Cloud information content analysis of multi-angular measurements in the oxygen A-band: application to 3MI and MSPI

The vertical distribution of cloud cover has a significant impact on a large number of meteorological and climatic processes. Cloud top altitude and cloud geometrical thickness are then essential. Previous studies established the possibility of retrieving those parameters from multi-angular oxygen A-band measurements. Here we perform a study and comparison of the performances of future instruments. The 3MI (Multi-angle, Multi-channel and Multi-polarization Imager) instrument developed by EUMETSAT, which is an extension of the POLDER/PARASOL instrument, and MSPI (Multi-angles Spectro-Polarimetric Imager) develoloped by NASA's Jet Propulsion Laboratory will measure total and polarized light reflected by the Earth's atmosphere–surface system in several spectral bands (from UV to SWIR) and several viewing geometries. Those instruments should provide opportunities to observe the links between the cloud structures and the anisotropy of the reflected solar radiation into space. Specific algorithms will need be developed in order to take advantage of the new capabilities of this instrument. However, prior to this effort, we need to understand, through a theoretical Shannon information content analysis, the limits and advantages of these new instruments for retrieving liquid and ice cloud properties, and especially, in this study, the amount of information coming from the A-Band channel on the cloud top altitude (CTOP) and geometrical thickness (CGT). We compare the information content of 3MI A-Band in two configurations and that of MSPI. Quantitative information content estimates show that the retrieval of CTOP with a high accuracy is possible in almost all cases investigated. The retrieval of CGT seems less easy but possible for optically thick clouds above a black surface, at least when CGT > 1–2 km.

Probing the Large Magellanic Cloud age gap at intermediate cluster masses

The Large Magellanic Cloud (LMC) has a rich star cluster system spanning a wide range of ages and masses. One striking feature of the LMC cluster system is the existence of an age gap between 3 and 10 Gyr. But this feature is not clearly seen among field stars. Three LMC fields containing relatively poor and sparse clusters whose integrated colours are consistent with those of intermediate-age simple stellar populations have been imaged in BVI with the Optical Imager (SOI) at the Southern Telescope for Astrophysical Research (SOAR). A total of six clusters, five of them with estimated initial masses M < 104 M(circle dot), were studied in these fields. Photometry was performed and colour-magnitude diagrams (CMDs) were built using standard point spread function fitting methods. The faintest stars measured reach V similar to 23. The CMD was cleaned from field contamination by making use of the three-dimensional colour and magnitude space available in order to select stars in excess relative to the field. A statistical CMD comparison method was developed for this purpose. The subtraction method has proven to be successful, yielding cleaned CMDs consistent with a simple stellar population. The intermediate-age candidates were found to be the oldest in our sample, with ages between 1 and 2 Gyr. The remaining clusters found in the SOAR/SOI have ages ranging from 100 to 200 Myr. Our analysis has conclusively shown that none of the relatively low-mass clusters studied by us belongs to the LMC age gap.

The Pollination Biology and Mating System of a Peripheral Population of Witheringia solanacea (Solanaceae)

Pollinator visitation rates over the life of a flower are determined by pollinator abundance and floral longevity. If flowers are not visited frequently enough, pollen limitation may occur, favoring the evolution of self-compatibility (SC). In plant species with varying SC levels, central populations often are self-incompatible (SI) and peripheral populations are SC. Witheringia solanacea (Solanaceae) is a species that follows this trend with the exception of one population in the Monteverde Cloud Forest Reserve, which is peripheral yet SI. I investigated this population using multiple techniques including floral bagging, pollinator observations, microsatellite analysis, and floral longevity manipulations. My results confirmed the self-incompatibility of the Monteverde population and indicated low but perhaps adequate rates of pollinator visitation per flower per hour. I found reduced genetic diversity at Monteverde and gene flow occurring unidirectionally from San Luis (a central population) to Monteverde. In the greenhouse, there was more of an effect of male than female function on floral longevity, but the largest differences were environmental. Flowers stayed open substantially longer when cool, cloudy weather was simulated and shorter when conditions were hot and sunny. The results indicate that the Monteverde population of W. solanacea is SI because 1) it is unable to maximize its fitness due to gene flow from San Luis and its relatively recent colonization of the area and 2) pollen limitation may not be severe because of supplemental pollinator availability from other Witheringia species in the area and increased floral longevities due to cool and cloudy conditions.

Waveshapes of continuing currents and properties of M-components in natural positive cloud-to-ground lightning

This work analyses the waveshapes of continuing currents and parameters of M-components in positive cloud-to-ground (CG) flashes through high-speed GPS synchronized videos. The dataset is composed of only long continuing currents (with duration longer than 40 ms) and was selected from more than 800 flashes recorded in Sao Jose dos Campos (45.864 degrees W, 23.215 degrees S) and Uruguaiana (29.806 degrees W, 57.005 degrees S) in Southeast and South of Brazil, respectively, during 2003 to 2007 summers. The videos are compared with data obtained by the Brazilian Lightning Location System (BrasilDAT) in order to determine the polarity of each flash and select only positive cases. There are only two studies of waveshapes of continuing currents in the literature. One is based on direct current measurements of triggered lightning, in which four different types of waveshapes were observed; and the other is based on measurements of luminosity variations in high-speed videos of CG negative lightning, in which besides the four types above mentioned two additional types were observed. The present work is an extension of the latter, using the same method but now applied to obtain the waveshapes of positive CG lightning. As far as the authors know, this is the first report on M-components in positive continuing currents. We also have used the luminosity-versus-time graphs to observe their occurrence and measure some parameters (duration, elapsed time and time between two successive M-components), whose statistics are presented and compared in detail to the data for negative flashes. We have plotted a histogram of the M-components elapsed time over the total duration of the continuing current for positive flashes, which presented an exponential decay (correlation coefficient: 0.83), similar to what has been observed for negative flashes. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Nanostructured films employed as sensing units in an electronic tongue system

Nanostructured films of lignin (macromolecule extracted from sugar cane bagasse), polypyrrole (conducting polymer) and bis butylimido perylene (organic dye) were used in the detection of trace levels of fluorine (from H2SiF6), chlorine (from NaCIO), Pb+2, Cu+2, and Cd+2 in aqueous solutions. Langmuir monolayers on ultrapure water were characterised by surface pressure-mean molecular area (II-A) isotherms. Langmuir-Blodgett (LB) films were transferred onto gold interdigitated electrodes and used as individual sensing units of an electronic tongue system. Impedance spectroscopy measurements were taken with the sensor immersed into aqueous solutions containing the ions described above in different molar concentrations. Fourier transform infrared absorption (FTIR) was employed to identify possible interactions between the LB films and the analytes in solution, and no significant changes could be observed in the FTIR spectra of BuPTCD and Ppy. Therefore, the results for lignin point to an interaction involving the electronic cloud of the phenyl groups with the metallic ions.

Behavior of Triton X-114 cloud point in the presence of inorganic electrolytes

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Studying Close Approaches for a Cloud of Particles Considering Atmospheric Drag

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

The rapid atmospheric monitoring system of the Pierre Auger Observatory

The Pierre Auger Observatory is a facility built to detect air showers produced by cosmic rays above 10(17) eV. During clear nights with a low illuminated moon fraction, the UV fluorescence light produced by air showers is recorded by optical telescopes at the Observatory. To correct the observations for variations in atmospheric conditions, atmospheric monitoring is performed at regular intervals ranging from several minutes (for cloud identification) to several hours (for aerosol conditions) to several days (for vertical profiles of temperature, pressure, and humidity). In 2009, the monitoring program was upgraded to allow for additional targeted measurements of atmospheric conditions shortly after the detection of air showers of special interest, e. g., showers produced by very high-energy cosmic rays or showers with atypical longitudinal profiles. The former events are of particular importance for the determination of the energy scale of the Observatory, and the latter are characteristic of unusual air shower physics or exotic primary particle types. The purpose of targeted (or "rapid") monitoring is to improve the resolution of the atmospheric measurements for such events. In this paper, we report on the implementation of the rapid monitoring program and its current status. The rapid monitoring data have been analyzed and applied to the reconstruction of air showers of high interest, and indicate that the air fluorescence measurements affected by clouds and aerosols are effectively corrected using measurements from the regular atmospheric monitoring program. We find that the rapid monitoring program has potential for supporting dedicated physics analyses beyond the standard event reconstruction.

Cloud Computing: analisi dei modelli architetturali e delle tecnologie per lo sviluppo di applicazioni

Uno dei temi più discussi ed interessanti nel mondo dell’informatica al giorno d’oggi è sicuramente il Cloud Computing. Nuove organizzazioni che offrono servizi di questo tipo stanno nascendo ovunque e molte aziende oggi desiderano imparare ad utilizzarli, migrando i loro centri di dati e le loro applicazioni nel Cloud. Ciò sta avvenendo anche grazie alla spinta sempre più forte che stanno imprimendo le grandi compagnie nella comunità informatica: Google, Amazon, Microsoft, Apple e tante altre ancora parlano sempre più frequentemente di Cloud Computing e si stanno a loro volta ristrutturando profondamente per poter offrire servizi Cloud adeguandosi così a questo grande cambiamento che sta avvenendo nel settore dell’informatica. Tuttavia il grande movimento di energie, capitali, investimenti ed interesse che l’avvento del Cloud Computing sta causando non aiuta a comprendere in realtà che cosa esso sia, al punto tale che oggi non ne esiste ancora una definizione univoca e condivisa. La grande pressione inoltre che esso subisce da parte del mondo del mercato fa sì che molte delle sue più peculiari caratteristiche, dal punto di vista dell’ingegneria del software, vengano nascoste e soverchiate da altre sue proprietà, architetturalmente meno importanti, ma con un più grande impatto sul pubblico di potenziali clienti. L’obbiettivo che ci poniamo con questa tesi è quindi quello di esplorare il nascente mondo del Cloud Computing, cercando di comprenderne a fondo le principali caratteristiche architetturali e focalizzando l’attenzione in particolare sullo sviluppo di applicazioni in ambiente Cloud, processo che sotto alcuni aspetti si differenzia molto dallo sviluppo orientato ad ambienti più classici. La tesi è così strutturata: nel primo capitolo verrà fornita una panoramica sul Cloud Computing nella quale saranno date anche le prime definizioni e verranno esposti tutti i temi fondamentali sviluppati nei capitoli successivi. Il secondo capitolo costituisce un approfondimento su un argomento specifico, quello dei Cloud Operating System, componenti fondamentali che permettono di trasformare una qualunque infrastruttura informatica in un’infrastruttura Cloud. Essi verranno presentati anche per mezzo di molte analogie con i classici sistemi operativi desktop. Con il terzo capitolo ci si addentra più a fondo nel cuore del Cloud Computing, studiandone il livello chiamato Infrastructure as a Service tramite un esempio concreto di Cloud provider: Amazon, che fornisce i suoi servizi nel progetto Amazon Web Services. A questo punto, più volte nel corso della trattazione di vari temi saremo stati costretti ad affrontare le problematiche relative alla gestione di enormi moli di dati, che spesso sono il punto centrale di molte applicazioni Cloud. Ci è parso quindi importante approfondire questo argomento in un capitolo appositamente dedicato, il quarto, supportando anche in questo caso la trattazione teorica con un esempio concreto: BigTable, il sistema di Google per la gestione della memorizzazione di grandi quantità di dati. Dopo questo intermezzo, la trattazione procede risalendo lungo i livelli dell’architettura Cloud, ricalcando anche quella che è stata l’evoluzione temporale del Cloud Computing: nel quinto capitolo, dal livello Infrastructure as a Service si passa quindi a quello Platform as a Service, tramite lo studio dei servizi offerti da Google Cloud Platform. Il sesto capitolo costituisce invece il punto centrale della tesi, quello che ne soddisfa l’obbiettivo principale: esso contiene infatti uno studio approfondito sullo sviluppo di applicazioni orientate all’ambiente Cloud. Infine, il settimo capitolo si pone come un ponte verso possibili sviluppi futuri, analizzando quali sono i limiti principali delle tecnologie, dei modelli e dei linguaggi che oggi supportano il Cloud Computing. In esso viene proposto come possibile soluzione il modello ad attori; inoltre viene anche presentato il framework Orleans, che Microsoft sta sviluppando negli ultimi anni con lo scopo appunto di supportare lo sviluppo di applicazioni in ambiente Cloud.

Il Problema della Sicurezza nel Cloud Computing

Il termine cloud ha origine dal mondo delle telecomunicazioni quando i provider iniziarono ad utilizzare servizi basati su reti virtuali private (VPN) per la comunicazione dei dati. Il cloud computing ha a che fare con la computazione, il software, l’accesso ai dati e servizi di memorizzazione in modo tale che l’utente finale non abbia idea della posizione fisica dei dati e la configurazione del sistema in cui risiedono. Il cloud computing è un recente trend nel mondo IT che muove la computazione e i dati lontano dai desktop e dai pc portatili portandoli in larghi data centers. La definizione di cloud computing data dal NIST dice che il cloud computing è un modello che permette accesso di rete on-demand a un pool condiviso di risorse computazionali che può essere rapidamente utilizzato e rilasciato con sforzo di gestione ed interazione con il provider del servizio minimi. Con la proliferazione a larga scala di Internet nel mondo le applicazioni ora possono essere distribuite come servizi tramite Internet; come risultato, i costi complessivi di questi servizi vengono abbattuti. L’obbiettivo principale del cloud computing è utilizzare meglio risorse distribuite, combinarle assieme per raggiungere un throughput più elevato e risolvere problemi di computazione su larga scala. Le aziende che si appoggiano ai servizi cloud risparmiano su costi di infrastruttura e mantenimento di risorse computazionali poichè trasferiscono questo aspetto al provider; in questo modo le aziende si possono occupare esclusivamente del business di loro interesse. Mano a mano che il cloud computing diventa più popolare, vengono esposte preoccupazioni riguardo i problemi di sicurezza introdotti con l’utilizzo di questo nuovo modello. Le caratteristiche di questo nuovo modello di deployment differiscono ampiamente da quelle delle architetture tradizionali, e i meccanismi di sicurezza tradizionali risultano inefficienti o inutili. Il cloud computing offre molti benefici ma è anche più vulnerabile a minacce. Ci sono molte sfide e rischi nel cloud computing che aumentano la minaccia della compromissione dei dati. Queste preoccupazioni rendono le aziende restie dall’adoperare soluzioni di cloud computing, rallentandone la diffusione. Negli anni recenti molti sforzi sono andati nella ricerca sulla sicurezza degli ambienti cloud, sulla classificazione delle minacce e sull’analisi di rischio; purtroppo i problemi del cloud sono di vario livello e non esiste una soluzione univoca. Dopo aver presentato una breve introduzione sul cloud computing in generale, l’obiettivo di questo elaborato è quello di fornire una panoramica sulle vulnerabilità principali del modello cloud in base alle sue caratteristiche, per poi effettuare una analisi di rischio dal punto di vista del cliente riguardo l’utilizzo del cloud. In questo modo valutando i rischi e le opportunità un cliente deve decidere se adottare una soluzione di tipo cloud. Alla fine verrà presentato un framework che mira a risolvere un particolare problema, quello del traffico malevolo sulla rete cloud. L’elaborato è strutturato nel modo seguente: nel primo capitolo verrà data una panoramica del cloud computing, evidenziandone caratteristiche, architettura, modelli di servizio, modelli di deployment ed eventuali problemi riguardo il cloud. Nel secondo capitolo verrà data una introduzione alla sicurezza in ambito informatico per poi passare nello specifico alla sicurezza nel modello di cloud computing. Verranno considerate le vulnerabilità derivanti dalle tecnologie e dalle caratteristiche che enucleano il cloud, per poi passare ad una analisi dei rischi. I rischi sono di diversa natura, da quelli prettamente tecnologici a quelli derivanti da questioni legali o amministrative, fino a quelli non specifici al cloud ma che lo riguardano comunque. Per ogni rischio verranno elencati i beni afflitti in caso di attacco e verrà espresso un livello di rischio che va dal basso fino al molto alto. Ogni rischio dovrà essere messo in conto con le opportunità che l’aspetto da cui quel rischio nasce offre. Nell’ultimo capitolo verrà illustrato un framework per la protezione della rete interna del cloud, installando un Intrusion Detection System con pattern recognition e anomaly detection.

Agents, nodes & resources: Universal naming system for a coordination middleware

La tesi si propone di sviluppare un modello, l'architettura e la tecnologia per il sistema di denominazione del Middleware Coordinato TuCSoN, compresi gli agenti, i nodi e le risorse. Identità universali che rappresentano queste entità, sia per la mobilità fisica sia per quella virtuale, per un Management System (AMS, NMS, RMS) distribuito; tale modulo si occupa anche di ACC e trasduttori, prevedendo questioni come la tolleranza ai guasti, la persistenza, la coerenza, insieme con il coordinamento disincarnata in rete, come accade con le tecnologie Cloud. All’interno dell’elaborato, per prima cosa si è fatta una introduzione andando a descrivere tutto ciò che è contenuto nell’elaborato in modo da dare una visione iniziale globale del lavoro eseguito. Di seguito (1° capitolo) si è descritta tutta la parte relativa alle conoscenze di base che bisogna avere per la comprensione dell’elaborato; tali conoscenze sono relative a TuCSoN (il middleware coordinato con cui il modulo progettato dovrà interfacciarsi) e Cassandra (sistema server distribuito su cui si appoggia la parte di mantenimento e salvataggio dati del modulo). In seguito (2° capitolo) si è descritto JADE, un middleware da cui si è partiti con lo studio per la progettazione del modello e dell’architettura del modulo. Successivamente (3° capitolo) si è andati a spiegare la struttura e il modello del modulo considerato andando ad esaminare tutti i dettagli relativi alle entità interne e di tutti i legami fra esse. In questa parte si è anche dettagliata tutta la parte relativa alla distribuzione sulla rete del modulo e dei suoi componenti. In seguito (4° capitolo) è stata dettagliata e spiegata tutta la parte relativa al sistema di denominazione del modulo, quindi la sintassi e l’insieme di procedure che l’entità consumatrice esterna deve effettuare per ottenere un “nome universale” e quindi anche tutti i passaggi interni del modulo per fornire l’identificatore all’entità consumatrice. Nel capitolo successivo (5° capitolo) si sono descritti tutti i casi di studio relativi alle interazioni con le entità esterne, alle entità interne in caso in cui il modulo sia o meno distribuito sulla rete, e i casi di studio relativi alle politiche, paradigmi e procedure per la tolleranza ai guasti ed agli errori in modo da dettagliare i metodi di riparazione ad essi. Successivamente (6° capitolo) sono stati descritti i possibili sviluppi futuri relativi a nuove forme di interazione fra le entità che utilizzano questo modulo ed alle possibili migliorie e sviluppi tecnologici di questo modulo. Infine sono state descritte le conclusioni relative al modulo progettato con tutti i dettagli in modo da fornire una visione globale di quanto inserito e descritto nell’elaborato.

Design the support for granting required sla in public cloud environments based on cloud foundry

Through the use of Cloud Foundry "stack" concept, a new isolation is provided to the application running on the PaaS. A new deployment feature that can easily scale on distributed system, both public and private clouds.

Una rassegna dei sistemi operativi per il Cloud Computing

L'obbiettivo che ci poniamo con questa tesi è quello di esplorare il mondo del Cloud Computing, cercando di capire le principali caratteristiche architetturali e vedere in seguito i componenti fondamentali che si occupano di trasformare una infrastruttura informatica in un'infrastruttura cloud, ovvero i Cloud Operating System.

FS.js, una libreria file system per Node.js e HTML5

La tesi illustra le funzionalita e l'architettura di Node.js elencando e analizzando le caratteristiche che lo rendono un framework vincente nella sfida che il web attuale pone. La tesi comprende l'analisi e la descrizione del lavoro svolto per creare una libreria HTTP/ File system, integrata nel sistema di sviluppo cloud proprietario: Instant Developer , funzionante sia su Node.JS che sui browser che supportano appieno le nuove API File system di HTML 5. Particolare attenzione viene riservata per la descrizione della struttura della libreria, pensata per permettere all'utente dell'IDE di utilizzarla indifferentemente su server/browser senza preoccuparsi di chiamare metodi diversi. Fs.js permette di operare con file/cartelle, richieste HTTP in modo semplificato rispetto alle API Ufficiali dei rispettivi ambienti.

QUADRUPOLE LEVITATION OF PARTICLES IN A THERMODYNAMICALLY REALISTIC CLOUD ENVIRONMENT

Understanding clouds and their role in climate depends in part on our ability to understand how individual cloud particles respond to environmental conditions. Keeping this objective in mind, a quadrupole trap with thermodynamic control has been designed and constructed in order to create an environment conducive to studying clouds in the laboratory. The quadrupole trap allows a single cloud particle to be suspended for long times. The temperature and water vapor saturation ratio near the trapped particle is controlled by the flow of saturated air through a tube with a discontinuous wall temperature. The design has the unique aspect that the quadrupole electrodes are submerged in heat transfer fluid, completely isolated from the cylindrical levitation volume. This fluid is used in the thermodynamic system to cool the chamber to realistic cloud temperatures, and a heated section of the tube provides for the temperature discontinuity. Thus far, charged water droplets, ranging from about 30-70 microns in diameter have been levitated. In addition, the thermodynamic system has been shown to create the necessary thermal conditions that will create supersaturated conditions in subsequent experiments. These advances will help lead to the next generation of ice nucleation experiments, moving from hemispherical droplets on a substrate to a spherical droplet that is not in contact with any surface.