Variations in exospheric density at heights near 1100km, derived from satellite orbits

In an earlier paper, values of exospheric density were obtained from the orbit of Echo 2 for the years 1964–1965. The results indicated a semi-annual variation in density by a factor of between 2 and 3, considerably larger than predicted by existing atmospheric models.

These studies have now been extended to the beginning of 1967, using both Echo 2 and Calsphere 1, to show how the density is responding to increasing solar activity. Variations in density during 1964 have been analysed in more detail. The long-term variation associated with the solar cycle and the short-term variations associated with magnetic and solar disturbances agree with the variations expected on the basis of current models. The semi-annual variation is persisting to higher levels of solar activity, and although its amplitude is diminishing the factor of variation was still 1.6 in 1966.     

On the basic principles of geophysical radioactive measurements

Summary The process of radon diffusion in space and time through rocks is treated in detail from the point of view of radiometric prospecting for oil. Taking into account the depth and diffusivity conditions encountered in nature it is stated that vertical radon diffusion reaching from the oil deposits up to the surface cannot be expected. Time intervals as required for setting in of a stationary concentration state and decay conditions of the radon lead to the conclusion that the penetration of emanometric measurements seldom exceeds the depth of 5–10 m.     

Prediction of the field strength fading forms by means of weather situations

Summary In this study the different forms of the electromagnetic field strength recordings at the Thera-Crete microwave line of link are examined, in comparison with the corresponding weather situations prevailing over that area. According to the amplitude of fluctuations, the different forms of recordings have been classified in three basic typesA, B, C and the annual frequency of the appearance of these types has been observed. Finally, the influence of weather situations on radio wave propagation was examined and it has been found that in most cases a close relationship exists between weather situations and the different fading forms of the electromagnetic field so that a prediction of the fading form be possible by means of the weather forecast.This study was sponsored by a research grant from NATO's Scientific Committee.     

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.     

Kondensstreifen auf dem Radarschirm?

Zusammenfassung Es wird über einige Radarbeobachtungen berichtet, die den Schluß nahelegen, daß gelegentlich Kondensstreifen von Flugzeugen als meteorologische Radarechos sichtbar werden.

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Summary Several observations seem to indicate that occasionally condensation trails from aircraft may produce meteorological radar echo.

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Résumé L'auteur, se basant sur quelques observations faites au radar, rapporte que les traînées de condensation laissées derrière eux par les avions peuvent parfois apparaître sur les écrans sous forme d'échos météorologiques.

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Mit 2 Textabbildungen     

Infrared transmission by water vapour

Summary Values of infrared transmission by water vapour are required in order to prepare radiation charts, to establish electronic computer programs for flux calculations, to permit deduction of stratospheric vapour concentrations from infrared observations and to facilitate the interpretation of infrared satellite data. In this paper, approaches involving the extensive use of spectroscopic (and theoretically derived) parameters are explored fully and their limitations indicated. The central problem in the use of the random model for the water vapour spectrum is the choice of a suitable unit of spectral interval. This choice involves the testing of line positions for a random distribution, the combination or separation of closely-adjacent lines and the assessment of the effects of a variable band envelope. Techniques suitable for these purposes are developed. In the spectral region between bands, one must consider the background or continuous absorption due to distant but strong lines. Appropriate methods of doing this are presented. In this case, in particular, the calculation of flux transmission for non-homogeneous atmospheric slabs presents special problems, which are considered here.

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Zusammenfassung Für die Konstruktion von Strahlungsdiagrammen, die Erstellung von Programmen für die Berechnung von Strahlungsstr?men mittels elektronischer Rechenmaschinen, für die Ermittlung von Wasserdampfkonzentrationen in der Stratosph?re durch Infrarotbeobachtungen und für die Auswertung von Strahlungsdaten, die von Satelliten gewonnen werden, sind genaue Angaben über die langwellige Transmission des Wasserdampfes erforderlich. In der vorliegenden Arbeit wird der Versuch unternommen, durch umfassenden Gebrauch von spektroskopischen (und auch theoretischen) Parametern diese Aufgabe zu l?sen, wobei, auch die Grenzen der Methode aufgezeigt werden. Das Kernproblem bei der Verwendung eines Zufallsmodells des Wasserdampfspektrums ist die Wahl einer geeigneten Einheit für die Spektralintervalle. Dies bedeutet eine überprüfung der Lage der Absorptionslinien im Hinblick auf eine Zufallsverteilung, die Vereinigung oder Trennung benachbarter Spektrallinien und die Beurteilung der Frage, inwieweit die Wahl verschiedener Einhüllender der Spektralbanden das Ergebnis beeinflu?t. Es wurden dafür geeignete Methoden entwickelt. In den Spektralbereichen zwischen den Banden mu? auch der Betrag der kontinuierlichen Absorption, hervorgerufen durch die auseinanderliegenden, aber starken Linien in Rechnung gestellt werden. In diesem Fall ergibt sich das besondere Problem, die Strahlungsstr?me für nicht homogene Atmosph?renschichten zu berechnen.

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Résumé Il est indispensable de posséder des données exactes de la transmission pour les longues ondes dans la vapeur d'eau pour l'étude des domaines suivants: construction de diagrammes du rayonnement, programmation pour le calcul des flux de rayonnements par des calculatrices électroniques, calcul du taux de vapeur d'eau dans la stratosphère par des observations dans l'infra-rouge, dépouillement des données du rayonnement fournies par les satellites artificiels. Le présent travail est un essai de solution de ce problème au moyen de paramètres spectroscopiques et théoriques; on y indique cependant aussi les limites utiles de la méthode. Lors de l'utilisation d'un modèle aléatoire du spectre de la vapeur d'eau, le problème crucial est le choix d'une unité adéquate pour la mesure des intervalles spectraux. Cela implique l'examen de la position des lignes d'absorption en rapport avec la répartition aléatoire, la réunion ou la séparation de lignes spectrales rapprochées et l'appréciation de la mesure dans laquelle le résultat est influencé par le choix des différentes enveloppantes des bandes spectrales. On a développé des méthodes appropriées à ce but. La valeur de l'absorption continue, provoquée par des lignes distinctes, mais fortement marquées doit également être prise en considération dans l'espace compris entre les bandes du spectre. Dans ce cas, il se pose un problème particulier: celui du calcul des flux de rayonnement pour des couches atmosphériques inhomogènes.

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With 4 Figures

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Published by permission of the Director, Meteorological Branch, Department of Transport, Canada, and dedicated toDr. W. M?rikofer on the occasion of his 70th birthday.     

Étude du mouvement du sol au voisinage d'une faille: II

Resumo Ni modifiis la hipotezojn de antaùa noto por reprezenti eventualajan zonojn kun plasteca fluo en la Tero. La simpla modelo uzita por la antaùsisma deformigo permesas studi la liniojn kie elementaj sirplanoj estas paralelaj al fiksa plandirekto. Oni trovas por la responda sisma deformigo simplan proksimuman formulon. Aplikado al la fendego de San Francisco donas profundecon de nur 7 km.

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Summary The hypotheses of a previous note are modified to take into account eventual zones of plastic flow in the ground. A simple model of preseismical strain is used, which enables us to study the repartition of the elementary shear planes. It is possible to deduce the extent of faulting in depth from the combined preseismical and seismical strains. An application to the San Francisco earthquake gives a depth of 7 km only.

     

A condensation method particle size spectrometer

Summary A condensation method of measuring the size frequency distribution of Aitken nuclei is described. Making use of thePollak-Nolan photoelectric nucleus counter it is based on the removal of the nuclei activated at various overpressures from the counter by precipitation and the counting of those that remain. Various stored aerosols are investigated by means of it and the decay mechanisms of these aerosols discussed in the light of the results obtained. The value of the exhaustion method of finding diffusion coefficients is also examined.

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Zusammenfassung Es wird eine Kondensationsmethode zur Messung des Häufigkeitsspektrums der Größenverteilung von Aitken-Kernen beschrieben. Unter Benützung des photoelektrischen Kernzählers vonPollak undNolan beruht sie darauf, daß die aktivierten Kerne bei verschiedenen Überdrucken durch Ausfällung ausgeschieden und die übrigbleibenden ausgezählt werden. Mit dieser Methode wurden verschiedene gespeicherte Aerosole untersucht und auf Grund der Ergebnisse der Zerfallsmechanismus dieser Aerosole diskutiert; es wurde auch die Eignung der Evakuierungsmethode zur Bestimmung von Diffusionskoeffizienten untersucht.

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Résumé L'auteur décrit une méthode permettant de mesurer par condensation le spectre des fréquences de la répartition des grosseurs de noyaux d'Aitken. Cette méthode repose sur le principe suivant: On élimine les noyaux activés sous différentes pressions par sédimentations successives. Les noyaux restant sont alors dénombrés par le compteur photoélectrique de noyaux mis au point parPollak etNolan. L'auteur a étudié par cette méthode divers aérosoles conservés et il discute, sur la base des résultats obtenus, le mécanisme de désagrégation de ces aérosoles. Il a également étudié si la méthode par évacuation se prêtait à la détermination des coefficients de diffusion.

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With 1 Figure