On the compensation pyrheliometer

Summary Starting fromK. Ångström's original work, a theory of the compensation pyrheliometer is given. This theory is based on the fact that the instrument consists of two similar parts, and it develops a similarity condition which replaces the assumption made hitherto that both parts are identical. This condition contains not only the qualities of the strips of the pyrheliometer, but as well the effects of the heat exchange between the strips and their surroundings. Deviations from the similarity condition and their measurement are discussed.In successive steps the treatment is refined in order to show how effects of unequal heat exchange in case of irradiation or of compensating electrical heating can be covered. The merits of single-and of double-system pyrheliometers are compared and the superiority of the compensation pyrheliometer over the bolometer system is demonstrated.In an Appendix a treatment of the edge-effect of the pyrheliometer is given.

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Zusammenfassung Ausgehend vonK. Ångströms Originalarbeit wird eine Theorie des Kompensationspyrheliometers gegeben. Zunächst wird in Betracht gezogen, daß das Instrument aus zwei ähnlichen Teilen besteht, und eine Ähnlichkeitsbeziehung entwickelt, welche die bisherige Annahme einer Gleichheit der beiden Teile ersetzt. In diese Beziehung gehen nicht nur die Eigenschaften der Streifen des Pyrheliometers, sondern auch die des Wärmeaustausches zwischen ihnen und der Umgebung ein. Abweichungen von der Ähnlichkeit und ihre Messung werden diskutiert.In aufeinanderfolgenden Schritten wird die theoretische Behandlung verteinert, um zu zeigen, wie Effekte eines ungleichen Wärmeaustausches im Fall von Bestrahlung bzw. von kompensierender elektrischer Heizung erfaßt werden können. Die Vorzüge von Einfach- und von Doppelsystem-Pyrheliometern werden verglichen, und es wird gezeigt, weshalb das Kompensationspyrheliometer dem Bolometer überlegen ist.In einem Anhang wird der Randeffekt des Pyrheliometers behandelt.

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Résumé A partir du traité original deK. Ångström, on présente une théorie du pyrhéliomètre à compensation. En tenant compte du fait, que l'instrument consiste en deux parties semblables, on développe une condition d'analogie qui remplace l'identité supposée des deux parties. Cette condition ne comprend pas seulement les qualités des lamelles du pyrhéliomètre, mais aussi de l'échange de chaleur entre les lamelles et leur entourage. On discute des déviations de l'analogie et leur mesure.Dans des étapes successives, la théorie est approfondie, et l'on démontre de quelle manière on peut exprimer les effets d'un échange de chaleur inégal lors de l'irradiation d'un côté et le chauffage électrique compensateur de l'autre côté. On compare les qualités des pyrhéliomètres à système simple ou double et on démontre la supériorité du pyrhéliomètre à compensation sur le bolomètre.Dans un Appendice, on traite l'effet de bord du pyrhéliomètre.

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With 1 Figure

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The work described in this paper was carried out in 1946 and 1947, while the author was working at the Observatory of Davos, and it was laid down in a series of internal reports to the Observatory and to Dr.A. Ångström who kindly helped to ease the work by a grant from the Swedish Research Council which was gratefully acknowledged. The ever increasing enterprises of the Observatory did not permit a publication in the following time. The author finds now much pleasure in revising the work and presenting it in a partly enlarged, but mostly condensed form to Dr.W. Mörikofer, the Director of the Observatory of Davos, at the occasion of his seventieth birthday.     

The bright quasar 3C 273

We review the observed properties of the bright quasar 3C 273 and discuss the implications of these observations for the emission processes and in view of gaining a more global understanding of the object. Continuum and line emission are discussed. The emission from the radio domain to gamma rays are reviewed. Emphasis is given to variability studies across the spectrum as a means to gain some understanding on the relationships between the emission components. 3C 273 has a small scale jet and a large scale jet. The properties of these jets are described. It is also attempted to relate the activity in the small scale jet to that observed in the radio and infrared continuum. Received: 5 June 1998     

The α-effect in 2D fast dynamos

We look at the large-scale dynamo properties of spatially periodic, time dependent, helical 2D flows of the form u(x, t)?=?(? _y ?ψ?(x, y, t), ?? _x ?ψ?(x, y, t), ?ψ (x, y, t). These flows act as kinematic fast dynamos and are able to generate a mean magnetic field uniform and constant in the xy-plane but whose direction varies periodically along z with wavenumber k. Using Mean Field Electrodynamics, the generation mechanism can be understood in terms of a k-dependent α-effect, which depends on the magnetic Reynolds number, R _m . We calculate this effect for different motions and investigate how its limit as k?→?0 depends on R _m and on the properties of the flows such as their spatial structure or correlation time. This work generalises earlier studies based on 2D steady flows to motions with time dependence.     

Luftdruckschwankungen und Wetterfühligkeit

Zusammenfassung Die in einer vorangegangenen Arbeit des Verf. zusammengestellten Kenntnisse über atmosphärische Druckschwankungen werden, nach speziellen Ergänzungen, auf ihre Konsequenzen für die Druckschwankungstheorie der Wetterfühligkeit untersucht. Vom Standpunkt, der das Ohr als Rezeptor dieser Schwankungen betrachtet, aus ergibt sich die entscheidende Bedeutung des an die untere Frequenzgrenze der Schalleindrücke anschließenden Frequenzgebietes, das als Subschallgebiet bezeichnet werden soll. Da bei den atmosphärischen Erscheinungen in diesem Gebiet die Windeffekte dominieren, scheint eine Erklärung der Wetterfühligkeit aus Luftdruckschwankungen kaum mehr möglich. Die Kenntnisse auf dem Subschallgebiet sind jedoch noch nicht so lückenlos, daß diese Erklärungsmöglichkeit mit voller Sicherheit ausgeschlossen werden dürfte.

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Summary A survey of the knowledge on oscillations of atmospheric pressure, previously given by the author, is analysed in order to find consequences for a theory explaining meteoropathological effects by these oscillations. For this purpose the survey is completed in special directions. Assuming that the ear acts as receiver of these oscillations the range of subacoustic frequences lying close to the inferior limit of the acoustic region proves to be decisive for the theory mentioned. In this range the pressure changes of wind are dominant, so that an explanation of meteoropathological effects by oscillations of atmospheric pressure hardly seems to be possible. However the knowledge of subacoustic frequences is not so complete as to allow already a total exclusion of this explanation.

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Résumé Les faits relatifs aux variations de pression atmosphérique exposés par l'auteur dans une précédente étude et complétés ici sont examinés du point de vue de la théorie qui veut voir dans les variations de pression l'origine de la sensibilité physiologique à l'égard du temps météorologique. S'il est vrai que l'oreille constitue l'organe sensible à ces variations, l'importance du domaine des fréquences dites infrasonores qui prolonge celui des basses fréquences audibles apparaît nettement; ce domaine pourra être nommé «région subacoustique». Puisque ce domaine est celui qui correspond essentiellement aux effets du vent, il ne paraît plus guère possible d'expliquer la sensibilité physiologique à l'égard du temps par des variations de pression. La région subacoustique n'est cependant pas encore assez bien connue pour que l'on puisse à coup sûr écarter cette possibilité d'explication.

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Mit 1 Textabbildung.     

Das Kugelpyranometer Bellani

Zusammenfassung Im ersten Teil der Arbeit wird die Entwicklungsgeschichte des Kugelpyranometers Bellani, das Tagessummen der Bestrahlung einer Kugelfläche mißt, geschildert und die Bedeutung der Messung der Strahlung auf eine frei exponierte Kugel diskutiert; solche Messungen können nicht nur für biologisch orientierte Fragestellungen, sondern auch für rein geophysikalische Studien von Wichtigkeit sein. In drei weiteren Abschnitten wird die Funktionsweise des Instruments etwas eingehender dargestellt, damit die wichtigsten Eigenschaften des am Observatorium Davos entwickelten und hergestellten instrumenttyps verständlich werden. Es folgt eine Darlegung über die Gewinnung des absoluten Eichfaktors des Instruments und über seine Eigenschaften, insbesondere seine zeitliche Konstanz und Genauigkeit. Zuletzt folgen Hinweise auf die Handhabung des Instruments. Der Gesamtfehler der Tagessummen der Strahlung, wie sie mit dem Kugelpyranometer Bellani gemessen werden, liegt unter 3%.

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Summary The first chapter of this paper gives the history of the spherical pyranometer bellani and discusses the importance of measuring the radiation which falls on a freely exposed sphere. Such measurements are of importance not only for biological problems but also for geophysical studies. In three further chapters the way of working of the instrument is discussed in closer details in order to make understandable the most outstanding features of the instrument, that has been developped and is manufactured by the Observatorium Davos. Then follows a discussion on the absolute calibration-factor of the instrument and its qualities, mainly its invariability over longer periods of time and its accuracy. At last instructions for the use of the instrument are given. The overall error of daily sums of radiation measured by the spherical pyranometer Bellani is less than 3%.

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Résumé Dans la première partie du présent travail on décrit l'invention et le développement du pyranomètre sphérique de Bellani ainsi que l'importance de la mesure du rayonnement sur une sphère librement exposée. Les dites mesures ne sont pas seulement d'utilité en biologie mais peuvent l'être aussi dans des questions de géophysique pure. Dans les trois chapitres suivants, on décrit avec plus de détails le fonctionnement de l'instrument afin d'expliquer les propriétés du type d'appareil récemment développé et actuellement en construction à l'Observatoire de Davos. On expose ensuite la manière d'établir le facteur d'étalonnage absolu de l'instrument et l'on décrit ses propriétés, en particulier sa constance au cours du temps ainsi que son exactitude. Pour terminer on indique comment il faut manier l'appareil en question. L'erreur totale des sommes diurnes du rayonnement tels que les mesure le pyranomètre Bellani est plus petite que 3%.

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Mit 3 Textabbildungen.     

A model for the emission spectrum of Active Galactic Nuclei

The overall spectrum of Active Galactic Nuclei is discussed in terms of a wind and shock model. The central object of the active galactic nuclei is the source of a strong supercritical wind. The interaction of the wind with the surrounding medium generates the non-thermal radiation observed in active galactic nuclei. The spectrum predicted by the wind and shock model is compared with the observations of the quasar 3C 273.     

Buchbesprechungen

Ohne Zusammenfassung     

Beiträge zur Strahlungsmeßmethodik I: Die physikalischen Grundlagen der kalorischen Strahlungsmeßmethoden

Zusammenfassung Es wird eine systematische Übersicht über die Möglichkeiten zur Messung von Strahlungsenergien gegeben. Bei den hier besonders betrachteten kalorischen Meßmethoden wird die Strahlungsenergie durch einen Empfangskörper absorbiert, von dem sie dann als Wärmestrom abfließt; daher sind alle Meßmethoden für Wärmeströme zu Strahlungsmessungen verwendbar. Es können Wärmeströmungen unterschieden werden mit oder ohne Phasenänderungen von Körpern des Meßsystems, sowie stationäre und nichtstationäre Wärmeströmungen, wobei sich noch weitere Varianten ergeben. Die Möglichkeiten werden in einem Schema veranschaulicht und die wichtigsten bekannten Strahlungsmeßinstrumente werden darnach eingeordnet.

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Summary A systematic survey of the possibilities for measurements of radiant energy is given. With the calorimetric methods specially considered here, the radiant energy is absorbed by a receiving-body from which it will flow off as a thermal current; hence all methods for measuring thermal currents can be employed to measure radiant energy. Thermal currents with or without a change of phase of bodies composing the receiving-system can be distinguished, as well as stationary and nonstationary thermal currents, of which further variants exist. A table by use of which the most important radiation-measuring instruments are classified illustrates these possibilities.

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Résumé On donne un exposé systématique des différentes possibilités de mesure de l'énergie de rayonnement. Lors des mesures calorifiques spécialement envisagées ici, l'énergie des radiations est absorbée par un corps récepteur qui la restitue alors sous forme d'un courant de chaleur; c'est pourquoi toutes les méthodes de mesure du fluide calorifique s'appliquent-elles aux mesures de l'énergie de rayonnement. On peut distinguer ici des courants calorifiques avec ou sans changement de phase des corps de l'appareil de mesure, ainsi que des courants permanents et variables, ce qui fournit d'autres variantes encore. Un schéma montre les différentes possibilités et classe d'après elles les appareils de mesure du rayonnement les plus connus.