Metal point discharge nuclei and the production of multiply charged ions from condensation nuclei

Summary Very small uncharged nuclei are produced by electric discharge at a metal point. By measuring the size and the super-saturation required for condensation it is shown that there is a vapour pressure deficit of 15%. The nuclei increase in size and in heterogeneity during storage. The range of radius is from 1.0×10^–7 cm to 6.6×10^–7 cm.When atmospheric nuclei are drawn past a discharging point they become multiply charged. The relation between the mobility, the diffusion coefficient and the charge per ion of these multiply charged ions does not agree with well-established theory.

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Zusammenfassung Elektrische Entladung von einer Metallspitze erzeugt sehr kleine, ungeladene Kerne. Durch Messung ihrer Grösse und der Übersättigung, welche für die Kondensation benötigt wird, kann gezeigt werden, dass ein Dampfdruckdefizit von 15% besteht. Während der Speicherung wachsen die Kerne und ihre Heterogenität nimmt zu. Ihre Radien liegen zwischen 1.0×10^–7 cm und 6.6×10^–7 cm.Kondensationskerne der Atmosphäre, welche an einer sich entladenden Spitze vorbeigesaugt werden, nehmen mehrfache Ladungen an. Die Beziehung zwischen der Beweglichkeit, dem Diffusionskoeffizienten und der Ladung per Ion dieser mehrfach geladenen Ionen stimmt nicht mit der bisher als gültig angenommenen Theorie überein.

     

Vertical profiles of condensation nuclei in the stratosphere

An automatic condensation nuclei counter was developed for the concentration range of about 1 to 400 particles per cubic centimeter. After expansion, the water droplets are photographed when they are still suspended in the air so that the counter can be considered an absolute one. The volume in which the droplets are counted is determined by the size of the picture of the droplets as a function of their distance from the focal plane. To eliminate any effect of decreasing pressure with altitude, the cloud chamber is filled with clean air prior to expansion to about half an atmosphere above ambient pressure. This counter was used to obtain vertical profiles of condensation nuclei up to altitudes of 27 km with high altitude balloons. A total of seven profiles was obtained over a period of about one year at 47° N over the United States. Because of the restrictions in the range of the meter no data could be obtained below 5 km. The profiles show the following main features:

1. 1.
   Although there are pronounced fluctuations in the individual flights the average nuclei concentration of 200 to 300/cm³ remains fairly constant from 5 km to the tropopause.     
   
   

Some characteristics of condensation nuclei stored in a large vessel

Summary The coagulation coefficient, size and charge distribution of condensation nuclei from room air when stored in a 4000 litre rubber balloon gasometer were studied. The results indicate that the acquisition of water vapour contributes to the growth of stored nuclei. A preliminary trial was made to see ifJunge's approximate rule that the number of particles in an aerosol varies inversely as the third power of their radius, also holds forAitken nuclei. Further confirmation of the relationship between the percentage of stored nuclei electrically charged and their average radius was obtained.The measurements were carried out by means of thePollak-Murphy improved version of the photo-electric nucleus counter. A statistical analysis based on over a thousand comparisons of two identical models shows that the agreement ofindividual readings is better than 10 % of nucleus concentration in 80% of all cases. Excessive pifferences have now been eliminated.

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Zusammenfassung Es wurden der Koagulations-Koeffizient, die Grösse und die Ladungsverteilung von Kondensationskernen der Zimmerluft, welche in einem Gummiballon-Gasometer von 4000 Litern Inhalt gespeichert worden waren, studiert. Die Resultate zeigen, dass die Aufnahme von Wasserdampf zum Wachstum der gespeicherten Kerne beiträgt. Eine vorläufige Untersuchung wurde ausgeführt, obJunge's Ansicht, dass die Zahl der Kerne in einem Aerosol umgekehrt proportional der dritten Potenz ihres Radius ist, auch fürAitken-Kerne gilt. Es wurde eine neuerliche Bestätigung der Beziehung zwischen dem perzentuellen Anteil der elektrisch geladenen Kerne, welche in einem geschlossenen Gefäss gespeichert werden, und ihrem durchschnittlichen Radius erhalten.Die Messungen wurden mit dem vonPollak &Murphy verbesserten Modell des photo-elektrischen Kernzählers ausgeführt. Eine auf über tausend Vergleichungen von identischen Modellen gegründete Statistik lehrt, dass die Übereinstimmung vonEinzelmessungen der Kernzahlen besser als 10 % in 80 % aller Fälle ist. Uebermässig grosse Abweichungen sind nun eliminiert.

     

On the determination of the diffusion coefficient of condensation nuclei using the static and dynamic methods

Summary It was intended to carry out a detailed comparison between the values of the diffusion coefficient of condensation nuclei obtained by the static method and the corresponding values deduced from measurements by the dynamic method.In order to increase the accuracy of the diffusion coefficient as determined by the static method, using as decay vessel the fog tube of a photo-electric counter, it was necessary to develop a new version with an air column diameter smaller than that previously employed. Calibration curves for counters with fog tubes of 1.1, 1.9 and 2.5 cm diameter together with that for the standard of 3.85 cm are given.Fürth's theory of the static method was experimentally verified and shown to be consistent in itself.With regard to the dynamic method, the effect of varying the air-flow on the results obtained with the diffusion box was investigated and a marked influence on the value of the diffusion coefficient usingGormley's formula found. A regular and systematic increase of the diffusion coefficient with increase of air-flow, apparently overlooked up to now, was discovered. Within the range of 1 to 4 litres/min air-flow a change by 1 litre/min alters the diffusion coefficient by about 12%. Since for technical reasons during one experiment, adjustment of the air-flow by two litres/min were not uncommon hitherto, the diffusion coefficient determined in this way may be wrong by 25 % of its value for this reason alone. The influence of humidity on the diffusion coefficient determined with the diffusion box was also studied. It was found that the reduction of the diffusion coefficient due to increase in relative humidity from 53 % to 84 % amounts in the average and over a very wide range of diffusion coefficients to about 10 %.The comparison of the diffusion coefficients determined by the static and dynamic methods gave the following results: The diffusion coefficient of large hot nichrome wire nuclei (D 10 · 10^–6 cm²/sec) determined by the static method is approximately one third of that obtained when the dynamic method with an air-flow of 1 litre/min is used. With decreasing size of nuclei the diffusion coefficients measured by the two methods approach each other.It is suggested that the observed discrepancies are due to a thin boundary layer which at the start of the diffusion process is almost free of nuclei. The theory of the static method is accordingly modified and a new formula for the calculation ofD is derived which leads to agreement between the static and the dynamic determinations ofD when it is assumed that the boundary layer has a thickness of about 1.5 mm.

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Zusammenfassung Es war beabsichtigt, eine detailierte Vergleichung der mittels der statischen und dynamischen Methode gemessenen Diffusionskoeffizienten von Kondensationskernen durchzuführen.Um die Genauigkeit der mit der statischen Methode ermittelten Diffusionskoeffizienten, wenn das Nebelrohr des photoelektrischen Kernzählers als Kernspeicher benützt wird, zu erhöhen, war es notwendig ein neues Modell mit einer zylindrischen Nebelkammer von kleinerem Durchmesser, als bisher verwendet, zu entwickeln. Es werden Eichkurven für Zähler mit Nebelrohren von 1.1, 1.9 und 2.5 cm Durchmesser zusammen mit der Eichkurve für den Standard-Kernzähler von 3.85 cm Durchmesser gegeben.Fürth's Theorie der statischen Methode wurde experimentell verifiziert und als in sich selbst verträglich bewiesen.Es wurde ferner der Effekt der änderung des Luftstromes durch den Diffusions-apparat auf die mit der dynamischen Methode bestimmten Diffusionskoeffizienten untersucht, und ein bemerkenswerter Einfluss der Luftstromgeschwindigkeit auf die Grösse des Diffusionskoeffizienten entdeckt, wennGormley's Formel der Auswertung zu Grunde gelegt wird. Ein regelmässiges und systematisches Anwachsen des Diffusionskoeffizienten mit Zunahme der Luftströmung — offenbar bis jetzt übersehen — wurde festgestellt. Für Luftströmungen zwischen 1 und 4 Liter/Min bewirkt eine änderung der Luftströmung um 1 Liter/Min eine änderung des Diffusionskoeffizienten um etwa 12%. Da bisher aus technischen Gründen eine Regulierung des Luftstromes um 2 Liter/Min während eines und desselben Experiments nichts Ungewöhnliches war, so kann deshalb allein der so bestimmte Diffusionskoeffizient um 25 % seines Wertes unrichtig sein. — Auch der Einfluss der Feuchtigkeit auf den mit dem Diffusionsapparat ermittelten Diffusionskoeffizienten wurde geprüft. Es wurde festgestellt, dass die Reduktion des Diffusionskoeffizienten als Folge einer Erhöhung der relativen Feuchtigkeit von 53 auf 84 % im Durchschnitt und für Diffusionskoeffizienten bis zu 500. 10^–6 cm²/sec etwa 10 % beträgt.Die Vergleichung der mittels der statischen und dynamischen Methode gemessenen Diffusionskoeffizienten ergab das folgende Resultat: Der Diffusionskoeffizient grosser,. durch elektrisches Glühen eines Drahtes erzeugten Kondensationskerne (D 10. 10^–6 cm²/sec), wenn mit der statischen Methode bestimmt, ist ungefähr ein Drittel jenes mittels der dynamischen Methode gemessenen Wertes bei einem Luftstrom von 1 Liter/Min durch den Diffusionsapparat. Mit abnehmender Grösse der Kondensationskerne nähern sich die Werte der nach den beiden Methoden bestimmten Diffusionskoeffizienten.Es wird versucht, die beobachteten Unstimmigkeiten durch die Annahme einer dünnen Wandschicht zu erklären, die zu Beginn des Diffusionsprozesses beinahe frei. von Kernen ist. Die Theorie der statischen Methode wurde dementsprechend abgeändert und eine neue Formel für die Berechnung vonD abgeleitet, die zu einer Uebereinstimmung zwischen den statischen und dynamischen Bestimmungen vonD führt, wenn angenommen wird, dass die Wandschicht eine Dicke von ungefähr 1.5 mm hat.

     

Simultaneous vertical profiles of condensation nuclei and ozone in the lower troposphere

Summary Eight vertical profiles compiled from simultaneous measurements of Aitken nuclei and ozone concentrations over Germany in different weather conditions are discussed. The position and shape of the profiles is shown to depend on the prevailing weather conditions and the type of air masses. High aerosol concentrations in smoke plumes correlate in some cases with lower ozone concentrations, indicating that ozone in such cases is destroyed in the presence of high concentrations of pollutants such as aerosols and gases. A layered structure in the profiles was found only in association with temperature inversions and where the air above 2 km was subsiding, and was not found in convective parts of the troposphere.     

On the approximation of the potential fields when using right rectangular prisms

Due to its simplicity, stability, and efficiency, the use of right rectangular prisms is still widespread for potential field modelling and inversion. It is well known that modelling the subsurface with Cartesian grids has important consequences in terms of accuracy of the results. In this paper, we review the main issues that geophysicists face in day‐to‐day work when trying to use right rectangular prisms for performing gravity or full tensor gravity modelling and inversions. We demonstrate the results both theoretically and through Monte Carlo simulations, also exploiting concepts from fractal geometry. We believe that the guidelines contained in this paper may suggest a good practice for the day‐to‐day work of geophysicists dealing with gravity and full tensor gravity data.     

The influence of pressure and temperature on the counting of condensation nuclei

Summary When dealing with the influence of pressure on the counting of condensation nuclei we have to distinguish between the influence of expansion ratio applied in the counting instrument and a phenomenon calledSchlarb effect according to which the counts of nuclei made at a reduced pressure are considerably lower than the expected concentration computed from the pressure ratio.Our investigation of the influence of overpressure (super-saturation) on the counting of nuclei by means of an Aitken type absolute counter with stereo-photomicrographic recording showed that the percentage number of droplets in the first shower decreases and in the subsequent showers increases when the overpressure decreases from 160 to 80 mm Hg. Furthermore, a reduction of overpressure from 160 to 80 mm corresponding to a reduction of pressure expansion ratio from 1.21 to 1.11 (or super-saturation from 345 to 195%), reduces the total counts on the average by 24%, in good agreement with findings byFoitzik in 1950 who used a large Scholz counter for his experiments.Regarding theSchlarb effect we found that the anomalies in measuring concentrations of condensation nuclei are considerable when the conditions are very different from those under which the calibration of a photo-electric counter was established. The percentage reduction of the expected concentration increases with decreasing pressure; it increases, in the average of all cases, from 30 to 58% when the pressure decreases from 600 to 200 mm Hg. At all pressures the reduction with small nuclei is somewhat bigger than with large nuclei, and with decreasing pressure the difference of the effect for small and large nuclei increases.Experiments with a big container of 283 litres in which the total loss due to diffusion and sedimentation during the experiments never exceeded 1% and no losses by fog formation during evacuation can occur, showed that the reduction produced by theSchlarb effect increases with increasing concentration when the pressure is lowered to half. The average percentage reduction of the expected concentration at 380 mm Hg was for concentrations of 70 to 410 nuclei/cm³ 20% and for concentrations of 18900 to 4400 nuclei/cm³ 52%.Our experiments proved also that at the lower pressure the nuclei not counted are present, but for some reason do not act as nuclei for condensation. The loss of 7% found may be attributed to unavoidable waste during evacuating the big container and subsequent filling it with filtered air.Of the two possible ways of eliminating theSchlarb pressure effect, only the one increasing the pressure with filtered air to a standard pressure of a large sample, quickly drawn into a big container, can be recommended. The other method, increasing the pressure in the fog-tube of a photo-electric counter which contains the nuclei sampled at lower pressure, must be rejected because the number of nuclei recovered after restoration of the initial pressure depends very much on the speed with which the lower pressure is raised to the initial pressure. The very different concentrations obtained are due to a different distribution of nucleus concentration and fog-density along the lightpath after expansion, which is caused by the different speed of the filtered air rushing-in and is difficult to control or standardize.

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Zusammenfassung Bei der Untersuchung des Einflusses des Druckes auf die Zählung der Kondensations-Kerne haben wir zwei Fälle zu unterscheiden: den Einfluss des Expansionsverhältnisses im Kernzähler und ein Phänomen,Schlarb-Effekt, demzufolge die Zahl der Kerne, welche bei reduziertem Druck gefunden wird, beträchtlich kleiner ist, als man entsprechend dem Verhältnis der Drucke erwarten würde.Unsere Untersuchung des Einflusses des Überdruckes (der Übersättigung) auf die Zählung der Kerne mittels eines absoluten Kernzählers (vom Aitken Typus) mit mikrophotographischer Registrierung zeigte, dass die perzentuelle Zahl der Tröpfchen im ersten Schauer abnimmt und in den darauffolgenden Schauern zunimmt, wenn der Überdruck von 160 auf 80 mm Hg abnimmt. Eine Verminderung des Überdruckes von 160 auf 80 mm, welche einer Reduktion des Expansions-Druckverhältnisses von 1.21 auf 1.11 (oder der Übersättigung von 345 auf 195%) entspricht, setzt die Zahl der gemessenen Kerne im Mittel um 24% herab. Dies ist in guter Übereinstimmung mit den Befunden vonFoitzik im Jahre 1950, der für seine Experimente einen grossen Scholz Kernzähler verwendete.Bezüglich desSchlarb-Effekts fanden wir, dass die Abweichungen der gemessenen Konzentrationen von Kondensationskernen beträchtlich sind, wenn die Bedingungen, unter denen die Messungen angestellt werden, sehr verschieden sind von denen, unter welchen die Eichung des photo-elektrischen Kernzählers ausgeführt wurde. Die perzentuelle Herabsetzung der erwarteten Konzentration wächst mit abnehmendem Druck; sie wächst im Mittel aller Fälle von 30 auf 58%, wenn der Druck von 600 auf 200 mm Hg abnimmt. Bei allen Drucken ist die Verminderung etwas grösser bei kleinen Kernen als bei grossen, und mit abnehmendem Druck wächst die Differenz des Effekts für kleine und grosse Kerne.Wir haben ferner Experimente mit einem grossen Gefäss von 283 Litern Inhalt ausgeführt, in welchem die durch Diffusion und Sedimentation verursachten Gesamtverluste während unserer Experimente niemals 1% überstiegen haben und keine Verluste durch Nebelbildung während des Auspumpens vorgekommen sind. Die Resultate dieser Experimente zeigen, dass die durch denSchlarb-Effekt erzeugte Reduktion mit zunehmender Konzentration zunimmt, wenn der Druck auf die Hälfte gesenkt wird. Die mittlere perzentuelle Reduktion der erwarteten Konzentration betrug bei 380 mm Hg 20% für Konzentrationen zwischen 70 und 410 Kernen pro cm³, und 52% für solche von 18900 bis 44000 Kernen.Unsere Experimente haben bewiesen, dass bei niedrigerem Druck die nicht gezählten Kerne vorhanden sind, aber aus irgendwelchen Gründen nicht als Zentren der Kondensation wirken. Der gefundene Verlust von 7% kann wohl dem unvermeidlichen Schwund während der Auspumpens des grossen Gefässes und der nachträglichen Füllung mit filtrierter Luft zugeschrieben werden.Es gibt zwei Wege, den Druckeffekt nachSchlarb zu beseitigen: Der erste, der allein empfohlen werden kann, bringt den Druck einer grossen, rasch in ein Gefäss von beträchtlicher Grösse gesaugten Probe mittels filtrierter Luft auf Normaldruck. Der zweite, bei dem der Druck im Nebelrohr eines photo-elektrischen Kernzählers, welcher die bei niedrigerem Druck gesammelte Probe enthält, auf Normaldruck gebracht wird, muss abgelehnt werden, da die Zahl der Kerne, welche nach Wiederherstellung des Ausgangsdruckes gefunden werde, sehr von der Geschwindigkeit abhängt, mit der der niedrigere Druck auf den ursprünglichen gebracht wird. Die sehr verschiedenen Konzentrationen, welche erhalten werden, sind durch die verschiedene Verteilung der Kernkonzentration und daher der Nebeldichte entlang des Lichtstrahles nach der Expansion bedingt; diese komplizierte Verteilung der Nebeldichte ist durch die verschiedene Geschwindigkeit, mit der die filtrierte Luft ins Nebelrohr strömt, verursacht, welche sich schwer steuern oder standardisieren lässt.

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The research reported in this article has been sponsored and supported in part by the Geophysics Research Directorate of the Air Force Cambridge Research Center, Air Research and Development Command, United States Air Force, under Contract No. AF 61 (052) - 26 and Supplemental Agreement Nos. 1 & 2, through the European Office, ARDC in Brussels.     

Measurements of the effective attachment coefficient between RaA ions and condensation nuclei

Summary To clarify the interaction between RaA ions and condensation nuclei, simultaneous measurements of the concentration of RaA ions (n _A), radon-222, and condensation nuclei (Z) were carried out at several stations. In some occasions, the diffusion coefficients of nuclei (D) were also measured. It was found that the correlation among them may be well expressed by the simple formula;q _A = _A n_A Z. The correlation between _A andD (or radius of nuclei) was also obtained.The effective attachment coefficient of RaA ions was compared with that of small ordinary ions, and it was presumed that about one fourth of RaA atoms formed on the decay of radon-222 is positively charged, and the rest is neutral.     

Measurement of small ions and condensation nuclei over the sea near the land

Summary To study the ionization equilibrium, simultancous measurements of the concentration of small ions (n), concentration of condensation nuclei (Z), and the diffusion coefficient of condensation nuclei (D) have been carried out over the sea. If we take the variation ofD into consideration, the correlation among them was found to be well expressed by the simple formula;q=n Z. The dependence of the effective attachment coefficient of small ions () upon the size of nuclei (2r) were also studied, and was found to correlate well withD orr. Slight differences of the dependence of uponD orr over the sea from that over the land seem to be well explained by the difference of charged states of nuclei over the sea and land.

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Zusammenfassung Zur Untersuchung des Ionisationsgleichgewichts wurden gleichzeitige Messungen der Konzentration schneller Ionen (n), der Konzentration der Kondensationskerne (Z) und des Diffusions-Koeffizienten der Kondensationskerne (D) über dem Meere ausgefürt. Unter Berücksichtigung des Diffusions-Koeffizienten (D) konnte der Zusammenhang zwischen den beiden anderen Grössen recht gut durch eine einfache Formel ausgedrückt werden:q=n Z. Die Abhängigkeit des wirksamen Anlagerungskoeffizienten für schnelle Ionen () von der Grösse der Kondensationskerne (2r) wurde ebenfalls untersucht, und es wurde gefunden, dass recht gut mitD oderr korreliert. Kleinere Unterschiede in der Abhängigkeit von vonD oderr, welche bei einem Vergleich der Messungen über See und über Land festgestellt wurden, liessen sich gut durch den Unterschied der geladenen Zustände der Kondensationskerne über See und Land erklären.

     

Finding of low-contrast formations in the solar corona using a low contrast method

Coronal holes, bright coronal points, filaments, and prominences are among the initial factors responsible for variability of the space weather conditions. Radioheliographic data on low-contrast formations contain valuable information necessary for studying conditions of origination, peculiarities of evolution, and prediction of solar-terrestrial relations. It is important to identify these formations on the solar disk when physical properties of coronal holes are revealed. The algorithm based on the Wiener-Tikhonov filter modification with controlled parameters and a high-frequency contrast filter was developed in order to isolate low-contrast formations in the solar corona brightness distributions obtained at a wavelength of 5.2 cm from the Siberian solar radio telescope observations. In this case low-contrast sources are isolated in two main stages: (1) HF noise smoothing based on an evolutionary filter with controlled parameters and (2) contrasting of sources using an HF filter. The evolutionary filter regularization parameters and the dimensions of an HF contrast filter mask are selected depending on the signal-to-noise ratio and dimensions of the studied region based on the results of preliminary data processing. The corresponding software has been developed in order to identify low-contrast objects on the Sun’s radio images using this method. The algorithm is used to isolate filaments and coronal holes and the results of this usage are presented in this work.     

The relation between the concentration of atmospheric condensation nuclei and other meteorological elements at valentia observatory

Summary Measurements of the concentration of condensation nuclei made twice daily (0h and 12h GMT) with aNolan-Pollak photo-electric counter at Valentia Observatory, in the extreme Southwest of Ireland, over the 4 years 1951–1954, are analysed to show relation with other meteorological elements. It is found that concentration at 12h is generally higher than at (h and that precipitation at the time of observation or in the preceding hour reduces concentration by between 40% and 50%. From measurements made when there was no precipitation at the time or in the previous hour it is found that concentration decreases with increasing wind speed but does not vary appreciably with wind direction apart from a sector from which pollution could be expected. High concentrations are found with visibility below 7 miles, with inversion of temperature, when free from the effects of pollution, follows fairly closely that of duration of bright sunshine.

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Zusammenfassung Es werden Messungen der Konzentration von Kondensationskernen, welche zweimal täglich (um 0 ^h und 12 ^h G.M.T.) mit einem photo-elektrischen Kernzähler nachNolan undPollak am Observatorium in Valentia (im äussersten Südwesten von Irland) in den Jahren 1951 bis 1954 durchgeführt wurden, auf Beziehungen zu anderen meteorologischen Elementen hin untersucht. Die Resultate zeigen, dass die Konzentration um 12 Uhr im allgemeinen grösser ist als um 0 Uhr und, dass die Niederschlag zur Zeit der Beobachtung oder in der der Beobachtung vorausgehenden Stunde die Konzentration um 40 bis 50% herabsetzt. Wenn kein Niederschlag zur Zeit der Messung oder in der vorangehenden Stunde verzeichnet wurde, nimmt die Konzentration mit zunehmender Windgeschwindigkeit ab; sie ändert sich jedoch nicht nennenswert mit der Windrichtung, abgesehen von einem Sektor, aus welchem Verunreinigung zu erwarten war. Hohe Konzentration wurde bei Sichtweiten unterhalb 7 Meilen gefunden, ferner bei Temperaturinversion, und, um 12 Uhr, bei geringer Bewölkung. Der jährliche Gang der Konzentration der Kerne folgt ziemlich genau jenem der Sonnenscheindauer, wenn die Fälle, wo Verunreinigung der Luft stattfindet, ausgeschlossen werden.

     

Atmospheric potential gradients and point discharge currents as a sensor of level of pollution

The measurement and monitoring of atmospheric pollutants is an important aspect of pollution studies. A novel method of assessment of the level of pollution in the atmosphere is conceived using point discharge and potential gradients. The present paper is an attempt to show that measurement of the point discharge current (PDC) and potential gradient (PG) can be used to provide information regarding the nature of charges and level of pollution in the atmosphere. The measurement of the PDC and PG in different localities is presented and discussed.     

Estimation of nearshore groundwater discharge and its potential effects on a fringing coral reef

Radon (²²²Rn) measurements were conducted in Shiraho Reef (Okinawa, Japan) to investigate nearshore submarine groundwater discharge (SGD_nearshore) dynamics. Estimated average groundwater flux was 2-3 cm/h (maximum 7-8 cm/h). End-member radon concentration and gas transfer coefficient were identified as major factors influencing flux estimation accuracy. For the 7-km long reef, SGD_nearshore was 0.39-0.58 m³/s, less than 30% of Todoroki River’s baseflow discharge. SGD_nearshore was spatially and temporally variable, reflecting the strong influence of subsurface geology, tidal pumping, groundwater recharge, and hydraulic gradient. SGD_nearshore elevated nearshore nitrate concentrations (0.8-2.2 mg/l) to half of Todoroki River’s baseflow -N (2-4 mg/L). This increased nearshore Chl-a from 0.5-2 μg/l compared to the typically low Chl-a (<0.1-0.4 μg/l) in the moat. Diatoms and cyanobacteria concentrations exhibited an increasing trend. However, the percentage contributions of diatoms and cyanobacteria significantly decreased and increased, respectively. SGD may significantly induce the proliferation of cyanobacteria in nearshore reef areas.     

Estimation of the total sediment discharge in natural stream flows using a depth-integrated sampler

: This paper analyzes concentration and velocity profiles measured in small irrigation canals in Pakistan. Theoretical profiles are developed and calibrated from field data. A procedure, applicable in any open channel, is proposed to make up complete profiles when only average values for the velocity and the concentration are known. These profiles are used to estimate the sediment load in the unsampled layer of depth-integrated samples. Generally, the correction is higher for shallow sections, but since the particle diameter is rather small, it is seldom more than 40%. Finally, a theoretical estimation of the bed load is made on the various sites comparing the Van Rijn and Bagnold formulae.     

A comparison of concentrations of fission products,radon 222, and cloud condensation nuclei over the North Atlantic

The concentrations of airborne fission products were observed to be air mass dependent during a cruise of the USNSHayes from Norfolk, Va to Athens, Greece in May–June 1977. Minimum concentrations of fission products, radon, and CCN (cloud condensation nuclei) were measured in maritime air which had previously transited northern North America. Higher fission products, radon, and CCN concentrations were measured in recent, continental air traceable to mid North America or central Europe. These data are consistent with either entrainment by strong winds of previously precipitated fission products (the continental effect) or greater transfer of fission products from the stratosphere to low levels by tropospheric folding.