Temperature and frequency dependence of electric parameters of igneous rocks

Zusammenfassung Es wurde die Temperatur- und Frequenzabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit der Eruptionsgesteine verfolgt. Mit Ausnahme der Serpentinit-Proben richtet sich die elektrische Leitfähigkeit im ganzen Temperaturintervall nach dem Exponentialgesetz der Abhängigkeit von der Temperatur. Im Frequenzintervall 10²–10⁵ Hz kommt es zu einer starken Dispersion der elektrischen Leitfähigkeit, die mit dem Wachstum der Temperatur sinkt und bei hohen Temperaturen von ca.1000–1050°C praktisch schwindet. Die dielektrische Konstante als Funktion des Frequenzlogarithmus sinkt scharf. Bei tiefen Temperaturen (bis300–400°C) wurde ein Gebiet sehr schwacher Dipol-Polarisation beobachtet.     

Untersuchung der CO2-Konzentration im Tropopausenniveau

Zusammenfassung Zwischen 50° bis 85°N Breite wurde die atmosphärische CO₂-Konzentration während mehrerer Messflüge registriert. Diese war oberhalb der Tropopause bis zu 7 ppm (im Mittel etwa 2 ppm) niedriger als in der oberen Troposphäre. Im Jahresmittel entspricht diese CO₂-Konzentrationsdifferenz einem Fluss von etwa 10^–2 g CO₂/cm² Jahr aus der nördlichen Troposphäre in die Stratosphäre. Die Bedeutung dieser CO₂-Konzentrationsunterschiede für den atmosphärischen CO₂-Haushalt sowie für die Strahlungsbilanz im Tropopausenniveau kann erst nach Vorlage weiterer, über das ganze Jahr verteilter Messdaten erfolgen.

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Summary CO₂-concentration was measured during several flights in northern latitudes (50°–85°). Above Tropopause CO₂-concentration was up to 7 ppm (as a mean some 2 ppm) smaller than in upper troposphere. As a mean this difference in CO₂-concentration cm² year conforms to a CO₂-flux of some 10^–2 g CO₂/cm² year from northern troposphere into stratosphere. The importance of these CO₂-differences for atmospheric CO₂-system and for radiation balance in tropopause-height may be considered as soon as more CO₂-concentration data for the whole year are available.

     

Mobility spectrometry of the atmospheric ions in relation to atmospheric pollution

Summary The dynamic spectra of the atmospheric ions with mobilities between 3.2×10^–4 m²/V sec and 1.3×10^–8 m²/V sec were obtained in the clean and the polluted atmosphere. Based on the results, the size spectra of the submicron aerosols were deduced which show that the distribution function in Junge's expression increases in proportion to the radius of particle. Very rapid progress of the atmospheric pollution by the submicron aerosols was inferred at a rural country. The concentration of submicron aerosol particles at the site was found to have been increasing at the rate of being doubled every three years since 1964.

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Zusammenfassung Die dynamischen Spektren atmosphärischer Ionen, deren Beweglichkeiten zwischen 3.2·10^–4 m²/(V sec) und 1.3·10^–8 m²/(V sec) lagen, wurden in reiner und verschmutzter Luft gemessen. Auf der Grundlage dieser Messergebnisse wurden die Grössenspektren der Aerosolteilchen mit Radien unterhalb 10^–6 m abgeleitet. Sie zeigen dass die verteilungsfunktion in der Formel von Junge im Verhältnis zum Teilchenradius anwächst. Sehr starkes Anwachsen der Verschmutzung durch so kleine Teilchen wurde in einer ländlichen Umgebung festgestellt. Es wurde gefunden, dass seit 1964 die Zahl der Verschmutzungsteilchen dieser Grösse an der Messtelle alle drei Jahre sich verdoppelt hat.

     

On the validity of Boltzmann's distribution law for the charges of aerosol particles in electrical equilibrium

Summary The validity ofBoltzmann's energy distribution law as applied to the charge distribution of monodisperse aerosols, i.e. aerosols which contain particles of one size only, was studied with improved equipment now available.Since monodisperse aerosols with particle size of about 10^–6 cm cannot yet be produced and because aerosols in general contain particles of different sizes, polydisperse aerosols stored in a large gasometer were used for the investigation. The composition and the average radius of these aerosols heterogeneous in particle size were determined by the Exhaustion Method employing a diffusion battery without end-pieces or connecting tubing.The experimental curve found for the ratio of the uncharged (N ₀) to the charged (N) nuclei versus radius (r) of the particles deviates for all investigated radii between 0.5 and 4.0·10^–6 cm from the theoretical curve of a monodisperse aerosol computed according to the Boltzmann law. For radii smaller than about 1.4·10^–6 cmN ₀/N is smaller than that given by Boltzmann's law, for radii greater than 1.4·10^–6 cm larger, or, in other words, forr<1.4·10^–6 cm the number of charged nuclei found in the aerosols investigated is greater than that predicted byBoltzmann's law, and forr>1.4·10^–6 cm smaller.The deviations from the theoretical curve forr>1.4·10^–6 cm can be fully explained by the polydispersity of the aerosols used; forr<1.4·10^–6 cm the deviations are too big to be attributed to polydispersity. From this it must be concluded thatBoltzmann's distribution law is not valid for the charge distribution of homogenous aerosols containing nuclei with radii smaller than about 1.4·10^–6 cm.The equivalent radius as deduced from a substitute monodisperse aerosol in charge equilibrium for which theBoltzmann law is assumed valid, deviates in the range of 1.0·10^–6<r<3.0·10^–6 cm (or 90%>100N ₀/Z>55%) on the average by up to 35% from the actual mean radius of the investigated polydisperse aerosols computed from the radii of their singly sized components.

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Zusammenfassung Die Gültigkeit desBoltzmannschen Gesetzes der Energieverteilung für die Ladungsverteilung von monodispersen Aerosolen, das heisst Aerosolen, welche Teilchen von nur einer Grösse enthalten, wurde mit den jetzt zur Verfügung stehenden verbesserten Mitteln studiert.Da monodisperse Aerosole mit Teilchengrössen von ungefähr 10^–6 cm noch nicht erzeugt werden können und Aerosole im allgemeinen Teilchen von verschiedenen Grössen enthalten, wurden für die jetzige Untersuchung polydisperse Aerosole, welche in einem grossen Gasometer gespeichert waren, benützt. Die Zusammensetzung und der mittlere Radius dieser Aerosole mit heterogener Teilchengrösse wurden nach der Exhaustions-Methode unter Benützung einer Diffusionsbatterie ohne Endstücke oder Verbindungsröhren bestimmt.Die experimentell gefundene Kurve, welche das Verhältnis der ungeladenen (N ₀) und geladenen (N) Kerne als Funktion des Radius (r) darstellt, weicht für alle untersuchten Radien zwischen 0.5 und 4.0·10^–6 cm von der theoretischen Kurve eines monodispersen Aerosols, wie sie nachBoltzmann's Gesetz berechnet wird, ab. Für Radien kleiner als ungefähr 1.4·10^–6 cm ist das VerhältnisN ₀/N kleiner als es durchBoltzmann's Gesetz gegeben wird, für Radien grössen als 1.4·10^–6 cm grösser oder, mit anderen Worten, fürr<1.4·10^–6 cm ist die Zahl der geladenen Teilchen, die in den untersuchten Aerosolen gefunden wurde, grösser als die vonBoltzmann's Gesetz vorausgesagte, und fürr>1.4·10^–6 cm kleiner.Die Abweichungen von der theoretischen Kurve fürr>1.4·10^–6cm können vollkommen durch die Polydispersität der benützten Aerosole erklärt werden; fürr<1.4·10^–6 cm sind die Abweichungen zu gross, als dass sie der Polydispersität zugeschrieben werden könnten. Daraus muss geschlossen werden, dassBoltzmann's Verteilungsgesetz für die Ladungsverteilung eines homogenen Aerosols, welches Kerne mit Radien kleiner als ungefähr 1.4·10^–6 cm enthält, nicht gültig ist.Der äquivalente Radius, wie er von einem im Ladungsgleichgewicht befindlichen, monodispersen Ersatz-Aerosol, für welchesBoltzmann's Gesetz als gültig angenommen wird, abgeleitet werden kann, weicht im Bereich von 1.0·10^–6<r<3.0·10^–6 cm (oder 90%>N ₀/Z>55%) durchschnittlich bis zu 35% vom tatsächlichen mittleren Radius des untersuchten polydispersen Aerosols ab.

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The research reported in this article has been supported in part by the Geophysics Research Directorate of the Air Force Cambridge Research Laboratories, through the European Office of the Air Force Research Division, United States Air Force under Contract AF 61(052)-26, by the United States Department of Army, through its European Research Office, Contract DA-91-591-EUC-1282 & 1657 and by the Instrumentation Engineering Physics & Analysis Laboratory of the General Electric Co., Schenectady, New York under Retainer Agreement.     

Über die Installation einer Apparatur für die Analyse des atmosphärischen Kohlensäuregehalts

Zusammenfassung Die im vorläufigen Bericht beschriebene Anlage für die Analyse von atmosphärischem CO₂-Gehalt wurde vervollständigt. Es können nunmehr kontinuierliche Analysen sowie Einzelanalysen mit Gaspipetten ausgeführt werden. Die Arbeitsweise wird beschrieben und einige Resultate werden mitgeteilt. Es kann mit einer Messgenauigkeit von ±0.3 ppm gerechnet werden.

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Summary The second and the third part of the installation of the equipment for measuring the CO₂ content in the atmospheric air has been accomplished. It is now possible to make continuous local air analysis, and of samples collected in pipettes. The procedure is described and a few results reported. The measurement accuracy lies to within ±0.3 ppm.

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Riassunto Sono state completate la seconda e la terza parte dell'apparecchiatura per la misura del CO₂ atmosferico. Esse permettono l'analisi continua dell'aria locale e l'analisi di campioni raccolti in pipette; di queste si riporta un esempio. La precisione della misura è di ±0.3 ppm.

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Meteorologisches Institut der Universität Stockholm. Contribution No. 164.     

Magma degassing and basaltic eruption styles: a case study of 2000 year BP Xitle volcano in central Mexico

To investigate the relationship between volatile abundances and eruption style, we have analyzed major element and volatile (H₂O, CO₂, S) concentrations in olivine-hosted melt inclusions in tephra from the 2000 yr BP eruption of Xitle volcano in the central Trans-Mexican Volcanic Belt. The Xitle eruption was dominantly effusive, with fluid lava flows accounting for 95% of the total dense rock erupted material (1.1 km³). However, in addition to the initial, Strombolian, cinder cone-building phase, there was a later explosive phase that interrupted effusive activity and deposited three widespread ash fall layers. Major element compositions of olivine-hosted melt inclusions from these ash layers range from 52 to 58 wt.% SiO₂, and olivine host compositions are Fo_84–86. Water concentrations in the melt inclusions are variable (0.2–1.3 wt.% H₂O), with an average of 0.45±0.3 (1σ) wt.% H₂O. Sulfur concentrations vary from below detection (50 ppm) to 1000 ppm but are mostly ≤200 ppm and show little correlation with H₂O. Only the two inclusions with the highest H₂O have detectable CO₂ (310–340 ppm), indicating inclusion entrapment at higher pressures (700–900 bars) than for the other inclusions (≤80 bars). The low and variable H₂O and S contents of melt inclusions combined with the absence of less soluble CO₂ indicates shallow-level degassing before olivine crystallization and melt inclusion formation. Olivine morphologies are consistent with the interpretation that most crystallization occurred rapidly during near-surface H₂O loss. During cinder cone eruptions, the switch from initial explosive activity to effusive eruption probably occurs when the ascent velocity of magma becomes slow enough to allow near-complete degassing of magma at shallow depths within the cone as a result of buoyantly rising gas bubbles. This allows degassed lavas to flow laterally and exit near the base of the cone while gas escapes through bubbly magma in the uppermost part of the conduit just below the crater. The major element compositions of melt inclusions at Xitle show that the short-lived phase of renewed explosive activity was triggered by a magma recharge event, which could have increased overpressure in the storage reservoir beneath Xitle, leading to increased ascent velocities and decreased time available for degassing during ascent.     

Der Einfluss chinesischer Spaltproduktaerosole auf den in Stuttgart-Hohenheim gemessenen radioaktiven Befall

Zusammenfassung Am 9. Mai wurde der dritte chinesische Kernwaffenversuch durchgeführt. Als Folge konnte etwa vierzehn Tage nach dem Explosionszeitpunkt in Stuttgart-Hohenheim eine deutliche Zunahme des radioaktiven Befalls festgestellt werden. Für die gewonneuen Niederschlags-, Staub- und Luftfilterproben, sowie für ein Heisses Teilchen wurdent ^–(1+x )-Kurven gemessen, diex-Werte bestimmt und gammaspektrometrisch die Nuklidzusammensetzung untersucht. An den aufgefundenen Nukliddiskriminierungen ist bemerkenswert, dass das Heisse Teilchen eine deutliche⁹⁵Zr-⁹⁵ Nb-Anreicherung aufwies.

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Summary The results of an investigation of the deposition of nuclear weapon debris from the third Chinese test explosion are discussed.t ^–(1+x )-curves were measured and the values of the parameterx are presented. The dry and precipitation fallout samples and a hot particle were gammaspectrometrically examined. Fractionation phenomena were studied.

     

A study of the kinetic energy budget of the troposphere over the Caribbean Sea and the Gulf of Mexico

Summary The budget of kinetic energy over the Caribbean Sea and the Gulf of Mexico during the winter (November–April) and Summer (May–October) half-years of 1960 is established for the finite atmospheric layers 1000/850, 850/700, 700/500, and 500/300 mb. Vertical transports, lateral outflow, and generation of kinetic energy are computed directly from twice-daily aerological soundings, while the dissipation term is obtained as a residual. The frictional dissipation in the boundary layer is independently computed from 1960 ship observations. Kinetic energy dissipation is of the order of 1·10³ ergs·cm^–2 in the layer 1000/850 mb, decreasing in the higher layers. The residual dissipation term would indicate a production of kinetic energy, particularly for the layer 500/300 mb in winter. This would appear consistent with results by other authors. Due to the uncertainties inherent in the computational procedures, however, only limited confidence can be given to the absolute values.

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Zusammenfassung Die Kinetische Energie-Bilanz über dem Amerikanischen Mittelmeer während der Winter-(November–April) und Sommerhälfte (Mai-Oktober) des Jahres 1960 wird für die Schichten 1000/350, 850/700, 700/500 und 500/300 mb untersucht. Vertikaltransporte, seitlicher Export und die Produktion von kinetischer Energie werden direkt von den zweimal täglichen Radiosondenaufstiegen berechnet, während die Vernichtung kinetischer Energie als Restglied der Energiegleichung bestimmt wird. Der Energieverbrauch in der Grenzschicht wird unabhängig auf Grund von Schiffsbeobachtungen des Jahres 1960 abgeschätzt. Die Vernichtung kinetischer Energie hat in der Schicht 1000/850 mb die Grössenordnung von 1·10³ ergs·cm^–2·sec^–1, und nimmt nach den höheren Schichten zu ab. Das Restglied der Energiegleichung zeigt eine Produktion kinetischer Energie vor allem für die Schicht 500/300 mb im Winter an. Das erscheint verträglich mit den Ergebnissen anderer Autoren. Wegen der in den Berechnungsverfahren liegenden Unsicherheiten kommt den Absolutwerten nur begrenzte Gültigkeit zu.

     

Investigation of the pressure field of an underground explosion by the piezophotographic method

Zusammenfassung Es wurde versucht, mit Hilfe der piezophotographischen Methode das Druckfeld in der Nähe einer Untergrundsprengung zu untersuchen. Kugelförmige Ladungen von 5 kg TNT wurden 3 m unter die Oberfläche im konsolidierten Sandboden angebracht. Piezophotographische Druckaufnehmer mit Messbereich 1,5–250 bar und 15–2500 bar wurden sowohl statisch, als auch dynamisch geeicht und ihre Richtungscharakteristik bestimmt. Es wurden insgesamt 5 Druckfelduntersuchungen vorgenommen, wobei die Druckmessungen in einem orthogonalen Netz von Messpunkten, das sich bis in die Entfernung von 40 Ladungshalbmessern ausdehnte, durchgeführt wurden. Die entwickelte Messtechnik wird eingehend beschrieben. Auf Grund der erhaltenen Ergebnisse konnte unmittelbar für jeden Versuch die Druckverteilung in vertikalen und horizontalen Netzprofilen festgelegt werden. Das Druckfeld wurde danach durch den Isobarenverlauf in der untersuchten Ebene abgebildet.     

Production of nuclei from ammonia and nitric acid

Summary The size and charge distribution of nuclei obtained by passing air over ammonia and nitric acid are examined. In agreement with McHenry it was found that the average radius is less than 1.0×10^–6 cm. The heterogeneity of the nuclei is discussed.

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Zusammenfassung Es wurde die Grösse und Ladungsverteilung von Kernen, welche erhalten wurden, wenn Luft über Lösungen von Ammoniak und Salpetersäure streicht, untersucht. In Übereinstimmung mit McHenry wurde gefunden, dass der durchschnittliche Radius der Kerne kleiner als 1.0×10^–6 cm ist. Es wird die Ungleichartigkeit der Kerne diskutiert.

     

Ionisations-Neutralisationsbilanz in derE-Schicht nach Angaben von der totalen Sonnenfinsternis am 15. Februar 1961

Zusammenfassung Es werden die Grundgleichungen der Ionisations-Neutralisationsbilanz in derE-Schicht präzisiert und auf die Notwendigkeit der Berücksichtigung des Einflusses der lokalen ionisierenden Strahlungsquellen auf der Sonnenscheibe, der dynamischen ionosphärischen Vorgängen und der Veränderungen des äquivalenten Rekombinationskoeffizienten hingewiesen. Ferner wird eine Methodik zur Bestimmung der charakteristischen Grössen der Ionisations-Rekombinationsbilanz (q _0m ,q _d, ) dargelegt. Zu dem Zweck werden die Messergebnisse aus der Periode der Sonnenfinsternis von zwei unweit voneinander gelegenen Ionosphärenstationen verwendet. Die Methodik wird auf die während der totalen Sonnenfinsternis am 15. Februar 1961 auf den Ionosphärenstationen in Sofia und Nesebar erhaltenen Ergebnisse angewandt. Für den Rekombinationskoeffizienten werden Werte zwischen 0,63·10^–7 cm³sec^–1 und 2,32·10^–7 cm³sec^–1 und für die Elektronenproduktion unter dem Einfluss der ionisierenden Strahlung von der homogenen Sonnenscheibeq _0m 1700 cm^–3sec^–1 erhalten.

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Summary The basic equations for the ionisation-neutralisation balance in theE layer have been shown the necessity to take in account the influence of the local ionisation sources on the disk of the sun, the dynamic ionospheric processes and the variations in the equivalent recombination coefficient. The method for determining the characteristic quantities of the ionisation-recombination balance (q _0m ,q _d, ) has been exhibited for this purpose are used measurement data from two ionospheric stations located not far from each other, in the period of the solar eclips on 15 February, 1961. The quantity of the recombination coefficient lay between 0.63×10^–7 sec^–1 cm³ and 2.32×10^–7 sec^–1 cm³; the electron production under the action of the ionising radiation of the homogen disk showsq _0m 1700 sec^–1 cm^–3.

     

The influence of plants on atmospheric carbon monoxide and dinitrogen oxide

It is shown by laboratory experiments and extensivein-situ measurements that higher plants (Vicia faba, Platanus acerifolia, Fagus silvatica, andPinus silvestris) produce carbon monoxide. The measurements were carried out under natural conditions with respect to the concentrations of O₂ and H₂O, and temperature. The CO₂- and CO-mixing ratios were varied in the ranges 350 to 530 ppm and 3–270 ppb, respectively. The CO-production rates were found to be light dependent with an average value per cm² of leaf area of 3×10^–13 g/sec for a radiation intensity of 5×10⁴ erg/cm² sec. The production rates are independent of the CO₂- and CO-mixing ratios employed in the test atmosphere. Considering the production rate of 3×10^–13 g/cm² sec to be representative for global conditions the total CO-production by plants is estimated to be 0.5–1.0×10¹⁴ g/year. In contrast to carbon monoxide atmospheric dinitrogen oxide is not influenced by plants in the same manner.     

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.

     

Modelling of global ocean tides with allowance for island effects

Summary Parameterization schemes for single islands, island chains and archipelagos are described. It is shown that their utilization within the framework of a global tidal model leads not only to local peculiarities in the spatial structure of tidal characteristics, but also to cardinal restructuring of the tidal pattern far beyond the islands and an appreciable increase (about 0.5·10¹²W) of the global tidal energy dissipation. The latter is commensurable by the order of magnitude with the imbalance between estimates of tidal energy dissipation in the World Ocean as a whole and on the continental shelf.

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Modellierung der Gezeiten der weltmeere unter Berücksichtigung von Inseleffekten

Zusammenfassung Es werden parametrisierte Darstellungen von einzelnen Inseln, Inselketten und Inselgruppen beschrieben. Es wird gezeigt, daß ihre Anwendung bei einem globalen Gezeitenmodell nicht nur zu lokalen Besonderheiten in der geographischen Struktur der Gezeiten führt, sondern auch zur grundsätzlichen Restrukturierung des Gezeitenmusters weit über die Inseln hinaus und zu einer deutlichen Zunahme (etwa 0,5·10¹² W) des globalen Gezeiten-Energieverlusts für die M₂-Tide. Dieser hat etwa die Größenordnung des Unterschiedes zwischen dem Gezeiten-Energieverlust des gesamten Weltmeeres und dem auf dem Kontinentalschelf.

     

Water-saturated oceanic lavas from the Manus Basin: volatile behaviour during assimilation–fractional crystallisation–degassing (AFCD)

We have analysed volatiles (H₂O, He, Ar, CO₂) in differentiated (basaltic andesite, dacite) volcanic glasses dredged at a depth of ca. 2000 m in the eastern part of the Manus Basin between 151°20′ and 152°10′ E. These samples have Sr–O–B isotopic ratios that show that they most likely represent lavas evolved from a common magma source. Since these glasses are very fresh, they provide a unique opportunity to study the behaviour of magmatic volatiles during assimilation–fractional crystallisation–degassing (AFCD). The samples are highly vesicular (up to 18%) and the volatiles trapped in vesicles consist predominantly of H₂O with minor amounts of CO₂, and the concentration of water in the glasses indicates that H₂O saturation was attained. Rare gases except helium are atmospheric in origin, and the ³He/⁴He ratios and the CO₂/³He ratios are respectively lower and higher than those typical of Mid-Ocean Ridge Basalt (MORB), and appear to correlate with the degree of differentiation. AFCD allows efficient degassing of mantle-derived volatiles and contribution of crust-derived and atmosphere-derived volatiles. Given the widespread occurrence of differentiated magmatism at arcs, we suggest that AFCD is responsible for large-scale occurrence of ³He-rich crustal fluids and of atmospheric-like rare gases in arc emanations, and that most of the volatiles are lost continuously during fractional crystallisation, rather than catastrophically during eruptions.     

Oceanic thunderstorms

Summary The oceanic thunderstorm has long been a difficult phenomenon to investigate. The diurnal variation of these storms together with that of land based storms is essential in providing the statistical correlation between global thunderstorm activity and oceanic potential gradients upon which the classical explanation of the maintenance of the earth's electric charge is based. A data base of over seven million synoptic observations by ships throughout the world ocean has been analyzed to give a fresh approach and insight to the universal time variation of ocean areas affected by thunderstorms. According to these data, the annual average of this ocean area has a mean of 202×10⁴ km² with a diurnal peak of 240×10⁴ km² in the interval of 1800 to 2400 GMT. A diurnal minimum is observed to be 167×10⁴ km² in the interval of 0600 to 1200 GMT.

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Zusammenfassung Es war lange Zeit schwierig, die ozeanischen Gewitter zu untersuchen. Die klassische Erklärung für die Aufrechterhaltung der elektrischen Erdladung gründet sich auf den Zusammenhang zwischen dem luftelektrischen Potentialgefälle auf See und der weltweiten Gewittertätigkeit, wofür die Kenntnis der Tagesgänge der Gewitter über Land und über den Ozean eine wichtige Voraussetzung bilden. Beobachtungsmaterial mit mehr als sieben Millionen synoptischen Beobachtungen — gewonen von Schiffen auf allen Ozeanen — wurde ausgewertet um auf eine neue Weise die von Gewittern bedeckten ozeanischen Flächengrösse in ihrer nach Weltzeit verlaufenden Variation zu untersuchen. Es stellt sich heraus dass das Jahresmittel dieser Flächengrösse bei 202·10⁴ km² liegt, mit einem tageszeitlichen Höchstwert von 240·10⁴ km² in der Zeit zwischen 1800 und 2400 GMT. Ein tageszeitlicher Mindestwert wurde zu 167·10⁴ km² gefunden, welcher zwischen 0600 und 1200 GMT auftritt.

     

Die Berechnung der Globalstrahlung aus Trübungswert und Bewölkung

Zusammenfassung Es werden einfache halbempirische Formeln zur Berechnung der Globalstrahlung angegeben. Die Abhängigkeit der Globalstrahlung von den meteorologischen Parametern Trübungsgrad (Linke'scher TrübungsfaktorT _g) sowie Bewölkungsart und-bedeckung wurde empirisch aus Messungen in Frankfurt (Main) und Potsdam ermittelt. Die nach diesen Formeln berechnete Globalstrahlungsleistung in ly min^–1 und die 24-stündige Globalstrahlungsenergiesumme in ly wird mit Messergebnissen anderer Autoren in den Tropen, bzw. in Polargebieten, verglichen, wobei sich eine sehr gute Übereinstimmung zeigt.

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Summary Simple halfempirical formulas for the calculation of the global radiation are presented. The dependence of global radiation on the meteorological parameters: turbidity (turbidity factorT _g afterLinke) and type and amount of cloud was find empirically from the measurements in Frankfurt (Main) and Potsdam. The flux of global radiation (in ly min^–1) and the daily sum of global radiation energy, calculated by these formulas, was compared with measured values of other authors in the tropics and in polar regions, respectively, and shows satisfactory agreement.

     

Introductory notes on shock remanent magnetization and shock demagnetization of igneous rocks

Summary Effects of mechanical shocks of about 0.5 msec in duration on the remanent magnetization of igneous rocks are experimentally studied. The remanent magnetization acquired by applying a shock (S) in the presence of a magnetic field (H), which is symbolically expressed asJ _R (H₊S H_o), is very large compared with the ordinary isothermal remanent magnetization (IRM) acquired in the same magnetic field.J _R (H₊S H_o) is proportional to the piezo-remanent magnetization,J _R (H₊P₊P_o H_o).The effect of applyingS in advance of an acquisition of IRM is represented symbolically byJ _R (S H₊ H_o).J _R (S H₊ H_o) can become much larger than the ordinary IRM, and is proportional to the advance effect of pressure on IRM,J _R(P₊ P₀ H₊ H₀).The effect of shockS applied on IRM in non-magnetic space is represented by the shock-demagnetization effect,J _R(H₊ H₀ S), which also is proportional toJ _R(H₊ H₀ P₊ P₀).Because, the duration of a shock is very short, a single shock effect cannot achieve the final steady state. The effect ofn-time repeated shocks, is represented byJ ₀+J ^*(n), whereJ ₀ means the immediate effect and J ^*(n) represent the resultant effect of repeating, which is of mathematical expression proportional to [1–exp {–(n–1)}].

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Zusammenfassung Die Effekte des mechanischen Stosses mit der Dauer von etwa 0.5 ms auf der remanenten Magnetisierung wurden experimentell nachgesucht. Das erworbene Remanenz der Magnetisierung nach dem Stoss (S) unter dem magnetischen Feld (H), das hier symbolisch alsJ _R(H₊ SH₀) bezechnet wird, ist sehr stark im Vergleich mit der normalen isothermischen remanenten Magnetisierung (IRM) unter demselben magnetischen Feld.J _R(H₊ S H₀) ist im Verhältnis zur piezoremanenten Magnetisierung,J _R(H₊ P₊ P₀ H₀).Der Effekt vom Stoss vor der Erwerbung von IRM wird symbolisch alsJ _R(S H₊ H₀) bezeichnet.J _R(S H₊ H₀) kann viel stärker als die normale IRM werden, im verhältnis zum Effekt des vorausgegebenen Drucks auf IRMJ _R(P₊ P₀ H₊ H₀).Der Effekt des Stosses auf IRM im Raum ohne magnetisches Feld wird mit dem Stossentmagnetisierungseffekt dargestellt,J _R(H₊ H₀ S), der auch proportional zuJ _R(H₊ H₀ P₊ P₀) ist.Da die Dauer einzelnen Stosses sehr kurz ist, kann der Effekt des einmaligen Stosses den endgültigen stabilen Zustand nicht erreichen. Der Effekt nachn-maligen wiederholten Stossen wird alsJ ₀+J ^*(n) bezeichnet, wobeiJ ₀ den unverzüglichen Effekt bedeutet, und J ^*(n) beschreibt den resultanten Effekt der Stosswiederholung, dessen mathematische Darstellung proporational zu [1–exp {–(n–1)}] ist.

     

Änderungen der chemischen Eigenschaften des Klärschlammes bei der Methanfermentation

Zusammenfassung Im Verlauf der anaeroben Fermentation des Kl?rschlammes kommt es zu ?nderungen der chemischen Eigenschaften. Die organischen Stoffe werden in wasserl?sliche Verbindungen mit niedrigerem Molekülgewicht, diese dann weiter in Mineralkomponenten CH₄, CO₂, NH₃ und H₂S zersetzt. In der vorliegenden Arbeit sind diese ?nderungen quantitativ ausgewertet, und die Kinetik ihres Verlaufes wurde verfolgt. Die erzielten Ergebnisse sind in Tabellen und Abbildungen zusammengefasst.

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Summary The anaerobic methane fermentation of sewage sludge caused changes of its chemical properties. Organic matter is decomposed into water soluble compounds of minor molecular weight, and subjected to further decomposition into mineral components CH₄, CO₂, NH₃ and H₂S. This paper deals with these changes in a quantitative evaluation, the kinetics of their course being followed as well. The attained results are summarized into tables and graphs.

     

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.