infrarosso, per ventisette valori del parametro di Junge da 1.8 a 4.4 e per cinque valori dell'umidità relativa dallo 0% all'85%. Inoltre, i coefficienti di estinzione prodotti da cinque modelli monomodali, basati su curve log-normali della distribuzione dimensionale per particelle di tipo urbano (composte di sostanze solubili in acqua, polveri e sostanze carboniose), sono stati calcolati alle sette lunghezze d'onda e per cinque valori dell'umidità relativa dallo 0% al 90%. Questi modelli monomodali possono essere usati per definire modelli di estinzione bimodali e trimodali, composti da particelle di piccole e grandi dimensioni, in percentuali numeriche variabili. Seguendo i procedimenti da noi proposti sia per i modelli del tipo di Junge che per quelli multimodali, valutazioni realistiche del contenuto verticale della massa di particelle possono essere ricavate da misure di fotometria solare, mentre si possono ottenere buone stime del contenuto di massa per volume unitario al livello del suolo da osservazioni di visibilità. Diverse misure di torbidità atmosferica e visibilità eseguite in differenti località urbane della pianura padana sono state esaminate usando questi procedimenti. I risultati mostrano che nei casi in cui l'esponente spettrale di ?ngstr?m è relativamente alto (>1.3), i modelli del tipo di Junge forniscono stime affidabili del contenuto atmosferico di massa delle particelle. Negli altri casi, i modelli di estinzione del tipo di Junge e i modelli bimodali che contengono il modello monomodale di grandi particelle urbane possono essere usati per effettuare una stima di minima ed una di massima del contenuto atmosferico di massa delle particelle.

     

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.     

Response functions for cosmic-ray muons at various depths underground

Summary Response functions for underground muons are obtained by solving numerically the equations of hadronic cascades in the atmosphere, by assuming Feynman scaling for hadronic interactions over the whole energy region. For practical use of the response functions in cosmic-ray modulation study, calculations are made for various combinations of parameters such as zenith angle, atmospheric depth and muon threshold energy. The present response functions are consistent with cosmic-ray measurements and can be well utilized for the study on the cosmic-ray modulation.

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Riassunto Si ottengono funzioni di risposta per muoni sotterranei risolvendo numericamente le equazioni per le cascate adroniche nell'atmosfera, assumendo lo scaling di Feynman per interazioni adroniche nell'intera regione di energia. Per l'uso pratico di funzioni di risposta nello studio di modulazione dei raggi cosmici, si fanno calcoli per varie combicazioni di parametri come l'angolo di zenit, la profondità atmosferica e l'energia muonica di soglia. Le attuali funzioni di risposta sono coerenti con le misurazioni dei raggi cosmici e possono essere bene utilizzate per lo studio della modulazione dei raggi cosmici.

     

An analysis by ARMA stochastic processes of the daily average temperatures collected during 1984 in Udine and Lignano Sabbiadoro

Summary The daily average air temperatures collected during 1984 in Udine and Lignano are studied using stochastic processes. In order to obtain the seasonal component, a computational method has been developed involving the Fourier expansion, while the study of the stationary residual series is carried out by means of ARMA recursive filters. It was found that an autoregressive model of the third order represents the residual data fairly well. This method may also be applied to other meteorological parameters with significant frequencies and with a time behaviour which can be made stationary at least in the wide sense. This work was carried out in the scope of the MICMET program which is aimed at obtaining a detailed analysis of micrometeorological phenomena in the region of Friuli-Venezia Giulia.

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Riassunto La temperatura media giornaliera misurata a Udine e Lignano Sabbiadoro durante il 1984 è analizzata usando la tecnica dei processi stocastici. La stima della componente stagionale è rappresentata dall'armonica fondamentale dello sviluppo in serie di Fourier che, in media, ricopre oltre il 90% della varianza totale. Le serie residue, ottenute sottraendo la componente stagionale, sono studiate con le tecniche dei filtri ricorsivi lineari di tipo ARMA. Un modello stocastico autoregressivo del terzo ordine, AR(3), è risultato il piú adatto a rappresentare le serie residue stazionarie. Si danno ampi dettagli del metodo in quanto può essere generalmente impiegato per lo studio di altre grandezze meteorologiche che presentano frequenze significative e un andamento temporale che può essere reso stazionario almeno in senso lato. Questo lavoro è stato eseguito nell'ambito del progetto MICMET che è finalizzato a ottenere una dettagliata analisi dei fenomeni micrometeorologici nella Regione Friuli-Venezia Giulia.