Atmospheric electrification in dusty, reactive gases in the solar system and beyond

Detailed observations of the solar system planets reveal a wide variety of local atmospheric conditions. Astronomical observations have revealed a variety of extrasolar planets none of which resembles any of the solar system planets in full. Instead, the most massive amongst the extrasolar planets, the gas giants, appear very similar to the class of (young) Brown Dwarfs which are amongst the oldest objects in the universe. Despite of this diversity, solar system planets, extrasolar planets and Brown Dwarfs have broadly similar global temperatures between 300K and 2500K. In consequence, clouds of different chemical species form in their atmospheres. While the details of these clouds differ, the fundamental physical processes are the same. Further to this, all these objects were observed to produce radio and X-ray emission. While both kinds of radiation are well studied on Earth and to a lesser extent on the solar system planets, the occurrence of emission that potentially originate from accelerated electrons on Brown Dwarfs, extrasolar planets and protoplanetary disks is not well understood yet. This paper offers an interdisciplinary view on electrification processes and their feedback on their hosting environment in meteorology, volcanology, planetology and research on extrasolar planets and planet formation.

Climatology and variability of trace gases in extratropical double-tropopause regions from MLS, HIRDLS, and ACE-FTS measurements

Upper tropospheric and lower stratospheric measurements from the Aura Microwave Limb Sounder (MLS), the Aura High Resolution Dynamics Limb Sounder (HIRDLS), and the Atmospheric Chemistry Experiment-Fourier transform spectrometer (ACE-FTS) are used to present the first global climatological comparison of extratropical, nonpolar trace gas distributions in double-tropopause (DT) and single-tropopause (ST) regions. Stratospheric tracers, O3, HNO3, and HCl, have lower mixing ratios ∼2–8 km above the primary (lowermost) tropopause in DT than in ST regions in all seasons, with maximum Northern Hemisphere (NH) differences near 50% in winter and 30% in summer. Southern Hemisphere winter differences are somewhat smaller, but summer differences are similar in the two hemispheres. H2O in DT regions of both hemispheres shows strong negative anomalies in November through February and positive anomalies in July through October, reflecting the strong seasonal cycle in H2O near the tropical tropopause. CO and other tropospheric tracers examined have higher DT than ST values 2–7 km above the primary tropopause, with the largest differences in winter. Large DT-ST differences extend to high NH latitudes in fall and winter, with longitudinal maxima in regions associated with enhanced wave activity and subtropical jet variations. Results for O3 and HNO3 agree closely between MLS and HIRDLS, and differences from ACE-FTS are consistent with its sparse and irregular midlatitude sampling. Consistent signatures in climatological trace gas fields provide strong evidence that transport from the tropical upper troposphere into the layer between double tropopauses is an important pathway for stratosphere-troposphere exchange.

On translational superfluidity and the Landau criterion for Bose gases in the Gross-Pitaevski limit

The two-fluid and Landau criteria for superfluidity are compared for trapped Bose gases. While the two-fluid criterion predicts translational superfluidity, it is suggested, on the basis of the homogeneous Gross-Pitaevski limit, that a necessary part of Landau`s criterion, adequate for non-translationally invariant systems, does not hold for trapped Bose gases in the GP limit. As a consequence, if the compressibility is detected to be very large (infinite by experimental standards), the two-fluid criterion is seen to be the relevant one in case the system is a translational superfluid, while the Landau criterion is the relevant one if translational superfluidity is absent.

A dedicated setup for the measurement of the electron transport parameters in gases at large electric fields

Electron transport parameters are important in several areas ranging from particle detectors to plasma-assisted processing reactors. Nevertheless, especially at high fields strengths and for complex gases, relatively few data are published. A dedicated setup has been developed to measure the electron drift velocity and the first Townsend coefficient in parallel plate geometry. An RPC-like cell has been adopted to reach high field strengths without the risk of destructive sparks. The validation data obtained with pure Nitrogen will be presented and compared to a selection of the available literature and to calculations performed with Magboltz 2 version 8.6. The new data collected in pure Isobutane will then be discussed. This is the first time the electron drift velocity in pure Isobutane is measured well into the saturation region. Good agreement is found with expectations from Magboltz. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Dynamical self-stabilization of the Mott insulator: Time evolution of the density and entanglement entropy of out-of-equilibrium cold fermion gases

The time evolution of the out-of-equilibrium Mott insulator is investigated numerically through calculations of space-time-resolved density and entropy profiles resulting from the release of a gas of ultracold fermionic atoms from an optical trap. For adiabatic, moderate and sudden switching-off of the trapping potential, the out-of-equilibrium dynamics of the Mott insulator is found to differ profoundly from that of the band insulator and the metallic phase, displaying a self-induced stability that is robust within a wide range of densities, system sizes and interaction strengths. The connection between the entanglement entropy and changes of phase, known for equilibrium situations, is found to extend to the out-of-equilibrium regime. Finally, the relation between the system`s long time behavior and the thermalization limit is analyzed. Copyright (C) EPLA, 2011

Optimal Rehabilitation Strategy In Water Distribution Systems Considering Reduction In Greenhouse Gas Emissions

Most of water distribution systems (WDS) need rehabilitation due to aging infrastructure leading to decreasing capacity, increasing leakage and consequently low performance of the WDS. However an appropriate strategy including location and time of pipeline rehabilitation in a WDS with respect to a limited budget is the main challenge which has been addressed frequently by researchers and practitioners. On the other hand, selection of appropriate rehabilitation technique and material types is another main issue which has yet to address properly. The latter can affect the environmental impacts of a rehabilitation strategy meeting the challenges of global warming mitigation and consequent climate change. This paper presents a multi-objective optimization model for rehabilitation strategy in WDS addressing the abovementioned criteria mainly focused on greenhouse gas (GHG) emissions either directly from fossil fuel and electricity or indirectly from embodied energy of materials. Thus, the objective functions are to minimise: (1) the total cost of rehabilitation including capital and operational costs; (2) the leakage amount; (3) GHG emissions. The Pareto optimal front containing optimal solutions is determined using Non-dominated Sorting Genetic Algorithm NSGA-II. Decision variables in this optimisation problem are classified into a number of groups as: (1) percentage proportion of each rehabilitation technique each year; (2) material types of new pipeline for rehabilitation each year. Rehabilitation techniques used here includes replacement, rehabilitation and lining, cleaning, pipe duplication. The developed model is demonstrated through its application to a Mahalat WDS located in central part of Iran. The rehabilitation strategy is analysed for a 40 year planning horizon. A number of conventional techniques for selecting pipes for rehabilitation are analysed in this study. The results show that the optimal rehabilitation strategy considering GHG emissions is able to successfully save the total expenses, efficiently decrease the leakage amount from the WDS whilst meeting environmental criteria.

Derivação e solução de equações modelo da dinâmica de gases rarefeitos

Neste trabalho, duas equações modedlo na área da dinâmica de gases rarefeitos, são derivadas a partir de algumas soluções exatas da equação linearizada de Boltzmann homogênea e não homogênea. Em adição, uma versão analítca do método de ordenadas discretas é usado para resolver problemas clássicos nesta área, descritos pelo "Modelo S". Resultados numéricos são apresentados para os problemas de fluxo de Couette, fluxo de Poiseuille, "Creep" Térmico, Deslizamento Térmico e problema de Kramers.

Soluções unificadas para modelos com freqüência de colisão variável da dinâmica de gases rarefeitos

Neste trabalho, uma versão analítica do método de ordenadas discretas é usada para desenvolver soluções para alguns problemas da dinÂmica de gases rarefeitos, baseado em um modelo com freqüência de colisão variável (modelo CLF) da equação de Boltzmann linearizada. Em particular, resultados numéricos obtidos para os problemas de salto de temperatura, fluxo de Poiseuille, fluxo de Couette, Kramers, creep-térmico e deslizamento térmico são apresentados e discutidos.

Dinâmica de gases rarefeitos e transferência radiativa : aplicações em geometria cilíndrica

Neste trabalho são investigados problemas formulados em geometria cilíndrica na área da dinâmica de gases rarefeitos bem como na área de transferência radiativa. Com relação á dinâmica de gases rarefeitos, primeiramente são abordadas duas formas diferenciadas de se avaliar numericamente as funções de Chapmann-Enskog e de Burnett, necessárias na composição de soluções gerais nessa geometria. Em seguida é apresentada a derivação de uma equação integral baseada no modelo BGK para descrever o fluxo de um gás rarefeito em um tubo cilíndrico. Problemas relacionados á transferência radiativa, incluindo o caso não-linear acoplado radiação-condução, são solucionados com a aplicação de uma versão reformulada do método de ordenadas discretas, sendo que resultados numéricos relevantes a estes problemas são também apresentados.

Monitoramento de gases : estudo comparativo das principais tecnologias de sensores e aspectos relacionados

O presente trabalho objetiva disponibilizar informações claras e ordenadas aos leitores em língua portuguesa acerca do vasto campo que é o monitoramento de espécies gasosas tóxicas ou perigosas em distintos ambientes. Também esclarece alguns termos técnicos comumente usados nesta área e tece comentários sobre a legislação e as normas brasileiras relativas ao assunto monitoramento de gases tóxicos ou perigosos, sempre buscando um paralelo com publicações técnicas de organizações internacionais de amplo conhecimento dos profissionais da área. Segue com uma elucidação dos princípios de funcionamento dos sensores de gases, componentes básicos das tecnologias mais extensivamente usadas, bem como as vantagens e desvantagens dos equipamentos deles decorrentes com vistas a permitir uma escolha acertada de tecnologias e equipamentos para uma resposta otimizada e eficiente envolvendo monitoramento de gases em situações rotineiras e especiais. Objetiva também prover uma exemplificação prática envolvendo o uso de equipamento de sensoriamento. Para tanto, finaliza com um exemplo de monitoramento de emissões poluentes, avalia comparativamente a performance de queima e tira conclusões acerca das emissões poluentes decorrentes da queima de gás liquefeito de petróleo (GLP) e gás natural (GN) comerciais em um forno.

Efeitos de superfície na dinâmica de gases rarefeitos : uma análise baseada no núcleo de espalhamento de Cercignani-Lampis

Neste trabalho, uma versão analítica do método de ordenadas discretas (ADO) é usada para resolver problemas da dinâmica de gases rarefeitos, enfocando a interação do gás com a superfície, que é modulada pela lei de Cercignani-Lampis, a qual inclui a consideração de dois coeficientes de acomodação. Os problemas para uma espécie (Fluxo de Poiseuille, problema Creep Térmico, Fluxo de Couette, problema de Deslizamento Térmico, problema de Deslizamento Viscoso e problema de Salto de Temperatura) são formulados a partir dos modelos BGK e S da equação linearizada de Boltzmann. Para o caso de problemas de mistura binária de gases (problema de Salto de Temperatura, problema de Deslizamento Térmico e problema de Deslizamento Viscoso) é usado o modelo de McCormack. A solução em ordenadas discretas analítica se mostra eficiente e precisa e uma série de resultados é apresentada no sentido de estabelecer uma análise detalhada da influência dos efeitos de superfície para todos os problemas.

A obtenção de efetividade em organizações em crise: a racionalidade instrumental / estrutural necessárias. Estudo de caso do DETRAN - Departamento de Trânsito do Estado do Rio de Janeiro no Projeto Licenciamento Anual de Veículos Automotores Terrestres com aferição de gases poluentes para a DRV - Diretoria de Registro de Veículos

Esta dissertação procura abordar a adoção de teorias de gerenciamento organizacional centradas na racionalidade instrumental e estrutural capazes de contribuir para promover mudanças em organizações públicas ou privadas. Como pesquisa e estudo de caso investigaremos as intervenções realizadas na gestão dos subsistemas social, técnico e diretivo da DRV - Diretoria de Registro de Veículos do Departamento Estadual de Trânsito do Estado do Rio de Janeiro - Detran/RJ no período de 1996 a 1998, particularmente, demonstrando até que ponto a adoção, na prática, de alguns preceitos das teorias organizacionais de gerenciamento clássicas, fundamentadas na centralização do poder e na descentralização operacional, puderam contribuir para a transformação de uma organização institucionalmente entrópica, gerando maior efetividade na prestação de serviços através da implementação de inovações em tecnologia de administração e informação, com reflexos em todas as demais ações da instituição e nos resultados altamente significativos para a população e para a segurança pública, com a obtenção de efetividade organizacional no tocante à qualidade dos serviços para os usuários e aumento da receita.

Estudo das emissões de gases formadores do efeito estufa e balanço resultante da conversão de motores à gasolina, de uma frota de veículos leves, para gás natural e álcool hidratado

Este trabalho objetiva realizar um estudo sobre a contribuição antrópica no processo de formação de gases do efeito estufa e seus possíveis reflexos sobre as mudanças climáticas, em curso no planeta Terra. Após uma pesquisa inicial sobre as causas deste fenômeno, são identificadas as iniciativas internacionais em curso para mitigação do processo de aquecimento global, propostas pela Convenção Quadro das Nações Unidas para Mudança do Clima (CQNUMC), particularmente, em relação ao Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL) estabelecido pelo Protocolo de Kyoto. Em âmbito mundial, a contribuição de gases formadores do efeito estufa gerados nas atividades de transporte é bastante significativa ocupando o segundo lugar, atrás apenas das emissões provocadas pelas atividades industriais. Esta posição natural, somada às oportunidades existentes no território brasileiro para o uso alternativo de combustíveis oriundos de fontes renováveis e fósseis com menor nível de emissões, impulsionaram este estudo para a pesquisa das condições existentes e análise das alternativas energéticas de menor impacto ambiental Adicionalmente, foi desenvolvida uma análise da contribuição da atividade de transporte rodoviário nas emissões de gases formadores do efeito estufa (GEE), através do exemplo de um caso hipotético. Trata-se da análise comparativa dos inventários de emissões de GEE, antes e depois da conversão de motores ciclo Otto de uma frota de veículos leves, originalmente movidos à gasolina (gasool), para os combustíveis alternativos gases natural e álcool hidratado. Após análise dos resultados obtidos, em cada um dos cenários selecionados, as alternativas propostas são comparadas identificando-se a melhor opção para redução de emissões de GEE.

A reestruturação do setor sucroenergético no Brasil: uma análise do período entre 2005 e 2011

O mundo está diante do desafio de reduzir as emissões de gases do efeito estufa (GEEs) e encontrar fontes renováveis de energia, na busca da segurança energética. Os biocombustíveis são uma alternativa viável e, nesse sentido, o Brasil deu um exemplo para mundo ao criar o Proálcool em 1975, que foi um programa bem sucedido de substituição da gasolina pelo etanol produzido a partir da cana-de-açúcar. Essa iniciativa contou com a participação do Governo Brasileiro no incentivo e na regulamentação do setor sucroenergético. A partir da sua liberalização em 1999, a indústria canavieira passou por uma importante reestruturação. Este estudo teve como objetivo descrever esse movimento e analisar suas possíveis consequências para o setor. Para isso, foi realizada uma pesquisa sobre a reestruturação da indústria canavieira, entre 1999 e 2011, dando ênfase aos dois ciclos de operações de Fusões & Aquisições ocorridos nesse período. Como principais resultados têm-se a consolidação dos maiores grupos de usinas da Região Centro Sul, que aumentaram a sua participação na moagem de cana e ampliaram suas estruturas produtivas por meio da aquisição de usinas concorrentes e da construção de greenfields. Além disso, foi possível observar o rápido crescimento da participação do capital estrangeiro, juntamente com a entrada de grupos de outros setores industriais. A reestruturação terá consequências positivas para o Brasil, principalmente pela profissionalização do setor sucroenergético e pela capacidade de retomar o ritmo de crescimento da produção de cana-de-açúcar, que foi interrompido pela crise financeira mundial de 2008. Para isso, será necessário investir na ampliação dos canaviais e também na construção de novas usinas.

Dealing with greenhouse gas emissions (Dublado)

Video feito pela WWV