Holocene Varved Lake Sediments as Records of Palaeoenvironmental Change and Geomagnetic Palaeosecular Variation in Eastern Finland

This dissertation discusses Holocene palaeoenvironmental and palaeomagnetic secular variation (PSV) records reconstructed from sediments preserved in Lake Lehmilampi (63º37´N, 29º06´E) and Lake Kortejärvi (63º37´N, 28º56´E) in eastern Finland. Several piston and freeze cores were obtained from both lakes for varve and magnetic analyses. Sediment samples were impregnated in low-viscosity epoxy and physical parameters of varves, including varve thickness and relative grey-scale values, were recorded using x-ray densitometry combined with semiautomatic digital image analysis. On average, varve records of Lehmilampi and Kortejärvi cover 5122 and 3902 years, respectively. Past solar activity, as estimated by residual ₁₄C data, compares favourably with varve thicknesses from Lehmilampi during the last 2000 years. This indicates the potential of clastic-organic varves to record sensitively climatic variations. Bulk magnetic parameters, including magnetic susceptibility together with natural, anhysteretic and isothermal remanent magnetizations, were measured to describe mineral magnetic properties and geomagnetic palaeosecular variation recorded in the sediments. Main stages in the development of the investigated lakes are reflected in the variations in the mineral magnetic records, sediment lithology and composition. Similar variations in magnetic parameters and sediment organic matter suggest contribution of bacterial magnetite in the magnetic assemblages of Lehmilampi. Inclination and relative declination records yielded largely consistent results, attesting to the great potential of these sediments to preserve directional palaeosecular variation in high resolution. The PSV data from Lehmilampi and Kortejärvi were stacked into North Karelian PSV stack, which may be used for dating homogenous lake sediments in the same regional context. Reconstructed millennial variations in relative palaeointensity results are approximately in agreement with those seen in the absolute palaeointensity data from Europe. Centennial variations in the relative palaeointensity, however, are influenced by environmental changes. Caution is recommended when using varved lake sediments in reconstructing relative palaeointensity.

Ilmastonmuutos ja pitkän sähkökatkon haitat

Tämän diplomityön päätavoitteena oli tutkia millaisia vaikutuksia ilmastonmuutoksella on pitkiin sähkökatkoihin ja miten pitkä sähkökatko vaikuttaa yhteiskunnan toimintoihin sekä sähkönkäyttäjiin. Työn alussa käydään läpi ilmastonmuutos ilmiönä. Sittemmin tutkitaan erilaisia ilmastomalleja ja malleista saatuja tuloksia esimerkiksi lämpötilan ja tuulisuuden osalta. Myös roudan ja tykkylumen esiintymiseen paneudutaan. Yli puolet työstä koostuu yhteiskunnan sähkökatkon sietämisen tutkimisesta. Perustoimintojen, kuten vesijohtojen, lämmityksen ja puhelimen toimintaa tutkitaan. Työssä tehdään myös katsaus kuntien valmistuneisuuteen valmiussuunnitelmien ja varavoiman osalta.

Tarkastelumallin kehittäminen hulevesien hallinnalle ilmastonmuutosolosuhteissa Suomessa, Case Imatra

Tulevaisuudessa ilmastonmuutos ja kaupungistuminen vaikuttavat monin eri tavoin hulevesienhallintaan. Useiden ennusteiden mukaan rankkasateet lisääntyvät huomattavassa määrin seuraavien sadan vuoden aikana. Ilmastonmuutos yhdistettynä maankäytön tehostumiseen lisää rankkasateiden aiheuttamia tulvia. Hulevesien hallintaan liittyvät haasteet lisääntyvät tulevaisuudessa. Suomessa ylimääräisen haasteen tuovat talviolosuhteet, joiden merkitys onnistuneessa hulevesien hallinnan suunnittelussa on huomioitava. Ilmastonmuutoksen tuomiin haasteisiin vastaaminen edellyttää monien eri asiantuntijoiden, kuten maankäytönsuunnittelun, kaavoituksen, teknisen toimen ja pelastuslaitoksen yhteistyötä. Näiden ajatusten pohjalta diplomityössä kehitettiin toimintamalli ja -kaavio, joita voidaan hyödyntää kaupunkien ja kuntien hulevesien käsittelyn suunnittelussa. Toimintamalli kehittely pohjautuu osittain Hämeenlinnan hulevesistrategiaan. Diplomityössä selvitettiin myös kolmen erilaisen taajaman hulevesien hallintaa Imatran kaupungissa. Tarkastelussa selvitettiin kyseisten alueiden nykyinen hulevesien käsittely ja sen ongelmakohdat. Näiden pohjalta mietittiin kullekin valuma-alueelle sopiva luonnonmukainen käsittelymenetelmä. Työn yhtenä tavoitteena on luoda hulevesistrategia Imatralle.

IDEAS for Strategic Technology Management: Design of an electronically mediated scenario method

The age-old adage goes that nothing in this world lasts but change, and this generation has indeed seen changes that are unprecedented. Business managers do not have the luxury of going with the flow: they have to plan ahead, to think strategies that will meet the changing conditions, however stormy the weather seems to be. This demand raises the question of whether there is something a manager or planner can do to circumvent the eye of the storm in the future? Intuitively, one can either run on the risk of something happening without preparing, or one can try to prepare oneself. Preparing by planning for each eventuality and contingency would be impractical and prohibitively expensive, so one needs to develop foreknowledge, or foresight past the horizon of the present and the immediate future. The research mission in this study is to support strategic technology management by designing an effective and efficient scenario method to induce foresight to practicing managers. The design science framework guides this study in developing and evaluating the IDEAS method. The IDEAS method is an electronically mediated scenario method that is specifically designed to be an effective and accessible. The design is based on the state-of-the-art in scenario planning, and the product is a technology-based artifact to solve the foresight problem. This study demonstrates the utility, quality and efficacy of the artifact through a multi-method empirical evaluation study, first by experimental testing and secondly through two case studies. The construction of the artifact is rigorously documented as justification knowledge as well as the principles of form and function on the general level, and later through the description and evaluation of instantiations. This design contributes both to practice and foundation of the design. The IDEAS method contributes to the state-of-the-art in scenario planning by offering a light-weight and intuitive scenario method for resource constrained applications. Additionally, the study contributes to the foundations and methods of design by forging a clear design science framework which is followed rigorously. To summarize, the IDEAS method is offered for strategic technology management, with a confident belief that it will enable gaining foresight and aid the users to choose trajectories past the gales of creative destruction and off to a brighter future.

Structure-related magnetic fabric studies : implications for deformed and undeformed Precambrian rocks

The aim of this thesis research was to gain a better understanding of the emplacement of rapakivi granite intrusions, as well as the emplacement of gold-bearing hydrothermal fluids in structurally controlled mineralizations. Based on investigations of the magnetic fabric, the internal structures could be analysed and the intrusion mechanisms for rapakivi granite intrusions and respectively different deformation stages within gold-bearing shear and fault zones identified. Aeromagnetic images revealed circular structures within the rapakivi granite batholiths of Wiborg, Vehmaa and Åland. These circular structures represent intrusions that eventually build up these large batholiths. The rapakivi granite intrusions of Vehmaa, Ruotsinpyhtää within the Wiborg batholith and Saltvik intrusions within the Åland batholith all show bimodal magnetic susceptibilities with paramagnetic and ferromagnetic components. The distribution of the bimodality is related to different magma batches of the studied intrusions. The anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) reveals internal structures that cannot be studied macroscopically or by microscope. The Ruotsinpyhtää and Vehmaa intrusions represent similar intrusion geometries, with gently to moderately outward dipping magnetic foliations. In the case of Vehmaa, the magnetic lineations are gently plunging and trend in the directions of the slightly elongated intrusion. The magnetic lineations represent magma flow. The shapes of the AMS ellipsoids are also more planar (oblate) in the central part of the intrusion, whereas they become more linear (prolate) near the margin. These AMS results, together with field observations, indicate that the main intrusion mechanism has involved the subsidence of older blocks with successive intrusion of fractionated magma during repeated cauldron subsidence. The Saltvik area within the Åland batholith consists of a number of smaller elliptical intrusions of different rapakivi types forming a multiple intrusive complex. The magnetic fabric shows a general westward dipping of the pyterlite and eastward dipping of the contiguous even-grained rapakivi granite, which indicates a central inflow of magma batches towards the east and west resulting from a laccolitic emplacement of magma batches, while the main mechanism for space creation was derived from subsidence. The magnetic fabric of structurally controlled gold potential shear and fault zones in Jokisivu, Satulinmäki and Koijärvi was investigated in order to describe the internal structures and define the deformation history and emplacement of hydrothermal fluids. A further aim of the research was to combine AMS studies with palaeomagnetic methods to constrain the timing for the shearing event relative to the precipitation of ferromagnetic minerals and gold. All of the studied formations are dominated by monoclinic pyrrhotite. The AMS directions generally follow the tectonic structures within the formations. However, internal variations in the AMS direction as well as the shapes of the AMS ellipsoids are observed within the shear zones. In Jokisivu and Satulinmäki in particular, the magnetic signatures of the shear zone core differ from the margins. Furthermore, the shape of the magnetic fabric in the shear zone core of Jokisivu is dominated by oblate shapes, whereas the margins exhibit prolate shapes. These variations indicate a later effect of the hydrothermal fluids on the general shear event. The palaeo-magnetic results reveal a deflection from the original Svecofennian age geomagnetic direction. These results, coupled with correlations between the orientation of the NRM vectors and the magnetic and rock fabrics, imply that the gold-rich hydrothermal fluids were emplaced pre/syntectonically during the late stages of the Svecofennian orogeny.

Sähköverkon säävarmuuden kehittäminen verkkoliiketoiminnan valvontamallin näkökulmasta

Sähkömarkkinalain uudistuminen syksyllä 2013 aiheutti sähköverkkoyhtiöille velvoitteen parantaa sähköverkkoja siten, että ne täyttävät uuden lain mukaiset keskeytysaikavaatimukset. Laissa asemakaava-alueilla sallitaan enintään 6 tunnin mittainen sähkönjakelunkeskeytys ja haja-asutusalueella 36 tunnin keskeytys. Diplomityössä kehitetään ElMil Oy:lle palvelumalli, jonka avulla pyritään parantamaan sähköverkkojen säävarmuutta ja arvioimaan parannuksien aiheuttamia taloudellisia vaikutuksia verkkoyhtiön kannattavuuteen verkkoliiketoiminnan valvontamallin kautta. Työn teoriaosiossa käydään läpi uuden sähkömarkkinalain muutoksia toimitusvarmuuden kannalta sekä avataan verkkoliiketoiminnan valvontamallin komponentteja ja sitä kuinka niitä on hyödynnetty tässä työssä. Kyseisiä tietoja hyödynnetään case-tarkastelussa, jossa testataan kehitetyn palvelumallin toimivuutta Järvi-Suomen Energia Oy:n sähkönjakeluverkon kahden sähköaseman jakeluverkkojen kokoisella alueella. Tarkastelualueen sähkönjakeluverkolle tehdään suurhäiriömalli, jonka perusteella arvioidaan vaadittavaa säävarman verkon osuutta, jotta sähkömarkkinalain vaatimukset täyttyvät. Alueen investointikohteet optimoidaan kannattavuuden perusteella, jolloin saadaan kustannustehokas investointiohjelma tiettyjen reunaehtojen puitteissa. Lisäksi suurhäiriömallin parametreja varioidaan herkkyystarkasteluissa. Työn lopputuloksena saadaan ElMil Oy:lle kehitettyä palvelumalli. Case-tarkasteluissa havaitaan, että investointikustannukset nousevat merkittävästi. Verkkoliiketoiminnan valvontamallin kannustinvaikutuksista ja sallitusta tuotosta saadaan hyvä näkemys. Herkkyystarkasteluista nähdään, että suurhäiriömalli on hyvin riippuvainen valituista parametreista, jolloin niiden valintaan tulee kiinnittää huomiota

Yhdysvaltalaisten ja eurooppalaisten ilmasta laukaistavien risteilyohjusten kehitysnäkymät

Tässä tutkielmassa tutkitaan yhdysvaltalaisten ja eurooppalaisten ilmasta laukaistavien ristei-lyohjusten lähitulevaisuuden kehitysnäkymiä. Päätutkimuskysymys on: minkälaisia ovat yh-dysvaltalaisten ja eurooppalaisten ilmasta laukaistavien risteilyohjusten kehitysnäkymät? Tutkielmassa tarkastellaan useita nykyaikaisia risteilyohjuksia, näiden kehitysprojekteja sekä uusia risteilyohjusprojekteja. Käsiteltävät risteilyohjukset ovat AGM-158 JASSM, AGM-129 ACM, TAURUS KEPD 350, Storm Shadow / Scalp EG ja ASMP. Lisäksi tutkimuksessa kä-sitellään näiden ohjusten vanhempia tai uudempia versioita, joihin lukeutuvat AGM-158B JASSM-ER, Apache sekä ASMP-A. Tutkielman tutkimusmenetelminä ovat kirjallisuustutkimus, jonka avulla selvitetään tietoja risteilyohjuksista ja kehitysprojekteista, sekä vertailu, jolla pyritään löytämään kehitysnäkymiä. Vertailun avulla kehitysprojekteista kyetään havaitsemaan laajempia trendejä. Lähdeaineistona tutkimuksessa käytetään IHS Jane’s -tietokantaa, internetlähteitä sekä kirjallisuutta. Tutkimus käsittelee risteilyohjusten tekniikkaa yleisellä tasolla, aiemmin mainittujen risteilyohjusten tekniikkaa tarkemmin, niiden kehitysprojekteja sekä risteilyohjusten kehitysnäkymiä. Vertailun perusteella tutkimuksen tuloksena löydetään lähitulevaisuuden kehitysnäkymille kolme selkeää trendiä. Trendit ovat datalinkin asentaminen, toimintamatkan pidentäminen sekä vaikutusosan kehittäminen. Nämä kolme kohdetta esiintyvät laajalti sekä nykyään käytössä olevien risteilyohjusten kehitysprojekteissa sekä uusissa kehitysprojekteissa. Datalinkin avulla ohjuksiin voidaan olla yhteydessä laukaisun suorittaneesta lentokoneesta tai johtokeskuksesta. Pidentämällä toimintamatkaa ohjus voidaan luonnollisesti ampua kauemmas vihollisen alueelle, tai se voidaan ampua kauempana vihollisen alueelta, jolloin laukaisua on vai-keampi havaita ja laukaisualusta on paremmassa turvassa. Vaikutusosan kehittämisellä pyritään sekä yhä parempaan asevaikutukseen että myös monipuolisuuteen. Keskeisimpänä johtopäätöksenä tutkimuksessa havaitaan, että kehitystä tapahtuu kahdesta syystä. Joko risteilyohjuksille kehitetään korvaajia tai uusilla risteilyohjuksilla vastataan uuteen tarpeeseen. Asejärjestelmien vanhetessa kehitetään uusia järjestelmiä, joilla korvataan poistuvia suorituskykyjä. Toisaalta myös uusi tarve, kuten uudet laukaisualustat, luovat tar-peen kehittää uusia asejärjestelmiä. Tämänkaltaista tarvetta ovat luoneet esimerkiksi F-22 Raptor ja F-35 Lightning -häivehävittäjät.

Palvelumallin kehittäminen sähköverkkoyhtiön kohtuullisen tuoton ja siirtohinnoittelun analysointiin

Uuden sähkömarkkinalain myötä sähkönjakeluverkonhaltijoille tuli velvoite parantaa verkkonsa toimitusvarmuutta tasolle, jossa verkon vikaantuminen myrskyn tai lumikuorman seurauksena ei aiheuta asemakaava-alueella asiakkaalle yli 6 tuntia kestävää keskeytystä eikä muilla alueilla yli 36 tuntia kestävää keskeytystä. 1.9.2013 voimaan astuneessa laissa toimitusvarmuuden parantamisen aikaraamiksi on määritetty 15 vuotta. Verkkoyhtiöt voivat päättää verkon saneerausstrategiasta itsenäisesti, mutta toimitusvarmuusvaatimuksiin vastaaminen vaatii monelta yhtiöltä laajamittaista verkon kaapelointia ja investointivolyymien kasvattamista. Verkon investoinneilla on vaikutuksensa verkkoyhtiöiden taloudellisessa valvonnassa, joka puolestaan on Energiaviraston vastuulla. Valvonnan kohteina ovat siirtohinnoittelun kohtuullisuus, toiminnan tehokkuus ja sähkön laatu. ElMil Oy:lle kehitetyn palvelumallin tarkoituksena on siten mallintaa investointien vaikutusta sähköverkkoliiketoiminnan valvontamallin näkökulmasta. Palvelumallissa laaditaan ennalta määritettyjen investointikohteiden ympärille optimaalinen investointiohjelma kohteiden kannattavuuden perusteella. Ohjelman perusteella voidaan puolestaan estimoida investointien vaikutusta verkosta saatavaan kohtuulliseen tuottoon ja mallintaa tämän pohjalta siirtohinnan korotuspotentiaalia. Muodostettaessa optimaalista investointiohjelmaa voidaan työssä kehitetyn laskentatyökalun avulla varioida erilaisia skenaarioita ja tehdä vaihtelevia painotuksia investointivolyymeissa vuositasolla. Laskenta seuraa myös tulorahoituksen riittävyyttä, joten investointiohjelman optimoinnilla voidaan hakea vähäisintä lisärahoitusta vaativa ratkaisu, jolloin voidaan minimoida toimitusvarmuusinvestointien aiheuttamaa vieraan pääoman kasvattamista. Osana palvelumallia päivitetään viranomaisraportointiin liittyvä toimitusvarmuuden kehittämissuunnitelma.

Vuotovesien merkitys jätevesihuollossa

Yleisimmät viemäröintijärjestelmät ovat erillisviemäröinti ja sekaviemäröinti. Erillisviemä-röinnissä jäte- ja hulevedet johdetaan omissa verkostoissa. Sekaviemäröinnissä kaikki viemä-röitävät vedet virtaavat samassa verkostossa. Vuotoveden osuus jätevesiviemäriverkostossa virtaavasta jätevedestä on keskimäärin yli 30 prosenttia. Vuotovesiselvityksen avulla pyritään selvittämään vuotoveden esiintymisalueet ja mahdolliset vuotokohteet. Mallintamalla laadittu selvitys tarjoaa mahdollisuuden tarkastella verkostoa kokonaisuutena ja erilaisissa käyttötilan-teissa. Tämä työ perustuu Joensuun kantakaupungin viemäriverkostosta mallintamalla laadit-tuun vuotovesiselvitykseen. Työssä on tarkoitus selvittää vuotovesistä aiheutuvan lisäener-giantarpeen ja kasvihuonekaasupäästöjen kasvua sekä pohtia verkoston omistussuhteiden, sään ääri-ilmiöiden ja taajuusmuuttajien vaikutuksia vuotovesien hallintaan. Lisäksi selvitetään voidaanko tuloksista tehdä valtakunnallisia yleistyksiä. Joensuun viemäriverkostossa jätevesien pumppaukseen käytetystä energiasta noin 43 prosent-tia kuluu vuotovesien pumppaukseen. Siitä aiheutuu vuosittain 480 MWh:n lisäenergiantarve, joka johtaa 106 tonnin hiilidioksidipäästöihin. Lisäenergiantarpeesta aiheutuva hiilidioksidi-päästö on pieni liikenteen aiheuttamaan päästöön verrattuna. Saneerauksilla voidaan saavuttaa 60 prosentin vähennys vuotovesimäärään. Tavoitteeksi tulisi asettaa keskusta-alueella olevien sekaviemäreiden korvaaminen erillisviemäreillä esimerkiksi lähimmän 10 vuoden aikana ja vuotovesimäärän yleinen vähentäminen koko verkoston alueella. Ilmastonmuutoksen myötä yleistyvät rankkasateet lisäävät vuotovesimäärää etenkin sekaviemäröidyillä alueilla. Tämä korostaa sekaviemäröidyn verkoston korjaustoimenpiteiden tärkeyttä. Taajuusmuuttajien yleistyvä käyttö tasaa haitallisia virtaamapiikkejä. Optimaaliseksi säädetty pyörimisnopeus pienentää merkittävästi pumppujen energiankulutusta. Työstä saadut tulokset ovat valtakun-nallisella tasolla suuntaa antavia. Tarkemmat yleistykset vaativat useista erikokoisista verkos-toista tehtyjen vuotovesiselvitystulosten analysointia.