Solar, geomagnetic and seismic activity

Summary An 11-y modulation of large Italian earthquakes has been successfully identified and found to be positively linked to sunspot activity. The seismic activity appears to be modulated by the 11-y sunspot cycle through the coherent variation of geomagnetic activity. It is proposed that the two phenomena are linked by the influence of a magnetostriction process on stresses in the crust. An implication of this model is that geomagnetic storms may directly trigger large earthquakes.

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Riassunto L'analisi dei valori annuali delle macchie solari, della variazione geomagnetica interdiurna e dei grossi terremoti italiani ha permesso di identificare una significativa diretta modulazione undecennale dell'attività sismica da parte dell'attività solare attraverso la coerente variazione dell'attività geomagnetica con un relativo effetto magnetostrittivo sulle rocce crostali. Il modello proposto si rivela di pratica importanza per la previsione dei terremoti innescati da tempeste magnetiche.

     

On the 3391 superstimulation and its competition with the 633 laser oscillations

Summary Competition between the 3391 radiation emitted by a long He−Ne tube and the 633 laser oscillations was investigated experimentally. the results were analysed by means of the balance equations of populations. The absolute values of populations of the 5s′[1/2] ₁ ⁰ and 4p′[3/2]₂ levels, the excitation rates of the levels and the rates of induced transitions were computed. A new experiment on the 3391 radiation generated by the long He−Ne tube showed a negligible value of the radiation in the middle of the tube.

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Riassunto Si è studiata sperimentalmente la competizione tra la radiazione 3391 emessa da un lungo tubo a He−Ne e l'oscillazione dellaser 633. I risultati sono stati analizzati per mezzo dell'equazioni di bilanciamento delle popolazioni. Sono stati calcolati i valori assoluti delle popolazioni dei livelli 5s′[1/2] ₁ ⁰ e 4p′[3/2]₂, i valori di eccitazione dei livelli e i valori delle transizioni indotte. Un nuovo esperimento sulla radiazione 3391 generata dal lungo tubo a He−Ne ha mostrato un valore trascurabile della radiazione nel centro del tubo.

     

Decrease in frequency of maximum far-infra-red power absorption of polar fluids with temperature

Summary It is shown how the inherent nonlinearity of the equations of motion of coupled dipoles qualitatively explains a number of features of the observed far-infra-red spectrum of polar fluids. These include the almost linear increasing temperature and the temperature independence of the band width.

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Riassunto Si mostra come l'inerente non linearità delle equazioni di moto di dipoli accoppiati spiega qualitativamente un numero di comportamenti dello spettro osservato nel lontano infrarosso di fluidi polari. Questi includono il decremento quasi lineare della posizione del picco del coefficiente di assorbimento di potenza FIR con l'aumento della temperatura e l'indipendenza della temperatura dell'ampiezza di banda.

     

Stochastic modelling of solar-radiation data

Summary Daily global solar-radiation sequences are studied for Italy. We show that the experimental data can be described as a first-order autoregressive stochastic process independent of locality or season: the only climatic information needed is the monthly average of the clearness index. We also show that the clearness index sequences can be transformed in sequences with normal distribution but with the same autocorrelation properties; it is then easy to construct synthetic sequences of radiation data with the same statistical properties as the real data, useful for performance prediction of solar systems.

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Riassunto Si analizzano le serie temporali dei valori giornalieriK _T (rapporto tra la radiazione solare globale su superficie orizzontale e la radiazione extra-atmosferica) per il territorio italiano. Si dimostra che i dati possono essere descritti con processi stocastici autoregressivi del primo ordine indipendentemente dalla località o stagione: la sola informazione necessaria è il valore medio mensile dei rapportiK _T . Si dimostra inoltre che le successioni dei valoriK _T possono essere trasformate in successioni con funzione di distribuzione normale e con le stesse caratteristiche statistiche di autocorrelazione dei dati originari; in tal modo è poi possibile costruire successioni di dati di radiazione, di lunghezza pari al numero di giorni in un mese e con le stesse proprietà statistiche dei dati sperimentali, utili per il calcolo delle prestazioni di sistemi solari.

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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.

     

A diffusion-kinetic approach for the physical understanding of solid-state silicide formation in thin and thick films

Summary The phase formation in planar binary systems is discussed in terms of the diffusion-kinetic approach. Application to Pt and Ni silicide thin and thick films confirms this approach and permits to interpret experimental data in terms of the physical mechanisms involved. A temperature-dependent critical thicknessW _c for the transition of a compound to its subsequent one is discussed and expressed in terms of the activation energies for the growth and reaction rate.

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Riassunto La formazione delle fasi in sistemi binari è analizzata in termini di un modello cinetico-diffusivo. L’analisi della cinetica di formazione dei siliciuri di Pt e Ni a film sottile e a film spesso secondo i meccanismi di diffusione permette d’interpretare i dati sperimentali. Si discute inoltre sullo spessore critico o di esistenza di un determinato composto e sulla transizione da un composto al successivo in funzione della temperatura che è sempre tale da interessare esclusivamente processi allo stato solido.

     

Spatial and temporal plasma inhomogeneity effects on the luminescence of highly excited GaAs/AlGaAs multiple quantum well structures

Summary The effects on the luminescence lineshape of the spatial and temporal inhomogeneities of the electron-hole plasma generated by strong laser pulses in GaAs/AlGaAs multiple quantum well structures are experimentally investigated. It is found that inhomogeneities strongly affect the luminescence spectra and must be taken into account for a correct interpretation of the experimental data. The lineshape of the luminescence spectra is analysed using a statistical model that includes, in a simple way, the spatial and temporal inhomogeneities of the laser pulses used for excitation. A fair agreement is obtained with the experimental data; at the same time the values of the fit parameters turn out to be rather sensitive to the model assumed for describing the inhomogeneities. Therefore, caution has to be used when inferring plasma properties, such as the carrier density and temperature, from a lineshape analysis.

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Riassunto Si presenta, in questo lavoro, uno studio sperimentale degli effetti delle disomogeneità spaziali e temporali nei plasmi di elettroni e lacune generati da impulsi laser potenti in strutture a buche quantiche di GaAs/AlGaAs. Si trova che tali disomogeneità modificano fortemente gli spettri di fotoluminescenza e devono quindi essere considerate per una corretta interpretazione dei dati sperimentali. La forma di riga degli spettri di luminescenza viene analizzata mediante un modello statistico che include, in modo semplice, le disomogeneità spaziali e temporali degli impulsi laser usati per l’eccitazione. Si ottiene un accordo soddisfacente con i dati sperimentali e si trova che i valori dei parametri ottenuti dal fit dipendono in modo sensibile dal modello assunto per la descrizione delle disomogeneità. Grande cautela deve essere quindi usata nel dedurre le proprietà del plasma fotogenerato a partire da una analisi delle forme di riga.

     

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.

     

Infra-red properties of bulk heavily doped silicon

Summary In this work reflectance (R) and thermoreflectance (TR) spectra in the infra-red of bulk P and B heavily doped silicon samples are reported and discussed. The values of the scattering time and of the effective mass, as well as the temperature derivative of the plasma frequency, scattering time and high-frequency dielectric constant are extracted from the data and analysed in terms of free-carrier-photon and free-carrier-impurity interaction.

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Riassunto In questo lavoro sono riportati e discussi gli spettri di riflettanza (R) e termoriflettanza (TR) in infrarosso di campioni di silicio drogati pesantemente per diffusione con P e B. Dai dati sono ricavati i valori dei tempi di rilassamento e della massa effettiva, come pure la derivata in temperatura della frequenza di plasma, del tempo di rilassamento e della costante dielettrica ad alta frequenza, che sono analizzati sulla base delle interazioni fra portatori liberi e fononi e fra portatori liberi e impurezze.

     

Transient stefan flow and thermophoresis around an evaporating droplet

Summary The particle scavening efficiency of vapour-grown ice crystals falling from mixed clouds proves to be very high. Stefan flow, an aerodynamic flow originating in the fluid surrounding evaporating or condensing bodies, pushes airborne particles away from the surface of the supercooled droplets evaporating in the vicinity of an ice crystal. The particle Brownian flux towards the surface of the ice crystal (terminal velocity of about 1 m s⁻¹) it, therefore, enhanced. However, the efficiency of this process of airborne-particle removal is strongly reduced as a consequence of the cooling of the evaporating droplet which produces a ?thermal force?, thermophoresis, which counteracts the particle Stefan flow. At the surface of an evaporating droplet in a quasi-equilibrium state, the two airborne-particle velocity fields practically balance each other. This counteracting effect on particle motion needs to be evaluated in the transient case. An approach is presented which consists of reformulating the transient heat and mass transfer problem in such a way as to convert it into a purely heat transfer problem having a known analytical solution. The approach is discussed and found to be correct. The results of the computations show that the counteracting role of thermophoresis on Stefan-flow particle motion during the residence time of supercooled droplets in the vicinity of an ice crystal (from 10⁻⁵ to 10⁻⁴s), which is also the time in which evaporation takes place, is considerably weak. It turns out to be practically negligible for large droplets (radius ≥8·10⁻⁴ cm).

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Riassunto Cristalli di ghiaccio naturali cresciuti per sublimazione in presenza di goccioline di acqua sopraffusa catturano efficacemente particelle browniane. Il flusso di Stefan che si crea in un fluido circostante un corpo in fase di evaporazione o, condensazione trascina via particelle dalla superficie delle goccioline sopraffuse che evaporano nelle vicinanze dei cristalli di ghiaccio. Il flusso della diffusione browniana di particelle atmosferiche verso la superficie del cristallo viene aumentato. Tuttavia l’efficienza di questo meccanismo è fortemente ridotta dalla termoforesi che si crea in prossimità della superficie della gocciolina in quanto questa, nell’evaporare, si raffredda. Nello stato di quasi equilibrio della gocciolina i due campi di velocità delle particelle, il flusso di Stefan e la termoforesi, si annullano praticamente l’un l’altro. L’effetto di questo controbilanciamento va valutato nel transiente. Un accostamento a questo caso consiste nel riformulare il problema del trasferimento contemporaneo di massa e di calore alla superficie della gocciolina in modo tale da ricondurlo a un problema di solo trasferimento di calore del quale già esiste la soluzione analitica. Si discute questo approccio e si mostra che esso è corretto. I risultati dei calcoli mostrano che l’effetto della termoforesi sulle particelle trasportate dal flusso di Stefan durante la permanenza delle goccioline in prossimità del cristallo di ghiaccio (da, 10⁻⁵ a 10⁻⁴ s) è di scarsa rilevanza. Diventa praticamente trascurabile nel caso di grandi goccioline (raggio ≥8·10⁻⁴ cm).

     

Tensorial piezomagnetic coefficients for single-domain titanomagnetite crystals at saturation magnetization

Summary The piezomagnetic and magnetostrictive behaviour of titanomagnetite single-domain crystals is described in a general tensorial formalism with respect to a reference initial configuration in which crystals possess a saturation remanence magnetization and are subjected to a prestress field. The equivalence between the present linearized theory and previous semi-empirical formulae is proved. Numerical values are given for the piezomagnetic coefficients in terms of the magnetostrictive constants Δ₁₀₀ and Δ₁₁₁ which have been experimentally determined for titanomagnetite single crystals.

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Riassunto Si propone una descrizione generale tensoriale del piezomagnetismo e della magnetostrizione per cristalli di titanomagnetite a dominio singolo rispetto ad una configurazione iniziale di riferimento in cui i cristalli posseggono una magnetizzazione rimanente di saturazione e sono soggetti ad un campo di sforzo iniziale. Si dimostra l'equivalenza della presente teoria linearizzata e formule semiempiriche proposte precedentemente. Si forniscono valori numerici dei coefficienti piezomagnetici desunti dalle misure sperimentali delle costanti di magnetostrizione Δ₁₀₀ e Δ₁₁₁ effettuate su cristalli singoli di titanomagnetite.

     

A mathematical model of the field of precipitations

Summary The authors illustrate a mathematical model for the interpretation of dry and rainy periods, which can also point out the periodicities of the timeseries of precipitations and their importance. The model has been applied to the pluviometric series of Genoa University (1833–1979) and it was checked by the hydrometric data of the Bisagno stream at La Presa (1962).

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Riassunto Gli autori illustrano un modello matematico per l’interpretazione dei periodi secchi e di quelli piovosi, modello che può anche individuare le periodicità inste nelle serie temporali delle precipitazioni e la loro rilevanza. Il modello è stato applicato alla serie pluviometrica dell’Università di Genova (1833–1979) ed è stato testato con i valori del livello idrometrico del torrente Bisagno a La Presa (1962).

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Work carried out in the field of the P.F.Promotion of the Environment Quality, subprogram 5 under the Contracts No. 44/80.01738.90/150.6148 and No. 56/79.01490.90/115.6148.     

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.     

Further developments of a general method for deducing average hourly insolations from average daily insolations

Summary The hourly solar-radiation values, global and diffuse, recorded during nine years in the town of Genua and at Monte Capellino and during seven years in the town of Macerata, in Italy, have been used to find simple expressions which give the hourly and daily solar irradiations in average sky conditions. It is then shown how the long-term average hourly, direct and diffuse, irradiation can be deduced with good accuracy by using, solely, the knowledge of the long-term average daily, direct and diffuse, irradiations, respectively. The long-term averages have been calculated, with an original method, on a time basis of six days instead of the monthly time basis, as is usual in the literature. Finally, the correlation between long-term averages of diffuse and global solar radiation is analysed and discussed.

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Riassunto L'analisi dei valori orari della radiazione solare, globale e diffusa, registrati per nove anni nella città di Genova e sul Monte Capellino e per sette anni nella città di Macerata, in Italia, ha permesso di trovare semplici espressioni che danno i valori degl'irraggiamenti solari, orari e giornalieri, in condizioni di cielo medie. è quindi mostrato come il valore orario della radiazione diretta e diffusa, mediato su tempi lunghi, possa essere dedotto, con buona approssimazione, dalla sola conoscenza del valore giornaliero della radiazione, rispettivamente diretta e diffusa, mediato su tempi lunghi. Le medie su tempi lunghi sono state calcolate applicando una metodologia originale, sulla base di periodi di sei giorni invece che su quelle, abituale nella letteratura, di periodi di un mese. Infine è stata analizzata e discussa la correlazione fra i valori giornalieri di radiazione diffusa, mediati su tempi lunghi, e i valori orari di radiazione globale, pure mediati su tempi lunghi.

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Work supported by CNR-Progetto Finalizzato Energetica, S.P. RERE, Tema N, under contract 80.00936.92.     

Profiles of dislocation images in Si by scanning microscopy in EBIC. Dependence on the space charge cylinder radius

Summary This paper deals with a mathematical procedure for the calculation of EBIC profiles, accounting for the space charge cylinders around the dislocations. On the basis of the relative results the experimental data, regarding the temperature and resistivity effects on the contrast of the dislocation images, are interpreted in terms of perturbations of the equilibrium statistics of occupation of the dangling bonds along dislocations.

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Riassunto In questo articolo si espone un procedimento matematico per il calcolo di profili EBIC, che prende in considerazione i cilindri di carica spaziale presenti attorno alle dislocazioni. Alla luce dei risultati ottenuti, i dati sperimentali relativi agli effetti di temperatura e resistività sul contrasto delle immagini delle dislocazioni sono interpretati in termini di perturbazione delle condizioni di equilibrio della statistica di occupazione dei ?legami disponibili? presenti lungo le dislocazioni.

     

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.     

Cronologia dei sedimenti marini costali e fenomeni cosmogeofisici negli ultimi 5000 anni

Riassunto Abbiamo analizzato i profili della concentrazione del carbonato di calcio (CaCO₃) in quattro cores di sedimenti recenti del Mar Ionio, che coprono un intervallo di ∼5000 anni, ed il profilo della termoluminescenza (TL) in uno di questi cores che copre un intervallo di ∼2000 anni. La velocità di sedimentazione è stata determinata con grande precisione utilizzando metodi radiometrici e di tefroanalisi e si è dimostrata costante ed identica per i quattro cores. I profili di CaCO₃ e di TL sono stati così trasformati in serie temporali. La precisione delle scale temporali ha permesso l'analisi accurata di significative ciclicità presenti nelle serie temporali ottenute e di individuare la loro possibile origine solare. Le serie di CaCO₃ sono perfettamente riproducibili e rivelano, in particolare, le periodicità di circa 90 anni (ciclo di Gleissberg) e di circa 200 anni presenti anche nel¹⁴C degli anelli degli alberi. Questa periodicità è accompagnata da due bande laterali che suggeriscono che l'onda di 200 anni è modulata da una componente con periodo di ∼2000 anni, come si trova anche nel radiocarbonio. L'analisi della serie temporale di TL rivela ben definite periodicità a 137.7 a, 59 a, 28.5 a, 22 a, 12.06 a, 10.8 a, che hanno notevoli corrispondenze con le periodicità trovate nelle macchie solari e nelle aurore. Inoltre, il battimento delle due onde con periodo decennale produce un treno d'onda con periodo di 11.4 a ed una modulazione d'ampiezza di 206 a già citata, ed i nodi del treno d'onda coincidono con i minimi delle macchie solari. I risultati ottenuti indicano un possibile meccanismo comune, di origine solare e/o climatica che controlla indici differenti in reservoirs terrestri.

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Summary The total carbonate deposited as CaCO₃ in four recent Ionian Sea sediment cores spanning the last 5000 years is analysed. The thermoluminescence (TL) in one of these cores, spanning the last 2000 years, is also studied. The sedimentation rate has been determined with high precision by radiometric and tephroanalysis methods. It is identical for the four cores and verified constant at least in the last 2000 years. The CaCO₃ and the TL time series obtained in this way reveal several outstanding features and well-defined cyclic variations. The analysis of the carbonate time series reveals, in particular, the presence of a periodicity of about 90 y (Gleissberg cycle) and of about 200 y accompanied by two sidebands, suggesting that the 200 y wave is modulated by a component with period of about 2000 y, as observed in the analysis of the tree rings¹⁴C. The analysis of the TL time series reveals well-defined periodicities at 137.7 y, 59 y, 28.5 y, 22 y, 12.06 y and 10.8 y, which are in good agreement whith periodicities present in the sunspot number and in the aurora time series. The beats of the two decennial TL periodicities produce a modulated wave train with an 11.4 y period carrier and a 206 y period amplitude modulation. The nodes of this wave train correspond to the sunspot number minimal. Furthermore, a comparison of the CaCO₃, TL and tree ring δ₁₄C time series shows several similarities. The results obtained indicate a possible common mechanism of solar and/or climatic origin which controls different indexes in terrestrial reservoirs.

Paper presented at the 6th Cosmic Physics National Conference, Palermo, 3–7 November 1992.     

Many-body effects in the electron spectroscopies of incompletely filled bands

Summary Photoemission and Auger line shapes from almost completely filled bands have been widely discussed in recent years within a simplified model based on an Anderson Hamiltonian in which the virtual level shift due to the interactions is suitably compensated for. Up to now, the theory has been much more successful with XPS than with AES, and the reason for this was obscured by the lack of an exact solution and by the difficulty to assess the degree of validity of various approximate treatments that have been proposed. Here we present a Green’s function formalism that allows us to extend the closed band solution to the partially occupied case and lends itself to the exact numerical treatment of finite systems. By applying the theory to 27 and 125 atom clusters, we analyse the dependence of the spectra on hole-hole repulsionU with a degree of unfillingn _h≤0.25. We also consider the case when one of the spin subbands is full as a rough model for ferromagnetic metals. Correlation effects on the one-hole density of states produce a narrowing of the band region, while a split-off structure develops below the band forU comparable to the band width. The low-density approximation is good agreement with the exact results forn _h=0.1 and also forn _h=0.25 for small and moderateU. Our results on the Auger line shapes justify somewhat the suggestion by Haak and Bennetet al. that split-off states observed in photoemission must be discarded before computing the two-hole spectrum. Indeed self-energy corrections must be excluded also in bandlike cases, when the simple procedure of cutting off the unwanted structure is not applicable. This arises because, in a wide range of physical situations, the Auger line shape reflects the mutual scattering of undressed final-state holes.

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Riassunto Il modello teorico piú usato negli ultimi anni per le forme di riga di fotoemissione ed Auger di bande quasi completamente occupate si basa su un hamiltoniano di Anderson in cui lo spostamento del livello virtuale dovuto alle interazioni è opportunamente compensato. Finora la teoria ha dato risultati molto migliori per la fotoemissione che per lo spettro Auger. Le ragioni di ciò non sono chiare poiché non si dispone di una soluzione esatta ed è difficile valutare l’attendibilità delle varie approssimazioni note. Pertanto noi proponiamo un formalismo basato sulle funzioni di Green che permette, nel caso di aggregati finiti di atomi, di estendere la soluzione esatta, nota nel caso di bande chiuse, al caso di bande parzialmente occupate. Applicando il metodo a sistemi di 27 e 125 atomi, analizziamo la dipendenza degli spettri dalla repulsioneU tra lacune, per una concentrazione di lacunen _h≤0.25. Abbiamo considerato anche il caso in cui una delle sottobande di spin è completamente occupata come una prima approssimazione al problema di metalli ferromagnetici. Gli effetti di correlazione restringono il continuo nella densità di stati ad una particella e producono una struttura discreta sotto la banda seU è confrontabile con la larghezza della stessa. L’approssimazione di bassa densità è in buon accordo coi risultati esatti pern _h=0.1 ed anche pern _h=0.25 seU è piccolo o moderato. I nostri risultati sulla forma di riga Auger legittimano in qualche modo quanto suggerito da Haak e Bennetet al., e cioè che il picco satellite di fotoemissione deve essere soppresso nel calcolo della forma di riga Auger. Anzi, tutte le correzioni al propagatore ad un corpo, dovute agli effetti di correlazione, debbono essere escluse anche nel caso di spettri di tipo banda, dove, per l’assenza della struttura satellite in fotoemissione, il procedimento di Bennettet al. non è piú applicabile: infatti nella maggior parte dei casi d’interesse fisico, la forma di riga Auger riflette la dinamica di lacune non rinormalizzate.

     

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.