Assessing variability and long-term trends in burned area by merging multiple satellite fire products

Long term, high quality estimates of burned area are needed for improving both prognostic and diagnostic fire emissions models and for assessing feedbacks between fire and the climate system. We developed global, monthly burned area estimates aggregated to 0.5° spatial resolution for the time period July 1996 through mid-2009 using four satellite data sets. From 2001ĝ€ "2009, our primary data source was 500-m burned area maps produced using Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) surface reflectance imagery; more than 90% of the global area burned during this time period was mapped in this fashion. During times when the 500-m MODIS data were not available, we used a combination of local regression and regional regression trees developed over periods when burned area and Terra MODIS active fire data were available to indirectly estimate burned area. Cross-calibration with fire observations from the Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) Visible and Infrared Scanner (VIRS) and the Along-Track Scanning Radiometer (ATSR) allowed the data set to be extended prior to the MODIS era. With our data set we estimated that the global annual area burned for the years 1997ĝ€ "2008 varied between 330 and 431 Mha, with the maximum occurring in 1998. We compared our data set to the recent GFED2, L3JRC, GLOBCARBON, and MODIS MCD45A1 global burned area products and found substantial differences in many regions. Lastly, we assessed the interannual variability and long-term trends in global burned area over the past 13 years. This burned area time series serves as the basis for the third version of the Global Fire Emissions Database (GFED3) estimates of trace gas and aerosol emissions.

WHO guidelines for antimicrobial treatment in children admitted to hospital in an area of intense Plasmodium falciparum transmission: prospective study.

OBJECTIVES: To assess the performance of WHO's "Guidelines for care at the first-referral level in developing countries" in an area of intense malaria transmission and identify bacterial infections in children with and without malaria. DESIGN: Prospective study. SETTING: District hospital in Muheza, northeast Tanzania. PARTICIPANTS: Children aged 2 months to 13 years admitted to hospital for febrile illness. MAIN OUTCOME MEASURES: Sensitivity and specificity of WHO guidelines in diagnosing invasive bacterial disease; susceptibility of isolated organisms to recommended antimicrobials. RESULTS: Over one year, 3639 children were enrolled and 184 (5.1%) died; 2195 (60.3%) were blood slide positive for Plasmodium falciparum, 341 (9.4%) had invasive bacterial disease, and 142 (3.9%) were seropositive for HIV. The prevalence of invasive bacterial disease was lower in slide positive children (100/2195, 4.6%) than in slide negative children (241/1444, 16.7%). Non-typhi Salmonella was the most frequently isolated organism (52/100 (52%) of organisms in slide positive children and 108/241 (45%) in slide negative children). Mortality among children with invasive bacterial disease was significantly higher (58/341, 17%) than in children without invasive bacterial disease (126/3298, 3.8%) (P<0.001), and this was true regardless of the presence of P falciparum parasitaemia. The sensitivity and specificity of WHO criteria in identifying invasive bacterial disease in slide positive children were 60.0% (95% confidence interval 58.0% to 62.1%) and 53.5% (51.4% to 55.6%), compared with 70.5% (68.2% to 72.9%) and 48.1% (45.6% to 50.7%) in slide negative children. In children with WHO criteria for invasive bacterial disease, only 99/211(47%) of isolated organisms were susceptible to the first recommended antimicrobial agent. CONCLUSIONS: In an area exposed to high transmission of malaria, current WHO guidelines failed to identify almost a third of children with invasive bacterial disease, and more than half of the organisms isolated were not susceptible to currently recommended antimicrobials. Improved diagnosis and treatment of invasive bacterial disease are needed to reduce childhood mortality.

Plantar Loading During Cutting While Wearing a Rigid Carbon Fiber Insert.

Context : Stress fractures are one of the most common injuries in sports, accounting for approximately 10% of all overuse injuries. Treatment of fifth metatarsal stress fractures involves both surgical and nonsurgical interventions. Fifth metatarsal stress fractures are difficult to treat because of the risks of delayed union, nonunion, and recurrent injuries. Most of these injuries occur during agility tasks, such as those performed in soccer, basketball, and lacrosse. Objective : To examine the effect of a rigid carbon graphite footplate on plantar loading during 2 agility tasks. Design :  Crossover study. Setting : Laboratory. Patients or Other Participants : A total of 19 recreational male athletes with no history of lower extremity injury in the past 6 months and no previous metatarsal stress fractures were tested. Main Outcome Measure(s) :  Seven 45° side-cut and crossover-cut tasks were completed in a shoe with or without a full-length rigid carbon plate. Testing order between the shoe conditions and the 2 cutting tasks was randomized. Plantar-loading data were recorded using instrumented insoles. Peak pressure, maximum force, force-time integral, and contact area beneath the total foot, the medial and lateral midfoot, and the medial, middle, and lateral forefoot were analyzed. A series of paired t tests was used to examine differences between the footwear conditions (carbon graphite footplate, shod) for both cutting tasks independently (α = .05). Results : During the side-cut task, the footplate increased total foot and lateral midfoot peak pressures while decreasing contact area and lateral midfoot force-time integral. During the crossover-cut task, the footplate increased total foot and lateral midfoot peak pressure and lateral forefoot force-time integral while decreasing total and lateral forefoot contact area. Conclusions : Although a rigid carbon graphite footplate altered some aspects of the plantar- pressure profile during cutting in uninjured participants, it was ineffective in reducing plantar loading beneath the fifth metatarsal.

ARAB MUSICIANS IN WASHINGTON, D.C. AREA: ETHNICITY AND IDENTITY

Musicians living in the Arab Diaspora around the Washington, D.C. metro area are a small group of multi-faceted individuals with significant contributions and intentions to propagate and disseminate their music. Various levels of identity are discussed and analyzed, including self-identity, group/ collective identity, and Arab ethnic identity. The performance and negotiation of Arab ethnic identity is apparent in selected repertoire, instrumentation, musical style, technique and expression, shared conversations about music, worldview on Arabic music and its future. For some musicians, further evidence of self-construction of one's ethnic identity entails choice of name, costume, and venue. Research completed is based on fieldwork, observations, participant-observations, interviews, and communications by phone and email. This thesis introduces concepts of Arabic music, discusses recent literature, reveals findings from case studies on individual Arab musicians and venues, and analyzes Arab identity and ethnicity in relation to particular definitions of identity found in anthropological and ethnomusicological writings. Musical lyrics, translations, transcriptions, quotes, discussions, analyses, as well as charts and diagrams of self-identity analyses are provided as evidence of the performance and negotiation of Arab identity.

Activation in mesolimbic and visuospatial neural circuits elicited by smoking cues: evidence from functional magnetic resonance imaging.

OBJECTIVE: The authors sought to increase understanding of the brain mechanisms involved in cigarette addiction by identifying neural substrates modulated by visual smoking cues in nicotine-deprived smokers. METHOD: Event-related functional magnetic resonance imaging (fMRI) was used to detect brain activation after exposure to smoking-related images in a group of nicotine-deprived smokers and a nonsmoking comparison group. Subjects viewed a pseudo-random sequence of smoking images, neutral nonsmoking images, and rare targets (photographs of animals). Subjects pressed a button whenever a rare target appeared. RESULTS: In smokers, the fMRI signal was greater after exposure to smoking-related images than after exposure to neutral images in mesolimbic dopamine reward circuits known to be activated by addictive drugs (right posterior amygdala, posterior hippocampus, ventral tegmental area, and medial thalamus) as well as in areas related to visuospatial attention (bilateral prefrontal and parietal cortex and right fusiform gyrus). In nonsmokers, no significant differences in fMRI signal following exposure to smoking-related and neutral images were detected. In most regions studied, both subject groups showed greater activation following presentation of rare target images than after exposure to neutral images. CONCLUSIONS: In nicotine-deprived smokers, both reward and attention circuits were activated by exposure to smoking-related images. Smoking cues are processed like rare targets in that they activate attentional regions. These cues are also processed like addictive drugs in that they activate mesolimbic reward regions.

Spatial and temporal scales of neuronal correlation in visual area V4.

The spiking activity of nearby cortical neurons is correlated on both short and long time scales. Understanding this shared variability in firing patterns is critical for appreciating the representation of sensory stimuli in ensembles of neurons, the coincident influences of neurons on common targets, and the functional implications of microcircuitry. Our knowledge about neuronal correlations, however, derives largely from experiments that used different recording methods, analysis techniques, and cortical regions. Here we studied the structure of neuronal correlation in area V4 of alert macaques using recording and analysis procedures designed to match those used previously in primary visual cortex (V1), the major input to V4. We found that the spatial and temporal properties of correlations in V4 were remarkably similar to those of V1, with two notable differences: correlated variability in V4 was approximately one-third the magnitude of that in V1 and synchrony in V4 was less temporally precise than in V1. In both areas, spontaneous activity (measured during fixation while viewing a blank screen) was approximately twice as correlated as visual-evoked activity. The results provide a foundation for understanding how the structure of neuronal correlation differs among brain regions and stages in cortical processing and suggest that it is likely governed by features of neuronal circuits that are shared across the visual cortex.

The Impact of Prenatal Nicotine Exposure on Impulsivity and Neural Firing in the Medial Prefrontal Cortex

Prenatal nicotine exposure (PNE) is linked to a large number of psychiatric disorders, including attention deficit hyperactivity disorder (ADHD). Current literature suggests that core deficits observed in ADHD reflect abnormal inhibitory control governed by the prefrontal cortex (PFC) of the brain. The PFC is structurally altered by PNE, but it is still unclear how neural firing is affected during tasks that test behavioral inhibition, such as the stop-signal task, or if neural correlates related to inhibitory control are affected after PNE in awake behaving animals. To address these questions, we recorded from single medial PFC (mPFC) neurons in control rats and PNE rats as they performed our stopsignal task. We found that PNE rats were faster for all trial types and were less likely to inhibit the behavioral response on STOP trials. Neurons in mPFC fired more strongly on STOP trials and were correlated with accuracy and reaction time. Although the number of neurons exhibiting significant modulation during task performance did not differ between groups, overall activity in PNE was reduced. We conclude that PNE makes rats impulsive and reduces firing in mPFC neurons that carry signals related to response inhibition.

Surface area, porosity and water adsorption properties of fine volcanic ash particles

Our understanding on how ash particles in volcanic plumes react with coexisting gases and aerosols is still rudimentary, despite the importance of these reactions in influencing the chemistry and dynamics of a plume. In this study, six samples of fine ash (<100 μm) from different volcanoes were measured for their specific surface area, as, porosity and water adsorption properties with the aim to provide insights into the capacity of silicate ash particles to react with gases, including water vapour. To do so, we performed high-resolution nitrogen and water vapour adsorption/desorption experiments at 77 K and 303 K, respectively. The nitrogen data indicated as values in the range 1.1-2.1 m2/g, except in one case where as of 10 m2/g was measured. This high value is attributed to incorporation of hydrothermal phases, such as clay minerals, in the ash surface composition. The data also revealed that the ash samples are essentially non-porous, or have a porosity dominated by macropores with widths >500 Å All the specimens had similar pore size distributions, with a small peak centered around 50 Å These findings suggest that fine ash particles have relatively undifferentiated surface textures, irrespective of the chemical composition and eruption type. Adsorption isotherms for water vapour revealed that the capacity of the ash samples for water adsorption is systematically larger than predicted from the nitrogen adsorption as values. Enhanced reactivity of the ash surface towards water may result from (i) hydration of bulk ash constituents; (ii) hydration of surface compounds; and/or (iii) hydroxylation of the surface of the ash. The later mechanism may lead to irreversible retention of water. Based on these experiments, we predict that volcanic ash is covered by a complete monolayer of water under ambient atmospheric conditions. In addition, capillary condensation within ash pores should allow for deposition of condensed water on to ash particles before water reaches saturation in the plume. The total mass of water vapour retained by 1 g of fine ash at 0.95 relative water vapour pressure is calculated to be ∼10-2 g. Some volcanic implications of this study are discussed. © Springer-Verlag 2004.

La simbiosis entre pastos y hongos endofitos : su impronta aérea y subterránea en distintos contextos agroecológicos

Las plantas integran interacciones con múltiples especies mutualistas y antagonistas. Recientemente, se ha comenzado a considerar a los microorganismos simbiontes y en particular a hongos endofitos como moduladores de otras interacciones y, en consecuencia, de la estructura y el funcionamiento de las comunidades. El objetivo de esta tesis fue evaluar los efectos de la simbiosis entre pastos y hongos endofitos asexuales (Neotyphodium spp., Clavicipitaceae) sobre las comunidades del suelo y las relaciones de retroalimentación planta-suelo. Se postuló que la simbiosis Lolium multiflorum-N. occultans modifica la estructura de las comunidades aéreas a través de cambios en el suelo, y que estos efectos pueden variar con el contexto ecológico. Se realizaron ocho experimentos (en mesocosmos y a campo) en los que se manipuló la proporción de plantas con endofitos bajo distintas condiciones ambientales generadas por el pastoreo o la historia de uso. La presencia de la simbiosis redujo las tasas de descomposición y modificó la estructura de las redes tróficas del suelo, probablemente a través de la actividad radicular de la planta hospedante. La simbiosis generó respuestas de retroalimentación negativa sobre otras especies herbáceas, mejoró la capacidad invasora de L. multiflorum, aumentó la riqueza de especies vegetales y redujo la cobertura de pastos nativos y exóticos. Sin embargo, estos efectos sobre las comunidades aéreas y subterráneas fueron evidentes solo bajo ciertas condiciones dadas por el pastoreo y la historia de uso del suelo. Las interacciones múltiples que establecen las plantas y la historia del ambiente deberían ser consideradas en los modelos que describen los mecanismos que determinan la estructura y el funcionamiento de las comunidades. Esta tesis sostiene que la simbiosis pasto-endofito es más que un mutualismo defensivo ya que modula interacciones múltiples entre componentes aéreos y subterráneos e influye sobre la invasión y el ensamble de las comunidades

Estimación satelital de la productividad primaria neta aérea de la vegetación herbácea del Caldenal

En la Región del Caldenal es necesario generar cambios en la implementación de prácticas de manejo de la ganadería, desarrollar una actividad sustentable y, a su vez, evitar el mayor deterioro del ecosistema y sus servicios. Dichos cambios deberían incluir el uso racional del la vegetación herbácea, combinado con pasturas C4, actividad que en los últimos años se expandió en la región. Para lograr la complementariedad de dichos recursos y poder estructurar estrategias de manejo, debe conocerse su funcionamiento, estacionalidad y productividad. La información satelital provee la ventaja de otorgar gran cantidad y calidad de datos, en distintas escalas espaciales y temporales. El presente trabajo explora algunas posibilidades para la aplicación de dichas herramientas en la Región del Caldenal. La finalidad es proponer estrategias para conocer en forma sencilla la productividad primaria neta aérea del sistema, como determinante de la receptividad animal y el funcionamiento del ecosistema. Se utilizaron imágenes correspondientes a 60 potreros, distribuidos en seis localidades de la Región del Caldenal, Provincia de La Pampa, con bosque de caldén ("fachinal"), sabanas ("Caldenal"), pasturas de Eragrostis curvula y de Panicum coloratum. Con dichas imágenes se evaluó la variabilidad del Índice de Vegetación Normalizado (IVN) en el tiempo, relacionándolo con el funcionamiento ecosistémico (Capítulo 2), se propuso una metodología para discriminar el IVN de la vegetación herbácea y leñosa en los potreros de sabana (Capítulo 3) y se estimó la Productividad Primaria Neta Aérea de los distintos recursos, realizando comparaciones de estacionalidad y producción, y correlaciones con variables ambientales (Capítulo 4). El presente trabajo demuestra las potencialidades de uso de herramientas satelitales para estimar diferentes atributos de los recursos naturales y cultivados del Caldenal. El ajuste de dichas técnicas en la región resulta clave para el diseño de estrategias de manejo ganadero sustentables y conservación de los recursos.

Variación espacial y temporal de la producción primaria neta aérea y secundaria neta

Las actividades humanas impactan fuertemente sobre los procesos de los ecosistemas. En los sistemas ganaderos, las actividades humanas intentan maximizar el flujo de energía hacia la productividad secundaria. Las consecuencias sobre la transferencia de energía desde la productividad primaria neta aérea (PPNA) a la producción secundaria neta no están totalmente establecidas. Varios estudios describieron la relación entre la carga animal y la PPNA a lo largo de gradientes regionales de recursos, tanto en sistemas naturales como ganaderos. Pero persisten al menos tres vacíos de conocimiento sobre los sistemas ganaderos que fueron abordados en esta tesis. En primer lugar, no se conocía la relación entre la producción secundaria neta y la PPNA, a lo largo de un gradiente regional de recursos y se desconocía la medida en que la actividad humana afectaba diferencialmente a los procesos parciales entre la PPNA y la producción secundaria : la eficiencia de cosecha (consumo / PPNA) y la eficiencia de producción (producción secundaria / consumo). En segundo lugar, no se conocía la relación entre la variabilidad interanual del flujo de entrada de energía, la PPNA, y el de salida, la producción secundaria neta, entre sitios que difieren por la disponibilidad de recursos o por el impacto humano. Asociado a esto existían escasos antecedentes sobre la relación entre producción secundaria, o algún determinante de esta, y la disponibilidad de recursos a través del tiempo. En particular, no existían evidencias de si esta relación temporal cambiaba a lo largo de un gradiente espacial y regional de recursos. En tercer lugar, eran muy escasos los antecedentes sobre las variaciones estacionales del índice de cosecha, y la incidencia de la carga y la PPNA sobre tales variaciones. Para abordar los primeros dos vacíos de conocimiento se compiló información de precipitación, carga animal y producción secundaria, tanto de sistemas naturales como de sistemas ganaderos. La información de sistemas naturales se obtuvo de búsquedas bibliográficas y compilaciones a nivel mundial ya publicadas. La de los sistemas ganaderos se obtuvo de dos fuentes. La primera, contempló información de 113 establecimientos ubicados a lo largo de un amplio gradiente de precipitación regional el de Argentina, pertencecientes en su mayoría la movimiento CREA. La segunda, se realizó a partir de la información brindada por el plan nacional de vacunación de aftosa para departamentos ubicados al norte del río Colorado. Para este último análisis, se estimó la PPNA a partir de información satelital, usando la lógica del modelo propuesto por Monteith (...) Para abordar el tercer vacío de conocimiento, se llevó adelante un ensayo en el que se manipularon la PPNA y su calidad, a través de dos comunidades vegetales diferentes, y la carga animal, a través de tres niveles. Este ensayo se condujo a lo largo de un año para evaluar la dinámica estacional del índice de cosecha, y al mismo tiempo identificar los factores que la regulan. En relación al primer vacío, la relación entre la producción secundaria neta y la PPNA mostró un patrón unimodal. A su vez se observó que a igual PPNA la producción secundaria neta de los sistemas ganaderos fue mayor a la de los naturales. Este incremento de la producción secundaria se debió en mayor medida a un aumento del índice de cosecha y en menor medida a un aumento en la eficiencia de producción. En relación al segundo vacío, la variabilidad interanual de la lluvia, principal control abiótico del flujo de entrada, no se relacionó significativamente con la variabilidad de un componente del siguiente nivel trófico, la carga animal, tanto en sistemas naturales como ganaderos. Sin embargo, la variabilidad de la carga animal de los naturales fue mayor que la de los ganaderos. En estos últimos la variabilidad de la PPNA, fue el doble que la de la carga animal (...) En relación al tercer vacío, se mostró que el principal control de la variación estacional del índice de cosecha fue la PPNA. Esta tesis representa la primera evidencia del impacto de la introducción de herbívoros exóticos a lo largo de un gradiente regional sobre el flujo desde la PPNA a la producción secundaria neta y brinda una de las pocas evaluaciones sobre el impacto humano sobre la estabilidad de este flujo. Finalmente, se desarrolló un modelo que permitiría mejorar las estimaciones de carga animal al relacionar la dinámica del índice de cosecha con la biomasa acumulada estimada a partir de la PPNA acumulada por estación del año.

Estimación de biomasa aérea en pasturas templadas de sistemas lecheros pastoriles

En sistemas lecheros pastoriles la estacionalidad y la variación interanual de la productividad forrajera constituyen la principal restricción tanto biofísica como económica. La medición de biomasa aérea permite estimar el forraje disponible y la productividad forrajera. Para medir la biomasa aérea de un recurso el productor puede utilizar tanto métodos directos como indirectos. El presente trabajo estudia estos métodos de estimación de biomasa aérea en una pastura mixta (trébol blanco, trébol rojo y cebadilla) de un establecimiento lechero ubicado en Suipacha, Pcia. de Buenos Aires (Argentina). Entre 2007 y 2008 tres observadores recorrieron un potrero cada tres semanas y estimaron la biomasa aérea presente en 12 unidades de muestreo de 0,09 m². Luego, se cortó al ras del suelo el material presente en cada unidad, se recolectó y se llevó al laboratorio para su procesamiento. Los métodos indirectos utilizados fueron la estimación visual, el pasturómetro y la regla graduada. Se generaron ecuaciones de calibración para cada método a distintas escalas temporales (Capítulo 2). Los resultados sugieren que los métodos indirectos son buenos estimadores de la biomasa aérea obtenida por cortes, tanto a escala anual como a escala estacional. En algunos casos, la precisión de la calibración del método estuvo afectada por la estación considerada. La validación de los modelos se realizó a dos niveles de análisis (Capítulo 3). La validación con una ecuación por estación sugiere que el método más preciso fue la estimación visual. En cambio, la validación con una ecuación para todo el período sugiere que todos los métodos fueron poco precisos. Algunos de los métodos estudiados en este trabajo, como la estimación visual y el pasturómetro, se presentan como promisorios. El uso de métodos sencillos, económicos y prácticos como estos permitiría mejorar el manejo y la eficiencia de los sistemas de producción de leche de base pastoril.

Efecto de variables ambientales sobre la productividad primaria neta aérea y la concentración de proteína bruta de gramíneas en sistemas silvopastoriles de ñire (Nothofagus antarctica) : creación de un modelo de simulación

Nothofagus antarctica (ñire) ocupa una importante superficie de los bosques de Patagonia Sur, siendo ampliamente usado como sistemas silvopastoriles con ganadería ovina y bovina. Sin embargo, en la mayoría de los casos el uso de estos bosques se realiza sin un manejo que permita optimizar la sustentabilidad del sistema. En esta tesis se estudió el efecto de distintas variables ambientales (temperatura, humedad del suelo, radiación) sobre la productividad y concentración de Proteína bruta (PB) de gramíneas en distintas situaciones de calidad forestal y coberturas de copas de bosques de ñire, así como también procesos asociados: descomposición y dinámica de nutrientes (mineralización-inmovilización) de residuos del estrato arbóreo y graminoso y mineralización de nitrógeno del suelo. La productividad de materia seca (MS) aérea de gramíneas (rango entre 135 a 1863 kg MS ha-1) estuvo positivamente asociada a la calidad forestal de los sitios, mientras que el efecto de las coberturas de copa dependió de la interacción con otras variables ambientales. Los valores de PB variaron principalmente según la cobertura de copa encontrándose los mayores valores en lugares más sombreados (transmisividades menor al 70 por ciento). La descomposición, tanto en hojas de ñire como en gramíneas, varió según el nivel de radiación, siendo mayores en los lugares con menor cobertura. Por otro lado, la dinámica de nutrientes no fue afectada por la CS o alguna variable estudiada. La mineralización de nitrógeno del suelo fue mayormente afectada por la humedad del suelo y el efecto de la cobertura de copa según la calidad del sitio forestal. Finalmente con los datos obtenidos e información de bibliografía se generó un modelo de simulación de productividad de MS y concentración de PB de gramíneas creciendo en bosques de ñire. El modelo generado después de ser sometido a diferentes pruebas se considera aceptable para ser usado como una herramienta de manejo sustentable en estos sistemas, aportando además nuevos conocimientos sobre las causales en la variación productiva y de calidad de los pastizales en bosques de ñire.

Determining the irrigated area under center - pivots systems in the southewestern of Buenos Aires Province (Argentina) employing satellite images

p.109-119