Efeitos adversos da poluição atmosférica em crianças e adolescentes devido a queimadas na Amazônia: uma abordagem de modelos mistos em estudos de painel

Esta tese investiga os efeitos agudos da poluição atmosférica no pico de fluxo expiratório (PFE) de escolares com idades entre 6 e 15 anos, residentes em municípios da Amazônia Brasileira. O primeiro artigo avaliou os efeitos do material particulado fino (PM2,5) no PFE de 309 escolares do município de Alta Floresta, Mato Grosso (MT), durante a estação seca de 2006. Modelos de efeitos mistos foram estimados para toda a amostra e estratificados por turno escolar e presença de sintomas de asma. O segundo artigo expõe as estratégias utilizadas para a determinação da função de variância do erro aleatório dos modelos de efeitos mistos. O terceiro artigo analisa os dados do estudo de painel com 234 escolares, realizado na estação seca de 2008 em Tangará da Serra, MT. Avaliou-se os efeitos lineares e com defasagem distribuída (PDLM) do material particulado inalável (PM10), do PM2,5 e do Black Carbon (BC) no PFE de todos os escolares e estratificados por grupos de idade. Nos três artigos, os modelos de efeitos mistos foram ajustados por tendência temporal, temperatura, umidade e características individuais. Os modelos também consideraram o ajuste da autocorrelação residual e da função de variância do erro aleatório. Quanto às exposições, foram avaliados os efeitos das exposições de 5hs, 6hs, 12hs e 24hs, no dia corrente, com defasagens de 1 a 5 dias e das médias móveis de 2 e 3 dias. No que se refere aos resultados de Alta Floresta, os modelos para todas as crianças indicaram reduções no PFE variando de 0,26 l/min (IC95%: 0,49; 0,04) a 0,38 l/min (IC95%: 0,71; 0,04), para cada aumento de 10g/m3 no PM2,5. Não foram observados efeitos significativos da poluição no grupo das crianças asmáticas. A exposição de 24hs apresentou efeito significativo no grupo de alunos da tarde e no grupo dos não asmáticos. A exposição de 0hs a 5:30hs foi significativa tanto para os alunos da manhã quanto para a tarde. Em Tangará da Serra, os resultados mostraram reduções significativas do PFE para aumentos de 10 unidades do poluente, principalmente para as defasagens de 3, 4 e 5 dias. Para o PM10, as reduções variaram de 0,15 (IC95%: 0,29; 0,01) a 0,25 l/min (IC95%: 0,40 ; 0,10). Para o PM2,5, as reduções estiveram entre 0,46 l/min (IC95%: 0,86 to 0,06 ) e 0,54 l/min (IC95%: 0,95; 0,14). E no BC, a redução foi de aproximadamente 0,014 l/min. Em relação ao PDLM, efeitos mais importantes foram observados nos modelos baseados na exposição do dia corrente até 5 dias passados. O efeito global foi significativo apenas para o PM10, com redução do PFE de 0,31 l/min (IC95%: 0,56; 0,05). Esta abordagem também indicou efeitos defasados significativos para todos os poluentes. Por fim, o estudo apontou as crianças de 6 a 8 anos como grupo mais sensível aos efeitos da poluição. Os achados da tese sugerem que a poluição atmosférica decorrente da queima de biomassa está associada a redução do PFE de crianças e adolescentes com idades entre 6 e 15 anos, residentes na Amazônia Brasileira.

德鲁德分布非均匀膜的光学特性模拟分析

从德鲁德理论出发，对多元共蒸法镀制的非均匀膜的折射率分布与沉积速率的关系进行了探讨；然后利用计算机辅助模拟，对德鲁德分布非均匀光学薄膜，从单周期和多周期、正变和负变、完整周期和存在半周期几个方面对其光学特性进行了系统分析．研究发现：其透射率的极小值和周期数的关系遵从周期数的三次多项式衰减规律，不同规律的德鲁德分布非均匀膜可用来设计不同功能的滤光片．

On Nonnegative Solutions of Fractional q-Linear Time-Varying Dynamic Systems with Delayed Dynamics

This paper is devoted to the investigation of nonnegative solutions and the stability and asymptotic properties of the solutions of fractional differential dynamic linear time-varying systems involving delayed dynamics with delays. The dynamic systems are described based on q-calculus and Caputo fractional derivatives on any order.

Digital Quantum Simulation of Spin Models with Circuit Quantum Electrodynamics

Systems of interacting quantum spins show a rich spectrum of quantum phases and display interesting many-body dynamics. Computing characteristics of even small systems on conventional computers poses significant challenges. A quantum simulator has the potential to outperform standard computers in calculating the evolution of complex quantum systems. Here, we perform a digital quantum simulation of the paradigmatic Heisenberg and Ising interacting spin models using a two transmon-qubit circuit quantum electrodynamics setup. We make use of the exchange interaction naturally present in the simulator to construct a digital decomposition of the model-specific evolution and extract its full dynamics. This approach is universal and efficient, employing only resources that are polynomial in the number of spins, and indicates a path towards the controlled simulation of general spin dynamics in superconducting qubit platforms.

Double layers in gravity theories

Gravitational double layers, unlike their classical electromagnetic counterparts, are thought to be forbidden in gravity theories. It has been recently shown, however, that they are feasible in, for instance, gravity theories with a Lagrangian quadratic in the curvature. This is surprising with many potential consequences and the possibility of new physical behaviours. While a clear interpretation seems elusive, several lines of research are open. I present the field equations for double layers, the new physical quantities arising, and several explicit examples

Microscopia multimodal prática: registro automático de imagens de microscopia ótica e de microscopia eletrônica de varredura

A discriminação de fases que são praticamente indistinguíveis ao microscópio ótico de luz refletida ou ao microscópio eletrônico de varredura (MEV) é um dos problemas clássicos da microscopia de minérios. Com o objetivo de resolver este problema vem sendo recentemente empregada a técnica de microscopia colocalizada, que consiste na junção de duas modalidades de microscopia, microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura. O objetivo da técnica é fornecer uma imagem de microscopia multimodal, tornando possível a identificação, em amostras de minerais, de fases que não seriam distinguíveis com o uso de uma única modalidade, superando assim as limitações individuais dos dois sistemas. O método de registro até então disponível na literatura para a fusão das imagens de microscopia ótica e de microscopia eletrônica de varredura é um procedimento trabalhoso e extremamente dependente da interação do operador, uma vez que envolve a calibração do sistema com uma malha padrão a cada rotina de aquisição de imagens. Por esse motivo a técnica existente não é prática. Este trabalho propõe uma metodologia para automatizar o processo de registro de imagens de microscopia ótica e de microscopia eletrônica de varredura de maneira a aperfeiçoar e simplificar o uso da técnica de microscopia colocalizada. O método proposto pode ser subdividido em dois procedimentos: obtenção da transformação e registro das imagens com uso desta transformação. A obtenção da transformação envolve, primeiramente, o pré-processamento dos pares de forma a executar um registro grosseiro entre as imagens de cada par. Em seguida, são obtidos pontos homólogos, nas imagens óticas e de MEV. Para tal, foram utilizados dois métodos, o primeiro desenvolvido com base no algoritmo SIFT e o segundo definido a partir da varredura pelo máximo valor do coeficiente de correlação. Na etapa seguinte é calculada a transformação. Foram empregadas duas abordagens distintas: a média ponderada local (LWM) e os mínimos quadrados ponderados com polinômios ortogonais (MQPPO). O LWM recebe como entradas os chamados pseudo-homólogos, pontos que são forçadamente distribuídos de forma regular na imagem de referência, e que revelam, na imagem a ser registrada, os deslocamentos locais relativos entre as imagens. Tais pseudo-homólogos podem ser obtidos tanto pelo SIFT como pelo método do coeficiente de correlação. Por outro lado, o MQPPO recebe um conjunto de pontos com a distribuição natural. A análise dos registro de imagens obtidos empregou como métrica o valor da correlação entre as imagens obtidas. Observou-se que com o uso das variantes propostas SIFT-LWM e SIFT-Correlação foram obtidos resultados ligeiramente superiores aos do método com a malha padrão e LWM. Assim, a proposta, além de reduzir drasticamente a intervenção do operador, ainda possibilitou resultados mais precisos. Por outro lado, o método baseado na transformação fornecida pelos mínimos quadrados ponderados com polinômios ortogonais mostrou resultados inferiores aos produzidos pelo método que faz uso da malha padrão.

Size-composition of Annual Landings in the White Shrimp, Litopenaeus setiferus, Fishery of the Northern Gulf of Mexico, 1960–2006: Its Trend and Relationships with Other Fishery-dependent Variable

The potential for growth overfishing in the white shrimp, Litopenaeus setiferus, fishery of the northern Gulf of Mexico appears to have been of limited concern to Federal or state shrimp management entities, following the cataclysmic drop in white shrimp abundance in the 1940’s. As expected from surplus production theory, a decrease in size of shrimp in the annual landings accompanies increasing fishing effort, and can eventually reduce the value of the landings. Growth overfishing can exacerbate such decline in value of the annual landings. We characterize trends in size-composition of annual landings and other annual fishery-dependent variables in this fishery to determine relationships between selected pairs of these variables and to determine whether growth overfishing occurred during 1960–2006. Signs of growth overfishing were equivocal. For example, as nominal fishing effort increased, the initially upward, decelerating trend in annual yield approached a local maximum in the 1980’s. However, an accelerating upward trend in yield followed as effort continued to increase. Yield then reached its highest point in the time series in 2006, as nominal fishing effort declined due to exogenous factors outside the control of shrimp fishery managers. The quadratic relationship between annual yield and nominal fishing effort exhibited a local maximum of 5.24(107) pounds (≈ MSY) at a nominal fishing effort level of 1.38(105) days fished. However, annual yield showed a continuous increase with decrease in size of shrimp in the landings. Annual inflation-adjusted ex-vessel value of the landings peaked in 1989, preceded by a peak in annual inflation-adjusted ex-vessel value per pound (i.e. price) in 1983. Changes in size composition of shrimp landings and their economic effects should be included among guidelines for future management of this white shrimp

Posicionamento aproximado do estado final para sistemas térmicos descritos pela equação do calor.

Neste trabalho, será considerado um problema de controle ótimo quadrático para a equação do calor em domínios retangulares com condição de fronteira do tipo Dirichlet é nos quais, a função de controle (dependente apenas no tempo) constitui um termo de fonte. Uma caracterização da solução ótima é obtida na forma de uma equação linear em um espaço de funções reais definidas no intervalo de tempo considerado. Em seguida, utiliza-se uma sequência de projeções em subespaços de dimensão finita para obter aproximações para o controle ótimo, o cada uma das quais pode ser gerada por um sistema linear de dimensão finita. A sequência de soluções aproximadas assim obtidas converge para a solução ótima do problema original. Finalmente, são apresentados resultados numéricos para domínios espaciais de dimensão 1.

Um sistema de classificação de risco para serviços hospitalares de urgências e emergências pediátricas: CLARIPED.

Esta pesquisa refere-se ao desenvolvimento de um novo sistema triagem ou classificação de risco para os serviços de urgências e emergências pediátricas e ao estudo de validade e confiabilidade deste instrumento. O primeiro tópico trata de conceitos e fundamentos relacionados à triagem e evidencia a complexidade do tema em vários aspectos. O segundo tópico apresenta as justificativas para o desenvolvimento de um novo sistema de classificação de risco para o contexto de saúde brasileiro, diante das inadequações de se adotar sistemas idealizados em países com desenvolvimento econômico, social e cultural diversos. O terceiro tópico apresenta os objetivos da pesquisa: rever o estado da arte em relação à validade e confiabilidade de sistemas de triagem em crianças, descrever o desenvolvimento de um sistema brasileiro de classificação de risco para urgências e emergências pediátricas e estudar a validade e confiabilidade do novo instrumento. O quarto tópico é uma revisão sistemática da literatura sobre a validade e confiabilidade dos sistemas de triagem utilizados na população pediátrica. Localizaram-se estudos sobre sete sistemas de triagem desenvolvidos no Canadá, Reino Unido, EUA, Austrália, Escandinávia e África do Sul. Constatou-se a dificuldade de se comparar o desempenho de diferentes instrumentos, devido à heterogeneidade dos desfechos, das populações e dos contextos de saúde estudados. O quinto tópico descreve o processo de desenvolvimento de um instrumento brasileiro de classificação de risco em pediatria, CLARIPED, a partir do consenso entre especialistas e pré-testes. Justificou-se a escolha da Escala Sul Africana de Triagem como referência, pela sua simplicidade e objetividade e pela semelhança socioeconômica e demográfica entre os dois países. Introduziram-se várias modificações, mantendo-se a mesma logística do processo de triagem em duas etapas: aferição de parâmetros fisiológicos e verificação da presença de discriminadores de urgência. O sexto tópico se refere ao estudo prospectivo de validade e confiabilidade do CLARIPED no setor de emergência pediátrica de um hospital terciário brasileiro, no período de abril a julho de 2013. Uma boa validade de construto convergente foi confirmada pela associação entre os níveis de urgência atribuídos pelo CLARIPED e os desfechos evolutivos utilizados como proxies de urgência (utilização de recursos, hospitalização, admissão na sala de observação e tempo de permanência no setor de emergência). A comparação entre o CLARIPED e o padrão de referência mostrou boa sensibilidade de 0,89 (IC95%=0,78-0,95) e especificidade de 0,98 (IC95%=0,97-0,99) para diagnosticar elevada urgência. A confiabilidade interobservadores, resultou num kappa ponderado quadrático substancial de 0,75 (IC95%: 0,74-0,79). O sétimo e último tópico tece considerações finais sobre dois aspectos: a insuficiência de evidências científicas sobre os sistemas de triagem na população pediátrica e a oportunidade e relevância de se desenvolver um sistema brasileiro de classificação de risco para urgências e emergências pediátricas, válido e confiável, com possibilidades de adoção em âmbito nacional.

Modelo de Ginzburg-Landau a partir da teoria de campos a temperatura finita

Neste trabalho, utilizamos o formalismo de teorias quânticas de campos a temperatura finita, tal como desenvolvidas por Matsubara, aplicado a uma hamiltoniana de N campos escalares com autointeração quártica a N grande. Obtém-se uma expressão, na primeira aproximação quântica, para o coeficiente do termo quadrático da hamiltoniana ("massa quadrada"), renormalizado, como função da temperatura. A partir dela, estudamos o processo de quebra espontânea de simetria. Por outro lado, a mesma hamiltoniana é conhecida como modelo de Ginzburg-Landau na literatura de matéria condensada, e que permite o estudo de transições de fase em materiais ferromagnéticos. A temperatura é introduzida através do termo quadrático na hamiltoniana, de forma linear: é proporcional à diferença entre a variável de temperatura e a temperatura crítica. Tal modelo, porém, possui validade apenas na regi~ao de temperaturas próximas à criticalidade. Como resultado de nossos cálculos na teoria de campos a temperatura finita, observamos que, numa faixa de valores em torno da temperatura crítica, a massa quadrática pode ser aproximada por uma relação linear em relação à variável de temperatura. Isso evidencia a compatibilidade da abordagem de Ginzburg-Landau, na vizinhança da criticalidade, com respeito ao formalismo de campos a temperatura finita. Discutimos também os efeitos causados pela presença de um potencial químico no sistema.

Inflação estocástica não-isentrópica

Em modelos inflacionários não-isentrópicos, a contribuição para o espectro de potência é essencialmente proveniente das flutuações térmicas. Esta é a situação oposta a da inflação fria, onde as flutuações de origem quântica fornecem toda contribuição para o espectro. Pouca ou nenhuma importância tem sido dada ao regime intermediário, onde as flutuações quânticas e térmicas são comparáveis. Neste trabalho, tendo como bases a inflação não-isentrópica e a inflação estocástica de Starobinsky, propomos um quadro geral onde é possível tratar de maneira conjunta, explícita e transparente tanto a contribuição de origem quântica quanto a de origem térmica para o espectro de potência do inflaton.O espectro de potência geral obtido reproduz, nos limites apropriados, todos os resultados caracteríssticos tanto da inflação fria, quanto da inflação não-isentrópica. Com o objetivo de checar a consistência e a viabilidade do modelo, foram usados os típicos potenciais polinomiais característicos da inflação caótica. Apesar destes potenciais já estarem praticamente descartados pelas observações no contexto da inflação fria, surpreendentemente pudemos constatar que efeitos dissipativos e de temperatura são capazes de restaurar a compatibilidade dos mesmos com os parâmetros cosmológicos inferidos através dos dados do nono ano do WMAP. Através da inserção de tais efeitos na dinâmica de grandes escalas do inflaton, estendemos ainda alguns resultados relacionados ao cenário conhecido como inflação eterna.

Temperatura atmosférica e internações hospitalares por doenças cardíacas no município do Rio de Janeiro.

Os efeitos das temperaturas elevadas na saúde humana representam um problema de grande magnitude na saúde pública. A temperatura atmosférica e a poluição do ar são fatores de risco para as doenças crônicas não transmissíveis, em particular as doenças isquêmicas do coração. O estudo teve como objetivo analisar a associação entre a temperatura atmosférica e internações hospitalares por doenças cardíacas isquêmicas no município do Rio de Janeiro entre os anos de 2009 e 2013. Utilizaram-se modelos de séries temporais, via modelos aditivos generalizados, em regressão de Poisson, para testar a hipótese de associação. Como variáveis de controle de confusão foram utilizadas as concentrações de poluentes atmosféricos (ozônio e material particulado) e umidade relativa o ar; utilizou-se método de defasagem simples e distribuída para avaliar o impacto da variação de 1oC nas internações hospitalares diárias. No modelo de defasagem simples foram encontradas associações estatisticamente significativas para as internações por DIC no dia concorrente a exposição ao calor, tanto para a temperatura média quanto para a máxima. No modelo de defasagem distribuída polinomial, essa associação foi observada com 1 e 2 dias de defasagem e no efeito acumulado tanto para a temperatura média quanto para a máxima. Ao estratificarmos por faixa etária, as associações para as internações por DIC e exposição ao calor não foram estatisticamente significativas no modelo de defasagem simples para as temperaturas média e máxima. Em contrapartida, no modelo de defasagem distribuída polinomial, a correlação entre internações por DIC e exposição ao calor foi observada na faixa de 30 a 60 anos no efeito acumulado para a temperatura média; e com defasagem de 1 e 2 dias para 60 anos ou mais de idade para a temperatura média. Estes resultados sugerem associação positiva entre as internações hospitalares por doença cardíaca isquêmica e temperatura na cidade do Rio de Janeiro. Os resultados do presente estudo fornecem informações para o planejamento de investimentos de áreas urbanas climatizadas e para a preparação dos hospitais para receber emergências relacionadas aos efeitos de calor que é uma das consequências mais importantes das mudanças climáticas.

Growth, mortality, and hatchdate distributions of larval and juvenile spotted seatrout (Cynoscion nebulosus) in Florida Bay, Everglades National Park

Life history aspects of larval and, mainly, juvenile spotted seatrout (Cynoscion nebulosus) were studied in Florida Bay, Everglades National Park, Florida. Collections were made in 1994−97, although the majority of juveniles were collected in 1995. The main objective was to obtain life history data to eventually develop a spatially explicit model and provide baseline data to understand how Everglades restoration plans (i.e. increased freshwater flows) could influence spotted seatrout vital rates. Growth of larvae and juveniles (<80 mm SL) was best described by the equation loge standard length = –1.31 + 1.2162 (loge age). Growth in length of juveniles (12–80 mm SL) was best described by the equation standard length = –7.50 + 0.8417 (age). Growth in wet weight of juveniles (15–69 mm SL) was best described by the equation loge wet-weight = –4.44 + 0.0748 (age). There were no significant differences in juvenile growth in length of spotted seatrout in 1995 between three geographical subdivisions of Florida Bay: central, western, and waters adjacent to the Gulf of Mexico. We found a significant difference in wet-weight for one of six cohorts categorized by month of hatchdate in 1995, and a significant difference in length for another cohort. Juveniles (i.e. survivors) used to calculate weekly hatchdate distributions during 1995 had estimated spawning times that were cyclical and protracted, and there was no correlation between spawning and moon phase. Temperature influenced otolith increment widths during certain growth periods in 1995. There was no evidence of a relationship between otolith growth rate and temperature for the first 21 increments. For increments 22–60, otolith growth rates decreased with increasing age and the extent of the decrease depended strongly in a quadratic fashion on the temperature to which the fish was exposed. For temperatures at the lower and higher range, increment growth rates were highest. We suggest that this quadratic relationship might be influenced by an environmental factor other than temperature. There was insufficient information to obtain reliable inferences on the relationship of increment growth rate to salinity.

An evaluation of back-calculation methodology using simulated otolith data

I simulated somatic growth and accompanying otolith growth using an individual-based bioenergetics model in order to examine the performance of several back-calculation methods. Four shapes of otolith radius-total length relations (OR-TL) were simulated. Ten different back-calculation equations, two different regression models of radius length, and two schemes of annulus selection were examined for a total of 20 different methods to estimate size at age from simulated data sets of length and annulus measurements. The accuracy of each of the twenty methods was evaluated by comparing the back-calculated length-at-age and the true length-at-age. The best back-calculation technique was directly related to how well the OR-TL model fitted. When the OR-TL was sigmoid shaped and all annuli were used, employing a least squares linear regression coupled with a log-transformed Lee back-calculation equation (y-intercept corrected) resulted in the least error; when only the last annulus was used, employing a direct proportionality back-calculation equation resulted in the least error. When the OR-TL was linear, employing a functional regression coupled with the Lee back-calculation equation resulted in the least error when all annuli were used, and also when only the last annulus was used. If the OR-TL was exponentially shaped, direct substitution into the fitted quadratic equation resulted in the least error when all annuli were used, and when only the last annulus was used. Finally, an asymptotically shaped OR-TL was best modeled by the individually corrected Weibull cumulative distribution function when all annuli were used, and when only the last annulus was used.

A unified circuit model for the polysilicon thin film transistor

This paper describes a unified approach to modelling the polysilicon thin film transistor (TFT) for the purposes of circuit design. The approach uses accurate methods of predicting the channel conductance and then fitting the resulting data with a polynomial. Two methods are proposed to find the channel conductance: a device model and measurement. The approach is suitable because the TFT does not have a well defined threshold voltage. The polynomial conductance is then integrated generally to find the drain current and channel charge, necessary for a complete circuit model. © 1991 The Japan Society of Applied Physics.