Climate change and Indian forests

An assessment of the impact of projected climate change on forest ecosystems in India based on climate projections of the Regional Climate Model of the Hadley Centre (HadRM3) and the global dynamic vegetation model IBIS for A1B scenario is conducted for short-term (2021-2050) and long-term (2071-2100) periods. Based on the dynamic global vegetation modelling, vulnerable forested regions of India have been identified to assist in planning adaptation interventions. The assessment of climate impacts showed that at the national level, about 45% of the forested grids is projected to undergo change. Vulnerability assessment showed that such vulnerable forested grids are spread across India. However, their concentration is higher in the upper Himalayan stretches, parts of Central India, northern Western Ghats and the Eastern Ghats. In contrast, the northeastern forests, southern Western Ghats and the forested regions of eastern India are estimated to be the least vulnerable. Low tree density, low biodiversity status as well as higher levels of fragmentation, in addition to climate change, contribute to the vulnerability of these forests. The mountainous forests (sub-alpine and alpine forest, the Himalayan dry temperate forest and the Himalayan moist temperate forest) are susceptible to the adverse effects of climate change. This is because climate change is predicted to be larger for regions that have greater elevations.

Diretrizes para a gestão de emergência em situações de acidentes químicos: estudo em uma universidade pública do Estado do Rio de Janeiro.

Instituições de Ensino Superior (IES) que realizam atividades de ensino e pesquisa em Química, em geral são potenciais áreas de risco de acidentes, uma vez que utilizam substâncias químicas perigosas em seus processos de ensino e pesquisa. Esta pesquisa se justifica em face da existência de substâncias de natureza química e biológica as quais possuem riscos à saúde e ao meio ambiente e de alguns acidentes já ocorridos em diversas IES no Brasil e exterior. O objetivo da pesquisa foi elaborar diretrizes para a gestão de emergências em acidentes químicos que possam ser aplicadas nos laboratórios de um Instituto de Química de uma Universidade Pública do Estado do Rio de Janeiro. Trata-se de um estudo exploratório e descritivo, aplicado a um caso estudado, de uma emergência. Realizou-se de revisão em literatura especializada, visitas aos laboratórios, registros fotográficos e entrevistas dirigidas a funcionários, técnicos e professores do IQ. A metodologia de avaliação de vulnerabilidade baseou-se no método dos cinco passos da Federal Emergency Management Agency. O estudo de caso mostrou que o Instituto de Química não possui uma Gestão de Emergências Químicas, com ausência de brigada de incêndio e o não cumprimento de normas técnicas e regulamentares. Apesar disso, existem laboratórios que possuem um perfil satisfatório quanto à segurança e saúde. O estudo mostrou também que a metodologia de Análise de Vulnerabilidade é uma boa ferramenta para elaboração de diretrizes voltadas para um Plano de Emergência, quando conduzida por equipe especializada.

Análise de vulnerabilidade ecológica da Bacia Lagos São João, RJ: uma contribuição metodológica para estudos de adaptação às mudanças ambientais globais.

Este trabalho objetiva contribuir para o desenvolvimento de metodologia de análises de vulnerabilidade ecológica de bacias hidrográficas, com foco nos ecossistemas de água doce. Partiu-se de uma base metodológica proposta pela Rede WWF e de sua adaptação para a Bacia Lagos São João. Através da aplicação da metodologia desenvolvida, foi possível realizar uma análise multicriterial que identificou, por um lado, os principais estressores afetando a integridade ecológica da bacia, e sua severidade e frequência, mediante avaliação colaborativa de um painel de especialistas; por outro lado, avaliou-se a sensibilidade da bacia aos estressores selecionados. O uso de ferramentas de sistemas de informação geográfica permitiu espacializar, localizar e quantificar as ameaças (estressores), gerando mapas de risco ecológico, identificando em especial, as unidades mais desequilibradas do território em análise. Estas são indicadas como prioritárias para as ações de conservação dos ecossistemas aquáticos, e dos serviços ecossistêmicos providos, do qual depende grande parte da população da bacia. Esta dissertação apresenta, portanto, duas principais contribuições: um estudo global e preliminar da integridade ecológica da bacia Lagos São João; e, sobretudo, adaptações e detalhamentos da base metodológica desenvolvida pela Rede WWF, replicáveis em outras bacias hidrográficas. Ressalte-se que esta análise constitui etapa preliminar para a definição de estratégias de adaptação e resiliência de bacias hidrográficas às mudanças ambientais globais associadas às variabilidades e mudanças climáticas.

Experimental behaviour of barrel vaulted structure subjected to rocking of the abutments

In this paper, the transverse rocking mechanism of a barrel vaulted structure subjected to horizontal cyclic loads is analysed by means of experimental tests on full scale model and by means of non-linear FE analyses. The study is part of an ongoing experimental and theoretical research program, developed by the University of Brescia, concerning the seismic behaviour of ancient masonry buildings. The scope of the paper is to provide some evidence of the rocking mechanism experienced by barrel vaulted structures under horizontal loading. The understanding of the behaviour of these structural systems is necessary for their seismic vulnerability assessment, as well as for the correct design of possible strengthening techniques. A numeric FE model was validated through comparison with the experimental results and it was used to verify the efficiency of two common strengthening solutions: the technique of the overlaying reinforced concrete slab and the technique of the thin spandrel walls. Experimental and numeric results will be discussed in the paper.

Seismic behaviour of barrel vault systems

In this paper, the experimental study on the rocking behaviour of a full scale barrel vaulted structure undergo cyclic horizontal loading is discussed. The study is the first part of an ongoing experimental and theoretical research program, developed by the University of Brescia, concerning the seismic behaviour of masonry buildings. The scope of the paper is to provide some evidence of the rocking mechanism experienced by barrel vaulted structures undergo horizontal loading. Understanding of the behaviour of such structural systems is fundamental for their seismic vulnerability assessment, as well as for the correct design of possible strengthening techniques. The structural behaviour is also investigated by means of non linear finite element analyses. Numerical results are validated through comparison with experimental results. After validation, the FE model can be applied to different case studies.

Climate change, sea level rise and integrated coastal zone management: An IPCC approach

Expansion of economic activities, urbanisation, increased resource use and population growth are continuously increasing the vulnerability of the coastal zone. This vulnerability is now further raised by the threat of climate change and accelerated sea level rise. The potentially severe impacts force policy-makers to also consider long-term planning for climate change and sea level rise. For reasons of efficiency and effectiveness this long-term planning should be integrated with existing short-term plans, thus creating an Integrated Coastal Zone Management programme. As a starting point for coastal zone management, the assessment of a country's or region's vulnerability to accelerated sea level rise is of utmost importance. The Intergovernmental Panel on Climate Change has developed a common methodology for this purpose. Studies carried out according to this Common Methodology have been compared and combined, from which general conclusions on local, regional and global vulnerability have been drawn, the latter in the form of a Global Vulnerability Assessment. In order to address the challenge of coping with climate change and accelerated sea level rise, it is essential to foresee the possible impacts, and to take precautionary action. Because of the long lead times needed for creating the required technical and institutional infrastructures, such action should be taken in the short term. Furthermore, it should be part of a broader coastal zone management and planning context. This will require a holistic view, shared by the different institutional levels that exist, along which different needs and interests should be balanced.

Biaxial seismic behaviour of reinforced concrete columns

A análise dos efeitos dos sismos mostra que a investigação em engenharia sísmica deve dar especial atenção à avaliação da vulnerabilidade das construções existentes, frequentemente desprovidas de adequada resistência sísmica tal como acontece em edifícios de betão armado (BA) de muitas cidades em países do sul da Europa, entre os quais Portugal. Sendo os pilares elementos estruturais fundamentais na resistência sísmica dos edifícios, deve ser dada especial atenção à sua resposta sob ações cíclicas. Acresce que o sismo é um tipo de ação cujos efeitos nos edifícios exige a consideração de duas componentes horizontais, o que tem exigências mais severas nos pilares comparativamente à ação unidirecional. Assim, esta tese centra-se na avaliação da resposta estrutural de pilares de betão armado sujeitos a ações cíclicas horizontais biaxiais, em três linhas principais. Em primeiro lugar desenvolveu-se uma campanha de ensaios para o estudo do comportamento cíclico uniaxial e biaxial de pilares de betão armado com esforço axial constante. Para tal foram construídas quatro séries de pilares retangulares de betão armado (24 no total) com diferentes características geométricas e quantidades de armadura longitudinal, tendo os pilares sido ensaiados para diferentes histórias de carga. Os resultados experimentais obtidos são analisados e discutidos dando particular atenção à evolução do dano, à degradação de rigidez e resistência com o aumento das exigências de deformação, à energia dissipada, ao amortecimento viscoso equivalente; por fim é proposto um índice de dano para pilares solicitados biaxialmente. De seguida foram aplicadas diferentes estratégias de modelação não-linear para a representação do comportamento biaxial dos pilares ensaiados, considerando não-linearidade distribuída ao longo dos elementos ou concentrada nas extremidades dos mesmos. Os resultados obtidos com as várias estratégias de modelação demonstraram representar adequadamente a resposta em termos das curvas envolventes força-deslocamento, mas foram encontradas algumas dificuldades na representação da degradação de resistência e na evolução da energia dissipada. Por fim, é proposto um modelo global para a representação do comportamento não-linear em flexão de elementos de betão armado sujeitos a ações biaxiais cíclicas. Este modelo tem por base um modelo uniaxial conhecido, combinado com uma função de interação desenvolvida com base no modelo de Bouc- Wen. Esta função de interação foi calibrada com recurso a técnicas de otimização e usando resultados de uma série de análises numéricas com um modelo refinado. É ainda demonstrada a capacidade do modelo simplificado em reproduzir os resultados experimentais de ensaios biaxiais de pilares.

Rapid and Proactive Approach on Exploration of Database Vulnerabilities

In today's complicated computing environment, managing data has become the primary concern of all industries. Information security is the greatest challenge and it has become essential to secure the enterprise system resources like the databases and the operating systems from the attacks of the unknown outsiders. Our approach plays a major role in detecting and managing vulnerabilities in complex computing systems. It allows enterprises to assess two primary tiers through a single interface as a vulnerability scanner tool which provides a secure system which is also compatible with the security compliance of the industry. It provides an overall view of the vulnerabilities in the database, by automatically scanning them with minimum overhead. It gives a detailed view of the risks involved and their corresponding ratings. Based on these priorities, an appropriate mitigation process can be implemented to ensure a secured system. The results show that our approach could effectively optimize the time and cost involved when compared to the existing systems

Assessing adaptation – Climate change and indigenous livelihood in the Andes of Bolivia

Based on a case study of Charazani – Bolivia, this article outlines the understanding of adaptive strategies to cope with climate change and its impact on environmental and socioeconomic conditions that are affecting rural livelihoods. Mainly qualitative methods were used to collect and analyze data following the framework for vulnerability assessments of a socio-ecological system. Climate data reveals an increase of precipitation and temperature during the last decades. Furthermore the occurrence of extreme weather events, particularly drought, frost, hailstorms and consequently landslides and fire are increasing. Local testimonies highlight these events as the principle reasons for agricultural losses. This climatic variability and simultaneous social changes were identified as the drivers of vulnerability. Yet, several adaptive measures were identified at household, community and external levels in order to cope with such vulnerability; e.g. traditional techniques in agriculture and risk management. Gradually, farmers complement these activities with contemporary practices in agriculture, like intensification of land use, diversification of irrigation system and use of artificial fertilizers. As part of a recent trend community members are forced to search for new off-farm alternatives beyond agriculture for subsistence. Despite there is a correspondingly large array of possible adaptation measures that families are implementing, local testimonies point out, that farmers often do not have the capacity and neither the economical resources to mitigate the risk in agricultural production. Although several actions are already considered to promote further adaptive capacity, the current target is to improve existing livelihood strategies by reducing vulnerability to hazards induced by climate change.

Modellazione numerica del comportamento di una struttura in muratura

In questi ultimi anni il tema della sicurezza sismica degli edifici storici in muratura ha assunto particolare rilievo in quanto a partire soprattutto dall’ordinanza 3274 del 2003, emanata in seguito al sisma che colpì il Molise nel 2002, la normativa ha imposto un monitoraggio ed una classificazione degli edifici storici sotto tutela per quanto riguarda la vulnerabilità sismica (nel 2008, quest’anno, scade il termine per attuare quest’opera di classificazione). Si è posto per questo in modo più urgente il problema dello studio del comportamento degli edifici storici (non solo quelli che costituiscono monumento, ma anche e soprattutto quelli minori) e della loro sicurezza. Le Linee Guida di applicazione dell’Ordinanza 3274 nascono con l’intento di fornire strumenti e metodologie semplici ed efficaci per affrontare questo studio nei tempi previsti. Il problema si pone in modo particolare per le chiese, presenti in grande quantità sul territorio italiano e di cui costituiscono gran parte del patrimonio culturale; questi edifici, composti di solito da grandi elementi murari, non presentano comportamento scatolare, mancando orizzontamenti, elementi di collegamento efficace e muri di spina interni e sono particolarmente vulnerabili ad azioni sismiche; presentano inoltre un comportamento strutturale a sollecitazioni orizzontali che non può essere colto con un approccio globale basato, ad esempio, su un’analisi modale lineare: non ci sono modi di vibrare che coinvolgano una sufficiente parte di massa della struttura; si hanno valori dei coefficienti di partecipazione dei varii modi di vibrare minori del 10% (in generale molto più bassi). Per questo motivo l’esperienza e l’osservazione di casi reali suggeriscono un approccio di studio degli edifici storici sacri in muratura attraverso l’analisi della sicurezza sismica dei cosiddetti “macroelementi” in cui si può suddividere un edificio murario, i quali sono elementi che presentano un comportamento strutturale autonomo. Questo lavoro si inserisce in uno studio più ampio iniziato con una tesi di laurea dal titolo “Analisi Limite di Strutture in Muratura. Teoria e Applicazione all'Arco Trionfale” (M. Temprati), che ha studiato il comportamento dell’arco trionfale della chiesa collegiata di Santa Maria del Borgo a San Nicandro Garganico (FG). Suddividere un edificio in muratura in più elementi è il metodo proposto nelle Linee Guida, di cui si parla nel primo capitolo del presente lavoro: la vulnerabilità delle strutture può essere studiata tramite il moltiplicatore di collasso quale parametro in grado di esprimere il livello di sicurezza sismica. Nel secondo capitolo si illustra il calcolo degli indici di vulnerabilità e delle accelerazioni di danno per la chiesa di Santa Maria del Borgo, attraverso la compilazione delle schede dette “di II livello”, secondo quanto indicato nelle Linee Guida. Nel terzo capitolo viene riportato il calcolo del moltiplicatore di collasso a ribaltamento della facciata della chiesa. Su questo elemento si è incentrata l’attenzione nel presente lavoro. A causa della complessità dello schema strutturale della facciata connessa ad altri elementi dell’edificio, si è fatto uso del codice di calcolo agli elementi finiti ABAQUS. Della modellazione del materiale e del settaggio dei parametri del software si è discusso nel quarto capitolo. Nel quinto capitolo si illustra l’analisi condotta tramite ABAQUS sullo stesso schema della facciata utilizzato per il calcolo manuale nel capitolo tre: l’utilizzo combinato dell’analisi cinematica e del metodo agli elementi finiti permette per esempi semplici di convalidare i risultati ottenibili con un’analisi non-lineare agli elementi finiti e di estenderne la validità a schemi più completi e più complessi. Nel sesto capitolo infatti si riportano i risultati delle analisi condotte con ABAQUS su schemi strutturali in cui si considerano anche gli elementi connessi alla facciata. Si riesce in questo modo ad individuare con chiarezza il meccanismo di collasso di più facile attivazione per la facciata e a trarre importanti informazioni sul comportamento strutturale delle varie parti, anche in vista di un intervento di ristrutturazione e miglioramento sismico.

Applicazione e confronto di modelli per lo studio della vulnerabilita da maremoto nel golfo di siracusa

Il lavoro svolto in questa tesi s’inserisce e sviluppa soprattutto nel campo dell’analisi della vulnerabilità relativa agli tsunami ed è centrato sull’analisi della vulnerabilità di strutture ed edifici. Per la precisione si è focalizzata l’attenzione su un’area geografica specifica, cioè si è considerata l’ipotesi che un maremoto colpisca le coste orientali della Sicilia ed in particolare della città di Siracusa. Questo lavoro di tesi prenderà in considerazione due modelli distinti per la stima della vulnerabilità: il modello SCHEMA (SCenarios for Hazard-induced Emergencies MAnagement) che prende il nome dal progetto europeo in cui è stato sviluppato e il modello PTVA (Papathoma Tsunami Vulnerability Assessment) introdotto da Papathoma et al. (2003) e successivamente modificato da Dominey-Howes et al. (2007) e da Dall’Osso et al. (2009). Tali modelli sono esempi dei due possibili approcci (quantitativo e qualitativo). Nei seguenti capitoli si sono trattate le curve di fragilità e di danno, in particolare seguendo la metodologia di Koshimura et al. (2009) ed il lavoro di Valencia et al. (2011). A seguire sono stati descritti i due metodi utilizzati per lo studio della vulnerabilità (SCHEMA, PTVA) ed il lavoro che è stato condotto nell’area di Siracusa. Il lavoro di tesi si è concluso mostrando i risultati della classificazione di vulnerabilità evidenziando e discutendo differenze e similarità delle mappe risultanti dai due metodi applicati.

Metodi per l'analisi della vulnerabilità da maremoti applicati ad Augusta in Sicilia orientale

Obiettivo del lavoro di tesi è l’analisi della vulnerabilità delle strutture della città di Augusta, che è una delle aree campione scelte dal progetto europeo ASTARTE, riguardante fra l’altro la stima e la mitigazione del rischio da tsunami nei mari europei. Per prima cosa sono state ricercate le strutture tettoniche che possono dare origine a terremoti di grande magnitudo, e che possono causare in seguito devastanti tsunami, nella zona della Sicilia orientale. La Scarpata Maltese è risultata essere la caratteristica morfologica dominante in questa zona del Mediterraneo. Per l’analisi di vulnerabilità sono state utilizzate due diverse metodologie: il modello SCHEMA (SCenarios for Hazard-induced Emergencies MAnagement) e il modello PTVA-3 (Papathoma Tsunami Vulnerability Assessment). Il metodo SCHEMA, di tipo quantitativo, è un metodo più semplice in quanto si avvale della fotointerpretazione per assegnare ad una costruzione la classe di appartenenza in base alla sua tipologia. Poi, attraverso le matrici del danno, si assegna un livello di danno (da D0, nessun danno, a D5, collasso) in base all’altezza della colonna d’acqua. Il metodo PTVA-3, di tipo qualitativo, risulta invece essere più complicato. Infatti, per arrivare all’assegnazione dell’indice di vulnerabilità relativa (RVI), che fornisce una stima del danno subito da una data struttura, si ha bisogno di assegnare un certo numero di attributi. L’indice RVI è dato dalla somma pesata tra la vulnerabilità strutturale e la vulnerabilità dovuta all’intrusione d’acqua (percentuale di piani inondati). In conclusione si è fatto un confronto tra i due metodi, ottenendo una sovrastima del metodo PTVA-3 rispetto al metodo SCHEMA nella quantificazione del livello di danneggiamento degli edifici.

Dynamic characterisation of four nine-story large-panel R.C. buildings in Bishkek (Kyrgyzstan): A comparison between experimental ambient vibration analysis and numerical finite element modeling

With the outlook of improving seismic vulnerability assessment for the city of Bishkek (Kyrgyzstan), the global dynamic behaviour of four nine-storey r.c. large-panel buildings in elastic regime is studied. The four buildings were built during the Soviet era within a serial production system. Since they all belong to the same series, they have very similar geometries both in plan and in height. Firstly, ambient vibration measurements are performed in the four buildings. The data analysis composed of discrete Fourier transform, modal analysis (frequency domain decomposition) and deconvolution interferometry, yields the modal characteristics and an estimate of the linear impulse response function for the structures of the four buildings. Then, finite element models are set up for all four buildings and the results of the numerical modal analysis are compared with the experimental ones. The numerical models are finally calibrated considering the first three global modes and their results match the experimental ones with an error of less then 20%.

Constraining age distributions of groundwater from public supply wells in diverse hydrogeological settings in Scania, Sweden

Twenty-five public supply wells throughout the hydrogeologically diverse region of Scania, southern Sweden are subjected to environmental tracer analysis (³H–³He,⁴He, CFCs, SF₆ and for one well only also ⁸⁵Kr and ³⁹Ar) to study well and aquifer vulnerability and evaluate possibilities of groundwater age distribution assessment. We find CFC and SF₆ concentrations well above solubility equilibrium with modern atmosphere, indicating local contamination, as well as indications of CFC degradation. The tracer-specific complications considerably constrain possibilities for sound quantitative regional ground- water age distribution assessment and demonstrate the importance of initial qualitative assessment of tracer-specific reliability, as well a need for additional, complementary tracers (e.g. ⁸⁵Kr,³⁹Ar and potentially also ¹⁴C). Lumped parameter modelling yields credible age distribution assessments for representative wells in four type aquifers. Pollution vulnerability of the aquifer types was based on the selected LPM models and qualitative age characterisation. Most vulnerable are unconfined dual porosity and fractured bedrock aquifers, due to a large component of very young groundwater. Unconfined sedimentary aquifers are vulnerable due to young groundwater and a small pre-modern component. Less vulnerable are semi-confined sedimentary or dual-porosity aquifers, due to older age of the modern component and a larger pre-modern component. Confined aquifers appear least vulnerable, due an entirely pre-modern groundwater age distribution (recharged before 1963). Tracer complications aside, environmental tracer analyses and lumped parameter modelling aid in vulnerability assessment and protection of regional groundwater resources.

Seismic Risk Scenarios in Puerto Principe (Haiti). A Tool for Reconstruction and Emergency Planning

The 12 January 2010, an earthquake hit the city of Port-au-Prince, capital of Haiti. The earthquake reached a magnitude Mw 7.0 and the epicenter was located near the town of Léogâne, approximately 25 km west of the capital. The earthquake occurred in the boundary region separating the Caribbean plate and the North American plate. This plate boundary is dominated by left-lateral strike slip motion and compression, and accommodates about 20 mm/y slip, with the Caribbean plate moving eastward with respect to the North American plate (DeMets et al., 2000). Initially the location and focal mechanism of the earthquake seemed to involve straightforward accommodation of oblique relative motion between the Caribbean and North American plates along the Enriquillo-Plantain Garden fault system (EPGFZ), however Hayes et al., (2010) combined seismological observations, geologic field data and space geodetic measurements to show that, instead, the rupture process involved slip on multiple faults. Besides, the authors showed that remaining shallow shear strain will be released in future surface-rupturing earthquakes on the EPGFZ. In December 2010, a Spanish cooperation project financed by the Politechnical University of Madrid started with a clear objective: Evaluation of seismic hazard and risk in Haiti and its application to the seismic design, urban planning, emergency and resource management. One of the tasks of the project was devoted to vulnerability assessment of the current building stock and the estimation of seismic risk scenarios. The study was carried out by following the capacity spectrum method as implemented in the software SELENA (Molina et al., 2010). The method requires a detailed classification of the building stock in predominant building typologies (according to the materials in the structure and walls, number of stories and age of construction) and the use of the building (residential, commercial, etc.). Later, the knowledge of the soil characteristics of the city and the simulation of a scenario earthquake will provide the seismic risk scenarios (damaged buildings). The initial results of the study show that one of the highest sources of uncertainties comes from the difficulty of achieving a precise building typologies classification due to the craft construction without any regulations. Also it is observed that although the occurrence of big earthquakes usually helps to decrease the vulnerability of the cities due to the collapse of low quality buildings and the reconstruction of seismically designed buildings, in the case of Port-au-Prince the seismic risk in most of the districts remains high, showing very vulnerable areas. Therefore the local authorities have to drive their efforts towards the quality control of the new buildings, the reinforcement of the existing building stock, the establishment of seismic normatives and the development of emergency planning also through the education of the population.