Adjustments in the forcing-feedback framework for understanding climate change

The traditional forcing-feedback framework has provided an indispensable basis for discussing global climate changes. However, as analysis of model behavior has become more detailed, shortcomings and ambiguities in the framework have become more evident and physical effects unaccounted for by the traditional framework have become interesting. In particular, the new concept of adjustments, which are responses to forcings that are not mediated by the global mean temperature, has emerged. This concept, related to the older ones of climate efficacy and stratospheric adjustment, is a more physical way of capturing unique responses to specific forcings. We present a pedagogical review of the adjustment concept, why it is important, and how it can be used. The concept is particularly useful for aerosols, where it helps to organize what has become a complex array of forcing mechanisms. It also helps clarify issues around cloud and hydrological response, transient vs. equilibrium climate change, and geoengineering.

The TIGGE project and its achievements

TIGGE was a major component of the THORPEX (The Observing System Research and Predictability Experiment) research program, whose aim is to accelerate improvements in forecasting high-impact weather. By providing ensemble prediction data from leading operational forecast centers, TIGGE has enhanced collaboration between the research and operational meteorological communities and enabled research studies on a wide range of topics. The paper covers the objective evaluation of the TIGGE data. For a range of forecast parameters, it is shown to be beneficial to combine ensembles from several data providers in a Multi-model Grand Ensemble. Alternative methods to correct systematic errors, including the use of reforecast data, are also discussed. TIGGE data have been used for a range of research studies on predictability and dynamical processes. Tropical cyclones are the most destructive weather systems in the world, and are a focus of multi-model ensemble research. Their extra-tropical transition also has a major impact on skill of mid-latitude forecasts. We also review how TIGGE has added to our understanding of the dynamics of extra-tropical cyclones and storm tracks. Although TIGGE is a research project, it has proved invaluable for the development of products for future operational forecasting. Examples include the forecasting of tropical cyclone tracks, heavy rainfall, strong winds, and flood prediction through coupling hydrological models to ensembles. Finally the paper considers the legacy of TIGGE. We discuss the priorities and key issues in predictability and ensemble forecasting, including the new opportunities of convective-scale ensembles, links with ensemble data assimilation methods, and extension of the range of useful forecast skill.

Selective environmental stress caused by magmatic sulfur emissions from continental flood basalt eruptions

Several biotic crises during the past 300 million years have been linked to episodes of continental flood basalt volcanism, and in particular to the release of massive quantities of magmatic sulphur gas species. Flood basalt provinces were typically formed by numerous individual eruptions, each lasting years to decades. However, the environmental impact of these eruptions may have been limited by the occurrence of quiescent periods that lasted hundreds to thousands of years. Here we use a global aerosol model to quantify the sulphur-induced environmental effects of individual, decade-long flood basalt eruptions representative of the Columbia River Basalt Group, 16.5–14.5 million years ago, and the Deccan Traps, 65 million years ago. For a decade-long eruption of Deccan scale, we calculate a decadal-mean reduction in global surface temperature of 4.5 K, which would recover within 50 years after an eruption ceased unless climate feedbacks were very different in deep-time climates. Acid mists and fogs could have caused immediate damage to vegetation in some regions, but acid-sensitive land and marine ecosystems were well-buffered against volcanic sulphur deposition effects even during century-long eruptions. We conclude that magmatic sulphur from flood basalt eruptions would have caused a biotic crisis only if eruption frequencies and lava discharge rates had been high and sustained for several centuries at a time.

New use of global warming potentials to compare cumulative and short-lived climate pollutants

Parties to the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) have requested guidance on common greenhouse gas metrics in accounting for Nationally determined contributions (NDCs) to emission reductions1. Metric choice can affect the relative emphasis placed on reductions of ‘cumulative climate pollutants’ such as carbon dioxide versus ‘short-lived climate pollutants’ (SLCPs), including methane and black carbon2, 3, 4, 5, 6. Here we show that the widely used 100-year global warming potential (GWP100) effectively measures the relative impact of both cumulative pollutants and SLCPs on realized warming 20–40 years after the time of emission. If the overall goal of climate policy is to limit peak warming, GWP100 therefore overstates the importance of current SLCP emissions unless stringent and immediate reductions of all climate pollutants result in temperatures nearing their peak soon after mid-century7, 8, 9, 10, which may be necessary to limit warming to “well below 2 °C” (ref. 1). The GWP100 can be used to approximately equate a one-off pulse emission of a cumulative pollutant and an indefinitely sustained change in the rate of emission of an SLCP11, 12, 13. The climate implications of traditional CO2-equivalent targets are ambiguous unless contributions from cumulative pollutants and SLCPs are specified separately.

O aluno e a transição: relação entre auto-conceito e atitudes face à escola

A escola é um contexto fundamental para o desenvolvimento das crianças e adolescentes, sendo um local privilegiado para os processos de socialização e de construção de identidade colaborando para a organização do seu auto-conceito. Este contexto tanto pode propiciar experiências que favorecem sentimentos de confiança e competência, como pode actuar no sentido oposto, diminuindo o autoconceito daqueles que têm dificuldades em obter bons resultados e fazer amizades. Os percursos escolares são construídos através da experiência de vida de cada aluno. No entanto, a transição escolar é um factor com que todos os alunos têm de lidar, implicando mudanças nos papéis que desempenham, nas suas rotinas, relações e na forma como se percepcionam e percepcionam o mundo, podendo ter, por isso, repercussões nas atitudes que os alunos desenvolvem face à escola e sobre si mesmos. Deste modo é importante que, os alunos, ao transitarem de escola levem consigo uma percepção positiva sobre si e sobre as suas vivências escolares. Nesse sentido, este estudo pretendeu, através de uma abordagem descritivocorrelacional de caracter quantitativo, analisar a relação entre auto-conceito e as atitudes face à escola de modo a perceber melhor o efeito destes factores em alunos que se preparavam para transitar de ciclo de ensino. Para o efeito, foi recolhida uma amostra de 157 alunos, do 4º, 6º e 9º ano, de duas escolas da Região Autónoma da Madeira, a frequentar o ano lectivo 2011/2012 e utilizada a Piers-Harris Children’s Self-Concept Scale (PHCSCS-2) (Veiga, 2006) e o Questionário de Atitudes Face à Escola (QAFE) (Candeias & Rebelo, 2011). No que respeita aos resultados obtido, estes demonstraram que existe uma relação significativa, positiva, entre o auto-conceito e as atitudes nos três anos de escolaridade, assim como, uma diminuição nas atitudes face à aprendizagem do 6º para o 9º ano. Observou-se, também, que os rapazes apresentam índices mais elevados nas dimensões do auto-conceito “popularidade” e “ansiedade”, do que as raparigas.

A influência das variáveis socioemocionais e do autoconceito nos anos de transição 2º e 3º Ciclo do Ensino Básico: um estudo exploratório na RAM

Nos últimos anos tem havido um aumento da investigação em torno das transições escolares. Assim, consideramos que as variáveis socioemocionais e o autoconceito podem influenciar de forma positiva e/ou negativa este processo de transição. No mesmo sentido as expetativas criadas pelos alunos nos anos de transição podem condicionar a adaptação ao novo ciclo de estudos. Se soubermos antecipadamente o que carateriza estes alunos, poderemos intervir adequadamente no sentido de potencializar o seu sucesso escolar. Centramos então o nosso estudo numa amostra de alunos do 2º e 3º ciclo do ensino básico de uma escola situada na zona rural da ilha da Madeira onde foram aplicados testes de inteligência emocional, autoconceito e de expetativas na transição de ano, nomeadamente, o PACS - Avaliação de Competências Sociais; EQ-i: YV - Inteligência Emocional; PCIS - Inteligência Social; PHCSCS 2 - Piers-Harris Children’s Self-Concept Scale 2 e o Questionário de Expetativas dos Alunos nos anos de Transição. Os resultados apontam para que quer no 2º, quer no 3º ciclo a inteligência emocional esteja direta e positivamente associada ao autoconceito. No 2º ciclo, existe uma relação positiva entre a competência social e o autoconceito bem como entre a competência social e a inteligência emocional, existindo diferenças entre os géneros, nas diferentes dimensões da inteligência emocional, sendo que as raparigas registam índices mais elevados nos domínios intrapessoal, interpessoal e inteligência geral no 2º ciclo, enquanto no 3º ciclo são os rapazes que nas dimensões do humor geral e na escala total registam os índices mais elevados. Por último, no 2º ciclo as raparigas manifestam um autoconceito superior aos rapazes, no aspeto comportamental, intelectual e na satisfação-felicidade, enquanto no 3º ciclo apenas se verificam maiores níveis de ansiedade no género masculino. As correlações relativamente às expetativas também são apresentadas.

Determination of resonant frequencies of triangular and rectangular microstrip antennas, using artificial neural networks

This paper presents models that can be used in the design of microstrip antennas for mobile communications. The antennas can be triangular or rectangular. The presented models are compared with deterministic and empirical models based on artificial neural networks (ANN) presented in the literature. The models are based on Perceptron Multilayer (PML) and Radial Basis Function (RBF) ANN. RBF based models presented the best results. Also, the models can be embedded in CAD systems, in order to design microstrip antennas for mobile communications.

Steel bars identification in reinforced concrete structures by using ANN and magnetic fields

This work proposes a methodology for non destructive testing (NDT) of reinforced concrete structures, using superficial magnetic fields and artificial neural networks, in order to identify the size and position of steel bars, embedded into the concrete. For the purposes of this paper, magnetic induction curves were obtained by using a finite element program. Perceptron Multilayered (PML) ANNs, with Levemberg-Marquardt training algorithm were used. The results presented very good agreement with the expect ones, encouraging the development of real systems based upon the proposed methodology.

Análise dos circuitos de produção, reprodução e subsistência do transporte hidroviário de passageiros nas ilhas da Região Metropolitana de Belém: uma contribuição para a revitalização do setor

O objetivo desta pesquisa é descrever e analisar a funcionalidade do sistema de transporte hidroviário de passageiros nas ilhas da Região Metropolitana de Belém (RMB). Buscou-se uma construção teórica baseada, principalmente, nas abordagens de Milton Santos, Pierre Bourdieu, Associação Nacional de Transportes Públicos e Eduardo Vasconcellos. A partir desse referencial a tese explica que as condições de transporte hidroviário em geral estão relacionadas com teorias de divisão do espaço onde o poder de consumo e renda é o que determina a integração espacial do indivíduo. E que, portanto, o serviço de transporte nas ilhas da RMB, operado pela lógica do mercado, exclui espacialmente quem não tem esse poder. O conhecimento dessa realidade foi baseado em pesquisa de campo em 20 ilhas da RMB. Utilizaram-se as técnicas de observação e entrevista para explicar a dinâmica dos deslocamentos dos ribeirinhos, identificando circuitos de produção, reprodução e subsistência. Os primeiros assemelham-se com a teoria de Milton Santos de circuito superior, representado por Belém, e inferior, representado pelas ilhas. O circuito de subsistência nasce dentro do circuito inferior a partir da forte relação que existe entre as próprias ilhas, sendo uma estratégia de deslocamento dos ribeirinhos para receber auxílios básicos de saúde, educação e transportes. Utilizou-se a análise fatorial para obter um ranking das ilhas segundo as condições de transporte e a análise de regressão para explicar que a demanda por viagens nas ilhas aumenta, basicamente, quando a renda e a população aumentam. As propostas para revitalização do setor do transporte hidroviário resultou na identificação de novas rotas de transporte e melhorias na infraestrutura de trapiches e embarcações.

Experimental analysis of reinforced concrete block masonry spandrels using pre-fabricated planar trussed bars

Masonry spandrels together with shear walls are structural components of a masonry building subjected to lateral loads. Shear walls are the main components of this structural system, even if masonry spandrels are the elements that ensure the connection of shear wall panels and the distribution of stresses through the masonry piers. The use of prefabricated truss type bars in the transversal and longitudinal directions is usually considered a challenge, even if the simplicity of the applications suggested here alleviate some of the possible difficulties. This paper focus on the experimental behavior of masonry spandrels reinforced with prefabricated trusses, considering different possibilities for the arrangement of reinforcement and blocks. Reinforced spandrels with three and two hollow cell concrete blocks and with different reinforcement ratios have been built and tested using a four and three point loading test configuration. Horizontal bed joint reinforcement increased the capacity of deformation as well as the ultimate load, leading to ductile responses. Vertical reinforcement increased the shear strength of the masonry spandrels and its distribution play a central role on the shear behavior. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

A percepção do autoconceito e sua influência no desempenho motor em crianças e adolescentes

O objetivo do estudo foi analisar a percepção do autoconceito e sua relação com o desempenho motor de adolescentes analisados por gênero e faixa etária. Foram avaliados 144 adolescentes entre 10 e 14 anos (65 meninos). A mensuração do autoconceito foi realizada por meio de um inventário (PIERS; HARRIS; HERZBERG, 2002) e os testes motores utilizados para a avaliação do desempenho motor seguiram as padronizações da American Alliance for Health, Physical Education and Recreation and Dance (1988) - agilidade e impulsão vertical, a dinamometria (SOARES; SESSA, 2001) e o teste de resistência aeróbia (LÉGER et al., 1988). Para a equivalência dos resultados produzidos pelos testes motores foi utilizado o escore Z. Para a distribuição da amostra em grupos etários e por gênero foi utilizada a estatística descritiva. A comparação intragrupos do desempenho motor (baixo DB, médio DM, alto DA) e do autoconceito foi realizada por procedimentos não paramétricos Wilcoxon e Kruskal-Wallis Anova (p<0,05). Os achados finais mostraram que a idade influenciou negativamente a percepção do autoconceito e que os alunos com melhor desempenho motor apresentaram também valores superiores na percepção do autoconceito em relação aos seus pares.

Longitudinal bar buckling behavior

Reinforced concrete columns might fail because of buckling of the longitudinal reinforcing bar when exposed to earthquake motions. Depending on the hoop stiffness and the length-over-diameter ratio, the instability can be local (in between two subsequent hoops) or global (the buckling length comprises several hoop spacings). To get insight into the topic, an extensive literary research of 19 existing models has been carried out including different approaches and assumptions which yield different results. Finite element fiberanalysis was carried out to study the local buckling behavior with varying length-over-diameter and initial imperfection-over-diameter ratios. The comparison of the analytical results with some experimental results shows good agreement before the post buckling behavior undergoes large deformation. Furthermore, different global buckling analysis cases were run considering the influence of different parameters; for certain hoop stiffnesses and length-over-diameter ratios local buckling was encountered. A parametric study yields an adimensional critical stress in function of a stiffness ratio characterized by the reinforcement configuration. Colonne in cemento armato possono collassare per via dell’instabilità dell’armatura longitudinale se sottoposte all’azione di un sisma. In funzione della rigidezza dei ferri trasversali e del rapporto lunghezza d’inflessione-diametro, l’instabilità può essere locale (fra due staffe adiacenti) o globale (la lunghezza d’instabilità comprende alcune staffe). Per introdurre alla materia, è proposta un’esauriente ricerca bibliografica di 19 modelli esistenti che include approcci e ipotesi differenti che portano a risultati distinti. Tramite un’analisi a fibre e elementi finiti si è studiata l’instabilità locale con vari rapporti lunghezza d’inflessione-diametro e imperfezione iniziale-diametro. Il confronto dei risultati analitici con quelli sperimentali mostra una buona coincidenza fino al raggiungimento di grandi spostamenti. Inoltre, il caso d’instabilità globale è stato simulato valutando l’influenza di vari parametri; per certe configurazioni di rigidezza delle staffe e lunghezza d’inflessione-diametro si hanno ottenuto casi di instabilità locale. Uno studio parametrico ha permesso di ottenere un carico critico adimensionale in funzione del rapporto di rigidezza dato dalle caratteristiche dell’armatura.

3-D Boundary element-finite element method for the dynamic analysis of piled buildings.

[EN]A boundary element-finite element model is presented for the three-dimensional dynamic analysis of piled buildings in the frequency domain. Piles are modelled as compressible Euler-Bernoulli beams founded on a linear, isotropic, viscoelastic, zoned-homogeneous, unbounded layered soil, while multi-storey buildings are assumed to be comprised of vertical compressible piers and rigid slabs.

Infrared Thermography Enhancements for Concrete Bridge Evaluation

Infrared thermography is a well-recognized non-destructive testing technique for evaluating concrete bridge elements such as bridge decks and piers. However, overcoming some obstacles and limitations are necessary to be able to add this invaluable technique to the bridge inspector's tool box. Infrared thermography is based on collecting radiant temperature and presenting the results as a thermal infrared image. Two methods considered in conducting an infrared thermography test include passive and active. The source of heat is the main difference between these two approaches of infrared thermography testing. Solar energy and ambient temperature change are the main heat sources in conducting a passive infrared thermography test, while active infrared thermography involves generating a temperature gradient using an external source of heat other than sun. Passive infrared thermography testing was conducted on three concrete bridge decks in Michigan. Ground truth information was gathered through coring several locations on each bridge deck to validate the results obtained from the passive infrared thermography test. Challenges associated with data collection and processing using passive infrared thermography are discussed and provide additional evidence to confirm that passive infrared thermography is a promising remote sensing tool for bridge inspections. To improve the capabilities of the infrared thermography technique for evaluation of the underside of bridge decks and bridge girders, an active infrared thermography technique using the surface heating method was developed in the laboratory on five concrete slabs with simulated delaminations. Results from this study demonstrated that active infrared thermography not only eliminates some limitations associated with passive infrared thermography, but also provides information regarding the depth of the delaminations. Active infrared thermography was conducted on a segment of an out-of-service prestressed box beam and cores were extracted from several locations on the beam to validate the results. This study confirms the feasibility of the application of active infrared thermography on concrete bridges and of estimating the size and depth of delaminations. From the results gathered in this dissertation, it was established that applying both passive and active thermography can provide transportation agencies with qualitative and quantitative measures for efficient maintenance and repair decision-making.