Beta2-agonists use during pregnancy and the risk of congenital malformations

Selon les lignes directrices de traitement de l'asthme pendant la grossesse, les beta2-agonistes inhalés à courte durée d’action (SABA) sont les médicaments de choix pour tous les types d’asthme [intermittent, persistant, léger, modéré et sévère] comme médicaments de secours rapide et dans la gestion des exacerbations aiguës. D’autre part, les beta2-agonistes inhalés à longue durée d’action (LABA) sont utilisés pour les patients atteints d'asthme persistant, modéré à sévère, qui ne sont pas entièrement contrôlés par des corticostéroïdes inhalés seuls. Malgré que plusieurs études aient examinées l’association entre les LABA, les SABA et les malformations congénitales chez les nouveau-nés, les risques réels restent controversés en raison de résultats contradictoires et des difficultés inhérentes à la réalisation d'études épidémiologiques chez les femmes enceintes. L'objectif de cette étude était d'évaluer l'association entre l'exposition maternelle aux SABA et LABA pendant le premier trimestre de grossesse et le risque de malformations congénitales chez les nouveau-nés de femmes asthmatiques. Une cohorte de grossesses de femmes asthmatiques ayant accouchées entre le 1er janvier 1990 et le 31 décembre 2002 a été formée en croisant trois banques de données administratives de la province de Québec (Canada). Les issues principales de cette étude étaient les malformations congénitales majeures de touts types. Comme issues secondaires, nous avons considéré des malformations congénitales spécifiques. L'exposition principale était la prise de SABA et/ou de LABA au cours du premier trimestre de grossesse. L'exposition secondaire étudiée était le nombre moyen de doses de SABA par semaine au cours du premier trimestre. L'association entre les malformations congénitales et la prise de SABA et de LABA a été évaluée en utilisant des modèles d’équations généralisées (GEE) en ajustant pour plusieurs variables confondantes reliées à la grossesse, l’asthme de la mère et la santé de la mère et du foetus. Dans la cohorte formée de 13 117 grossesses de femmes asthmatiques, nous avons identifié 1 242 enfants avec une malformation congénitale (9,5%), dont 762 avaient une malformation majeure (5,8%). Cinquante-cinq pour cent des femmes ont utilisé des SABA et 1,3% ont utilisé des LABA pendant le premier trimestre. Les rapports de cotes ajustées (IC à 95%) pour une malformation congénitale associée à l'utilisation des SABA et des LABA étaient de 1,0 (0,9-1,2) et 1,3 (0,9-2,1), respectivement. Les résultats correspondants étaient de 0,9 (0,8-1,1) et 1,3 (0,8-2,4) pour les malformations majeures. Concernant le nombre moyen de doses de SABA par semaine, les rapports de cotes ajustées (IC à 95%) pour une malformation congénitale était de 1.1 (1.0-1.3), 1.1 (0.9-1.3), et 0.9 (0.7-1.1) pour les doses >0-3, >3-10, and >10 respectivement. Les résultats correspondants étaient de 1.0 (0.8-1.2), 0.8 (0.7-1.1), et 0.7 (0.5-1.0) pour les malformations majeures. D'autre part, des rapports de cotes (IC à 95%) statistiquement significatifs ont été observés pour les malformations cardiaques (2.4 (1.1-5.1)), les malformations d'organes génitaux (6.8 (2.6-18.1)), et d'autres malformations congénitales (3.4 (1.4 à 8.5)), en association avec les LABA pris pendant le premier trimestre. Notre étude procure des données rassurantes pour l’utilisation des SABA pendant la grossesse, ce qui est en accord avec les lignes directrices de traitement de l’asthme. Toutefois, d'autres études sont nécessaires avant de pouvoir se prononcer sur l’innocuité des LABA pendant la grossesse.

Fidélité et validité de la mesure clinique du déjettement du tronc auprès d’enfants et d’adolescents présentant une scoliose idiopathique

La mesure du déjettement du tronc est un élément important pour évaluer la posture en ce qui a trait à la scoliose idiopathique. Cependant, il y a peu d'informations quant à sa mesure et les associations entre le déjettement du tronc et d'autres indicateurs ou facteurs pertinents. Les objectifs de cette étude sont : 1) d’évaluer la validité et la fiabilité de test-retest du fil à plomb pour mesurer le déjettement du tronc de C7 à S1 chez les personnes atteintes de scoliose idiopathique; et 2) d'étudier l'association entre le déjettement du tronc et les facteurs suivants : la douleur, l’angle de Cobb, le type de scoliose, la santé mentale et l’image de soi chez les personnes atteintes de scoliose idiopathique. Nous avons recruté 55 sujets âgés de 10 à 21 ans atteints de scoliose idiopathique (angle de Cobb : 15º à 60º) de la clinique de scoliose dans un hôpital pédiatrique de soins tertiaires. Le déjettement a été mesuré directement sur les sujets à deux reprises par la même physiothérapeute de même que sur les radiographies prises ce jour-là. Deux mesures ont été prises à chaque fois : une les pieds joints (FT) et l’autre en écartant les pieds (FA). Les sujets ont répondu au questionnaire adressé au patient de la Scoliosis Research Society-22, qui traite de la douleur, de l'image de soi et de la santé mentale. Le type de scoliose et l'angle de Cobb ont été mesurés sur les radiographies prises ce jour-là. Nous avons utilisé la théorie de la généralisabilité pour calculer la fidélité de test-retest pour les mesures FT et FA, en rapportant les coefficients de fiabilité (f) et les erreurs types de mesure (SEM). La validité de la mesure du fil à plomb a été calculée en comparant les mesures prises directement sur les radiographies en utilisant le coefficient de corrélation de Pearson. Les corrélations de Pearson ont été calculées entre le déjettement du tronc et la douleur, l'angle de Cobb, l'image de soi et la santé mentale. Les corrélations de Spearman ont été calculées entre le déjettement du tronc et le type de scoliose. Nous avons ensuite utilisé des modèles de régression linéaire multiple pour déterminer les associations entre ces variables. Nos résultats indiquent que les mesures de déjettement du tronc en utilisant un fil à plomb ont une forte corrélation (r = 0,87) avec la mesure obtenue par radiographie. La mesure du déjettement du tronc en utilisant un fil à plomb a démontré une excellente fidélité de test-retest (f: 0,98 pour la mesure FT et 0,99 pour la mesure FA) et les SEM étaient de 2,0 mm pour la mesure FT et 1,8 mm pour la mesure FA. Le déjettement du tronc est corrélé positivement avec l'angle de Cobb (r = 0,32, p = 0,02), mais il n'est pas corrélé à la douleur, la santé mentale, l'image de soi ou le type de scoliose. Les conclusions de notre étude ont montré que la mesure clinique du déjettement du tronc en utilisant un fil à plomb est une méthode fiable et valide et que le déjettement du tronc est associé à l'angle de Cobb. Une étude longitudinale est nécessaire pour déterminer si le déjettement du tronc est un indicateur pronostique de la progression de la scoliose. Mots-clés: la scoliose idiopathique, le déjettement du tronc, fil à plomb, posture, déplacement latéral du tronc

Profils d'utilisation d'antipsychotiques en conditions réelles dans la population de personnes âgées démentes vivant à domicile : impact des interventions de communication de risque

Les antipsychotiques (APs) sont fréquemment prescrits pour les troubles comportementaux associés à la démence. Or, ces produits ont fait l'objet de trois mises en garde (2002, 2004, 2005) en raison d'une augmentation du risque d'événement cérébrovasculaire et de décès. L’objectif de ce mémoire est d’évaluer l'utilisation d’APs dans la population de personnes âgées démentes vivant à domicile, et de déterminer l’effet des mises en garde sur les profils observés. Une cohorte rétrospective de 10,969 personnes âgées démentes ayant débuté un traitement par AP entre le 1er janvier 2000 et le 31 décembre 2009 fut identifiée à partir des banques de données de la Régie de l'assurance maladie du Québec (RAMQ). Des séries chronologiques segmentées ont permis de quantifier l’effet des mises en garde sur l'utilisation d’APs. L'effet de la mise en garde de 2005 sur les caractéristiques des patients traités ainsi que sur les profils d'utilisation (dose et durée) a été évalué, respectivement par des modèles de régression logistique et de régression linéaire multivariés. Le taux délivrance d'APs atypiques a augmenté au cours du temps jusqu'à la mise en garde de 2005 pour ensuite diminuer de 8.96% (IC 95% : -11.91% – -6.02%). L'analyse par produit a révélé la même tendance pour la rispéridone, le seul AP approuvé au Canada pour les personnes âgées démentes. En revanche, le taux de délivrance de quétiapine, qui est hors-indication, a continué d'augmenter. Le taux d'initiation de traitement par APs a cependant diminué au cours du temps pour tous les produits. Les mises en garde ne semblent pas être associées avec un changement dans les caractéristiques des patients traités, ni avec les doses et durées d’utilisation. Le manque d'efficacité des mises en garde est probablement en partie lié à l'absence d'alternatives thérapeutiques pour le traitement des troubles psychologiques et comportementaux chez les patients atteints de démence.

Modélisation toxicocinétique d’un mélange de composés organiques volatils dans l’eau potable

L'évaluation des risques de l'exposition aux mélanges de produits chimiques par voies multiples peut être améliorée par une compréhension de la variation de la dose interne due à l’interaction entre les produits. Les modèles pharmacocinétiques à base physiologique (PBPK) sont des outils éprouvés pour prédire l'ampleur de ces variations dans différents scénarios. Dans cette étude, quatre composés organiques volatils (COV) (toluène, nhexane, cyclohexane et isooctane) ont été choisis pour représenter des produits pétroliers (essence) pouvant contaminer l'eau potable. Premièrement, les modèles PBPK ont simulé l'exposition à un seul COV par une voie (inhalation ou gavage). Ensuite, ces modèles ont été interconnectés pour simuler l'exposition à un mélange par voies multiples. Les modèles ont été validés avec des données in vivo chez des rats Sprague-Dawley (n=5) exposés par inhalation (50 ppm ; toluène, hexane, et 300 ppm ; cyclohexane, isooctane; 2-h) ou par gavage (8,3; 5,5; 27,9 et 41,27 mg/kg pour le toluène, l’hexane, le cyclohexane et l’isooctane, respectivement). Des doses similaires ont été utilisées pour l'exposition au mélange par voies multiples. Les AUC (mg/L x min) pour le toluène, l'hexane, le cyclohexane et l'isooctane étaient respectivement de 157,25; 18,77; 159,58 et 176,54 pour les données expérimentales, et 121,73; 21,91; 19,55 et 170,54 pour les modèles PBPK. Les résultats des modèles PBPK et les données in vivo (simple COV par voies multiples vs. mélange par voies multiples) ont montré des interactions entre les COVs dans le cas de l'exposition au mélange par voies multiples. Cette étude démontre l'efficacité des modèles PBPK pour simuler l'exposition aux mélanges de COV par voies multiples.

Participation in leisure and physical activity among children and adolescents with juvenile idiopathic arthritis

Contexte: L’arthrite juvénile idiopathique (AJI) est l’une des maladies chroniques auto-immune les plus répandues chez les enfants et est caractérisée par des enflures articulaires (maladie active), de la douleur, de la fatigue et des raideurs matinales pouvant restreindre leur niveau de participation aux activités quotidiennes (par exemple: les loisirs, l’activité physique, la mobilité et les soins personnels) à la maison comme à l’école. Participer aux activités de loisirs et à l’activité physique a des bienfaits au niveau de la santé et du développement de tous les enfants et démontrent aussi des effets positifs qui réduisent les symptômes des maladies chroniques telle l’AJI. Malgré ces bienfaits la participation aux loisirs chez les jeunes avec l’AJI demeure largement sous-étudiée. Objectifs: Cette étude vise à évaluer le niveau de participation aux loisirs et à l’activité physique chez les enfants et les adolescents atteints d’AJI, ainsi qu’à identifier les facteurs liés à la maladie, la personne et l’environnement. Méthodes : L’évaluation du niveau de participation et l’exploration des facteurs associés aux loisirs et à l’activité physique ont été complétés par l’entremise d’une revue systématique de la littérature, l’analyse de données d’un échantillon national représentatif d’enfants canadiens atteints d’arthrite âgés entre 5 et 14 ans (npondéré = 4350), ainsi que l’analyse standardisée du niveau de participation aux loisirs à l’aide du Children’s Assessment of Participation and Enjoyment (n=107) et la mesure objective de l’activité physique par accéléromètre (n=76) auprès d’un échantillon d’enfants (âgés entre 8 et 11 ans ) et d’adolescents (âgés entre 12 et 17 ans) suivis en clinique de rhumatologie à l’hôpital de Montréal pour enfants, Centre Universitaire de Santé McGill. Les résultats cliniques ont été comparés à des données normatives, ainsi qu’à un groupe contrôle sans AJI. Nous avons exploré les facteurs associés avec le niveau de participation aux loisirs et à l’activité physique en utilisant les modèles de régression linéaire multiple et l’analyse hiérarchique. Résultats : Les enfants et les adolescents atteints d’AJI participent à une multitude d’activités de loisirs; cependant ils sont moins souvent impliqués dans des activités physiques et de raffinement en comparaison aux autres types d’activités de loisirs. Ceux avec l’AJI étaient en général moins actifs que leurs pairs sans arthrite et la plupart n’atteignaient pas les recommandations nationales d’activité physique. Les garçons avec l’AJI participent plus souvent à des activités physiques et moins aux activités sociales, de raffinement et de développement de soi en comparaison avec les filles ayant l’AJI. En général, être un garçon, être plus âgé, avoir une meilleure motivation pour participer aux activités de motricité globale, avoir un statut socio-économique plus élevé et être d’origine culturelle canadienne sont associés à un niveau de participation plus élevé aux activités physiques. La préférence pour les activités de raffinement, un niveau d’éducation maternelle plus élevé et être une fille étaient associés à un niveau de participation plus élevé aux activités de raffinement. Conclusion: La participation aux loisirs et à l’activité physique en AJI est un concept complexe et semble surtout être expliqué par des facteurs personnels et environnementaux. L’identification des facteurs associés aux loisirs et à l’activité physique est très importante en AJI puisqu’elle peut permettre aux professionnels de la santé de développer des interventions significatives basées sur les activités préférées des enfants, améliorer l’observance au traitement et promouvoir des habitudes de vie saine.

Traitement de la douleur chronique non cancéreuse à l’aide d’opioïdes : efficacité à long terme

La douleur chronique non cancéreuse (DCNC) est un phénomène complexe et des interventions multimodales qui abordent à la fois ses dimensions biologiques et psychosociales sont considérées comme l’approche optimale pour traiter ce type de désordre. La prescription d'opioïdes pour la DCNC a augmenté d’une façon fulgurante au cours des deux dernières décennies, mais les preuves supportant l'efficacité à long terme de ce type de médicament en termes de réduction de la sévérité de la douleur et d’amélioration de la qualité de vie des patients souffrant de DCNC sont manquantes. L'objectif de cette étude était d'investiguer dans un contexte de vraie vie l'efficacité à long terme des opioïdes pour réduire l’intensité et l’impact de la douleur et améliorer la qualité de vie reliée à la santé des patients souffrant de DCNC sur une période d’une année. Méthodes: Les participants à cette étude étaient 1490 patients (âge moyen = 52,37 (écart-type = 13,9); femmes = 60,9%) enrôlés dans le Registre Québec Douleur entre octobre 2008 et Avril 2011 et qui ont complété une série de questionnaires avant d'initier un traitement dans un centre multidisciplinaire tertiaire de gestion de la douleur ainsi qu’à 6 et 12 mois plus tard. Selon leur profil d'utilisation d'opioïdes (PUO), les patients ont été classés en 1) non-utilisateurs, 2) utilisateurs non persistants, et 3) utilisateurs persistants. Les données ont été analysées à l'aide du modèle d'équation d'estimation généralisée. Résultats: Chez les utilisateurs d’opioïdes, 52% en ont cessé la prise à un moment ou à un autre pendant la période de suivi. Après ajustement pour l'âge et le sexe, le PUO a prédit d’une manière significative l’intensité de la douleur ressentie en moyenne sur des périodes de 7 jours (p <0,001) ainsi que la qualité de vie physique (pQDV) dans le temps (p <0,001). Comparés aux non-utilisateurs, les utilisateurs persistants avaient des niveaux significativement plus élevés d'intensité de douleur et une moins bonne pQDV. Une interaction significative a été trouvée entre le PUO et le temps dans la prédiction de l’intensité de douleur ressentie à son maximum (p = 0,001), les utilisateurs persistants sont ceux rapportant les scores les plus élevés à travers le temps. Une interaction significative a aussi été observée entre le PUO et le type de douleur dans la prédiction de l'impact de la douleur dans diverses sphères de la vie quotidienne (p = 0,048) et de la mQDV (p = 0,042). Indépendamment du type de douleur, les utilisateurs persistants ont rapporté des scores plus élevés d'interférence de douleur ainsi qu’une moins bonne mQDV par rapport aux non-utilisateurs. Cependant, la magnitude de ces effets était de petite taille (d de Cohen <0,5), une observation qui remet en question la puissance et la signification clinique des différences observées entre ces groupes. Conclusion: Nos résultats contribuent à maintenir les doutes sur l'efficacité d’une thérapie à long terme à base d’opioïdes et remettent ainsi en question le rôle que peut jouer ce type de médicament dans l'arsenal thérapeutique pour la gestion de la DCNC.

Moderating effects of management control systems and innovation on performance. Simple methods for correcting the effects of measurement error for interaction effects in small samples

In the accounting literature, interaction or moderating effects are usually assessed by means of OLS regression and summated rating scales are constructed to reduce measurement error bias. Structural equation models and two-stage least squares regression could be used to completely eliminate this bias, but large samples are needed. Partial Least Squares are appropriate for small samples but do not correct measurement error bias. In this article, disattenuated regression is discussed as a small sample alternative and is illustrated on data of Bisbe and Otley (in press) that examine the interaction effect of innovation and style of use of budgets on performance. Sizeable differences emerge between OLS and disattenuated regression

The Influence of Body Condition on the Stopover Ecology of Least Sandpipers in the Lower Mississippi Alluvial Valley during Fall Migration

Many shorebirds are long-distance migrants and depend on the energy gained at stopover sites to complete migration. Competing hypotheses have described strategies used by migrating birds; the energy-selection hypothesis predicts that shorebirds attempt to maximize energy gained at stopover sites, whereas the time-selection hypothesis predicts that shorebirds attempt to minimize time spent at stopover sites. The energy- and time-selection hypotheses both predict that birds in better condition will depart sites sooner. However, numerous studies of stopover duration have found little support for this prediction, leading to the suggestion that migrating birds operate under energy and time constraints for only a small portion of the migratory season. During fall migration 2002, we tested the prediction that birds in better condition depart stopover sites sooner by examining the relationship between stopover duration and body condition for migrating Least Sandpipers (Calidris minutilla) at three stopover sites in the Lower Mississippi Alluvial Valley. We also tested the assumption made by the Lower Mississippi Alluvial Valley Migratory Bird Science Team that shorebirds stay in the Mississippi Valley for 10 d. The assumption of 10 d was used to estimate the amount of habitat required by shorebirds in the Mississippi Valley during fall migration; a period longer than 10 d would increase the estimate of the amount habitat required. We used multiple-day constancy models of apparent survival and program MARK to estimate stopover duration for 293 individually color-marked and resighted Least Sandpipers. We found that a four-day constancy interval and a site x quadratic time trend interaction term best modeled apparent survival. We found only weak support for body condition as a factor explaining length of stopover duration, which is consistent with findings from similar work. Stopover duration estimates were 4.1 d (95% CI = 2.8–6.1) for adult Least Sandpipers at Bald Knob National Wildlife Refuge, Arkansas, 6.5 d (95% CI = 4.9–8.7) for adult and 6.1 d (95% CI =4.2–9.1) for juvenile Least Sandpipers at Yazoo National Wildlife Refuge, Mississippi, and 6.9 d (95% CI = 5.5–8.7) for juvenile Least Sandpipers at Morgan Brake National Wildlife Refuge, Mississippi. Based on our estimates of stopover duration and the assumption made by the Lower Mississippi Alluvial Valley Migratory Bird Science Team, there is sufficient habitat in the lower Mississippi Valley to support shorebirds during fall migration.

GIS in the cloud: implementing a web map service on Google App Engine

Many producers of geographic information are now disseminating their data using open web service protocols, notably those published by the Open Geospatial Consortium. There are many challenges inherent in running robust and reliable services at reasonable cost. Cloud computing provides a new kind of scalable infrastructure that could address many of these challenges. In this study we implement a Web Map Service for raster imagery within the Google App Engine environment. We discuss the challenges of developing GIS applications within this framework and the performance characteristics of the implementation. Results show that the application scales well to multiple simultaneous users and performance will be adequate for many applications, although concerns remain over issues such as latency spikes. We discuss the feasibility of implementing services within the free usage quotas of Google App Engine and the possibility of extending the approaches in this paper to other GIS applications.

Estimating the hidden number of scrapie affected holdings in great Britain using a simple, truncated count model allowing for heterogeneity.

None of the current surveillance streams monitoring the presence of scrapie in Great Britain provide a comprehensive and unbiased estimate of the prevalence of the disease at the holding level. Previous work to estimate the under-ascertainment adjusted prevalence of scrapie in Great Britain applied multiple-list capture–recapture methods. The enforcement of new control measures on scrapie-affected holdings in 2004 has stopped the overlapping between surveillance sources and, hence, the application of multiple-list capture–recapture models. Alternative methods, still under the capture–recapture methodology, relying on repeated entries in one single list have been suggested in these situations. In this article, we apply one-list capture–recapture approaches to data held on the Scrapie Notifications Database to estimate the undetected population of scrapie-affected holdings with clinical disease in Great Britain for the years 2002, 2003, and 2004. For doing so, we develop a new diagnostic tool for indication of heterogeneity as well as a new understanding of the Zelterman and Chao’s lower bound estimators to account for potential unobserved heterogeneity. We demonstrate that the Zelterman estimator can be viewed as a maximum likelihood estimator for a special, locally truncated Poisson likelihood equivalent to a binomial likelihood. This understanding allows the extension of the Zelterman approach by means of logistic regression to include observed heterogeneity in the form of covariates—in case studied here, the holding size and country of origin. Our results confirm the presence of substantial unobserved heterogeneity supporting the application of our two estimators. The total scrapie-affected holding population in Great Britain is around 300 holdings per year. None of the covariates appear to inform the model significantly.

Mutations in H5N1 influenza virus hemagglutinin that confer binding to human tracheal airway epithelium

The emergence in 2009 of a swine-origin H1N1 influenza virus as the first pandemic of the 21st Century is a timely reminder of the international public health impact of influenza viruses, even those associated with mild disease. The widespread distribution of highly pathogenic H5N1 influenza virus in the avian population has spawned concern that it may give rise to a human influenza pandemic. The mortality rate associated with occasional human infection by H5N1 virus approximates 60%, suggesting that an H5N1 pandemic would be devastating to global health and economy. To date, the H5N1 virus has not acquired the propensity to transmit efficiently between humans. The reasons behind this are unclear, especially given the high mutation rate associated with influenza virus replication. Here we used a panel of recombinant H5 hemagglutinin (HA) variants to demonstrate the potential for H5 HA to bind human airway epithelium, the predominant target tissue for influenza virus infection and spread. While parental H5 HA exhibited limited binding to human tracheal epithelium, introduction of selected mutations converted the binding profile to that of a current human influenza strain HA. Strikingly, these amino-acid changes required multiple simultaneous mutations in the genomes of naturally occurring H5 isolates. Moreover, H5 HAs bearing intermediate sequences failed to bind airway tissues and likely represent mutations that are an evolutionary "dead end." We conclude that, although genetic changes that adapt H5 to human airways can be demonstrated, they may not readily arise during natural virus replication. This genetic barrier limits the likelihood that current H5 viruses will originate a human pandemic.

Applying the extended Kalman filter to systems described by nonlinear differential-algebraic equations

This paper describes a method for the state estimation of nonlinear systems described by a class of differential-algebraic equation models using the extended Kalman filter. The method involves the use of a time-varying linearisation of a semi-explicit index one differential-algebraic equation. The estimation technique consists of a simplified extended Kalman filter that is integrated with the differential-algebraic equation model. The paper describes a simulation study using a model of a batch chemical reactor. It also reports a study based on experimental data obtained from a mixing process, where the model of the system is solved using the sequential modular method and the estimation involves a bank of extended Kalman filters.

A combined statistical and dynamical approach for downscaling large-scale footprints of European windstorms

The occurrence of mid-latitude windstorms is related to strong socio-economic effects. For detailed and reliable regional impact studies, large datasets of high-resolution wind fields are required. In this study, a statistical downscaling approach in combination with dynamical downscaling is introduced to derive storm related gust speeds on a high-resolution grid over Europe. Multiple linear regression models are trained using reanalysis data and wind gusts from regional climate model simulations for a sample of 100 top ranking windstorm events. The method is computationally inexpensive and reproduces individual windstorm footprints adequately. Compared to observations, the results for Germany are at least as good as pure dynamical downscaling. This new tool can be easily applied to large ensembles of general circulation model simulations and thus contribute to a better understanding of the regional impact of windstorms based on decadal and climate change projections.

A dynamical systems framework for intermittent data assimilation

We consider the problem of discrete time filtering (intermittent data assimilation) for differential equation models and discuss methods for its numerical approximation. The focus is on methods based on ensemble/particle techniques and on the ensemble Kalman filter technique in particular. We summarize as well as extend recent work on continuous ensemble Kalman filter formulations, which provide a concise dynamical systems formulation of the combined dynamics-assimilation problem. Possible extensions to fully nonlinear ensemble/particle based filters are also outlined using the framework of optimal transportation theory.

Simple uncertainty frameworks for selecting weighting schemes and interpreting multimodel ensemble climate change experiments

Future climate change projections are often derived from ensembles of simulations from multiple global circulation models using heuristic weighting schemes. This study provides a more rigorous justification for this by introducing a nested family of three simple analysis of variance frameworks. Statistical frameworks are essential in order to quantify the uncertainty associated with the estimate of the mean climate change response. The most general framework yields the “one model, one vote” weighting scheme often used in climate projection. However, a simpler additive framework is found to be preferable when the climate change response is not strongly model dependent. In such situations, the weighted multimodel mean may be interpreted as an estimate of the actual climate response, even in the presence of shared model biases. Statistical significance tests are derived to choose the most appropriate framework for specific multimodel ensemble data. The framework assumptions are explicit and can be checked using simple tests and graphical techniques. The frameworks can be used to test for evidence of nonzero climate response and to construct confidence intervals for the size of the response. The methodology is illustrated by application to North Atlantic storm track data from the Coupled Model Intercomparison Project phase 5 (CMIP5) multimodel ensemble. Despite large variations in the historical storm tracks, the cyclone frequency climate change response is not found to be model dependent over most of the region. This gives high confidence in the response estimates. Statistically significant decreases in cyclone frequency are found on the flanks of the North Atlantic storm track and in the Mediterranean basin.