Flashover phenomenon: an analysis with influence of the thickness of the layer pollution of the high voltage polluted insulators

Results of the analysis of dynamic behavior of flashover phenomenon on the high voltage-polluted insulators are presented. These results were taken from a mathematical and an experimental model that introduce the variable thickness influence of the layer pollution deposited on the high-voltage insulator surface. Analysis of the flashover was done by way of introducing a variation in the thickness of the channel of Obenaus' model, simulating a layer pollution of variable thickness. The objective was to obtain a better reproduction of the real layer pollution deposited on the insulator that works in the polluted regions. Two types of thickness variations were used: a sudden variation, using a step; and a soft variation, using a ramp; that were put along the way of the discharge. Comparison between the mathematical and experimental models showed that introduction of a ramp makes Obenaus' model more efficient in analyzing behavior of flashover phenomenon.

The oxidation capacity of the atmosphere - OH and HO 2 radical measurements in a boreal forest environment using laser induced fluorescence spectroscopy

Das wichtigste Oxidationsmittel für den Abbau flüchtiger Kohlenwasserstoffverbindungen (VOC, engl.: volatile organic compounds) in der Atmosphäre ist das Hydroxylradikal (OH), welches sich in einem schnellen chemischen Gleichgewicht mit dem Hydroperoxylradical (HO2) befindet. Bisherige Messungen und Modellvergleiche dieser Radikalspezies in Waldgebieten haben signifikante Lücken im Verständnis der zugrundeliegenden Prozesse aufgezeigt.rnIm Rahmen dieser Doktorarbeit wurden Messungen von OH- und HO2-Radikalen mittelsrnlaserinduzierten Fluoreszensmesstechnik (LIF, engl.: laser-induced fluorescence) in einem Nadelwald in Süd-Finnland während der Messkampagne HUMPPA–COPEC–2010 (Hyytiälä United Measurements of Photochemistry and Particles in Air – Comprehensive Organic Precursor Emission and Concentration study) im Sommer 2010 durchgeführt. Unterschiedliche Komponenten des LIF-Instruments wurden verbessert. Eine modifizierte Methode zur Bestimmung des Hintergrundsignals (engl.: InletPreInjector technique) wurde in den Messaufbaurnintegriert und erstmals zur Messung von atmosphärischem OH verwendet. Vergleichsmessungen zweier Instrumente basierend auf unterschiedlichen Methoden zur Messung von OH-Radikalen, chemische Ionisationsmassenspektrometrie (CIMS - engl.: chemical ionization mass spectrometry) und LIF-Technik, zeigten eine gute Übereinstimmung. Die Vergleichsmessungen belegen das Vermögen und die Leistungsfähigkeit des modifizierten LIF-Instruments atmosphärische OH Konzentrationen akkurat zu messen. Nachfolgend wurde das LIF-Instrument auf der obersten Plattform eines 20m hohen Turmes positioniert, um knapp oberhalb der Baumkronen die Radikal-Chemie an der Schnittstelle zwischen Ökosystem und Atmosphäre zu untersuchen. Umfangreiche Messungen - dies beinhaltet Messungen der totalen OH-Reaktivität - wurden durchgeführt und unter Verwendung von Gleichgewichtszustandsberechnungen und einem Boxmodell, in welches die gemessenen Daten als Randbedingungen eingehen, analysiert. Wenn moderate OH-Reaktivitäten(k′(OH)≤ 15 s−1) vorlagen, sind OH-Produktionsraten, die aus gemessenen Konzentrationen von OH-Vorläuferspezies berechnet wurden, konsistent mit Produktionsraten, die unter der Gleichgewichtsannahme von Messungen des totalen OH Verlustes abgeleitet wurden. Die primären photolytischen OH-Quellen tragen mit einem Anteil von bis zu einem Drittel zur Gesamt-OH-Produktion bei. Es wurde gezeigt, dass OH-Rezyklierung unter Bedingungen moderater OH-Reaktivität hauptsächlich durch die Reaktionen von HO2 mit NO oder O3 bestimmt ist. Während Zeiten hoher OH-Reaktivität (k′(OH) > 15 s−1) wurden zusätzliche Rezyklierungspfade, die nicht über die Reaktionen von HO2 mit NO oder O3, sondern direkt OH bilden, aufgezeigt.rnFür Hydroxylradikale stimmen Boxmodell-Simulationen und Messungen gut übereinrn(OHmod/OHobs=1.04±0.16), während HO2-Mischungsverhältnisse in der Simulation signifikant unterschätzt werden (HO2mod/HO2obs=0.3±0.2) und die simulierte OH-Reaktivität nicht mit der gemessenen OH-Reaktivität übereinstimmt. Die gleichzeitige Unterschätzung der HO2-Mischungsverhältnisse und der OH-Reaktivität, während OH-Konzentrationen von der Simulation gut beschrieben werden, legt nahe, dass die fehlende OH-Reaktivität in der Simulation eine noch unberücksichtigte HO2-Quelle darstellt. Zusätzliche, OH-unabhängigernRO2/HO2-Quellen, wie z.B. der thermische Zerfall von herantransportiertem peroxyacetylnitrat (PAN) und die Photolyse von Glyoxal sind indiziert.

Design and prototyping of electronic PCBs for the study of the atmosphere in harsh environmental conditions

Progettazione, test e creazione di schede elettroniche per lo studio dell'atmosfera in condizioni ambientali difficili.

On the counter-radiation of the atmosphere

This paper is the edited translation of the paper by ANDERS ANGSTRÖM ‘‘Über die Gegenstrahlung der Atmosphäre’’ (On the counter-radiation of the atmosphere) that was published 1916 in the Meteorologische Zeitschrift 33, 529–538.

Field measurements of the atmosphere, ocean, sea ice and sub-ice platelet layer at Atka Bay in 2013

Ice shelves strongly interact with coastal Antarctic sea ice and the associated ecosystem by creating conditions favourable to the formation of a sub-ice platelet layer. The close investigation of this phenomenon and its seasonal evolution remain a challenge due to logistical constraints and a lack of suitable methodology. In this study, we characterize the seasonal cycle of Antarctic fast ice adjacent to the Ekström Ice Shelf in the eastern Weddell Sea. We used a thermistor chain with the additional ability to record the temperature response induced by cyclic heating of resistors embedded in the chain. Vertical sea-ice temperature and heating profiles obtained daily between November 2012 and February 2014 were analyzed to determine sea-ice and snow evolution, and to calculate the basal energy budget. The residual heat flux translated into an ice-volume fraction in the platelet layer of 0.18 ± 0.09, which we reproduced by a independent model simulation and agrees with earlier results. Manual drillings revealed an average annual platelet-layer thickness increase of at least 4m, and an annual maximum thickness of 10m beneath second-year sea ice. The oceanic contribution dominated the total sea-ice production during the study, effectively accounting for up to 70% of second-year sea-ice growth. In summer, an oceanic heat flux of 21 W/m**2 led to a partial thinning of the platelet layer. Our results further show that the active heating method, in contrast to the acoustic sounding approach, is well suited to derive the fast-ice mass balance in regions influenced by ocean/ice-shelf interaction, as it allows sub-diurnal monitoring of the platelet-layer thickness.