Atmospheric Pressure DC Plasma Processing of TIO2/PEDOT:PSS Nanocomposites

In this work we demonstrate the synthesis of a TiO2/PEDOT:PSS nanocomposite material in aqueous solution through atmospheric pressure direct current (DC) plasma processing at room temperature. The dispersion of the TiO2 nanoparticles is enhanced after microplasma processing, and TiO2/polymer hybrid nanoparticles with a distinct core shell structure have been obtained. We have observed increased TiO2/PEDOT:PSS nanocomposite electrical conductivity due to microplasma processing. The improvement in nanocomposite properties is due to the enhanced dispersion and stability in liquid polymer of microplasma treated TiO2 nanoparticles. Both plasma induced surface charge and nanoparticle surface termination with specific plasma chemical species are thought to provide an enhanced barrier to nanoparticle agglomeration and promote nanoparticle-polymer bonding, which is expected to have a significant benefit in materials processing with inorganic nanoparticles for wide range of applications.

Plasmid DNA damage following exposure to atmospheric pressure non-thermal plasma: kinetics and influence of oxygen admixture

The nature and kinetics of plasmid DNA damage after DNA exposure to a kHz-driven atmospheric pressure nonthermal plasma jet has been investigated. Both single-strand break (SSB) and double-strand break (DSB) processes are reported here. While SSB had a higher rate constant, DSB is recognized to be more significant in living systems, often resulting in loss of viability. In a helium-operated plasma jet, adding oxygen to the feed gas resulted in higher rates of DNA DSB, which increased linearly with increasing oxygen content, up to an optimum level of 0.75% oxygen, after which the DSB rate decreased slightly, indicating an essential role for reactive oxygen species in the rapid degradation of DNA.

Magnetospheric Structure and Atmospheric Joule Heating of Habitable Planets Orbiting M-dwarf Stars

We study the magnetospheric structure and the ionospheric Joule Heating of planets orbiting M-dwarf stars in the habitable zone using a set of magnetohydrodynamic models. The stellar wind solution is used to drive a model for the planetary magnetosphere, which is coupled with a model for the planetary ionosphere. Our simulations reveal that the space environment around close-in habitable planets is extreme, and the stellar wind plasma conditions change from sub- to super-Alfvénic along the planetary orbit. As a result, the magnetospheric structure changes dramatically with a bow shock forming in the super-Alfvénic sectors, while no bow shock forms in the sub-Alfvénic sectors. The planets reside most of the time in the sub-Alfvénic sectors with poor atmospheric protection. A significant amount of Joule Heating is provided at the top of the atmosphere as a result of the intense stellar wind. For the steady-state solution, the heating is about 0.1%-3% of the total incoming stellar irradiation, and it is enhanced by 50% for the time-dependent case. The significant Joule Heating obtained here should be considered in models for the atmospheres of habitable planets in terms of the thickness of the atmosphere, the top-side temperature and density, the boundary conditions for the atmospheric pressure, and particle radiation and transport. Here we assume constant ionospheric Pedersen conductance similar to that of the Earth. The conductance could be greater due to the intense EUV radiation leading to smaller heating rates. We plan to quantify the ionospheric conductance in future study.

Atmospheric cold plasma process for vegetable leaf decontamination: A feasibility study on radicchio (red chicory, Cichorium intybus L.)

Cold plasma is an emerging non-thermal processing technology that could be used for large scale leaf decontamination as an alternative to chlorine washing. In this study the effect of an atmospheric cold plasma apparatus (air DBD, 15 kV) on the safety, antioxidant activity and quality of radicchio (red chicory, Cichorium intybus L.) was investigated after 15 and 30 min of treatment (in afterglow at 70 mm from the discharge, at 22 °C and 60% of RH) and during storage. Escherichia coli O157:H7 inoculated on radicchio leaves was significantly reduced after 15 min cold plasma treatment (-1.35 log MPN/cm²). However, a 30 min plasma treatment was necessary to achieve a significant reduction of Listeria monocytogenes counts (-2.2 log CFU/cm²). Immediately after cold plasma treatment, no significant effects emerged in terms of antioxidant activity assessed by the ABTS and ORAC assay and external appearance of the radicchio leaves. Significant changes between treated and untreated radicchio leaves are quality defects based on the cold plasma treatment. Atmospheric cold plasma appears to be a promising processing technology for the decontamination of leafy vegetables although some criticalities, that emerged during storage, need to be considered in future studies.

Global atmospheric energetics under present and future climate conditions

An evaluation of the global atmospheric energetics is presented in the framework of the basic decomposition into the zonal mean and eddy components, the zonal wavenumber decomposition, and the three-dimensional normal mode decomposition. An extension to the normal mode energetics formulation is also presented in the study, which enables the explicit evaluation of the conversion rate between available potential energy and kinetic energy along with their generation and dissipation rates, in both the zonal wavenumber and vertical mode domains. In addition, it has been proposed an extended energy cycle diagram describing the flow of energy among the zonal mean and eddy components, and also among the barotropic and baroclinic components. The energetics is first assessed for three reanalysis datasets and five state-ofthe- art climate models simulations representing the present climate conditions. It is performed a comparative analysis between the observationally based energetics and that based on the climate models' simulations. In order to appraise possible changes in the atmospheric energetics of a future climate scenario relative to that of the present climate conditions, the analysis is extended using the datasets simulated by the same five climate models for a future climate scenario experiment, as defined in the Special Report on Emissions Scenarios (SRES) of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).

Contribution of biomass combustion to air pollutant emissions

In Portugal, it was estimated that around 1.95 Mton/year of wood is used in residential wood burning for heating and cooking. Additionally, in the last decades, burnt forest area has also been increasing. These combustions result in high levels of toxic air pollutants and a large perturbation of atmospheric chemistry, interfere with climate and have adverse effects on health. Accurate quantification of the amounts of trace gases and particulate matter emitted from residential wood burning, agriculture and garden waste burning and forest fires on a regional and global basis is essential for various purposes, including: the investigation of several atmospheric processes, the reporting of greenhouse gas emissions, and quantification of the air pollution sources that affect human health at regional scales. In Southern Europe, data on detailed emission factors from biomass burning are rather inexistent. Emission inventories and source apportionment, photochemical and climate change models use default values obtained for US and Northern Europe biofuels. Thus, it is desirable to use more specific locally available data. The objective of this study is to characterise and quantify the contribution of biomass combustion sources to atmospheric trace gases and aerosol concentrations more representative of the national reality. Laboratory (residential wood combustion) and field (agriculture/garden waste burning and experimental wildland fires) sampling experiments were carried out. In the laboratory, after the selection of the most representative wood species and combustion equipment in Portugal, a sampling program to determine gaseous and particulate matter emission rates was set up, including organic and inorganic aerosol composition. In the field, the smoke plumes from agriculture/garden waste and experimental wildland fires were sampled. The results of this study show that the combustion equipment and biofuel type used have an important role in the emission levels and composition. Significant differences between the use of traditional combustion equipment versus modern equipments were also observed. These differences are due to higher combustion efficiency of modern equipment, reflecting the smallest amount of particulate matter, organic carbon and carbon monoxide released. With regard to experimental wildland fires in shrub dominated areas, it was observed that the largest organic fraction in the samples studied was mainly composed by vegetation pyrolysis products. The major organic components in the smoke samples were pyrolysates of vegetation cuticles, mainly comprising steradienes and sterol derivatives, carbohydrates from the breakdown of cellulose, aliphatic lipids from vegetation waxes and methoxyphenols from the lignin thermal degradation. Despite being a banned practice in our country, agriculture/garden waste burning is actually quite common. To assess the particulate matter composition, the smoke from three different agriculture/garden residues have been sampled into 3 different size fractions (PM2.5, PM2.5-10 and PM>10). Despite distribution patterns of organic compounds in particulate matter varied among residues, the amounts of phenolics (polyphenol and guaiacyl derivatives) and organic acids were always predominant over other organic compounds in the organosoluble fraction of smoke. Among biomarkers, levoglucosan, β-sitosterol and phytol were detected in appreciable amounts in the smoke of all agriculture/garden residues. In addition, inositol may be considered as an eventual tracer for the smoke from potato haulm burning. It was shown that the prevailing ambient conditions (such as high humidity in the atmosphere) likely contributed to atmospheric processes (e.g. coagulation and hygroscopic growth), which influenced the particle size characteristics of the smoke tracers, shifting their distribution to larger diameters. An assessment of household biomass consumption was also made through a national scale survey. The information obtained with the survey combined with the databases on emission factors from the laboratory and field tests allowed us to estimate the pollutant amounts emitted in each Portuguese district. In addition to a likely contribution to the improvement of emission inventories, emission factors obtained for tracer compounds in this study can be applied in receptor models to assess the contribution of biomass burning to the levels of atmospheric aerosols and their constituents obtained in monitoring campaigns in Mediterranean Europe.

Lichen biodiversity and biomonitoring of atmospheric pollution

Esta tese debruça-se sobre a biodiversidade de líquenes epífitos de pinhais dunares portugueses e sobre uso de líquenes como biomonitores de poluição atmosférica nesse habitat. A Mata Nacional das Dunas de Quiaios (Figueira da Foz) foi o ponto de partida dos estudos de biodiversidade efetuados nesta tese, mas alguns deles estenderam-se à maior parte da costa portuguesa. Como resultado, encontrou-se uma espécie nova para a ciência, Lecanora sorediomarginata Rodrigues, Terrón & Elix, epifítica sobre Pinus pinaster Aiton e P. pinea L, que se encontra distribuída na maior parte da costa. Esta espécie caracteriza-se morfologicamente por um talo crustáceo, de cor esbranquiçada a acinzentada ou esverdeada e que desenvolve sorálios a partir de pequenas verrugas marginais. Quimicamente caracteriza-se pela presença dos ácidos 3,5-dicloro-2'-O-metilnorestenospórico [maior], 3,5-dicloro-2 -O-metilanziaico [menor], 3,5-dicloro-2 -O-metilnordivaricático [menor], 5-cloro-2'-Ometilanziaico [traço] e úsnico [traço]; atranorina [menor] e cloroatranorina [menor]. É quimicamente semelhante a L. lividocinerea Bagl., com a qual apresenta afinidades filogenéticas com base na análise da sequência ITS do rDNA, e a L. sulphurella Hepp. Adicionalmente, espécies Chrysothrix flavovirens Tønsberg e Ochrolechia arborea (Kreyer) Almb, também se encontraram epifíticas sobre P. pinaster e P. pinea em vários pinhais ao longo da costa, representando novos registos para a flora liquénica portuguesa, bem como a espécie Lepraria elobata Tønsberg encontrada epifítica sobre P. pinaster apenas nas Dunas de Quiaios. Além disso, as espécies Hypotrachyna lividescens (Kurok.) Hale e H. pseudosinuosa (Asahina) Hale encontraram-se epifíticas sobre P. pinaster e outros forófitos nas Dunas de Quiaios, constituindo novos registos para a flora liquénica da Península Ibérica. Estes resultados põe em evidência a importância dos pinhais dunares como habitat para líquenes epífitos. Num estudo conduzido entre janeiro e julho de 2008 num pinhal dunar (Mata do Urso, Figueira da Foz), em cuja bordadura existe uma fábrica de celulose de papel, usaram-se transplantes de líquenes da espécie Flavoparmelia caperata (L.) Hale para avaliar a acumulação de trinta e três elementos putativamente emitidos por fábricas de papel e pasta de papel. A cinética da fluorescência da clorofila a foi estudada nos líquenes transplantados, através da análise dos parâmetros Fv/Fm, F0, Fm, qP, NPQ, PSII, e Exc, de forma a avaliar os efeitos decorrentes da acumulação de elementos na vitalidade dos líquenes. Pretendeu-se avaliar se a acumulação de elementos e a cinética da fluorescência da clorofila a variavam significativamente com o local e o tempo de exposição, tendo em consideração os resultados obtidos de transplantes colocados num local de referência (Dunas de Quiaios) durante o mesmo período de tempo. (Continua no verso) resumo A maior parte dos elementos — Al, B, Ba, Ca, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, S, Sb, Sc, Sr, Ti e V — ocorreu em concentrações significativamente mais elevadas nos transplantes expostos a 500 m da fábrica. Cerca de metade dos elementos estudados — B, Ba, Cr, Fe, Hg, Mg, Mn, Mo, Na, P, Pb, S, Sb e V — encontraram-se em concentrações significativamente mais elevadas nos transplantes expostos durante 180 dias. O solo foi identificado como uma fonte parcial da maior parte dos elementos. Os parâmetros Fv/Fm, Fm, PSII e Exc variaram significativamente com o local e/ou com o tempo de exposição. Observou-se um decréscimo significativo nos parâmetros Fv/Fm e Fm nos transplantes expostos a 500 e 1000 da fábrica, e também naqueles expostos durante 135 e 180 dias. Observou-se também um decréscimo significativo nos parâmetros PSII e Exc expostos durante 180 dias. Estes parâmetros correlacionaram-se de forma negativa e significativa com a acumulação de elementos: Fv/Fm: B, Ba, Co, Fe, Hg, Mg, Mn, Mo, N, P, S, Sb e Zn; Fm: Ba, Co, Hg, Mn, Mo, N, P, S, Sb e Zn; PSII: N e P; Exc: Mn, N, P e S. Estudos acerca da diversidade liquénica efetuados nos mesmos locais onde os transplantes foram colocados no local impactado, revelaram um menor valor de diversidade liquénica a 500 m da fábrica, que foi também o único local onde se encontraram espécies nitrófilas, o que se poderá dever à deposição de amónia e/ou poeiras. À semelhança de outros estudos, este trabalho confirma que os líquenes podem ser usados com sucesso em estudos de biomonitorização, mesmo em locais florestados. Além disso, traz também informações adicionais sobre como a acumulação de elementos pode influenciar a cinética da fluorescência da clorofila a em líquenes.

Contribuição para o ensino nas ciências, usando a temática conforto térmico

O conforto térmico é uma temática interessante, uma vez que está presente no nosso dia-a-dia. É sabido que um ambiente térmico afeta o bem-estar de uma pessoa e pode influenciar a produtividade intelectual. Se o ambiente térmico tiver características de “quente” ou de “frio” pode suscitar desconforto térmico, ou até mesmo stress térmico. Nestas condições o ambiente térmico pode afetar a saúde da pessoa. Usando o laboratório mais acessível e gratuito, a Atmosfera, é possível através de atividades simples interpretar fisicamente as características de um ambiente térmico. A Atmosfera é, também, um fascinante laboratório de ensino, porque nela se podem estudar alguns processos físicos lecionados ao longo dos mais variados níveis de ensino nas disciplinas de Física e Química e Geografia. Na Atmosfera, podem-se fazer diversos estudos simples que podem de uma forma fácil responder a inquietantes questões relacionadas com o bem-estar de uma pessoa, mais concretamente se está em conforto térmico. Neste trabalho é feita a introdução da temática “Mudança Global” lecionada no 8º ano de escolaridade. A ponte para esta temática pode usar diferentes caminhos, como por exemplo usando a temática “Energia”. Procurou-se responder à questão de investigação que delineou todo o “caminho” deste trabalho, ou seja, “Quais as contribuições para o Ensino nas Ciências, quando se usa a temática “Conforto Térmico”, numa perspetiva de ensino e aprendizagem?” A resposta a esta questão central passou pelos seguintes objetivos: articular as condições atmosféricas com o conforto térmico; avaliar o conforto térmico numa sala de aula usando instrumentos meteorológicos simples, que podem ser construídos pelos alunos; avaliar quais os índices térmicos que devem ser usados para avaliar o conforto térmico de forma simples para os alunos; analisarem os materiais usados na construção de edifícios escolares que condicionam o conforto térmico numa perspetiva de balanço energético; sugerir atividades experimentais que podem desenvolver competências na temática Conforto Térmico; analisar a influência do conforto térmico registado no interior de uma sala de aula e a aprendizagem. Neste trabalho foi usada uma inovadora metodologia e ferramentas para interpretar como um ambiente térmico pode influenciar o bem-estar de um aluno e a construção do seu conhecimento. Recorreu-se à aplicação de um índice de Sensação de Conforto Térmico, EsConTer, de fácil uso e a uma escala térmica de cores onde o aluno indicava a sua sensação térmica. Os resultados obtidos mostraram inequivocamente que o ambiente térmico de uma sala de aula pode ser previsto através da aplicação do índice EsConTer e que a sensação térmica sentida pelos alunos pode ser registada com a utilização de uma escala térmica de cores. O conforto térmico é uma temática interessante, uma vez que está presente no nosso dia-a-dia. É sabido que um ambiente térmico afeta o bem-estar de uma pessoa e pode influenciar a produtividade intelectual. Se o ambiente térmico tiver características de “quente” ou de “frio” pode suscitar desconforto térmico, ou até mesmo stress térmico. Nestas condições o ambiente térmico pode afetar a saúde da pessoa. Usando o laboratório mais acessível e gratuito, a Atmosfera, é possível através de atividades simples interpretar fisicamente as características de um ambiente térmico. A Atmosfera é, também, um fascinante laboratório de ensino, porque nela se podem estudar alguns processos físicos lecionados ao longo dos mais variados níveis de ensino nas disciplinas de Física e Química e Geografia. Na Atmosfera, podem-se fazer diversos estudos simples que podem de uma forma fácil responder a inquietantes questões relacionadas com o bem-estar de uma pessoa, mais concretamente se está em conforto térmico. Neste trabalho é feita a introdução da temática “Mudança Global” lecionada no 8º ano de escolaridade. A ponte para esta temática pode usar diferentes caminhos, como por exemplo usando a temática “Energia”. Procurou-se responder à questão de investigação que delineou todo o “caminho” deste trabalho, ou seja, “Quais as contribuições para o Ensino nas Ciências, quando se usa a temática “Conforto Térmico”, numa perspetiva de ensino e aprendizagem?” A resposta a esta questão central passou pelos seguintes objetivos: articular as condições atmosféricas com o conforto térmico; avaliar o conforto térmico numa sala de aula usando instrumentos meteorológicos simples, que podem ser construídos pelos alunos; avaliar quais os índices térmicos que devem ser usados para avaliar o conforto térmico de forma simples para os alunos; analisarem os materiais usados na construção de edifícios escolares que condicionam o conforto térmico numa perspetiva de balanço energético; sugerir atividades experimentais que podem desenvolver competências na temática Conforto Térmico; analisar a influência do conforto térmico registado no interior de uma sala de aula e a aprendizagem. Neste trabalho foi usada uma inovadora metodologia e ferramentas para interpretar como um ambiente térmico pode influenciar o bem-estar de um aluno e a construção do seu conhecimento. Recorreu-se à aplicação de um índice de Sensação de Conforto Térmico, EsConTer, de fácil uso e a uma escala térmica de cores onde o aluno indicava a sua sensação térmica. Os resultados obtidos mostraram inequivocamente que o ambiente térmico de uma sala de aula pode ser previsto através da aplicação do índice EsConTer e que a sensação térmica sentida pelos alunos pode ser registada com a utilização de uma escala térmica de cores.O conforto térmico é uma temática interessante, uma vez que está presente no nosso dia-a-dia. É sabido que um ambiente térmico afeta o bem-estar de uma pessoa e pode influenciar a produtividade intelectual. Se o ambiente térmico tiver características de “quente” ou de “frio” pode suscitar desconforto térmico, ou até mesmo stress térmico. Nestas condições o ambiente térmico pode afetar a saúde da pessoa. Usando o laboratório mais acessível e gratuito, a Atmosfera, é possível através de atividades simples interpretar fisicamente as características de um ambiente térmico. A Atmosfera é, também, um fascinante laboratório de ensino, porque nela se podem estudar alguns processos físicos lecionados ao longo dos mais variados níveis de ensino nas disciplinas de Física e Química e Geografia. Na Atmosfera, podem-se fazer diversos estudos simples que podem de uma forma fácil responder a inquietantes questões relacionadas com o bem-estar de uma pessoa, mais concretamente se está em conforto térmico. Neste trabalho é feita a introdução da temática “Mudança Global” lecionada no 8º ano de escolaridade. A ponte para esta temática pode usar diferentes caminhos, como por exemplo usando a temática “Energia”. Procurou-se responder à questão de investigação que delineou todo o “caminho” deste trabalho, ou seja, “Quais as contribuições para o Ensino nas Ciências, quando se usa a temática “Conforto Térmico”, numa perspetiva de ensino e aprendizagem?” A resposta a esta questão central passou pelos seguintes objetivos: articular as condições atmosféricas com o conforto térmico; avaliar o conforto térmico numa sala de aula usando instrumentos meteorológicos simples, que podem ser construídos pelos alunos; avaliar quais os índices térmicos que devem ser usados para avaliar o conforto térmico de forma simples para os alunos; analisarem os materiais usados na construção de edifícios escolares que condicionam o conforto térmico numa perspetiva de balanço energético; sugerir atividades experimentais que podem desenvolver competências na temática Conforto Térmico; analisar a influência do conforto térmico registado no interior de uma sala de aula e a aprendizagem. Neste trabalho foi usada uma inovadora metodologia e ferramentas para interpretar como um ambiente térmico pode influenciar o bem-estar de um aluno e a construção do seu conhecimento. Recorreu-se à aplicação de um índice de Sensação de Conforto Térmico, EsConTer, de fácil uso e a uma escala térmica de cores onde o aluno indicava a sua sensação térmica. Os resultados obtidos mostraram inequivocamente que o ambiente térmico de uma sala de aula pode ser previsto através da aplicação do índice EsConTer e que a sensação térmica sentida pelos alunos pode ser registada com a utilização de uma escala térmica de cores.No geral, os alunos com a professora investigadora puderam afirmar que a avaliação de conhecimentos adquiridos pelos alunos, na sala de aula, é condicionada pela sensação térmica sentida para ambientes considerados de “frios” e ambientes considerados de “quentes”. Concluiu-se, que o processo de aprendizagem é afetado pelas condições termohigrométricas do ambiente que rodeiam os alunos. É importante salientar, que a análise de resultados mostrou que quando os valores da sensação térmica sentida pelos alunos é inferior a -0,5, ou superior a +0,5 da escala térmica de cores, os resultados obtidos da avaliação de conhecimentos tendem a ser negativos e quando a sensação térmica sentida pelos alunos se localiza na zona de conforto térmico, ou seja, entre os valores de -0,5 e +0,5, os resultados são, no geral, positivos, o que confirma que os resultados das avaliações de conhecimentos, para os alunos, depende do ambiente térmico. Foi possível ainda constatar que quando a sensação térmica sentida pelos alunos regista valores baixos com tendência a “frio” (-2) ou altos com tendência a “quente” (+2) os resultados obtidos pelos alunos são, no geral, bastante negativos. O grau de insatisfação previsto para cada ambiente térmico quando se usou o índice EsConTer, mostrou concordância de interpretação em face da sensação térmica sentida pelos alunos e registada na escala de sensação térmica de cores. Pensamos ter evidências suficientes para afirmar que a abordagem didática utilizada, considerada de inovadora, durante a realização do trabalho, na disciplina de Ciências Físico-Químicas promoveu nos alunos o gosto pela disciplina e que os resultados obtidos indicam que: os alunos sentiram interesse e motivação pela disciplina, conseguiram compreender a sua importância para o seu futuro e para o seu dia-a-dia, pois conseguiram ver a aplicação dos diversos conteúdos abordados na disciplina em diversas situações do seu quotidiano; a verdadeiros “investigadores”, suscitando assim um maior envolvimento e motivação nos alunos; a utilização de questões problema para a introdução dos conteúdos foi uma estratégia que os alunos consideraram uma mais-valia, uma vez que associados a essas questões existiram discussões e debates que promoveram a participação de todos os alunos, tornando as aulas mais interativas e mais motivantes. Importa salientar que ao longo dos diversos debates surgiram, ainda, mais questões que foram muito úteis, pois os alunos aquando da realização das atividades práticas tentaram sempre ir em busca das respostas às suas inquietações e ajudaram a que a professora investigadora implementasse, ainda mais, atividades para que os alunos conseguissem por eles próprios encontrar as respostas e percebessem o que estavam a trabalhar; as aulas foram importantes para a aprendizagem dos conteúdos da disciplina e contribuíram para desmitificar a ideia de que a disciplina de Física e Química é “difícil”, pois os alunos perceberam que os conteúdos abordados podem de uma forma simples e eficaz serem aplicados a situações do seu dia-a-dia. Assim, considerando os pressupostos anteriores, podemos afirmar que as estratégias implementadas foram, de uma forma geral, promotoras de motivação, de participação dos alunos nas aulas e nas suas aprendizagens. Estamos convictos de que toda a metodologia adotada é uma forte contribuição para o Ensino nas Ciências, nomeadamente, na Física e Química, usando uma temática Conforto Térmico e que o método usado é uma ferramenta importante e inovadora para avaliar como situações de desconforto térmico podem condicionar o processo de aprendizagem dos alunos. Pensamos que este trabalho é bastante interessante para os profissionais de ensino, nomeadamente para os professores de Física e Química e de Geografia, uma vez que mostra como a partir de dados como a temperatura do ar e da humidade relativa do ar se podem fazer fascinantes estudos e envolver ativamente os alunos. Nos trabalhos desenvolvidos houve sempre o cuidado de criar metodologias dinâmicas e motivadoras, aliadas sempre à perspetiva CTSA, com vista ao melhoramento das aulas e, também, deixar uma contribuição para os colegas, profissionais de ensino, que eventualmente analisarem este documento. A metodologia adoptada permitiu encontrar respostas às questões formuladas. Por último, podemos afirmar que numa problemática energética que afeta a humanidade, os políticos através de alguns indicadores apresentados neste estudo, poderão considerar que os resultados obtidos pelos alunos são influenciados pelo ambiente térmico de cada sala de aula e que a solução de melhorar resultados é, também, criar condições de conforto térmico nas salas de aula das escolas. Partilhamos da opinião que os resultados nacionais obtidos pelos alunos por si só são redutores em análise comparativa de melhor ou pior escola em termos de ranking. Consideramos que uma escola confortável gera condições de bem-estar que condiciona o processo de aprendizagem ao longo do ano.

Real-time parameter estimation of dynamic temperature and humidity models for greenhouse adaptive climate control

A real-time parameter estimator for the climate discrete-time dynamic models of a greenhouse located at the North of Portugal are presented. The experiments showed that the second order models identified for the air temperature and humidity achieve a close agreement between simulated and experimantal data.

Assessing the atmospheric oscillations effects on the biology of the bullet tuna (Auxis rochei) and its possible linkage with global warming

Dissertação de mestrado, Biologia Marinha, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve; Instituto Español de Oceanografia; 2015

Prevalence of Artemisia Species Pollinosis in Western Poland: Impact of Climate Change on Aerobiological Trends, 1995-2004

Background: Artemisia species pollen represents a major cause of allergy in Central Europe. Variations in the pollen season, the influence of climate variables and the prevalence of pollinosis to it were analyzed in Poznan, in western Poland between 1995 and 2004. Methods: A Hirst volumetric spore trap was used for atmospheric sampling. Pollination date trend analysis and Spearman correlation tests were performed. Skin prick tests (SPT) and allergen specific immunoglobulin (Ig)E antibody measurements were performed in 676 and 524 patients, respectively. Results: The Artemisia species pollen season grew longer due to a clear advance in the starting day and only a slightly earlier end point; the peak day also came slightly earlier. Rainfall in the fi rst fortnight of July highly influenced pollen season severity. Temperature was directly correlated with daily Artemisia species pollen levels; relative humidity was inversely correlated. Twelve percent of patients had a positive SPT reaction to Artemisia species. Their symptoms were rhinitis and conjunctivitis (15%), atopic dermatitis (15%), chronic urticaria (14.3%), bronchial asthma (2.4%), and facial and disseminated dermatitis (1.3%). Elevated specifi c IgE concentrations were detected in the sera of 10.1% of patients. Conclusions: Artemisia species pollen is an important cause of pollinosis in western Poland. Pollen season intensity is highly influenced by rainfall in the previous weeks. Trends towards earlier season starts and longer duration, possibly caused by climate change, may have an impact on the allergic population.

Relative Efficiencies of the Burkard 7-Day, Rotorod and Burkard Personal Samplers for Poaceae and Urticaceae Pollen under Field Conditions

Introduction: In aerobiological studies it is often necessary to compare concentration data recorded with different models of sampling instrument. Sampler efficiency typically varies from device to device, and depends on the target aerosol and local atmospheric conditions. To account for these differences inter-sampler correction factors may be applied, however for many pollen samplers and pollen taxa such correction factors do not exist and cannot be derived from existing published work. Materials and methods: In this study the relative efficiencies of the Burkard 7-Day Recording Volumetric Spore Trap, the Sampling Technologies Rotorod Model 20 and the Burkard Personal Volumetric Air Sampler were evaluated for Urticaceae and Poaceae pollen under field conditions, and the influence of wind speed and relative humidity on these efficiency relationships was assessed. Data for the two pollen taxa were collected during 2010 and 2011-12 respectively. Results: The three devices were found to record significantly different concentrations for both pollen taxa, with the exception of the 7-Day and Rotorod samplers for Poaceae pollen. Under the range of conditions present during the study wind speed was found to only have a significant impact on inter-sampler relationships involving the vertically orientated Burkard Personal sampler, whilst no interaction between relative efficiency and relative humidity was observed. Conclusions: Data collected with the three models of sampler should only be compared once the appropriate correction has been made, with wind speed taken into account where appropriate.

Seasonal Variation in Diurnal Atmospheric Grass Pollen Concentration Profiles

In this study, the diurnal atmospheric grass pollen concentration profile within the Danish city of Aarhus was shown to change in a systematic manner as the pollen season progressed. Although diurnal grass pollen profiles can differ greatly from day-to-day, it is common practice to establish the time of day when peak concentrations are most likely to occur using seasonally averaged diurnal profiles. Atmospheric pollen loads are highly dependent upon emissions, and different species of grass are known to flower and emit pollen at different times of the day and during different periods of the pollen season. Pollen concentrations are also influenced by meteorological factors – directly through those parameters that govern pollen dispersion and transport, and indirectly through the weather-driven flowering process. We found that three different profiles dominated the grass pollen season in Aarhus – a twin peak profile during the early season, a single evening profile during the middle of the season, and a single midday peak during the late season. Whilst this variation could not be explained by meteorological factors, no inconsistencies were found with the theory that it was driven by a succession of different grass species with different diurnal flowering patterns dominating atmospheric pollen loads as the season progressed. The potential for exposure was found to be significantly greater during the late-season period than during either the early- or mid-season periods.

Modelling Atmospheric Concentrations of Ragweed Pollen From Local and Distant Sources

Pollen grains from the genus ragweed (Ambrosia spp.) are important aeroallergens. In Europe, the largest sources of atmospheric ragweed pollen are the Rhône Valley (France), parts of Northern Italy, the Pannonian Plain and Ukraine. Episodes of Long Distance Transport (LDT) of ragweed pollen from these centres can cover large parts of Europe and are predominantly studied using receptor based models (Smith et al., (2013) and references therein). The clinical impact of allergenic ragweed pollen arriving from distant sources remains unclear (Cecchi et al. 2010). Although a recent study has found the major allergens of ragweed in air samples collected in Poznań, Poland, during episodes of long-distance transport from the Pannonian Plain (Grewling et al. 2013). The source orientated models SILAM, DEHM, COSMO-Art, METRAS and ENVIRO-HIRLAM currently report having the capability of modelling atmospheric concentrations of pollen in Europe. The performance of such source-orientated models is strongly dependent on the quality of the emissions data, which is a focus of current research (e.g. Thibaudon et al. (2014)). The output from these models are important for warning allergy sufferers in areas polluted by ragweed, but could also be used to warn the public of ragweed pollen being transported into areas where the plant is not abundant. Areas outside of the main areas of ragweed infection that contain considerable local populations must, however, also include local scale models. These models can be used to predict local concentrations, even when LDT is not present. This concept of combined LDT and local scale calculations has been shown to be work for air pollutants and is considered usable for urban scale calculations of aeroallergens once urban scale maps of aeroallergen sources have been produced.

Lessons Learnt From Ragweed and Birch Studies

Here we review some of the most important aspects of recent work on Ragweed (Ambrosia) and birch (Betula) concerning: 1) sources, 2) trends & phenology and 3) dispersion and transformation. Sources: At Northern latitudes the birch fraction in forests usually exceeds 50% of all broadleaved trees and the abundance of birch decreases with latitude from 5%-20% in many mid-latitude regions and down to 0%-2% in more southern areas. Birches are also commonly found in small woodlands or planted as ornamental trees in urban areas. Ragweeds are herbaceous weed species that are associated with areas of disturbance. Ragweed is native to North America, but considered an invasive species in Europe, Australia and China. In Europe, the four main centres are: The Pannonian Plain, Ukraine, The Po Valley (Italy) and the Rhone Valley (France). Trends & Phenology: Birch pollen seasons have started earlier during the last decades. This trend appears have decreased during recent years despite increasing spring temperatures. Ragweed tends to experience less change in flowering date as ragweed flowering depends on photoperiod. Ragweed is increasing its distribution in Europe, but airborne concentrations of ragweed pollen are not universally increasing, e.g. due to control measures or pest attacks. Dispersion & transformation: The beginning of the birch pollen season is often heralded by episodes of Long Distance Transport (LDT) from the south. Similar LDT episodes are intermittently seen for ragweed, which can reach as far north as Scandinavia. Humidity and air pollution can modify pollen grains during atmospheric transport. This can cause a change in allergenic potential of the pollen grain and is a direction for future research including the effect of co-exposure of air pollution and the transformation of aeroallergens.