Geoengineering by sea salt injections: effects on marine stratocumulus clouds and Earth's radiative balance

Ilmastonmuutoksen ehkäisemiseksi tai hidastamiseksi on ehdotettu lukuisia suuren mittakaavan teknisiä ratkaisuja, joista käytetään termiä ilmastonmuokkaus. Yksi ehdotettu keino on suihkuttaa merivettä ilmaan laajoilla merialueilla. Idea perustuu merivesipärskeiden haihtuessa ilmaan jäävien suolahiukkasten kykyyn toimia pilvien tiivistymisytiminä, mikä nostaa pilvipisarapitoisuuksia ja siten heijastuskykyä. Tehokkaammin Auringon valoa heijastavat pilvet viilentäisivät ilmastoa. Työn tavoitteena on tutkia tekniikan vaikutuksia merellisiin pilviin ja maapallon säteilytaseeseen. Työssä tehtiin mallikokeita aerosoli-ilmastomalli ECHAM5-HAM:lla, joka sisältää sekä aerosolihiukkasten että pilvipisaroiden mikrofysiikan kuvauksen. Työtä varten tehtiin kontrollisimulaatio, jossa oli ainoastaan luonnolliset merisuolapäästöt, ja viisi ilmastonmuokkaussimulaatiota, joissa käytettiin kussakin eri arvoa keinotekoiselle merisuolavuolle. Merisuolainjektiot lisättiin malliin neljälle eri merialueelle, joita pidetään sopivina tehokkaan ilmastonmuokkauksen kannalta. Pilvipisarapitoisuudet nousivat verrattain vähän. Muokatuilla merialueilla keskimääräinen pilven yläpinnan pilvipisarapitoisuuden kasvu oli pienimmällä merisuolavuon arvolla vain noin 10 % eikä edes tähän perusvuohon nähden nelinkertainen vuo riittänyt pitoisuuden keskiarvon kaksinkertaistamiseen. Pilvien heijastuskyvyn nostamisen aiheuttama säteilypakote laskettiin ensimmäistä kertaa mallilla, joka sisältää kuvauksen aerosolihiukkasten ja pilvien vuorovaikutuksesta. Perusvuon luoma negatiivinen säteilypakote riittäisi kumoamaan noin neljäsosan ihmiskunnan aiheuttamasta lämmittävästä vaikutuksesta. Tämän ilmastonmuokkausskenaarion säteilyvaikutusten on aikaisemmin arvioitu koostuvan pääosin keinotekoisten merisuolahiukkasten vaikutuksista pilviin, mutta tässä työssä saatujen tuloksien mukaan merisuolahiukkasten suora vaikutus, eli niiden kyky heijastaa ja absorboida säteilyä, vastaa noin puolta syntyvästä säteilypakotteesta. Saatujen tulosten valossa aikaisemmat arviot pilvipisarapitoisuuksien kasvusta ja tekniikan potentiaalista torjua ilmastonmuutosta näyttävät ylioptimistisilta. /Kir1

Prosessilouhinnan periaatteiden hyödyntäminen suomalaisessa terveydenhuollossa

Terveydenhuollon järjestelmiin tallennettavat potilastietokannat sisältävät suuren määrän dataa, mutta tätä dataa ei useinkaan hyödynnetä systemaattisesti prosessien kehityksessä. Organisaatiorajat ylittävä tieto prosessien tilasta on usein epäselvä. Prosessilouhinta (process mining) on tekniikka, jolla prosessitietoa kerätään ohjelmallisesti tietokannoista. Tässä tutkimuksessa käsitellään Suomen terveydenhuoltojärjestelmistä poimittuja potilastietokantoja ja sovelletaan prosessilouhintaa näihin kantoihin. Data on kerätty Helsingissä sijaitsevista Meilahden ja Töölön sairaaloista. Tutkimuksessa kehitetään tuoteprototyyppi, jonka avulla prosessilouhinta-algoritmin toimintaa voidaan validoida. Tämä prototyyppi tuottaa prosessimallin tietokannasta löytyvistä aktiviteeteista ja niiden välisistä siirtymistä. Lisäksi se ryhmittelee datasta löytyvät prosessi-instanssit keskenään samankaltaisiin luokkiin. Tuloksena syntyvät prosessimallit esitetään graafisesti. Analyysimalleihin lasketaan myös erilaisia tunnuslukuja prosessianalyysin helpottamiseksi. Prosessilouhinnan tuottama prosessimalli perustuu puhtaasti tosiasioihin ja kuvaa prosessia potilaan kokeman episodin kautta. Tämä periaate prosessimallien piirtämiseen on huomattavan erilainen perinteiseen, asiantuntijalähtöiseen prosessimallinnukseen verrattuna. Tällä tavalla tehtyjä prosessimalleja voidaan käyttää esimerkiksi mallien validointiin tai prosessin nykytilan kartoitukseen. Tuoteprototyypin saama vastaanotto on ollut positiivista ja sen avulla piirretyt prosessimallit ovat herättäneet vilkasta keskustelua. Prototyypissä on toki edelleen joitakin haasteita, liittyen pääasiassa prosessimallien graafisiin ominaisuuksiin sekä algoritmin suorituskykyyn. Tuotteen kaupallinen potentiaali vaikuttaisi kuitenkin varsin suurelta ja hyödyt selkeiltä.Healthcare patient records contain a large amount of data, but this data is not used in a systematic, process development oriented way. The picture of what happens in the process across organizational boundaries is often unclear. Process mining is a technique for programmatically extracting process information from event logs. This study takes event logs from Finnish healthcare sector and applies process mining to these logs. The logs are taken from Meilahti and Töölö hospitals, both located in the Helsinki area. In this study a product prototype applying a refined process mining algorithm is developed and validated. This prototype produces process model based on the activities and transitions found from the log and groups the separate process instances found from the log to classification groups. The resulting models are presented graphically. Statistics and figures are shown in the resulting analysis models to enable fast analysis of processes. The process model created by process mining is a fact-based model describing patient episodes. This principle of drawing a process model is fundamentally different from traditional, expert driven process modeling. Process models created this way could be used, for example, for validation or to give insight into the current status of the processes. The reception caused by the process mining based product prototype has been positive and the resulting process models drawn using it have aroused interesting discussions. Some challenges still exist, especially with visual properties of the drawn models as well as with the performance of the algorithm, but it looks clear that the tool would provide clear business benefits

Full-Scale Continuous Synthetic Sonar Data Generation with Markov Conditional Generative Adversarial Networks

Deployment and operation of autonomous underwater vehicles is expensive and time-consuming. High-quality realistic sonar data simulation could be of benefit to multiple applications, including training of human operators for post-mission analysis, as well as tuning and validation of autonomous target recognition (ATR) systems for underwater vehicles. Producing realistic synthetic sonar imagery is a challenging problem as the model has to account for specific artefacts of real acoustic sensors, vehicle altitude, and a variety of environmental factors. We propose a novel method for generating realistic-looking sonar side-scans of full-length missions, called Markov Conditional pix2pix (MC-pix2pix). Quantitative assessment results confirm that the quality of the produced data is almost indistinguishable from real. Furthermore, we show that bootstrapping ATR systems with MC-pix2pix data can improve the performance. Synthetic data is generated 18 times faster than real acquisition speed, with full user control over the topography of the generated data.Comment: 6 pages, 6 figures. Accepted to ICRA2020. 2020 IEEE International Conference on Robotics and Automatio

Suomen muuttuva ilmasto : tietoa sähkönsiirtojärjestelmän riskien arviointia varten

Meneillään olevan ihmiskunnan aiheuttaman ilmastonmuutoksen vaikutukset ovat havaittavissa jo nyt: esimerkiksi Suomen keskilämpötila on noussut 1800-luvun puolivälistä yli kaksi astetta. Lämpeneminen on ollut Suomessa noin kaksi kertaa nopeampaa kuin maapallolla keskimäärin. Tulevaisuuden muutokset erilaisten sääilmiöiden esiintymisessä riippuvat vahvasti kasvihuonekaasupäästöjen määrästä: mitä tehokkaammin kasvihuonekaasujen päästöjä onnistutaan rajoittamaan, sitä vähäisemmiksi ilmastonmuutoksen vaikutukset jäävät. Ilmakehään jo päässeen hiilidioksidin suhteellisen pitkästä viipymäajasta johtuu, että ilmasto joka tapauksessa vielä lämpenee seuraavina vuosikymmeninä, vaikka fossiilisten polttoaineiden käytöstä aiheutuvia kasvihuonekaasupäästöjä onnistuttaisiin leikkaamaan nopeastikin. Tässä tutkimuksessa käsitellään ilmastonmuutoksen vaikutusta sähköverkkoliiketoiminnan kannalta oleellisiin sääilmiöihin. Keskeisimmät tähän mennessä havaitut ja kuluvan vuosisadan puoliväliin mennessä odotettavissa olevat muutokset on koottu sääilmiöittäin sisällysluettelon edellä olevaan taulukkoon. Selvimmin havaittavat muutokset liittyvät lämpötilan nousuun. Esimerkiksi kasvukaudet pidentyvät kesällä ja lumipeite vähenee talvella. Sen sijaan esimerkiksi myrskyisyydessä ei välttämättä tapahdu merkittäviä muutoksia, mutta lämpenemisestä johtuva roudan väheneminen todennäköisesti lisää talviaikaisia tuulituhoja. Vastaavasti esimerkiksi jokien talvitulvien odotetaan selvästi yleistyvän, vaikka sademäärä ei talvella kasvaisikaan enempää kuin noin 10–20 %. Tämä johtuu siitä, että lämpötilan noustessa entistä suurempi osa sateesta tulee vetenä. Muutokset eivät myöskään ole yleensä kovin suuria, jos tarkastelu ulotetaan vain noin 30–40 vuoden päähän. Kuluvan vuosisadan puoliväliin mennessä ilmasto lämpenee todennäköisesti suunnilleen yhtä paljon kuin se on tähän mennessä lämmennyt 1970–1980-lukuihin verrattuna. Tällöin 2050-luvun ilmasto olisi jo selkeästi erilainen kuin 1970–1980-lukujen ilmasto, vaikka muutos nykyhetken ilmastoon verrattuna olisi melko maltillinen. Lämpenemisestä huolimatta samat sääilmiöt tuottavat meillä harmia tulevaisuudessa kuin nykyisinkin. Myrskyt säilyvät merkittävimpänä laajoja ja äkillisiä metsätuhoja aiheuttavana sääilmiönä. Kesäisin esiintyy tuhoisia ukkosmyräköitä, eivätkä lumeen ja pakkaseen liittyvät ongelmat katoa talvella. Suomen ilmastolle tyypillinen suuri vuosienvälinen vaihtelu jatkuu yhä myös tulevaisuudessa

Total hip arthroplasty, combined with a reinforcement ring and posterior column plating for acetabular fractures in elderly patients : good outcome in 34 patients

Background and purpose Low-energy acetabulum fractures are uncommon, and mostly occur in elderly patients. Determining the optimal operative treatment for such fractures is challenging. Here we investigated whether acutely performed total hip arthroplasty plus posterior column plating (THA) reduced complications and reoperations compared with open reduction and internal fixation (ORIF) in elderly patients with acetabular fractures.Patients and methods We retrospectively reviewed the records of 59 patients, > 55 years of age, with complex acetabular fractures, caused by low-energy trauma, treated between January 2008 and September 2017. Of these patients, 34 underwent acute THA, and 25 ORIF alone. Patient and implant survival were compared between groups using Kaplan-Meier survival analysis and Cox multiple regression. Functional outcomes assessed by Oxford Hip Score (OHS) were compared between the THA patients and those 9 ORIF patients who underwent secondary THA due to posttraumatic hip osteoarthritis (OA) during follow-up.Results Overall patient survival was 90% (95% CI 82-98) at 12 months, and 64% (CI 47-81) at 5 years. Of 25 ORIF patients, 9 required secondary THA due to posttraumatic OA. Large fragments on the weight-bearing acetabular dome upon imaging predicted ORIF failure and secondary THA. The acute THA group and secondary THA group had similar 12-month OHS.Interpretation Acute THA including a reinforcement ring resulted in fewer reoperations than ORIF alone in elderly patients with acetabular fractures. These findings support acute THA as first-line treatment for complex acetabular fractures in elderly patients.Peer reviewe

Mapping the dependence of black carbon radiative forcing on emission region and season

Peer reviewe

1.5 °C carbon budget dependent on carbon cycle uncertainty and future non-CO2 forcing

Estimates of the 1.5 °C carbon budget vary widely among recent studies, emphasizing the need to better understand and quantify key sources of uncertainty. Here we quantify the impact of carbon cycle uncertainty and non-CO2 forcing on the 1.5 °C carbon budget in the context of a prescribed 1.5 °C temperature stabilization scenario. We use Bayes theorem to weight members of a perturbed parameter ensemble with varying land and ocean carbon uptake, to derive an estimate for the fossil fuel (FF) carbon budget of 469 PgC since 1850, with a 95% likelihood range of (411,528) PgC. CO2 emissions from land-use change (LUC) add about 230 PgC. Our best estimate of the total (FF + LUC) carbon budget for 1.5 °C is therefore 699 PgC, which corresponds to about 11 years of current emissions. Non-CO2 greenhouse gas and aerosol emissions represent equivalent cumulative CO2 emissions of about 510 PgC and −180 PgC for 1.5 °C, respectively. The increased LUC, high non-CO2 emissions and decreased aerosols in our scenario, cause the long-term FF carbon budget to decrease following temperature stabilization. In this scenario, negative emissions would be required to compensate not only for the increasing non-CO2 climate forcing, but also for the declining natural carbon sinks

Conceptualizing nature-based science tourism: a case study of Seili Island, Finland

Nature-based tourism has been widely addressed, yet research on nature-based science tourism, founded on science, scientific knowledge, and/or engagement in scientific research, is still scarce. Drawing on tourist motivation, nature-based tourism, special interest tourism, and science tourism, a novel theoretical conceptualization of nature-based science tourism was developed. The framework identified three categories of science tourism with intensifying levels of tourists' interest in scientific knowledge and tourist engagement: tourism based on scientific knowledge, tourism with scientific adventure or volunteering, and scientific research tourism. In the empirical part, the framework was applied to Seili Island, Finland, and tourist motivation to nature-based science tourism was examined through a survey (n = 518). According to the results, tourists were interested in science and nature-based science tourism products, especially guided tours involving scientific interpretation, but also in intensive scientific excursions. Learning was a dominant motivation, but enjoying nature and escape and relaxation were also significant. When moving from guided tours to more intensive scientific excursions, motivations diversified; besides learning, other tourist motivations also need to be addressed in developing nature-based science tourism experiences. The study contributes to nature-based tourism and underresearched science tourism literature and provides practical implications for developing nature-based tourism