Global and regional sea level variations in the recent past and future: insight from observations and modeling

This work is focused on the analysis of sea–level change (last century), based mainly on instrumental observations. During this period, individual components of sea–level change are investigated, both at global and regional scales. Some of the geophysical processes responsible for current sea-level change such as glacial isostatic adjustments and current melting terrestrial ice sources, have been modeled and compared with observations. A new value of global mean sea level change based of tide gauges observations has been independently assessed in 1.5 mm/year, using corrections for glacial isostatic adjustment obtained with different models as a criterion for the tide gauge selection. The long wavelength spatial variability of the main components of sea–level change has been investigated by means of traditional and new spectral methods. Complex non–linear trends and abrupt sea–level variations shown by tide gauges records have been addressed applying different approaches to regional case studies. The Ensemble Empirical Mode Decomposition technique has been used to analyse tide gauges records from the Adriatic Sea to ascertain the existence of cyclic sea-level variations. An Early Warning approach have been adopted to detect tipping points in sea–level records of North East Pacific and their relationship with oceanic modes. Global sea–level projections to year 2100 have been obtained by a semi-empirical approach based on the artificial neural network method. In addition, a model-based approach has been applied to the case of the Mediterranean Sea, obtaining sea-level projection to year 2050.

The sensitivity of the photostationary state of NOx and its implication for the oxidation capacity in a semi-rural and boreal forest region

Für das Vermögen der Atmosphäre sich selbst zu reinigen spielen Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2) eine bedeutende Rolle. Diese Spurengase bestimmen die photochemische Produktion von Ozon (O3) und beeinflussen das Vorkommen von Hydroxyl- (OH) und Nitrat-Radikalen (NO3). Wenn tagsüber ausreichend Solarstrahlung und Ozon vorherrschen, stehen NO und NO2 in einem schnellen photochemischen Gleichgewicht, dem „Photostationären Gleichgewichtszustand“ (engl.: photostationary state). Die Summe von NO und NO2 wird deshalb als NOx zusammengefasst. Vorhergehende Studien zum photostationären Gleichgewichtszustand von NOx umfassen Messungen an unterschiedlichsten Orten, angefangen bei Städten (geprägt von starken Luftverschmutzungen), bis hin zu abgeschiedenen Regionen (geprägt von geringeren Luftverschmutzungen). Während der photochemische Kreislauf von NO und NO2 unter Bedingungen erhöhter NOx-Konzentrationen grundlegend verstanden ist, gibt es in ländlicheren und entlegenen Regionen, welche geprägt sind von niedrigeren NOx-Konzetrationen, signifikante Lücken im Verständnis der zugrundeliegenden Zyklierungsprozesse. Diese Lücken könnten durch messtechnische NO2-Interferenzen bedingt sein - insbesondere bei indirekten Nachweismethoden, welche von Artefakten beeinflusst sein können. Bei sehr niedrigen NOx-Konzentrationen und wenn messtechnische NO2-Interferenzen ausgeschlossen werden können, wird häufig geschlussfolgert, dass diese Verständnislücken mit der Existenz eines „unbekannten Oxidationsmittels“ (engl.: unknown oxidant) verknüpft ist. Im Rahmen dieser Arbeit wird der photostationäre Gleichgewichtszustand von NOx analysiert, mit dem Ziel die potenzielle Existenz bislang unbekannter Prozesse zu untersuchen. Ein Gasanalysator für die direkte Messung von atmosphärischem NO¬2 mittels laserinduzierter Fluoreszenzmesstechnik (engl. LIF – laser induced fluorescence), GANDALF, wurde neu entwickelt und während der Messkampagne PARADE 2011 erstmals für Feldmessungen eingesetzt. Die Messungen im Rahmen von PARADE wurden im Sommer 2011 in einem ländlich geprägten Gebiet in Deutschland durchgeführt. Umfangreiche NO2-Messungen unter Verwendung unterschiedlicher Messtechniken (DOAS, CLD und CRD) ermöglichten einen ausführlichen und erfolgreichen Vergleich von GANDALF mit den übrigen NO2-Messtechniken. Weitere relevante Spurengase und meteorologische Parameter wurden gemessen, um den photostationären Zustand von NOx, basierend auf den NO2-Messungen mit GANDALF in dieser Umgebung zu untersuchen. Während PARADE wurden moderate NOx Mischungsverhältnisse an der Messstelle beobachtet (10^2 - 10^4 pptv). Mischungsverhältnisse biogener flüchtige Kohlenwasserstoffverbindungen (BVOC, engl.: biogenic volatile organic compounds) aus dem umgebenden Wald (hauptsächlich Nadelwald) lagen in der Größenordnung 10^2 pptv vor. Die Charakteristiken des photostationären Gleichgewichtszustandes von NOx bei niedrigen NOx-Mischungsverhältnissen (10 - 10^3 pptv) wurde für eine weitere Messstelle in einem borealen Waldgebiet während der Messkampagne HUMPPA-COPEC 2010 untersucht. HUMPPA–COPEC–2010 wurde im Sommer 2010 in der SMEARII-Station in Hyytiälä, Süd-Finnland, durchgeführt. Die charakteristischen Eigenschaften des photostationären Gleichgewichtszustandes von NOx in den beiden Waldgebieten werden in dieser Arbeit verglichen. Des Weiteren ermöglicht der umfangreiche Datensatz - dieser beinhaltet Messungen von relevanten Spurengasen für die Radikalchemie (OH, HO2), sowie der totalen OH-Reaktivität – das aktuelle Verständnis bezüglich der NOx-Photochemie unter Verwendung von einem Boxmodell, in welches die gemessenen Daten als Randbedingungen eingehen, zu überprüfen und zu verbessern. Während NOx-Konzentrationen in HUMPPA-COPEC 2010 niedriger sind, im Vergleich zu PARADE 2011 und BVOC-Konzentrationen höher, sind die Zyklierungsprozesse von NO und NO2 in beiden Fällen grundlegend verstanden. Die Analyse des photostationären Gleichgewichtszustandes von NOx für die beiden stark unterschiedlichen Messstandorte zeigt auf, dass potenziell unbekannte Prozesse in keinem der beiden Fälle vorhanden sind. Die aktuelle Darstellung der NOx-Chemie wurde für HUMPPA-COPEC 2010 unter Verwendung des chemischen Mechanismus MIM3* simuliert. Die Ergebnisse der Simulation sind konsistent mit den Berechnungen basierend auf dem photostationären Gleichgewichtszustand von NOx.

Market Prices and Food Aid Local and Regional Procurement and Distribution: A Multi-Country Analysis

To date, no research has rigorously addressed the concern that local and regional procurement (LRP) of food aid could affect food prices and food price volatility in food aid source and recipient countries. We assemble spatially and temporally disaggregated data and estimate the relationship between food prices and their volatility and local food aid procurement and distribution across seven countries for several commodities. In most cases, LRP activities have no statistically significant relationship with either local price levels or food price volatility. The few exceptions underscore the importance of market monitoring. (C) 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

The Timeliness and Cost-Effectiveness of the Local and Regional Procurement of Food Aid

Local and regional procurement (LRP) of food aid is often claimed to lead to quicker and more cost-effective response. We generate timeliness and cost-effectiveness estimates by comparing US-funded LRP activities in nine countries against in-kind, transoceanic food aid shipments from the US to the same countries during the same timeframe. Procuring food locally or distributing cash or vouchers results in a time savings of nearly 14 weeks, a 62 percent gain. Cost-effectiveness varies significantly by commodity type. Procuring grains locally saved over 50 percent, on average, while local procurement of processed commodities was not always cost-effective. (C) 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Tradeoffs or Synergies? Assessing Local and Regional Food Aid Procurement through Case Studies in Burkina Faso and Guatemala

We compare the impacts across a range of criteria of local and regional procurement (LRP) relative to transoceanic shipment of food aid in Burkina Faso and Guatemala. We find that neither instrument dominates the other across all criteria in either country, although LRP commonly performs at least as well as transoceanic shipment with respect to timeliness, cost, market price impacts, satisfying recipients' preferences, food quality and safety, and in benefiting smallholder suppliers. LRP is plainly a valuable food assistance tool, but its advantages and disadvantages must be carefully weighed, compared, and prioritized depending on the context and program objectives. (C) 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

SHORT-TERM EFFECTS OF PHENYLEPHRINE ON SYSTEMIC AND REGIONAL HEMODYNAMICS IN PATIENTS WITH SEPTIC SHOCK: A CROSSOVER PILOT STUDY

Clinical studies evaluating the use of phenylephrine in septic shock are lacking. The present study was designed as a prospective, crossover pilot study to compare the effects of norepinephrine (NE) and phenylephrine on systemic and regional hemodynamics in patients with catecholamine-dependent septic shock. In 15 septic shock patients, NE (0.82 +/- 0.69 mug.kg.min) was replaced with phenylephrine (4.39 +/- 5.23 mug.kg.min) titrated to maintain MAP between 65 and 75 mmHg. After 8 h of phenylephrine infusion treatment was switched back to NE. Data from right heart catheterization, acid-base balance, thermo-dye dilution catheter, gastric tonometry, and renal function were obtained before, during, and after replacing NE with phenylephrine. Variables of systemic hemodynamics, global oxygen transport, and acid-base balance remained unchanged after replacing NE with phenylephrine except for a significant decrease in heart rate (phenylephrine, 89 +/- 18 vs. NE, 93 +/- 18 bpm; P < 0.05). However, plasma disappearance rate (phenylephrine, 13.5 +/- 7.1 vs. NE, 16.4 +/- 8.7%.min) and clearance of indocyanine green (phenylephrine, 330 +/- 197 vs. NE, 380 +/- 227mL.min.m), as well as creatinine clearance (phenylephrine, 81.3 +/- 78.4 vs. NE, 94.3 +/- 93.5 mL.min) were significantly decreased by phenylephrine infusion (each P < 0.05). In addition, phenylephrine increased arterial lactate concentrations as compared with NE infusion (1.7 +/- 1.0 vs. 1.4 +/- 1.1 mM; P < 0.05). After switching back to NE, all variables returned to values obtained before phenylephrine infusion except creatinine clearance and gastric tonometry values. Our results suggest that for the same MAP, phenylephrine causes a more pronounced hepatosplanchnic vasoconstriction as compared with NE.

Late Pleistocene glaciation in the Central Andes: Temperature versus humidity control A case study from the eastern Bolivian Andes (17°S) and regional synthesis

A glacier–climate model was used to calculate climatic conditions in a test site on the east Andean slope around Cochabamba (17°S, Bolivia) for the time of the maximum Late Pleistocene glaciation. Results suggest a massive temperature reduction of about − 6.4 °C (+ 1.4/− 1.3 °C), combined with annual precipitation rates of about 1100 mm (+ 570 mm/− 280 mm). This implies no major change in annual precipitation compared with today. Summer precipitation was the source for the humidity in the past, as is the case today. This climate scenario argues for a maximum advance of the paleo-glaciers in the eastern cordillera during the global Last Glacial Maximum (LGM, 20 ka BP), which is confirmed by exposure age dates. In a synthesized view over the central Andes, the results point to an increased summer precipitation-driven Late Glacial (15–10 ka BP) maximum advance in the western part of the Altiplano (18°S–23°S), a temperature-driven maximum advance during full glacial times (LGM) in the eastern cordillera, and a pre- and post-LGM (32 ka BP/14 ka BP) maximum advance around 30°S related to increased precipitation and reduced temperature on the western slope of the Andes. The results indicate the importance of understanding the seasonality and details of the mass balance–climate interaction in order to disentangle drivers for the observed regionally asynchronous past glaciations in the central Andes.