Global research alliance modelling platform (GRAMP): an open web platform for modelling greenhouse gas emissions from agro-ecosystems

Carbon (C) and nitrogen (N) process-based models are important tools for estimating and reporting greenhouse gas emissions and changes in soil C stocks. There is a need for continuous evaluation, development and adaptation of these models to improve scientific understanding, national inventories and assessment of mitigation options across the world. To date, much of the information needed to describe different processes like transpiration, photosynthesis, plant growth and maintenance, above and below ground carbon dynamics, decomposition and nitrogen mineralization. In ecosystem models remains inaccessible to the wider community, being stored within model computer source code, or held internally by modelling teams. Here we describe the Global Research Alliance Modelling Platform (GRAMP), a web-based modelling platform to link researchers with appropriate datasets, models and training material. It will provide access to model source code and an interactive platform for researchers to form a consensus on existing methods, and to synthesize new ideas, which will help to advance progress in this area. The platform will eventually support a variety of models, but to trial the platform and test the architecture and functionality, it was piloted with variants of the DNDC model. The intention is to form a worldwide collaborative network (a virtual laboratory) via an interactive website with access to models and best practice guidelines; appropriate datasets for testing, calibrating and evaluating models; on-line tutorials and links to modelling and data provider research groups, and their associated publications. A graphical user interface has been designed to view the model development tree and access all of the above functions.

El Problema de Lambert en el Contexto de Optimización de Trayectorias Espaciales

Esta tesis se basa en el estudio de la trayectoria que pasa por dos puntos en el problema de los dos cuerpos, inicialmente desarrollado por Lambert, del que toma su nombre. En el pasado, el Problema de Lambert se ha utilizado para la determinación de órbitas a partir de observaciones astronómicas de los cuerpos celestes. Actualmente, se utiliza continuamente en determinación de órbitas, misiones planetaria e interplanetarias, encuentro espacial e interceptación, o incluso en corrección de orbitas. Dada su gran importancia, se decide investigar especialmente sobre su solución y las aplicaciones en las misiones espaciales actuales. El campo de investigación abierto, es muy amplio, así que, es necesario determinar unos objetivos específicos realistas, en el contexto de ejecución de una Tesis, pero que sirvan para mostrar con suficiente claridad el potencial de los resultados aportados en este trabajo, e incluso poder extenderlos a otros campos de aplicación. Como resultado de este análisis, el objetivo principal de la Tesis se enfoca en el desarrollo de algoritmos para resolver el Problema de Lambert, que puedan ser aplicados de forma muy eficiente en las misiones reales donde aparece. En todos los desarrollos, se ha considerado especialmente la eficiencia del cálculo computacional necesario en comparación con los métodos existentes en la actualidad, destacando la forma de evitar la pérdida de precisión inherente a este tipo de algoritmos y la posibilidad de aplicar cualquier método iterativo que implique el uso de derivadas de cualquier orden. En busca de estos objetivos, se desarrollan varias soluciones para resolver el Problema de Lambert, todas ellas basadas en la resolución de ecuaciones transcendentes, con las cuales, se alcanzan las siguientes aportaciones principales de este trabajo: • Una forma genérica completamente diferente de obtener las diversas ecuaciones para resolver el Problema de Lambert, mediante desarrollo analítico, desde cero, a partir de las ecuaciones elementales conocidas de las cónicas (geométricas y temporal), proporcionando en todas ellas fórmulas para el cálculo de derivadas de cualquier orden. • Proporcionar una visión unificada de las ecuaciones más relevantes existentes, mostrando la equivalencia con variantes de las ecuaciones aquí desarrolladas. • Deducción de una nueva variante de ecuación, el mayor logro de esta Tesis, que destaca en eficiencia sobre todas las demás (tanto en coste como en precisión). • Estudio de la sensibilidad de la solución ante variación de los datos iniciales, y como aplicar los resultados a casos reales de optimización de trayectorias. • También, a partir de los resultados, es posible deducir muchas propiedades utilizadas en la literatura para simplificar el problema, en particular la propiedad de invariancia, que conduce al Problema Transformado Simplificado. ABSTRACT This thesis is based on the study of the two-body, two-point boundary-value problem, initially developed by Lambert, from who it takes its name. Since the past, Lambert's Problem has been used for orbit determination from astronomical observations of celestial bodies. Currently, it is continuously used in orbit determinations, for planetary and interplanetary missions, space rendezvous, and interception, or even in orbit corrections. Given its great importance, it is decided to investigate their solution and applications in the current space missions. The open research field is very wide, it is necessary to determine specific and realistic objectives in the execution context of a Thesis, but that these serve to show clearly enough the potential of the results provided in this work, and even to extended them to other areas of application. As a result of this analysis, the main aim of the thesis focuses on the development of algorithms to solve the Lambert’s Problem which can be applied very efficiently in real missions where it appears. In all these developments, it has been specially considered the efficiency of the required computational calculation compared to currently existing methods, highlighting how to avoid the loss of precision inherent in such algorithms and the possibility to apply any iterative method involving the use of derivatives of any order. Looking to meet these objectives, a number of solutions to solve the Lambert’s Problem are developed, all based on the resolution of transcendental equations, with which the following main contributions of this work are reached: • A completely different generic way to get the various equations to solve the Lambert’s Problem by analytical development, from scratch, from the known elementary conic equations (geometrics and temporal), by providing, in all cases, the calculation of derivatives of any order. • Provide a unified view of most existing relevant equations, showing the equivalence with variants of the equations developed here. • Deduction of a new variant of equation, the goal of this Thesis, which emphasizes efficiency (both computational cost and accuracy) over all other. • Estudio de la sensibilidad de la solución ante la variación de las condiciones iniciales, mostrando cómo aprovechar los resultados a casos reales de optimización de trayectorias. • Study of the sensitivity of the solution to the variation of the initial data, and how to use the results to real cases of trajectories’ optimization. • Additionally, from results, it is possible to deduce many properties used in literature to simplify the problem, in particular the invariance property, which leads to a simplified transformed problem.

Caracterización geométrica y lumínica de los atrios incorporados en los edificios de Santiago de Chile

El atrio incorporado en los edificios ha sido un recurso espacial que tempranamente se difundió a nivel global, siendo adoptado por las distintas arquitecturas locales en gran parte del mundo. Su masificación estuvo favorecida primero por la rápida evolución de la tecnología del acero y el vidrio, a partir del siglo XIX, y en segundo termino por el posterior desarrollo del hormigón armado. Otro aspecto que explica tal aceptación en la arquitectura contemporánea, es de orden social y radica en la llamativa cavidad del espacio describiendo grandes dimensiones y favoreciendo con ello, el desarrollo de una multiplicidad de usos en su interior que antes eran impensados. Al interior del atrio, la luz natural es clave en las múltiples vivencias que alberga y sea tal vez la condición ambiental más valorada, ya que entrega una sensación de bienestar al conectarnos visualmente con el ambiente natural. Por esta razón de acuerdo al método hipotético deductivo, se evaluaron los efectos de la configuración geométrica, la cubierta y la orientación en el desempeño de la iluminación natural en la planta baja, a partir un modelo extraído desde el inventario de los edificios atrio construidos en Santiago de Chile, en los últimos 30 años que fue desarrollado en el capitulo 2. El análisis cuantitativo de los edificios inventariados se elaboró en el capítulo 3, considerando las dimensiones de los atrios. Simultáneamente fueron clasificados los aspectos constructivos, los materiales y las características del ambiente interior de cada edificio. En esta etapa además, fueron identificadas las variables de estudio de las proporciones geométricas de la cavidad del atrio con los coeficientes de aspecto de las proporciones, en planta (PAR), en corte (SAR) y de la cavidad según (WI), (AR) y (RI). Del análisis de todos estos parámetros se extrajo el modelo de prueba. El enfoque del estudio del capítulo 4 fue la iluminación natural, se revisaron los conceptos y el comportamiento en el atrio, a partir de un modelo físico construido a escala para registro de la iluminancia bajo cielo soleado de la ciudad. Más adelante se construyó el modelo en ambiente virtual, relacionando las variables determinadas por la geometría de la cavidad y el cerramiento superior; examinándose de esta manera distintas transparencias, proporciones de apertura, en definitiva se evaluó un progresivo cerramiento de las aberturas, verificando el ingreso de la luz y disponibilidad a nivel de piso con la finalidad, de proveer lineamientos útiles en una primera etapa del diseño arquitectónico. Para el análisis de la iluminación natural se revisaron diferentes métodos de cálculo con el propósito de evaluar los niveles de iluminancia en un plano horizontal al interior del atrio. El primero de ellos fue el Factor de Luz Día (FLD) que corresponde, a la proporción de la iluminancia en un punto de evaluación interior respecto, la cantidad proveniente del exterior bajo cielo nublado, a partir de la cual se obtuvo resultados que revelaron la alta luminosidad del cielo nublado de la ciudad. Además fueron evaluadas las recientes métricas dinámicas que dan cuenta, de la cantidad de horas en las cuales de acuerdo a los extensos registros meteorológico de la ciudad, permitieron obtener el porcentajes de horas dentro de las cuales se cumplió el estándar de iluminancia requerido, llamado autonomía lumínica (DA) o mejor aún se permanece dentro de un rango de comodidad visual en el interior del atrio referido a la iluminancia diurna útil (UDI). En el Capítulo 5 se exponen los criterios aplicados al modelo de estudio y cada una de las variantes de análisis, además se profundizó en los antecedentes y procedencia de las fuentes de los registros climáticos utilizados en las simulaciones llevadas a cabo en el programa Daysim operado por Radiance. Que permitieron evaluar el desempeño lumínico y la precisión, de cada uno de los resultados para comprobar la disponibilidad de iluminación natural a través de una matriz. En una etapa posterior se discutieron los resultados, mediante la comparación de los datos logrados según cada una de las metodologías de simulación aplicada. Finalmente se expusieron las conclusiones y futuras lineas de trabajo, las primeras respecto el dominio del atrio de cuatro caras, la incidencia del control de cerramiento de la cubierta y la relación establecida con la altura; indicando en lo específico que las mediciones de iluminancia bajo el cielo soleado de verano, permitieron aclarar, el uso de la herramienta de simulación y método basado en el clima local, que debido a su reciente desarrollo, orienta a futuras líneas de trabajo profundizando en la evaluación dinámica de la iluminancia contrastado con monitorización de casos. ABSTRACT Atriums incorporated into buildings have been a spatial resource that quickly spread throughout the globe, being adopted by several local architecture methods in several places. Their widespread increase was highly favored, in the first place, with the rapid evolution of steel and glass technologies since the nineteen century, and, in second place, by the following development of reinforced concrete. Another issue that explains this success into contemporary architecture is associated with the social approach, and it resides in the impressive cavity that describes vast dimensions, allowing the development of multiple uses in its interior that had never been considered before. Inside the atrium, daylight it is a key element in the many experiences that involves and it is possibly the most relevant environmental factor, since it radiates a feeling of well-being by uniting us visually with the natural environment. It is because of this reason that, following the hypothetical deductive method, the effects in the performance of daylight on the floor plan were evaluated considering the geometric configuration, the deck and orientation factors. This study was based in a model withdrawn from the inventory of atrium buildings that were constructed in Santiago de Chile during the past thirty years, which will be explained later in chapter 2. The quantitative analysis of the inventory of those buildings was elaborated in chapter 3, considering the dimensions of the atriums. Simultaneously, several features such as construction aspects, materials and environmental qualities were identified inside of each building. At this stage, it were identified the variables of the geometric proportions of the atrium’s cavity with the plan aspect ratio of proportions in first plan (PAR), in section (SAR) and cavity according to well index (WI), aspect ratio (AR) and room index (RI). An experimental model was obtained from the analysis of all the mentioned parameters. The main focus of the study developed in chapter 4 is daylight. The atrium’s concept and behavior were analyzed from a physical model built under scale to register the illuminances under clear, sunny sky of the city. Later on, this physical model was built in a virtual environment, connecting the variables determined by the geometry of the cavity and the superior enclosure, allowing the examination of transparencies and opening proportions. To summarize, this stage consisted on evaluating a progressive enclosure of the openings, checking the access of natural light and its availability at the atrium floor, in an effort to provide useful guidelines during the first stage of the architectural design. For the analysis of natural lighting, several calculations methods were used in order to determine the levels of illuminances in a horizontal plane inside of the atrium. The first of these methods is the Daylight Factor (DF), which consists in the proportion of light in an evaluation interior place with the amount of light coming from the outside in a cloudy day. Results determined that the cloudy sky of the city has high levels of luminosity. In addition, the recent dynamic metrics were evaluated which reflects the hours quantity. According to the meteorological records of the city’s climate, the standard of illuminance- a standard measure called Daylight Autonomy (DA) – was met. This is even better when the results stay in the line of visual convenience within the atrium, which is referred to as Useful Daylight Illuminance (UDI). In chapter 5, it was presented the criteria applied to the study model and on each of the variants of the analysis. Moreover, the information of the climate records used for the simulations - carried out in the Daysim program managed by Radiance – are detailed. These simulations allowed the observation of the daylight performance and the accuracy of each of the results to confirm the availability of natural light through a matrix. In a later stage, the results were discussed comparing the collected data in each of the methods of simulation used. Finally, conclusions and further discussion are presented. Overall, the four side atrium’s domain and the effect of the control of the cover’s enclosure. Specifically, the measurements of the daylight under summer’s clear, sunny sky allowing clarifying the use of the simulation tool and the method based on the local climate. This method allows defining new and future lines of work deepening on the dynamic of the light in contrast with the monitoring of the cases.

La Revista El Arquitecto Peruano: reseña de la Cultura Arquitectónica del Perú 1937/1977

La tesis se centra en el análisis de 356 números de la revista El Arquitecto Peruano publicados entre 1937 y 1977. La revista fue fundada en agosto de 1937 por Fernando Belaúnde Terry, arquitecto graduado en la University of Texas at Austin en 1935 quien la dirigió por 25 años hasta marzo de 1963. Desde abril de 1963 la dirige Miguel Cruchaga Belaunde. Durante esta última etapa la revista deja de ser regular, publicándose intermitentemente con varios años sin editarse, hasta desaparecer finalmente en 1977. La revista es la publicación periódica de arquitectura más importante del siglo XX en el Perú. La investigación ubica a la revista en el contexto nacional donde se desarrolló vinculando además los diversos eventos de la arquitectura y el urbanismo del panorama internacional sucedidos durante las tres décadas de estudio. El trabajo empieza por establecer una secuencia de periodos. Esta se basa en la identificación de una estructura fija existente en la revista conformada por las secciones permanentes. Una paulatina inserción de secciones temporales fue complementando y detallando nuevas temáticas y contenidos generando variantes de la estructura fija a lo largo del tiempo. Como resultado de este proceso se reconocen 5 periodos vinculados a una serie de temas vertebrales durante la dirección de Fernando Belaunde: Periodo 1 (Agosto de 1937 a marzo de 1942). Vivienda Unifamiliar. Periodo 2 (Abril de 1942 a mayo de 1944). Urbanismo moderno. Periodo 3 (Junio de 1944 a diciembre de 1949). Vivienda Colectiva. Periodo 4 (Enero-febrero de 1950 a enero-febrero de 1956). Proyectos y obras. Periodo 5 (Marzo-abril de 1956 a enero-febrero-marzo de 1963). Territorio. Los años finales bajo la dirección de Miguel Cruchaga conforman el último Periodo. En la década de los treinta, durante el primer periodo se analiza el rol que un grupo de revistas de arquitectura europeas y norteamericanas tuvieron en la construcción formal y temática de El Arquitecto Peruano. En sus inicios existen influencias de The Architectural Forum, The American Architect, Architecture, California Arts and Architecture y Architectural Digest . Y junto a estas, las revistas alemanas Moderne Bauformen e Innen Dekoration. A raíz de la Segunda Guerra Mundial, las referencias a las revistas alemanas desaparecen y las relaciones con Estados Unidos se intensifican por la posición del Perú dentro del área de influencia norteamericana. El canal de las revistas no fue el único medio de influencia, durante los años cuarenta hubo un marco de apertura hacia Latinoamérica que incluyó viajes de cooperación de arquitectos norteamericanos por el sur del continente. Como parte de estos vínculos, en 1945 Paul Lester Wiener de Town Planning Associates y Richard Neutra, - ambos miembros del CIAM y el segundo Presidente del CIAM USA- prestaron asistencia a la iniciativa más importante promovida por la revista peruana, un proyecto de vivienda popular para obreros y empleados llamado el Plan Peruano. La revista tuvo siempre una fuerte actitud de cambio de la realidad existente en el medio peruano. Para modelar su nueva versión de la realidad instrumentó una serie de campañas de prensa. En la más importante utilizó las ideas del urbanismo moderno que circulaban durante la guerra nacidas en los CIAM de entreguerras. El Arquitecto Peruano aprovecha la coyuntura de los primeros años de la posguerra para canalizar sus iniciativas, tomando como modelo de su propuesta la idea de la Neighborhood Unit, convirtiéndolo en proyecto y finalmente construyendo la Unidad Vecinal N°3, el proyecto de mayor escala asociado con la revista. A esta perspectiva favorable para las ideas vertidas por la publicación se une el hecho de que su Director, es elegido Diputado por Lima y es un miembro muy cercano al gobierno de turno que dio la cobertura legal y de gestión para cristalizar los proyectos desde 1945 hasta 1948. Durante este periodo se producen las propuestas de mayor alcance promovidas por Fernando Belaunde y difundidas por la revista, como el propio Plan Peruano de Vivienda, los Centros Climáticos de Invierno, el Plan Piloto de Lima y los Concursos de Vivienda popular. Existe un trabajo anterior sobre la revista, restringido al campo del urbanismo realizado en 1992 por el historiador Antonio Zapata y titulado El joven Belaunde: Historia de la revista El Arquitecto Peruano en donde se inclina el peso de la revista hacia la Vivienda Social y se señala a Walter Gropius como el arquitecto más influyente en la publicación. La presente tesis plantea que el Plan Peruano es la punta del iceberg, pero que todos estos proyectos relacionados con la revista, conforman un conjunto indisoluble y que el paquete completo tiene una directa influencia de proyectos, ideas y labor editorial de José Luis Sert desarrollada desde finales de los años veinte hasta los años cincuenta. Sus libros Can Our Cities Survive? , The Heart of the City y la revista del GATEPAC AC Documentos de Actividad Contemporánea tienen improntas claras en la revista peruana que atraviesan tres de los periodos propuestos. Durante la década de los cuarenta cuando Sert junto a Wiener fueron socios en Town Plannning Associates y tuvieron contacto directo con el director de la revista así como con los principales colaboradores, y durante la década posterior. A la luz de las evidencias analizadas, la figura de José Luis Sert emerge como la del arquitecto más influyente para la revista El Arquitecto Peruano a lo largo de todo su recorrido. ABSTRACT The thesis focuses on the analysis of 356 issues of the magazine El Arquitecto Peruano published between 1937 and 1977. The magazine was founded in august 1937 by Fernando Belaunde Terry, graduated from the University of Texas at Austin in 1935 who leaded it 25 years until March 1963. Since April 1963 was leaded by Miguel Cruchaga Belaunde. During this last stage the magazine ceases to be published on regular times, being published intermittently, unreleased several years, and finally disappear in 1977. El Arquitecto Peruano is the most important magazine of architecture of the twentieth century in Peru. The research located the magazine in the national context where was developed further by linking the various events of architecture and urbanism of the international scene occurred during the three decades of study. The research begins to establish a sequence of periods. This identification is based on a fixed structure existing in the journal formed by the permanent sections. A gradual insertion of temporary sections was complementing and detailing new themes and contents generating variants of the fixed structure over time. As a result of this process we recognize five periods linked to a series of central themes developed under the lead of Fernando Belaunde: Period 1 (September 1937 to March 1942): The Small House. Period 2 (April 1942 to May 1944). Modern urbanism. Period 3 (June 1944 to December 1949). Housing. Period 4 (January-February 1950 January-February 1956). Projects and Buildings. Period 5 (March-April 1956 January-February-March 1963). Territory. The final years under the direction of Miguel Cruchaga make the last Period. In the thirties, during the first period, is analyzed the role that a group of European and American magazines in architecture had in formal construction and thematic of the magazine. In the beginning there are influences of The Architectural Forum, The American Architect, Architecture, California Arts and Architecture and Architectural Digest. And along with these, the german magazine Moderne Bauformen and Innen Dekoration. Following World War II, the references to german magazines disappear and US relations are intensified by the position of Peru in the area of US influence. The magazines was not the only ways of influence, during the forties there was an open framework with Latin America that included cooperation trips of american architects on the south of the continent. As part of these links, in 1945 Paul Lester Wiener of Town Planning Associates and Richard Neutra, -both members of CIAM and the second President of the CIAM USAassisted the most important initiative promoted by the peruvian magazine, a popular housing project for workers and employees called El Plan Peruano. The magazine always has a strong attitude of change of the reality in the peruvian scene. To model the new version of reality created a series of media campaigns. In the biggest it used the ideas of modern urbanism that circulated during the war born in the CIAM of twenties and thirties. El Arquitecto Peruano take advantage of the situation of the early postwar years to direct their initiatives, modeled his proposal with the idea of Neighborhood Unit, making project and finally building the Unidad Vecinal N° 3, the larger scale project linked with the magazine. This favorable outlook for the ideas expressed by the publication joins the fact that its Director is elected deputy for Lima and is very close member to the current government who gave legal instruments and management to crystallize projects from 1945 to 1948. During this period of far-reaching proposals promoted by Fernando Belaunde and diffused by the magazine, as El Plan Peruano itself, the Centros Climaticos de Invierno, the Plan Piloto for Lima and the Concusos de Vivienda Popular. There is an earlier work on the magazine, restricted to the field of urbanism in 1992 by historian Antonio Zapata, entitled El Joven Belaunde: Historia de la revista El Arquitecto Peruano where the weight of the magazine leans Social Housing and notes Walter Gropius as the most influential architect in the publication. This thesis suggests that El Plan Peruano is the end of the iceberg, but these related projects to the magazine, form an inseparable whole and that the whole package has a direct influence of projects, ideas and editorial work of José Luis Sert developed from late twenties to the fifties. His book Can Our Cities Survive? , The Heart of the City and the magazine of GATEPAC AC Documentos de Actividad Contemporanea have clear signs in the peruvian magazine cross three of the proposed periods. During the forties when Sert and Wiener were partners in Town Plannning Associates and had direct contact with the director of the magazine as well as with key colaborators, and during the following decade. In light of the evidence examined, the shape of José Luis Sert emerges as the most influential architect to the peruvian magazine along its entire route.