Mathematical modelling and numerical simulation of physical cloud processes in a wide range of spatiotemporal scales

The mathematical modelling and numerical simulation of clouds and climate include numerous phenomena that are tough nuts to crack as they cover a wide range of spatiotemporal scales. In many ways, time is a vital factor, for instance, predicting the significance of a millisecond phenomenon for the future century is a major undertaking. Additionally, the computational time required by numerical models is a challenge. Luckily, we have a fine set of tools in our mathematical backpack. Here, we explore how a detailed cloud model can be improved to simulate the interactions with ice crystals. A new ice microphysics module is validated against a set of similar cloud models. Further on, the cloud model is shown to be an improvement over the previous generation of cloud models as it incorporates detailed aerosol-cloud interactions, which in our study is shown to impact cloud lifetime through ice nuclei recycling and marine ice nuclei import via updrafts. Additionally, the cloud model, which has a fine resolution in the order of meters, is harnessed to develop three different emulators to represent selected cloud processes in an improved detailed way. Emulators can be called also parametrisation or a machine learning model. Further on, created parameterisations are implemented within a global climate model, which has a much coarser resolution in the order of 10–100 kilometres. The implementation enables more precise climate simulations by having a more detailed subgrid scale description of cloud processes. As an adventurous side quest, we elaborate on how the proof-of-concept emulator could be embellished by showing an optimised way of creating the design of the simulation experiment in our applied case and we compare our results with the proof-of-concept method used in the study where the emulators were created

Konttilaivaston reittioptimoinnista

Työssä kerrotaan laajasti konttilaivaukseen liittyvästä taustasta ja siihen vaikuttavista tekijöistä, joista tärkeimpiin kuuluvat muun muassa laivojen eri reititystopologiat, linjalaivaajien suunnittelutasot ja kysynnän vaihtelut. Lisäksi työssä tarkastellaan konttien kuljettamiseen liittyviä tutkimuksia yleisen kirjallisuuskatsauksenosalta ja lähempään matemaattiseen tarkasteluun otetaan muutamia kirjallisuudesta löytyviä optimointimalleja. Työn tärkeimpänä antina voidaan pitää luotua reittioptimointimallia. Monimutkaisesta mallista ratkaistaan osittain vakioitu yksinkertainen esimerkkitapaus. Lopuksi mallin jatkokehittämiseen ja ratkaisuun liittyviä tekijöitä tarkastellaan.Siirretty Doriast

Agrotis iremeli sp. n. from the southern Ural Mountains, with description of the larval stage (Lepidoptera: Noctuidae)

Agrotis iremeli sp. n. is described from the mountains Iremel and Nurgush in the southern Ural Mountains. Altogether 64 specimens were reared from larva and pupa in two localities during three different years. Both habitats were highly isolated mountain tundra regions at an elevation of 1300–1400 m. Also larval and pupal stages of the species are described. The moth belongs to the fatidica-group being a close relative to A. ruta (Eversmann, 1851). The new taxon differs from the latter by basally narrower, more unicolorous and dark reddish brown forewings with indistinct pattern, but also by the details in the structure of male and female genitalia. The larval stage indicates a relationship to A. clavis (Hufnagel, 1766). The adult, male and female genitalia, larval chaetotaxy, pupa and habitat are illustrated

Effects of cage size and obstructed view from cage on use of resting platforms by farmed silver foxes

The effects of cage size and an obstructed view from the cage on the use of wooden non walled resting platforms by juvenile male (n=10) and female (n=15) silver foxes (Vulpes vulpes) were assessed in a 10 week experiment. The degree of the view and the free floor area of the cage varied between the five types of cage used. Each animal spent 2 weeks in each type of cage and their behaviour was videorecorded for a 24-h period in each 2-week period. The foxes spent 59 ± 13% of their daily time on the platforms. Use declined from 72 ± 13% in September to 35 ± 21% in November. Males used the platforms more than did females. In late October and early November, the foxes in cages with an obstructed view from the floor made more use of the platforms for both active behaviour and resting than did those in cages with an unobstructed view from the floor. The larger the free floor area of the cage, the less the silver foxes used the platforms during activity in mid-August and mid-September. One probable function of the platform is to offer the foxes an observation and resting place with an open view in all directions

WelFur : Welfare assessment protocol for foxes

201

Ryhmäkoon ja eläintiheyden vaikutus kasvavien lihanautojen tuotantoon ja hyvinvointiin

Tämän kirjallisuuskatsauksen tarkoituksena oli selvittää, miten ryhmäkoko ja eläintiheys vaikuttavat kasvavien lihanautojen tuotantoon ja hyvinvointiin. Suhteellisen pieni ryhmäkoko (noin 5-20 eläintä) on turvallinen valinta nautojen tuotannon kannalta. Nautojen kasvu saattaa heiketä ryhmäkoon kasvaessa (20-60 eläintä), mutta suurien ryhmäkokojen osalta kaivataan lisätutkimuksia. Nautojen sosiaalisen käyttäytymisen perusteella pieni ryhmäkoko on suurta suositeltavampi. Pienessä ryhmässä eläinten on helpompi tunnistaa toisensa yksilöllisesti ja muistaa oma asemansa lauman hierarkiassa suhteessa muiden laumanjäsenten asemaan kuin suuremmassa ryhmässä. Ryhmäkoon ylärajana voidaan pitää 50-70 eläintä, jonka ylittyessä naudan kyky tunnistaa toisia yksilöitä heikkenee. Jos lihanautoja pidetään suurissa ryhmissä, tilaa on oltava runsaasti, jotta eläimet voivat halutessaan muodostaa pienempiäalaryhmiä.Eläintiheyden kasvaessa lihanautojen kasvu, rehunkulutus ja rehuhyötysuhde heikkenevät, mutta eläintiheydellä ei ole havaittu vaikutusta ruhon tai lihan laatuun. Eläintiheyden kasvu heikentää lihanautojen terveyttä lisäämällä häntäpolkemia. Lisäksi lisämunuaisten toiminta voi muuttua, minkä voidaan katsoa johtuvan kroonisesta stressistä. Eläintiheyden kasvaessa lihanaudat myös likaantuvat herkemmin. Eläintiheyden kasvulla on monia negatiivisia vaikutuksia lihanautojen käyttäytymiseen. Karsinatilan pienentyessä vasikoiden leikkikäyttäytyminen vähenee. Makuutilan vähentyessä ryhmän makuukäyttäytyminen muuttuu epäsynkronisemmaksi ja makaavien eläinten häirintä voi lisääntyä. Hyvin korkeassa eläintiheydessä eläinten makuulla viettämä aika vähenee. Eläintiheyden kasvaessa nojailukäyttäytyminen voi lisääntyä. Rakolattialla karsinan ahtaus vaikeuttaa makuulle asettumista ja ylösnousua, minkä vuoksi epänormaalisti suoritetut liikkeet lisääntyvät. Korkeassa eläintiheydessä eläimillä voi olla vaikeuksia haluamansa yksilötilan säilyttämisessä tai dominoivan lajikumppanin väistämisessä, mikä lisää eläinten välisiä aggressioita.Tutkimustuloksien perusteella Suomen eläinsuojelusäädöksissä esitetyt ryhmäkasvatettavien nautojen vähimmäistilasuositukset (1,8-4,0 m2/eläin eläinten koosta ja karsinatyypistä riippuen) ovat lihanautojen kasvatuksessa ehdoton eläintiheysminimi. Jotta naudoilla olisi mahdollisuus toteuttaa paremmin lajintyypillistä käyttäytymistään, tilaa eläintä kohden tulisi olla suosituksiakin enemmän. Etenkin rakolattiakasvatuksessa lisätila parantaisi eläinten terveyttä ja voisi vaikuttaa myönteisesti myös eläinten kasvuun. Suosituksissa kaikille yli 500 kg:n painoisille lihanaudoille on annettu sama minimitila, mutta on selvää, että yli 600 kg:n painoinen eläin tarvitsee enemmän tilaa kuin 500 kg:n painoinen eläin. Siten varsinkin kasvatuksen loppuvaiheessa naudoilla tulisi olla käytössään vähimmäistilasuosituksiakin suurempi karsinatila

Erilaisten karsinaratkaisujen vaikutus kasvavien lihanautojen tuotantoon ja hyvinvointiin

Tämän kirjallisuuskatsauksen tarkoituksena oli selvittää erilaisten karsinaratkaisujen vaikutusta kasvavien lihanautojen tuotantoon ja hyvinvointiin. Useimpien kasvatuskokeiden perusteella karsinan pohjamateriaalilla ei ole vaikutusta lihanautojen kasvuun, rehunkäyttöön, rehuhyötysuhteeseen tai ruhon ja lihan laatuun. Lihanaudoilla esiintyy enemmän käyttäytymisongelmia rakolattialla kuin päällystetyillä lattioilla (olkipohja, kumipäällysteet), mikä johtuu rakolattian kovasta ja liukkaasta pinnasta. Erityisesti makuulle asettuminen ja ylös nouseminen vaikeutuvat. Lisäksi rakolattialla eläimet liukastelevat ja voivat jopa vältellä tasapainoa vaativia toimintoja.Yleisesti lihanaudoilla näyttäisi olevan enemmän terveysongelmia rakolattialla kuin muilla lattiamateriaaleilla. Häntävauriot, ontuminen ja polvinivelien kasvuhäiriöt vaivaavat lihanautoja useammin rakolattialla kuin olkipohjalla. Ontuminen ja kasvuhäiriöt näyttäisivät kuitenkin olevan ongelma myös vinolla pohjalla. Pehmeällä alustalla sorkat eivät kulu yhtä paljon kuin kovemmalla alustalla ja voivat sen seurauksena kasvaa pitkiksi. Kiinteällä lattialla ongelmia aiheuttaa lattialle kerääntyvä liete, joka voi syövyttää sorkkaa ja aiheuttaa bakteeritulehduksia.Preferenssikokeissa naudat ovat selvästi osoittaneet, että ne makaavat mieluummin pehmeällä kuin kovalla alustalla. Tämä on ymmärrettävää, koska naudat ovat alun perin sopeutuneet makaamaan joustavalla alustalla luontaisessa elinympäristössään, ruohotasangolla. Preferenssikokeiden perusteella rakolattia on lihanautojen mielestä kaikkein epämiellyttävin pohjamateriaali, jota eläimet todennäköisesti karttavat sen liukkauden ja kovuuden vuoksi. Pehmeä alusta sen sijaan tarjoaa sorkalle pitävämmän pohjan ja vartalon muotoja mukailevan pinnan eläimen maatessa.Tutkimustulosten perusteella lihanautojen hyvinvointia voidaan parantaa tarjoamalla niille mahdollisuus maata pehmeällä alustalla. Tämä voidaan toteuttaa kuivittamalla osa karsinasta makuualueeksi tai vaihtoehtoisesti päällystämällä osa palkeista kumipäällysteellä. Kiinteitä lattioita ja kuivikkeita käytettäessä lattian puhdistuksesta ja kuivikkeiden riittävästä käytöstä on tärkeää huolehtia eläinten puhtauden ja sorkkaterveyden vuoksi. Sorkkien kasvun hillitsemiseksi karsinaan tulisi sijoittaa myös kovapohjaisia alueita. Jalkaongelmien vähentämiseksi vinopohjan kaltevuus tulisi olla korkeintaan 10 prosenttia

Lypsylehmät sopeutuivat hyvin siirtoon parsinavetasta automaattiseen lypsyjärjestelmään

Tutkimuksessa tarkasteltiin lypsylehmien yksilöllistä sopeutumista siirryttäessä suoraan parsinavetastapihaton automaattiseen lypsyjärjestelmään. Tutkimus toteutettiin tapaustutkimuksena lämminpihatossakevään ja syksyn 2004 välisenä aikana sekä kyselytutkimuksena 16 tilalle, jotka olivat siirtyneetsuoraan parsinavetasta automaattiseen lypsyjärjestelmään. Suurin osa lehmistä tottui nopeasti uuteenlypsyjärjestelmään. Lehmien totuttamiseen tarvittiin jonkun verran ylimääräistä työtä kahdenensimmäisen viikon aikana siirron jälkeen. Työ oli lähinnä lehmien ajamista robotille.TapaustutkimusTapaustutkimuksessa 28 ayshire lehmää siirrettiin suoraan parsinavetasta pihattoon ja robottilypsyyn.Pihattoon siirrettyjen lehmien annettiin ensin tutustua rauhassa uuteen ympäristöön. Totutettaessalehmiä robotille houkutusrehua oli jatkuvasti tarjolla. Tarvittaessa lehmiä ajettiin, vedettiin jatyönnettiin robotille. Lehmien käyttäytymistä tarkkailtiin suoralla seurannalla (focal sampling) niidenmennessä robotille kahdeksalla lypsykerralla neljän päivän ajan. Pelkkiä robotin läpikulkukertoja eihuomioitu laskennassa.Kaksikymmentä lehmää käyttäytyi rauhallisesti ja pelottomasti heti ensimmäisestä robotillakäyntikerrasta lähtien. Kuudennella lypsykerralla kirjattiin havainnot 18 lehmästä, joista yhtä vaillekaikki kulkivat robotille joko aivan itsenäisesti tai vaativat vain vähäistä ajamista. Kaksi viikkoarobotin käyttöönoton jälkeen kaikki lehmät kävivät robotilla ilman ajamistaKyselytutkimusKyselytutkimus tehtiin 16 tilalle, jotka olivat siirtyneet suoraan parsinavetasta automaattiseenlypsyjärjestelmään. Kyselytutkimus tuki tapaustutkimuksen havaintoja. Vastausten mukaan lehmätsuhtautuivat lypsyrobottiin uteliaasti. Parsinavetasta automaattiseen lypsyjärjestelmään siirryttäessä80 % lehmistä tottui uuteen järjestelmään helposti.Lehmiä oli totutettu lypsyrobottiin ajamalla (11 tilaa), rehulla houkuttelemalla (7), vetämällä (3)ja jollakin muulla tavalla (5). Muita tapoja olivat lehmän työntäminen lypsyrobottiin sekä lehmienvieminen navettaan ennen lypsyrobotin käyttöönottoa. Yhdellä tilalla lehmiä totutettiin pyyhkimälläniiden utareita lypsypyyhkeellä ennen robottilypsyä, jotta lehmällä olisi lypsytapahtumassa jotaintuttua. Useilla tiloilla käytettiin useita totutustapoja yhtäaikaisesti, jotta tottuminen nopeutuisi.Ensikoiden ja vanhempien lehmien tottumisessa robottiin ei ollut vastausten mukaan suuria eroja. Yksitai useampi lehmä poistettiin joka toisella tilalla automaattiseen lypsyjärjestelmään siirryttäessä.Yleisin poiston syy oli matala, robottiin sopimaton utarerakenne

Maitorotuisten sonnien laiduntaminen b) Vaikutus käyttäytymiseen

Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää laiduntamisen vaikutusta maitorotuisten sonnien käyttäytymiseen. Kokeessa käytettiin yhteensä 19 maitorotuista ayrshire- ja holstein-friisiläissonnia. Laidunkauden alkaessa sonnit olivat noin 15 kuukauden ikäisiä. Kaksi ryhmää (4 ja 5 sonnia) siirrettiin kahdelle laidunlohkolle (0,1 ha/eläin). Kaksi viiden sonnin ryhmää jätettiin eristämättömään pihattoon kahteen osakuivikepohjaiseen ryhmäkarsinaan (6,4 m2/eläin). Laitumet kasvoivat yksivuotista kaura-raiheinänurmea tai monivuotista timoteinurmea. Pihatossa sonneille annettiin vapaasti säilörehua. Kaikille eläimille annettiin lisäksi ohraa 5 kg/sonni/vrk ja kivennäistä 150 g/sonni/vrk. Sonnien käyttäytymistä tarkkailtiin yhden vuorokauden ajan heinäkuun alussa ja heinäkuun lopussa. Tarkkailujen aikana laidunsonnit olivat yksivuotisilla kaura-raiheinänurmea kasvavilla lohkoilla. Laitumella tarkkailut tehtiin suoralla seurannalla ja pihatossa videonauhoilta. Tarkkailumenetelmänä käytettiin hetkellistä seurantaa kuuden minuutin otantavälillä.Laidunsonnit käyttivät syömiseen (laiduntaminen, rehun syöminen ruokintakaukalosta) enemmän aikaa kuin pihattosonnit. Rakenteiden nuolemiseen ja nakertamiseen käytetyssä ajassa ei ollut eroa koeryhmien välillä heinäkuun alussa, mutta heinäkuun lopussa rakenteiden manipuloimista ha-vaittiin enemmän pihatossa. Stereotyyppistä kielenpyöritystä esiintyi hyvin harvoin, eivätkä koeryhmät eronneet sen määrässä. Heinäkuun alussa märehtimistä esiintyi enemmän pihatossa kuin laitumella, mutta heinäkuun lopussa koeryhmien välinen ero tasoittui. Sosiaalisen puskemis- ja nuolemiskäyt-täytymisen määrässä ei ollut eroa koeryhmien välillä. Muuta sosiaalista käyttäytymistä (seurustelu, seksuaalinen käyttäytyminen) oli heinäkuun alussa enemmän laidunsonneilla kuin pihattosonneilla, mutta heinäkuun lopussa eroa ei enää ollut. Hankaamista esiintyi enemmän pihatossa kuin laitumella. Itsensä nuolemisessa ei ollut eroa koeryhmien välillä. Joutilaana tai tarkkaavaisena seisoskelussa ei ollut eroa koeryhmien välillä. Myöskään joutilaana makaamiseen tai nukkumiseen käytetyssä ajassa ei ollut eroa koeryhmien välillä.Ero syömiseen käytetyssä ajassa johtuu ryhmien erilaisista ruokinnoista. Laidunsonnit keräsivät itse ravintonsa laitumelta kun taas pihattosonneille säilörehu tarjottiin valmiiksi silputtuna. Ahtaampi pihattoympäristö ei lisännyt pihattosonnien puskemiskäyttäytymistä. Laitumella sonnien saama liikun-ta parantanee eläinten lihaskuntoa ja voi siten edistää eläinten hyvinvointia. Laitumella sonnien mahdollisuuksista turkin hoitoon tulisi huolehtia tarjoamalla niille sopivia hankaamiskohteita. Tässä vertailussa molemmat kasvatusympäristöt osoittautuivat hyväksyttäviksi sonnien hyvinvoinnin kannalta, koska vakavista hyvinvointiongelmista kertovia käyttäytymismuutoksia ei havaittu kummassakaan ympäristössä. Täytyy ottaa kuitenkin huomioon, että tässä tutkimuksessa sonneilla oli myös pihatossa tilavammat olot kuin tavanomaisessa naudanlihantuotannossa

Osittaislaidunnuksen vaikutus lehmien tuotokseen ja hyvinvointiin

ei saatavill