Comment on the effect of a vorticity centre on a frontal boundary

Zusammenfassung Es wird der Einfluss des sogenannten Vorticity-Zentrums auf die Grenzfläche zweier Luftmassen der mittleren geographischen Breiten studiert. Zwecks Aufklärung der Rolle des Bewegungs- und Druckfeldes in diesem Prozesse wurde ein einfaches Modell konstruiert und numerisch gelöst. Die sich entwickelnde frontale Welle kann beziehungsweise als ein Anfangswert beim Lösen der mit der Stabilität der Wellen verbundenen Probleme mittels der Gleichungen, linearisiert durch die Methode der kleinen Störungen, dienen. Bei der Konstruktion des Modells wird ausser anderem von der Geometrie der Bewölkung ausgegangen, wie sie auf den Aufnahmen der meteorologischen Satelliten erfasst ist.     

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.

     

Rapid computation of magnetic anomalies and demagnetization effects caused by bodies of arbitrary shape

Summary With the aid of formulae derived for the field caused by a finite rectangular prism, a machine method is developed for rapid computation of magnetic anomalies due to a body of any shape. Conversely, the method could be utilised for determination of the magnetization vector from the observed anomalies. An example is given to demonstrate the applicability, accuracy and speed of the method. The method is shown to be suitable also for the evaluation of magnetic terrain effects.In addition, a new method is presented which enables high speed calculation of demagnetization effect caused by a body of arbitrary shape where the magnetization in general may be inhomogeneous. Applicability and accuracy of the method are discussed. The method is applied to study the effect of susceptibility on inhomogeneity of the induced magnetization in a cube specimen.For a body of any shape with low susceptibility, a new concept of average demagnetization factor is introduced. Average demagnetization factors so calculated for a cylindrical specimen are tabulated.

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Zusammenfassung Unter Anwendung der Formeln für das Feld eines Quaders wird eine Methode entwickelt um die durch einen Körper beliebiger Form erzeugten magnetischen Anomalien mit Hilfe eines Rechenautomaten zu berechnen. Umgekehrt kann die Methode verwendet werden, um aus den beobachteten Anomalien den Magnetisierungsvektor zu bestimmen. An einem Beispiel wird die Anwendbarkeit, die Genauigkeit und die Schnelligkeit der Methode erläutert. Die Methode kann auch für die Berechnung von magnetischen Terraineffekten verwendet werden.Zudem wird eine neue Methode dargelegt, welche eine rasche Berechnung des Entmagnetisierungseffektes eines Körpers beliebiger Gestalt und inhomogener Magnetisierung ermöglicht. Anwendbarkeit und Genauigkeit der Methode werden besprochen. Die Methode wurde verwendet, um den Einfluss der Suszeptibilität auf die Inhomogenität der induzierten Magnetisierung in einem Würfel zu untersuchen.Für Körper beliebiger Form mit kleiner Suszeptibilität wls neuer Begriff der mittlere Entmagnetisierungsfaktor eingeführt. Mittlere Entmagnetisierungsfaktoren für eine zylindrische Probe werden tabelliert.

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Part I of the dissertation Theretical study of the magnetic attraction due to rock bodies and experimental investigation of the stability of rock magnetism submitted to the Swiss Federal Institute of Technology (ETH), Zurich, for the degree of Doctor of Natural Sciences.     

Irregularpi2 pulsations resolved into a superposition of sinusoidal oscillations

Zusammenfassung Als Grundlage der Arbeit dient das Verfahren, dem zufolge man eine unregelmässige Schwingung auf die Summe der Sinusschwingungen überführen kann. Man geht dabei vom Komplexspektrum der gegebenen Schwingung aus, von dem Spektren der Sinusschwingungen mit entsprechender Frequenz, Amplitude und Phase sukzessiv abgezogen werden. Die beschriebene Methode wurde in der vorliegenden Arbeit für magnetische und tellurische Pi2-Pulsationen angewendet. Man hat gefunden, dass die Pi2-Pulsationen aus 3–6 Schwingungen bestehen. Auf solche Weise entstand das Material für die magnetotellurische Sondierung. Die Ergebnisse schliessen gut an die Pc3-Pulsationen an. Der Hauptbeitrag des beschriebenen Verfahrens liegt darin, dass die Anzahl der Punkte zum Finden des spezifischen Widerstandes, und zwar in verschiedenen Perioden, erhöht wird.     

ПРИБЛИЖЕННОЕ РЕЩЕНИЕ ВАРИАЦИОННОГО ТИПА ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ТРАПЕЦИИ

Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Methodik der approximativen Lösung des Variationstypes der Abbildung eines geographischen Trapezes nach dem Kriterium von Airy. Bei der Anwendung der Polynome nach dem Weierstrasschen Satze auf die Abbildungsgleichungen werden Koeffizienten gesucht, die das charakteristische Funktional minimalisieren. Wie es sich zeigt, kommt man zu einer approximativen Lösung bei der Anwendung von kubischen Polynomen und bei der Einführung der Symmetrie des abgebildeten geographischen Trapezes zum gegebenen mittleren Meridian. Als Kriterium für die erzielte Lösung wird der Wert des charakteristischen Funktionals sowie die Erfüllung natürlicher Randbedingungen benutzt. Die Methode wird als Beispiel auf das geographische Trapez angewandt, dessen Grenzen auf dem dreissigsten bis achzigsten geographischen Breitegrad liegen und die geographischen Längen einen Unterschied von 100° aufweisen. Es zeigt sich, dass bei der Benutzung der Zylinderprojektion des geographischen Trapezes das Variationskriterium von Airy durch die konforme (Mercatorsche) Abbildung exakt erfüllt ist. Bei der approximativen numerischen Lösung der Abbildung des gegebenen Trapezes resultiert bei der quadratischen Form der Abbildungsgleichungen ebenfalls die konforme Abbildung. M. Pick     

Lo strato base dell'atmosfera come determinante il clima delle Alpi

Zusammenfassung Die gewöhnlichen klimatologischen Betrachtungen insbesondere diejenigen mit Hilfe von Klimakarten beziehen sich auf das Makroklima der Erde. Als Extrem steht das Mikroklima in der üblichen Definition gegenüber. Die von beiden Betrachtungen behandelten Räume sind grössenordnungsmässig so verschieden, dass es zweckmässig ist, zwischen die genannten Klimabereiche noch das Mesoklima einzuschalten. Der Gültigkeitsbereich für die vorgenennten Begriffe wird für das Klima der Hochgebirge besprochen. Die Gebirgsatmosphäre wird als Gegenstand des Makroklimas anzusehen sein. Die Atmosphären der Berghänge und der Täler sind dagegen als Gegenstand des Mesoklimas anzusehen. 1) Die Schneedecke in den Hochgebirgen ist von besonderer Empfindlichkeit gegenüber der vertikalen Verteilung der Temperatur, daher ist die durchschnittliche Lage der Peplopause von entscheidender Bedeutung für die Andauer der Schneedecke in Hochgebirgen. 2) Die Peplopause ist entscheidend für die Vertikalgliederung der unteren Schichten der freien Atmosphäre, sie ist in ähnlicher Weise entscheidend für die Verteikalgliederung im Makroklima der Hochgebirge. Dies lässt sich durch die vertikale Verteilung der relativen Feuchtigkeit besonders deutlich zeigen. 3) Der Charakter der Grundschicht im Bereich der Gebirgsatmosphäre ist beispielsweise entscheidend für die Ausbildung der Gewitter in Hochgebirgen. 4) Die tiefsten Minimatemperaturen in Mitteleuropa wurden auf der Gestettneralm bei Lunz in Niederösterreich beobachtet. Neben den besonderen lokalen Verhältnissen war die Lage der Station oberhalb der Peplopause massgebend. 5) Der Temperaturgegensatz zwischen freier Atmosphäre und Berggipfeln ist verschieden für die Grundschicht einerseits und für die Peplopause und die darüberliegenden Schichten andrerseit. 6) Der Einfluss der Massenerhebungen auf die Gebirgsatmosphäre ist nach neueren Untersuchungen nicht mehr in einer thermischen Begünstigung zu sehen. Dass im Innern des Alpenmassivs Waldgrenze und alpine Schneegrenze höher liegen als in den Randzonen muss auf besondere Verhältnisse im Makroklima des Gebirges zurückgeführt werden und hier wird wiederum die durchschnittliche Lage der Peplopause von Einfluss sein.     

Kinematics of refracted and reflected waves in inhomogeneous media with non-planar interfaces

Zusammenfassung Es werden die Grundbeziehungen für die Berechnung von Strahlen seismischer Wellen in inhomogenen Milieus abgeleitet, in denen die Geschwindigkeit allgemein von drei krummlinigen Koordinaten abhängt. Die angeführten Beziehungen stellen ein System von gewöhnlichen Differentialgleichungen erster Ordnung dar. Die numerische Lösung dieses Systems bietet eine Möglichkeit, die Strahlendiagramme, Laufzeitkurven und Isochronen für die gegebenen Geschwindigkeitsmodelle zu konstruieren. Aufmerksamkeit wird ebenfalls dem Einfall der Strahlen auf eine unebene Grenzschicht gewidmet. Die Beziehungen für die Berechnung reflektierter und refraktierter Strahlen werden abgeleitet. Anhand der abgeleiteten Beziehungen werden Strahlendiagramme und Laufzeitkurven für eine Geschwindigkeitsverteilung berechnet, die durch die vorläufige Interpretation der Ergebnisse von seismischen Tiefensondierungen am tschechoslowakischen Teil des Profils VI gewonnen wurden.     

Extinction in a photo-electric nucleus counter using adiabatic expansion of 1.21 pressure ratio achieved by increasing or decreasing the original pressure

Summary Comparisons were made of the extinctions as measured with a photoelectric condensation nucleus counter, Dublin School of Cosmic Physics Model 1957, when the «over-pressure method» or the «under-pressure method» with equal pressure expansion ratios were used for producing the adiabatic cooling of the sample in, the fogtube of the counter. Due to theSchlarb effect the extinction measured by the second method is smaller than that by the first. Tables and graphs for converting the extinction obtained by one method into that by the other are given. The advantages of the underpressure method are given and discussed.

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Zusammenfassung Es wird über die Vergleichung der Extinktionen, welche mit einem photo-elektrischen Kondensationskernzähler Modell 1957 der Schule für kosmische Physik in Dublin gemessen werden, berichtet, wenn, bei gleichem Druckexpansions-Verhältnis, die Druckerhöhungs- oder die Expansionsmethode in ein partielles Vakuum für die Erzeugung der adiabatischen Abkühlung der im Nebelrohr des Kernzählers eingeschlossenen Aerosolprobe benützt wird. Wie erwartet, ist als Folge desSchlarb-Effektes die mit der zweiten Methode gemessene Extinktion kleiner. Tabellen und Kurven werden mitgeteilt, welche die Umwandlung der mit der einen Methode erhaltenen Extinktion in jene der anderen ermöglichen, und die Vorteile der Vakuum-Expansions-Methode diskutiert.

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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 Research Division, United States Air Force under Contract AF 61 (052)-26 and by the Instrumentation Engineering Physics & Analysis Laboratory of the General Electric Co. Schenectady, New York under Retainer Agreement.     

A condensation nuclei counter with photographic recording

Summary A condensation nuclei counter based onAitken's principle is described and depicted. It permits simultaneous observations of the graticule by two persons or the observation of the graticule by one person and the synchroeous photographic recording of the droplets on 35 mm film strip or single plates. With one exposure, the droplets on 24 squares of the millimetre graticule can be recorded so that a repetition of the necessary operations required by other counters in order to obtain an average count becomes superfluous and the time taken for one experiment is reduced to three quarters of a minute. The limitation to five droplets per square mm recommended for all hitherto existing nuclei counters with eye observations is removed when the droplets and the graticule are photographed. By the use of a special sealing arrangement and by employment of vacuum taps which proved most satisfactory with the previous construction of a photo-electric nuclei counter, leakages are practically impossible. The glass windows of the receiver are interchangeable with plates of conducting glass which can be heated by the passage of an electric current. The construction ensures that the 1 cm distance above the graticule is always maintained, independent of the tightening of the sealing arrangement. The receiver is equipped with a stirrer operated from outside by a permanent magnet. Two easily detached pumps are provided; one for purifying the air in the receiver and for the dilatation, the other for sucking the sample of impure air into the receiver. The adiabatic cooling in the receiver can be produced e. g. by means of an expansion pump. The method of measuring is discussed. Examples of records are reproduced. Applications and the development of a fully automatic recording nuclei counter are indicated.

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Zusammenfassung Ein Kernzähler, derAitkens Prinzip benützt, wird beschrieben und abgebildet. Er gestattet die gleichzeitige Beobachtung des Zählglases durch zwei Personen oder die Beobachtung des Zählglases durch eine Person und die gleichzeitige photographische Registrierung der Tröpfchen auf Kino-Normalfilm (von 35 mm) oder Platten. Miteiner Aufnahme können die Tröpfchen auf 24 Quadraten des in Quadratmillimeter geteilten Zählglases festgehalten werden, so dass eine Wiederholung der erforderlichen Operationen, welche bei allen anderen Kernzählern vorgeschrieben sind, um Mittelwerte der Einselzählungen zu erhalten, überflüssig ist und die Dauereines vollständigen Experimentes auf dreiviertel Minuten reduziert wird. Die Beschränkung auf fünf Tröpfchen per Quadratmillimeter, welche für die meisten bisherigen Kernzähler bei Augenbeobachtungen empfohlen wird, wird aufgehoben, wenn die Tröpfchen und das Zählglas photographiert werden. Durch eine spezielle Dichtungseinrichtung und durch Verwendung von Vakuum-Hähnen, welche sich bei der Konstruktion eines photo-elektrischen Kernzählers so sehr bewährt haben, ist Undichtwerden des Rezipienten praktisch unmöglich. Die Spiegelglasfenster des Rezipienten können gegen solche aus leitendem Glas ausgetauscht werden, welche mittels eines durch sie geschickten elektrischen Stromes geheizt werden können. Die Konstruktion gewährleistet, dass der Abstand (1 cm) oberhalb des Zählglases stets erhalten bleibt, unabhängig vom Drucke, der auf die Dichtung ausgeübt wird. Der Rezipient ist mit einem Rührer ausgestattet, der von aussen durch einen permanenten Magneten betätigt wird. Es sind zwei Pumpen vorgesehen, die leicht abnomontiert werden können; die eine ist für die Reinigung der Luft im Rezipienten und für die Dilatation zur Herbeiführung des Tropfenfalles bestimmt, die andere dient zum Einsaugen der zu untersuchenden Luftprobe in den Rezipienten. Die adiabatische Abkühlung im Rezipienten kann z.B. mittels der Dilatationspumpe erzeugt werden. Die Messmethode wird beschrieben. Probe von photographischen Registrierungen der Tröpfchen auf dem Zählglase werden reproduziert. Einige Anwendungen und die Entwicklung eines voll-automatisch registrierenden Kernzählers wird angedeutet.

     

Development of instrumental seismology in Sweden in 1949–1958

Summary A review is given of the present (1959) seismological stations in Sweden, i.e. Uppsala, Kiruna, Skalstugan, and Göteborg, as well as of older stations, which are no longer in operation, i.e. Vassijaure, Abisko, and Lund, including all pertinent information. The disturbing effect of the loose ground at Lund in distinction from the four first-mentioned stations is clearly demonstrated. The very good ground at Uppsala, Kiruna, Skalstugan, and Göteborg, together with the use of modern equipment of high magnification has made these stations, especially Uppsala and Kiruna, very sensitive. This is obvious from the number of recorded earthquakes. The method of time measurements, including direct recording of time signals, is described, and means to reach a high time accuracy are outlined, including the recommendation to use quartz clocks. Long-period (0.5–2 min) disturbances on the long-period Benioff combinations were mainly due to air currents in the seismometer room and were eliminated by providing the seismometers with special covers. The method of ground amplitude determinations is outlined, especially for the Benioff instruments, and typical magnification curves are given. Comparisons of ground amplitudes from simultaneous records of BenioffE, N and WiechertE, N and of BenioffZ and GrenetZ have been made. The amplitude comparison between Benioff and Wiechert has given a new estimate of the effect of friction (especially of the recording pen against the paper) in the Wiechert apparatus.

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Zusammenfassung Eine Übersicht sowohl von den gegenwärtigen (1959) seismologischen Stationen in Schweden, d.h. Uppsala, Kiruna, Skalstugan und Göteborg, als auch von früheren Stationen, die nicht mehr im Betrieb sind, d.h. Vassijaure, Abisko und Lund, wird gegeben. Die störende Wirkung des lockeren Bodens in Lund zum Unterschied gegen die vier erstgenannten Stationen wird deutlich hervorgehoben. Der sehr gute Untergrund in Uppsala, Kiruna, Skalstugan und Göteborg und die Verwendung moderner Apparate hoher Vergrösserung haben diese Stationen, besonders Uppsala und Kiruna, sehr empfindlich gemacht. Dieser Umstand geht aus der Anzahl registrierter Beben hervor. Die Methode der Zeitmessungen (direkte Registrierung der Zeitsignale einbegriffen) wird beschrieben, und Massnahmen eine hohe Zeitgenauigkeit zu erreichen werden erwähnt, die auch die Verwendung von Quarz-Uhren umfassen. Langperiodische Störungen (Perioden 0.5–2 Min) auf den langperiodischen Benioff-Registrierungen waren hauptsächlich durch Luftströmungen im Seismometerraum verursacht und wurden durch spezielle Kappen über den Seismometern eliminiert. Die Methode der Bestimmung von Boden-Amplituden wird beschrieben, hauptsächlich für die Benioff-Instrumente, und typische Vergrösserungskurven sind gegeben. Vergleichungen der Bodenamplituden von parallelen Registrierungen von BenioffE, N und WiechertE, N und von BenioffZ und GrenetZ sind ausgeführt worden. Die Amplitudenvergleichung zwischen Benioff und Wiechert hat eine neue Schätzung des Einflusses der Reibung (speziell vom Schreibfeder gegen das Papier) im Wiechert-Seismographen gegeben.

     

Geo-electrical investigations of Manganese ore bodies in India

Summary The Manganese ore-bodies in India are producing certain electrical potential-fields on the surface, which are typical for those deposits and which can exactly be surveyed by combined Potentiometer- and Resistivity-Method. The range of the relative Potentials, recorded so far, are generally varying between 150 to 200 millivolts, near deeper burried deposits accordingly lower but not lower than 100 millivolts, the relative resistivities varying from 50 to 400 megohms. The electrical surface indications are so clear that the respective position of an ore body can be located with an evident exactness as it is proved in this paper. Furthermore it is demonstrated how vaste geological areas can be prospected in a minimum of time by this method for the benefit of the mining industry.

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Zusammenfassung Die Manganerzkörper in Indien erzeugen an der Erdoberfläche elektrische Potentialfelder, die für die Lagerstätten typisch sind und durch kombinierte Potentiometer- und Widerstandsmessungen exakt aufgenommen werden können. Die bisher ermessenen Werte der relativen Potentiale bewegen sich zwischen allgemein 150 bis 200 Millivolt, bei tieferer Lage entsprechend niedriger, jedoch nicht unter 100 m V. Die scheinbaren Widerstände schwanken zwischen 50 und 400 megohm. Die elektrischen Oberflächenindikatoren sind so ausgeprägt, dass das Einschieben der Erzkörper mit beachtlicher Genauigkeit bestimmt werden kann wie in diesem Aufsatz nachgewiesen wird. Des weiteren wird dargetan, wie mittels dieses Verfahrens grosse geologische Räume in kürzester Zeit zum Nutzen des Erz-Bergbaues prospektiert werden können, wofür bislang noch keine geeignete Methode erprobt war.

     

A diffusion battery without end-pieces or connecting tubing

Summary An account is given of a new instrument for determining the apparent diffusion coefficient of aerosols using the dynamic method in which a diffusion battery without end-pieces or connecting tubing is built into the fog-tube of a photo-electric condensation nucleus counter.The elimination of the end-pieces and connecting tubings removes any end-effect and diffusion losses in these parts of the diffusion batteries used hitherto and reduces the volume of the diffusion apparatus to that of its channels, thus minimising the lag in the response of the battery.A preliminary application of the instrument in room air confirmed previous findings that the apparent diffusion coefficient as determined by the dynamic method depends on the air-flow used.

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Zusammenfassung Es wird ein neues Instrument für die Bestimmung des virtuellen Diffusionskoeffizienten eines Aerosols mittels der dynamischen Methode beschrieben, bei welchem eine Diffusionsbatterie ohne Endstücke oder Verbindungsröhren direkt in das Nebelrohr eines photoelektrischen Kondensations-Kernzählers eingebaut ist.Die Beseitigung der Endstücke und Verbindungsröhren schliesst jeglichen «Endeffekt» und Diffusionsverluste in diesen Teilen der bisher benützten Diffusionsbatterien aus und reduziert das Volumen des Diffusionsapparates auf jenes seiner Kanäle, wodurch die zur Anwendung der dynamischen Methode erforderliche Zeit wesentlich verkürzt wird.Eine vorläufige Anwendung des Instrumentes in Laboratoriumluft bestätigt frühere Feststellungen, dass der virtuelle diffusionskoeffizient, wie er mittels der dynamischen Methode erhalten wird, von der benützten Luftstromgeschwindigkeit abhängt.

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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 No. 1, through the European Office, ARDC in Brussels.     

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.     

On the determination of the diffusion coefficient of heterogeneous aerosols by the dynamic method

Summary It is shown that the marked influence of the air-flow on the value of the diffusion coefficient as determined by the dynamic method can be fully explained when heterogeneity of the condensation nuclei in the aerosol is assumed. A theory of the dynamic method for heterogeneous aerosols is given on the assumption that the diffusion loss of a mixture of condensation nuclei of different diffusion coefficients is the sum of the diffusion losse of its components. Procedures for resolving heterogeneous aerosols into their components using the dynamic method are developed. The accuracy attainable by one of the methods which requires no assumptions on the number of components in the aerosol under investigation is illustrated by a numerical example.

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Zusammenfassung Es wird gezeigt, dass der bemerkenswerte Einfluss der Luftstromgeschwindigkeit auf die Grösse des mit der dynamischen Methode bestimmten Diffusionskoeffizienten völlig erklärt werden kann, wenn Heterogenität der Kondensationskerne im Aerosol angenommen wird. Eine Theorie der dynamischen Methode für heterogene Aerosole wird unter der Annahme, dass der Diffusionsverlust eines Gemisches von Kondensationskernen mit verschiedenen Diffusionskoeffizienten gleich der Summe der Diffusionsverluste ihrer Komponenten ist, gegeben. Verfahren der Zerlegung heterogener Aerosole in ihre Komponenten mittels der dynamischen Methode werden entwickelt. Die mit einem der Verfahren, welches keine Annahme über die Zahl der in dem zu untersuchenden Aerosol vorhandenen Komponenten benötigt, erreichbare Genauigkeit wird an einem numerischen Beispiel illustriert.

     

Numerical treatment of a model of the hydromagnetic dynamo with a selected system of convection in the earth's core

Zusammenfassung In der Arbeit[3] wurde das Problem der Auswahl des Geschwindigkeitsfeldes für kinematisches Modell eines hydromagnetischen Dynamos im Erdkern gelöst. Den Inhalt des vorliegenden Artikels bildet die Beendigung dieser Problematik in numerischer Beziehung und die Diskussion der Ergebnisse. Man hat die numerischen Methoden beantragt und daran zu arbeiten angefangen, die Kennzahl und daher auch die charakteristische Geschwindigkeit im Modell gefunden. Die numerische Stabilität der Lösung wurde nicht untersucht. Man beglaubigte die zur Existenz eines stationären Mechanismus der Generierung des geomagnetischen Feldes nötigen Voraussetzungen gleichzeitig mit den Bedingungen, die zur Einführung des Generierungs-KoeffizientenP notwendig sind. Der Koeffizient ist in sphärischen Koordinaten angeführt und es wird gezeigt, dass die Kennzahl seine Grösse nicht beeinflusst.     

A multi-compartment mixing-type cloud chamber for simultaneous determination of ice-nucleus concentration at various temperatures

Summary A cloud chamber for investigating the ice-forming properties of natural and artificial aerosols consisting of three adjacent compartments is described. Each compartment is a mixing-type cloud chamber, each held at a different preselected temperature. The sample to be examined is introduced simultaneously into all compartments and the crystals which form in the compartments, are recorded in a sugar solution. The temperature distribution in the compartments and the composition of the sugar solution are detailed. The connection between the temperature of the sugar solution for melting and growing of ice crystals and for self-crystalisation of the sugar solution and the concentration of the sugar solution is discussed. The measuring procedure is outlined and examples of counts of freezing nuclei in Dublin air are given.

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Zusammenfassung Es wird eine Wolkenkammer zur Untersuchung der eisbildenden Eigenschaften natürlicher und künstlicher Aerosole beschrieben, welche aus drei angrenzenden Abteilen besteht. Jeder Abteil ist eine Mischwolkenkammer, welche auf einer vorher gewählten Temperatur gehalten wird. Die zu untersuchende Aerosolprobe wird gleichzeitig in alle Abteile, von denen jeder eineandere Temperatur hat, eingebracht und die sich bildenden Kristalle werden in einer Zuckerlösung registriert. Die Temperaturverteilung in den Abteilen und die Zusammensetzung der Zuckerlösung werden detailliert. Die Beziehung zwischen der Temperatur der Zuckerlösung für das Schmelzen und Wachsen der Eiskristalle und für die spontane Kristallisation der Zuckerlösung und der Konzentration der Zuckerlösung wird erörtert. Der Messvorgang wird skizziert und einige Resultate von Gefrierkernzählungen in Dublin werden mitgeteilt.

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The research reported in this article has been supported and sponsored by the U.S. Department of Army, through its European Research Office under Contracts DA-91-591-EUC-1282 & 1657.     

Nomograms for determining the gravity attraction of a right rectangular prism

Summary A rectangular prism is one of the versatile models which is often used to approximate many geological features and also for calculation of topographic and isostatic effects. The analytical formula for the gravity attraction of a right rectangular prism contains 24 lengthy expressions which though compatible for use on an electronic computer, are rather prohibitive for hand computations.Some need has, therefore, been felt for designing a simple graphical device to enable a fairly quick estimate of the gravity effect of a rectangular block model, especially for small-scale jobs involving only a few computation points. In so far as is known to the author, no such graphical device has been made available to the geophysicists.The set of nomograms presented in this communication should fulfill this long felt need. With this aid now it is possible to compute in only a few minutes the gravity attraction of a finite rectangular prism at a point lying outside or on the prism surface.

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Zusammenfassung Das Quader ist eines der Modelle, das häufig als Annäherung vieler geologischer Körper und bei der Berechnung topographischer und isostatischer Effekte angewandt wird. Die analytische Formel für die Schweresanziehung eines aufrechten Quaders enthält 24 lange Formeln, diezwar für elektronische Rechenautomat aber nicht für Berechnungen von Hand geeignet sind.Es bestand deshalb ein Bedarf für ein einfaches graphisches Mittel, welch eine rasche Abschätzung des Schwereseffektes eines Block-models ermöglichen kann, insbesondere für kleinere Aufgaben mit nur wenigen Berechnungspunkten. Dem Verfasser sind noch keine solche Diagramme bis jetzt bekannt.Die Nomogramme dieser Abhandlung sollten diesen Bedarf erfüllen; an Hand dieses Hilfsmittels sollte es möglich sein in wenigen Minuten die Schweresanziehung für jeden Punkt ausserhalb oder auf der Oberfläche eines begrenzten Quaders zu berechnen.

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Paper presented at the 32nd E.A.E.G. Meeting in Edinburgh (May 1970).     

Soil radiocarbon analysis and soil dating

Based on¹⁴C dating principles, techniques of measuring¹⁴C concentrations in pedogenic organic materials have been well established. Basic lines of soil sample pretreatment for radiocarbon analysis by liquid scintillation are shown. Possible influences of lithogenic carbon on the results obtained are discussed.Soil organic matter¹⁴C analysis results can-according to the radiocarbon dating formula-be interpreted as minimum ages of the soil under investigation if strong evidence for autochthonous pedogenic origin of the material is given. In case of fossil soils, minimum age is maximum estimate for period of burial. The gap existing between minimum age and true age can be reduced by special techniques of fractionation, as well as by taking account of additional pedological information on turnover features of the material. Discussion of possible soil organic matter turnover mechanisms leads to a theory of rates of decomposition high in the initial stages and slowing down to nearly zero with time.Application of¹⁴C techniques to humus dynamics until now yielded apparently contradictory results on relative ages of different humic matter fractions., Enrichment of old material in the HCl hydrolysis residue fraction, however, has been observed in all instances.Mathematical modelling of soil radiocarbon response on varying turnover parameters results in estimates of turnover time and migration speed of soil organic matter in total as well as fractions thereof.

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Zusammenfassung Ausgehend von den Grundlagen der¹⁴C Datierung wird das Verfahren der¹⁴C Messung an organischem Bodenmaterial mit Hilfe der Flüssigkeits Szintillations Methode kurz erläutert. Ernste meßtechnische Probleme liegen heute nicht mehr vor. Als Mangel wird die uneinheitliche Probenvorbereitung bei CaCO₃ haltigen und CaCO₃ freien Proben empfunden.Die bodendynamisch bedingte altersmäßige, Inhomogenität der Proben ermöglicht es nicht, das wahre Alter einer Probe, d. h. das Alter des ältesten Teils der in der Probe enthaltenen organischen Stoffe nach der Datierungsformel zu berechnen. Eine genaue Analyse zeigt vielmehr, daß der nach der Formel berechnete Wert nur als Minimalabschätzung für das Alter der Probe gesichert ist. Das so ermittelte Minimalalter der untersuchten organischen Substanz ist gleichzeitig ein Minimalalter für den zugehörigen Boden, falls feststeht, daß das erfaßte Material autochthon pedogen ist und weder aus dem Ausgangsmaterial stammt noch durch Lateraltransport in den Boden gelangte. Das Minimalalter fossiler Böden ist gleichzeitig eine Maximalabschätzung, ihrer Überdeckungszeit.Durch Isolierung einer an älterem Material angereicherten Fraktion der organischen Substanz und ihre gesonderte Untersuchung kann ein Minimalalter für den untersuchten Boden gewonnen werden, das dem wahren Alter näher kommt. Erfolge wurden bisher mit der Rückstandsfraktion von HCl Hydrolysen erzielt. Die Frage nach der Fraktion höchsten Alters ist noch offen.Über das durch Fraktionierungsmethoden gewonnene Maß hinaus kann Aufschluß über die Größe der Differenz zwischen Minimalalter und wahrem Alter im wesentlichen nur durch bodenkundlich theoretische Information über Turnover und Abbauverhalten der organischen Substanz gewonnen werden. Zwei Ansätze werden vorgestellt und diskutiert. ¹⁴C Analysen der klassischen Fraktionen der organischen Substanz haben keine, für alle Böden, ja nicht einmal eine für alle Profilbereiche desselben Bodens gleiche Rangfolge der Fraktionen bezüglich ihres¹⁴C Gehaltes erbracht. Die aus dieser Ergebnislage erwachsenden Schwierigkeiten für ein Verständnis der biochemischen Humusdynamik werden unter Verweis auf die Literatur angedeutet.Versuche, mit mathematischen Modellen die Wechselbeziehungen zwischen der Dynamik der organischen Substanz des Bodens und seiner¹⁴C Konzentrationen in verschiedenen Profiltiefen zu erhellen, werden vorgestellt. Fortschritte auf diesem Gebiet könnten sowohl die Genauigkeit der Altersschätzung mit der¹⁴C Methode erhöhen als auch zu einer konsistenten Interpretation der¹⁴C Ergebnisse in der Erforschung der Humusdynamik führen.

     

Die Höhen- und Zeitabhängigkeit des Austauschkoeffizienten in der Bodenschicht

Zusammenfassung Es werden tägliche Gänge des Austauschkoeffizienten an zwei Stationen, Leafield (England) und Ismaila (Aegypten), die jeweils einen bestimmten Klimatyp repräsentieren, mit und ohne Berücksichtigung des Turbulenzcharakters berechnet. Die Berücksichtigung des Turbulenzcharakters (in erster Näherung in Abhängigkeit von Strahlung und Wind) führt zur charakteristischen Auswahl, z. B. zum Konvektionstyp, Stratustyp, die Nichtberücksichtigung zur klimatologischen Auswahl. Beide Auswahlen werden miteinander verglichen und Kriterien über ihre Anwendung festgelegt. Zusätzlich werden die jährliche Variation betrachtet und die Gänge in empirisch- analytische Funktionen zerlegt. Als Grundlage zur Berechnung dienen die Temperatur- bzw. Temperaturgradientregistrierungen vonN. K. Johnson undG. S. P. Heywood (⁷) über 5 Jahre in 5 Niveaus (1.2, 2.4, 30.4, 57.4, 87.7 m, Leafield) und die vonW. D. Flower (⁸) über ein Jahr in 4 Niveaus (1.1, 16.2, 46.4, 61.0 m, Ismaila). Es wird gezeigt, dass der lineare Höhenansatz für den Austauschkoeffizienten, der für eine adiabatische Atmosphäre gilt, nicht auf eine wirkliche Atmosphäre angewandt werden darf; als ein günstiger Ansatz wurde im Höhenintervall von 10–100 m dasGauss'sche Fehlerintegral gefunden, der durch die Berechnung der Austauschkoeffizienten in zwei Messtufen für Leafield geprüft werden kann; die bisherigen Berechnungen beschränkten sich auf eine Meßstufe und ergaben keine Möglichkeit, den Ansatz zu prüfen. Dieser Höhenansatz ergibt einen stetigen Uebergang von der Boden- zur Oberschicht, oder anders ausgedrückt, von der Schicht mit höhenabhängigem Austausch zu der mit höhenkonstantem, so erhält man die vonC. G. Rossby (⁹) eingeführte Restturbulenz (residual turbulence). Es werden tägliche Gange des Austauschkoeffizienten im einzelnen diskutiert; besonders der Spezialfall der klaren Junitage von Leafield (Konvektionstyp der gemässigten Breiten), für den eine Modellvorstellung entworfen wird, bei der die Wechselwirkung von Strahlung, Schichtung, Temperatur und Austausch gleichzeitig betrachtet wird.Ausgehend von der zweiten Diffusionsgleichung des atmosphärischen Austauschs wird gezeigt, dass sowohl für den Austausch als auch für das Integral der Diffusionsgleichung die Trennung der Variablen möglich ist mit der Einschränkung, dass bei Tagen bzw. Auswahlen von Tagen mit ausgesprochenem täglichen Gang für Tag und Nacht verschiedene höhenfunktionen erforderlich sind. Die beiden separaten (gewöhnlichen) Differentialgleichungen, die nach der Trennung der Variablen erhalten wurden, werden vorerst getrennt integriert und die Konstanten jeweils voneinander unabhängig berechnet; damit erhält man einerseits die Möglichkeit, die durch Integration der Zeitabhängigkeit des Austauschkoeffizienten erhaltene neue Zeitfunktion mit der der gegebenen potentiellen Temperatur zu vergleichen, andererseits den Höhenansatz ein zweitesmal zu prüfen. Die numerische Prüfung der Zeitabhängigkeit wurde für die Auswahl «Alle Junitage Leafield», die der Höhenabhängigkcit für die Auswahl «Bedeckte Dezembertage Leafield» durchgeführt. Abschliessend werden die beiden Gleichungen zusammen betrachtet, die Integration vorgenommen, eine numerische Auswertung jedoch nicht ausgeführt.

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Summary The daily variation of the «Austauschkoeffizient», i. e. eddydiffusivity, has been computed for two stations, Leafield (England) and Ismaila (Egypt), representing each other a special type of climate. On the side one attention has been given to the character of turbulence as mainly influenced by insolation and wind leading to a characteristic selection, for instance a «convection-type»; on the other side normal monthly values have led to a climatologic selection. Both selections have been compared and criterions for their use determined. Additionally the daily variations have been analysed in known functions, their annual variations regarded.The foundations for this analysis were the registrations of temperature or temperature-gradient ofN. K. Johnson andG. S. P. Heywood for 5 years at 5 levels (1.2, 12.4, 30.5, 57.4, 87.7 m, Leafield) andW. D. Flower for 1 year at 4 levels (1.1, 16.2, 46.4, 61.0 m, Ismaila).A main result is that the linear function with height of the «Austauschkoeffizient», confirmed for an adiabatic atmosphere, cannot be applied to a real atmosphere; the error-function integral has been found a good approximation in the interval between 10 and 100 m, which can be tested by computing the daily variation of the «Austausch-koeffizient» at two levels; previous results were limited to a single level without this possibility of testing. This variation with height gives a steady transition from the layer with variable «Austauschkoeffizient» to the one with constant «Austauschkoeffizient» thus getting the residual turbulence ofC. G. Rossby. Special types of the daily variation of the «Austauschkoeffizient» have been discussed, especcially the convectiontype of middle latitudes (Leafield, clair days), for which a model has been given, regarding the mutual effects of insolation, gradient, temperature and «Austausch».Basing on the second partial differential equation of atmospheric diffusivity it has been shown that both for the «Austauschkoeffizient» and the integral of this equation the separation of the two variables (t=time,z=altitude) is possible with the limitation that for days respectively selections of days with great daily variation different functions with height for day and night are necessary. This resulted in getting two ordinary differential equations, which at first have been integrated separately, and so determined their constants. Now it was possible to compare the daily variation of the integral with that of the given potential-temperature, additionally to prove the function with height for a second time. A numerical proof for the daily variation has been made for the selection «all days of june, Leafield», for the function with height for the selection of «covered days of december, Leafield». Finally both differential equations have been considered together, a numerical example has not been given for special reasons.

     

Surface waves from earthquakes in Northern Atlantic-Arctic Ocean

Summary Earthquakes in the region of Jan Mayen exhibit two different appearances on records of near-by stations: classa with extremely well developed Love waves and less well developed Rayleigh waves, classb with poorly developed or missing Love waves but with clear Rayleigh waves. The difference between the two classes is ascribed to different focal depths. The Love waves of classa start simultaneously with theS wave and have initial periods over 40 sec; they have a small vertical component increasing along the wave train. They are unable to propagate beyond the continental margin for any considerable distance, probably due to a breakdown of the condition for constructive interference valid for their oceanic propagation.The oceanic dispersion curves both of Love and Rayleigh waves have been deduced using records at Kiruna, Uppsala, Bergen, Copenhagen, Scoresby Sund, Reykjavik, and Akureyri. The average thickness of the oceanic crust is around 15 km in the Norwegian Sea. For the Mid-Atlantic Ridge southwest of Reykjavik a crustal thickness of 10 km is obtained. The average thickness of unconsolidated sediments is around 2.4 km for the Norwegian Sea, and around 1.0 km in shallower regions of the ocean toward Iceland and Greenland.

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Zusammenfassung Erdbeben in der Gegend von Jan Mayen zeigen zwei verschiedene Erscheinungen in den Aufzeichnungen naheliegender Stationen: Klassea mit ausserordentlich gut entwickelten Love-Wellen und weniger gut ausgebildeten Rayleigh-Wellen, Klasseb mit schwach entwickelten oder fehlenden Love-Wellen aber mit deutlichen Rayleigh-Wellen. Der Unterschied zwischen den beiden Klassen wird verschiedener Herdtiefe zugeschrieben. Die Love-Wellen der Klassea beginnen unmittelbar mit derS-Welle und haben Anfangsperioden über 40 sek; sie haben eine geringe vertikale Komponente, die im Laufe des Wellenzuges zunimmt. Sie können sich nicht über den Kontinentalrand beträchtlich weit fortpflanzen, was möglicherweise einem Aufhören der Voraussetzung für konstruktive Interferenz, die bei ihrer ozeanischen Ausbreitung vorhanden ist, zugeschrieben werden muss.Unter der Benutzung der Aufzeichnungen von Kiruna, Uppsala, Bergen, Kopenhagen, Scoresby Sund, Reykjavik und Akureyri wurden ozeanische Dispersionskurven sowohl für Love- als auch für Rayleigh-Wellen bestimmt. Die mittlere Mächtigkeit der ozeanischen Kruste beträgt ungefähr 15 km unter dem Europäischen Nordmeer. Für die Mittelatlantische Schwelle südwestlich von Reykjavik wurde eine Krustenmächtigkeit von 10 km erhalten. Die mittlere Mächtigkeit von unbefestigten Sedimenten ist ungefähr 2.4 km für das Europäische Nordmeer und ungefähr 1.0 km in Gegenden flacheren Meeres nach Island und Grönland hin.