Loistehon kompensoinnin ja yliaaltosuodattimien nykytila sekä kehityskohteet Kemira Chemicals Oy:n Joutsenon tehtaalla

Tutkimuksessa käsitelty kemikaalitehdas on 110 kV:n kantaverkkoon liittyvä tehointensiivinen teollisuuslaitos. Prosessien käyttöön mukautetut sähkönjakeluverkon yliaaltosuodattimet ja niiden käyttökytkennät ovat tärkeässä asemassa loistehon tuoton hallitsemiseksi liittymän loistehoikkunaan ja riittävän yliaaltosuodatuksen järjestämiseksi häviöt minimoiden. Kohteena olleen kemikaalitehtaan sähkönjakeluverkon kompensointia ja yliaaltosuodatusta on viimeksi tutkittu vuonna 2003. Tämän jälkeen verkostokomponentit ovat ikääntyneet, prosessien käyttö sekä pienjänniteverkko ovat muuttuneet ja tehdasta käyttävät osittain eri henkilöt. Nykytilaselvitykselle ja verkon kehityskohteiden analysoinnille on tullut tarve edellisen selvityksen jatkoksi. Tutkimus painottuu vahvasti kenttämittauksiin, joiden perusteella sekä kirjallisuutta ja tehtaan järjestelmiä hyödyntäen määritetään loistehotasot verkon keskeisimmissä kohteissa pien-, keski- ja suurjännitetasoilla. Tutkimuksessa esitetään lipeätehtaan suotimien uudelleenjärjestely 4. yliaallon vähentämiseksi ja yksikkökoon pienentämiseksi. Kantaverkon liittymäpisteen tilanne oli hyväksyttävä. Tutkimus esittää pienjännitekompensointia KF-4-100 keskukseen varayhteyden kapasiteettia lisäten. Tutkimus tuotti yleistietoutta verkon käytöstä ja selvitti parhaat käyttökytkennät loistehoikkunan hallitsemiseksi ilman loistehokustannuksia.

Aspects of spatial and habitat ecology of multiple Anopheles species (Diptera: Culicidae): malaria vectors in the highlands and foothills of Ecuador

The resurgence of malaria in highland regions of Africa, Oceania and recently in South America underlines the importance of the study of the ecology of highland mosquito vectors of malaria. Since the incidence of malaria is limited by the distribution of its vectors, the purpose of this PhD thesis was to examine aspects of the ecology of Anopheles mosquitoes in the Andes of Ecuador, South America. A historical literature and archival data review (Chapter 2) indicated that Anopheles pseudopunctipennis transmitted malaria in highland valleys of Ecuador prior to 1950, although it was eliminated through habitat removal and the use of chemical insecticides. Other anopheline species were previously limited to low-altitude regions, except in a few unconfirmed cases. A thorough larval collection effort (n=438 attempted collection sites) in all road-accessible parts of Ecuador except for the lowland Amazon basin was undertaken between 2008 - 2010 (Chapter 3). Larvae were identified morphologically and using molecular techniques (mitochondrial COl gene), and distribution maps indicated that all five species collected (Anopheles albimanus, An. pseudopunctipennis, Anopheles punctimacula, Anopheles oswaldoi s.l. and Anopheles eiseni) were more widespread throughout highland regions than previously recorded during the 1940s, with higher maximum altitudes for all except An. pseudopunctipennis (1541 m, 1930 m, 1906 m, 1233 m and 1873 m, respectively). During larval collections, to characterize species-specific larval habitat, a variety of abiotic and biotic habitat parameters were measured and compared between species-present and species-absent sites using chi-square tests and stepwise binary logistic regression analyses (Chapter 4). An. albimanus was significantly associated with permanent pools with sand substrates and An. pseudopunctipennis with gravel and boulder substrates. Both species were significantly associated with floating cyanobacterial mats and warmer temperatures, which may limit their presence in cooler highland regions. Anopheles punctimacula was collected more often than expected from algae-free, shaded pools with higher-than-average calculated dissolved oxygen. Anopheles oswaldoi s.l., the species occurring on the Amazonian side of the Andes, was associated with permanent, anthropogenic habitats such as roadside ditches and ponds. To address the hypothesis that human land use change is responsible for the emergence of multiple highland Anopheles species by creating larval habitat, common land uses in the western Andes were surveyed for standing water and potential larval habitat suitability (Chapter 5). Rivers and road edges provided large amounts of potentially suitable anopheline habitat in the western Andes, while cattle pasture also created potentially suitable habitat in irrigation canals and watering ponds. Other common land uses surveyed (banana farms, sugarcane plantations, mixed tree plantations, and empty lots) were usually established on steep slopes and had very little standing water present. Using distribution and larval habitat data, a GIS-based larval habitat distribution model for the common western species was constructed in ArcGIS v.l 0 (ESRI 2010) using derived data layers from field measurements and other sources (Chapter 6). The additive model predicted 76.4 - 97.9% of the field-observed collection localities of An. albimanus, An. pseudopunctipennis and An. punctimacula, although it could not accurately distinguish between species-absent and speciespresent sites due to its coarse scale. The model predicted distributional expansion and/or shift of one or more anopheline species into the following highland valleys with climate warming: Mira/Chota, Imbabura province, Tumbaco, Pichincha province, Pallatanga and Sibambe, Chimborazo province, and Yungilla, Azuay province. These valleys may serve as targeted sites of future monitoring to prevent highland epidemics of malaria. The human perceptions of malaria and mosquitoes in relation to land management practices were assessed through an interview-based survey (n=262) in both highlands and lowlands, of male and female land owners and managers of five property types (Chapter 7). Although respondents had a strong understanding of where the disease occurs in their own country and of the basic relationship among standing water, mosquitoes and malaria, about half of respondents in potential risk areas denied the current possibility of malaria infection on their own property. As well, about half of respondents with potential anopheline larval habitat did not report its presence, likely due to a highly specific definition of suitable mosquito habitat. Most respondents who are considered at risk of malaria currently use at least one type of mosquito bite prevention, most commonly bed nets. In conclusion, this interdisciplinary thesis examines the occurrence of Anopheles species in the lowland transition area and highlands in Ecuador, from a historic, geographic, ecological and sociological perspective.

Effet de la symétrie sur la supraconductivité de LaRhSi3 et la frustration magnétique du SrRE2O4 (RE = Dy ou Ho)

Dans la première partie, nous présentons les résultats de l'étude du supraconducteur sans inversion de symétrie LaRhSi3 par spectroscopie muonique. En champ nul, nous n'avons pas détecté de champ interne. Ceci indique que la fonction d'onde de l'état supraconducteur n'est pas dominée par l'état triplet. Les mesures en champ transverse de 35G présentent une transition en accord avec la transition de phase attendue sous le champ critique Hc1. Nous avons répété ces mesures pour un champ entre Hc1 et Hc2, 150G. Le spectre obtenu pour ces mesures conserve l'asymétrie et relaxe rapidement à basse température tel que prédit pour un supraconducteur dans la phase d'Abrikosov. Néanmoins, les relaxations produites par ce balayage en température présentent une transition à près de 2 fois la température critique attendue. Dans la deuxième partie de ce mémoire, nous donnons l'interprétation des résultats de la diffraction neutronique inélastique par l'étude des champs électriques cristallins. Ces mesures ont été effectuées sur des aimants frustrés SrHo2O4 et SrDy2O4 sous la forme de poudre. L'étude des niveaux produits par les champs cristallins par la méthode des opérateurs de Stevens indique une perte du moment cinétique dans les deux matériaux. Pour le SrDy2O4, l'état fondamental serait constitué de quatre états dégénérés quasi accidentellement qui portent un moment magnétique total non-nul. Toute fois, nos mesures de susceptibilité magnétique ne montrent aucun ordre au-dessus de 50mK. Pour le SrHo2O4, le fondamental est formé d'une paire accidentelle. Nous obtenons un moment magnétique de 6.94(8)$\mu_B$ ce qui s'accorde avec les données expérimentales.

Impacts de l'écoulement souterrain sur la dégradation du pergélisol

Les changements climatiques mesurés dans le Nord-ouest canadien au cours du XXIe siècle entraînent une dégradation du pergélisol. Certaines des principales conséquences physiques sont la fonte de la glace interstitielle lors du dégel du pergélisol, l’affaissement du sol et la réorganisation des réseaux de drainage. L’effet est particulièrement marqué pour les routes bâties sur le pergélisol, où des dépressions et des fentes se créent de façon récurrente, rendant la conduite dangereuse. Des observations et mesures de terrain effectuées à Beaver Creek (Yukon) entre 2008 et 2011 ont démontré qu’un autre processus très peu étudié et quantifié dégradait le pergélisol de façon rapide, soit la chaleur transmise au pergélisol par l’écoulement souterrain. Suite aux mesures de terrain effectuées (relevé topographique, étude géotechnique du sol, détermination de la hauteur de la nappe phréatique et des chenaux d’écoulement préférentiels, température de l’eau et du sol, profondeur du pergélisol et de la couche active), des modèles de transfert de chaleur par conduction et par advection ont été produits. Les résultats démontrent que l’écoulement souterrain dans la couche active et les zones de talik contribue à la détérioration du pergélisol via différents processus de transfert de chaleur conducto-convectifs. L’écoulement souterrain devrait être pris en considération dans tous les modèles et scénarios de dégradation du pergélisol. Avec une bonne caractérisation de l’environnement, le modèle de transfert de chaleur élaboré au cours de la présente recherche est applicable dans d’autres zones de pergélisol discontinu.

Habitat variability and the individual variability of juvenile Atlantic salmon (Salmo salar)

La variabilité spatiale et temporelle de l’écoulement en rivière contribue à créer une mosaïque d’habitat dynamique qui soutient la diversité écologique. Une des questions fondamentales en écohydraulique est de déterminer quelles sont les échelles spatiales et temporelles de variation de l’habitat les plus importantes pour les organismes à divers stades de vie. L’objectif général de la thèse consiste à examiner les liens entre la variabilité de l’habitat et le comportement du saumon Atlantique juvénile. Plus spécifiquement, trois thèmes sont abordés : la turbulence en tant que variable d’habitat du poisson, les échelles spatiales et temporelles de sélection de l’habitat et la variabilité individuelle du comportement du poisson. À l’aide de données empiriques détaillées et d’analyses statistiques variées, nos objectifs étaient de 1) quantifier les liens causaux entre les variables d’habitat du poisson « usuelles » et les propriétés turbulentes à échelles multiples; 2) tester l’utilisation d’un chenal portatif pour analyser l’effet des propriétés turbulentes sur les probabilités de capture de proie et du comportement alimentaire des saumons juvéniles; 3) analyser les échelles spatiales et temporelles de sélection de l’habitat dans un tronçon l’été et l’automne; 4) examiner la variation individuelle saisonnière et journalière des patrons d’activité, d’utilisation de l’habitat et de leur interaction; 5) investiguer la variation individuelle du comportement spatial en relation aux fluctuations environnementales. La thèse procure une caractérisation détaillée de la turbulence dans les mouilles et les seuils et montre que la capacité des variables d’habitat du poisson usuelles à expliquer les propriétés turbulentes est relativement basse, surtout dans les petites échelles, mais varie de façon importante entre les unités morphologiques. D’un point de vue pratique, ce niveau de complexité suggère que la turbulence devrait être considérée comme une variable écologique distincte. Dans une deuxième expérience, en utilisant un chenal portatif in situ, nous n’avons pas confirmé de façon concluante, ni écarté l’effet de la turbulence sur la probabilité de capture des proies, mais avons observé une sélection préférentielle de localisations où la turbulence était relativement faible. La sélection d’habitats de faible turbulence a aussi été observée en conditions naturelles dans une étude basée sur des observations pour laquelle 66 poissons ont été marqués à l’aide de transpondeurs passifs et suivis pendant trois mois dans un tronçon de rivière à l’aide d’un réseau d’antennes enfouies dans le lit. La sélection de l’habitat était dépendante de l’échelle d’observation. Les poissons étaient associés aux profondeurs modérées à micro-échelle, mais aussi à des profondeurs plus élevées à l’échelle des patchs. De plus, l’étendue d’habitats utilisés a augmenté de façon asymptotique avec l’échelle temporelle. L’échelle d’une heure a été considérée comme optimale pour décrire l’habitat utilisé dans une journée et l’échelle de trois jours pour décrire l’habitat utilisé dans un mois. Le suivi individuel a révélé une forte variabilité inter-individuelle des patrons d’activité, certains individus étant principalement nocturnes alors que d’autres ont fréquemment changé de patrons d’activité. Les changements de patrons d’activité étaient liés aux variables environnementales, mais aussi à l’utilisation de l’habitat des individus, ce qui pourrait signifier que l’utilisation d’habitats suboptimaux engendre la nécessité d’augmenter l’activité diurne, quand l’apport alimentaire et le risque de prédation sont plus élevés. La variabilité inter-individuelle élevée a aussi été observée dans le comportement spatial. La plupart des poissons ont présenté une faible mobilité la plupart des jours, mais ont occasionnellement effectué des mouvements de forte amplitude. En fait, la variabilité inter-individuelle a compté pour seulement 12-17% de la variabilité totale de la mobilité des poissons. Ces résultats questionnent la prémisse que la population soit composée de fractions d’individus sédentaires et mobiles. La variation individuelle journalière suggère que la mobilité est une réponse à des changements des conditions plutôt qu’à un trait de comportement individuel.

Studies On Sediment Transport In The Surf Zone Along Certain Beaches Of Kerala

Sediment transport in the nearshore areas is an important process in deciding the coastline stability. The design and effective maintenance of navigable waterways, harbours and marine structures depend on the stability of the sediment substrate and the nature of sedimentation in the nearshore zone. The nearshore zone is a complex environment and the exact relationships existing between water motions and the resulting sediment transports are not well understood. During the rough weather season, when the sediment movement is considerable, processes occurring in the nearshore area are much less understood. Moreover, there is a general lack of field measurements, especially during the time of severe storm conditions. The increasing pressures and the concern on the preservation of the valuable coastal environment have led to the development of shore protection programmes. Conservation not only demands knowledge of what needs to be done, but also requires the basic processes to be fully understood. Considering the fragile nature of barrier beaches and intense occupancy of these areas by man, these coastal features have long been a subject of study by coastal oceanographers, geomorphologists and engineers. The present study is an attempt to understand the sediment movement in relation to beach dynamics, especially in the surf zone, along some part of Kerala coast and the response of the beaches to various forcing functions over different seasons

Comprehensive evaluation of the WaterGAP3 model across climatic, physiographic, and anthropogenic gradients

In den letzten Jahrzehnten haben sich makroskalige hydrologische Modelle als wichtige Werkzeuge etabliert um den Zustand der globalen erneuerbaren Süßwasserressourcen flächendeckend bewerten können. Sie werden heutzutage eingesetzt um eine große Bandbreite wissenschaftlicher Fragestellungen zu beantworten, insbesondere hinsichtlich der Auswirkungen anthropogener Einflüsse auf das natürliche Abflussregime oder der Auswirkungen des globalen Wandels und Klimawandels auf die Ressource Wasser. Diese Auswirkungen lassen sich durch verschiedenste wasserbezogene Kenngrößen abschätzen, wie z.B. erneuerbare (Grund-)Wasserressourcen, Hochwasserrisiko, Dürren, Wasserstress und Wasserknappheit. Die Weiterentwicklung makroskaliger hydrologischer Modelle wurde insbesondere durch stetig steigende Rechenkapazitäten begünstigt, aber auch durch die zunehmende Verfügbarkeit von Fernerkundungsdaten und abgeleiteten Datenprodukten, die genutzt werden können, um die Modelle anzutreiben und zu verbessern. Wie alle makro- bis globalskaligen Modellierungsansätze unterliegen makroskalige hydrologische Simulationen erheblichen Unsicherheiten, die (i) auf räumliche Eingabedatensätze, wie z.B. meteorologische Größen oder Landoberflächenparameter, und (ii) im Besonderen auf die (oftmals) vereinfachte Abbildung physikalischer Prozesse im Modell zurückzuführen sind. Angesichts dieser Unsicherheiten ist es unabdingbar, die tatsächliche Anwendbarkeit und Prognosefähigkeit der Modelle unter diversen klimatischen und physiographischen Bedingungen zu überprüfen. Bisher wurden die meisten Evaluierungsstudien jedoch lediglich in wenigen, großen Flusseinzugsgebieten durchgeführt oder fokussierten auf kontinentalen Wasserflüssen. Dies steht im Kontrast zu vielen Anwendungsstudien, deren Analysen und Aussagen auf simulierten Zustandsgrößen und Flüssen in deutlich feinerer räumlicher Auflösung (Gridzelle) basieren. Den Kern der Dissertation bildet eine umfangreiche Evaluierung der generellen Anwendbarkeit des globalen hydrologischen Modells WaterGAP3 für die Simulation von monatlichen Abflussregimen und Niedrig- und Hochwasserabflüssen auf Basis von mehr als 2400 Durchflussmessreihen für den Zeitraum 1958-2010. Die betrachteten Flusseinzugsgebiete repräsentieren ein breites Spektrum klimatischer und physiographischer Bedingungen, die Einzugsgebietsgröße reicht von 3000 bis zu mehreren Millionen Quadratkilometern. Die Modellevaluierung hat dabei zwei Zielsetzungen: Erstens soll die erzielte Modellgüte als Bezugswert dienen gegen den jegliche weiteren Modellverbesserungen verglichen werden können. Zweitens soll eine Methode zur diagnostischen Modellevaluierung entwickelt und getestet werden, die eindeutige Ansatzpunkte zur Modellverbesserung aufzeigen soll, falls die Modellgüte unzureichend ist. Hierzu werden komplementäre Modellgütemaße mit neun Gebietsparametern verknüpft, welche die klimatischen und physiographischen Bedingungen sowie den Grad anthropogener Beeinflussung in den einzelnen Einzugsgebieten quantifizieren. WaterGAP3 erzielt eine mittlere bis hohe Modellgüte für die Simulation von sowohl monatlichen Abflussregimen als auch Niedrig- und Hochwasserabflüssen, jedoch sind für alle betrachteten Modellgütemaße deutliche räumliche Muster erkennbar. Von den neun betrachteten Gebietseigenschaften weisen insbesondere der Ariditätsgrad und die mittlere Gebietsneigung einen starken Einfluss auf die Modellgüte auf. Das Modell tendiert zur Überschätzung des jährlichen Abflussvolumens mit steigender Aridität. Dieses Verhalten ist charakteristisch für makroskalige hydrologische Modelle und ist auf die unzureichende Abbildung von Prozessen der Abflussbildung und –konzentration in wasserlimitierten Gebieten zurückzuführen. In steilen Einzugsgebieten wird eine geringe Modellgüte hinsichtlich der Abbildung von monatlicher Abflussvariabilität und zeitlicher Dynamik festgestellt, die sich auch in der Güte der Niedrig- und Hochwassersimulation widerspiegelt. Diese Beobachtung weist auf notwendige Modellverbesserungen in Bezug auf (i) die Aufteilung des Gesamtabflusses in schnelle und verzögerte Abflusskomponente und (ii) die Berechnung der Fließgeschwindigkeit im Gerinne hin. Die im Rahmen der Dissertation entwickelte Methode zur diagnostischen Modellevaluierung durch Verknüpfung von komplementären Modellgütemaßen und Einzugsgebietseigenschaften wurde exemplarisch am Beispiel des WaterGAP3 Modells erprobt. Die Methode hat sich als effizientes Werkzeug erwiesen, um räumliche Muster in der Modellgüte zu erklären und Defizite in der Modellstruktur zu identifizieren. Die entwickelte Methode ist generell für jedes hydrologische Modell anwendbar. Sie ist jedoch insbesondere für makroskalige Modelle und multi-basin Studien relevant, da sie das Fehlen von feldspezifischen Kenntnissen und gezielten Messkampagnen, auf die üblicherweise in der Einzugsgebietsmodellierung zurückgegriffen wird, teilweise ausgleichen kann.

Quantifying sediment transport processes in periglacial mountain environments at a catchment scale using geomorphic process units

The research record on the quantification of sediment transport processes in periglacial mountain environments in Scandimvia dates back to the 1950s. A wide range of measurements is. available, especially from the Karkevagge region of northern Sweden. Within this paper satellite image analysis and tools provided by geographic information systems (GIS) are exploited in order to extend and improve this research and to complement geophysical methods. The processes of interest include mass movements such as solifluction, slope wash, dirty avalanches and rock-and boulder falls. Geomorphic process units have been derived in order to allow quantification via GIS techniques at a catchment scale. Mass movement rates based on existing Field measurements are employed in the budget calculation. In the Karkevagge catch ment. 80% of the area can be identified either as a source area for sediments or as a zone where sediments are deposited. The overall budget for the slopes beneath the rockwalls in the Karkevagge is approximately 680 t a(-1) whilst about 150 : a-1 are transported into the fluvial System.

Late-20th-century changes in glacier extent in the Caucasus Mountains, Russia/Georgia

Glaciers occupy an area of similar to 1600 km(2) in the Caucasus Mountains. There is widespread evidence of retreat since the Little Ice Age, but an up-to-date regional assessment of glacier change is lacking. In this paper, satellite imagery (Landsat Thematic Mapper and Enhanced Thematic Mapper Plus) is used to obtain the terminus position of 113 glaciers in the central Caucasus in 1985 and 2000, using a manual delineation process based on a false-colour composite (bands 5, 4, 3). Measurements reveal that 94% of the glaciers have retreated, 4% exhibited no overall change and 2% advanced. The mean retreat rate equates to similar to 8 m a(-1), and maximum retreat rates approach similar to 38 m a(-1). The largest (>10 km(2)) glaciers retreated twice as much (similar to 12 m a(-1)) as the smallest (<1 km(2)) glaciers (similar to 6 m a(-1)), and glaciers at lower elevations generally retreated greater distances. Supraglacial debris cover has increased in association with glacier retreat, and the surface area of bare ice has reduced by similar to 10% between 1985 and 2000. Results are compared to declassified Corona imagery from the 1960s and 1970s and detailed field measurements and mass-balance data for Djankuat glacier, central Caucasus. It is concluded that the decrease in glacier area appears to be primarily driven by increasing temperatures since the 1970s and especially since the mid-1990s. Continued retreat could lead to considerable changes in glacier runoff, with implications for regional water resources.

Estimating surface net solar radiation by use of Landsat-5 TM and digital elevation models

The ground surface net solar radiation is the energy that drives physical and chemical processes at the ground surface. In this paper, multi-spectral data from the Landsat-5 TM, topographic data from a gridded digital elevation model, field measurements, and the atmosphere model LOWTRAN 7 are used to estimate surface net solar radiation over the FIFE site. Firstly an improved method is presented and used for calculating total surface incoming radiation. Then, surface albedo is integrated from surface reflectance factors derived from remotely sensed data from Landsat-5 TM. Finally, surface net solar radiation is calculated by subtracting surface upwelling radiation from the total surface incoming radiation.

A new Snow-SVAT to simulate the accumulation and ablation of seasonal snow cover beneath a forest canopy

A new snow-soil-vegetation-atmosphere transfer (Snow-SVAT) scheme, which simulates the accumulation and ablation of the snow cover beneath a forest canopy, is presented. The model was formulated by coupling a canopy optical and thermal radiation model to a physically-based multi-layer snow model. This canopy radiation model is physically-based yet requires few parameters, so can be used when extensive in-situ field measurements are not available. Other forest effects such as the reduction of wind speed, interception of snow on the canopy and the deposition of litter were incorporated within this combined model, SNOWCAN, which was tested with data taken as part of the Boreal Ecosystem-Atmosphere Study (BOREAS) international collaborative experiment. Snow depths beneath four different canopy types and at an open site were simulated. Agreement between observed and simulated snow depths was generally good, with correlation coefficients ranging between r^2=0.94 and r^2=0.98 for all sites where automatic measurements were available. However, the simulated date of total snowpack ablation generally occurred later than the observed date. A comparison between simulated solar radiation and limited measurements of sub-canopy radiation at one site indicates that the model simulates the sub-canopy downwelling solar radiation early in the season to within measurement uncertainty.

Reduced height (Rht) and photoperiod insensitivity (Ppd) allele associations with establishment and early growth of wheat in contrasting production systems

Near isogenic lines (NILs) varying for genes for reduced height (Rht) and photoperiod insensitivity (Ppd-D1a) in a cv. Mercia background (rht (tall), Rht-B1b, Rht-D1b, Rht-B1c, Rht8c + Ppd-D1a, Rht-D1c, Rht12) were compared at one field site but within contrasting ('organic' vs. 'conventional') rotational and agronomic contexts, in each of 3 years. In the final year, further NILs (rht (tall), Rht-B1b, Rht-D1b, Rht-B1c, Rht-B1b + Rht-D1b, Rht-D1b + Rht-B1c) in both Maris Huntsman and Maris Widgeon backgrounds were added together with 64 lines of a doubled haploid (DH) population [Savannah (Rht-D1b) x Renesansa (Rht-8c + Ppd-D1a)]. Assessments included laboratory tests of germination and coleoptile length, and various field measurements of crop growth between emergence and pre jointing [plant population, tillering, leaf length, ground cover (GC), interception of photosynthetically active radiation (PAR), crop dry matter (DM) and nitrogen accumulation (N), far red: red reflectance ratio (FR:R), crop height, and weed dry matter]. All of the dwarfing alleles except Rht12 in the Mercia background and Rht8c in the DHs were associated with reduced coleoptile length. Most of the dwarfing alleles (depending on background) reduced seed viability. Severe dwarfing alleles (Rht-B1c, Rht-D1c and Rht12) were routinely associated with fewer plant numbers and reduced early crop growth (GC, PAR, DM, N, FR:R), and in 1 year, increased weed DM. In the Mercia background and the DHs the semi-dwarfing allele Rht-D1b was also sometimes associated with reductions in early crop growth; no such negative effects were associated with the marker for Rht8c. When significant interactions between cropping system and genotype did occur it was because differences between lines were more exaggerated in the organic system than in the conventional system. Ppd-D1a was associated positively with plant numbers surviving the winter and early crop growth (GC, FR:R, DM, N, PAR, height), and was the most significant locus in a QTL analysis. We conclude that, within these environmental and system contexts, genes moderating development are likely to be more important in influencing early resource capture than using Rht8c as an alternative semi-dwarfing gene to Rht-D1b.

The effects of variation in snow properties on snow mass estimation using the Chang algorithm

Estimating snow mass at continental scales is difficult but important for understanding landatmosphere interactions, biogeochemical cycles and Northern latitudes’ hydrology. Remote sensing provides the only consistent global observations, but the uncertainty in measurements is poorly understood. Existing techniques for the remote sensing of snow mass are based on the Chang algorithm, which relates the absorption of Earth-emitted microwave radiation by a snow layer to the snow mass within the layer. The absorption also depends on other factors such as the snow grain size and density, which are assumed and fixed within the algorithm. We examine the assumptions, compare them to field measurements made at the NASA Cold Land Processes Experiment (CLPX) Colorado field site in 2002–3, and evaluate the consequences of deviation and variability for snow mass retrieval. The accuracy of the emission model used to devise the algorithm also has an impact on its accuracy, so we test this with the CLPX measurements of snow properties against SSM/I and AMSR-E satellite measurements.

The effects of variation in snow properties on passive microwave snow mass estimation

Estimating snow mass at continental scales is difficult, but important for understanding land-atmosphere interactions, biogeochemical cycles and the hydrology of the Northern latitudes. Remote sensing provides the only consistent global observations, butwith unknown errors. Wetest the theoretical performance of the Chang algorithm for estimating snow mass from passive microwave measurements using the Helsinki University of Technology (HUT) snow microwave emission model. The algorithm's dependence upon assumptions of fixed and uniform snow density and grainsize is determined, and measurements of these properties made at the Cold Land Processes Experiment (CLPX) Colorado field site in 2002–2003 used to quantify the retrieval errors caused by differences between the algorithm assumptions and measurements. Deviation from the Chang algorithm snow density and grainsize assumptions gives rise to an error of a factor of between two and three in calculating snow mass. The possibility that the algorithm performsmore accurately over large areas than at points is tested by simulating emission from a 25 km diameter area of snow with a distribution of properties derived from the snow pitmeasurements, using the Chang algorithm to calculate mean snow-mass from the simulated emission. The snowmass estimation froma site exhibiting the heterogeneity of the CLPX Colorado site proves onlymarginally different than that from a similarly-simulated homogeneous site. The estimation accuracy predictions are tested using the CLPX field measurements of snow mass, and simultaneous SSM/I and AMSR-E measurements.

Classification and fault detection methods for fuel cell monitoring and quality control

In this paper, various types of fault detection methods for fuel cells are compared. For example, those that use a model based approach or a data driven approach or a combination of the two. The potential advantages and drawbacks of each method are discussed and comparisons between methods are made. In particular, classification algorithms are investigated, which separate a data set into classes or clusters based on some prior knowledge or measure of similarity. In particular, the application of classification methods to vectors of reconstructed currents by magnetic tomography or to vectors of magnetic field measurements directly is explored. Bases are simulated using the finite integration technique (FIT) and regularization techniques are employed to overcome ill-posedness. Fisher's linear discriminant is used to illustrate these concepts. Numerical experiments show that the ill-posedness of the magnetic tomography problem is a part of the classification problem on magnetic field measurements as well. This is independent of the particular working mode of the cell but influenced by the type of faulty behavior that is studied. The numerical results demonstrate the ill-posedness by the exponential decay behavior of the singular values for three examples of fault classes.