Deletion of the RNR4 gene causes hyperresistance to the carcinogen 4-NQO in the yeast model

La stabilité génomique, qui est essentielle à la vie, est possible grâce à la réplication et la réparation de l’ADN. Une des enzymes responsables de la réplication et de la réparation de l’ADN est la ribonucleotide reductase (RNR), qui est retrouvée chez la levure et chez l’humain. Cette enzyme catalyse la formation de déoxyribonucléotides et maintien le pool de dNTP requis pour la réparation et la réplication de l’ADN. L’enzyme RNR est un tétramère α2β2 constitué d’une grande (R1, α2) et d’une petite (R2, β2) sous-unité. Chez S. cerevisiae, les gènes RNR1 et RNR3 encodent la sous-unité α2 (R1). L’activité catalytique de RNR dépend d’une interaction avec le fer et de la formation d’un complexe entre R1 et R2. L’expression de toutes les sous-unités est inductible par les dommages causés à l’ADN. Dans cette étude, nous démontrons que des cellules qui n’expriment pas une des sous-unités, Rnr4, du complexe RNR sont sensibles à divers agents endommageant l’ADN, tels que le méthyl méthane sulfonate, la bléomycine, le péroxyde d’hydrogène et les rayons ultraviolets (UVC 254 nm). Au contraire, le mutant est résistant au 4-nitroquinoline-1- oxide (4-NQO), un composé qui engendre des lésions encombrantes. Par conséquent, le mutant rnr4Δ démontre une réduction marquée en mutations induites par le 4-NQO comparativement à la souche parentale. Nous voulions identifier la voie de réparation de l’ADN qui conférait cette résistance au 4-NQO ainsi que les protéines impliquées. Les voies BER, NER et MMR n’ont pas aboli la résistance au 4-NQO de la souche rnr4Δ. La protéine recombinante Rad51 ne joue pas un rôle critique dans la réparation de l’ADN et dans la résistance au 4-NQO. La délétion du gène REV3, qui encode une polymérase de contournement, impliquée dans la réparation post-réplication, a partiellement aboli la résistance au 4-NQO dans rnr4Δ. Ces résultats suggèrent que la polymérase Rev3 et possiblement d’autres polymérases translésion (Rev1, Rev7, Rad30) pourraient être impliquées dans la réparation de lésions encombrantes dans l’ADN dans des conditions de carence en dNTP. La réparation de l’ADN, un mécanisme complexe chez la levure, implique une vaste gamme de protéines, dont certaines encore inconnues. Nos résultats indiquent qu’il y aurait plus qu’une protéine impliquée dans la résistance au 4-NQO. Des investigations plus approfondies seront nécessaires afin de comprendre la recombinaison et la réparation post-réplication.

Le rôle d’Akt dans la réponse cellulaire aux dommages à l’ADN induits par les ultraviolets dans les cellules de mélanomes humains

Le mélanome malin est l’un des cancers les plus mortels dont l’incidence continue à augmenter chaque année avec peu de traitement efficace à long terme. Il est causé et initié principalement par l’exposition excessive aux rayons ultraviolets engendrant des photoproduits hautement génotoxiques. Il est bien connu que la cascade de signalisation PI3K/Akt joue un rôle crucial dans la régulation des processus qui sont généralement dérégulés durant le développement tumoral comme la prolifération, le contrôle du cycle cellulaire et l’apoptose. Néanmoins, l’implication de cette voie moléculaire dans la réponse aux dommages à l’ADN est peu caractérisée. Chez les mammifères, trois isoformes de la protéine kinase Akt ont été identifiées: Akt1, Akt2 et Akt3. Bien qu’elles soient très homologues en termes de séquence, plusieurs études ont montré que ces isoformes ont des fonctions biologiques distinctes, et nous suggérons qu’elles puissent contribuer différemment à la régulation de la réponse génotoxique. Les objectifs de ce projet étaient de: (i) évaluer l’activation d’Akt dans les cellules de mélanomes (ii) déterminer l’impact de l’inhibition de cette activité sur la régulation de la réponse cellulaire aux UV (iii) vérifier si la perte d’expression de l’un ou de l’autre des isoformes d’Akt peut réguler la réponse aux UV. Nous avons démontré qu’Akt est transitoirement hyperactivée par phosphorylation suite aux irradiations UV dans les lignées cellulaires de mélanomes. Afin de déterminer l'importance de cette activation dans la réponse cellulaire aux UV, notre approche était de diminuer (i) la phosphorylation d’Akt par l’usage d’inhibiteurs pharmacologiques ou (ii) l’expression de chaque isoforme d’Akt par l’approche des ARN interférents. Nous avons montré que l’inhibition de la phosphorylation d’Akt amène à l’augmentation du taux de l’apoptose induit par les UV d’une manière isoforme spécifique, alors qu’elle n’a aucun effet sur la régulation de la voie de réparation par excision de nucléotides (NER), qui est la seule voie humaine pour éliminer les dommages à l’ADN induits par les UV. En somme, notre étude constitue un nouvel aspect qui permet de mieux comprendre les mécanismes moléculaires du développement de mélanomes malins suites aux irradiations ultraviolettes.

Étude de l’effet de la metformine sur la survie cellulaire et sur la réparation de l’ADN chez la levure

Jusqu’à présent, la metformine a principalement été employée comme médicament contrôlant l’hyperglycémie des personnes atteintes de diabète de type II. Des études épidémiologiques ont démontré que les personnes, prenant de la metformine, développent moins de cancers. Par exemple, la prise de metformine réduit respectivement de 78% et de 46% les chances de développer un cancer hépatique ou pancréatique. Récemment, il a été montré que la metformine permet de réduire le développement de tumeur au niveau de la peau, suite à l’exposition à des rayons UVB. Dans cette étude, j’ai démontré que la présence de metformine permet une meilleure survie de la levure Saccharomyces cerevisiae suite à l’exposition à des rayons UVC ou UVA. De plus, j’ai démontré que la présence de metformine augmente le recrutement de l’histone Htz1 à la chromatine. Pour une souche htz1Δ, le niveau de survie suite à l’exposition aux rayons UVA est considérablement diminué. Htz1 permet le recrutement de Rad14 au site de dommages à l’ADN faits par les rayons UV. Htz1 est donc important pour la détection de ces sites. Enfin, le recrutement nucléaire de Rad14 en présence de metformine a considérablement augmenté. En absence de Rad14, le niveau de survie suite à l’exposition aux rayons UVA diminue significativement. Donc, Htz1 et Rad14 sont deux protéines clés dans la protection contre les rayons UV apportés par la metformine. En conclusion, avec les différents résultats de cette étude, il est possible de dire que la metformine permet une forme de protection contre les rayons UVC et UVA.

Developmental, morphological, and behavioural plasticity in the reproductive strategies of stink bugs and their egg parasitoids

L’environnement façonne la physiologie, la morphologie et le comportement des organismes par l’entremise de processus écologiques et évolutifs complexes et multidimensionnels. Le succès reproducteur des animaux est déterminé par la valeur adaptative d’un phénotype dans un environnement en modification constante selon une échelle temporelle d’une à plusieurs générations. De plus, les phénotypes sont façonnés par l’environnement, ce qui entraine des modifications adaptatives des stratégies de reproduction tout en imposant des contraintes. Dans cette thèse, considérant des punaises et leurs parasitoïdes comme organismes modèles, j’ai investigué comment plusieurs types de plasticité peuvent interagir pour influencer la valeur adaptative, et comment la plasticité des stratégies de reproduction répond à plusieurs composantes des changements environnementaux (qualité de l’hôte, radiation ultraviolette, température, invasion biologique). Premièrement, j’ai comparé la réponse comportementale et de traits d’histoire de vie à la variation de taille corporelle chez le parasitoïde Telenomus podisi Ashmead (Hymenoptera : Platygastridae), démontrant que les normes de réaction des comportements étaient plus souvent positives que celles des traits d’histoires de vie. Ensuite, j’ai démontré que la punaise prédatrice Podisus maculiventris Say (Hemiptera : Pentatomidae) peut contrôler la couleur de ses œufs, et que la pigmentation des œufs protège les embryons du rayonnement ultraviolet; une composante d’une stratégie complexe de ponte qui a évoluée en réponse à une multitude de facteurs environnementaux. Puis, j’ai testé comment le stress thermique affectait la dynamique de la mémoire du parasitoïde Trissolcus basalis (Wollaston) (Hymenoptera : Platygastridae) lors de l’apprentissage de la fiabilité des traces chimiques laissées par son hôte. Ces expériences ont révélé que des températures hautes et basses prévenaient l’oubli, affectant ainsi l’allocation du temps passé par les parasitoïdes dans des agrégats d’hôtes contenant des traces chimiques. J’ai aussi développé un cadre théorique général pour classifier les effets de la température sur l’ensemble des aspects comportementaux des ectothermes, distinguant les contraintes des adaptations. Finalement, j’ai testé l’habileté d’un parasitoïde indigène (T. podisi) à exploiter les œufs d’un nouveau ravageur invasif en agriculture, Halyomorpha halys Stål (Hemiptera : Pentatomidae). Les résultats ont montré que T. podisi attaque les œufs de H. halys, mais qu’il ne peut s’y développer, indiquant que le ravageur invasif s’avère un « piège évolutif » pour ce parasitoïde. Cela pourrait indirectement bénéficier aux espèces indigènes de punaises en agissant comme un puits écologique de ressources (œufs) et de temps pour le parasitoïde. Ces résultats ont des implications importantes sur la réponse des insectes, incluant ceux impliqués dans les programmes de lutte biologique, face aux changements environnementaux.

Spatio-temporal Variability of Atmospheric Ozone over Indian Subcontinent and its Relation to Meteorological Parameters

Ozone present in the atmosphere not only absorbs the biologically harmful ultraviolet radiation but also is an important ingredient of the climate system. The radiative absorption properties of ozone make it a determining factor in the structure of the atmosphere. Ozone in the troposphere has many negative impacts on humans and other living beings. Another significant aspect is the absorption of outgoing infrared radiation by ozone thus acting as a greenhouse gas. The variability of ozone in the atmosphere involves many interconnections with the incoming and outgoing radiation, temperature circulation etc. Hence ozone forms an important part of chemistry-climate as well as radiative transfer models. This aspect also makes the quantification of ozone more important. The discovery of Antarctic ozone hole and the role of anthropogenic activities in causing it made it possible to plan and implement necessary preventive measures. Continuous monitoring of ozone is also necessary to identify the effect of these preventive steps. The reactions involving the formation and destruction of ozone are influenced significantly by the temperature fluctuations of the atmosphere. On the other hand the variations in ozone can change the temperature structure of the atmosphere. Indian subcontinent is a region having large weather and climate variability which is evident from the large interannual variability of monsoon system over the region. Nearly half of Indian region comprises the tropical region. Most of ozone is formed in the tropical region and transported to higher latitudes. The formation and transport of ozone can be influenced by changes in solar radiation and various atmospheric circulation features. Besides industrial activities and vehicular traffic is more due to its large population. This may give rise to an increase in the production of tropospheric ozone which is greenhouse gas. Hence it becomes necessary to monitor the atmospheric ozone over this region. This study probes into the spatial distribution and temporal evolution of ozone over Indian subcontinent and discusses the contributing atmospheric parameters.

Láser Excimer en Vitiligo. ¿Tratamiento efectivo y seguro para esta enfermedad? Revisión sistemática de la literatura

Introducción: El vitíligo es una enfermedad prevalente en nuestro medio con una prevalencia del 2% de la población mundial. Los síntomas de esta enfermedad son principalmente estéticos al manifestarse como máculas acrómicas, simétricas en las extremidades y en rostro donde genera la mayor estigmatización de los pacientes. Actualmente ningún tratamiento provee mejoría pronta y permanente de los síntomas. Objetivo: Determinar la efectividad del Láser Excimer 308 nm en el tratamiento del vitíligo por medio de una revisión sistemática de la literatura. Métodos: Búsqueda sistemática de ensayos clínicos y estudios cuasiexperimentales en las bases de datos más importantes acerca de la efectividad del Láser Excimer 308 nm en la repigmentación de los pacientes adultos con vitíligo. Se evaluó su calidad metodológica. Resultados: De 862 artículos encontrados se escogieron 40 artículos potenciales de los cuales dos fueron incluidos en esta revisión. El láser Excimer 308 nm como monoterapia presenta una pigmentación efectiva (≥50%) en 28.03% de las áreas tratadas, de los cuales 72.9% se localizaron en áreas sensibles a radiación ultravioleta y 27.02% en zonas no sensibles. Inicio de pigmentación a la sesión número 13 (un mes post inicio del tratamiento). El láser fue seguro y bien tolerado. Conclusión: La evidencia sugiere que el tratamiento con Láser Excimer 308 nm, como monoterapia, es una alternativa terapéutica para lograr repigmentación pronta de las máculas acrómicas del vitíligo en áreas sensibles a radiación ultravioleta. Deben considerarse estudios que evalúen combinaciones de fármacos y Láser en el tratamiento de vitíligo.

Niveles de vitamina d y prevalencia de déficit de vitamina d en mujeres postmenopáusicas mayores de 50 años en Bogotá

Objetivo: Describir los niveles de vitamina D y calcular prevalencia de déficit de vitamina D en mujeres postmenopáusicas mayores de 50 años que asisten a consulta de medicina general en una muestra en de la ciudad de Bogotá durante el periodo 2013-2014. Pacientes y métodos: Realizamos un estudio descriptivo para estimar el déficit de VD en mujeres postmenopáusicas entre 50 y 80 años en la ciudad de Bogotá y la prevalencia de hipovitaminosis D. Durante el periodo octubre 2013 a octubre 2014 se analizaron 320 muestras, se identificaron las características socio-demográficas, patológicas y la exposición a radiación ultravioleta de cada participante. Se realizó un análisis descriptivo de las variables, se estableció su asociación con el déficit de vitamina D su aporte estadístico con al mismo. Resultados :El promedio de edad en la muestra fue de 61 años y el promedio de edad en la que reportaron la ultima menstruación fue a los 43 años. Con respecto a las características socio-demográficas 50% de las mujeres pertenecieron a los estratos 3 y 4, únicamente 11% de los pacientes realizaron una carrera universitaria y 73% de la mujeres fueron amas de casa. Con respecto a los niveles de vitamina D, 81% de los pacientes presentaron niveles anormales y el promedio de 25(OH)D en la población estudio fue de 19,81ng/ml. Conclusión: La prevalencia de déficit de vitamina D en mujeres bogotanas postmenopáusicas es significativo. Se requiere incrementar la exposición solar o dar suplencia con vitamina D para disminuir el riesgo de fracturas.

Frecuencia de neoplasia escamosa de la superficie ocular coexistente con pterigio

Introducción: En la literatura, han aparecido reportes de neoplasia escamosa de superficie ocular (NESO) asociado con pterigio en un mismo paciente. Sin embargo, Colombia no cuenta con una estadística para ninguna de estas patologías. Objetivos: Determinar la frecuencia de NESO en pterigios resecados, en la Fundación Oftalmológica Nacional. Identificar factores de riesgo y características clínicas que predispongan a su aparición. Metodología: Estudio descriptivo de corte transversal. Se realizó una clasificación prequirúrgica y estudio histopatológico de los pterigios resecados en 93 pacientes, para confirmar su coexistencia con NESO. Se efectuó un análisis de frecuencias para datos demográficos y factores de riesgo asociados su aparición. Resultados: La frecuencia de NESO asociado a pterigio fue 7,07%. De estos, 28,5% identificados como sospechosos en la evaluación preoperatoria. La mayoría se presentaron en mujeres (71,4%), las ocupaciones con mayor frecuencia: labores domésticas (42,8%) y el comercio (28.5%). La exposición a derivados del petróleo y tabaquismo fue del 14,28%. No se presentaron casos asociados a infección por VIH. No hubo diferencias estadísticamente significativas sobre la presencia de NESO al comparar los casos en edad (p=0,8), procedencia (p=0,6) tabaquismo (p=0,4), leucoplaquia (p=1,0), queratinización (p=0,137), o vasos amputados (p=0,137). Conclusiones: De los pacientes con diagnóstico histopatológico de NESO, un porcentaje mínimo es sospechado clínicamente. Además se encontró este diagnóstico en pacientes más jóvenes que lo reportado en la literatura. Se recomienda realizar estudios con mayor número de pacientes para una mejor identificación de factores de riesgo. Palabras clave:

Towards closure between measured and modelled UV under clear skies at four diverse sites

The purpose of this work is determine the extent of closure between measurements and models of UV irradiances at diverse sites using state of the art instruments, models, and the best available data as inputs to the models. These include information about aerosol optical depth (unfortunately not extending down as far into the UVB region as desirable because such information is not generally available), ozone column amounts, as well as vertical profiles of temperature. We concentrate on clear-sky irradiances, and report the results in terms of UV Index (UVI)

UV index measurement and model agreement: uncertainties and limitations

En les últimes dècades, l'increment dels nivells de radiació solar ultraviolada (UVR) que arriba a la Terra (principalment degut a la disminució d'ozó estratosfèric) juntament amb l'augment detectat en malalties relacionades amb l'exposició a la UVR, ha portat a un gran volum d'investigacions sobre la radiació solar en aquesta banda i els seus efectes en els humans. L'índex ultraviolat (UVI), que ha estat adoptat internacionalment, va ser definit amb el propòsit d'informar al públic general sobre els riscos d'exposar el cos nu a la UVR i per tal d'enviar missatges preventius. L'UVI es va definir inicialment com el valor màxim diari. No obstant, el seu ús actual s'ha ampliat i té sentit referir-se a un valor instantani o a una evolució diària del valor d'UVI mesurat, modelitzat o predit. El valor concret d'UVI està afectat per la geometria Sol-Terra, els núvols, l'ozó, els aerosols, l'altitud i l'albedo superficial. Les mesures d'UVI d'alta qualitat són essencials com a referència i per estudiar tendències a llarg termini; es necessiten també tècniques acurades de modelització per tal d'entendre els factors que afecten la UVR, per predir l'UVI i com a control de qualitat de les mesures. És d'esperar que les mesures més acurades d'UVI s'obtinguin amb espectroradiòmetres. No obstant, com que els costs d'aquests dispositius són elevats, és més habitual trobar dades d'UVI de radiòmetres eritemàtics (de fet, la majoria de les xarxes d'UVI estan equipades amb aquest tipus de sensors). Els millors resultats en modelització s'obtenen amb models de transferència radiativa de dispersió múltiple quan es coneix bé la informació d'entrada. No obstant, habitualment no es coneix informació d'entrada, com per exemple les propietats òptiques dels aerosols, la qual cosa pot portar a importants incerteses en la modelització. Sovint, s'utilitzen models més simples per aplicacions com ara la predicció d'UVI o l'elaboració de mapes d'UVI, ja que aquests són més ràpids i requereixen menys paràmetres d'entrada. Tenint en compte aquest marc de treball, l'objectiu general d'aquest estudi és analitzar l'acord al qual es pot arribar entre la mesura i la modelització d'UVI per condicions de cel sense núvols. D'aquesta manera, en aquest estudi es presenten comparacions model-mesura per diferents tècniques de modelització, diferents opcions d'entrada i per mesures d'UVI tant de radiòmetres eritemàtics com d'espectroradiòmeters. Com a conclusió general, es pot afirmar que la comparació model-mesura és molt útil per detectar limitacions i estimar incerteses tant en les modelitzacions com en les mesures. Pel que fa a la modelització, les principals limitacions que s'han trobat és la falta de coneixement de la informació d'aerosols considerada com a entrada dels models. També, s'han trobat importants diferències entre l'ozó mesurat des de satèl·lit i des de la superfície terrestre, la qual cosa pot portar a diferències importants en l'UVI modelitzat. PTUV, una nova i simple parametrització pel càlcul ràpid d'UVI per condicions de cel serens, ha estat desenvolupada en base a càlculs de transferència radiativa. La parametrització mostra una bona execució tant respecte el model base com en comparació amb diverses mesures d'UVI. PTUV ha demostrat la seva utilitat per aplicacions particulars com ara l'estudi de l'evolució anual de l'UVI per un cert lloc (Girona) i la composició de mapes d'alta resolució de valors d'UVI típics per un territori concret (Catalunya). En relació a les mesures, es constata que és molt important saber la resposta espectral dels radiòmetres eritemàtics per tal d'evitar grans incerteses a la mesura d'UVI. Aquest instruments, si estan ben caracteritzats, mostren una bona comparació amb els espectroradiòmetres d'alta qualitat en la mesura d'UVI. Les qüestions més importants respecte les mesures són la calibració i estabilitat a llarg termini. També, s'ha observat un efecte de temperatura en el PTFE, un material utilitzat en els difusors en alguns instruments, cosa que potencialment podria tenir implicacions importants en el camp experimental. Finalment, i pel que fa a les comparacions model-mesura, el millor acord s'ha trobat quan es consideren mesures d'UVI d'espectroradiòmetres d'alta qualitat i s'usen models de transferència radiativa que consideren les millors dades disponibles pel que fa als paràmetres òptics d'ozó i aerosols i els seus canvis en el temps. D'aquesta manera, l'acord pot ser tan alt dins un 0.1º% en UVI, i típicament entre menys d'un 3%. Aquest acord es veu altament deteriorat si s'ignora la informació d'aerosols i depèn de manera important del valor d'albedo de dispersió simple dels aerosols. Altres dades d'entrada del model, com ara l'albedo superficial i els perfils d'ozó i temperatura introdueixen una incertesa menor en els resultats de modelització.

Técnicas de reabilitação sem abertura de vala de redes de drenagem de águas residuais

O objectivo da presente dissertação consiste na apresentação de várias técnicas de reabilitação de redes de drenagem de águas residuais sem necessidade de abertura de vala. Para esse efeito efectuou-se um levantamento das técnicas de reabilitação de colectores sem abertura de vala actualmente existente no mercado, tendo-se identificado cinco técnicas diferentes, organizadas em dois grandes grupo: Técnicas de encamisamento (i.e., encamisamento pontual - «short liner» e contínuo com manga de fibras de feltro ou com manga de fibras de vidro) e técnicas de entubamento (i.e., entubamento simples - «sliplining» e com rebentamento por destruição da tubagem existente). As técnicas de reabilitação que foram desenvolvidas foram aplicadas a dois casos de estudo diferentes: um encamisamento contínuo com mangas de fibra de vidro (cura por radiação ultravioleta) para renovar o Emissário da Cadaveira, e um entubamento com rebentamento com tubos modelares pelo processo dinâmico, primeiro caso de entubamento realizado em Portugal para renovar um troço da rede de drenagem doméstica do novo Hospital de Cascais. A apresentação de casos de estudo foi fundamental para perceber o funcionamento das técnicas de reabilitação, e deu um aspecto técnico, essencial, a esta dissertação.

Report of the 2010 assessment of the scientific assessment panel: future ozone and its impact on surface UV

SCIENTIFIC SUMMARY Globally averaged total column ozone has declined over recent decades due to the release of ozone-depleting substances (ODSs) into the atmosphere. Now, as a result of the Montreal Protocol, ozone is expected to recover from the effects of ODSs as ODS abundances decline in the coming decades. However, a number of factors in addition to ODSs have led to and will continue to lead to changes in ozone. Discriminating between the causes of past and projected ozone changes is necessary, not only to identify the progress in ozone recovery from ODSs, but also to evaluate the effectiveness of climate and ozone protection policy options. Factors Affecting Future Ozone and Surface Ultraviolet Radiation • At least for the next few decades, the decline of ODSs is expected to be the major factor affecting the anticipated increase in global total column ozone. However, several factors other than ODS will affect the future evolution of ozone in the stratosphere. These include changes in (i) stratospheric circulation and temperature due to changes in long-lived greenhouse gas (GHG) abundances, (ii) stratospheric aerosol loading, and (iii) source gases of highly reactive stratospheric hydrogen and nitrogen compounds. Factors that amplify the effects of ODSs on ozone (e.g., stratospheric aerosols) will likely decline in importance as ODSs are gradually eliminated from the atmosphere. • Increases in GHG emissions can both positively and negatively affect ozone. Carbon dioxide (CO2)-induced stratospheric cooling elevates middle and upper stratospheric ozone and decreases the time taken for ozone to return to 1980 levels, while projected GHG-induced increases in tropical upwelling decrease ozone in the tropical lower stratosphere and increase ozone in the extratropics. Increases in nitrous oxide (N2O) and methane (CH4) concentrations also directly impact ozone chemistry but the effects are different in different regions. • The Brewer-Dobson circulation (BDC) is projected to strengthen over the 21st century and thereby affect ozone amounts. Climate models consistently predict an acceleration of the BDC or, more specifically, of the upwelling mass flux in the tropical lower stratosphere of around 2% per decade as a consequence of GHG abundance increases. A stronger BDC would decrease the abundance of tropical lower stratospheric ozone, increase poleward transport of ozone, and could reduce the atmospheric lifetimes of long-lived ODSs and other trace gases. While simulations showing faster ascent in the tropical lower stratosphere to date are a robust feature of chemistry-climate models (CCMs), this has not been confirmed by observations and the responsible mechanisms remain unclear. • Substantial ozone losses could occur if stratospheric aerosol loading were to increase in the next few decades, while halogen levels are high. Stratospheric aerosol increases may be caused by sulfur contained in volcanic plumes entering the stratosphere or from human activities. The latter might include attempts to geoengineer the climate system by enhancing the stratospheric aerosol layer. The ozone losses mostly result from enhanced heterogeneous chemistry on stratospheric aerosols. Enhanced aerosol heating within the stratosphere also leads to changes in temperature and circulation that affect ozone. • Surface ultraviolet (UV) levels will not be affected solely by ozone changes but also by the effects of climate change and by air quality change in the troposphere. These tropospheric effects include changes in clouds, tropospheric aerosols, surface reflectivity, and tropospheric sulfur dioxide (SO2) and nitrogen dioxide (NO2). The uncertainties in projections of these factors are large. Projected increases in tropospheric ozone are more certain and may lead to reductions in surface erythemal (“sunburning”) irradiance of up to 10% by 2100. Changes in clouds may lead to decreases or increases in surface erythemal irradiance of up to 15% depending on latitude. Expected Future Changes in Ozone Full ozone recovery from the effects of ODSs and return of ozone to historical levels are not synonymous. In this chapter a key target date is chosen to be 1980, in part to retain the connection to previous Ozone Assessments. Noting, however, that decreases in ozone may have occurred in some regions of the atmosphere prior to 1980, 1960 return dates are also reported. The projections reported on in this chapter are taken from a recent compilation of CCM simulations. The ozone projections, which also form the basis for the UV projections, are limited in their representativeness of possible futures since they mostly come from CCM simulations based on a single GHG emissions scenario (scenario A1B of Emissions Scenarios. A Special Report of Working Group III of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, 2000) and a single ODS emissions scenario (adjusted A1 of the previous (2006) Ozone Assessment). Throughout this century, the vertical, latitudinal, and seasonal structure of the ozone distribution will be different from what it was in 1980. For this reason, ozone changes in different regions of the atmosphere are considered separately. • The projections of changes in ozone and surface clear-sky UV are broadly consistent with those reported on in the 2006 Assessment. • The capability of making projections and attribution of future ozone changes has been improved since the 2006 Assessment. Use of CCM simulations from an increased number of models extending through the entire period of ozone depletion and recovery from ODSs (1960–2100) as well as sensitivity simulations have allowed more robust projections of long-term changes in the stratosphere and of the relative contributions of ODSs and GHGs to those changes. • Global annually averaged total column ozone is projected to return to 1980 levels before the middle of the century and earlier than when stratospheric halogen loading returns to 1980 levels. CCM projections suggest that this early return is primarily a result of GHG-induced cooling of the upper stratosphere because the effects of circulation changes on tropical and extratropical ozone largely cancel. Global (90°S–90°N) annually averaged total column ozone will likely return to 1980 levels between 2025 and 2040, well before the return of stratospheric halogens to 1980 levels between 2045 and 2060. • Simulated changes in tropical total column ozone from 1960 to 2100 are generally small. The evolution of tropical total column ozone in models depends on the balance between upper stratospheric increases and lower stratospheric decreases. The upper stratospheric increases result from declining ODSs and a slowing of ozone destruction resulting from GHG-induced cooling. Ozone decreases in the lower stratosphere mainly result from an increase in tropical upwelling. From 1960 until around 2000, a general decline is simulated, followed by a gradual increase to values typical of 1980 by midcentury. Thereafter, although total column ozone amounts decline slightly again toward the end of the century, by 2080 they are no longer expected to be affected by ODSs. Confidence in tropical ozone projections is compromised by the fact that simulated decreases in column ozone to date are not supported by observations, suggesting that significant uncertainties remain. • Midlatitude total column ozone is simulated to evolve differently in the two hemispheres. Over northern midlatitudes, annually averaged total column ozone is projected to return to 1980 values between 2015 and 2030, while for southern midlatitudes the return to 1980 values is projected to occur between 2030 and 2040. The more rapid return to 1980 values in northern midlatitudes is linked to a more pronounced strengthening of the poleward transport of ozone due to the effects of increased GHG levels, and effects of Antarctic ozone depletion on southern midlatitudes. By 2100, midlatitude total column ozone is projected to be above 1980 values in both hemispheres. • October-mean Antarctic total column ozone is projected to return to 1980 levels after midcentury, later than in any other region, and yet earlier than when stratospheric halogen loading is projected to return to 1980 levels. The slightly earlier return of ozone to 1980 levels (2045–2060) results primarily from upper stratospheric cooling and resultant increases in ozone. The return of polar halogen loading to 1980 levels (2050–2070) in CCMs is earlier than in empirical models that exclude the effects of GHG-induced changes in circulation. Our confidence in the drivers of changes in Antarctic ozone is higher than for other regions because (i) ODSs exert a strong influence on Antarctic ozone, (ii) the effects of changes in GHG abundances are comparatively small, and (iii) projections of ODS emissions are more certain than those for GHGs. Small Antarctic ozone holes (areas of ozone <220 Dobson units, DU) could persist to the end of the 21st century. • March-mean Arctic total column ozone is projected to return to 1980 levels two to three decades before polar halogen loading returns to 1980 levels, and to exceed 1980 levels thereafter. While CCM simulations project a return to 1980 levels between 2020 and 2035, most models tend not to capture observed low temperatures and thus underestimate present-day Arctic ozone loss such that it is possible that this return date is biased early. Since the strengthening of the Brewer-Dobson circulation through the 21st century leads to increases in springtime Arctic column ozone, by 2100 Arctic ozone is projected to lie well above 1960 levels. Uncertainties in Projections • Conclusions dependent on future GHG levels are less certain than those dependent on future ODS levels since ODS emissions are controlled by the Montreal Protocol. For the six GHG scenarios considered by a few CCMs, the simulated differences in stratospheric column ozone over the second half of the 21st century are largest in the northern midlatitudes and the Arctic, with maximum differences of 20–40 DU between the six scenarios in 2100. • There remain sources of uncertainty in the CCM simulations. These include the use of prescribed ODS mixing ratios instead of emission fluxes as lower boundary conditions, the range of sea surface temperatures and sea ice concentrations, missing tropospheric chemistry, model parameterizations, and model climate sensitivity. • Geoengineering schemes for mitigating climate change by continuous injections of sulfur-containing compounds into the stratosphere, if implemented, would substantially affect stratospheric ozone, particularly in polar regions. Ozone losses observed following large volcanic eruptions support this prediction. However, sporadic volcanic eruptions provide limited analogs to the effects of continuous sulfur emissions. Preliminary model simulations reveal large uncertainties in assessing the effects of continuous sulfur injections. Expected Future Changes in Surface UV. While a number of factors, in addition to ozone, affect surface UV irradiance, the focus in this chapter is on the effects of changes in stratospheric ozone on surface UV. For this reason, clear-sky surface UV irradiance is calculated from ozone projections from CCMs. • Projected increases in midlatitude ozone abundances during the 21st century, in the absence of changes in other factors, in particular clouds, tropospheric aerosols, and air pollutants, will result in decreases in surface UV irradiance. Clear-sky erythemal irradiance is projected to return to 1980 levels on average in 2025 for the northern midlatitudes, and in 2035 for the southern midlatitudes, and to fall well below 1980 values by the second half of the century. However, actual changes in surface UV will be affected by a number of factors other than ozone. • In the absence of changes in other factors, changes in tropical surface UV will be small because changes in tropical total column ozone are projected to be small. By the middle of the 21st century, the model projections suggest surface UV to be slightly higher than in the 1960s, very close to values in 1980, and slightly lower than in 2000. The projected decrease in tropical total column ozone through the latter half of the century will likely result in clear-sky surface UV remaining above 1960 levels. Average UV irradiance is already high in the tropics due to naturally occurring low total ozone columns and high solar elevations. • The magnitude of UV changes in the polar regions is larger than elsewhere because ozone changes in polar regions are larger. For the next decades, surface clear-sky UV irradiance, particularly in the Antarctic, will continue to be higher than in 1980. Future increases in ozone and decreases in clear-sky UV will occur at slower rates than those associated with the ozone decreases and UV increases that occurred before 2000. In Antarctica, surface clear-sky UV is projected to return to 1980 levels between 2040 and 2060, while in the Arctic this is projected to occur between 2020 and 2030. By 2100, October surface clear-sky erythemal irradiance in Antarctica is likely to be between 5% below to 25% above 1960 levels, with considerable uncertainty. This is consistent with multi-model-mean October Antarctic total column ozone not returning to 1960 levels by 2100. In contrast, by 2100, surface clear-sky UV in the Arctic is projected to be 0–10% below 1960 levels.

Near-infrared integral field spectroscopy of the Homunculus nebula around eta Carinae using Gemini/CIRPASS

This work presents the first integral field spectroscopy of the Homunculus nebula around eta Carinae in the near-infrared spectral region (J band). We confirmed the presence of a hole on the polar region of each lobe, as indicated by previous near-IR long-slit spectra and mid-IR images. The holes can be described as a cylinder of height (i.e. the thickness of the lobe) and diameter of 6.5 and 6.0 x 10(16) cm, respectively. We also mapped the blue-shifted component of He I lambda 10830 seen towards the NW lobe. Contrary to previous works, we suggested that this blue-shifted component is not related to the Paddle but it is indeed in the equatorial disc. We confirmed the claim of N. Smith and showed that the spatial extent of the Little Homunculus matches remarkably well the radio continuum emission at 3 cm, indicating that the Little Homunculus can be regarded as a small H II region. Therefore, we used the optically thin 1.3 mm radio flux to derive a lower limit for the number of Lyman-continuum photons of the central source in eta Car. In the context of a binary system, and assuming that the ionizing flux comes entirely from the hot companion star, the lower limit for its spectral type and luminosity class ranges from O5.5 III to O7 I. Moreover, we showed that the radio peak at 1.7 arcsec NW from the central star is in the same line-of-sight of the `Sr-filament` but they are obviously spatially separated, while the blue-shifted component of He I lambda 10830 may be related to the radio peak and can be explained by the ultraviolet radiation from the companion star.

Thermoluminescence properties of natural zoisite mineral under gamma-irradiations and high temperature annealing

Natural silicate mineral of zoisite, Ca(2)Al(3)(SiO(4))(Si(2)O(7))O(OH), has been investigated concerning gamma-radiation, UV-radiation and high temperature annealing effects on thermoluminescence (TL). X-ray diffraction (XRD) measurement confirmed zoisite structure and X-ray fluorescence (XRF) analysis revealed besides Si, Al and Ca that are the main crystal components, other oxides of Fe, Mg, Cr, Na, K, Sr, Ti, Ba and Mn which are present in more than 0.05 wt%. The TL glow curve of natural sample contains (130-150), (340-370) and (435-475)degrees C peaks. Their shapes indicated a possibility that they are result of composition of two or more peaks strongly superposed, a fact confirmed by deconvolution method. Once pre-annealed at 600 degrees C for 1 h, the shape of the glow curves change and the zoisite acquires high sensitivity. Several peaks between 100 and 400 degrees C appear superposed, and the high temperature peak around 435 degrees C cannot be seen. The ultraviolet radiation, on the other hand, produces one TL peak around 130 degrees C and the second one around 200 degrees C and no more. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Dosimetric properties of UV irradiated calcium co-doped borate glass-ceramic

The thermoluminescence (TL) response of Dy and Li doped 20CaB(4)O(7)-80CaB(2)O(4) (Wt%) glass-ceramic irradiated with ultraviolet (UV) radiation was studied. In order to act as TL activator ions, the Dy and Li ions were included in the matrix during the melting process to increase its TL efficiency. A single crystalline CaB2O4 phase was present in the glass-ceramic as determined by X-ray diffraction (XRD). The glass-ceramic 20CaB(4)O(7)-80CaB(2)O(4):Dy,Li wt% (named 20CBO7:Dy,Li) is a newly prepared TL material. Its thermoluminescent dosimetric characteristics have shown a linear response under UV radiation exposure and a good TL signal reproducibility, thus proving to be a promising material for using as an ultraviolet radiation dosimeter. (C) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.