Farm practices to manage the impact of severe tropical cyclone damage on banana production – a case study from tropical Australia

Most Australian banana production occurs on the north-eastern tropical coast between latitudes 15-18°S, and can experience summer cyclone activity. Damage from severe tropical cyclones has serious impact on banana-based livelihoods. The most significant impacts include immediate loss of production and income for several months, the region-wide synchronization of cropping and the expense of rehabilitating affected plantations. Severe tropical cyclones have directly affected the main production region twice in recent years Tropical Cyclone (TC) Larry (Category 4) in March 2006 and TC Yasi (Category 5) in February 2011. Based on TC Larry experiences, pre- and post-cyclone farm practices were developed to reduce these impacts in future cyclonic events. The main pre-cyclone farm practice focused on maintaining production units and an earlier return to fruit production by partially or completely removing the plant canopy to reduce wind resistance. Post-cyclone farm practices focused on managing the industry-wide crop synchronization using crop timing techniques to achieve a staggered return to cropping by scheduling production to provide continuous fruit supply. With TC Yasi in 2011, some banana producers implemented these practices, allowing them to examine their effectiveness in reducing cyclonic impacts. Additional research and development activities were conducted to refine our understanding of their effectiveness and improve their application for future cyclonic events. Based on these activities and farm-based observations, suggested practice-based management strategies can be developed to help reduce the impact of severe tropical cyclones in the future. Canopy removal maintained banana plants as productive units, and provided earlier but smaller bunches, generating earlier-than-expected income. Queensland producers expressed willingness to adopt canopy removal for future cyclone threats where appropriate, despite its labor-intensiveness. Mechanization would allow larger scale adoption. Implementing a staggered cropping program successfully achieved a consistent, continuous fruit supply after a cyclone impact. Both techniques should be applicable to other cyclone-prone regions.

Analysis of the Mediterranean tropical-like cyclone Numa from a numerical model simulation

I Medicane sono rari cicloni che si sviluppano sul Mar Mediterraneo e presentano caratteristiche dei cicloni tropicali, come la forma a spirale delle bande di nubi, un occhio privo di venti e nubi, venti intensi nella banda che circonda l’occhio e la presenza di un nucleo caldo. Nel presente lavoro, è stata compiuta un’analisi del Medicane Numa, verificatosi nel novembre del 2017, utilizzando gli output della simulazione del modello RAMS-ISAC. L’obiettivo di questa tesi è l’identificazione e la descrizione delle caratteristiche tropicali di Numa, focalizzandosi sulla descrizione dei diversi stadi di sviluppo del ciclone. Il sistema di bassa pressione è stato identificato utilizzando la pressione sul livello del mare, mentre l’anomalia termica e il vento orizzontale hanno permesso una descrizione della struttura del Medicane e del suo nucleo caldo. Un’illustrazione della struttura a spirale delle bande di nubi e dell’occhio è stata ottenuta con il grafico dei rapporti di mescolanza delle idrometeore di nubi e pioggia. Questi parametri hanno consentito di ricavare il diametro dell’occhio, pari a 75 km, mentre il diametro del Medicane è risultato 230 km. Numa ha registrato una velocità massima del vento in superficie di 20 m/s nella banda adiacente all’occhio del ciclone. Il diagramma di Hart dello spazio delle fasi del ciclone ha confermato la natura simil-tropicale di Numa e ne ha descritto l’evoluzione, identificando la transizione da sistema a caratteri tropicali a sistema ibrido. La traiettoria nello spazio delle fasi ha consentito l’identificazione delle sottofasi dell’evoluzione di Numa, confermate dai grafici dell’evoluzione temporale dei parametri menzionati in precedenza. L’analisi ha mostrato il ruolo cruciale della presenza di una struttura organizzata nel determinare l’intensità e la durata delle caratteristiche tropicali. Tutti i parametri hanno evidenziato la simmetria della struttura durante la persistente fase matura di Numa.

Cyclone systems over the Aegean Sea. A statistical representation of their main characteristics

Il Mar Egeo è un bacino chiuso dove ha luogo una parte significativa dell'attività ciclonica del Mediterraneo. Inoltre, è circondato da città densamente popolate e ricche di risorse, quindi essere in grado di tracciare ed esaminare le caratteristiche degli intensi fenomeni meteorologici come i cicloni può prevenire i pericoli naturali che provocano perdite umane e danni economici. Questo studio tratta le caratteristiche principali dei sistemi a bassa pressione avvenuti nel Mar Egeo dal 1979 al 2020 ed è basato sul dataset di ERA5. Nello specifico, si tratta di un’analisi statistica delle loro caratteristiche come il numero medio di occorrenza per ogni mese dell’anno, la loro velocità di propagazione, la loro durata, la distanza percorsa dal momento della loro formazione fino al punto della loro dissipazione, lo spostamento fra la posizione di formazione e di dissipazione nonché` la loro distribuzione spaziale nelle 4 stagioni. Quello che è stato osservato è un’attività ciclonica rilevante che ha luogo nel Mar Egeo che costituisce uno dei posti del Mediterraneo con attività ciclonica non trascurabile. Si è fatto un confronto quantitativo tra i cicloni e più in generale le attività cicloniche che passano o nascono nel Mar Egeo con i cicloni che hanno luogo nel Mediterraneo nel suo complesso e quello che è stato trovato è che il Mar Egeo è un’area del Mediterraneo con attività ciclonica rilevante, e con caratteristiche simili dei cicloni che avvengono nel Mar Mediterraneo.

Análise de um ciclone semi-estacionário na costa sul do Brasil associado a bloqueio atmosférico

Na primeira semana de maio de 2008, durante quatro dias, um ciclone em superfície permaneceu semi-estacionário na costa da região sul do Brasil. Este sistema foi responsável por chuvas e ventos fortes no Rio Grande do Sul e Santa Catarina, os quais causaram muitos danos (queda de árvores, enchentes e desabamentos). O objetivo deste trabalho é avaliar o processo de formação e entender os mecanismos responsáveis pelo lento deslocamento do ciclone, já que a maioria dos ciclones nesta região possui deslocamento mais rápido. A equação de desenvolvimento de Sutcliffe mostrou que a advecção de vorticidade absoluta ciclônica na média troposfera e a advecção de ar quente na camada entre 1000-500 hPa foram mecanismos importantes para a ciclogênese. Neste período, o intenso aquecimento diabático também contribuiu para a ciclogênese, à medida que se contrapôs ao intenso resfriamento adiabático devido aos movimentos verticais ascendentes. A advecção de vorticidade absoluta ciclônica que favoreceu a ciclogênese esteve associada a um Vórtice Ciclônico em Altos Níveis (VCAN), que se formou numa região de anomalia de vorticidade potencial. O VCAN se manteve semi-estacionário e compôs o setor norte de um bloqueio do tipo dipolo. Tal bloqueio intensificou um anticiclone em superfície, situado a sul/leste do ciclone, o que contribuiu para o ciclone se manter semi-estacionário. O movimento atípico e lento do ciclone para sul, e em alguns períodos para sudoeste, esteve associado com advecções de vorticidade absoluta ciclônica na média troposfera e de ar quente no seu setor sul. Somente quando o bloqueio em níveis médios e a anomalia de vorticidade potencial em níveis médios/altos se enfraqueceram, o ciclone em superfície se afastou da costa sul do Brasil.

Relationship between the southern annular mode and southern hemisphere atmospheric systems

Seasonal relationship between the Southern Annular Mode (SAM) and the spatial distribution of the cyclone systems over Southern Hemisphere is investigated for the period 1980 to 1999. In addition, seasonal frontogenesis and rainfall distribution over South America and South Atlantic Ocean during different SAM phases were also analyzed. It is observed that during negative SAM phases the cyclone trajectories move northward when compared to the positive one, and in the South America and South Atlantic sector there is intense frontogenetic activity and positive anomaly precipitation over the Southeast of the South America. In general, SAM positive phase shows opposite signals.

Estudo de caso de uma situação atmosférica entre 12 e 19 de setembro de 2008, com algumas características semelhantes ao evento Catarina

Este trabalho apresenta uma análise das condições sinótica e dinâmica associadas ao desenvolvimento do ciclone ocorrido entre 12 e 19 de setembro de 2008, com o objetivo de destacar diferenças e semelhanças com o ambiente em que se inseriu o evento Catarina em março de 2004. As principais semelhanças foram encontradas no padrão sinótico geral: a ocorrência de um padrão típico de bloqueio do tipo dipolo associado à anomalia de vorticidade potencial em altos níveis; cavado em níveis médios com inclinação para oeste; a presença de uma coluna de vorticidade ciclônica desde a superfície até a baixa estratosfera; e, em superfície, o padrão de uma alta ao sul de uma baixa pressão. Apesar das semelhanças no padrão geral, diferenças ocorreram entre os dois eventos que influenciaram na intensidade dos sistemas: o Catarina ocorreu em latitudes mais baixas em relação ao caso de setembro de 2008; o padrão típico de bloqueio associado ao caso de setembro de 2008 durou um dia e meio, enquanto no evento Catarina foi de três dias; a configuração da advecção de temperatura na camada entre 1000-500 hPa favoreceu o deslocamento do evento de setembro de 2008 para leste/sudeste, ao contrário do Catarina, a advecção de ar quente a leste do ciclone foi praticamente suprimida e a tendência de altura geopotencial passou a ser positiva, padrões que impedem o deslocamento do sistema para leste; no caso de setembro de 2008 o padrão da inversão do gradiente meridional de temperatura potencial na superfície de -2,0 unidade de vorticidade potencial (UVP) foi caracterizado pela incursão de uma região alongada de ar quente vinda do equador em direção ao sul e ar frio vinda do sul em direção ao equador, enquanto no caso Catarina a inversão ocorre pelo isolamento de uma bolha de ar frio ao norte e uma bolha de ar quente ao sul, o que pode ter contribuído para maior duração do padrão de bloqueio, pois a dissipação neste caso é dificultada. Sistemas como o Catarina podem ser raros no Atlântico Sul, mas isso não ocorre em relação ao ambiente sinótico em que se formou o Catarina. Para melhor entender o processo atmosférico que levou à formação do Catarina, é necessário realizar experimentos numéricos de sensibilidade para o caso de setembro de 2008 com o objetivo de verificar a possibilidade do ciclone extratropical se tornar um ciclone tropical.

Influência da função distribuição de quebra na modelagem e simulação do circuito de moagem de Carajás - parte 2 - simulação

Using the previously described method for appearance function determination, described in Part I of this article, the breakage characterization of the main Carajas ore types was carried out. Based on such characteristics, the ball mill circuit performance was evaluated through simulations. The model described in the first part was used. The results were assessed by comparing ball mill products and cyclone overflow size distribution, as well as simulated recirculating loads. The simulations indicated the potential for processing such ore types at the Carajas grinding circuit, which until now was unknown.

Ecosystem dynamics at disturbed and undisturbed sites in North Queensland wet tropical rain forest. III. Nutrient returns to the forest floor through litterfall

The nutrient contents and accessions in litterfall over a period of 3 y are reported for undisturbed areas and at two sites disturbed by selective harvesting in tropical rain forest in North Queensland, Australia. Mean concentrations (mg g(-1) dry weight) of nutrients in litterfall ranged from 10 to 12 for nitrogen; 0.33 to 0.43 for phosphorus; 3.6 to 4.3 for potassium; 6.0 to 10.5 for calcium and 1.7 to 2.6 for magnesium. These concentrations are in the middle to lower part of the spectrum of values recorded for tropical forest. Accessions of nutrients in litterfall (kg ha(-1) y(-1)) ranged from 59 to 64 N; 1.9 to 2.4 P; 20 to 24K; 34 to 63 Ca; and 9 to 16 Mg. These rates, particularly for IN and P, are among the lowest recorded for tropical forests. There were no consistent between-site differences in total nutrient accessions in small litterfall. In terms of the contribution of litterfall to the accessions of nutrients to the forest floor, this suggests that the logged sites have recovered from the effects of selective harvesting within 25 y. Nutrient accessions at each site were distinctly seasonal, with maximum accessions occurring in the late dry season to late in the wet season. Leaf-fall accounted for the largest proportion of nutrient accessions over the study period, although at certain times accessions in both reproductive material and wood were significant. A cyclone which crossed the coast near the study sites resulted in large nutrient accessions over a short period but had little effect on the total annual accession. A comparison with previous studies of litterfall in Australian tropical rainforests indicates that nutrient return in litterfall is directly related to soil fertility.

Investigation of the effects of chrome ball charge on slurry rheology and milling performance

Ten surveys of the ball milling circuit at the Mt Isa Mines (MIM) Copper Concentrator were conducted aiming to identify any changes in slurry theology caused by the use of chrome balls charge, and the associated effect on grinding performance. Slurry theology was measured using an on-line viscometer. The data were mass balanced and analysed with statistical tools. Comparison of the rheogram demonstrated that slurry density and fines content affected slurry rheology significantly, while the effect of the chrome ball charge being negligible. Statistical analysis showed the effects of mill throughput and cyclone efficiency on the Grinding Index (a term describing the overall breakage). There was no difference in the Grinding Index between using the chrome ball charge and the ordinary steel ball charge. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Dimensionamento de um reactor de leito fluidizado para gasificação de biomassa

Na actualidade, quando se procura a diversificação energética, em especial de fontes renováveis, a gasificação surge como uma forma promissora de aproveitamento da biomassa, nomeadamente dos resíduos florestais, para a geração de energia eléctrica. Neste contexto, passou-se em revista as diversas formas de gasificação, a sua evolução histórica e os diversos tipos de reactores com as suas vantagens e desvantagens. De igual forma, foram analisadas as disponibilidades e características da biomassa no mundo e em Portugal, destacando-se as suas potencialidades e as dificuldades no seu aproveitamento. Fez-se o dimensionamento de um reactor-gasificador de leito fluidizado borbulhante à escala piloto, bem como dos equipamentos complementares, sistema de alimentação, ventilador, ciclone, filtro para o gás produzido e gerador eléctrico. As dimensões dum reactor para trabalhos laboratoriais foram determinadas por cálculo das condições hidrodinâmicas, que, também, permitiram calcular o caudal de ar a utilizar. Por balanços materiais, considerando-se uma composição experimental do gás de síntese citada na literatura, determinou-se uma possível composição da alimentação e um caudal de alimentação.

Kinetics of methanol electrooxidation on PtRu catalysts in a membrane electrode assembly

Methanol oxidation, Kinetics, Mechanism, Rate expression, MEA, PtRu catalysts, Cyclone Flow Cell

Tropical cyclones as a critical phenomenon

It has been proposed that the number of tropical cyclones as a function of the energy they release is a decreasing power-law function, up to a characteristic energy cutoff determined by the spatial size of the ocean basin in which the storm occurs. This means that no characteristic scale exists for the energy of tropical cyclones, except for the finite-size effects induced by the boundaries of the basins. This has important implications for the physics of tropical cyclones. We discuss up to what point tropical cyclones are related to critical phenomena (in the same way as earthquakes, rainfall, etc.), providing a consistent picture of the energy balance in the system. Moreover, this perspective allows one to visualize more clearly the effects of global warming on tropical-cyclone occurrence.

Variability of North Atlantic hurricanes: seasonal versus individual-event features

Tropical cyclones are affected by a large number of climatic factors, which translates into complex patterns of occurrence. The variability of annual metrics of tropical-cyclone activity has been intensively studied, in particular since the sudden activation of the North Atlantic in the mid 1990’s. We provide first a swift overview on previous work by diverse authors about these annual metrics for the North-Atlantic basin, where the natural variability of the phenomenon, the existence of trends, the drawbacks of the records, and the influence of global warming have been the subject of interesting debates. Next, we present an alternative approach that does not focus on seasonal features but on the characteristics of single events [Corral et al., Nature Phys. 6, 693 (2010)]. It is argued that the individual-storm power dissipation index (PDI) constitutes a natural way to describe each event, and further, that the PDI statistics yields a robust law for the occurrence of tropical cyclones in terms of a power law. In this context, methods of fitting these distributions are discussed. As an important extension to this work we introduce a distribution function that models the whole range of the PDI density (excluding incompleteness effects at the smallest values), the gamma distribution, consisting in a powerlaw with an exponential decay at the tail. The characteristic scale of this decay, represented by the cutoff parameter, provides very valuable information on the finiteness size of the basin, via the largest values of the PDIs that the basin can sustain. We use the gamma fit to evaluate the influence of sea surface temperature (SST) on the occurrence of extreme PDI values, for which we find an increase around 50 % in the values of these basin-wide events for a 0.49 C SST average difference. Similar findings are observed for the effects of the positive phase of the Atlantic multidecadal oscillation and the number of hurricanes in a season on the PDI distribution. In the case of the El Niño Southern oscillation (ENSO), positive and negative values of the multivariate ENSO index do not have a significant effect on the PDI distribution; however, when only extreme values of the index are used, it is found that the presence of El Niño decreases the PDI of the most extreme hurricanes.

Mesoscale numerical analysis of the historical November 1982 heavy precipitation event over Andorra (Eastern Pyrenees)

From 6 to 8 November 1982 one of the most catastrophic flash-flood events was recorded in the Eastern Pyrenees affecting Andorra and also France and Spain with rainfall accumulations exceeding 400 mm in 24 h, 44 fatalities and widespread damage. This paper aims to exhaustively document this heavy precipitation event and examines mesoscale simulations performed by the French Meso-NH non-hydrostatic atmospheric model. Large-scale simulations show the slow-evolving synoptic environment favourable for the development of a deep Atlantic cyclone which induced a strong southerly flow over the Eastern Pyrenees. From the evolution of the synoptic pattern four distinct phases have been identified during the event. The mesoscale analysis presents the second and the third phase as the most intense in terms of rainfall accumulations and highlights the interaction of the moist and conditionally unstable flows with the mountains. The presence of a SW low level jet (30 m s-1) around 1500 m also had a crucial role on focusing the precipitation over the exposed south slopes of the Eastern Pyrenees. Backward trajectories based on Eulerian on-line passive tracers indicate that the orographic uplift was the main forcing mechanism which triggered and maintained the precipitating systems more than 30 h over the Pyrenees. The moisture of the feeding flow mainly came from the Atlantic Ocean (7-9 g kg-1) and the role of the Mediterranean as a local moisture source was very limited (2-3 g kg-1) due to the high initial water vapour content of the parcels and the rapid passage over the basin along the Spanish Mediterranean coast (less than 12 h).