A system for large volume aerosol sampling in the stratosphere using electrostatic precipitation

Summary An instrumental system for securing aerosol samples in the stratosphere by electrostatic precipitation has been developed. The system is designed to be balloon borne to altitudes between 30 km and 45 km and to collect with high efficiency the aerosol content of the stratosphere at these altitudes. Volumetric sampling rates of one meter³ sec^–1 ambient air are obtained with the sampling configuration with collection efficiency in excess of 95 percent for particles between .01 microns (mmd) and 2 microns (mmd).Specially developed associated instrumentation for altitude and air flow measurement points to an important versatility in the application of gas discharges for low-pressure (or high altitude) altimetry and anemometry over a very wide range of air densities and tempertures.The theory, operation, and performance of the aerosol sampling system and associated subsytems are described. Certain new observations of low-density corona physics phenomena are reported and potential applications to other areas of research and technology are indicated.

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Zusammenfassung Es wurde ein Instrument entwickelt, mit dem man Aerosolproben aus der Stratosphäre durch elektrostatischen Niederschlag erhalten kann. Das System wird von einem Ballon in Höhen zwischen 30 und 45 km getragen und sammelt mit hoher Wirksamkeit Proben des Aerosolgehalts in diesen Höhen. Mit dem Instrument wird eine Sammelgeschwindigkeit von 1 m³/sek erreicht bei einer Sammelwirksamkeit von mehr als 95% für Partikel von Größen zwischen 0,01 und 2 Mikron.Besonders entwickelte angeschlossene Instrumente zur Messung der Höhe und der Luftströmungen zeigen die wesentliche Vielseitigkeit der Anwendung von Gasentladungen für die Höhenmessung und Windmessung bei niedrigem Druck (oder in großen Höhen) in einem großen Bereich der Luftdichte und der Temperatur.Es werden die Theorie, die Arbeitsweise und die Ausführung des Aerosolprobeninstrumentes und der angeschlossenen Hilfssysteme beschrieben. Es wird über einige neue Beobachtungen aus dem Bereich der Phänomene der Gasentladungen bei niedriger Dichte berichtet und neue mögliche Anwendungen in anderen Zweigen der Forschung und Technologie werden angegeben.

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Résumé On a construit un instrument au moyen duquel on peut obtenir des échantillons d'aérosole stratosphérique par précipitation électrostatique. Le système est emporté par un ballon à des altitudes de 30 à 45 km et rassemble avec efficacité des echantillons du contenu de l'aérosole à ces altitudes. Avec cet appareil, on obtient une vitesse de prise de 1 m³/sec avec une efficacité de plus de 95% pour les particules comprises entre 0,01 et 2 microns.Des appareils spéciaux annexes permettent de mesurer la hauteur et les courants d'air. Ils démontrent les possibilités multiples de l'utilisation de la décharge dans un gaz pour la mesure de l'altitude et des vents par pression très faible (ou à très haute altitude) dans un domaine étendu tant de la densité de l'air que de la température.On décrit dans ce mémoire la théorie, le mode de travail et l'exécution de cet instrument de prise d'échantillons d'aérosoles ainsi que des systèmes auxiliaires annexes. On rapporte sur quelques nouvelles observations faites dans le domaine des phénomènes connexes à la décharge dans un gaz par faible densité. On indique en outre de nouvelles possibilités d'utilisation du système dans d'autres branches de la recherche ou de la technologie.

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With 16 Figures

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This work has been supported by the Division of Biology and Medicine, U. S. Atomic Energy Commission, under contract at (30-1)-2363 with Del Electronics.     

Zur Frage der Geoelektrischen Blitzgefährdung

Zusammenfassung Der Verfasser untersucht das Problem, ob die Einschlagstelle des Blitzes auch durch die geoelektrische Bodenbeschaffenheit mitbestimmt ist. Zur Untersuchung dieser Frage wurden bisher Modellversuche, mathematische Berechnungen und Auswertungen der Statistik herangezogen. Der Verfasser kommt durch die Auswertung einer umfangreichen Blitzschlagstatistik, die für österreich angelegt wurde, zu dem Ergebnis, dass es ausgedehnte Gebiete gibt, die wegen ihrer besonderen geoelektrischen Bodenbeschaffenheit stark blitzgefährdet sind und dass auch begrenzte Zonen dieser Art, die sogenannten « Blitznester » existieren.

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Summary The author investigates the problem whether certain places of the ground are especially often struck by lightning and whether this effect is caused by the geoelectrical nature of the underground. By examining a great number of results obtained in Austria the author comes to the solution that the question of the existance of the so-called « lightning nests » must be answered in the affirmative.

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Aus einem Referat auf dem 4. Internationalen Blitzschutzkongress 1956 in Meran.     

Late Glacial and Holocene environmental history of the Pirin Mountains (SW Bulgaria): a paleolimnological study of Lake Dalgoto (2310 m)

Diatoms, Cladocera, and chironomids preserved in the sediments of Lake Dalgoto were studied to reconstruct the history of the lake ecosystem in the context of the vegetation history as represented by the pollen stratigraphy. Younger Dryas silty sediments at the base of the core are characterized by low diversity of aquatic organisms. The transition to the Holocene is indicated by a sharp change from silt to clay-gyttja. The migration and expansion of trees at lower elevations between 10200 and 8500 ¹⁴C-yr BP, along with higher diversities and concentrations of aquatic organisms and the decreased proportion of north-alpine diatoms, point to rapidly rising summer temperatures. After 6500 ¹⁴C-yr BP the expansion of Pinus mugo in the catchment coincides with signs of natural eutrophication as recorded by an increase of planktonic diatoms. In the late Holocene (4000–0 ¹⁴C-yr BP) Pinus peuce and Abies are reduced and Picea expands. Cereal grains and disturbance indicators suggest late-Holocene human modification of the vegetation.     

The responses of different ethnic groups in the Sudan to rural-urban migration

The ethnic identities of the various population groups in the Sudan are a product of their specific natural and social environments. The migration of these groups to the towns, especially to Greater Khartoum, involves a drastic change of cultural norms and values. However, the capability of change and the subsequent results are strongly conditioned by the specific background of each ethnic group and by the conditions in its area of origin. This is being proved by a comparative study on three ethnic groups in the Sudan: the Nuba, the Zaghawa and the Hadandawa.     

Biogeochemistry of the Madeira river basin

A biogeochemical characterization of the Madeira river basin has been made to evaluate the local and global effects of possible alterations in the ecosystem caused by recent intensive occupation in Rondonia state. During the period April 1983—January 1986, sampling was made both by land and river along the tributaries and main channel of the Madeira river. The parameters analysed lead to a detailed study of the physicochemical quality of the waters of the basin and their relationship with the local geology, associated with the transport of solid material and the hydrological behavior of the ecosystem.Penman's method adapted to tropical rainforest conditions was used to evaluate the potential evapotranspiration for the basin. Estimated potential evapotranspiration was 1420 mm/y, 77% due to the energy balance. Real evapotranspiration was 94% of the estimated potential and the main residence time of the rain water in the basin was 2 months. The isotopic behavior of Hydrogen and Oxygen in the river waters of the region was typical of great rivers, the values being more positive during the dry season and more negative during the rainy season. An isotopic gradient of ¹⁸O 0.038 ()/100 km, was established from Porto Velho station to the estuary, which was considered low when compared with the value of 0.063 ()/100 km, obtained for the Amazon river.In general, the waters of the tributaries were poor in dissolved ion species when compared with the main channel of the Madeira river. Seasonal variation in the transport of suspended sediment kept the same pattern, greater transport being observed on rising water than during high water. A transport of 2.85 million tons per day was observed in the Madeira river near the mouth.     

Eine Differenzmethode zur Erhöhung der Meßgenauigkeit und Erweiterung des Meßbereiches normaler Drehkompensatoren

Zusammenfassung Eine Differenzmethode zur Erhöhung den Genauigkeit der Messung von optischen Gangunterschieden durch Drehkompensatoren und Erweiterung von deren Mcßbereich wind beschrieben und durch Beispiele geprüft und erläutert.Der Vorteil dieses Verfahrens liegt in der erreichbaren Genauigkeit der Bestimmung kleiner und großer , die meist haher liegt als die der direkten Ermittelung durch Kompensation auf . = 0.Bei kleinen und großen , kann durch Messung einer Summe von Gangunterschieden oder eines Restgangunterschiedes anstatt des im Meßpräparat vorliegenden die Messung stets in den besten Meßbereich des jeweils vorliegenden Kompensators gerückt werden. Darüberhinaus sind höhere, durch Kompensatoren mit kleinerem Meßbereich ebenso genau bzw. nosh genauer bestimmbar. Es muß nun durch einen Quarzkeil oder einen underen Kompensator die ungefähre Lage der Kompensationsstelle auf = 0 ermittelt werden.Unter Verwendung monoehromatischen Lichtes können auch in der Additionsstellung von Meßpraparat und Kompensator ebensogut und genau bestimmt werden wie in der bisher traditionell bevorzugten Subtraktionsstellung.     

Die schwedische Hochgebirgsfrage

Resumé Wenn ich also meine Gedanken in der Hochgebirgsfrage zusammenfasse, möchte ich sagen, dass—trotz aller kolossalen Faltungen und intensiven Bewegungen in den Gebirgsmassen unseres Lapplands — die Lagerfolge im grossen und ganzen normal ist; dass die metamorph. Gesteine, welche auf und zwischen den fossilführenden Schiefern und Kalksteinen lagern, von wesentlich eruptivem Ursprunge sind — sei es als Decken oder als mehr oder weniger tuffoide Bildungen — in Analogie mit den Isländischen Basaltformationen 1); und dass die mylonitischen Erscheinungen, welche, wahrscheinlich zonenweise, eine so grosse Rolle in unseren Hochgebirgen spielen, durch relativ kurze Hin- und Herbewegungen, Biegungen und Druckquetschungen entstanden sind — sei es, dass vollständig neue Kristallisationen erfolgten oder nicht; dass endlich der auffallende Kontrast zwischen der Hauptmasse der Silurschiefer und den Eruptiven (mit ihren Derivaten) auf der wesentlich und ursprünglich ungleichen Beschaffenheit dieser Gesteine beruht. Aber unsere schwedische Provinz Lappland, das Zauberland, ist gross — 116389 qkm, oder mehr als Bayern, Württemberg und Baden zusammengenommen — und die bisher ausgeführten geologischen Arbeiten sind trotz allem doch nur als übersichtliche zu rechnen. Ich will deswegen natürlich nicht behaupten, dass meine, zwar auf mehr als dreissig Hochgebirgsreisen gegründete Auffassung die völlig richtige sei, aber ich glaube doch, dass ich mit Realitäten rechne, während sich meine geehrten Gegner so zu sagen auf Zauberstäbe stützen.