Atmospheric water vapor and the aerosol direct radiative effect : Remote sensing and global model studies

Aerosols affect the climate both directly and indirectly. The direct effect comes from their influence on the radiation balance by scattering and absorption of solar radiation, while the indirect effect is based on the ways in which aerosols interact via clouds. Currently the total anthropogenic aerosol forcing includes one of the main uncertainties in the assessment of human induced climate change. The aerosol direct radiative effect (ADRE) can be simulated with either the radiative transfer modelling or estimated with solar radiation and aerosol amount measurements. Both approaches include significant uncertainties and this thesis focuses on the uncertainties on the measurement based estimation of ADRE and the uncertainties therein. The main scientific objectives of this thesis are to seek answers to the following four questions: 1) are the machine learning algorithms better than the a traditional lookup table (LUT) approach in estimating aerosol load (aerosol optical depth, AOD)?; 2) what is the role of water vapor (WVC) variability in the measurementbased regression method used to estimate the surface ADRE?; 3) how well do the radiative transfer codes, typically used in global aerosol models, agree?; 4) what is the impact of typically neglected diurnal aerosol variability in ADRE estimation? The results show that: 1) the machine learning algorithms are able to provide AOD more accurately than the LUT approach for conditions of varying aerosol optical properties, since in the LUT approach the aerosol model (e.g. single scattering albedo, asymmetry factor) needs to be fixed in advance. 2) It was found that covariability of AOD and WVC can have an influence in ADRE estimates, when using groundbased measurements of surface solar radiation and AOD. This has not been taken into account previously, but needs to be considered when these methods are applied. 3) The model intercomparison study, in which the models estimated the radiative fluxes for the same atmospheric states, revealed that there is relatively large diversity between models regarding the results from their radiative transfer modelling. 4) The main conclusion from the study focusing on the impact of systematic diurnal AOD cycles in aerosol direct radiative effect, was that even a notable diurnal change in AOD does not typically affect the 24h-average ADRE significantly

PRUNE: Dynamic and Decidable Dataflow for Signal Processing on Heterogeneous Platforms

The majority of contemporary mobile devices and personal computers are based on heterogeneous computing platforms that consist of a number of CPU cores and one or more Graphics Processing Units (GPUs). Despite the high volume of these devices, there are few existing programming frameworks that target full and simultaneous utilization of all CPU and GPU devices of the platform. This article presents a dataflow-flavored Model of Computation (MoC) that has been developed for deploying signal processing applications to heterogeneous platforms. The presented MoC is dynamic and allows describing applications with data dependent run-time behavior. On top of the MoC, formal design rules are presented that enable application descriptions to be simultaneously dynamic and decidable. Decidability guarantees compile-time application analyzability for deadlock freedom and bounded memory. The presented MoC and the design rules are realized in a novel Open Source programming environment "PRUNE" and demonstrated with representative application examples from the domains of image processing, computer vision and wireless communications. Experimental results show that the proposed approach outperforms the state-of-the-art in analyzability, flexibility and performance.Comment: This is the author's version of an article that has been published in this journal. Changes were made to this version by the publisher prior to publicatio

Ilmastopolitiikan ja muun yhteiskuntapolitiikan koherenssi. Ristiriidat ja synergiat metsäbioenergiaan ja elintarvikeketjuihin vaikuttavissa politiikkatoimissa

Politiikkaristiriitojen vähentämiseksi ja synergioiden luomiseksi tarvitaan tietoa siitä, miten politiikkatoimet eri sektoreilla ja sektorit ylittävästi vaikuttavat kasvihuonekaasupäästöjen rajoittamiseen ja ilmastonmuutokseen sopeutumiseen: Missä määrin politiikkasektorit ovat ilmastopolitiikan kanssa koherentteja? Tässä tutkimuksessa ilmastopolitiikan koherenssia tarkasteltiin suhteessa metsäbioenergiaan ja elintarvikeketjuihin liittyviin politiikkatoimiin toimien ja toimijoiden näkökulmasta. Tarkastelu perustui kvantitatiivisiin malleihin, politiikka–analyysiin, toimijahaastatteluihin ja työpajoihin. Tutkimuksessa havaittiin puutteita ristiriitojen tunnistamisessa ja tunnustamisessa. Metsäbioenergian osalta tämä ilmeni päällekkäisinä metsien käytön tavoitteina ilman selkeää tietoa siitä, mikä on ilmastotavoitteiden suhde muihin metsienkäytön tavoitteisiin. Toimijat kokivat ongelmat politiikkakeinojen nopeina muutoksina ja eroina erilaisten bioenergiaketjujen huomioinnissa. Mallilaskelmat nostivat esiin epäsuoria ja sektoreiden välisiä vaikutuksia. Esimerkiksi puuenergian lisääntyvä käyttö nostaa energiapuun hintaa ja kuljetuskustannuksia. Tämä vaikuttaa puun ja turpeen hintasuhteeseen ja siten energialaitosten polttoainevalintaan. Markkinavaikutukset tulee ottaa huomioon esimerkiksi asetettaessa päästöoikeuden hintaan sidottuja ohjauskeinoja. Energiakäytön aiheuttama kuitupuun hinnan nousu on esimerkki ristiriidasta ilmastopolitiikan ja teollisuuspolitiikan välillä. Elintarvikeketjujen osalta ravitsemussuositukset ovat ilmastopolitiikan kanssa yhtenevät: ravitsemussuositusten mukainen kulutus vähentäisi ilmastopäästöjä. Toisaalta suositusten mukainen kulutus ei suoraan johda kotimaisen maataloustuotannon ja sen tuottamien kasvihuonekaasupäästöjen merkittävään vähenemiseen, vaan vaikutus on pikemminkin globaali. Kansallisen tason päästövähennyksiä voidaan tukea maatalouspolitiikalla. Esimerkkinä tarkasteltiin maankäytön muutoksia. Pellonraivauksen todettiin aiheutuvan vesiensuojelun ja maatalouspolitiikan yhdistelmästä, joka tilakoon kasvun ja kotieläintuotannon alueellisen keskittymisen vuoksi kannustaa pellonraivaukseen myös alueilla, joilla peltomaan raivauksesta aiheutuu suhteessa suuremmat päästöt. Koherenssin lisääminen edellyttää koherenssiongelmien parempaa tunnistamista. Tämä vaatii politiikkatoimien ja niiden vaikutusten yksityiskohtaista tarkastelua. Käytännössä tarvitaan eri tavoitteiden välisten ristiriitojen avoimempaa käsittelyä sekä tavoitteiden selkeää priorisointia

Feminism and Queer in Art Education

First FAQ is a collection of critical, contemporary feminist and queer scholarship emerging from the Department of Art at Aalto University, with contributions from Finnish and international students as well as faculty. The book advocates for non-normative educational, artistic, and cultural approaches that explore largely silenced issues. The texts emerge from personal experiences, but address systemic discrimination embedded within broad institutional and political structures

Multiobjective Mixed Integer Nonlinear Model to Plan the Schedule for the Final Disposal of the Spent Nuclear Fuel in Finland

The safe disposal of the spent nuclear fuel is the important part of the nuclear power production. In this paper, we model the geological disposal in Finland covering objectives related to the interim storage, the encapsulation facility, the disposal facility, and the costs. A notable fact is that all the fuel types used in Finland are taken into account. The resulting optimization model is of a multiobjective nonlinear mixed integer type having eight objectives. The model is solved with the interactive method utilizing the special type of the achievement scalarizing functions. From this, we obtain a disposal schedule giving amounts of canisters to encapsulate in each time period. The results obtained are analyzed from the practical point of view

Sisäympäristöissä esiintyvät puolihaihtuvat orgaaniset yhdisteet (SVOC) : Väestön altistuminen ja terveysriskit

Tässä katsauksessa on tarkasteltu suomalaisen väestön altistumista puolihaihtuville orgaanisille yhdisteille eli SVOC-yhdisteille ja arvioitu altistumiseen liittyviä terveysriskejä. SVOC-yhdisteisiin lukeutuu laaja kirjo pääosin ihmisen teollisesti tuottamia kemikaaleja, joita käytetään kuluttajatuotteissa ja materiaaleissa mm. pintakäsittelyaineina, pehmentiminä, biosideinä ja palonsuoja-aineina. Sisäympäristöissä SVOC-yhdisteitä yleisesti sisältäviä tuotteita ja materiaaleja ovat mm. huonekalut, sähkö- ja elektroniikkalaitteet, vaate- ja sisustustekstiilit, siivousaineet, kosmetiikka- ja hygieniatuotteet sekä rakennusmateriaalit. Tarkemman tarkastelun kohteiksi valittiin kuusi SVOC-aineisiin lukeutuvaa laajaa aineryhmää, joiden käyttö tavanomaisissa kuluttajatuotteissa ja materiaaleissa on yleistä tai joihin muuten kohdistuu tällä hetkellä runsasta mielenkiintoa niihin liittyvien terveyskysymysten vuoksi. Tarkastellut aineryhmät ovat bromatut palonsuoja-aineet (BFR), fosforoidut palonsuoja-aineet (OPFR), per- ja polyfluoratut alkyyliyhdisteet (PFAS), klooratut parafiinit (CP), ftalaatit sekä polyaromaattiset hiilivedyt (PAH). Ihminen altistuu näille yhdisteille useiden eri reittien ja lähteiden kautta. Ravinto on yleensä merkittävin altistumisen lähde. Huonepölyn ja sisäilman kautta tapahtuvan altistumisen arvioidaan olevan huomattavasti vähäisempää. Eri lähteiden osuudet kokonaisaltistumisesta vaihtelevat kuitenkin paljon altistuvan väestöryhmän mukaan. Esimerkiksi pienillä lapsilla, tupakoijilla ja ammatissa altistuvilla pölyn ja hengitysteiden kautta tapahtuva altistuminen joillekin SVOC-yhdisteille voi muodostaa suuren osan kokonaisaltistumisesta. Katsauksen perusteella suomalaisten altistuminen tarkastelluille SVOC-yhdisteille on pääasiassa hyväksyttävällä tasolla. Parhaan tämänhetkisen arvion mukaan ftalaateille, BFR-, OPFR-, CP- ja PAH-yhdisteille altistumisesta ei aiheudu merkittävää terveysriskiä suomalaiselle väestölle. Tietoa tarvitaan kuitenkin lisää erityisesti lasten ja nuorten altistumisesta sekä yhdisteiden yhteisvaikutuksista. Myös koko väestön altistumista olisi tärkeä seurata säännöllisesti. PFAS-yhdisteille altistuminen voi olla terveysriski osalle suomalaisista. Tätä on kuitenkin vaikea arvioida tarkemmin, sillä viimeisin PFAS-altistumista koskeva tutkimusaineisto suomalaisesta väestöstä on jo lähes kymmenen vuotta vanha. Euroopassa PFAS-aineisiin liittyvää tutkimusta tehdään tällä hetkellä aktiivisesti, ja Suomessakin uutta tutkimustietoa lasten altistumisesta saadaan lähiaikoina. Tuoreimpien arvioiden mukaan 14 prosentilla eurooppalaisista nuorista altistuminen ylittää terveysperusteisen raja-arvon, joka on asetettu neljän keskeisen PFAS-yhdisteen summapitoisuudelle. Pitää kuitenkin huomata, että terveysperusteisten raja-arvojen ylittyminen ei suoraan tarkoita terveyshaitan syntymistä, vaan todennäköisyys haittojen ilmenemiseen alkaa pikkuhiljaa kasvaa raja-arvon ylittyessä. Raja-arvoihin on lisäksi otettu mukaan turvallisuusmarginaali, joka huomioi riskinarvioinnin epävarmuustekijöitä antaen lisäturvaa. Monien haitalliseksi tiedettyjen yhdisteiden käyttöä on rajoitettu EU:ssa, ja rajoitustoimien seurauksena mm. PFAS-, BFR- ja ftalaattipitoisuuksien on todettu pienenneen Pohjoismaissa ja muualla Euroopassa kerätyissä biomonitorointinäytteissä. Myös uusia rajoituksia on valmisteilla osittain jo ennakoivasti, vaikka täyttä varmuutta terveys- tai ympäristöriskeistä ei olisikaan