Numerical simulations of wind and temperature structure within an Alpine lake basin, Lake Tekapo, New Zealand

High-resolution numerical model simulations have been used to study the local and mesoscale thermal circulations in an Alpine lake basin. The lake (87 km(2)) is situated in the Southern Alps, New Zealand and is located in a glacially excavated rock basin surrounded by mountain ranges that reach 3000 m in height. The mesoscale model used (RAMS) is a three-dimensional non-hydrostatic model with a level 2.5 turbulence closure scheme. The model demonstrates that thermal forcing at local (within the basin) and regional (coast-to-basin inflow) scales drive the observed boundary-layer airflow in the lake basin during clear anticyclonic summertime conditions. The results show that the lake can modify (perturb) both the local and regional wind systems. Following sunrise, local thermal circulations dominate, including a lake breeze component that becomes embedded within the background valley wind system. This results in a more divergent flow in the basin extending across the lake shoreline. However, a closed lake breeze circulation is neither observed nor modelled. Modelling results indicate that in the latter part of the day when the mesoscale (coast-to-basin) inflow occurs, the relatively cold pool of lake air in the basin can cause the intrusion to decouple from the surface. Measured data provide qualitative and quantitative support for the model results.

Repair of three pathologic fractures in a dog with multiple myeloma

Three pathological fractures occurred secondary to osteolytic lesions of multiple myeloma. Two long bone fractures were each stabilised using interlocking nail fixation augmented with polymethyl meth acral ate bone cement. One vertebral fracture was stabilised using Steinmann pins and PMMA. Successful stabilisation, rapid return to function and improvement in quality of life occurred in all fractures. The patient survived approximately eight months on concurrent chemotherapy.

Actively shielded multi-layer gradient coil designs with improved cooling properties

In standard cylindrical gradient coils consisting of a single layer of wires, a limiting factor in achieving very large magnetic field gradients is the rapid increase in coil resistance with efficiency. This is a particular problem in small-bore scanners, such as those used for MR microscopy. By adopting a multi-layer design in which the coil wires are allowed to spread out into multiple layers wound at increasing radii, a more favourable scaling of resistance with efficiency is achieved, thus allowing the design of more powerful gradient coils with acceptable resistance values. Previously this approach has been applied to the design of unshielded, longitudinal, and transverse gradient coils. Here, the multi-layer approach has been extended to allow the design of actively shielded multi-layer gradient coils, and also to produce coils exhibiting enhanced cooling characteristics. An iterative approach to modelling the steady-state temperature distribution within the coil has also been developed. Results indicate that a good level of screening can be achieved in multi-layer coils, that small versions of such coils can yield higher efficiencies at fixed resistance than conventional two-layer (primary and screen) coils, and that performance improves as the number of layers of increases. Simulations show that by optimising multi-layer coils for cooling it is possible to achieve significantly higher gradient strengths at a fixed maximum operating temperature. A four-layer coil of 8 mm inner diameter has been constructed and used to test the steady-state temperature model. (C) 2003 Elsevier Inc. All rights reserved.

The Lake Tekapo experiment (LTEX): An investigation of atmospheric boundary layer processes in complex terrain

A research program on atmospheric boundary layer processes and local wind regimes in complex terrain was conducted in the vicinity of Lake Tekapo in the southern Alps of New Zealand, during two 1-month field campaigns in 1997 and 1999. The effects of the interaction of thermal and dynamic forcing were of specific interest, with a particular focus on the interaction of thermal forcing of differing scales. The rationale and objectives of the field and modeling program are described, along with the methodology used to achieve them. Specific research aims include improved knowledge of the role of surface forcing associated with varying energy balances across heterogeneous terrain, thermal influences on boundary layer and local wind development, and dynamic influences of the terrain through channeling effects. Data were collected using a network of surface meteorological and energy balance stations, radiosonde and pilot balloon soundings, tethered balloon and kite-based systems, sodar, and an instrumented light aircraft. These data are being used to investigate the energetics of surface heat fluxes, the effects of localized heating/cooling and advective processes on atmospheric boundary layer development, and dynamic channeling. A complementary program of numerical modeling includes application of the Regional Atmospheric Modeling System (RAMS) to case studies characterizing typical boundary layer structures and airflow patterns observed around Lake Tekapo. Some initial results derived from the special observation periods are used to illustrate progress made to date. In spite of the difficulties involved in obtaining good data and undertaking modeling experiments in such complex terrain, initial results show that surface thermal heterogeneity has a significant influence on local atmospheric structure and wind fields in the vicinity of the lake. This influence occurs particularly in the morning. However, dynamic channeling effects and the larger-scale thermal effect of the mountain region frequently override these more local features later in the day.

Comparison of the in vitro neuromuscular activity of venom from three Australian snakes (Hoplocephalus stephensi, Austrelaps superbus and Notechis scutatus): Efficacy of tiger snake antivenom

1. Tiger snake antivenom, raised against Notechis scutatus venom, is indicated not only for the treatment of envenomation by this snake, but also that of the copperhead (Austrelaps superbus ) and Stephen's banded snake (Hoplocephalus stephensi ). The present study compared the neuromuscular pharmacology of venom from these snakes and the in vitro efficacy of tiger snake antivenom. 2. In chick biventer cervicis muscle and mouse phrenic nerve diaphragm preparations, all venoms (3-10 mug/mL) produced inhibition of indirect twitches. In the biventer muscle, venoms (10 mug/mL) inhibited responses to acetylcholine (1 mmol/L) and carbachol (20 mumol/L), but not KCl (40 mmol/L). The prior (10 min) administration of 1 unit/mL antivenom markedly attenuated the neurotoxic effects of A. superbus and N. scutatus venoms (10 mug/mL), but was less effective against H. stephensi venom (10 mug/mL); 5 units/mL antivenom attenuated the neurotoxic activity of all venoms. 3. Administration of 5 units/mL antivenom at t(90) partially reversed, over a period of 3 h, the inhibition of twitches produced by N. scutatus (10 mug/mL; 41% recovery), A. superbus (10 mug/mL; 25% recovery) and H. stephensi (10 mug/mL; 50% recovery) venoms. All venoms (10-100 mug/mL) also displayed signs of in vitro myotoxicity. 4. The results of the present study indicate that all three venoms contain neurotoxic activity that is effectively attenuated by tiger snake antivenom.

Identification of cholinoceptive glycinergic neurons in the mammalian retina

The light-evoked release of acetylcholine (ACh) affects the responses of many retinal ganglion cells, in part via nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs). nAChRs that contain beta2alpha3 neuronal nicotinic acetylcholine receptors have been identified and localized in the rabbit retina; these nAChRs are recognized by the monoclonal antibody mAb210. We have examined the expression of beta2alpha3 nAChRs by glycinergic amacrine cells in the rabbit retina and have identified different subpopulations of nicotinic cholinoceptive glycinergic cells using double and triple immunohistochemistry with quantitative analysis. Here we demonstrate that about 70% of the cholinoceptive amacrine cells in rabbit retina are glycinergic cells. At least three nonoverlapping subpopulations of mAb210 glycine-immunoreactive cells can be distinguished with antibodies against calretinin, calbindin, and gamma-aminobutyric acid (GABA)(A) receptors. The cholinergic cells in rabbit retina are thought to synapse only on other cholinergic cells and ganglion cells. Thus, the expression of beta2alpha3 nAChRs on diverse populations of glycinergic cells is puzzling. To explore this finding, the subcellular localization of beta2alpha3 was studied at the electron microscopic level. mAb210 immunoreactivity was localized on the dendrites of amacrines and ganglion cells throughout the inner plexiform layer, and much of the labeling was not associated with recognizable synapses. Thus, our findings indicate that ACh in the mammalian retina may modulate glycinergic circuits via extrasynaptic beta2alpha3 nAChRs. (C) 2002 Wiley-Liss, Inc.

Phase equilibria and surface tension of pure fluids using a molecular layer structure theory (MLST) model

This paper presents a new model based on thermodynamic and molecular interaction between molecules to describe the vapour-liquid phase equilibria and surface tension of pure component. The model assumes that the bulk fluid can be characterised as set of parallel layers. Because of this molecular structure, we coin the model as the molecular layer structure theory (MLST). Each layer has two energetic components. One is the interaction energy of one molecule of that layer with all surrounding layers. The other component is the intra-layer Helmholtz free energy, which accounts for the internal energy and the entropy of that layer. The equilibrium between two separating phases is derived from the minimum of the grand potential, and the surface tension is calculated as the excess of the Helmholtz energy of the system. We test this model with a number of components, argon, krypton, ethane, n-butane, iso-butane, ethylene and sulphur hexafluoride, and the results are very satisfactory. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Influence of shapes of selected vegetable materials on drying kinetics during fluidized bed drying

Three different particular geometrical shapes of parallelepiped, cylinder and sphere were taken from cut green beans (length:diameter = 1:1, 2:1 and 3:1) and potatoes (aspect ratio = 1:1, 2:1 and 3:1) and peas, respectively. Their drying behaviour in a fluidised bed was studied at three different drying temperatures of 30, 40 and 50 degreesC (RH = 15%). Drying curves were constructed using non-dimensional moisture ratio (MR) and time and their behaviour was modelled using exponential (MR = exp(-kt)) and Page (MR = exp(-kt(n))) models. The effective diffusion coefficient of moisture transfer was determined by Fickian method using uni- and three-dimensional moisture movements. The diffusion coefficient was least affected by the size when the moisture movement was considered three-dimensional, whereas the drying temperature had a significative effect on diffusivity as expected. The drying constant and diffusivity coefficients were on the descending order for potato, beans and peas. The Arrhenius activation energy for the peas was also highest, indicating a strong barrier to moisture movement in peas as compared to beans and skinless cut potato pieces. (C) 2003 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Dryout phenomena in a three-phase fixed-bed reactor

Understanding the mechanism of liquid-phase evaporation in a three-phase fixed-bed reactor is of practical importance, because the reaction heat is usually 7-10 times the vaporization heat of the liquid components. Evaporation, especially the liquid dryout, can largely influence the reactor performance and even safety. To predict the vanishing condition of the liquid phase, Raoult's law was applied as a preliminary approach, with the liquid vanishing temperature defined based on a liquid flow rate of zero. While providing correct trends, Raoult's law exhibits some limitation in explaining the temperature profile in the reactor. To comprehensively understand the whole process of liquid evaporation, a set of experiments on inlet temperature, catalyst activity, liquid flow rate, gas flow rate, and operation pressure were carried out. A liquid-region length-predicting equation is suggested based on these experiments and the principle of heat balance.

Neural reflex regulation of arterial pressure in pathophysiological conditions : interplay among the baroreflex, the cardiopulmonary reflexes and the chemoreflex

The maintenance of arterial pressure at levels adequate to perfuse the tissues is a basic requirement for the constancy of the internal environment and survival. The objective of the present review was to provide information about the basic reflex mechanisms that are responsible for the moment-to-moment regulation of the cardiovascular system. We demonstrate that this control is largely provided by the action of arterial and non-arterial reflexes that detect and correct changes in arterial pressure (baroreflex), blood volume or chemical composition (mechano- and chemosensitive cardiopulmonary reflexes), and changes in blood-gas composition (chemoreceptor reflex). The importance of the integration of these cardiovascular reflexes is well understood and it is clear that processing mainly occurs in the nucleus tractus solitarii, although the mechanism is poorly understood. There are several indications that the interactions of baroreflex, chemoreflex and Bezold-Jarisch reflex inputs, and the central nervous system control the activity of autonomic preganglionic neurons through parallel afferent and efferent pathways to achieve cardiovascular homeostasis. It is surprising that so little appears in the literature about the integration of these neural reflexes in cardiovascular function. Thus, our purpose was to review the interplay between peripheral neural reflex mechanisms of arterial blood pressure and blood volume regulation in physiological and pathophysiological states. Special emphasis is placed on the experimental model of arterial hypertension induced by N-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME) in which the interplay of these three reflexes is demonstrable.

Estudo da camada limite atmosférica em regiões metropolitanas costeiras com simulações de brisa marítima

O principal objetivo deste trabalho foi identificar e caracterizar a evolução diária da Camada Limite Atmosférica (CLA) na Região da Grande Vitória (RGV), Estado do Espírito Santo, Brasil e na Região de Dunkerque (RD), Departamento Nord Pas-de-Calais, França, avaliando a acurácia de parametrizações usadas no modelo meteorológico Weather Research and Forecasting (WRF) em detectar a formação e atributos da Camada Limite Interna (CLI) que é formada pelas brisas marítimas. A RGV tem relevo complexo, em uma região costeira de topografia acidentada e uma cadeia de montanhas paralela à costa. A RD tem relevo simples, em uma região costeira com pequenas ondulações que não chegam a ultrapassar 150 metros, ao longo do domínio de estudos. Para avaliar os resultados dos prognósticos feitos pelo modelo, foram utilizados os resultados de duas campanhas: uma realizada na cidade de Dunkerque, no norte da França, em Julho de 2009, utilizando um sistema light detection and ranging (LIDAR), um sonic detection and ranging (SODAR) e dados de uma estação meteorológica de superfície (EMS); outra realizada na cidade de Vitória – Espírito Santo, no mês de julho de 2012, também usando um LIDAR, um SODAR e dados de uma EMS. Foram realizadas simulações usando três esquemas de parametrizações para a CLA, dois de fechamento não local, Yonsei University (YSU) e Asymmetric Convective Model 2 (ACM2) e um de fechamento local, Mellor Yamada Janjic (MYJ) e dois esquemas de camada superficial do solo (CLS), Rapid Update Cycle (RUC) e Noah. Tanto para a RGV quanto para a RD, foram feitas simulações com as seis possíveis combinações das três parametrizações de CLA e as duas de CLS, para os períodos em que foram feitas as campanhas, usando quatro domínios aninhados, sendo os três maiores quadrados com dimensões laterais de 1863 km, 891 km e 297 km, grades de 27 km, 9 km e 3 km, respectivamente, e o domínio de estudo, com dimensões de 81 km na direção Norte-Sul e 63 km na Leste-Oeste, grade de 1 km, com 55 níveis verticais, até um máximo de, aproximadamente, 13.400 m, mais concentrados próximos ao solo. Os resultados deste trabalho mostraram que: a) dependendo da configuração adotada, o esforço computacional pode aumentar demasiadamente, sem que ocorra um grande aumento na acurácia dos resultados; b) para a RD, a simulação usando o conjunto de parametrizações MYJ para a CLA com a parametrização Noah produziu a melhor estimativa captando os fenômenos da CLI. As simulações usando as parametrizações ACM2 e YSU inferiram a entrada da brisa com atraso de até três horas; c) para a RGV, a simulação que usou as parametrizações YSU para a CLA em conjunto com a parametrização Noah para CLS foi a que conseguiu fazer melhores inferências sobre a CLI. Esses resultados sugerem a necessidade de avaliações prévias do esforço computacional necessário para determinadas configurações, e sobre a acurácia de conjuntos de parametrizações específicos para cada região pesquisada. As diferenças estão associadas com a capacidade das diferentes parametrizações em captar as informações superficiais provenientes das informações globais, essenciais para determinar a intensidade de mistura turbulenta vertical e temperatura superficial do solo, sugerindo que uma melhor representação do uso de solo é fundamental para melhorar as estimativas sobre a CLI e demais parâmetros usados por modelos de dispersão de poluentes atmosféricos.

Variabilidade espacial e temporal de atributos químicos do solo em povoamento de eucalipto

Nos anos mais recentes, observa-se aumento na adoção das técnicas de silvicultura de precisão em florestas plantadas no Brasil. Os plantios de eucalipto ocorrem preferencialmente em áreas com baixa fertilidade de solo e consequentemente baixa produtividade. Logo, para otimizar ao máximo a produção, é necessário saber o quanto essa cultura pode produzir em cada local (sítio). Objetivou-se aplicar uma metodologia que utiliza técnicas de estatística, geoestatística e geoprocessamento, no mapeamento da variabilidade espacial e temporal de atributos químicos do solo cultivado com eucalipto, em área de 10,09 ha, situada no sul do estado do Espírito Santo. Os atributos químicos da fertilidade do solo estudados foram: fósforo (P), potássio (K), cálcio (Ca) e magnésio (Mg), no ano da implantação do povoamento do eucalipto, em 2008, e três anos após, em 2011. O solo foi amostrado em duas profundidades, 0-0,2 m e 0,2-0,4 m, nos 94 pontos de uma malha regular, com extensão de 33 x 33 m. Os dados foram analisados pela estatística descritiva e, em seguida, pela geoestatística, por meio do ajuste de semivariogramas. Diferentes métodos de interpolação foram testados para produzir mapas temáticos mais precisos e facilitar as operações algébricas utilizadas. Com o auxílio de índices quantitativos, realizou-se uma análise geral da fertilidade do solo, por meio da álgebra de mapas. A metodologia utilizada neste estudo possibilitou mapear a variabilidade espacial e temporal de atributos químicos do solo. A análise variográfica mostrou que todos os atributos estudados apresentaram-se estruturados espacialmente, exceto para o atributo P, no Ano Zero (camada 0-0,2 m) e no Ano Três (ambas as camadas). Os melhores métodos de interpolação para o mapeamento de cada atributo químico do solo foram identificados com a ajuda gráfica do Diagrama de Taylor. Mereceram destaque, os modelos esférico e exponencial nas interpolações para a maioria dos atributos químicos do solo avaliados. Apesar de a variação espacial e temporal dos atributos estudados apresentar-se, em média, com pequena variação negativa, a metodologia usada mostrou variações positivas na fertilidade do solo em várias partes da área de estudo. Além disso, os resultados demonstram que os efeitos observados são majoritariamente em função da cultura, uma vez que não foram coletadas amostras de solo em locais adubados. A produtividade do sítio florestal apresentou-se com tendências semelhantes às variações ocorridas na fertilidade do solo, exceto para o magnésio, que se mostrou com tendências espaciais para suporte de elevadas produtividades, de até 50 m3 ha-1 ano-1. Além de mostrar claramente as tendências observadas para as variações na fertilidade do solo, a metodologia utilizada confirma um caminho operacional acessível para empresas e produtores florestais para o manejo nutricional em florestas plantadas. O uso dos mapas facilita a mobilização de recursos para melhorar a aplicação de fertilizantes e corretivos necessários.

Conteúdos de ensino da educação física escolar : da produção acadêmica às narrativas docentes

Possui como objetivo compreender a relação entre os conteúdos de ensino com a especificidade da Educação Física. Se caracteriza pela abordagem plurimetodológica qualitativa/quantitativa e foi delineada em três capítulos que dialogam entre si, considerando a natureza das fontes estudadas e os pressupostos teórico-metodológicos assumidos. Do tipo “estado do conhecimento”, o primeiro capítulo investiga as produções acadêmicas que versam sobre os conteúdos de ensino da Educação Física escolar, no período de 1981 a 2010. Os 146 artigos mapeados encontram-se distribuídos em 14 periódicos, analisados por meio de indicadores bibliométricos (MUGNAINI; CARVALHO; CAMPANATTI-OSTIZ, 2006). A pesquisa indica os autores que se constituem como referência numérica na área e sua relação com os Programas de Pós-Graduação, suas linhas de estudo e os grupos de pesquisa que oferecem suporte teórico-metodológico. O segundo capítulo, de natureza quali-quantitativa, discute a opinião de 266 professores de Educação Física do Estado do Espírito Santo sobre os processos de seleção e sistematização dos conteúdos de ensino, expressos em um questionário elaborado com perguntas fechadas e semiabertas. Dá visibilidade às aproximações dos conteúdos com a cultura local e às implicações das lógicas de escolarização na escolha do que e quando ensinar. O terceiro capítulo se caracteriza por ser uma pesquisa narrativa (CERTEAU, 2002; RIBEIRO; SOUZA, 2010) e evidencia o modo como os professores de Educação Física trabalham com os conteúdos de ensino. Possui como colaboradores 14 docentes de Educação Física atuantes na Educação Básica da Microrregião Metropolitana do Estado do Espírito Santo e, para a produção das fontes, utiliza uma entrevista semiestruturada, um grupo focal e três a cinco narrativas individuais orais. Os professores explicitam os saberes privilegiados por essa disciplina como aqueles incorporados pela imbricação do Eu na situação e pela distanciação-regulação (CHARLOT, 2000). Ao dar visibilidade aos projetos de ensino desenvolvidos pelos professores, a pesquisa apresenta possibilidades de se constituir uma integração curricular, por meio de temas que perpassam diferentes disciplinas

Qualidade da água da lagoa Juara (Serra/ES) : avaliações físicas, químicas e respostas fisiológicas e citogenéticas em plantas

A gestão dos recursos hídricos necessita da integração entre os critérios físicos e químicos, e os aspectos bióticos, os quais possibilitam identificar os efeitos combinados de substâncias e avaliar suas influências. Os sistemas testes Allium cepa e Tradescantia pallida, são utilizados para o estudo da poluição aquática a partir de aspectos citogenéticos. Além destes biomarcadores, os teores de clorofila também são utilizados em estudos de estresse devido ao reflexo a múltiplos fatores. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade da água da lagoa Juara (Município de Serra/ES) pela análise integrada de aspectos físicos, químicos e ecotoxicológicos a partir de estudos citogenéticos em A. cepa e T. pallida, e fotossintéticos nesta última espécie. Foram definidas três estações amostrais ao longo da lagoa e a partir de amostras de água foram analisados parâmetros tais como condutividade, oxigênio dissolvido, concentração de nutrientes e metais. A determinação dos metais ocorreu por análises de espectrometria de massa. O teste do A. cepa foi realizado a partir sementes germinadas em amostras de água da lagoa. Com plantas de T. pallida, foi realizado o ensaio da mitose em ponta de raiz de T. pallida e dosado os teores de pigmentos cloroplastídicos em folhas totalmente expandidas. Para tanto, foi realizado ensaio utilizando-se a água da lagoa como solvente para solução de Hoagland onde estacas previamente enraizadas de T. pallida foram expostas durante 24 horas e 40 dias para as avaliações citogenéticas e fotossintéticas, respectivamente. Foi realizado novo teste do A. cepa nas águas da lagoa após os 40 dias de ensaio para aferir a manutenção das propriedades químicas das amostras. A avaliação citogenética nas duas espécies envolveu a análise dos índice mitótico (IM), índice de aberrações cromossômicas (AC) e frequência de micronúcleos (MN). Para a análise estatística foi utilizada a análise de variância seguida pelo teste de Tukey (p < 0.05) para a comparação dos tratamentos durante a mesma campanha, e teste de Bonferroni (p < 0,05) para a comparação entre as campanhas. Os resultados físicos e químicos mensurados demonstram que a lagoa Juara apresenta indícios de eutroficação artificial. Duas estações amostrais, em pelo menos uma campanha amostral, apresentaram potenciais citotóxico, genotóxico e mutagênico. Todavia, esses potenciais não demonstram relação com os teores de Fe e Mn quantificados, levando a crer que tais pontos apresentam outros potenciais poluentes. Os danos citogenéticos observados apresentaram efeitos maximizados durante a segunda campanha, demostrando o efeito do período de chuva na intensificação da poluição nesse ambiente. O estudo do metabolismo fotossintético em T. pallida, demonstrou os teores de pigmentos cloroplastídicos relacionados ao elevado aporte de nutrientes presentes nas estações J2 e J3. Sendo o excesso destes, o provável responsável pelo teor inferior de pigmentos em J3. Observa-se que os ensaios com A. cepa e T. pallida responderam de maneira fidedigna ao risco potencial do ambiente, complementando as análises físicas e químicas usualmente utilizadas na avaliação da qualidade da água de ambientes lacustres.

The influence of nationalism in Mercosur and in South America: can the regional integration project survive?

The article discusses if nationalism is getting in the way of regional integration through a Brazilian prism due to Brazil’s pivotal role in regional integration in Mercosur and South America.