Impact of vegetation and preferential source areas on global dust aerosol: results from a model study

[1] We present a model of the dust cycle that successfully predicts dust emissions as determined by land surface properties, monthly vegetation and snow cover, and 6-hourly surface wind speeds for the years 1982–1993. The model takes account of the role of dry lake beds as preferential source areas for dust emission. The occurrence of these preferential sources is determined by a water routing and storage model. The dust source scheme also explicitly takes into account the role of vegetation type as well as monthly vegetation cover. Dust transport is computed using assimilated winds for the years 1987–1990. Deposition of dust occurs through dry and wet deposition, where subcloud scavenging is calculated using assimilated precipitation fields. Comparison of simulated patterns of atmospheric dust loading with the Total Ozone Mapping Spectrometer satellite absorbing aerosol index shows that the model produces realistic results from daily to interannual timescales. The magnitude of dust deposition agrees well with sediment flux data from marine sites. Emission of submicron dust from preferential source areas are required for the computation of a realistic dust optical thickness. Sensitivity studies show that Asian dust source strengths are particularly sensitive to the seasonality of vegetation cover.

Evaluating adjusted forcing and model spread for historical and future scenarios in the CMIP5 generation of climate models

We utilize energy budget diagnostics from the Coupled Model Intercomparison Project phase 5 (CMIP5) to evaluate the models' climate forcing since preindustrial times employing an established regression technique. The climate forcing evaluated this way, termed the adjusted forcing (AF), includes a rapid adjustment term associated with cloud changes and other tropospheric and land-surface changes. We estimate a 2010 total anthropogenic and natural AF from CMIP5 models of 1.9 ± 0.9 W m−2 (5–95% range). The projected AF of the Representative Concentration Pathway simulations are lower than their expected radiative forcing (RF) in 2095 but agree well with efficacy weighted forcings from integrated assessment models. The smaller AF, compared to RF, is likely due to cloud adjustment. Multimodel time series of temperature change and AF from 1850 to 2100 have large intermodel spreads throughout the period. The intermodel spread of temperature change is principally driven by forcing differences in the present day and climate feedback differences in 2095, although forcing differences are still important for model spread at 2095. We find no significant relationship between the equilibrium climate sensitivity (ECS) of a model and its 2003 AF, in contrast to that found in older models where higher ECS models generally had less forcing. Given the large present-day model spread, there is no indication of any tendency by modelling groups to adjust their aerosol forcing in order to produce observed trends. Instead, some CMIP5 models have a relatively large positive forcing and overestimate the observed temperature change.

The evolution of the sun’s open magnetic flux: II. full solar cycle simulations

In this paper the origin and evolution of the Sun’s open magnetic flux is considered by conducting magnetic flux transport simulations over many solar cycles. The simulations include the effects of differential rotation, meridional flow and supergranular diffusion on the radial magnetic field at the surface of the Sun as new magnetic bipoles emerge and are transported poleward. In each cycle the emergence of roughly 2100 bipoles is considered. The net open flux produced by the surface distribution is calculated by constructing potential coronal fields with a source surface from the surface distribution at regular intervals. In the simulations the net open magnetic flux closely follows the total dipole component at the source surface and evolves independently from the surface flux. The behaviour of the open flux is highly dependent on meridional flow and many observed features are reproduced by the model. However, when meridional flow is present at observed values the maximum value of the open flux occurs at cycle minimum when the polar caps it helps produce are the strongest. This is inconsistent with observations by Lockwood, Stamper and Wild (1999) and Wang, Sheeley, and Lean (2000) who find the open flux peaking 1–2 years after cycle maximum. Only in unrealistic simulations where meridional flow is much smaller than diffusion does a maximum in open flux consistent with observations occur. It is therefore deduced that there is no realistic parameter range of the flux transport variables that can produce the correct magnitude variation in open flux under the present approximations. As a result the present standard model does not contain the correct physics to describe the evolution of the Sun’s open magnetic flux over an entire solar cycle. Future possible improvements in modeling are suggested.

The quest for quality: translation of a mythical idea in a global corporation

Purpose – The purpose of this paper is to present the model of the translation of particularly important ideas for the organization and its context, called mythical ideas. Design/methodology/approach – The study is based on ethnographic research. Findings – It is found that change processes based on mythical ideas are especially dynamic but also very vulnerable. The consequences of failure can be vital for the organization and its environment. Originality/value – The paper explores the outcomes to which the translation of a mythical idea can lead. The findings are of value for people involved in organizational change processes.

Transition redshift: new kinematic constraints from supernovae

The transition redshift (deceleration/acceleration) is discussed by expanding the deceleration parameter to first order around its present value. A detailed study is carried out by considering two different parametrizations, q = q(0) + q(1)z and q = q(0) + q(1)z(1 + z)(-1), and the associated free parameters (q(0), q(1)) are constrained by three different supernovae (SNe) samples. A previous analysis by Riess et al. using the first expansion is slightly improved and confirmed in light of their recent data (Gold07 sample). However, by fitting the model with the Supernova Legacy Survey (SNLS) type Ia sample, we find that the best fit to the redshift transition is z(t) = 0.61, instead of z(t) = 0.46 as derived by the High-z Supernovae Search (HZSNS) team. This result based in the SNLS sample is also in good agreement with the sample of Davis et al., z(t) = 0.60(-0.11)(+0.28) (1 sigma). Such results are in line with some independent analyses and accommodate more easily the concordance flat model (Lambda CDM). For both parametrizations, the three SNe Ia samples considered favour recent acceleration and past deceleration with a high degree of statistical confidence level. All the kinematic results presented here depend neither on the validity of general relativity nor on the matter-energy contents of the Universe.

Energy Storage for a Grid-Connected PV-System: A Feasibility Study

The work presented in this thesis concerns the dimensioning of an Energy Storage System (ESS) which will be used as an energy buffer for a grid-connected PV plant. This ESS should help managing the PV plant to inject electricity into the grid according to the requirements of the grid System Operator. It is desired to obtain a final production not below 1300kWh/kWp with a maximum ESS budget of 0.9€/Wp. The PV plant will be sited in Martinique Island and connected to the main grid. This grid is a small one where the perturbations due clouds in the PV generation are not negligible anymore. A software simulation tool, incorporating a model for the PV-plant production, the ESS and the required injection pattern of electricity into the grid has been developed in MS Excel. This tool has been used to optimize the relevant parameters defining the ESS so that the feed-in of electricity into the grid can be controlled to fulfill the conditions given by the System Operator. The inputs used for this simulation tool are, besides the conditions given by the System Operator on the allowed injection pattern, the production data from a similar PV-plant in a close-by location, and variables for defining the ESS. The PV production data used is from a site with similar climate and weather conditions as for the site on the Martinique Island and hence gives information on the short term insolation variations as well as expected annual electricity production. The ESS capacity and the injected electric energy will be the main figures to compare while doing an economic study of the whole plant. Hence, the Net Present Value, Benefit to Cost method and Pay-back period studies are carried on as dependent of the ESS capacity. The conclusion of this work is that it is possible to obtain the requested injection pattern by using an ESS. The design of the ESS can be made within an acceptable budget. The capacity of ESS to link with the PV system depends on the priorities of the final output characteristics, and it also depends on which economic parameter that is chosen as a priority.

Current account and capital mobility hypothesis: Evidence from the G-7

This paper investigates an intertemporal optimization model in order to analyze the current account of the G-7 countries, measured as the present value of the future changes in net output. The study compares observed and forecasted series, generated by the model, using Campbell & Shiller’s (1987) methodology. In the estimation process, the countries are considered separately (with OLS technique) as well as jointly (SURE approach), to capture contemporaneous correlations of the shocks in net output. The paper also proposes a note on Granger causality and its implications to the optimal current account. The empirical results are sensitive to the technique adopted in the estimation process and suggest a rejection of the model in the G-7 countries, except for the USA and Japan, according to some papers presented in the literature.

The costs of education, longevity and the poverty of nations

This paper explores the distortions on the cost of education, associated with government policies and institutional factors, as an additional determinant of cross-country income differences. Agents are finitely lived and the model takes into account life-cycle features of human capital accumulation. There are two sectors, one producing goods and the other providing educational services. The model is calibrated and simulated for 89 economies. We find that human capital taxation has a relevant impact on incomes, which is amplified by its indirect effect on returns to physical capital. Life expectancy plays an important role in determining long-run output: the expansion of the population working life increases the present value of the flow of wages, which induces further human capital investment and raises incomes. Although in our simulations the largest gains are observed when productivity is equated across countries, changes in longevity and in the incentives to educational investment are too relevant to ignore.

Avaliação de projetos de mineração utilizando a teoria das opções reais em tempo discreto : um estudo de caso em mineração de ferro

Estudo da teoria das opções reais que incorpora à avaliação de projetos de investimentos, as opções de crescimento e as flexibilidades gerenciais que surgem devido às incertezas existentes no ambiente no qual as empresas operam. Aborda os métodos tradicionais de avaliação de investimentos baseados no fluxo de caixa descontado (FCD), destaca as suas vantagens e limitações; a teoria das opções reais mostrando suas vantagens em relação aos métodos tradicionais; e um estudo de caso. Tem como objetivo principal apresentar que a teoria das opções reais é viável e complementar aos métodos tradicionais de avaliação de investimentos na indústria de mineração de ferro, com a abordagem da avaliação em tempo discreto. Este método permite especificar o problema de análise e resolvê-lo com o uso de programa de software de análise de decisão disponível no mercado de forma mais simples e mais intuitivo que os métodos tradicionais de avaliação de opções reais e permite maior flexibilidade na modelagem do problema de avaliação. A modelagem das opções reais do projeto baseia-se no uso de árvore de decisão binomial para modelar o processo estocástico. A avaliação é realizada em quatro passos de acordo com a metodologia proposta por Copeland e Antikarov (2001) e Brandão e Dyer (2005): modelagem do ativo básico, ou seja, cálculo do valor presente líquido sem flexibilidade; criação do modelo binomial utilizando o software computacional para modelar o ativo básico, computando as probabilidades neutras a risco; modelagem das opções reais no projeto; e resolução da árvore binomial, ou seja, análise das opções reais. Os resultados apresentados demonstram que é possível implementar a abordagem da avaliação de opções reais em projetos de investimentos na indústria de mineração de ferro.

Biodiesel do dendê: um estudo de viabilidade econômico financeira no Estado do Pará

O objetivo deste estudo é analisar três modelos de operação de uma usina de extração de óleo de palma, de óleo de palmiste, e de biodiesel, respectivamente, em conjunto com a produção de dendê pela agricultura familiar, visando o fornecimento exclusivo de matéria-prima para a indústria através da parceria com Programa Nacional da Agricultura Familiar. O projeto consiste na construção de uma usina de grande porte, a partir de investimentos de fontes públicas e privadas voltados à construção do complexo industrial e ao financiamento da implantação do cultivo de dendê pelos agricultores. Foram construídos quatro cenários, onde foram analisados os indicadores de performance econômico-financeira de avaliação do arranjo produtivo da indústria e da parte agrícola. Esses cenários visam a tomada de decisões de investimentos, através da utilização dos indicadores econômico-financeiros clássicos para avaliação da viabilidade do dendê como matéria-prima para o complexo industrial da usina. Entre os indicadores utilizados neste trabalho podemos citar como principais: o VPL (Valor Presente Líquido) e a TIR (Taxa Interna de Retorno), e indicadores secundários utilizados como suporte para as análises, tais como Payback Descontado, TIRM (Taxa Interna de Retorno Modificada), dentre outros. Além de indicadores sociais, como geração de renda para as famílias de agricultores, com o objetivo principal de criar valor monetário, gerar emprego e renda e pagar os recursos dos investidores púbicos. A implantação do dendezal está fundamentada no Zoneamento Agroecológico do dendê e será executada em áreas degradas por pastagens para garantir a sustentabilidade, contribuir para a recuperação ambiental através do sequestro de carbono e diminuir a pressão sobre as florestas nativas. Consequentemente, espera-se que o projeto contribua para evitar o avanço do desmatamento na região da Amazônia legal. Para tanto, foram realizadas visitas às plantações de dendê e à usina da Biopalma. Também foram realizadas visitas à Embrapa Ocidental na cidade de Manaus e Embrapa na Cidade de Campinas. Foi proposto um modelo de análise econômica financeira baseado em implantação de uma usina de grande porte para a produção de Biodiesel no Estado do Pará. O estudo apresentou, dentre suas limitações, o fato de ser complexo e amplo. A inexistência de projetos de usina grande envergadura totalmente implantados e funcionando com emprego de tecnologia e capital intensivo, como também a impossibilidade de se realizar esta pesquisa de amplo espectro sem um número consideravelmente maior de organizações envolvidas. Como resultado, os indicadores economicos analisados mostram que há viabilidade do projeto em três dos quatro cenários construídos, demonstrando que o capital dos investidores públicos, privados e do agricultor familiar serão remunerados utilizando às taxas de juros, prazos, condições do mercado de capitais. O objetivo é atrair investimentos para a produção de biodiesel, implantação de empreendimentos agrícolas, indústriais, geração emprego e renda para Agricultura Familiar na cadeia produtiva do dendê.

Previsão de preços de ativos usando restrições do modelo de valor presente

Motivados pelo debate envolvendo modelos estruturais e na forma reduzida, propomos nesse artigo uma abordagem empírica com o objetivo de ver se a imposição de restrições estruturais melhoram o poder de previsibilade vis-a-vis modelos irrestritos ou parcialmente restritos. Para respondermos nossa pergunta, realizamos previsões utilizando dados agregados de preços e dividendos de ações dos EUA. Nesse intuito, exploramos as restrições de cointegração, de ciclo comum em sua forma fraca e sobre os parâmetros do VECM impostas pelo modelo de Valor Presente. Utilizamos o teste de igualdade condicional de habilidade de previsão de Giacomini e White (2006) para comparar as previsões feitas por esse modelo com outros menos restritos. No geral, encontramos que os modelos com restrições parciais apresentaram os melhores resultados, enquanto o modelo totalmente restrito de VP não obteve o mesmo sucesso.

Elaboração de um modelo de valoração quantitativa das garantias para o setor de saneamento com utilização de Simulação de Monte Carlo: o caso PPP de Esgoto para a Região Metropolitana do Recife e Município de Goiânia

A situação do saneamento no Brasil é alarmante. Os serviços de água e esgotamento sanitário são prestados adequadamente somente para 59,4% e 39,7%, respectivamente, da população brasileira. Para mudar este quadro, estima-se que sejam necessários R$ 304 bilhões em investimentos. Parte desse volume terá que vir da iniciativa privada e a estruturação de parcerias público privadas é uma das formas de atingir este objetivo. Nestes projetos é comum o setor público oferecer garantias ao parceiro privado para assegurar a viabilidade do empreendimento. O presente trabalho apresenta um modelo para valoração destas garantias, utilizando como estudos de caso as PPP de esgoto da região metropolitana de Recife e do Município de Goiana. O resultado obtido mostrou a importância desta valoração, uma vez que dependendo do nível de garantia oferecida o valor presente dos desembolsos previstos para o setor público variou de zero a até R$ 204 milhões.

Share bidding auctions, sliding scale royalty rates and the new brazilian regulatory framework for the pre-salt areas

O governo brasileiro recentemente aprovou uma legislação instituindo um novo marco regulatório para as reservas petrolíferas do pré-sal. Segundo as novas regras, estas áreas deverão ser licitadas mediante um leilão de partilha de lucro. Motivado por esta mudança, apresentamos um modelo de leilão de partilha sob afiliação, demonstrando a existência de um equilíbrio monótono em estratégias puras e caracterizando a solução. Alem disso, provamos que este mecanismo gera receita esperada maior ou igual a um leilão de primeiro preço usual. Em seguida, introduzimos no modelo uma função representando taxas de royalties que dependem do valor do objeto. Este instrumento permite uma elevação na receita esperada de ambos os modelos, fazendo com que a diferença entre eles encolha. Finalmente, analisando o novo marco regulatório sob o ponto de vista dos resultados obtidos, concluímos que o antigo modelo de concessão utilizado pelo governo brasileiro é mais adequado e lucrativo.

Estudo do processo de combustão in-situ em reservatórios maduros de óleos médios e leves (high pressure air injection)

Nearly 3 x 1011 m3 of medium and light oils will remain in reservoirs worldwide after conventional recovery methods have been exhausted and much of this volume would be recovered by Enhanced Oil Recovery (EOR) methods. The in-situ combustion (ISC) is an EOR method in which an oxygen-containing gas is injected into a reservoir where it reacts with the crude oil to create a high-temperature combustion front that is propagated through the reservoir. The High Pressure Air Injection (HPAI) method is a particular denomination of the air injection process applied in light oil reservoirs, for which the combustion reactions are dominant between 150 and 300°C and the generation of flue gas is the main factor to the oil displacement. A simulation model of a homogeneous reservoir was built to study, which was initially undergone to primary production, for 3 years, next by a waterflooding process for 21 more years. At this point, with the mature condition established into the reservoir, three variations of this model were selected, according to the recovery factors (RF) reached, for study the in-situ combustion (HPAI) technique. Next to this, a sensitivity analysis on the RF of characteristic operational parameters of the method was carried out: air injection rate per well, oxygen concentration into the injected gas, patterns of air injection and wells perforations configuration. This analysis, for 10 more years of production time, was performed with assistance of the central composite design. The reservoir behavior and the impacts of chemical reactions parameters and of reservoir particularities on the RF were also evaluated. An economic analysis and a study to maximize the RF of the process were also carried out. The simulation runs were performed in the simulator of thermal processes in reservoirs STARS (Steam, Thermal, and Advanced Processes Reservoir Simulator) from CMG (Computer Modelling Group). The results showed the incremental RF were small and the net present value (NPV) is affected by high initial investments to compress the air. It was noticed that the adoption of high oxygen concentration into the injected gas and of the five spot pattern tends to improve the RF, and the wells perforations configuration has more influence with the increase of the oil thickness. Simulated cases relating to the reservoir particularities showed that smaller residual oil saturations to gas lead to greater RF and the presence of heterogeneities results in important variations on the RF and on the production curves

Viabilidade econômica da utilização do biogás produzido em granja suínícola para geração de energia elétrica

A produção de biogás por meio de biodigestão anaeróbia representa um avanço para equacionar o problema dos dejetos produzidos pela suinocultura e disponibilidade de energia no meio rural. Este trabalho teve como objetivo estimar a viabilidade econômica de um sistema biointegrado para geração de eletricidade a partir do aproveitamento de dejetos de suínos. Os dados para este estudo foram coletados em uma agroindústria, onde são realizadas diversas atividades agrícolas; entretanto, a suinocultura foi selecionada para o processo de análise de biodigestão anaeróbia, pelo fato de gerar uma grande quantidade de dejetos, com dificuldade de disposição no meio ambiente, configurando um estudo de caso. O biodigestor analisado é um modelo tubular contínuo, com calha de água em alvenaria e com uma manta plástica como gasômetro, onde são depositados diariamente os dejetos de 2.300 suínos em fase de terminação. O investimento inicial para implantação foi estimado em R$ 51.537,17, e os custos anuais do sistema foram de R$ 5.708,20 com manutenção, R$ 4.390,40 com depreciação e R$ 1.366,77 com juros. Concluiu-se que o sistema de produção de biogás é viável do ponto de vista econômico, se o consumo de energia elétrica for de 35 kWh por dia, em média, onde o valor presente líquido (VLP) é de R$ 9.494,90, e a taxa interna de retorno (TIR) é de 9,34% ao ano.