Generation and application of river network analogues for use in ecology and evolution

Several key processes in freshwater ecology are governed by the connectivity inherent to dendritic river networks. These have extensively been analyzed from a geomorphological and hydrological viewpoint, yet structures classically used in ecological modeling have been poorly representative of the structure of real river basins, often failing to capture well-known scaling features of natural rivers. Pioneering work identified optimal channel networks (OCNs) as spanning trees reproducing all scaling features characteristic of natural stream networks worldwide. While OCNs have been used to create landscapes for studies on metapopulations, biodiversity, and epidemiology, their generation has not been generally accessible. Given the increasing interest in dendritic riverine networks by ecologists and evolutionary biologists, we here present a method to generate OCNs and, to facilitate its application, we provide the R-package OCNet. Owing to the stochastic process generating OCNs, multiple network replicas spanning the same surface can be built; this allows performing computational experiments whose results are irrespective of the particular shape of a single river network. The OCN construct also enables the generation of elevational gradients derived from the optimal network configuration, which can constitute three-dimensional landscapes for spatial studies in both terrestrial and freshwater realms. Moreover, the package provides functions that aggregate OCNs into an arbitrary number of nodes, calculate several descriptors of river networks, and draw relevant network features. We describe the main functionalities of the package and its integration with other R-packages commonly used in spatial ecology. Moreover, we exemplify the generation of OCNs and discuss an application to a metapopulation model for an invasive riverine species. In conclusion, OCNet provides a powerful tool to generate realistic river network analogues for various applications. It thereby allows the design of spatially realistic studies in increasingly impacted ecosystems and enhances our knowledge on spatial processes in freshwater ecology in general

Calculation of radial matrix elements and radiative lifetimes for highly excited states of alkali atoms using the Coulomb approximation

Radial matrix elements have been computed involving highly excited states of alkali atoms. An entirely analytical Coulomb method has been used. Particular attention has been paid in the choice of the cut criterion. The extensive data are available from the author upon request and can be used to compute, for example, oscillator strengths, radiative lifetimes, branching ratios and polarizabilities of alkali Rydberg states. In order to test the results, radiative lifetimes have been derived for highly excited (10 ≤ n ≤ 28), S, P, D and F states of alkali atoms. The computed lifetimes are reported and are observed to be in good agreement with the available experimental data.Les éléments de matrice radiaux mettant en jeu des états fortement excités des atomes alcalins sont calculés à l'aide de l'approximation Coulombienne. Le choix du critère de coupure a fait l'objet d'une étude détaillée. Ces éléments de matrice (disponibles sur demande adressée à l'auteur) peuvent être utilisés pour le calcul des forces d'oscillateur, durées de vie, rapports de branchement, polarisabilités des états de Rydberg des alcalins. Nous présentons le calcul des durées de vie radiative des états S, P, D et F très excités (10 ≤ n ≤ 28) des atomes alcalins. Les durées de vie calculées sont en bon accord avec les résultats expérimentaux disponibles

COLLISIONS OF RYDBERG ATOMS : RECENT ADVANCES

Les propriétés collisionnelles des états de Rydberg sont commentées à l'aide d'exemples récents. On montre que les sections efficaces dépendent, pour l'essentiel, de deux paramètres : l'écart d'énergie entre le niveau considéré et les niveaux hydrogénoïdes voisins et l'interaction entre l'électron quasi-libre et le perturbateur. Les processus inélastiques influencent aussi l'élargissement des raies optiques issues des niveaux de Rydberg. L'application d'un faible champ électrique lors de la collision donne lieu à des effets nouveaux que l'on commente à l'aide de mesures récentes.Some features of the collisional properties of Rydberg atoms are demonstrated by some recent examples. The collisional cross-sections mainly depend on two parameters : the energy defect between the considered level and the closest hydrogenic states, and the interaction between the quasi-free Rydberg electron and the perturber. Moreover it is shown that the inelastic processes can contribute to the broadening of the optical Rydberg lines. In the presence of a DC electric field new effects can arise, as demonstrated by some recent experiments

Radiative lifetimes of highly excited states in rubidium

Measurements have been made of the natural radiative lifetimes of highly excited rubidium (9 ≤ n ≤ 18) S and D states. These results, as well as those already published concerning P and F states, agree well with the theoretical lifetimes calculated by the Bates-Damgaard method.Nous avons mesuré les durées de vie radiative d'états S et D très excités (9 ≤ n ≤ 18) du rubidium. Les résultats obtenus ainsi que ceux déjà publics pour les états P et F sont en bon accord avec les valeurs théoriques calculées par la méthode de Bates-Damgaard

Collisional depopulation of a high-lying P state of potassium

Total cross-sections for the collisional depopulation of the 10 P level of Potassium by Potassium and rare gases have been measured, with the following results : Q (K) = 6 000 ± 3 000 Å2; Q (He) = 18 ± 6 Å 2 ; Q (Ar) = 8 ± 3 Å2 ; and Q (Xe) = 40 ± 15 Å2. The importance of the electronic excitation transfer to neighbouring levels is clearly demonstrated as well as the influence of the quasi-free behaviour of the valence electron.On a mesuré les sections efficaces de dépopulation collisionnelle totale du niveau 10 P du Potassium, à 470 K, induite par collision avec des atomes de Potassium ou de gaz rare : Q (K) = 6 000 ± 3 000 Å2 ; Q (He) = 18 ± 6 Å2 ; Q (Ar) = 8 ± 3 Å2 ; Q (Xe) = 40 ± 15 Å2. L'importance des transferts d'excitation électronique vers les niveaux voisins est indiquée. Il est montré que l'électron de valence a un comportement quasi-libre

Broadening of optical lines originating from Rydberg states : a simple model

A simple Fermi-type model that connects the broadening cross-sections of optical Rydberg lines to elastic and inelastic collisional cross-section is proposed and discussed

Validation du logiciel Cast3m pour le calcul d'écoulements faiblement compressibles dans les réacteurs nucléaires : recueil de cas de validation physique

Ce document est une mise à jour du précédent recueil d'exemples commentés pour le logiciel Cast3m [30]. Il s'intègre dans le cadre, assez vaste, de la modélisation d'écoulements dans les réacteurs nucléaires. Nous nous limitons à des écoulements laminaires ou turbulents, régis par les équations de Navier-Stokes, incompressibles ou faiblement compressibles. Nous prenons également en compte l'équation de propagation de la chaleur.Ce rapport est le dernier volet d'un triptyque, débutant par une présentation détaillée des opérateurs de Cast3m [5], suivi d'un rapport présentant des cas de validation analytiques [4] dans lequel les maillages et discrétisations disponibles sont testés de manière exhaustive, opérateur par opérateur. Enfin, ce document rassemble une cinquantaine de cas de validation pour traiter des problèmes en mécanique des fluides,dont une trentaine ne figurant pas dans le précédent recueil [30]

THE MAIN PHASES OF DEVELOPMENT IN PHOTOEMISSION STUDIES ON LASER-EXCITED ATOMS USING SYNCHROTRON RADIATION

L'utilisation combinée d'un laser à colorant continu et du rayonnement synchrotron émis par l'anneau de stockage à électrons ACO à LURE a permis les premières expériences de spectroscopie d'électrons sur des atomes portés dans un état excité et ionisés en couche externe et en couche interne. Les premiers éléments étudiés ont été le sodium et le baryum. Cette nouvelle méthode a permis de mesurer des forces d'oscillateur et des sections efficaces de photoionisation dans des atomes excités sur un domaine étendu d'énergies de photons. Récemment, des états atomiques très excités ont été préparés par l'action simultanée de deux lasers à colorant continus et du rayonnement synchrotron d'ACO, et leur autoionisation a été étudiée. Une revue de ces expériences est présentée. Leur extension possible grâce à la mise en service d'onduleurs montés sur des anneaux de stockage spécialement construits pour la production de rayonnement synchrotron, tel que Super ACO, est discutée.By combining a cw laser beam with synchrotron radiation emitted by the ACO storage ring at LURE, in Orsay, we have demonstrated the feasibility of such photoionization experiments on excited atoms using electron spectrometry and we have obtained the first photoelectron spectra of laser-excited sodium and barium atoms. The oscillator strengths for transitions between core-electrons and optical orbitals in excited atoms have been determined and photoionization cross sections in excited atoms have been measured over a broad range of photon energies. More recently, two-electron highly excited autoionizing States have been produced and studied, using stepwise excitation with two cw dye laser beams to excite an outer electron and synchrotron radiation to excite an inner electron in sodium. A review of these experiments extending over a period of serveral years is given. The extension of these studies using undulator radiation and new storage rings is discussed

Présentation du Risque Hydrogène. Exemple de modélisation : écoulements Bas Mach

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