Formation Flying Satellites: Control By an Astrodynamicist

Satellites flying in formation is a concept being pursued by the Air Force and NASA. Potential periodic formation orbits have been identified using Hill's (or Clohessy Wiltshire) equations. Unfortunately the gravitational perturbations destroy the periodicity of the orbits and control will be required to maintain the desired orbits. Since fuel will be one of the major factors limiting the system lifetime it is imperative that fuel consumption be minimized. To maximize lifetime we not only need to find those orbits which require minimum fuel we also need for each satellite to have equal fuel consumption and this average amount needs to be minimized. Thus, control of the system has to be addressed, not just control of each satellite. In this paper control of the individual satellites as well as the constellation is addressed from an astrodynamics perspective.     

A transdisciplinary analysis of water problems in the mountainous karst areas of Morocco

Water management and engineering in the karstic High Atlas of Morocco are difficult tasks under the prevailing geological, hydrogeological, geomorphological, vegetational and climatic conditions. It is important to be able to understand and predict the characteristics and availability of water for future water planning in the region under changing climatic and agricultural conditions. An interdisciplinary analysis of problems and adequate hydrological modelling tools developed by geologists, hydrologists and biologists are necessary. The karst areas of the High Atlas Mountains are characterised by impermeable triassic basalt underlying substantial subsurface reservoirs with high potential discharge rates. The karst groundwater aquifers are extensive but largely unknown in dimension, probably with a hierarchical network of groundwater flow paths. It is estimated that approximately 70% of the surface water is directly lost to groundwater. Steep landslide- and debris flow prone slopes exist next to coarse-grained, highly porous river beds. Infrequent, high intensity rainfall or snowmelt causes a particularly high flood risk to these karst areas. In addition, agriculture and land use changes have degraded the karst areas. The most important driving forces for degradation include permanent overgrazing even during droughts and the use of firewood by a continually growing population. Large scale degradation of vegetation has occurred in the oro-mediterranean (mountainous Mediterranean) zone, between 2600 and 3400 m which coincides with the most important zone for karstic groundwater creation. The combination of high amounts of groundwater flow and rapid surface flow due to sparse vegetation has increased the problems of flood flow.     

Jurassic and Cretaceous rhyncholites (Cephalopod jaws) from the North Atlantic Ocean (Deep Sea Drilling Project Leg 1–79) and their European Counterparts

Well-established species of non-nautilid jaws (Rhynchoteuthis, Palaeoteuthis, andLeptocheilus) from the European Continent and North Africa have been found in Pliensbachian and Oxfordian to Barremian beds of the North Atlantic Ocean (Deep Sea Drilling Project boreholes 1-547B). The rhyncholites from DSDP cores demonstrate stratigraphic condensation, redeposition, and changing palaeoceanographical conditions during the late Jurassic. Being characteristic Tethyan organisms such rhyncholites can also be used as index fossils and indicators for palaeobiogeography, palaeobathymetry, and palaeoclimate. Most likely the rhyncholites described here could be calcified upper jaws of Phylloceratid or Lytoceratid ammonites.

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Zusammenfassung In den DSDP-Bohrungen 1-547B im Nordatlantik sind nicht-nautilide Cephalopoden-Oberkiefer bekannter Arten des europäischen Festlands (Rhynchoteuthis, Palaeoteuthis, Palaeotheutis, undLeptocheilus) im Pliensbachium und vom Oxfordium bis Barremium verbreitet. Die DSDP-Rhyncholithenfunde zeigen stratigraphische Kondensation, Umlagerung und einen Wechsel in den Faziesbedingungen während des Oberen Jura an. Ebenso können solche Rhyncholithen als charakteristische Tethys-Elemente für Aussagen über die Biostratigraphie, Paläobiogeographie und als Paläoklima-Indikatoren verwendet werden. Höchstwahrscheinlich stellen die hier beschriebenen Rhyncholithen karbonatische Oberkiefer von Phylloceraten und Lytoceraten dar.

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Résumé Les couches du Pliensbachien et de l'Oxfordien-Barrémien de l'Atlantique nord (site DSDP 1-547B) renferment des machoires de céphalopodes non nautiloïdes appartenant à des espèces connues sur les continents européen et nord-africain (Rhynchoteuthis, Palaeoteuthis, Palaeotheutis etLeptocheilus). Ces fossiles témoignent d'une condensation stratigraphique, d'un remaniement et d'un changement des conditions de facies au cours du Jurassique supérieur. Comme ces rhyncholites sont des organismes caractéristiques de la Téthys, ils peuvent être utilisés comme des indicateurs de paléobiogéographie, de paléobathymétrie et des paléoclimats. Selon toute vraisemblance, les rhyncholites en question ici sont des machoires supérieures calcifiées de phylloceratides ou de lytoceratides.

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1–547 DSDP , (Rhynchoteuthis, Palaeoteuthis, Palaeotheutis Leptocheilui) . , . . . , , , . , .

     

Benthonische Foraminiferen aus der Unterkreide des »Deep Sea Drilling Project« (Leg 1–79)

Zusammenfassung In den DSDP-Legs 1, 11, 13, 17, 25, 27, 32, 36, 41, 43, 44, 50 und 62 wurden die Unterkreide-Foraminiferen biostratigraphisch, taxonomisch und paläoökologisch bearbeitet. Eine Übersicht zeigt die in Leg 1–80 erbohrte Unterkreide und ihre Foraminiferen-Bearbeitungen.Im Nordatlantik fehlen regional ab dem Oberen Tithonium im Verlaufe einer Regression und der sie begleitenden Schichtlücken bis in das Valanginium charakteristische Foraminiferenfaunen. In Gebieten ohne Schwarzschiefer-Bedingungen setzen im Valanginium-Barremium mäßig reichhaltige bis sehr spärliche Mikrofaunen mitPraedorothia ouachensis (Sigal) der gleichnamigen Zone ein (Valanginium-Hauterivium). Hauterivium-Aptium gliedern sich in dieGavelinella barremiana-, dieGaudryina dividens- und dieConorotalites aptiensis- Zone.Wo im Albium nicht das ausgedehnte Schwarzschiefer-Milieu herrschte, findet man eine kosmopolitische Fauna aus agglutinierten und kalkschaligen Foraminiferen derPseudoclavulina gaultina- Zone. Für das höhere Albium und Cenomanium wurde dieGavelinella cenomanica- Zone ausgeschieden. Von biostratigraphischer Bedeutung sind im Berriasium-Albium die GattungenPraedorothia, Gaudryina, Pseudoclavulina, von den Kalkschalern nur wenige skulptierte Arten der Nodosariiden (Citharina, Lenticulina) sowieGavelinella, Conorotalites, Pleurostomella, Valvulineria undOsangularia. Die vonMoullade (1984) begründeten Zonen vom Berriasium-Albium der Tethys und des DSDP sind wegen der großen stratigraphischen Reichweite der verwendeten Foraminiferenarten nicht überall anwendbar.Im Indischen Ozean lassen die wenigen, bisher bekannten »australen« Foraminiferenfunde aus dem Neokom von Site 261 mit überwiegend primitiven agglutinierenden Formen eine genaue Datierung kaum zu. Die Kalkschaler sind meist aufgelöst oder auch umgelagert. Man ordnet sie dem Bereich des kühleren Wassers zu.Im Pazifischen Ozean sind die meisten Mikrofaunen wegen der geringen Kerngewinne, Verunreinigungen oder primärer Foraminiferenarmut (Schwarzschiefer) biostratigraphisch und paläoökologisch kaum verwertbar. Erst im Albium findet sich — wie im Atlantik — eine etwas reichhaltigere Kalk- und Sandschalerfauna mit wichtigen Arten derPseudoclavulina gaultina- Zone. Da außerGavelinella cenomanica (Brotzen) keine andere benthonische Foraminiferenart neu einsetzt, wird die Grenze zum Cenomanium in der Regel mit planktonischen Foraminiferen gezogen.Im Albium fallen die einheitlichen, kosmopolitischen Foraminiferenfaunen ohne ausgeprägte Faunenprovinzen auf.

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From the DSDP Legs 1, 11, 13, 17, 25, 27, 32, 36, 41, 43, 44, 50, and 62 the Lower Cretaceous foraminifers have been investigated for biostratigraphical, taxonomical, and palaeoecological purposes. An overview of the cored Lower Cretaceous sections of Leg 1–80 is given.In the Northern Atlantic Ocean characteristic foraminiferal faunas are missing from the Upper Tithonian to the Valanginian due to a marked regression which caused hiatuses. In areas without black shale conditions Valanginian to Barremian medium rich to poor microfaunas withPraedorothia ouachensis (Sigal) of thePraedorothia ouachensis Zone (Valanginian-Hauterivian). The Hauterivian-Aptian interval is characterized by zones ofGavelinella barremiana,Gaudryina dividens, andConorotalites aptiensis. During the Albian a world-wide fauna consisting of agglutinated and calcareous foraminifers of thePseudoclavulina gaultina Zone is established in areas lacking the wide-spread black-shale conditions. The Upper Albian and the Cenomanian are represented by theGavelinella cenomanica Zone. Some ornamented species of the nodosariids (Citharina, Lenticulina), Gavelinella, Conorotalites, Pleurostomella, Valvulineria, andOsangularia are of some importance for the biostratigraphy of the Berriasian-Albian interval. The Berriasian to Albian zones introduced for the Tethys and the DSDP byMoullade (1984) could only be of some local importance due to the long stratigraphical range of the foraminiferal species used.In the Indian Ocean an exact stratigraphical age cannot be assigned to the few Neocomian foraminiferal faunas of a cooler sea water (Site 261). These faunas mainly contain primitive agglutinated foraminifers, because in most cases the calcareous tests are dissolved or redeposited.In the Pacific Ocean most of the Berriasian to Aptian microfaunas are of minor biostratigraphical and palaeoecological importance for reasons of poor core recoveries, contaminations or original foraminiferal poverty (black shales). Since the Albian there are somewhat higher-diverse faunas of calcareous and agglutinated foraminifers with index species of thePseudoclavulina gaultina Zone. As a rule, the boundary Albian/Cenomanian is set by means of planktonic foraminifers because no other foraminifer has its first appearance datum during this interval, exceptGavelinella cenomanica.During the Albian very uniform, world-wide foraminiferal faunas without a marked provincialism are obvious.

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Résumé Dans les Legs DSDP 1, 11, 13, 17, 25, 27, 32, 36, 41, 43, 44, 50 et 62, les foraminifères du Crétacé inférieur ont été étudiés aux points de vue biostratigraphique, taxonomique et paléoécologique. La note présente une vue d'ensemble de la section d'âge crétacé inférieur du Leg 1–80.Dans l'Atlantique nord, les faunes caractéristiques de foraminifères sont absentes depuis le Tithonique supérieur jusqu'au Valanginien, en raison d'une régression importante et des lacunes qui en résultent. Dans les régions dépourvues de milieux à shales noirs, on rencontre une microfaune, pauvre à moyennement riche, valanginienne à barrémienne, àPraedorothia ouachensis (Sigal), appartenant à la Zone àPraedorothia ouachensis. L'intervalle Hauterivien-Aptien est caractérisé par les Zones àGavelinella barremiana, Gaudryina dividens et Conorotalites aptiensis. Au cours de l'Albien une faune d'extension mondiale de foraminifères agglutinés et calcaires appartenant à la Zone àPseudoclavu-lina gaultina, s'est établie dans les aires où ne règnaient pas les conditions de formation de shales noirs. L'Albien supérieur et le Cénomanien sont représentés par la Zone àGavelinella cenomanica. Dans l'intervalle Berriasien-Albien, un rôle biostratigraphique de quelque importance est joué par quelques espèces de Nodosariides à coquilles ornementées (Citharina, Lenticulina) ainsi queGavelinella, Conorotalites, Pleurostomella, Valvulineria et Osangularia. Les zones établies parMoullade (1984) pour le Berriasien-Albien de la Téthys et du DSDP ne sont pas partout utilisables, en raison de l'extension verticale trop grande des foraminifères utilisés.Dans l'Océan Indien, un âge exact ne peut être assigné aux faunes de foraminifères néocomiennes considérées jusqu'ici comme «australes» (site 261): ces faunes renferment surtout des formes agglutinées primitives, car les tests calcaires ont été généralement dissous ou remaniés.Dans l'Océan Pacifique, la plupart des microfaunes berriasiennes à aptiennes sont de faible intérêt biostratigraphique et paléo-écologique, en raison des mauvais rendements des carottes, de contaminations ou de leur pauvreté originelle (facies des shales noirs). A partir de l'Albien, on trouve une faune plus diversifiée de foraminifères agglutinés et calcaires, comportant des espèces caractéristiques de la Zone àPseudoclavulina gaultina. Comme d'ordinaire, la limite Albiencénomanien est définie par les foraminifères planctoniques, aucun autre foraminifère n'apparaissant dans cet intervalle, saufGavelinella cenomanica.A l'Albien, la faune de foraminifères est uniforme à l'échelle mondiale, sans distinction de provinces.

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, 1, 11, 13, 17, 25, 27, 32, 36, 41, 43, 44, 50 62 DSDP, , . , 1–80 . . , , - Praedorothia ouachensis (Sigal) — . : Gavelinella barremiana, Gaudryina dividens Conorotalites aptiensis,, , , Pseudoclavulina gaultina. Gavelinella ni. - Praedorothia, Gaudryina, Pseudoclavulina, (Citharina, Lenticulina), Gavelinella, Conorotalites, Pleurostomella, Valvulineria Osangularia. , moullade (1984) - , .. , , . .: 261, , «», . . , . , . . , - - , , ( ). , , , Pseudoclavulina gaultina. T. . Gavelinella ni (brotzen) , , , . .

     

Application of optical techniques to the study of plumes in stratified fluids

Digital techniques for the correction of signal distortions that arise in planar laser-induced fluorescence (PLIF) measurements (by PC-based video digitizing systems) of jets and plumes and the production of flow statistics in both time and space are reviewed. The entire concentration field is repeatedly imaged in s intervals over hundreds of thousands a points in a plane. By the recognition of signal distortion sources and the employment of corrections, a clearer picture of tracer concentrations may be realized.Fluorescence studies are made with a planar sheet of laser light 430 mm tall and 1.5 mm thick. The fluorescence excitation produced from trace concentrations of Rhodamine 6G is used to visualize and measure the propagation of a jet or plume in a density stratified laboratory tank. The emitted light is collected by a CCD camera in a 512 × 480 pixel format over a 940 × 715 mm field of view. The captured images are corrected for transverse laser sheet intensity distribution; laser beam attenuation; refraction; lens vignette; time varying and spatial noise; digitization aspect ratio; camera response. The measurement and methods of correction are discussed in detail. The resulting image data can then be used to collect tracer concentration statistics for jets and plumes. Instantaneous (i.e. over of a second intervals), average, maximum, minimum, standard deviation, and coefficient of variation are given as introductory examples of image statistics realizable for a buoyant jet.     

Space-time interaction amongst clusters of mining induced seismicity

Elementary cluster analysis of induced seismicity in a South African gold mine has shown that there is a clear interaction amongst the clusters; and that the level of the interaction is a function of the distance. The clusering algorithm used is an adaptation of the single-link cluster analysis which considers both three-dimensional space and time. A high level of interaction between the clusters is demonstrated from the cross-correlation analysis of seismic activity rates and radiated energy. A distinct decrease in the value of correlation coefficients was detectable as distance increased. This was somewhat surprising, considering the simplicity of the technique used. Since no attempt is made to study the physical mechanisms of interaction, these results are very preliminary, but interesting from an observational point of view.     

Radiation observations at Aspendale,Australia, and their comparison with other data

Summary Results are presented of three years' measurements at Aspendale of net, global and diffuse radiation (R, G andD respectively) as well as of short-wave radiation on a north-facing surface (G _N ).The results are compared with other Australian radiation measurements, and the local character of the constants inÅngström type estimation formulae pointed out. A term is given which corrects such formulae by taking into account the uneven distribution of cloudiness over the day. The effect of orographic cloud on radiation is also discussed.After correction for climatological mean conditions, Aspendale summer values ofG are about 18% higher than those ofBlack [4] and ofBudyko [7]; the winter values agree reasonably. Summer and winter values ofR are considerably higher thanBudyko's—about 21% and 28% respectively. In addition some disagreement is found with the Australian Radiation Records 1953–1956.In winter, the amounts of diffuse and solar radiation (G-D) are about equal.

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Zusammenfassung Die Resultate dreijähriger Registrierungen der Strahlungsbilanz, der Global- und der Himmelsstrahlung (R, G undD) sowie der kurzwelligen Strahlung auf eine Nordwand (G _N ) werden mitgeteilt.Die Ergebnisse werden mit anderen australischen Strahlungsmessungen verglichen, und die örtliche Abhängigkeit der Konstanten in den vonÅngström angegebenen Formeln wird hervorgehoben. Es wird eine Korrekturgröße in die Formeln eingeführt, mit der der Einfluß der ungleichmäßigen Verteilung der Bewölkung über den Tag erfaßt werden kann. Ferner wird der Effekt der orographisch bedingten Bewölkung auf die Strahlungssummen diskutiert.Es ergibt sich, daß nach Anbringung einer Korrektur auf klimatologische Durchschnittsverhältnisse die Globalstrahlungswerte von Aspendale im Sommer ungefähr um 18% größer sind als die vonBlack [4] und vonBudyko [7] angegebenen Werte; die Winterwerte stimmen einigermaßen überein. Sommer- und Winterwerte vonR sind um ungefähr 21% und 28% größer alsBudykos Werte. Es wurden auch Unterschiede zwischenG und den Australian Radiation Records 1953–1956 festgestellt.Im Winter sind die Beträge der Himmels- und der Sonnenstrahlung (G-D) annähernd gleich.

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Résumé On décrit les résultats obtenus durant trois ans d'enregistrements du bilan du rayonnement, de la radiation globale et de celle du ciel (R, G etD), ainsi que du rayonnement d'ondes courtes reçu par une paroi exposée au nord (G _N ).Ces résultats sont alors comparés à d'autres mesures australiennes du rayonnement et l'on en tire la dépendance locale des constantes contenues dans les formules d'Ångström. On introduit ainsi un facteur de correction dans les dites formules. Ce facteur permet de tenir compte de l'influence des fluctuations de la nébulosité au cours de la journée. En outre, on discute les répercussions qu'ont les nuages orographiques sur les sommes de rayonnement.Il en résulte que, après l'application de la correction, les valeurs tirées des conditions climatologiques moyennes sont pour l'été, selon Aspendale, environ 18% supérieures à celles indiquées parBlack [4] et parBudyko [7], bien que les quantités hivernales correspondent à peu près. Les valeurs estivales et hivernales deR sont, elles, environ 21% et 28% plus importantes que celles deBudyko. On constate également une différence entreG et les «Australian Radiation Records» 1953–1956.Les valeurs de la radiation du ciel et du soleil (G-D) sont à peu près équivalentes en hiver.

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With 13 Figures