Browse Our Earth and Environmental Sciences Journals
Earth and environmental sciences cover all planetary and Earth science aspects, including solid Earth processes, development of Earth, environmental issues, ecology, marine and freshwater systems, as well as the human interaction with these systems.
Earth and Environmental Sciences
In connection with the EURISGIC WP2 project the authors present those procedures which have been used to construct a map in cells on the electrical resistivity distribution in Europe at least till to the asthenosphere. The data are based on the deep magnetotelluric soundings published in the international literature. This map is the basis of the calculation of the induction risk endangering the electric network and communication systems.
This paper presents a new approach for precision estimation for algebraic ellipse fitting based on combined least squares method. Our approach is based on coordinate description of the ellipse geometry to determine the error distances of the fitting method. Since it is an effective fitting algorithm the well-known Direct Ellipse Fitting method was selected as an algebraic method for precision estimation. Once an ellipse fitted to the given data points, algebraic distance residuals for each data point and fitting accuracy can be computed. Generally, the adopted approach has revealed geometrical aspect of precision estimation for algebraic ellipse fitting. The experimental results revealed that our approach might be a good choice for precision estimation of the ellipse fitting method.
A new probabilistic seismic hazard assessment for Albania is carried out using the smoothed gridded seismicity approach. Albania’s earthquake catalogue is already revised and expanded, covering a study area limited by 38 − 44.5°N Latitude and 18 − 24°E Longitude, and the time period from 58BC to 31/12/2008. The ground motion hazard map is presented over a 10 km grid in terms of peak ground acceleration for 10% probability of exceedance in 50 years, corresponding to 475-year return period. The reference site condition is firm rock, defined as having an average shear-wave velocity in the upper 30 m of the crust of 800 m/sec. It is the standard reference site condition used by the European seismic code (Eurocode 8) for seismic zonation and building codes. The main finding is that if this map is accepted as a reference indicator to establish a new regulatory national seismic zonation, design acceleration will be much higher than that applied in the current regulation. This implies that the competent authorities should take into consideration the obtained results to improve the existing design code in a more reliable and realistic basis in order to increase the safety level of constructions in the country.
The gravimetric model of the Moho discontinuity is usually derived based on isostatic adjustment theories considering floating crust on the viscous mantle. In computation of such a model some a priori information about the density contrast between the crust and mantle and the mean Moho depth are required. Due to our poor knowledge about them they are assumed unrealistically constant. In this paper, our idea is to improve a computed gravimetric Moho model, by the Vening Meinesz-Moritz theory, using the seismic model in Fennoscandia and estimate the error of each model through a combined adjustment with variance component estimation process. Corrective surfaces of bi-linear, bi-quadratic, bi-cubic and multi-quadric radial based function are used to model the discrepancies between the models and estimating the errors of the models. Numerical studies show that in the case of using the bi-linear surface negative variance components were come out, the bi-quadratic can model the difference better and delivers errors of 2.7 km and 1.5 km for the gravimetric and seismic models, respectively. These errors are 2.1 km and 1.6 km in the case of using the bi-cubic surface and 1 km and 1.5 km when the multi-quadric radial base function is used. The combined gravimetric models will be computed based on the estimated errors and each corrective surface.
The laws of nature in general, and the relations and laws in geodesy in particular can be expressed in most cases by nonlinear equations which are in general solved by transforming them to linear form and applying iteration. The process of bringing the equations to linear form implies neglections and approximation. In certain cases it is possible to obtain exact, correct solutions for nonlinear problems. In the present work we introduce parameters into the rotation matrix, and using this we derive solutions for the 2D and 3D similarity transformations. This method involves no iteration, and it does not require the transformation of the equations to linear form. The scale parameter is determined in both cases by solving a polynomial equation of second degree. This solution is already known, but our derivation is worth consideration because of its simple nature.
The exact least squares line fit with errors in both coordinates (Reed 1992) is investigated together with the approximate solution based on the formalism of the linear Gauss-Helmert model or the unified adjustment approach of the classical textbook by Mikhail (1976). The similarities and the differences are described in details. In spite of the small differences the exact solution is preferable and the calculations are simpler.This paper does not deal with the errors-in-variables (EIV) models solved by the total least squares (TLS) principle, since the exact line fit solution is used to validate this general approach, which is basically designed to solve more sophisticated nonlinear tasks.In the most general case the fit of Person’s data with York’s weights is iteratively solved starting with the arbitrary zero initial value of the slope. The test computation with different but systematically chosen weights proved that in special cases — e.g. the weighted least squares sum of the distances between the data points and the estimated line is minimised — there is no need for iterations at all.It is shown that methods described by Detrekői (1991) and Závoti (2012) are special cases of the general exact solutions.Reed (1992) derived the variances of the slope and intercept parameters without their covariance. The simple linear estimation of variance-covariance matrix of the exact solution is also demonstrated. The importance of the stochastic models coupled with exact solution is also demonstrated.
Az Országos Műtrágyázási Tartamkísérletek (OMTK) hálózatában, az ország jellegzetes talajain, eltérő agro-ökológiai körülmények között, azonos kezelésekkel beállított kísérleteiben vizsgáltuk a diagnosztikai célú növényvizsgálatok kiterjeszthetőségét. Összefüggéseket kerestünk a virágzáskori kukoricalevél P-tartalma és tömege; az őszi búza hajtás P-koncentrációja és tömege; a talaj könnyen oldható P-tartalma és a virágzáskori kukoricalevél, ill. az őszi búza hajtás P-koncentrációja között az OMTK kísérletek kilenc kísérleti helyén a 4 eltérő P-kezelés hatására. A talaj P-teszt módszerek közül a 0,01 M CaCl2-, az Olsen-, az Fe-oxidos papírcsík-, az anioncserélő gyantával impregnált membrán (AERM), a Mehlich3-, az AL- és a korrigált AL-módszereket vontuk be vizsgálatainkba. A virágzáskori kukorica levelének tömege erőteljesebben változott a kísérleti helyek, mint a P-trágyázás hatására. A P-kezelések kifejezettebb hatást gyakoroltak a virágzáskori kukoricalevél P-tartalmára, mint a tömegére. A bokrosodáskori őszi búza hajtás tömegére erőteljesebben hatott mind a kísérleti hely, mind a P-trágyázás, mint a kukoricalevelére. Ugyanez mondható el a P-tartalmakra is. A bokrosodáskori őszi búza hajtás tömege szintén erőteljesebben változott a kísérleti helyek, mint a P-trágyázás hatására. A P-kezelések ugyanakkor mérsékeltebb hatást gyakoroltak a bokrosodáskori őszi búza hajtás P-tartalmára, mint a tömegére. A búzahajtás P-tartalmakra a kísérleti hely és a P trágyázás hasonló mértékben hatottak. Az OMTK kísérletekben kapott összefüggések ismeretében tovább finomítottuk e két növény P-ellátottsági határértékeit: a „gyenge” és „jó” ellátottságon túl az „igen gyenge”, „közepes”, „igen jó” és „túlzott” P-ellátottsági határértékeket is becsültük. A virágzáskori kukoricalevélben az igen gyenge P-ellátottság <0,15%, a gyenge 0,16–0,20%, a közepes 0,21–0,25%, a jó 0,26–0,30%, az igen jó 0,31– 0,35% a túlzott >0,35% P-koncentráció határértékekkel jellemezhető becsléseink szerint. A bokrosodáskori őszi búza hajtásban az igen gyenge P-ellátottság <0,25%, a gyenge 0,26–0,30%, a közepes 0,31–0,35%, a jó 0,36–0,45%, az igen jó 0,46– 0,55% a túlzott >0,55% P-koncentráció határértékekkel volt meghatározható. Az AL-módszer és a diagnosztikai célú növényvizsgálatok hasonló P-ellátottságokat mutattak, és megerősítették a fenti határértékek helyes voltát. A kukorica – az irodalomból is ismert – jobb P-hasznosítását jelzi ugyanakkor az a tény, hogy ugyanazon kezelésben a kukorica az őszi búzánál rendre eggyel jobb növény P-ellátottsági kategóriát mutatott. A P0-parcellák P-ellátottságát a kukorica és az őszi búza P-hatások mértékével is becsültük. Egy-egy esettől eltekintve a három módszer jó azonosságot adott, tovább erősítve az azonos talajokon eltérő P-trágyareakciójú növények „P-igényes”, ill. „foszforra kevésbé igényes” növénycsoportba sorolását, és a két növénycsoportra – id. Várallyay megközelítéséhez hasonlóan – eltérő talaj AL-P ellátottsági határértékek megállapításának kísérletesen megalapozott, helytálló voltát. Mind a talaj AL-P tartalma és a bokrosodáskori őszi búza hajtás P%, mind a talaj AL-P tartalma és a virágzáskori kukoricalevél P% közötti összefüggés logaritmus függvénnyel volt leírható. Az összefüggés szorossága hasonló „r” értékekkel (0,65–0,80) volt jellemezhető. Az őszi búza hajtás „jó” P-ellátottság savanyú talajokon 100–110, karbonátos talajokon 140–150 mg AL-P2O5·kg-1 fölött vált általánossá. A kukoricalevél „jó” ellátottságot (0,26% P) savanyú talajon 70–90, karbonátos talajokon 110–120 mg AL-P2O5·kg-1 fölött regisztráltuk. A kukorica szemtermésben kifejezett P-hatások jóval kisebbek voltak, mint a P-igényesebb őszi búzában. Kukoricában savanyú talajokon az AERM-P és a Mehlich3-P, karbonátos talajokon a Pi-P, az AL-P és az Olsen-P, az összes talajon az AERM-P és a korrigált AL-P mutatta a legszorosabb összefüggést a levél P% értékekkel. Az AL-P korrekció elvégzése az összes talajon 0,44-ről 0,69-re növelte az összefüggés szorosságát jelző „r” értéket. Õszi búzában savanyú talajokon az Olsen-P és a CaCl2-P, karbonátos talajokon az Olsen-P és Mehlich3-P, az összes talajon az Olsen-P, a Mehlich3-P és a Pi-P mutatta a legszorosabb összefüggést a hajtás P% értékekkel. Az AL-P korrekció elvégzése az összes talajon 0,56-ról 0,67-re növelte az összefüggés szorosságát jelző „r” értéket. Karbonátos, cinkkel gyengén–közepesen, foszforral igen jól–túlzottan ellátott talajokon a virágzáskori, csővel szemközti kukoricalevél P/Zn arányának 150 fölé növekedése P-indukálta Zn-antagonizmust és szemtermés-csökkenést eredményezhet ennél a Zn-igényes kultúránál. A Zn-hiány Zn-levéltrágyázással, ill. a talajba juttatott oldható Zn-sók segítségével megszüntethető. A Zn-hiányra kevésbé érzékeny őszi búzában terméscsökkenéssel járó P-indukálta Zn-hiány feltehetően a kukoricánál csupán jóval nagyobb P/Zn arány értékeknél jelentkezik.
