Optimal Abandonment of Coal-Fired Stations in the EU

36 p.

Random propagation in complex systems : nonlinear matrix recursions and epidemic spread

This dissertation studies long-term behavior of random Riccati recursions and mathematical epidemic model. Riccati recursions are derived from Kalman filtering. The error covariance matrix of Kalman filtering satisfies Riccati recursions. Convergence condition of time-invariant Riccati recursions are well-studied by researchers. We focus on time-varying case, and assume that regressor matrix is random and identical and independently distributed according to given distribution whose probability distribution function is continuous, supported on whole space, and decaying faster than any polynomial. We study the geometric convergence of the probability distribution. We also study the global dynamics of the epidemic spread over complex networks for various models. For instance, in the discrete-time Markov chain model, each node is either healthy or infected at any given time. In this setting, the number of the state increases exponentially as the size of the network increases. The Markov chain has a unique stationary distribution where all the nodes are healthy with probability 1. Since the probability distribution of Markov chain defined on finite state converges to the stationary distribution, this Markov chain model concludes that epidemic disease dies out after long enough time. To analyze the Markov chain model, we study nonlinear epidemic model whose state at any given time is the vector obtained from the marginal probability of infection of each node in the network at that time. Convergence to the origin in the epidemic map implies the extinction of epidemics. The nonlinear model is upper-bounded by linearizing the model at the origin. As a result, the origin is the globally stable unique fixed point of the nonlinear model if the linear upper bound is stable. The nonlinear model has a second fixed point when the linear upper bound is unstable. We work on stability analysis of the second fixed point for both discrete-time and continuous-time models. Returning back to the Markov chain model, we claim that the stability of linear upper bound for nonlinear model is strongly related with the extinction time of the Markov chain. We show that stable linear upper bound is sufficient condition of fast extinction and the probability of survival is bounded by nonlinear epidemic map.

The Uniform World Model: A Methodology for Predicting the Health Impacts of Air Pollution

47 p.

Modeling the Links between Biodiversity, Ecosystem Services and Human Wellbeing in the Context of Climate Change: Results from an Econometric Analysis on the European Forest Ecosystems

25 p.

Habitat use by 0+ cyprinid fish in the River Great Ouse, East Anglia

This study was designed to examine the habitat use of several species of 0+ cyprinid in the regulated River Great Ouse and to determine the reasons for specific habitat use. In general, all fish species were found associated with the marginal zone, with little diel variation. Use of shallow habitats in the presence of macrophytes correlated well with the distribution of zooplankton in the river channel, the preferred food source of 0+ cyprinids. During the early to late larval phase, all species fed upon rotifers and diatoms. Cladocera, particularly Alona spp. and Chydorus spp., and early instar larvae of Chironomidae, then became prevalent in the diet along with small numbers of Copepoda. Models were developed to determine habitat availability over a range of discharges, using the physical habitat simulation (PHABSIM) component of the Instream Flow Incremental Methodology (IFIM). The results of this analysis revealed that habitat suitable for 0+ fishes comprised a relatively small percentage of the main channel and generally decreased with discharge.

Rapid changes in the vegetation of a shallow pond in Epping Forest, related to recent droughts

Over much of Britain, 1995 and 1996 have been perceived as drought years. To evaluate the impact that local climatic conditions are having upon successional changes in higher vegetation (macrophytes), Speakmans Pond in Epping Forest was surveyed and mapped in 1996. The results are related to previous vegetation surveys carried out in 1989 and 1991. In 1989 the dominant marginal vegetation was floating sweet-grass Glyceria fluitans, which also covered a major part of the main body of the pond. Other abundant species included soft rush Juncus effusus, reed mace Typha latifolia and yellow flag Iris pseudocorus. A small (central) area of open water contained bladderwort Utricularia vulgaris and white water-lily Nymphaea alba. A similar plant coverage was found in 1991, with a dominance of floating sweet-grass along the shallow eastern edge. A marked change in the pond was found during the 1996 survey of vegetation in July, when the pool was dry. The major plant cover now consisted of creeping bent Agrostis stolonifera, with isolated clumps of Yorkshire fog Holcus lanatus around the edges; both are terrestrial grasses found on land surrounding the pond. Rushes (Juncus) had increased their distribution round the margins of the pond, and the patch of yellow flag noted in 1989 and 1991 was not found in 1996. The deeper trenches were also dry, but a small patch of white water-lily remained adjacent to one of the trenches.

Optimal procurement and contracting with research and development

Government procurement of a new good or service is a process that usually includes basic research, development, and production. Empirical evidences indicate that investments in research and development (R and D) before production are significant in many defense procurements. Thus, optimal procurement policy should not be only to select the most efficient producer, but also to induce the contractors to design the best product and to develop the best technology. It is difficult to apply the current economic theory of optimal procurement and contracting, which has emphasized production, but ignored R and D, to many cases of procurement.

In this thesis, I provide basic models of both R and D and production in the procurement process where a number of firms invest in private R and D and compete for a government contract. R and D is modeled as a stochastic cost-reduction process. The government is considered both as a profit-maximizer and a procurement cost minimizer. In comparison to the literature, the following results derived from my models are significant. First, R and D matters in procurement contracting. When offering the optimal contract the government will be better off if it correctly takes into account costly private R and D investment. Second, competition matters. The optimal contract and the total equilibrium R and D expenditures vary with the number of firms. The government usually does not prefer infinite competition among firms. Instead, it prefers free entry of firms. Third, under a R and D technology with the constant marginal returns-to-scale, it is socially optimal to have only one firm to conduct all of the R and D and production. Fourth, in an independent private values environment with risk-neutral firms, an informed government should select one of four standard auction procedures with an appropriate announced reserve price, acting as if it does not have any private information.

Quantifying Earthquake Collapse Risk of Tall Steel Moment Frame Buildings Using Rupture-to-Rafters Simulations

There is a sparse number of credible source models available from large-magnitude past earthquakes. A stochastic source model generation algorithm thus becomes necessary for robust risk quantification using scenario earthquakes. We present an algorithm that combines the physics of fault ruptures as imaged in laboratory earthquakes with stress estimates on the fault constrained by field observations to generate stochastic source models for large-magnitude (Mw 6.0-8.0) strike-slip earthquakes. The algorithm is validated through a statistical comparison of synthetic ground motion histories from a stochastically generated source model for a magnitude 7.90 earthquake and a kinematic finite-source inversion of an equivalent magnitude past earthquake on a geometrically similar fault. The synthetic dataset comprises of three-component ground motion waveforms, computed at 636 sites in southern California, for ten hypothetical rupture scenarios (five hypocenters, each with two rupture directions) on the southern San Andreas fault. A similar validation exercise is conducted for a magnitude 6.0 earthquake, the lower magnitude limit for the algorithm. Additionally, ground motions from the Mw7.9 earthquake simulations are compared against predictions by the Campbell-Bozorgnia NGA relation as well as the ShakeOut scenario earthquake. The algorithm is then applied to generate fifty source models for a hypothetical magnitude 7.9 earthquake originating at Parkfield, with rupture propagating from north to south (towards Wrightwood), similar to the 1857 Fort Tejon earthquake. Using the spectral element method, three-component ground motion waveforms are computed in the Los Angeles basin for each scenario earthquake and the sensitivity of ground shaking intensity to seismic source parameters (such as the percentage of asperity area relative to the fault area, rupture speed, and risetime) is studied.

Under plausible San Andreas fault earthquakes in the next 30 years, modeled using the stochastic source algorithm, the performance of two 18-story steel moment frame buildings (UBC 1982 and 1997 designs) in southern California is quantified. The approach integrates rupture-to-rafters simulations into the PEER performance based earthquake engineering (PBEE) framework. Using stochastic sources and computational seismic wave propagation, three-component ground motion histories at 636 sites in southern California are generated for sixty scenario earthquakes on the San Andreas fault. The ruptures, with moment magnitudes in the range of 6.0-8.0, are assumed to occur at five locations on the southern section of the fault. Two unilateral rupture propagation directions are considered. The 30-year probabilities of all plausible ruptures in this magnitude range and in that section of the fault, as forecast by the United States Geological Survey, are distributed among these 60 earthquakes based on proximity and moment release. The response of the two 18-story buildings hypothetically located at each of the 636 sites under 3-component shaking from all 60 events is computed using 3-D nonlinear time-history analysis. Using these results, the probability of the structural response exceeding Immediate Occupancy (IO), Life-Safety (LS), and Collapse Prevention (CP) performance levels under San Andreas fault earthquakes over the next thirty years is evaluated.

Furthermore, the conditional and marginal probability distributions of peak ground velocity (PGV) and displacement (PGD) in Los Angeles and surrounding basins due to earthquakes occurring primarily on the mid-section of southern San Andreas fault are determined using Bayesian model class identification. Simulated ground motions at sites within 55-75km from the source from a suite of 60 earthquakes (Mw 6.0 − 8.0) primarily rupturing mid-section of San Andreas fault are considered for PGV and PGD data.

Análise de polimorfismos e de expressão do gene p16INK4a em neoplasias cervicais

O câncer de colo do útero é o segundo carcinoma mais frequente em mulheres no mundo e um dos cânceres femininos mais incidentes no Brasil. Em lesões pré-malignas e malignas do colo uterino, a proteína p16INK4a, que participa do controle do ciclo celular, apresenta um aumento considerável de sua expressão, devido possivelmente à presença de oncoproteínas do papilomavírus humano (HPV). Dois polimorfismos no gene p16INK4a, p16 500C>G e p16 540C>T, estão localizados na região 3 não traduzida (3UTR), que está envolvida na regulação pós-transcricional da expressão gênica. O objetivo deste estudo foi avaliar possíveis associações entre os polimorfismos p16 500C>G e p16 540C>T e o desenvolvimento de neoplasias cervicais e/ou a severidade das lesões, considerando os níveis de expressão da proteína p16INK4a nas lesões cervicais e certos fatores de risco clássicos para o câncer cervical, incluindo a infecção pelo HPV. Para isso, foram selecionadas 567 mulheres residentes no Rio de Janeiro, 319 com citologia cervical alterada (grupo de casos) e 248 sem história prévia de alteração citológica do colo uterino (grupo de comparação). Amostras de sangue periférico de todas as participantes foram utilizadas na análise molecular dos polimorfismos p16 500C>G e p16 540C>T através da técnica de PCR-RFLP (reação em cadeia da polimerase - polimorfismo de comprimento de fragmento de restrição), usando as enzimas de restrição MspI e HaeIII, respectivamente. A expressão da proteína p16INK4a em 137 biópsias de mulheres pertencentes ao grupo de casos foi avaliada por imunohistoquímica. A detecção de DNA do HPV em células cervicais foi feita em todas as amostras do grupo de comparação e em 194 amostras do grupo de casos pela técnica de PCR, usando dois pares de oligonucleotídeos, MY09/MY11 e GP05+/GP06+. Os dois grupos de estudo se encontram em equilíbrio de Hardy-Weinberg. As distribuições genotípicas para p16 500C>G e p16 540C>T e as distribuições de combinações haplotípicas nos dois grupos não apresentaram diferenças significativas. A análise do subgrupo HSIL+câncer (casos com lesão intraepitelial de alto grau ou carcinoma invasivo) em comparação com o subgrupo LSIL (casos com lesão intraepitelial de baixo grau) revelou diferença significativa entre as distribuições das combinações haplotípicas (p = 0,036) e diferenças marginais entre as distribuições genotípicas para p16 500C>G (p = 0,071) e p16 540C>T (p = 0,051). O alelo p16 540G, em heterozigose ou homozigose (OR = 1,91, IC 95% = 1,08-3,37), e a combinação haplotípica p16 500C-540C 500G-540C (OR = 2,34, IC 95% = 1,202-4,555) mostraram-se associados com a severidade da lesões cervicais. Já o genótipo p16 540T/T (OR = 0,25, IC 95% = 0,08-0,79), e a combinação haplotípica p16 500C-540T 500C-540T (OR = 0,27, IC 95% = 0,088-0,827) exibiram papel protetor contra o desenvolvimento de lesões mais severas. As análises de interação entre os polimorfismos de p16INK4a e a expressão de p16 ou a infecção pelo HPV foram comprometidas pelo número reduzido de amostras analisadas. Não se observou qualquer interação entre os polimorfismos estudados e os fatores de risco clássicos para o câncer de colo uterino. Nossos resultados apontam para a importância dos polimorfismos do gene p16INK4a como marcadores de severidade da neoplasia cervical.

Measurement of the diffraction-limit wavefront with double-shearing interferometers

In order to measure the diffraction-limit wavefront, we present three types of common-path double-shearing interferometers based on the theory of double shearing. Two pairs of half-aperture or whole-aperture wedge plates are used to introduce opposite tilt to realize the double-shearing function. By comparing the fringe widths in two fields, the marginal wavefront aberration can be obtained. In the paper, we give three different configurations: half-aperture configuration, whole-field configuration and double-interferometer configuration. The half-aperture configuration has the features of high sensitivity, stabilization and easy alignment. For the whole-field configuration, the interference fringes are displayed in two whole fields. Consequently, the divergent or convergent characteristic and aberration types of a wavefront can be identified visually. The whole-field configuration can be changed to the double-interferometer configuration for continuous test. Both small and large wavefront aberrations can be measured by the double-interferometer configuration. The minimum detectable wavefront aberration (W-0)(min) comes to 0.03 lambda. Lastly, we present the experimental results for the three types of double-shearing interferometers.

Cuantificación del efecto de la ley antitabaco de 2011 en España

En este trabajo se propone un modelo econométrico para las ventas de cigarrillos y se estima el mismo para el periodo 2005:1- 2013:4. Los resultadosmuestran una demanda inelástica respecto al precio y elástica con respecto a la renta. Una característica importante de la serie es la reducción escalonada del consumo de cigarrillos y el efecto casi marginal de la ley antitabaco 42/2010 en el descenso del consumo.

Efectos de la deslocalización de empresas sobre el bienestar social

En los últimos años se ha dado un proceso de traslado de actividades productivas de unos países a otros, conocido como deslocalización. En este trabajo se analiza la decisión de deslocalización de empresas multiproducto, centrándonos en el efecto que esta decisión tiene sobre el bienestar social de los países afectados. Para ello consideramos un mercado mundial formado por un país desarrollado con mayores costes (Norte) y otro menos desarrollado con menores costes (Sur), que normalizamos a cero por simplicidad. En cada país hay una empresa propiedad de los inversores nacionales. Cada empresa tiene dos plantas productivas y cada planta produce un bien diferenciado, de manera que cada bien es consumido únicamente en uno de los países. Además, para proteger a las empresas nacionales, el gobierno de cada país establece un impuesto a la importación. En este contexto, se observa que si el coste marginal en el Norte es suficientemente pequeño, ambas empresas se deslocalizan, siendo esta decisión óptima desde el punto de vista del bienestar del Norte pero no para el país del Sur. Mientras que si el coste marginal en el Norte es suficientemente grande, la empresa del Norte se deslocaliza y la empresa del otro país exporta de manera que el bienestar social del Norte es el máximo posible. En cambio, el bienestar social del Sur es mayor cuando la empresa del Norte exporta, por lo que la decisión tomada por las empresas no es óptima desde el punto de vista del bienestar del Sur. No obstante, dado que la empresa del Norte se deslocaliza, el gobierno del Sur preferirá que la empresa de su país exporte obteniendo así mayor bienestar. Si comparamos el bienestar social de ambos países, en equilibrio, se observa que el Sur está mejor en términos de bienestar que el Norte.

A paleoictiofauna da Formação Missão Velha, Cretáceo Inferior da Bacia do Araripe, Nordeste do Brasil

A Bacia sedimentar do Araripe é uma das mais ricas localidades fossilíferas do mundo e representa algumas das principais fases da evolução tectônica ligadas ao processo de abertura do Atlântico Sul. Essa bacia se subdivide em dois pacotes estratigráficos distintos: o Grupo Cariri (constituído pelas formações Cariri, Missão Velha e Rio Batateiras) e o Grupo Araripe (constituído pelas formações Crato, Ipubi, Santana e Exu). No caso do Grupo Cariri, apenas a Formação Missão Velha (= Brejo Santo para alguns autores) apresenta restos de peixes fósseis. Essa fauna, típica da fase rift da separação da parte oeste do Gondwana, pode ser comparada à ictiofauna já descrita no Grupo Bahia e à fauna encontrada em diversas bacias interiores do Nordeste do Brasil. O presente trabalho constou da realização de coletas na Formação Missão Velha, identificação, preparação e descrição dos espécimes coletados; comparação da paleoictiofauna dessa formação com a de outras bacias de mesma idade; análise da distribuição paleobiogeográfica dos grupos ali presentes. Apesar de desarticulados, foram identificados seis táxons de peixes, assim como fragmentos de teleósteos não identificados. Os táxons identificados a partir do material coletado são: dentes, espinhos cefálicos e espinhos de nadadeira dorsal de Hybodontiformes; escamas, dentes e ossos desarticulados de Lepidotes sp.; escamas de Pleuropholidae; diversos ossos desarticulados de Mawsonia cf. gigas; placa dentária e outros ossos isolados de Ceratodus sp. Essa fauna é muito importante, pois representa uma biota lacustrina do Neocomiano do Brasil, depositada durante os estágios pré-rift/rift da separação do oeste do Gondwana. Durante a fase pré-rift e rift pode ser observada uma correlação estratigráfica entre a Formação Missão Velha e as bacias marginais da África ocidental. Portanto, a biota presente na Formação Missão Velha auxilia a compreensão da diversidade faunística presente nos estágios pré-rift e rift do Brasil e da África.

Efeito da Suplementação com L-arginina em subpopulações linfocitárias de ratos submetidos a esplenectomia total isolada ou combinada com autoimplante esplênico

A L-arginina é reconhecida como um nutriente de fundamental importância na resposta imune, apesar de seus efeitos serem, por vezes, considerados inconstantes. O autoimplante esplênico tem sido proposto como alternativa à esplenectomia total isolada, mas existem preocupações quanto à eficácia do restabelecimento da resposta imune, haja vista que o paciente pode permanecer com risco aumentado de desenvolvimento de infecção fulminante pós esplenectomia, mesmo após a regeneração morfológica do órgão. O objetivo deste estudo foi avaliar a participação da suplementação dietética com L-arginina em subpopulações linfocitárias no sangue, no baço e nos autoimplantes esplênicos de ratos submetidos a esplenectomia isolada ou combinada com autoimplante esplênico. Foram utilizados 42 ratos Sprague-Dawley machos, randomicamente distribuídos em seis grupos: 1 Controle operação simulada; 2 esplenectomia total; 3 esplenectomia total combinada com autoimplante esplênico; 4 Controle operação simulada, com suplementação de L-arginina; 5 esplenectomia total, com suplementação de L-arginina; e 6 esplenectomia total combinada com autoimplante esplênico, com suplementação de L-arginina. Os animais dos grupos 4, 5 e 6 receberam suplementação de L-arginina, uma vez ao dia, durante 15 dias anteriores a coleta sangüínea realizada imediatamente antes dos procedimentos operatórios (semanas 0 e 12). A dose utilizada foi de 1,0 g/kg/dia, administrada por via intragástrica em bolus. As avaliações foram realizadas por meio de hemograma e citometria de fluxo. A análise estatística utilizou testes paramétricos e nãoparamétricos, sendo p<0,05 considerado para a rejeição da hipótese nula. A suplementação com L-arginina acarretou elevação da contagem relativa e absoluta de neutrófilos periféricos, 12 semanas após a realização de esplenectomia total combinada com autoimplante esplênico. A esplenectomia total ocasionou diminuição da contagem relativa de linfócitos T totais, T CD4+ e T CD8β no sangue, mas a suplementação dietética com L-arginina evitou a diminuição do percentual de células T totais e T CD8β no sangue dos animais submetidos a autoimplante esplênico. Tanto a realização de autoimplante esplênico como a suplementação de L-arginina previnem a diminuição da subpopulação de linfócitos T CD4+ no sangue periférico, fato que usualmente ocorre após realização de esplenectomia total. Houve maior proliferação de células brancas / g de tecido nos autoimplante esplênico dos animais suplementados, porém a suplementação não influenciou a contagem de linfócitos T, T CD4+ e B de zona marginal de baço. A suplementação do aminoácido L-arginina após a realização de esplenectomia total combinada com autoimplante esplênico em ratos foi capaz de reverter alterações observadas em algumas das subpopulações linfocitárias, ocasionadas pela esplenectomia.

Avaliação das fendas marginais em restaurações de resina composta com variação de alguns determinanates clínicos

O objetivo deste estudo foi comparar, por meio de mensuração das fendas na interface dentina - restauração de resina composta com utilização de algumas variáveis: fotoativação com lâmpada halógena e com LED; utilização de resina microhíbrida com partículas nanométricas Filtek Z350 ou sem estas partículas Filtek Z250; variação do sistema adesivo (Adper Single Bond 2 ou Adper Scotchbond Multi Purpose); variação da temperatura da resina composta; uso de dessensibilizante dentinário ou não; remoção do colágeno da dentina ou não e variação da intensidade de luz na fotoativação. Foram utilizados 70 molares humanos recém-extraídos, com cavidades circulares na dentina superficial de cada face proximal, foram divididos em 10 amostras para cada variável citada acima. Os dentes foram devidamente restaurados, seguindo as instruções dos fabricantes, para todos os grupos e mantidos em estufa bacteriológica por um período de 7 dias, após este período, foram polidos e as réplicas de resina epoxídica foram confeccionadas a partir de uma moldagem com silicone por adição, as mesmas foram levadas ao MEV, para a análise. As fendas foram mensuradas com o auxílio do software UTHSCSA Image tool e os dados foram submetidos à análise estatística pelo teste t de Student para a obtenção dos resultados. Com base nos resultados obtidos pode-se concluir que: os menores valores de fendas marginais foram obtidos quando da utilização de luz halógena (t=3,246 e p= 0,02) e com variação da intensidade desta luz (t= - 8,808 e p= 0,00). Os menores valores relativos de fendas, mas sem diferença estatística significante, foram encontrados, também, quando a resina Filtek Z350 foi comparada com a resina Filtek Z250 (t=-0,426 e p= 0,672) e quando o adesivo Adper Scotchbond Multi Purpose foi comparado com o Sistema Adper Single Bond 2 (t= 0,883 e p= 0,382). Os maiores valores de fendas marginais foram obtidos com a resina Filtek Z350 préaquecida a 60oC (t= -3,961 e p=0,000); com o uso de dessensibilizante dentinário (t=-3,062 e p=0,004) e com a remoção do colágeno pelo hipoclorito de sódio (t= -8,808 e p= 0,000).