Modeling the Rossiter-McLaughlin Effect: Impact of the Convective Center-to-limb Variations in the Stellar Photosphere

bservations of the Rossiter–McLaughlin (RM) effect provide information on star–planet alignments, which can inform planetary migration and evolution theories. Here, we go beyond the classical RM modeling and explore the impact of a convective blueshift that varies across the stellar disk and non-Gaussian stellar photospheric profiles. We simulated an aligned hot Jupiter with a four-day orbit about a Sun-like star and injected center-to-limb velocity (and profile shape) variations based on radiative 3D magnetohydrodynamic simulations of solar surface convection. The residuals between our modeling and classical RM modeling were dependent on the intrinsic profile width and v sin i; the amplitude of the residuals increased with increasing v sin i and with decreasing intrinsic profile width. For slowly rotating stars the center-to-limb convective variation dominated the residuals (with amplitudes of 10 s of cm s−1 to ~1 m s−1); however, for faster rotating stars the dominant residual signature was due a non-Gaussian intrinsic profile (with amplitudes from 0.5 to 9 m s−1). When the impact factor was 0, neglecting to account for the convective center-to-limb variation led to an uncertainty in the obliquity of ~10°–20°, even though the true v sin i was known. Additionally, neglecting to properly model an asymmetric intrinsic profile had a greater impact for more rapidly rotating stars (e.g., v sin i = 6 km s−1) and caused systematic errors on the order of ~20° in the measured obliquities. Hence, neglecting the impact of stellar surface convection may bias star–planet alignment measurements and consequently theories on planetary migration and evolution.

Rapid glacial retreat on the Kamchatka Peninsula during the early 21st Century

Monitoring glacier fluctuations provides insights into changing glacial environments and recent climate change. The availability of satellite imagery offers the opportunity to view these changes for remote and inaccessible regions. Gaining an understanding of the ongoing changes in such regions is vital if a complete picture of glacial fluctuations globally is to be established. Here, satellite imagery (Landsat 7, 8 and ASTER) is used to conduct a multi-annual remote sensing survey of glacier fluctuations on the Kamchatka Peninsula (eastern Russia) over the 2000–2014 period. Glacier margins were digitised manually and reveal that, in 2000, the peninsula was occupied by 673 glaciers, with a total glacier surface area of 775.7 ± 27.9 km2 . By 2014, the number of glaciers had increased to 738 (reflecting the fragmentation of larger glaciers), but their surface area had decreased to 592.9 ± 20.4 km2 . This represents a ∼ 24 % decline in total glacier surface area between 2000 and 2014 and a notable acceleration in the rate of area loss since the late 20th century. Analysis of possible controls indicates that these glacier fluctuations were likely governed by variations in climate (particularly rising summer temperatures), though the response of individual glaciers was modulated by other (non-climatic) factors, principally glacier size, local shading and debris cover.

Sistemas de recepção de imagens de satélite: implementação e aplicações

A presente dissertação pretende focalizar-se sobre algumas aplicações da detecção remota por satélite. Assim, será exposto neste trabalho o resultado do desenvolvimento de sistemas de recepção de imagens obtidas por satélites de órbita polar e geostacionária, assim como um conjunto de três aplicações implementadas: a detecção de focos de incêndio em Portugal com dados do MSG-1, o desenvolvimento de um conjunto de actividades de exploração da Detecção Remota no contexto do 1' Ciclo do Ensino Básico e a validação dos resultados de previsão do modelo de mesoescala MM5 com imagens de satélite. A análise destas imagens desempenha um papel crucial, por exemplo nos estudos sobre tempo e clima. É por essa razão que tanto os Estados Unidos como outros países têm vindo a desenvolver um esforço contínuo para que possam ser lançados novos satélites que permitam uma constante aquisição de conhecimentos sobre os fenómenos meteorológicos. Deste modo, a implementação de sistemas de recepção que possibilitem transformar as medidas disponibilizadas por instrumentos a bordo de satélites em informação constitui um empreendimento de extrema utilidade para as mais diversas áreas do saber (como as Geociências ou a Meteorologia), revestindo-se de inúmeras aplicações de interesse para a Sociedade, nomeadamente nos sectores agrícola, energético, dos transportes e da conservação do meio ambiente.

Wind energy resource modelling in Portugal and its future large-scale alteration due to anthropogenic induced climate changes

The high dependence of Portugal from foreign energy sources (mainly fossil fuels), together with the international commitments assumed by Portugal and the national strategy in terms of energy policy, as well as resources sustainability and climate change issues, inevitably force Portugal to invest in its energetic self-sufficiency. The 20/20/20 Strategy defined by the European Union defines that in 2020 60% of the total electricity consumption must come from renewable energy sources. Wind energy is currently a major source of electricity generation in Portugal, producing about 23% of the national total electricity consumption in 2013. The National Energy Strategy 2020 (ENE2020), which aims to ensure the national compliance of the European Strategy 20/20/20, states that about half of this 60% target will be provided by wind energy. This work aims to implement and optimise a numerical weather prediction model in the simulation and modelling of the wind energy resource in Portugal, both in offshore and onshore areas. The numerical model optimisation consisted in the determination of which initial and boundary conditions and planetary boundary layer physical parameterizations options provide wind power flux (or energy density), wind speed and direction simulations closest to in situ measured wind data. Specifically for offshore areas, it is also intended to evaluate if the numerical model, once optimised, is able to produce power flux, wind speed and direction simulations more consistent with in situ measured data than wind measurements collected by satellites. This work also aims to study and analyse possible impacts that anthropogenic climate changes may have on the future wind energetic resource in Europe. The results show that the ECMWF reanalysis ERA-Interim are those that, among all the forcing databases currently available to drive numerical weather prediction models, allow wind power flux, wind speed and direction simulations more consistent with in situ wind measurements. It was also found that the Pleim-Xiu and ACM2 planetary boundary layer parameterizations are the ones that showed the best performance in terms of wind power flux, wind speed and direction simulations. This model optimisation allowed a significant reduction of the wind power flux, wind speed and direction simulations errors and, specifically for offshore areas, wind power flux, wind speed and direction simulations more consistent with in situ wind measurements than data obtained from satellites, which is a very valuable and interesting achievement. This work also revealed that future anthropogenic climate changes can negatively impact future European wind energy resource, due to tendencies towards a reduction in future wind speeds especially by the end of the current century and under stronger radiative forcing conditions.

Pollen Sources

This chapter reviews what is known about abundance and distribution of the 12 most important aeroallergenic pollens in Europe: Ambrosia, Alnus, Artemisia, Betula, Chenopodiaceae, Corylus, Cupressaceae/Taxaceae, Olea, Platanus, Poaceae, Quercus and Urtica/Parietaria. Abundance is based on 10 years of pollen records from 521 stations of the European Aeroallergen Network that were interpolated into 12 distribution maps covering most of Europe. The chapter compares the distribution maps with other types of distribution maps that are available for selected tree species and discuss two methods for making harmonized pollen source inventories: “bottom-up” and “top-down”. Both methods have advantages and disadvantages, and both need to be explored and further developed. Remote sensing has shown to be a valuable method to improve the inventories, especially the use of satellites. The full potential as well as limitations of remote sensing in relation to pollen sources remains to be explored. The review suggests that the most probable way of obtaining inventories of all 12 pollen species is to use top-down methods that use an ecosystem-based approach that for each particular species connects ecological preference, pollen counts and remote sensing.

Mapeamento de áreas queimadas usando séries temporais normalizadas derivadas de dados NBR-MODIS durante o período 2001-2014 no Parque Nacional das Emas

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Humanas, Departamento de Geografia, Programa de Pós-Graduação em Geografia, 2015.

Análise das deslocações do Elefante Africano (Loxodonta africana) em função de factores ambientais e actividades humanas na Reserva Florestal de Moribane, Moçambique

Dissertação de Mestrado, Gestão e Conservação da Natureza, 10 de Dezembro de 2015, Universidade dos Açores.

Análise dos impactos das mudanças do uso do solo na futura gestão e conservação da Reserva da Chimanimani - Moçambique

Dissertação de Mestrado, Gestão e Conservação da Natureza, 27 de Outubro de 2015, Universidade dos Açores.

Analysis of temporal and spatial variations of forest. A case of study in notheastern Armenia

The forest has a crucial ecological role and the continuous forest loss can cause colossal effects on the environment. As Armenia is one of the low forest covered countries in the world, this problem is more critical. Continuous forest disturbances mainly caused by illegal logging started from the early 1990s had a huge damage on the forest ecosystem by decreasing the forest productivity and making more areas vulnerable to erosion. Another aspect of the Armenian forest is the lack of continuous monitoring and absence of accurate estimation of the level of cuts in some years. In order to have insight about the forest and the disturbances in the long period of time we used Landsat TM/ETM + images. Google Earth Engine JavaScript API was used, which is an online tool enabling the access and analysis of a great amount of satellite imagery. To overcome the data availability problem caused by the gap in the Landsat series in 1988- 1998, extensive cloud cover in the study area and the missing scan lines, we used pixel based compositing for the temporal window of leaf on vegetation (June-late September). Subsequently, pixel based linear regression analyses were performed. Vegetation indices derived from the 10 biannual composites for the years 1984-2014 were used for trend analysis. In order to derive the disturbances only in forests, forest cover layer was aggregated and the original composites were masked. It has been found, that around 23% of forests were disturbed during the study period.

Analyzing Geospatial patterns of syrian refugee flows in southeastern Turkey by use of remote sensing and complementary data

Crisis-affected communities and global organizations for international aid are becoming increasingly digital as consequence geotechnology popularity. Humanitarian sector changed in profound ways by adopting new technical approach to obtain information from area with difficult geographical or political access. Since 2011, turkey is hosting a growing number of Syrian refugees along southeastern region. Turkish policy of hosting them in camps and the difficulty created by governors to international aid group expeditions to get information, made such international organizations to investigate and adopt other approach in order to obtain information needed. They intensified its remote sensing approach. However, the majority of studies used very high-resolution satellite imagery (VHRSI). The study area is extensive and the temporal resolution of VHRSI is low, besides it is infeasible only using these sensors as unique approach for the whole area. The focus of this research, aims to investigate the potentialities of mid-resolution imagery (here only Landsat) to obtain information from region in crisis (here, southeastern Turkey) through a new web-based platform called Google Earth Engine (GEE). Hereby it is also intended to verify GEE currently reliability once the Application Programming Interface (API) is still in beta version. The finds here shows that the basic functions are trustworthy. Results pointed out that Landsat can recognize change in the spectral resolution clearly only for the first settlement. The ongoing modifications vary for each case. Overall, Landsat demonstrated high limitations, but need more investigations and may be used, with restriction, as a support of VHRSI.

Behaviour and life history of a large carpenter bee (Xylocopa virginica) in the northern extent of its range

Large carpenter bees (Hymenoptera: Apidae: Xylocopa) have traditionally been thought of as exhibiting solitary or occasionally communal colony social organization. However, studies have demonstrated more complex fonns of social behaviour in this genus. In this document, I examine elements ofbehaviour and life history in a North American species at the northern extreme of its range. Xylocopa virginica was found to be socially polymorphic with both solitary and meta-social or semi-social nests in the same population. In social nests, there is no apparent benefit from additional females which do not perfonn significant work or guarding. I found that the timing of life-history events varies between years, yet foraging effort only differed in the coldest and wettest year of2004 the study. Finally, I that male X virginica exhibit female defence polygyny, with resident and satellite males. Resident males maintain their territories through greater aggression relative to satellites.

Transposable Elements Are a Significant Contributor to Tandem Repeats in the Human Genome

Sequence repeats are an important phenomenon in the human genome, playing important roles in genomic alteration often with phenotypic consequences. The two major types of repeat elements in the human genome are tandem repeats (TRs) including microsatellites, minisatellites, and satellites and transposable elements (TEs). So far, very little has been known about the relationship between these two types of repeats. In this study, we identified TRs that are derived from TEs either based on sequence similarity or overlapping genomic positions. We then analyzed the distribution of these TRs among TE families/subfamilies. Our study shows that at least 7,276 TRs or 23% of all minisatellites/satellites is derived from TEs, contributing ∼0.32% of the human genome. TRs seem to be generated more likely from younger/more active TEs, and once initiated they are expanded with time via local duplication of the repeat units. The currently postulated mechanisms for origin of TRs can explain only 6% of all TE-derived TRs, indicating the presence of one or more yet to be identified mechanisms for the initiation of such repeats. Our result suggests that TEs are contributing to genome expansion and alteration not only by transposition but also by generating tandem repeats.

Impact de l’évolution des formes de croissance urbaine sur l’identité de la ville et de ses citoyens

L’évolution de l’urbanisation dans le monde nous a motivés à développer nos recherches quant à cette croissance déchaînée des villes et ces multitudes de formes urbaines qui en résultent. L'objet de ce travail est d'analyser ces formes de croissance spatiales et d’analyse leur impact sur l’identité dans la ville. Il s'agit de montrer dans quelle mesure elles favorisent la prolifération de nouvelles identités dans les régions périphériques de la ville. Notre recherche porte alors sur une étude socio spatiale de la capitale de la Tunisie. Tunis, cette métropole en pleine expansion, occupe un emplacement stratégique dans la Méditerranée et joue un rôle important dans les échanges afro-européens. La pertinence de l’étude de l’évolution du domaine urbain de Tunis résulte du fait que cette ville a connu différents types de croissances. La variété des modes de développement de l’espace urbain fait de Tunis un exemple pertinent qui mérite d’être étudié, d’autant plus que l’espace englobe des banlieues planifiées, spontanées, historiques, et bien d’autres qui résultent du juste fait de l’informalité, allant du patrimoine à la construction d’une identité urbaine plurielle. Notre travail comportera donc une étude spatiale de l’évolution de l’espace urbain de Tunis, basée essentiellement sur des cartes et des photos satellites, doublées d’une analyse sociale, basée sur une enquête in situ, réalisée avec les habitants des banlieues, et ce, dans le but de recenser leurs degrés d’attachement à l’espace ainsi que les rapports qu’ils entament avec le centre-ville. Notre recherche nous a permis de conclure que les habitants des banlieues s’identifient aux nouvelles formes de croissance et développent au fil des années un sentiment d’appartenance et d’attachement identitaire à leurs quartiers. Cela contribue à la prolifération d’identités multiple dans la ville.

REFLECT : logiciel de restitution des réflectances au sol pour l’amélioration de la qualité de l'information extraite des images satellitales à haute résolution spatiale

RÉSUMÉ - Les images satellitales multispectrales, notamment celles à haute résolution spatiale (plus fine que 30 m au sol), représentent une source d’information inestimable pour la prise de décision dans divers domaines liés à la gestion des ressources naturelles, à la préservation de l’environnement ou à l’aménagement et la gestion des centres urbains. Les échelles d’étude peuvent aller du local (résolutions plus fines que 5 m) à des échelles régionales (résolutions plus grossières que 5 m). Ces images caractérisent la variation de la réflectance des objets dans le spectre qui est l’information clé pour un grand nombre d’applications de ces données. Or, les mesures des capteurs satellitaux sont aussi affectées par des facteurs « parasites » liés aux conditions d’éclairement et d’observation, à l’atmosphère, à la topographie et aux propriétés des capteurs. Deux questions nous ont préoccupé dans cette recherche. Quelle est la meilleure approche pour restituer les réflectances au sol à partir des valeurs numériques enregistrées par les capteurs tenant compte des ces facteurs parasites ? Cette restitution est-elle la condition sine qua non pour extraire une information fiable des images en fonction des problématiques propres aux différents domaines d’application des images (cartographie du territoire, monitoring de l’environnement, suivi des changements du paysage, inventaires des ressources, etc.) ? Les recherches effectuées les 30 dernières années ont abouti à une série de techniques de correction des données des effets des facteurs parasites dont certaines permettent de restituer les réflectances au sol. Plusieurs questions sont cependant encore en suspens et d’autres nécessitent des approfondissements afin, d’une part d’améliorer la précision des résultats et d’autre part, de rendre ces techniques plus versatiles en les adaptant à un plus large éventail de conditions d’acquisition des données. Nous pouvons en mentionner quelques unes : - Comment prendre en compte des caractéristiques atmosphériques (notamment des particules d’aérosol) adaptées à des conditions locales et régionales et ne pas se fier à des modèles par défaut qui indiquent des tendances spatiotemporelles à long terme mais s’ajustent mal à des observations instantanées et restreintes spatialement ? - Comment tenir compte des effets de « contamination » du signal provenant de l’objet visé par le capteur par les signaux provenant des objets environnant (effet d’adjacence) ? ce phénomène devient très important pour des images de résolution plus fine que 5 m; - Quels sont les effets des angles de visée des capteurs hors nadir qui sont de plus en plus présents puisqu’ils offrent une meilleure résolution temporelle et la possibilité d’obtenir des couples d’images stéréoscopiques ? - Comment augmenter l’efficacité des techniques de traitement et d’analyse automatique des images multispectrales à des terrains accidentés et montagneux tenant compte des effets multiples du relief topographique sur le signal capté à distance ? D’autre part, malgré les nombreuses démonstrations par des chercheurs que l’information extraite des images satellitales peut être altérée à cause des tous ces facteurs parasites, force est de constater aujourd’hui que les corrections radiométriques demeurent peu utilisées sur une base routinière tel qu’est le cas pour les corrections géométriques. Pour ces dernières, les logiciels commerciaux de télédétection possèdent des algorithmes versatiles, puissants et à la portée des utilisateurs. Les algorithmes des corrections radiométriques, lorsqu’ils sont proposés, demeurent des boîtes noires peu flexibles nécessitant la plupart de temps des utilisateurs experts en la matière. Les objectifs que nous nous sommes fixés dans cette recherche sont les suivants : 1) Développer un logiciel de restitution des réflectances au sol tenant compte des questions posées ci-haut. Ce logiciel devait être suffisamment modulaire pour pouvoir le bonifier, l’améliorer et l’adapter à diverses problématiques d’application d’images satellitales; et 2) Appliquer ce logiciel dans différents contextes (urbain, agricole, forestier) et analyser les résultats obtenus afin d’évaluer le gain en précision de l’information extraite par des images satellitales transformées en images des réflectances au sol et par conséquent la nécessité d’opérer ainsi peu importe la problématique de l’application. Ainsi, à travers cette recherche, nous avons réalisé un outil de restitution de la réflectance au sol (la nouvelle version du logiciel REFLECT). Ce logiciel est basé sur la formulation (et les routines) du code 6S (Seconde Simulation du Signal Satellitaire dans le Spectre Solaire) et sur la méthode des cibles obscures pour l’estimation de l’épaisseur optique des aérosols (aerosol optical depth, AOD), qui est le facteur le plus difficile à corriger. Des améliorations substantielles ont été apportées aux modèles existants. Ces améliorations concernent essentiellement les propriétés des aérosols (intégration d’un modèle plus récent, amélioration de la recherche des cibles obscures pour l’estimation de l’AOD), la prise en compte de l’effet d’adjacence à l’aide d’un modèle de réflexion spéculaire, la prise en compte de la majorité des capteurs multispectraux à haute résolution (Landsat TM et ETM+, tous les HR de SPOT 1 à 5, EO-1 ALI et ASTER) et à très haute résolution (QuickBird et Ikonos) utilisés actuellement et la correction des effets topographiques l’aide d’un modèle qui sépare les composantes directe et diffuse du rayonnement solaire et qui s’adapte également à la canopée forestière. Les travaux de validation ont montré que la restitution de la réflectance au sol par REFLECT se fait avec une précision de l’ordre de ±0.01 unités de réflectance (pour les bandes spectrales du visible, PIR et MIR), même dans le cas d’une surface à topographie variable. Ce logiciel a permis de montrer, à travers des simulations de réflectances apparentes à quel point les facteurs parasites influant les valeurs numériques des images pouvaient modifier le signal utile qui est la réflectance au sol (erreurs de 10 à plus de 50%). REFLECT a également été utilisé pour voir l’importance de l’utilisation des réflectances au sol plutôt que les valeurs numériques brutes pour diverses applications courantes de la télédétection dans les domaines des classifications, du suivi des changements, de l’agriculture et de la foresterie. Dans la majorité des applications (suivi des changements par images multi-dates, utilisation d’indices de végétation, estimation de paramètres biophysiques, …), la correction des images est une opération cruciale pour obtenir des résultats fiables. D’un point de vue informatique, le logiciel REFLECT se présente comme une série de menus simples d’utilisation correspondant aux différentes étapes de saisie des intrants de la scène, calcul des transmittances gazeuses, estimation de l’AOD par la méthode des cibles obscures et enfin, l’application des corrections radiométriques à l’image, notamment par l’option rapide qui permet de traiter une image de 5000 par 5000 pixels en 15 minutes environ. Cette recherche ouvre une série de pistes pour d’autres améliorations des modèles et méthodes liés au domaine des corrections radiométriques, notamment en ce qui concerne l’intégration de la FDRB (fonction de distribution de la réflectance bidirectionnelle) dans la formulation, la prise en compte des nuages translucides à l’aide de la modélisation de la diffusion non sélective et l’automatisation de la méthode des pentes équivalentes proposée pour les corrections topographiques.

De la réforme et de l'harmonisation du droit des sûretés dans un contexte de mondialisation de l'économie : vers un retour au paradigme de l'uniformisation du droit?

La réforme et l’harmonisation du droit des sûretés mobilières sont à l’ordre du jour de plusieurs organisations internationales, car il est admis qu’un régime de sûretés efficient favorise l’accès au crédit à de faibles coûts. L’harmonisation de ce droit comporte deux volets. D’une part, dans l’Occident industrialisé, les efforts d’harmonisation vont de la réforme des droits internes à l’établissement de régimes spéciaux relativement à des biens spécifiques (principalement les biens mobiles de grande valeur, tels les aéronefs, le matériel ferroviaire roulant et les satellites, et les biens incorporels, comprenant les créances, valeurs mobilières, actifs financiers et titres intermédiés). Ces efforts d’harmonisation démontrent que d’un point de vue systémique, malgré quelques différences notables, les régimes nord-américains et européens sont fondés sur des principes similaires et atteignent des résultats comparables. En résulte l’émergence d’un ordre juridique transnational en droit des sûretés mobilières, fondé sur les principes de la primauté de l’individu et la reconnaissance du droit de propriété de l’individu dans ses biens, mis en œuvre grâce à l’État de droit. D’autre part, les institutions financières internationales encouragent l’établissement de régimes de sûretés dans les pays en voie de développement qui obéissent aux mêmes critères que ceux de l’Occident, en insistant sur les réformes institutionnelles et juridiques visant l’établissement d’une bonne gouvernance et l’État de droit. Cependant, une transposition des régimes occidentaux ne peut se faire sans heurts dans les pays en voie de développement, notamment pour des raisons socio-culturelles et politiques. Lorsque les principes de la primauté de l’individu, de la propriété individuelle et de l’État de droit ne sont pas reconnus dans un pays donné, la réforme et l’harmonisation du droit des sûretés s’en trouvent compromis. La démonstration de l’état d’avancement de la réforme et de l’harmonisation du droit des sûretés dans les pays occidentaux industrialisés est faite grâce à une comparaison du Uniform Commercial Code, du Code civil du Québec, des Personal Property Security Acts des provinces canadiennes de common law, des principes des droits français et anglais, de l’influence du droit communautaire sur les pays membres de l’Union Européenne. Sont analysés, aussi, dans cette optique, les principaux instruments de l’harmonisation du droit émanant des organisations internationales. Par ailleurs, deux études de cas relatifs à la réforme du crédit foncier en Égypte et à la réforme de l’urbanisme et de l’habitat en République démocratique du Congo, viennent étayer les difficultés que rencontrent les institutions internationales, telles la Banque mondiale et l’ACDI, dans le cadre de projets de réformes visant la bonne gouvernance et l’instauration d’un véritable État de droit, en partie à cause d’un pluralisme des ordres juridiques de ces pays.