Virial theorem for a cloud of stars obtained from Jeans equations with the second correlation moments

A hydrodynamic model for small acoustic oscillations in a cloud of stars is built with account of self-consistent gravitational field in equilibrium with non-zero second correlation moment. It is assumed that the momentum flux density tensor should include the anisotropic pressure tensor and the second correlation moment of both longitudinal and transverse gravitational field strength. Non-relativistic time equation for the second correlation moment of the gravitational field strength is found from Einstein equations on the first order post-Newtonian approximation. One longitudinal and two transverse branches of acoustic oscillations in a homogeneous and isotropic star cloud are found. The requirement for the velocity of transverse oscillations to be zero gives the boundary condition of stability of the cloud. The critical radius of the spherical cloud of stars is obtained, being precisely consistent with the virial theorem

ЗАКОНОМІРНОСТІ ЕНЕРГОМАСООБМІНУ В СЕРЕДОВИЩІ «ГРУНТ- РОСЛИНА-АТМОСФЕРА» В СУЧАСНИХ КЛІМАТИЧНИХ ТА ГОСПОДАРСЬКИХ УМОВАХ ВИКОРИСТАННЯ ЗРОШЕННЯ

Under climate change it is necessary to review existing approaches to irrigation planning based on the criterion of humidity in the active soil layer in the optimal range and to take into account the regularities of energy-mass exchange processes both in soil and in crops for controlling the microclimate. In order to achieve this goal, special integrated research was conducted. Two study polygons with a total area of 1012.5 hectares were arranged in the farm in the Kakhovka district of the Kherson region. Polygon №1 - traditional irrigation planning with soil moisture regulation in the range of 75-80-75% FC and 13 waterings with the rate 200-400 m3/ha. Polygon №2 - intensive irrigation with 36 waterings at a rate of 100-200 m3/ha with soil moisture keeping at the level of 80-90% FC. As a result of research, the following indicators were assessed: weather conditions; microclimatic effect of irrigation; the effect of irrigation on the components of the thermal balance (radiation of the earth's surface, radiation balance of the earth's surface); the dynamics of total evaporation; the dynamics of soil moisture, the state of development of agricultural crops; efficiency of irrigation water use. The following results were obtained: - in conditions of prolonged drought at maximum daily air temperatures of 28-36 ° C, the use of an intensive irrigation management scenario provides a more  favorable microclimatic effect on crops; - under intensive irrigation, the humidity  of the active soil layer decreases and fluctuates in the range of 82-100% FC. The plant roots absorb moisture mainly to a depth up to 50-centimeter soil; - regardless of the irrigation management scenario an increase is observed  in the absorption of solar energy by the earth's surface and vegetation. It can be explained by the decrease of the soil albedo and the increase in the heat capacity of the soil after watering; - as a result of irrigation, additional heat flux reaches the earth's surface in the form of effective atmosphere radiation  - at the first study polygon up to 13%, at the second – up  to 14% of incoming radiation; - frequent irrigation with small watering rates under intensive irrigation management scenarios contributes to increase the productivity of irrigation water, which is due to the creation of optimal conditions for water use and heat resources.У статті наведено результати експериментальних досліджень зміни мікроклімату, розрахунків теплового та радіаційного балансу на зрошуваних полях при  вирощуванні сої пізньостиглої. Для проведення досліджень було облаштовано два експериментальні полігони загальною площею 1012,5 га, на яких встановлено автоматизовані метеостанції та виконували спостереження за станом та розвитком сільськогосподарських культур  на фоні двох сценаріїв планування зрошення – традиційного з регулюванням  вологості ґрунту у діапазоні 75-80-75%НВ та інтенсивного з підтриманням вологості  активного шару ґрунту в діапазоні 80-90%НВ. Встановлено, що інтенсивне зрошення (часті поливи невеликими нормами) сприяє покращенню мікроклімату у посівах  за рахунок більш ефективного поглинання теплової енергії та забезпечує більш високу продуктивність використання зрошувальної води

ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЯВУ ПОСУХИ ТА ЇЇ ВПЛИВУ НА ТЕПЛОВИЙ РЕЖИМ ВЕГЕТАЦІЙНОЇ ПОВЕРХНІ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР ПРИ ЗРОШЕННІ

 Relevance of the topic. In recent years, irrigation management practices have faced new challenges related to climate change and the increase in the frequency and intensity of droughts in the southern regions. In addition, the latest technical and technological capabilities have emerged in irrigated agriculture to more effectively manage technological processes. All these processes occurring in real production and in the market of scientific and technical products, have determined the possibility and necessity of studying the influence of natural and agricultural conditions on the processes of energymass transfer in the "soil-plant-atmosphere" environment to improve management methods in modern irrigation conditions. Purpose of research is to investigate the features of formation of crop thermal regime in the conditions of air and soil drought manifestation under irrigation during 2018-2019. Research object. The research was carried out at the production fields of the farm  “Freedom Farm International” in the Kakhovsky district of Kherson region during 2018-2019. Two experimental sites were equipped to carry out experimental studies on the crop rotation of "Gornostayevske -2". Methodology and Research methods. The methodology for the conduct of thermal water balance and phenological observations on the growth and development of crops at the experimental sites was applied. Standard field research techniques were used. Analytical, field, simulation modeling, mathematical statistics, geoinformation technologies (GIS), remote sensing of the Earth (RS) methods were used. Research results. As a result of the research in 2018-2019 a database of farm fields (crops, sowing dates, soil conditions, initial moisture reserves, irrigation machines and their characteristics) was created; phenological observations of plant growth and development were performed, heat and water balance calculations were made. It was established that to ensure optimal conditions for the use of thermal energy in different drought conditions, it is necessary to improve models and algorithms for operational planning of crop irrigation. Thus, to mitigate the influence of atmospheric drought, it is recommended to conduct refreshing irrigation, the timing of which can be determined on the basis of monitoring the temperature of the vegetation surface, using the data from the space images or ground-based observations. In addition, under drought conditions, in the case of applying water-balance methods used in irrigation management, it is necessary to adjust the biological coefficients of water consumption by crops, based on modeling the production process using the WOFOST model and identifying its parameters with the help of space images. The obtained new knowledge is aimed at improving irrigation management methods in modern conditions.Представлено результати експериментальних досліджень, проведених протягом 2018-2019 років на дослідних полях господарства Каховського району Херсонської області з визначення особливостей формування теплового режиму посівів в умовах прояву атмосферної та ґрунтової посух при зрошенні. Обґрунтовано параметри моделей волого-теплопереносу в приземному шарі повітря та в ґрунті, визначено параметри моделі продукційного процесу з метою уточнення розрахунків водоспоживання сільськогосподарських культур та відповідно удосконалення управління поливами для забезпечення більшої продуктивності сільськогосподарських культур. Розрахунки та аналіз енергетичного балансу дослідних полів показав суттєвий вплив посухи на продуктивність використання сонячної енергії. Результатами проведених досліджень у 2018-2019 рр. підтверджено найсильніше цей вплив проявляється при сумісній дії атмосферної та ґрунтової посух. Встановлено, що за таких умов основними факторами, що впливають на процеси  в середовищі «ґрунт-рослина–атмосфера» та уповільнюють продукційний процес рослин є: дефіцит активних вологозапасів у ґрунті при відхиленні термінів поливів більше ніж на три дні від рекомендованих; тривалі періоди з високими денними температурами повітря (більше 30 °С), що збільшують температуру підстилаючої поверхні та відповідно збільшують відношення між непродуктивною частиною теплової енергії, що йде на турбулентний обмін повітря у посівах, та продуктивною її складовою, що йде на випаровування та продукційний процес (число Боуена). Кількісна  характеристика даних впливів залежить від інтенсивності та тривалості атмосферної посухи та якості оперативного управління поливами. Тому для планування поливів в умовах атмосферної посухи важливо зменшити тривалість періодів перевищення максимально допустимих температур підстилаючої поверхні ґрунту, при яких число Боуена коливається в межах 1,2–1,5, за рахунок проведення освіжаючих поливів. Якщо внаслідок різних причин при управлінні поливами все ж таки не вдається повністю уникнути прояву посухи, необхідним є коригування біокліматичних коефіцієнтів сумарного випаровування для врахування редукції випаровування в цих умовах

Counting hard-to-count populations: the network scale-up method for public health

Estimating sizes of hidden or hard-to-reach populations is an important problem in public health. For example, estimates of the sizes of populations at highest risk for HIV and AIDS are needed for designing, evaluating and allocating funding for treatment and prevention programmes. A promising approach to size estimation, relatively new to public health, is the network scale-up method (NSUM), involving two steps: estimating the personal network size of the members of a random sample of a total population and, with this information, estimating the number of members of a hidden subpopulation of the total population. We describe the method, including two approaches to estimating personal network sizes (summation and known population). We discuss the strengths and weaknesses of each approach and provide examples of international applications of the NSUM in public health. We conclude with recommendations for future research and evaluation

МЕТОДИ ТА ДЖЕРЕЛА ОТРИМАННЯ ДАНИХ ДЛЯ БАЗ ЗНАНЬ ТЕХНІЧНИХ, ТЕХНОЛОГІЧНИХ, ОРГАНІЗАЦІЙНИХ ЗАХОДІВ ПРИ ПЛАНУВАННІ ВОДОЗЕМЛЕКОРИСТУВАННЯ НА МЕЛІОРОВАНИХ ТЕРИТОРІЯХ

The article analyzes the methods and sources of obtaining data for knowledge bases of technical, technological, organizational measures on water and land management planning in reclaimed areas. The main sources of data obtaining were determined as following: data in XML, CSV and JSON formats from the sites of relevant institutions, remote sensing data, scientific developments and research results, reporting records of water management organizations, etc. The main obstacles that may occur when obtaining the necessary information were identified. The structural and functional scheme of providing the user with a single database access point is presented.  For this purposes a node for data collection, storage and processing (sub domain http://ewater.iwpim.com.ua and a server available in IWP&LR) with the functions of remote data collection, their pre-processing, structuring, combining, short- and long-term storage is offered.  The structure of the database for processing complex information by subject areas (lists, hierarchies, relationships, structuring libraries, principles of classification) for presentation in the form of "essence-relationship-characteristics" is proposed.  As part of a single Internet portal, it is planned to present the following information and reference systems: "Integrated land and water management"; "Land consolidation"; "Private-public partnership". To ensure the specified functionality of the Internet portal, its work will be based on comprehensive information and analytical environment that is a multilevel system, the basis of which is a database of metadata linked to information sources, services and direct access to them. The analysis of the requirements to the software necessary for accumulation of database information and the further performance of the portal was carried out.У статті проаналізовано методи та джерела отримання даних для наповнення баз знань технічних, технологічних та організаційних заходів при плануванні водоземлекористування на меліорованих територіях.  Встановлено основні джерела отримання даних: дані у XML, CSV та JSON форматах із сайтів відповідних установ і відомств, дані ДЗЗ, наукові розробки та напрацювання, звітність водогосподарських організацій тощо. Визначено основні перешкоди, що можуть виникнути під час отримання необхідної інформації. Запропоновано структурно-функціональну схему забезпечення користувача єдиною точкою доступу до накопиченої інформації. Для забезпечення доступу користувачів до накопиченої інформації  запропоновано вузол збору, зберігання і обробки даних (піддомен http://ewater.iwpim.com.ua та наявний у ІВПіМ сервер) із функціями віддаленого забезпечення збору даних, їх попередньої обробки, структурування, поєднання, забезпечення оперативного і тривалого зберігання. Запропоновано структуру бази даних для обробки складноструктурованої інформації за предметними областями (списків, ієрархії, взаємозв’язків, структуруванні бібліотек, принципів класифікації) для подання у вигляді «сутність-взаємозв’язок-характеристика». У складі єдиного Інтернет-порталу заплановано представлення інформаційно-довідкових систем: «Інтегроване планування використання водних та земельних ресурсів»; «Консолідація земель»; «Приватно-державне партнерство». Для забезпечення роботи означеного функціонала порталу в основі її лежатиме комплексне інформаційно-аналітичне середовище, що представляє багаторівневу систему, основою якої є база метаданих, прив'язана до джерел надходження інформації та сервіси безпосереднього доступу до них. Проведено аналіз вимог до  програмного забезпечення, необхідного для накопичення БЗ і подальшої роботи порталу

Оцінка гідроморфологічного стану р. ірпінь: методичні підходи та результати

Practical hints are given to ease the planning and implementation o f habitat assessments in terms o f hydromorphological elements as described in the WFD. A reach o f the r. Irpin, located between 2 impoundments, was classified as partly moderate and partly good. The river reach between Didivshchyna and Tomashivka (Kyiv Oblast) did not include the existence of the nearby weirs and impoundments upstream and downstream of the section. When considering a bigger part of the Irpin, it is obvious that the river, according to the WFD, must be considered already as heavily modified water body (“HMWB”), mainly because of the interruption of the longitudinal continuity. Frequency of weirs and impoundment sizes by far exceed the tolerable level: the distance between impoundments should be at least 10 km, their length not more than 300 m, but some of them reach several kilometers. As a consequence the natural sediment transport capacity is strongly reduced, leading to sedimentation of inorganic and organic materials, oxygen depletion in deeper water layers, methane formation and impacts on biodiversity. Migration of fish and aquatic insects up and downstream are restricted.  Additional problems and risks of reaching a good ecological potential or status are due to the high share of agricultural land use in several subbasins while buffer zones are rather small or sometimes missing.У статті наведено методичні підходи та практичні результати оцінки гідроморфологічого стану ділянки р. Ірпінь, згідно положень ВРД ЄС. За наведеною методикою стан ділянки річ­ки, яка розташована поміж двох штучних водоймищ, оцінено як частково добрий та задо­вільний

Vortex and ULF wave structures in the plasma sheet of the Earth magnetosphere

International audienceWe studied the ULF wave packet propagation in the Earth plasma sheet making use of the magnetic field measurements from FGM detector and plasma properties from CORRAL detector aboard the Interball-Tail spacecraft. The MHD vortex structures were observed simultaneously with the Pc5 ULF waves. The vortex spatial scale was found to be about 1200-3600 km and the velocity is 4-16 km/s transverse to the background magnetic field. We studied numerically the dynamics of the initial vortex perturbations in the plasma system with parameters observed in the Earth plasma sheet. The system with the vector nonlinearity was processed making use of the full reduction scheme. The good agreement of the experimental value of the vortex structure velocity with numerical results was obtained. The velocity was found to be close to the local plasma drift velocity

Vortex and ULF wave structures in the plasma sheet of the Earth magnetosphere

International audienceWe studied the ULF wave packet propagation in the Earth plasma sheet making use of the magnetic field measurements from FGM detector and plasma properties from CORRAL detector aboard the Interball-Tail spacecraft. The MHD vortex structures were observed simultaneously with the Pc5 ULF waves. The vortex spatial scale was found to be about 1200-3600 km and the velocity is 4-16 km/s transverse to the background magnetic field. We studied numerically the dynamics of the initial vortex perturbations in the plasma system with parameters observed in the Earth plasma sheet. The system with the vector nonlinearity was processed making use of the full reduction scheme. The good agreement of the experimental value of the vortex structure velocity with numerical results was obtained. The velocity was found to be close to the local plasma drift velocity