Evaluation of Satellite Rainfall Estimates for Drought and Flood Monitoring in Mozambique

Satellite derived rainfall products are useful for drought and flood early warning and overcome the problem of sparse, unevenly distributed and erratic rain gauge observations, provided their accuracy is well known. Mozambique is highly vulnerable to extreme weather events such as major droughts and floods and thus, an understanding of the strengths and weaknesses of different rainfall products is valuable. Three dekadal (10-day) gridded satellite rainfall products (TAMSAT African Rainfall Climatology And Time-series (TARCAT) v2.0, Famine Early Warning System NETwork (FEWS NET) Rainfall Estimate (RFE) v2.0, and Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Stations (CHIRPS)) are compared to independent gauge data (2001–2012). This is done using pairwise comparison statistics to evaluate the performance in estimating rainfall amounts and categorical statistics to assess rain-detection capabilities. The analysis was performed for different rainfall categories, over the seasonal cycle and for regions dominated by different weather systems. Overall, satellite products overestimate low and underestimate high dekadal rainfall values. The RFE and CHIRPS products perform as good, generally outperforming TARCAT on the majority of statistical measures of skill. TARCAT detects best the relative frequency of rainfall events, while RFE underestimates and CHIRPS overestimates the rainfall events frequency. Differences in products performance disappear with higher rainfall and all products achieve better results during the wet season. During the cyclone season, CHIRPS shows the best results, while RFE outperforms the other products for lower dekadal rainfall. Products blending thermal infrared and passive microwave imagery perform better than infrared only products and particularly when meteorological patterns are more complex, such as over the coastal, central and south regions of Mozambique, where precipitation is influenced by frontal systems

Встановлення первинних вимог до експериментальних засобів дослідження та умов створення електрозварного з’єднання стінок кишечнику

The aim of the work: to develop the primary requirements for pre-clinical studies on the creation of electric welding intestinal con­nection in anastomosis.Material and Methods. Based on the quality and strength attributes that were introduced for arterial crossing, the initial requirements in experimental test bench parameters were established. The electric welding source was the adapted clinical EC-300M1 device. Electro-welding tweezers were used in variants of flat electrodes and with tooth-shaped elements, as well as clamps without fixing - and with it, according to increased tissue compression. In acute swine experiment, 3 stapler two-linear 29 mm diameter anastomoses, and 8 welding ones by every instrument type, were applied. All anastomoses were removed and investigated by burst strength and the visual qualities of tissue transformations.Results and Discussion. The fluid leakage pressure for stapled connection was (24.0±1.0) mm Hg. as a result of cutting the staples, but for clamp with tissue compress ability between electrodes up to 2 N/mm2 leakage needs (18.4±5.8) mm Hg, in the range from 9.2 to 26.8 mm Hg. For other instruments leakage pressure was (10.6±7.2) mmHg. The temperature of electrodes was in the range of 53-86°C. Satisfactory passage of electric current in range from 1 to 5 A has watch in 65% of attempts.Цель работы: разработать первичные требования для предклинических исследований по созданию электросварочного соединения в межкишечном анастомозе.Материалы и методы. На основе признаков качества и прочности, которые были внедрены для заваривания артерий, сформулировали первичные требования к параметрам экспериментального испытательного стенда. Источником электросварочных импульсов был адаптированный клинический аппарат ЕК-300М1. Использовали электросварочный пинцет в вариантах плоских электродов и с зубчатыми элементами, зажимы без кремальеры – и с кремальерой, повышенными возможностями сжатия. В условиях острого эксперимента на участках кишки свиньи наложили 3 скобковых анастомоза диаметром 29 мм, содержащий 2 ряда скобок, и по 8 электросварных каждым из инструментов. Все анастомозы сразу удаляли и исследовали прочность соединения и визуальные качества преобразований ткани.Результаты исследований и их обсуждение. Давление истечения жидкости для скобкового соединения составило (24,0±1,0) мм рт. ст. вследствие прорезывания скоб. Прочность соединения на разрыв для зажима с возможностью сжатия электродами ткани до 2 Н/мм2 составила (18,4±5,8) мм, в диапазоне от 9,2 до 26,8 мм рт. ст., для остальных инструментов (10,6±7,2) мм рт. ст. Температура его электродов находилась в диапазоне 53–86 оС. Удовлетворительным признали прохождения электросварочного тока от 1 до 5 А в 65 % проб.Мета роботи: розробити первинні вимоги для передклінічних досліджень зі створення електрозварного з’єднання в міжкишковому анастомозі.Матеріали і методи. На основі ознак якості та міцності, що були впроваджені для заварювання артерій, сформулювали первинні вимоги до параметрів експериментального випробувального стенда. Джерелом електрозварювальних імпульсів був адаптований клінічний апарат ЕК-300М1. Використовували електрозварювальний пінцет у варіантах пласких електродів та із зубоподібними елементами, затискачі без кремальєри – та з кремальєрою, з підвищеними можливостями стискання. В умовах гострого експерименту на ділянках кишки свині наклали 3 скобкові анастомози діаметром 29 мм, який містив 2 ряди скобок, та по 8 електрозварних кожним з інструментів. Всі анастомози відразу видаляли та досліджували міцність з’єднання та візуальні якості перетворень тканини.Результати досліджень та їх обговорення. Тиск витоку рідини для скобкового з’єднання склав (24,0±1,0) мм рт. ст. унаслідок прорізування скоб, а для затискача з можливістю стискання електродами тканини до 2 Н/мм2 склав (18,4±5,8) мм рт. ст., в діапазоні від 9,2 до 26,8 мм рт. ст., для решти інструментів – (10,6±7,2) мм рт. ст. Температура його електродів перебувала в діапазоні 53–86 оС. Задовільним визнали проходження електрозварного струму від 1 до 5 А у 65 % спроб

ДОСЛІДЖЕННЯ ВИМОГ ДО ІНСТРУМЕНТА ДЛЯ ОТРИМАННЯ ЕЛЕКТРОЗВАРНОГО З’ЄДНАННЯ СТІНОК КИШЕЧНИКА В ЕКСПЕРИМЕНТІ

Створення електрозварного міжкишкового анастомозу є очікуваною новою технологією. Упровадження результатів досліджень у спеціалізованому інструменті вимагає попереднього вивчення змін у місці електрозварювання. Мета досліджень – на основі стендових досліджень із прототипом спеціалізованого інструмента установити вимоги до інструментів для створення електрозварного з’єднання в міжкишковому анастомозі для клінічних випробувань. Матеріали і методи. В умовах гострого експерименту на свині та лабораторних досліджень на органокомплексах виконали 98 серій досліджень із лінійними та циркулярними електродами. Джерелом електрозварювальних імпульсів були адаптовані клінічні апарати ЕК-300М1 та ЕКВЗ-300 “Патонмед”. Тиск втрати герметичності порівнювали з тиском, який визначали ми раніше, для скобкового анастомозу – (24,2±3,2) мм рт. ст. Результати досліджень та їх обговорення. Моделювали розташування кишки в циркулярному анастомозі та стискали електродами в діапазоні від 2,0 до 3,0 Н/мм2. Застосовували напругу до 140 В, струм – до 5 А. У 32,4 % спостережень виявлено ділянки від 1/3 до 1/4 довжини кола, із менш щільним з’єднанням, або розрізали струмом. Середня міцність анастомозу в дослідженні склала (36,2±12,3) мм рт. ст., діапазон міцності нещільних ділянок – 12–34 мм рт. ст. При тиску 3,0 Н/мм2 розподіл ефектів електрозварного струму в тканинах був рівномірним. Висновки. Розміри електродів, величина та межі стиснення тканини, функціональний стан стінки кишки, відведення пари та фіксація від розмикання є чинниками стабільної щільності тканини між електродами, перебігу електрозварного струму та досягнення характеристик електрозварного міжкишкового з’єднання, прийнятних для клінічного впровадження

Клініко-морфологічні особливості багатоточкового та лінійного товстокишкового електрозварного анастомозу

The aim of the work: to study the influence onto clinical hermetic rupture properties the morphological transformations types inside the colon tissues during electrically welded anastomosis creation using linear or multi-point applying methods and various pressure characteristics of the instrument. Materials and Methods. The swine colon sections 31 cm in diameter, were anastomosed in end-to-end way during acute experiment. There were 2 double-line stapled and 144 electro-welded anastomoses: 48 multy-point, made by toothed tweezers with a topical pressure of 1.8 N/mm2), and 56 linear circular (pressure 2.1 N/mm2 or 3.0 N/mm2). The electric welding device "Patonmed" EKVZ-300 (440 kHz) was used. Anastomoses were tested by a slow liquid injection into closed section, up to 15 mm Hg/min. The 3 types electro-welding connections were divided by blind method to the injection groups. The first group injected up to 24.5 mm Hg. – the pressure of liquid outflow have established for stapled anastomoses. The second group was ruptured. Anastomoses then were sent for histological examination. Results and Discussion. All welded anastomoses remained sealed at a bursting pressure 23.5 mm Hg, and reached a break: multi-point at (37.2±5.2) mm Hg. linear – (created under pressure of 2.1 N mm2) (53.6±9.8) mm Hg, linear (created under pressure 3.0 N/mm2) – (62.8±6.2) mm Hg. The linear anastomoses compound thickness varied from 0.1 to 0.3 mm, and differed slightly in morphological characteristics in 1/3 of its circumference segment, where a large proportion of the lacunas and the number of intervals between the merged coagulated muscle layers were found. The rupture occurred in such segment. Although the integrity of the welding coagulation changes along the anastomoses circumference was preserved. The density of the 3.0 N/mm2-created anastomosis was achieved by lover gaps number and wider layers merging inside the conglomerate. The multi-point anastomosis thickness fluctuated from 1.8 mm to 5 mm in regular. At the point of jagged electrodes edges have convergenced, the merge between the muscle layers were established, the cell fragments and fibers became orientated, and the bond conglomerate was formed. Nearby muscular layers did not merge as topical, although they are involved into coagulation conglomerate, which comprises the muscular and submucosal layers mainly. Serous layers were merged also.Цель работы: влияние на клинические свойства герметичной прочности электросварочного толсто-толстокишечного анастомоза особенностей морфологических преобразований в стенках кишки при применении линейного и точечного методов соединения и различных величин давления в инструменте. Материалы и методы. На участках толстой кишки диаметром 31 см в условиях комплексного острого эксперимента на свиньях наложили 2 двухрядных скобковых анастомозы степлером и по 48 электросварочных: точечной сваркой (зубчатый пинцет с давлением на острие 1,8 Н/мм2) и линейным циркулярным (в вариантах давления на ткань 2,1 Н/мм2 и 3,0 Н/мм2), конец-в-конец. Использовали программу электросварочного аппарата «Патонмед» ЕКВЗ-300 (440 кГц). Испытывали анастомозы медленным, до 15 мм/мин. введением жидкости. Слепым методом выбирали вариант исследования на каждый из 3 типов электросварочного соединения: до наступления разрыва – или до уровня потери герметичности скобкового анастомоза: 23,5 мм. После этого анастомозы направили на гистологическое исследование. Результаты исследований и их обсуждение. Все электросварные анастомозы оставались герметичными при давлении распирания 23,5 мм, и в дальнейшем потеряли герметичность: точечный при (37,2±5,2) мм рт. ст. линейный (создан под давлением 2,1 Н/мм2 ) – (53,6±9,8) мм рт. ст., линейный (создан под давлением 3,0 Н/мм2) – (62,8±6,2) мм рт. ст. Соединение в линейном анастомозе имело толщину от 0,1 до 0,3 мм, и отличалось по морфологическим характеристикам на сегменте 1/3 длины окружности по брыжеечному краю, где обнаружили большую долю щелей и числа промежутков между коагуляционно соединенными мышечными оболочками, хотя целостность коагуляционных изменений по кругу сохраняется. Разрыв происходил в этом сегменте. Созданный под давлением 3,0 Н/мм2 анастомоз имел значительно меньшее количество щелей и лучше соединение слоев стенки в конгломерате. Толщина многоточечного анастомоза волнообразно изменялась от 1,8 до 5 мм. В местах сближения зубоподобных электродов формируются: соединение между мышечными оболочками, пространственная ориентация клеточных фрагментов и волокон, электросварной конгломерат. Перифокально мышечные слои не сливаются, но находятся в составе коагуляционного конгломерата, которых охватывает преимущественно мышечный и подслизистый слои. Серозные оболочки также соединены.Мета роботи: вплив на клінічні властивості герметичної міцності електрозварного товсто-товстокишкового анастомозу особливостей морфологічних перетворень в стінках кишки при застосуванні лінійного та точкового методів з’єднання та різних величин тиску в інструменті. Матеріал і методи. На ділянках товстої кишки діаметром 31 см в умовах комплексного гострого експерименту на свинях наклали 2 дворядних скобкових анастомози степлером та по 48 електрозварювальних: точковим зварюванням (зубчастий пінцет з тиском на вістрі 1,8 Н/мм2) та лінійним циркулярним (у варіантах тиску на тканину 2,1 Н/мм2 та 3,0 Н/мм2), кінець-в-кінець. Використовували програму електрозварювального апарату «Патонмед» ЕКВЗ-300 (440 кГц). Випробовували анастомози повільним, до 15 мм рт. ст./хв введенням рідини. Сліпим методом обирали варіант дослідження на кожен з 3 типів електрозварного з’єднання: до настання розриву – або до рівня втрати герметичності скобкового анастомозу: 23,5 мм рт. ст. Після цього настомози спрямували на гістологічне дослідження. Результати досліджень та їх обговорення. Всі електрозварні анастомози залишалися герметичними при тиску розпирання 23,5 мм рт. ст. і надалі втратили герметичність: точковий за тиску 37,2±5,2 мм рт. ст. лінійний (створений під тиском 2,1 Н/мм2 ) – (53,6±9,8) мм рт. ст. лінійний (створений під тиском 3,0 Н/мм2 ) – (62,8±6,2) мм рт. ст. З’єднання в лінійному анастомозі змінювалася в товщині від 0,1 до 0,3 мм, і відрізнялася за морфологічними характеристиками на сегменті 1/3 довжини кола по брижовому краю, де виявили більшу частку щілин та числа проміжків між коагульовано з’єднаними м’язовими оболонками, хоча загалом суцільність коагуляційних змін по колу зберігається. Розрив відбувався в цьому сегменті. Створений під тиском 3,0 Н/мм2 мав значно меншу кількість щілин та краще з’єднання шарів стінки в конгломераті. Товщина точкового анастомозу хвилеподібно змінювалася від 1,8 до 5 мм. В місцях зближення зубоподібних електродів формуються: з’єднання між м’язовими оболонками, просторова орієнтація клітинних фрагментів і волокон, електрозварний конгломерат. Перифокально м’язові шари не зливаються, але перебувають в складі коагуляційного конгломерату, яких охоплює переважно м’язовий та підслизовий шари. Серозні оболонки також з’єднані

ОСОБЛИВОСТІ ВІДНОВЛЕННЯ ТКАНИННИХ СТРУКТУР У ПЕРІОД ДО 90 ДІБ У МІЖКИШКОВИХ АНАСТОМОЗАХ, СТВОРЕНИХ ІЗ ЗАСТОСУВАННЯМ ТЕХНОЛОГІЇ ЕЛЕКТРОЗВАРЮВАННЯ ЖИВИХ ТКАНИН

The bacterial inflammation obligatory arises after ischemic necrosis under the sutures in the intestinal wall inside uncomplicated intestinal anastomosis. It determines the healing type causes cicatricial replacement of intestinal tissue, additionally supported by suture material encapsulation and rejection process. The aim of the study – to investigate the tissue structures reparation features in the intestinal anastomosis, created by using the Live Tissues Electric Welding Technology, during the period of tissue reparation and scar origin. Materials and Methods. Changes in intestinal anastomoses were studied after 4, 7, 21, 45 and 90 days after its creation from the positions of gut wall tissues structure reparation. A circular electrowelded small intestinal anastomosis was applied in 18 pigs in a chronic experiment. The electric welding devices EK-300M1 and Patonmed-300 were used, as well as prototypes of surgical instrument for circular intestinal anastomoses creating. The hematoxylin-eosin and Van Gieson histopathologic techniques were used. Results and Discussion. In 7 days, the strength of the welded anastomosis exceeds 220 mm Hg, because outstanding tissue was ruptured. The signs of tissue structure reparation appeared: the welded zone thinning with symmetrical approach of the visually unaltered areas of anastomosed intestines, compared to 4 days. Also, differently directed at 4 day collagen fibers are becoming orientation and bundles formation. The young connective tissue comprised a wide network of newly formed functioning blood arteriols. In 21 day none inflammatory sign was present. Fibrous connective tissue networks the separate muscle bundles, and penetrates 5 mm into the connected gut edges. Various ranges of vessels yet formed and functions. In 45 days tissue thickening due to membranes collagenization as well as muscle layers, arteries and veins coverage by collagen fibers are noted. The vessels pass right through the welding anastomose line, and are quickly coloured. In 90 days, the fibrous network has not tend to merge into a continuous scar, and the anastomose line can be determined only by network expression around individual smooth muscle fibers, and by point of fibers tangential orientation change. The mucosal folds are restored up to line. Conclusions. The frame continuity of the anastomosed intestinal walls, which is restored at the electric welding site is a prerequisite for the rich capillary blood supply and symmetrical restoration of the tissue structure of the intestinal wall after 7 days. The foreign bodies and microorganisms absence in the welded intestinal anastomosis structure leads to inflammation components disappearance during 21 days, which also provides the scar structure formation in delicate pathway, avoiding cicatrix tissue replacement.Наличие гнойно-некротического воспаления под швами в межкишечном анастомозе определяет заживление грубым рубцом, который замещает тканевую структуру на фоне инкапсуляции и отторжения шовного материала. Цель исследования – изучить особенности восстановления тканевых структур в области межкишечного анастомоза, созданного с применением технологии электросварки живых тканей в период репарации и формирования рубца. Материалы и методы. Исследовали изменения в межкишечном анастомозе через 4; 7; 21; 45 и 90 суток после его создания с точки зрения восстановления структуры тканей и стенки кишки. Циркулярный электросварной тонко-тонкокишечный анастомоз наложили у 18 свиней в хроническом эксперименте. Использовали электросварочные аппараты ЕК-300М1 и Патонмед ЭКВЗ-300, а также прототипы циркулярных электросварочных инструментов. Базовое окрашивание препаратов анастомоза проводили за гематоксилином и еозином или по Ван-Гизон. Результаты исследований и их обсуждение. Через 7 суток прочность электросварочного анастомоза на разрыв превысила 220 мм рт. ст. Появились признаки восстановления тканевых структур: симметричное сближения границ визуально неизме­ненных участков кишки, по сравнению с 4 сутками, на фоне ориентации и формирования пучков разнонаправленных коллагеновых волокон. Сформирована молодая соединительная ткань с сетью артериол. Через 21 сутки признаков воспаления не было. Волокнистая соединительная ткань кружевами охватывает тканевые структуры и проникает на 5 мм вглубь симметрично соединенных краев кишки. Функционируют сосуды разного типа. Через 45 суток имеется коллагенизация вдоль всех мембран и оболочек. Сосуды соединенных участков окрашиваются сквозь линию анастомоза. Через 90 суток тенденции к слиянию в сплошной рубец нет, складки слизистой восстановлены, а линия соединения едва определяется по изменению ориентации волокон. Выводы. Каркасная непрерывность оболочек кишечника, которая восстанавливается в месте создания электросварного анастомоза, является предпосылкой богатого сквозного кровоснабжения и симметричного восстановления тканевой структуры стенки кишки уже через 7 суток. Отсутствие посторонних тел и микроорганизмов в структуре электросварного анастомоза приводит к исчезновению воспаления через 21 сутки, что также является составляющим формирования кружевной нежной, а не замещающей структуры соединенительной ткани в нем.Наявність гнійно-некротичного запалення під швами в міжкишковому анастомозі визначає загоєння грубим рубцем, що заміщує тканинну структуру, на тлі інкапсуляції та відторгнення шовного матеріалу. Мета дослідження – вивчити особливості відновлення тканинних структур у ділянці міжкишкового анастомозу, створеного із застосуванням технології електрозварювання живих тканин у період репарації і формування рубця. Матеріали і методи. Досліджували зміни в міжкишковому анастомозі через 4; 7; 21; 45 та 90 діб після його створення з погляду відновлення структури тканин та стінки кишки. Циркулярний електрозварний тонко-тонкокишковий анастомоз наклали 18 свиням у хронічному експерименті. Використовували електрозварювальні апарати ЕК-300М1 і Патонмед ЕКВЗ-300 та прототипи циркулярних електрозварювальних інструментів. Базове забарвлення препаратів анастомозу здійснювали за гематоксиліном та еозином або за Ван-Гізон. Результати досліджень та їх обговорення. Через 7 діб міцність електрозварного анастомозу на розрив перевищила 220 мм рт. ст. З’явилися ознаки відновлення тканинних структур: симетричне зближення меж візуально незмінених ділянок кишки, порівняно з 4-ю добою, на тлі орієнтації та формування жмутків різноспрямованих колагенових волокон. Сформовано молоду сполучну тканину з сіткою артеріол. Через 21 добу ознак запалення не було. Волокниста сполучна тканина мереживно охоплює тканинні структури і проникає на 5 мм вглибину симетрично з’єднаних країв кишки. Функціонують судини різного типу. Через 45 діб наявна колагенізація уздовж усіх мембран і оболонок. Судини з’єднаних ділянок забарвлюються крізь лінію анастомозу. Через 90 діб тенденції до злиття у суцільний рубець немає, складки слизової відновлені, а лінія з’єднання ледь виразна за зміною орієнтації волокон. Висновки. Каркасна безперервність оболонок кишечника, що відновлюється на місці створення електрозварного анастомозу, є передумовою багатого наскрізного кровопостачання та симетричного відновлення тканинної структури стінки кишки вже через 7 діб. Відсутність сторонніх тіл і мікроорганізмів у структурі електрозварного анастомозу зумовлює зникнення запалення через 21 добу, що також є складовою формування мережевної ніжної, а не заміщувальної структури з’єднання сполучної тканини в ньому

Cloud Computing in Science and Engineering and the “SciShop.ru” Computer Simulation Center

Various aspects of cloud computing applications for scientific research, applied design, and remote education are described in this paper. An analysis of the different aspects is performed based on the experience from the “SciShop.ru” Computer Simulation Center. This analysis shows that cloud computing technology has wide prospects in scientific research applications, applied developments and also remote education of specialists, postgraduates, and students

Managing drought risk in Africa

• The vulnerability of farmers to climate related risk is reduced if they can access insurance • Weather index insurance (WII) compensates farmers if a weather index is breached rather than for a proven loss. WII is cheap to administer and could potentially cover millions of farmers in Africa against the effects of drought. • Insured weather metrics are only proxies for agricultural losses, meaning that there is the potential for unfair payouts and uncompensated losses if the index is inaccurate or does not reflect the land surface conditions • The TAMSAT group has worked closely with insurers in Africa to design robust WII schemes.</p

Managing drought risk in Africa

• The vulnerability of farmers to climate related risk is reduced if they can access insurance • Weather index insurance (WII) compensates farmers if a weather index is breached rather than for a proven loss. WII is cheap to administer and could potentially cover millions of farmers in Africa against the effects of drought. • Insured weather metrics are only proxies for agricultural losses, meaning that there is the potential for unfair payouts and uncompensated losses if the index is inaccurate or does not reflect the land surface conditions • The TAMSAT group has worked closely with insurers in Africa to design robust WII schemes.</p

Spatial disaggregation and intensity correction of TRMM-based rainfall time series for hydrological applications in dryland catchments

A novel approach is presented for combining spatial and temporal detail from newly available TRMM-based data sets to derive hourly rainfall intensities at 1-km spatial resolution for hydrological modelling applications. Time series of rainfall intensities derived from 3-hourly 0.25° TRMM 3B42 data are merged with a 1-km gridded rainfall climatology based on TRMM 2B31 data to account for the sub-grid spatial distribution of rainfall intensities within coarse-scale 0.25° grid cells. The method is implemented for two dryland catchments in Tunisia and Senegal, and validated against gauge data. The outcomes of the validation show that the spatially disaggregated and intensity corrected TRMM time series more closely approximate ground-based measurements than non-corrected data. The method introduced here enables the generation of rainfall intensity time series with realistic temporal and spatial detail for dynamic modelling of runoff and infiltration processes that are especially important to water resource management in arid regions