Numerical analyses of Runge–Kutta implicit–explicit schemes for horizontally explicit, vertically implicit solutions of atmospheric models

With the prospect of exascale computing, computational methods requiring only local data become especially attractive. Consequently, the typical domain decomposition of atmospheric models means horizontally-explicit vertically-implicit (HEVI) time-stepping schemes warrant further attention. In this analysis, Runge-Kutta implicit-explicit schemes from the literature are analysed for their stability and accuracy using a von Neumann stability analysis of two linear systems. Attention is paid to the numerical phase to indicate the behaviour of phase and group velocities. Where the analysis is tractable, analytically derived expressions are considered. For more complicated cases, amplification factors have been numerically generated and the associated amplitudes and phase diagnosed. Analysis of a system describing acoustic waves has necessitated attributing the three resultant eigenvalues to the three physical modes of the system. To do so, a series of algorithms has been devised to track the eigenvalues across the frequency space. The result enables analysis of whether the schemes exactly preserve the non-divergent mode; and whether there is evidence of spurious reversal in the direction of group velocities or asymmetry in the damping for the pair of acoustic modes. Frequency ranges that span next-generation high-resolution weather models to coarse-resolution climate models are considered; and a comparison is made of errors accumulated from multiple stability-constrained shorter time-steps from the HEVI scheme with a single integration from a fully implicit scheme over the same time interval. Two schemes, “Trap2(2,3,2)” and “UJ3(1,3,2)”, both already used in atmospheric models, are identified as offering consistently good stability and representation of phase across all the analyses. Furthermore, according to a simple measure of computational cost, “Trap2(2,3,2)” is the least expensive.

Relationships Among Murine CD11chigh Dendritic Cell Subsets as Revealed by Baseline Gene Expression Patterns

The functional relationships and properties of different subtypes of dendritic cells (DC) remain largely undefined. To better characterize these cells, we used global gene analysis to determine gene expression patterns among murine CD11c(high) DC subsets. CD4(+), CD8alpha(+), and CD8alpha(-) CD4(-) (double negative (DN)) DC were purified from spleens of normal C57/BL6 mice and analyzed using Affymetrix microarrays. The CD4(+) and CD8alpha(+) DC subsets showed distinct basal expression profiles differing by >200 individual genes. These included known DC subset markers as well as previously unrecognized, differentially expressed CD Ags such as CD1d, CD5, CD22, and CD72. Flow cytometric analysis confirmed differential expression in nine of nine cases, thereby validating the microarray analysis. Interestingly, the microarray expression profiles for DN cells strongly resembled those of CD4(+) DC, differing from them by <25 genes. This suggests that CD4(+) and DN DC are closely related phylogenetically, whereas CD8alpha(+) DC represent a more distant lineage, supporting the historical distinction between CD8alpha(+) and CD8alpha(-) DC. However, staining patterns revealed that in contrast to CD4(+) DC, the DN subset is heterogeneous and comprises at least two subpopulations. Gene Ontology and literature mining analyses of genes expressed differentially among DC subsets indicated strong associations with immune response parameters as well as cell differentiation and signaling. Such associations offer clues to possible unique functions of the CD11c(high) DC subsets that to date have been difficult to define as rigid distinctions.

Reliability of orbital fits for resonant extrasolar planetary systems: the case of HD82943

We perform a statistical study of the process of orbital determination of the HD82943 extrasolar planetary system, using the current observational data set of N = 165 radial velocity (RV) measurements. Our aim is to analyse the dispersion of possible orbital fits leading to residuals compatible with the best solution, and to discuss the sensitivity of the results with respect to both the data set and the error distribution around the best fit. Although some orbital parameters (e.g. semimajor axis) appear well constrained, we show that the best fits for the HD82943 system are not robust, and at present it is not possible to estimate reliable solutions for these bodies. Finally, we discuss the possibility of a third planet, with a mass of 0.35M(Jup) and an orbital period of 900 d. Stability analysis and simulations of planetary migration indicate that such a hypothetical three-planet system could be locked in a double 2/1 mean-motion resonance, similar to the so-called Laplace resonance of the three inner Galilean satellites of Jupiter.

Extensive microsatellite diversity in the human malaria parasite Plasmodium vivax

The population structure of Plasmodium vivax remains elusive. The markers of choice for large-scale population genetic studies of eukaryotes, short tandem repeats known as microsatellites, have been recently reported to be less polymorphic in R vivax. Here we investigate the microsatellite diversity and geographic structure in P vivax, at both local and global levels, using 14 new markers consisting of tri- or tetranucleotide repeats. The local-level analysis, which involved 50 field isolates from Sri Lanka, revealed unexpectedly high diversity (average virtual heterozygosity [H-E], 0.807) and significant multilocus linkage disequilibrium in this region of low malaria endemicity. Multiple-clone infections occurred in 60% of isolates sampled in 2005. The global-level analysis of field isolates or monkey-adapted strains identified 150 unique haplotypes among 164 parasites from four continents. Individual P. vivax isolates could not be unambiguously assigned to geographic populations. For example, we found relatively low divergence among parasites from Central America, Africa, Southeast Asia and Oceania, but substantial differentiation between parasites from the same continent (South Asia and Southeast Asia) or even from the same country (Brazil). Parasite relapses, which may extend the duration of P. vivax carriage in humans, are suggested to facilitate the spread of strains across continents, breaking down any pre-existing geographic structure. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Contributions to the theory of magnetorotational instability and waves in a rotating plasma

The one-fluid magnetohydrodynamic (MHD) theory of magnetorotational instability (MRI) in an ideal plasma is presented. The theory predicts the possibility of MRI for arbitrary 0, where 0 is the ratio of the plasma pressure to the magnetic field pressure. The kinetic theory of MRI in a collisionless plasma is developed. It is demonstrated that as in the ideal MHD, MRI can occur in such a plasma for arbitrary P. The mechanism of MRI is discussed; it is shown that the instability appears because of a perturbed parallel electric field. The electrodynamic description of MRI is formulated under the assumption that the dispersion relation is expressed in terms of the permittivity tensor; general properties of this tensor are analyzed. It is shown to be separated into the nonrotational and rotational parts. With this in mind, the first step for incorporation of MRI into the general theory of plasma instabilities is taken. The rotation effects on Alfven waves are considered.

The transcriptional response to cadmium, organic hydroperoxide, singlet oxygen and UV-A mediated by the sigma(E)-ChrR system in Caulobacter crescentus

Caulobacter crescentus sigma(E) belongs to the ECF (extracytoplasmic function) subfamily of RNA polymerase sigma factors, whose members regulate gene expression in response to distinct environmental stresses. During physiological growth conditions, data indicate that sigma(E) is maintained in reduced levels due to the action of ChrR, a negative regulator of rpoE gene expression and function. However, once bacterial cells are exposed to cadmium, organic hydroperoxide, singlet oxygen or UV-A irradiation, transcription of rpoE is induced in a sigma(E)-dependent manner. Site-directed mutagenesis indicated that residue C188 in ChrR is critical for the cadmium response while residues H140 and H142 are required for the bacterial response to organic hydroperoxide, singlet oxygen and UV-A. Global transcriptional analysis showed that sigma(E) regulates genes involved in protecting cells against oxidative damages. A combination of transcriptional start site identification and promoter prediction revealed that some of these genes contain a putative sigma(E)-dependent motif in their upstream regions. Furthermore, deletion of rpoE and two sigma(E)-dependent genes (cfaS and hsp20) impairs Caulobacter survival when singlet oxygen is constantly generated in the cells.

"La leyenda tiene una base real" : Análisis crítico del discurso de un artículo de El País

This paper carries out a critical discourse analysis (CDA) of the article "¿Chinofobia?” published by the Spanish newspaper El País. It applies the theory of racist discourse in the media as formulated by Teun A. van Dijk. Its hypothesis is that the article, which supposedly analyses discrimination against the Chinese minority in Spain, covertly blames the Chinese minority itself for the discrimination. Applying CDA methodology as exemplified in previous studies by van Dijk, the paper analyses the article on global and local levels, and delineates its mental model. The global level analysis describes the article in terms of macropropositions and proposes a macrostructure: the self-alienation of the Chinese minority. The paper then analyses how the macrostructure is reinforced on the local level through micropropositions by examining 1) how vocabulary serves the negative presentation and othering of the Chinese minority, 2) how strategies of mitigation minimise discrimination by employing imprecise and vague language, 3) how quotes are used to give coherence and force to the macrostructure, 4) how implications associate the Chinese minority with criminality, and 5) how stereotyped beliefs about the Chinese minority are presented as common sense (presuppositions) and fallaciously argued. Finally, the paper delineates the mental model: the presuppositions about integration, and the implicit warning that minorities should integrate or they will be discriminated against.

Impacto de entrada da Venezuela no Mercosul: uma simulação com modelo de equilíbrio geral computável

O Objetivo deste Estudo é Avaliar os Impactos da Entrada da Venezuela no Mercosul Utilizando para Tanto o Modelo de Equilíbrio Geral Computável Multi-Setorial e Multi-Regional Denominado Global Trade Analysis Project (Gtap). Além da Introdução, o Estudo Está Dividido em Outras 5 Seções. na Seção 2, são Analisados os Documentos Mais Relevantes Assinados Pelos Estados-Parte, Ressaltando a Relativa Rapidez da Assinatura do Acordo de Adesão da Venezuela ao Bloco; na Seção 3, Descreve-Se o Estado Atual do Fluxo de Comércio entre Venezuela e Mercosul, Assim como as Condições de Acesso a Mercados, Ressaltando a Importância da Venezuela para o Mercosul e a Proteção Ligeiramente Maior Aplicada Pela Economia Venezuelana Quando Comparada com a do Mercosul. na Seção Seguinte, Descrevem-Se os Choques Tarifários Implementados em Três Simulações, Representativas da Adesão da Venezuela ao Mercosul, Além de Hipóteses de Fechamento do Modelo. na Seção 5, os Resultados da Simulação são Apresentados e Discutidos. Sinteticamente, Chama-Se À Atenção para o Aumento de Bem Estar nos Países Envolvidos e o Significativo Impacto Setorial, Especialmente nos Setores de Automóveis, Máquinas e Equipamentos e Têxteis e Vestuário. uma Última Seção Sumaria as Principais Conclusões do Trabalho.

Ferramentas para análise dinâmica e estrutural de um reboque de linha leve

Neste trabalho é desenvolvida uma metodologia de projeto para identificar as regiões críticas da estrutura de um reboque de linha leve sendo tracionado em pavimentos do tipo rodovia de baixa qualidade e estrada secundária de muito baixa qualidade. Para tanto, são levantados alguns dados experimentais da estrutura, necessários para a aproximação e simulação dinâmica de um modelo simplificado. A excitação da base é realizada por atuadores que simulam as oscilações verticais de um perfil de estrada, a qual é definida de acordo com os estudos realizados por Dodds e Robson (1973). Isto permite a determinação de um histórico de carregamentos das regiões da estrutura do chassi sob a ação das molas da suspensão. Em seguida, é gerado um modelo estrutural simplificado do reboque em elementos finitos, chamado de global, no qual são determinadas as regiões sob ação das maiores tensões. Tendo identificada a região mais crítica da estrutura, é criado um modelo local desta parte, onde se pode observar a distribuição de tensões com mais detalhe, permitindo a identificação dos pontos de concentração de tensões. Desta forma, com a aplicação do método de análise global-local é possível a obtenção de resultados detalhados quanto aos esforços da estrutura com um menor custo computacional.

Alca e Protocolo de Quioto : uma avaliação integrada utilizando o GTAP-E

O objeto de estudo deste trabalho é uma avaliação dos impactos econômicos e ambientais de um possível acordo comercial da Área de Livre Comércio da Américas (ALCA) concomitantemente com as reduções de emissões de CO2 tratadas pelo Protocolo de Quioto. Acordos globais de redução de CO2 podem distorcer os resultados que seriam obtidos pelos acordos comerciais, e os acordos comerciais tendem a gerar mais emissões de CO2. Os cenários são construídos para a simulação de eliminação dos gravames tarifários entre os membros da ALCA bem como de redução de emissão de CO2 para os signatários do Protocolo, admitindo ainda a possibilidade de execução de um dos mecanismos de flexibilidade do Protocolo de Quioto – o comércio de emissões. O instrumento utilizado para as simulações - GTAP-E - é uma versão modificada do GTAP (Global Trade Analysis Project) desenvolvido pela Universidade de Purdue. O GTAP-E (energia), foi projetado para analisar assuntos relacionados ao uso de energia e impactos de políticas de mudança climática. Ele difere do modelo GTAP padrão principalmente pela descrição mais detalhada das possibilidades de substituição de uso entre as diferentes fontes de energia. Esse modelo utiliza uma base de dados que, além dos dados usualmente utilizados pelo GTAP padrão, inclui elasticidades de substituição para o uso dos commodities energia e quantidades de emissões de CO2 gerados pela queima dos combustíveis fósseis (carvão, petróleo cru e gás natural), e também pelo uso de produtos derivados do petróleo e geração de eletricidade Os resultados obtidos corroboraram a hipótese que a política ambiental de redução de emissões, apesar de contribuir para a diminuição de CO2 na atmosfera, de forma geral, afeta negativamente o bem-estar econômico dos países que abatem emissões, principalmente através do encarecimento das commodities de energia e a conseqüente redução do seu uso. Esse efeito é mais pronunciado em países cuja matriz energética é mais intensiva em carvão e petróleo. Para o Brasil, os resultados mostraram que a melhor estratégia para participar do processo de redução de emissões seria a de o país estar inserido diretamente no mecanismo de comércio de emissões. Essa situação traria ganhos de bemestar econômico, avaliados pela variação equivalente da renda, superiores, em comparação às alternativas em que o mesmo não participa de tal mecanismo.

Relações comerciais entre Brasil e China : uma análise de bem-estar a partir de um modelo de equilíbrio geral computável

O propósito deste trabalho é examinar possíveis ganhos de bem-estar provenientes de arranjos comerciais entre Brasil e China sob a ótica de um modelo de equilíbrio geral computável, o chamado “modelo GTAP” (sigla para Global Trade Analysis Project). Com base em uma descrição extensiva das estruturas econômicas e comerciais dos países e das Vantagens Comparativas de cada um deles, é possível simular acordos preferenciais de comércio e analisar os resultados de bem-estar por meio da medida de Variação Equivalente. Outro aspecto referente ao comércio sino-brasileiro que pode ser avaliado pela medida de bem-estar é o desalinhamento cambial dos dois países e as consequências deste para as transações comerciais entre ambos. Utilizando o mesmo ferramental anteriormente citado, o trabalho busca avaliar o impacto de tal desalinhamento no bem-estar dos países, uma vez que o câmbio seja corrigido via ajuste tarifário.

Impacto de propostas de redução de tarifas em bens não agrícolas (NAMA)

O objetivo deste estudo é avaliar, por meio de um modelo de equilíbrio geral computável, multi-setorial e multi-regional, os impactos de uma redução das tarifas dos bens não agrícolas sobre a economia brasileira, a partir da Fórmula Suíça, com diferentes coeficientes. O modelo de equilíbrio geral utilizado é o Global Trade Analysis Project (GTAP) e os cortes de tarifas foram estimados a partir de dados do MAcMap. Além dos impactos macroeconômicos e setoriais, testou-se a sensibilidade do modelo ao aumento das elasticidades de Armington e à implementação de liberalização tarifária agrícola.

Sobre o custo do tempo para a competitividade da indústria brasileira: diagnóstico e síntese dos impactos econômicos da facilitação do comércio no Brasil

Este artigo analisa a importância dos atrasos portuários para a competitividade da indústria de transformação no Brasil. Com base em estimativas recentes sobre o custo diário dos atrasos comerciais e em bases de dados do Banco Mundial e do GTAP (Global Trade Analysis Project), revela a magnitude destas barreiras sob a forma de seus equivalentes ad valorem. Em seguida, por meio de simulações em equilíbrio geral, estima o impacto da melhoria dos processos aduaneiros sobre o desempenho da indústria de transformação no Brasil, sob diferentes cenários. Os resultados obtidos ressaltam o caráter estratégico da facilitação do comércio para o Brasil e da sua inclusão como item relevante para a agenda de crescimento de longo prazo do país.

Abolição dos sistemas de cotas de produção de açúcar da União Europeia e os efeitos no setor agrícola

Este trabalho tem como proposta avaliar os impactos de médio e longo prazo da remoção da política de incentivo à produção de açúcar de beterraba na União Europeia (UE) sobre o mercado deste bem, assim como permitirá verificar se algumas conclusões de estudos realizados em 2013 sobre o futuro do mercado de açúcar da UE pós-2017 ainda estão válidas, uma vez que os preços e margens nesse mercado mudaram consideravelmente desde então. Para a análise em questão, utiliza-se uma versão do modelo econômico global GTAP – Global Trade Analysis Project, conhecido como GTAPinGAMS, e assume-se que a diferença entre o custo de produção e o preço mínimo europeu representa uma boa proxy para o desvio de preço ocasionado pela imposição da quota em relação ao preço de equilíbrio que seria observado em cada país da UE se a quota não existisse. A partir dos resultados obtidos por este trabalho é possível afirmar que a abolição das cotas de produção não afetará negativamente a UE. Haverá um aumento de produção de açúcar no bloco, tanto por aumento de produção de beterraba quanto por aumento na eficiência industrial. Os países com menor custo de produção suprirão as reduções sofridas nos países não competitivos e suprirão a necessidade do produto pela UE, uma vez que a reforma não inclui maior abertura comercial para países de fora do bloco. A isoglucose, principal produto substituto do açúcar na indústria alimentícia, terá um aumento de produção nos países com indústrias já instaladas, dado o aumento do consumo de grãos nestes países pela indústria produtora de açúcar. Os países que fazem comercialização com o grupo econômico também serão afetados, mas em menor grau, graças à manutenção das cotas preferenciais de importação.

Impactos das mudanças climáticas na produção de açúcar e seus efeitos sobre a economia do Brasil

As mudanças climáticas irão impactar as produções agrícolas de maneiras distintas em cada região do mundo. Os impactos sobre culturas açucareiras (cana-de-açúcar e beterraba açucareira) provocarão mudanças na oferta de açúcar com consequentes mudanças econômicas nos países produtores. Para compreender efeitos dos choques de produtividade no setor sucroenergético e na economia brasileira (PIB e bem-estar) realizou-se uma revisão da literatura sobre os impactos previstos nestas culturas para cenários de mudanças climáticas. Levantaram-se 21 trabalhos, divididos em 10 regiões do mundo de acordo com seus padrões de produção e consumo, que permitiram estabelecer três cenários de choques em produtividade, mínimo, médio e máximo, para cada região. Levantaram-se também choques de produtividade mínimos e máximos para as grandes culturas (trigo, milho, arroz e soja) com base em trabalhos divulgados pelo IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). Para traduzir os choques de produtividade em retornos econômicos, foram simulados em um modelo econômico os três cenários de choques em produtividade sobre as culturas açucareiras, e outros seis cenários combinando tais choques aos choques em produtividade sobre as grandes culturas. O modelo econômico de equilíbrio geral computável GTAP (Global Trade Analysis Project) foi utilizado, considerando o ano base de 2011, para analisar os efeitos sobre o setor sucroenergético e sobre a economia brasileira. Observou-se que as mudanças climáticas tendem a promover ganhos de produtividade nas culturas açucareiras e na produção de açúcar de diversas regiões do globo. No caso do Brasil, os cenários de choques de produtividade sobre as grandes culturas e culturas açucareiras em conjunto promoveram ganhos de PIB e bem-estar pouco superiores aos cenários de choques somente nas culturas açucareiras. Os resultados sugerem que as mudanças climáticas pouco influenciarão os setores de cana-de-açúcar e açúcar do Brasil. A participação destes setores no PIB é pequena de forma que as variações que promoverão para o PIB e bem-estar brasileiro serão modestas, embora positivas. Para futuros trabalhos sugere-se a incorporação de novas culturas e da pecuária aos cenários, estudos mais regionalizados sobre os impactos do clima futuro nas produtividades agrícolas, e a adoção de modelos econômicos dinâmicos nas análises de cenários de choques de produtividade.