Effect of a simulated heat wave in thermal and aerial environment broiler-rearing environment

ABSTRACT Global warming increases the occurrence of events such as extreme heat waves. Research on thermal and air conditions affecting broiler-rearing environment are important to evaluate the animal welfare under extreme heat aiming mitigation measures. This study aimed at evaluating the effect of a simulated heat wave, in a climatic chamber, on the thermal and air environment of 42-day-old broilers. One hundred and sixty broilers were housed and reared for 42 days in a climatic chamber; the animals were divided into eight pens. Heat wave simulation was performed on the 42nd day, the period of great impact and data sampling. The analyzed variables were room and litter temperatures, relative humidity, concentrations of oxygen, carbon monoxide and ammonia at each pen. These variables were assessed each two hours, starting at 8 am, simulating a day heating up to 4 pm, when it is reached the maximum temperature. By the results, we concluded that increasing room temperatures promoted a proportional raise in litter temperatures, contributing to ammonia volatilization. In addition, oxygen concentrations decreased with increasing temperatures; and the carbon monoxide was only observed at temperatures above 27.0 °C, relative humidity higher than 88.4% and litter temperatures superior to 30.3 °C.

Heat wave : a major summer killer.

Mode of access: Internet.

July 1995 heat wave

Mode of access: Internet.

Climate change and heat-related mortality in six cities Part 1: model construction and validation

Heat waves are expected to increase in frequency and magnitude with climate change. The first part of a study to produce projections of the effect of future climate change on heat-related mortality is presented. Separate city-specific empirical statistical models that quantify significant relationships between summer daily maximum temperature (T max) and daily heat-related deaths are constructed from historical data for six cities: Boston, Budapest, Dallas, Lisbon, London, and Sydney. ‘Threshold temperatures’ above which heat-related deaths begin to occur are identified. The results demonstrate significantly lower thresholds in ‘cooler’ cities exhibiting lower mean summer temperatures than in ‘warmer’ cities exhibiting higher mean summer temperatures. Analysis of individual ‘heat waves’ illustrates that a greater proportion of mortality is due to mortality displacement in cities with less sensitive temperature–mortality relationships than in those with more sensitive relationships, and that mortality displacement is no longer a feature more than 12 days after the end of the heat wave. Validation techniques through residual and correlation analyses of modelled and observed values and comparisons with other studies indicate that the observed temperature–mortality relationships are represented well by each of the models. The models can therefore be used with confidence to examine future heat-related deaths under various climate change scenarios for the respective cities (presented in Part 2).

The social impacts of heat waves

The effects of the 2003 European heat wave have highlighted the need for society to prepare itself for and cope more effectively with heat waves. This is particularly important in the context of predicted climate change and the likelihood of more frequent extreme climate events; to date, heat as a natural hazard has been largely ignored. In order to develop better coping strategies, this report explores the factors that shape the social impacts of heat waves, and sets out a programme of research to address the considerable knowledge gaps in this area. Heat waves, or periods of anomalous warmth, do not affect everyone; it is the vulnerable individuals or sectors of society who will most experience their effects. The main factors of vulnerability are being elderly, living alone, having a pre-existing disease, being immobile or suffering from mental illness and being economically disadvantaged. The synergistic effects of such factors may prove fatal for some. Heat waves have discernible impacts on society including a rise in mortality, an increased strain on infrastructure (power, water and transport) and a possible rise in social disturbance. Wider impacts may include effects on the retail industry, ecosystem services and tourism. Adapting to more frequent heat waves should include soft engineering options and, where possible, avoid the widespread use of air conditioning which could prove unsustainable in energy terms. Strategies for coping with heat include changing the way in which urban areas are developed or re-developed, and setting up heat watch warning systems based around weather and seasonal climate forecasting and intervention strategies. Although heat waves have discernible effects on society, much remains unknown about their wider social impacts, diffuse health issues and how to manage them.

Characterization of heat waves affecting mortality rates of broilers between 29 days and market age

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Occurrence of heat waves in Triangulo Mineiro and Alto Paranaiba and their effect on milk yield and feed intake in cattle

The aim of this study was to estimate milk production and food consumption during the occurrence of heat waves in the Triangulo Mineiro and Alto Paranaiba, MG by means of bioclimatic zoning based on the Temperature and Humidity Index (THI). Therefore a history of heat wave occurrence between the years 2000-2010 was compiled. The decline in milk production (DMP) and reduced food consumption (RFC) were simulated in cities where periods of heat waves were identified. Frutal and Ituiutaba had the highest rate of heat wave occurrence per year. The DMP and RFC showed bioclimatic differences between the cities of Uberaba, Ituiutaba and Frutal. The cities with the best bioclimatic conditions were Sacramento and Patrocinio, as they presented a THI classified outside of the emergency range, with a night THI of below 76 and without heat waves. Therefore, the occurrence of heat waves can impair food intake and decrease milk production, thereby most effectively demonstrating the effects of thermal stress on dairy cows in the Triangulo Mineiro and Alto Paranaiba, MG region.

Evaluating the urban heat island for cities of Emilia-Romagna region through numerical simulations

Lo scopo di questo studio è la comprensione della dinamica dello strato limite urbano per città dell’Emilia Romagna tramite simulazioni numeriche. In particolare, l’attenzione è posta sull’ effetto isola di calore, ovvero sulla differenza di temperatura dell’aria in prossimità del suolo fra zone rurali e urbane dovuta all’urbanizzazione. Le simulazioni sono state effettuate con il modello alla mesoscala "Weather Research and Forecasting" (WRF), accoppiato con le parametrizzazioni urbane "Building Effect Parametrization" (BEP) e "Building Energy Model" (BEM), che agiscono a vari livelli verticali urbani. Il periodo di studio riguarda sei giorni caldi e senza copertura nuvolosa durante un periodo di heat wave dell’anno 2015. La copertura urbana è stata definita con il "World Urban Databes and Access Portal Tools" (WUDAPT), un metodo che permette di classificare le aree urbane in dieci "urban climate zones" (UCZ), attraverso l’uso combinato di immagini satellitari e "training areas" manualmente definite con il software Google Earth. Sono state svolte diverse simulazioni a domini innestati, con risoluzione per il dominio più piccolo di 500 m, centrato sulla città di Bologna. Le differenze fra le simulazioni riguardano la presenza o l’assenza delle strutture urbane, il metodo di innesto e tipo di vegetazione rurale. Inoltre, è stato valutato l’effetto dovuto alla presenza di pannelli fotovoltaici sopra i tetti di ogni edificio e le variazioni che i pannelli esercitano sullo strato limite urbano. Per verificare la bontà del modello, i dati provenienti dalle simulazioni sono stati confrontati con misure provenienti da 41 stazioni all’interno dell’area di studio. Le variabili confrontate sono: temperatura, umidità relativa, velocità e direzione del vento. Le simulazioni sono in accordo con i dati osservativi e riescono a riprodurre l’effetto isola di calore: la differenza di temperatura fra città e zone rurali circostanti è nulla durante il giorno; al contrario, durante la notte l’isola di calore è presente, e in media raggiunge il massimo valore di 4°C alle 1:00. La presenza dei pannelli fotovoltaici abbassa la temperatura a 2 metri dell’aria al massimo di 0.8°C durante la notte, e l’altezza dello strato limite urbano dell’ordine 200mrispetto al caso senza pannelli. I risultati mostrano come l’uso di pannelli fotovoltaici all’interno del contesto urbano ha molteplici benefici: infatti, i pannelli fotovoltaici riescono a ridurre la temperatura durante un periodo di heat wave, e allo stesso tempo possono parzialmente sopperire all’alto consumo energetico, con una conseguente riduzione del consumo di combustibili fossili.

Surface thermal analysis of North Brabant cities and neighbourhoods during heat waves

The urban heat island effect is often associated with large metropolises. However, in the Netherlands even small cities will be affected by the phenomenon in the future (Hove et al., 2011), due to the dispersed or mosaic urbanisation patterns in particularly the southern part of the country: the province of North Brabant. This study analyses the average night time land surface temperature (LST) of 21 North-Brabant urban areas through 22 satellite images retrieved by Modis 11A1 during the 2006 heat wave and uses Landsat 5 Thematic Mapper to map albedo and normalized difference temperature index (NDVI) values. Albedo, NDVI and imperviousness are found to play the most relevant role in the increase of nighttime LST. The surface cover cluster analysis of these three parameters reveals that the 12 “urban living environment” categories used in the region of North Brabant can actually be reduced to 7 categories, which simplifies the design guidelines to improve the surface thermal behaviour of the different neighbourhoods thus reducing the Urban Heat Island (UHI) effect in existing medium size cities and future developments adjacent to those cities.

Characterization of heat waves affecting mortality rates of broilers between 29 days and market age

Climate may affect broiler production, especially where there are heat waves, which may cause high mortality rates due to the heat stress. Heat wave prediction and characterization may allow early mitigation actions to be taken. Data Mining is one of the tools used for such a characterization, particularly when a large number of variables is involved. The objective of this study was to classify heat waves that promote broiler chicken mortality in poultry houses equipped with minimal environmental control. A single day of heat, a heat-shock day, is capable of producing high broiler mortality. In poultry houses equipped with fans and evaporative cooling, the characterization of heat waves affecting broiler mortality between 29 days of age and market age presented 89.34% Model Accuracy and 0.73 Class Precision for high mortality. There was no influence on high mortality (HM) of birds between 29 and 31 days of age. Maximum temperature humidity index (THI) above 30.6 ºC was the main characteristic of days when there was a heat wave, causing high mortality in broilers older than 31 days. The high mortality of broilers between 31 and 40 days of age occurred when maximum THI was above 30.6 ºC and maximum temperature of the day was above 34.4 ºC. There were two main causes of high mortality of broilers older than 40 days: 1) maximum THI above 30.6 ºC and minimum THI equal or lower than 15.5 ºC; 2) maximum THI above 30.6 ºC, minimum THI lower than 15.5 ºC, and the time of maximum temperature later than 15:00h. The heat wave influence on broiler mortality lasted an average of 2.7 days.

A onda de calor de Agosto de 2003 e os seus efeitos sobre a mortalidade da população portuguesa

RESUMO - Portugal continental, como outros países europeus, foi afectado por uma onda de calor de grande intensidade no Verão de 2003, com efeitos na mortalidade da população. O excesso de óbitos associados à onda de calor foi estimado pela comparação do número de óbitos observados entre 30 de Julho e 15 de Agosto de 2003 e o número de óbitos esperados se a população tivesse estado exposta às taxas de mortalidade médias do biénio 2000-2001 no respectivo período homólogo. Os óbitos esperados foram calculados com ajustamento para a idade. O número de óbitos observados (O) foi superior ao número esperado (E) em todos os dias do período estudado e o seu excesso global foi estimado em 1953 óbitos (excesso relativo de 43%), dos quais 1317 (61%) ocorreram no sexo feminino e 1742 no grupo de 75 e + anos (89%). A nível distrital, Portalegre teve o maior aumento relativo do número de óbitos (+89%) e Aveiro o menor (+18%). Numa área geográfica contínua do interior do território (Guarda, Castelo Branco, Portalegre e Évora) houve aumentos relativos superiores a 80%. Em termos absolutos, o maior excesso de óbitos ocorreu no distrito de Lisboa (mais cerca de 396) e no do Porto (mais cerca de 183). As causas de morte «golpe de calor» e «desidratação e outros distúrbios metabólicos» tiveram os aumentos relativos mais elevados (razões O/E de, respectivamente, 70 e 8,65). Os maiores aumentos absolutos do número de óbitos ocorreram no grupo das «doenças do aparelho circulatório» (mais 758), nas «doenças do aparelho respiratório» (mais 255) e no conjunto de «todas as neoplasias malignas» (mais 131). No período da onda de calor e no período de comparação, a percentagem dos óbitos que ocorreu nos hospitais (52% e 56%), no domicílio (32 e 33%) e em «outros locais» foi semelhante. A discussão sobre os factores que condicionaram a obtenção dos valores apresentados, relativos ao excesso de óbitos por sexo, grupo etário, distrito, causa e local da morte, permite concluir que os mesmos se afiguram adequados para medir a ordem de grandeza e caracterizar o efeito da onda de calor na mortalidade. O erro aleatório, medido pelos intervalos de confiança, e alguns possíveis erros sistemáticos associados ao período de comparação escolhido não deverão afectar de modo relevante as estimativas.

Comportamentos das famílias portuguesas em épocas de calor e durante a onda de calor de Agosto de 2003

RESUMO - Este estudo teve como principal objectivo a caracterização das atitudes e da adopção de medidas de protecção em períodos de calor e em particular conhecer aquelas que efectivamente foram adoptadas durante a onda de calor de Agosto de 2003 (29 de Julho a 15 de Agosto). Foi realizado um inquérito por via postal, aplicando um questionário aos indivíduos de 18 e mais anos das unidades de alojamento (UA), que constituem a amostra ECOS (Em Casa Observamos Saúde) do Observatório Nacional de Saúde. Estudaram-se 769 indivíduos, o que correspondeu a 25,6% da totalidade dos indivíduos elegíveis nas UA. Uma vez que a amostra ECOS não é autoponderada, foram ponderados os resultados das unidades de alojamento pela variável do Instituto Nacional de Estatística (INE) «número de famílias clássicas» por região e pela «população residente segundo o nível de instrução» obtidas pelos censos de 2001. Os comportamentos referidos como adoptados em épocas de calor que apresentaram maiores percentagens foram «tomar duches ou banhos» (84,6%), «ingestão de líquidos» (79,6%), «uso de roupa leve, larga e clara» (73,2%) e «tomar refeições leves» (53,7%). Durante a onda de calor de 2003, a maior parte da população (92,5%) leu, ouviu ou viu informação sobre os cuidados a ter durante a onda de calor, tendo sido a televisão (95,2%), a rádio (56,3%) e os jornais (49,3%) os meios de comunicação social mais referidos. Cerca de metade da população (51,4%) informou alguém, fundamentalmente a família, sobre os cuidados a ter. Com efeito, durante esta onda de calor verificou-se um maior cuidado em relação a comportamentos mais prejudiciais em épocas de maior calor. Por um lado, a população portuguesa andou menos ao sol (49,4%), fez menos viagens de carro/transportes à hora do calor (39,8%), realizou menos actividades que exigiriam esforço físico (32,5%) e também houve alguma preocupação em beber menos bebidas alcoólicas (26,5%). Por outro lado, aumentaram os comportamentos que já são mais habituais durante o período de Verão, tais como abrir as janelas durante a noite (40,8%), tomar refeições leves (46,7%), tomar mais duches ou banhos (58,5%), o uso de roupas leves largas e claras (42,5%) e o uso de ventoinhas (37,8%). A alteração do comportamento andar ou estar ao sol sem restrições aumenta com o número de meios de comunicação onde se obteve informação. Abrir as janelas de casa durante a noite e tomar duches ou banhos apresentou uma associação com o número de meios de comunicação onde se obteve informação e com o número de pessoas que prestaram informação. Ingerir líquidos e usar roupa leve, larga e clara mostrou também uma dependência do número de meios de comunicação onde se obteve informação.