Meteorological Data and Spectral Analyses of Non-Equilibrium Processes in Water during the Total Solar Eclipse of 11.08.1999 in Bulgaria

I. Ignatov; M.T. Iliev; T.P. Popova; G. Gluhchev; P.S. Gramatikov; P. Vassileva

doi:10.15407/ujpe69.2.96

Метеорологічні дані та спектральний аналіз нерівноважних процесів у воді протягом повного сонячного затемнення, яке спостерігалося 11.08.1999 р. у Болгарії

Автор(и)

I. Ignatov Scientific Research Center of Medical Biophysics
M.T. Iliev Faculty of Physics, Sofia University “St. Kliment Ohridski”
T.P. Popova University of Forestry, Faculty of Veterinary Medicine
G. Gluhchev Institute of Information and Communication Technologies, Bulgarian Academy of Sciences (BAS)
P.S. Gramatikov Department of Green Energetics, European Polytechnical University, Physics Department, South-West University “Neofit Rilski”
P. Vassileva Institute of General and Inorganic Chemistry (IGIC), Bulgarian Academy of Sciences (BAS)

DOI:

https://doi.org/10.15407/ujpe69.2.96

Ключові слова:

сонячне затемнення, метеорологiчнi параметри, нерiвноважний енергетичний спектр, диференцiальний нерiвноважний енергетичний спектр

Анотація

Використано метеорологiчнi данi щодо температури i вологостi повiтря та застосовано спектральнi методи для дослiдження нерiвноважних енергетичних спектрiв зразкiв деiонiзованої води. Знайдено вiдносно швидкi значнi змiни параметрiв повiтря протягом сонячного затемнення. Показано, що нерiвноважнiсть процесiв протягом сонячного затемнення веде до змiн у структурi водневих зв’язкiв молекул води. Нашi результати свiдчать про те, що сонячнi затемнення суттєво впливають на структуру води, яка є надзвичайно важливою частиною природи i всього живого, i узгоджуються iз результатами iнших робiт.

Посилання

P. Krishnan, P.K. Kunhikrishnan, S.M. Nair et al. Observations of the atmospheric surface layer parameters over a semi-arid region during the solar eclipse of August 11th, 1999. J. Earth System Sci. 113, 353 (2004).

https://doi.org/10.1007/BF02716730

B. Paramitha, R. Zaen, A.B.D. Nandiyanto. Changes in meteorological parameters (i.e. UV and solar radiation, air temperature, humidity, and wind condition) during the partial solar eclipse of 9 March 2016. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 180, 012131 (2017).

https://doi.org/10.1088/1757-899X/180/1/012131

B.A. Marzouk, P. Stoeva, A. Stoev. White light coronal structure and flattening during six total solar eclipses. NRIAG J. Astron. Geophys. 297 (2016).

https://doi.org/10.1016/j.nrjag.2016.08.003

A. Stoev, P. Stoeva, S. Kuzin et al. Processing methods and approaches for the analysis of images of the eclipsed solar corona taken during campaigns with the participation of amateur astronomers. Proc. Int. Astron. Union 15, 365 (2019).

https://doi.org/10.1017/S1743921321000028

D. Altadill, J.G. Sole, E.M. Apostolov. Vertical structure of a gravity wave-like oscillation in the ionosphere generated by the solar eclipse of August 11, 1999. JGR Space Physics 106, 21419 (2001).

https://doi.org/10.1029/2001JA900069

D.D. Krezhova, A.H. Krumov, T.K. Yanev. Spectral investigations of the solar radiation during the total solar eclipse on March 29, 2006. J. Atmos Sol. Terr. Phys. 70, 365 (2008).

https://doi.org/10.1016/j.jastp.2007.08.057

F. Zhao, Y. Guo, X. Zhou et al. Materials for solar-powered water evaporation. Nat. Rev. Mater. 5, 388 (2020).

https://doi.org/10.1038/s41578-020-0182-4

Sh.B. Ilso. A set of equations for full spectrum and 8- to 14-μm and 10.5- to 12.5-μm thermal radiation from cloudless skies. Water Resour. Res. 17, 295 (1981).

https://doi.org/10.1029/WR017i002p00295

V. Vaida, J.S. Daniel, H.G. Kjaergaard et al. Atmospheric absorption of near-infrared and visible solar radiation by the hydrogen-bonded water dimer. QJR Meteorol Soc. 127, 1627 (2001).

https://doi.org/10.1256/smsqj.57508

A. Antonov. Research of the non-equilibrium processes in the area in allocated systems. DSc Thesis, Southwest University Neofit Rilski, Blagoevgrad, Bulgaria 1 (1995) [in Bulgarian].

I. Ignatov, H. Niggli, Ch. Drossinakis et al. Methods for registering non-ionizing radiation emitted from the human body. Europ. Rev. Chem. Res. 3, 4 (2015).

https://doi.org/10.13187/ercr.2015.3.4

J.A. Shaw. Degree of linear polarization in spectral radiances from water-viewing infrared radiometers. Applied Optics 38, 315 (1999).

https://doi.org/10.1364/AO.38.003157

X.L. Dang. Importance of polarization effects in modeling the hydrogen bond in water using classical molecular dynamics techniques. J. Phys. Chem. B 102, 620 (1998).

https://doi.org/10.1021/jp9731258

A.J. Bennett. Effects of the March 2015 solar eclipse on near-surface atmospheric electricity. Phil. Trans. R. Soc. A 374, 20150215 (2016).

https://doi.org/10.1098/rsta.2015.0215

B. Heilig, A. Csontos, P. Kovacs. The geomagnetic effect of the solar eclipse of 11 August 1999. Contrib. Geophys. Geod. 31, 323 (2001).

L. Chernogor. Geomagnetic effect of the solar eclipse of June 10, 2021. Kinemat. Phys. Celest. Bodies. 38, 11 (2022).

https://doi.org/10.3103/S0884591322010020

I. Ignatov, M.T. Iliev, P. Gramatikov et al. Non-equilibrium processes in the atmosphere, water, and reactions with calcium carbonate in the environment. J. Chem. Technol. Metall. 58, 1100 (2023).

https://doi.org/10.59957/jctm.v58i6.149

L. Todorova, A. Antonov. Note on the drop evaporation method for studying water hydrogen bond distribution: I. A filtration application. C. R. Acad. Bulg. Sci. 53, 7 (2000).

S. Todorov, A. Damianova, A. Antonov et al. Water energy spectrum method and Investigation of the variations of the H-bond structure of natural waters. C. R. Acad. Bulg. Sci. 61, 857 (2008).

I. Ignatov, N. Valcheva. Physicochemical, isotopic, spectral, and microbiological analyses of water from glacier Mappa, Chilean Andes. J. Chil. Chem. Soc. 68, 5802 (2023).

https://doi.org/10.4067/S0717-97072023000105802

H. Tributsch, J. Cermak, N. Nadezhdina. Kinetic studies on the tensile state of water in trees. J. Phys. Chem. B 109, 17693 (2003).

https://doi.org/10.1021/jp051242u

H. Laurent. A. Soper, L. Dougan. Biomolecular selfassembly under extreme Martian mimetic conditions. Mol. Phys. 117 (22), 3398 (2019).

https://doi.org/10.1080/00268976.2019.1649485

Z.P. Nhlabatsi, P. Bhasi, S. Sitha. Possible interstellar formation of glycine from the reaction of CH2 =NH, CO, and H2O: Catalysis by extra water molecules through the hydrogen relay transport. Phys. Chem. Chem. Phys. 18, 375 (2016).

https://doi.org/10.1039/C5CP04987C

I. Ignatov, G. Gluhchev, N. Neshev, D. Mehandjiev. Structuring of water clusters depending on the energy of hydrogen bonds in electrochemically activated waters Anolyte and Catholyte. Bulg. Chem. Commun. 53, 234 (2021).

A. Antonov, L. Yuskesselieva. Method for determination of structural changes in Liquids. Author's certificate of the invention 43821 (1983).

A. Antonov. An optical method version for determination of the welling angle of liquids. C. R. Acad. Bulg. Sci. 37, 1199 (1984).

A. Antonov, L. Yuskesselieva, I. Teodossieva. Influence of ions on the structure of water under conditions far away from equilibrium. Physiologie. 26, 2552 (1989).

P. Gramatikov, A. Antonov. On the two conditions model of water structure. C. R. Acad. Bulg. Sci. 50, 13 (1997).

W. Luck. A model of hydrogen-bonded liquids. Angewandte Chemie. 19, 28 (1980).

https://doi.org/10.1002/anie.198000281

G. Kontogeorgis, M.A. Hoster, A.N. Kottaki et al. Water structure, properties and some applications - a review. Chem. Thermodyn. Thermal Anal. 6, 100053 (2022).

https://doi.org/10.1016/j.ctta.2022.100053

L.F. Vega, F. Lovel. Review and new insights into the application of molecular-based equation of state to water and aqueous solutions. Fluid Ph. Equilib. 416, 150 (2016).

https://doi.org/10.1016/j.fluid.2016.01.024

I. Ignatov, M.T. Iliev, P.S. Gramatikov. Education program on physics and chemistry for non-equilibrium processes at the interfaces between solid-liquid-gaseous media. Eur. J. Contemp. Educ. 12 (3), 862 (2023).

https://doi.org/10.13187/ejced.2023.3.862

S. Aparicio-Mart'ınez, K. Hall. Phase equilibria in water containing binary systems from molecular-based equations of state. Fluid Phase Equilib. 254, 112 (2007).

https://doi.org/10.1016/j.fluid.2007.02.030

G. Clark, A. Haslam, A. Galindo, G. Jackson. Developing optimal Wertheim - like models of water for use in statistical associating fluid theory (SAFT) and related approaches. Mol. Phys. 104, 3561 (2010).

https://doi.org/10.1080/00268970601081475

B.J. Zhang, J. Kim, T.Ch. Lee. Behavior of an evaporating water droplet on a lubricant-impregnated nano-structured surface. Exp. Therm. Fluid Sci. 96, 216 (2018).

https://doi.org/10.1016/j.expthermflusci.2018.02.035

A. Luzar, S. Svetina, B.ˇZekˇs. The contribution of hydrogen bonds to the surface tension of water. Chem. Phys. Lett. 96, 485 (1983).

https://doi.org/10.1016/0009-2614(83)80737-4

A.C. Kumbharkhane, Y.S. Joshi, S.C. Mehrotra et al. Study of hydrogen bonding and thermodynamic behavior in water-1,4-dioxane mixture using time domain reflectometry. Physic B: Condensed Matter. 421, 1 (2013).

https://doi.org/10.1016/j.physb.2013.03.040

P. Gramatikov, A. Antonov, M. Gramatikova. Study of the properties and structure variations of water systems under the stimulus of outside influences. Fresenius J. Anal. Chem. 343, 134 (1992).

https://doi.org/10.1007/BF00332070

A.S. Antonov, T.D. Galabova, G.J. Jelev, J.G. Jelev. New technology for recording the information based on intramolecular bonds in water. In: Proceedings of the International Spring Seminar on Electronics Technology 3 (569-573), 1490880 (2004).

S. Todorov, A. Damianova, A. Antonov, L. Todorova. Investigations of natural waters spectra from the lakes of Rila Mountain National Park. C. R. Acad. Bulg. Sci. 63, 555 (2010).

S. Boteva, A. Kenarova, G. Radeva et al. Community dynamics of pelagic bacteria in the high mountain lake Bubreka, Rila mountain. Bulgaria. Biotechnol. Biotechnol. Equip. 25 (4), 2620 (2014).

https://doi.org/10.5504/BBEQ.2011.0063

D. Mehandjiev, I. Ignatov, N. Neshev et al. History-dependent hydrogen bonds energy distributions in NaCl aqueous solutions undergoing osmosis and diffusion through a ceramic barrier. J. Chem. Technol. Metall. 58, 340 (2023).

https://doi.org/10.59957/jctm.v58i2.59

I. Ignatov, F. Huether, N. Neshev et al. Research of water molecules cluster structuring during Haberlea rhodopensis Friv. hydration. Plants, 11, i2655 (2022).

https://doi.org/10.3390/plants11192655

M.T. Iliev, F. Huether, I. Ignatov, P.S. Gramatikov. Education of students on Physics and Chemistry with effects of water filtration. Modeling of water clusters and hexagonal structures. Eur. J. Contemp. Educ. 12, 1546 (2023).

https://doi.org/10.13187/ejced.2023.4.1546

E.C. Fuchs, G. Oudakker, M. Justinek et al. Solar eclipses and the surface properties of water. Earth Moon Planets. 123, 15 (2019).

https://doi.org/10.1007/s11038-019-09529-0

S. Zerefos, D.S. Balis, P. Zanis et al. Changes in surface UV solar irradiance and ozone over the Balkans during the eclipse of Aug 11, 1999. Adv. Space Res. 27, 1955 (2001).

https://doi.org/10.1016/S0273-1177(01)00279-4

Y. Tian, J. Li, Ch. Yang. Effects of the annular eclipse on the surface O3 in Yunnan province. China. Front. Environ. Sci. 10, 968507 (2022).

https://doi.org/10.3389/fenvs.2022.968507

T. Guha, P. Ghosh. An experimental set-up for carbon isotopic analysis of atmospheric CO2 and an example of ecosystem response during solar eclipse 2010. J Earth Syst Sci. 122, 623 (2013).

https://doi.org/10.1007/s12040-013-0303-1

C. Tzanis, C. Varotos, L. Viras. Impacts of the solar eclipse of 29 March 2006 on the surface ozone and nitrogen dioxide concentrations at Athens, Greece. Atmos. Chem. Phys. Discuss. 7, 14331 (2007).

https://doi.org/10.5194/acpd-7-14331-2007

Downloads

PDF (English)

Опубліковано

2024-03-20

Як цитувати

Ignatov, I., Iliev, M., Popova, T., Gluhchev, G., Gramatikov, P., & Vassileva, P. (2024). Метеорологічні дані та спектральний аналіз нерівноважних процесів у воді протягом повного сонячного затемнення, яке спостерігалося 11.08.1999 р. у Болгарії. Український фізичний журнал, 69(2), 96. https://doi.org/10.15407/ujpe69.2.96

Завантажити посилання

Номер

Том 69 № 2 (2024)

Розділ

Фізика рідин та рідинних систем, біофізика і медична фізика

Ліцензія

Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна

Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:

1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.

2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.

3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.

4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.

5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.

6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.