Causal Approach to Determining the Environmental Risks of Seabed Mining

Mineral deposits containing commercially exploitable metals are of interest for seabed mineral extraction in both the deep sea and shallow sea areas. However, the development of seafloor mining is underpinned by high uncertainties on the implementation of the activities and their consequences for the environment. To avoid unbridled expansion of maritime activities, the environmental risks of new types of activities should be carefully evaluated prior to permitting them, yet observational data on the impacts is mostly missing. Here, we examine the environmental risks of seabed mining using a causal, probabilistic network approach. Drawing on a series of expert interviews, we outline the cause-effect pathways related to seabed mining activities to inform quantitative risk assessments. The approach consists of (1) iterative model building with experts to identify the causal connections between seabed mining activities and the affected ecosystem components and (2) quantitative probabilistic modeling. We demonstrate the approach in the Baltic Sea, where seabed mining been has tested and the ecosystem is well studied. The model is used to provide estimates of mortality of benthic fauna under alternative mining scenarios, offering a quantitative means to highlight the uncertainties around the impacts of mining. We further outline requirements for operationalizing quantitative risk assessments in data-poor cases, highlighting the importance of a predictive approach to risk identification. The model can be used to support permitting processes by providing a more comprehensive description of the potential environmental impacts of seabed resource use, allowing iterative updating of the model as new information becomes available.Peer reviewe

Causal approach to environmental risks of seabed mining

Seabed mining is approaching the commercial mining phase across the world’s oceans. This rapid industrialization of seabed resource use is introducing new pressures to marine environments. The environmental impacts of such pressures should be carefully evaluated prior to permitting new activities, yet observational data is mostly missing. Here, we examine the environmental risks of seabed mining using a causal, probabilistic network approach. Drawing on a series of interviews with a multidisciplinary group of experts, we outline the cause-effect pathways related to seabed mining activities to inform quantitative risk assessments. The approach consists of (1) iterative model building with experts to identify the causal connections between seabed mining activities and the affected ecosystem components, and (2) quantitative probabilistic modelling to provide estimates of mortality of benthic fauna in the Baltic Sea. The model is used to evaluate alternative mining scenarios, offering a quantitative means to highlight the uncertainties around the impacts of mining. We further outline requirements for operationalizing quantitative risk assessments, highlighting the importance of a cross-disciplinary approach to risk identification. The model can be used to support permitting processes by providing a more comprehensive description of the potential environmental impacts of seabed resource use, allowing iterative updating of the model as new information becomes available

Bioeconomic analysis of the Mauritanian cephalopods fishery*

Abstract Cephalopods represent a very significant fishing resource in Mauritania. In particular, Octopus vulgaris (Cuvier 1797) whose value increases according to weight is the most valuable species. The resource shows significant inter annual variations in abundance related to the varying environmental conditions off Mauritania and the previously conducted species stock assessments indicate a state of overexploitation and growth over fishing. A bioeconomic single species population dynamics model is developed to estimate the combined impact of fishing closure duration and timing and minimum size at capture in various hypothetical exploitation scenarios to the yearly yield, value of yield and spawning stock biomass. Applying monthly cohort analysis in a Bayesian framework using MCMC sampling enabled us to implement the model with the variability observed in seasonal and inter annual environmental conditions and the uncertainty related to different aspects of the species biology. The currently applied management measure, a two-month closing season in September-October with a minimum size at capture of 500 g, is used as the reference point. The results indicate that the current timing of the closed season is optimal and no considerable gains in value of yield are obtained using other timings. However, increasing the minimum size at capture seems to be profitable. For example, minimum size of 1000 g with a two-month closing season in September-October yields a mean relative gain of 16 % in yearly value of yield. The findings of this study will contribute to the sustainable use of cephalopod fishery resources in Mauritania by providing indicators for the economically optimal harvest of the species. The methodology applied in this study aims to be applicable also to other cephalopods fisheries. This paper was prepared as part of E U 6 th framework programme project "Probabilistic assessment, management and advice model for fishery management in the case of poor data availability" (POORFISH), contract no. 22745

Assessment of mechanical ventilation performance in Finnish daycare building

Ventilation performance is critical in daycare buildings since they are often designed for high occupancy density and longer occupant periods. During the past decades, broad research and detailed guidance on ventilation design to provide good indoor air quality have been developed in Finland. However, the Covid-19 pandemic revealed the significance of ventilation in preventing airborne transmission within enclosed spaces. Therefore, ventilation strategies are currently being reconsidered for the health emergency arising from the pandemic. Moreover, even in retrofitted educational buildings, the effect of the intervention showed some differences from what was expected at the design stage. Thus, ventilation performance analysis and detailed ventilation system inspection are required to provide healthy and safe indoor spaces. This study presents measurement results for assessing mechanical ventilation performance and indoor air quality in several Finnish daycare buildings. Indoor air quality in daycare premises was evaluated by measuring CO2 and indoor temperature. In addition, the mechanical and electrical components of ventilation systems were expected using the Finnish guideline for inspecting ventilation systems. The study revealed differences between the expected and measured ventilation performances. The findings of this study will contribute to understanding ventilation performance and potential measures to improve indoor air quality for daycare premises

Wheel rut measurements by forest machine-mounted LiDAR sensors - accuracy and potential for operational applications?

Soil rutting caused by forest operations has negative economic and ecological effects and thus limits for rutting are set by forest laws and sustainability criteria. Extensive data on rut depths are necessary for post-harvest quality control and development of models that link environmental conditions to rut formation. This study explored the use of a Light Detection and Ranging (LiDAR) sensor mounted on a forest harvester and forwarder to measure rut depths in real harvesting conditions in Southern Finland. LiDAR-derived rut depths were compared to manually measured rut depths. The results showed that at 10-20 m spatial resolution, the LiDAR method can provide unbiased estimates of rut depth with root mean square error (RMSE) < 3.5 cm compared to the manual rut depth measurements. The results suggest that a LiDAR sensor mounted on a forest vehicle can in future provide a viable method for the large-scale collection of rut depth data as part of normal forestry operations

Dynamic forest trafficability prediction by fusion of open data, hydrologic forecasts and harvester-measured data

FOTETRAF project: www.luke.fi/projektit/fotetraf-sa-paatos-295337. Posteri esillä Marcus Wallenberg-palkintoseremonian yhteydessä pidettävässä nuorten tutkijoiden seminaarissa 26-27.10.2017 Tukholmassa (http://www.mwp.org/yr/).201

Octupole correlations in the structure of O2 bands in the N=88 nuclei150Sm Gd

Knowledge of the exact microscopic structure of the 01 + ground state and first excited 02 + state in 150Sm is required to understand the branching of double β decay to these states from 150Nd. The detailed spectroscopy of 150Sm and 152Gd has been studied using (α,xn) reactions and the γ -ray arrays AFRODITE and JUROGAM II. Consistently strong E1 transitions are observed between the excited Kπ = 02 + bands and the lowest negative parity bands in both nuclei. These results are discussed in terms of the possible permanent octupole deformation in the first excited Kπ = 02 + band and also in terms of the “tidal wave” model of Frauendorf.Web of Scienc

Comprehensive development of nearly zero-energy municipal service buildings (COMBI). Tutkimushankkeen johdanto- ja yhteenvetoraportti.

Tässä COMBI-tutkimushankkeen johdanto- ja yhteenvetoraportissa esitetään vuosina 2015—2018 toteutetun tutkimushankkeen keskeiset suositukset ja johtopäätökset. Hankkeen tavoitteena on ollut parantaa julkisten palvelurakennusten, kuten koulujen, päiväkotien ja vanhainkotien energiatehokkuutta turvallisesti ja kustannustehokkaasti. Hankkeessa on tarkasteltu sekä uudis- että korjausrakentamista.Tutkittuja aihepiirejä on hankkeessa ollut suuri määrä. Arkkitehtuurin osalta on tarkasteltu palvelurakennusten arkkitehtisuunnittelun kehittämistä energiatehokkuuden ja tilasuunnittelun näkökulmista sekä ympäristöystävällisyyden ja kestävyyden huomioon ottamista arkkitehtisuunnittelussa. Rakenteiden osalta on tutkittu niiden lämpö- ja kosteusteknistä toimintaa ja määritetty kosteusteknisiä materiaaliominaisuuksia. Kenttätutkimuksissa on tarkasteltu sisäilman olosuhteita 24 palvelurakennuksessa Tampereen ja ympäristökuntien sekä Helsingin alueella. Myös palvelurakennusten laskennallista ja toteutunutta energiankulutusta on tutkittu Tampereen, Helsingin ja Oulun kohteista. Taloteknisten järjestelmien osalta on tarkasteltu niiden kustannusoptimaalisuutta, uusiutuvan energian etätuotantoa, taloautomaatiojärjestelmien toimintaa, aurinkosuojausta ja valaistusta. Rakennusprosessin osalta näkökulmina ovat olleet päätöksenteon prosessit, talotekniikan käytännön toteutus, rakennuksen toimivuuden varmistus sekä olosuhteiden ja energiankulutuksen seuranta. Lisäksi on kehitetty työkaluja rakennushankkeen taloudellisuustarkasteluihin.Tämän johdanto- ja yhteenvetoraportin liitteenä on hankkeen tulosten pohjalta koottu COMBI 8 suosituslista, jossa esitettyjen toimenpiteiden katsotaan laajasti edesauttavan julkisten palvelurakennusten toimivuutta ja energiatehokkuutta. Raportin liitteenä on myös 45 kpl lyhyitä tuloskortteja sekä niihin liittyvät esitysaineistot, joiden tarkoituksena on helpottaa hankkeessa kerätyn tiedon leviämistä. Hankkeen alkuperäisjulkaisut on listattu tämän raportin liitteenä olevassa julkaisuluettelossa.Keskeisenä johtopäätöksenä todetaan, että hyvä energiatehokkuus on ainoastaan yksi laadukkaan rakentamisen monista ominaisuuksista. Laadukas rakentaminen edellyttää kokonaisvaltaista ja oikeaaikaista asioiden tarkastelua sekä ehjän ketjun rakentamista suunnittelusta toteutukseen ja käyttöön. Tässä onnistumisen edellytyksenä ovat rakennushankkeessa ja sen jälkeen rakennuksen parissa toimivien henkilöiden hyvä ammattitaito ja yhteistyö sekä riittävät resurssit. COMBI-hankkeen tulosten tavoitteena on antaa eri osapuolille tietoa ja työkaluja turvallisen, taloudellisen ja energiatehokkaan lopputuloksen saavuttamiseksi

Lifetime measurements of excited states in ¹⁶³W and the implications for the anomalous B(E2) ratios in transitional nuclei

This letter reports lifetime measurements of excited states in the odd-N nucleus 163W using the recoil-distance Doppler shift method to probe the core polarising effect of the i13/2 neutron orbital on the underlying soft triaxial even-even core. The ratio B(E2:21/2⁺ → 17/2⁺)/B(E2:17/2⁺ → 13/2⁺) is consistent with the predictions of the collective rotational model. The deduced B(E2) values provide insights into the validity of collective model predictions for heavy transitional nuclei and a geometric origin for the anomalous B(E2) ratios observed in nearby even-even nuclei is proposed

Kuinka kone oppi tuntemaan rakennuksen: Energiatehokkuustoimenpiteiden vaikutusten arviointi Gaussin prosessin avulla

Työn tavoitteena oli tarkastella sopiiko Gaussin prosessi koneoppimismentelmänä rakennuksista kerättävän aikasarjadatan perusteella tehtävään mallintamiseen ja voidaanko sitä hyödyntää kolmeen kerrostaloon tehtyjen energiatehokkuustoimenpiteiden vaikutusten todentamiseen. Työssä luotiin Gaussin prosessiregression avulla malli, jonka sisäänmenoina käytettiin ulkolämpötilaa sekä aikatietoa. Aikatieto sisälsi tiedon viikonpäivästä sekä kuluvan vuorokauden tunnista. Vastaavasti mallin ulostulona pyrittiin arvioimaan näitä sisäänmenoja vastaavaa lämmityksen tuntitehon tarvetta, eli keskimääräistä tunnin aikana tarvittua lämmitystehoa. Luodun mallin antamia tuloksia käytettiin vertailukohtana, kun pyrittiin todentamaan kerrostaloyhtiöihin tehtyjen energiatehokkuustoimenpiteiden vaikutuksia. Malli koulutettiin vuoden 2016 tuntidatalla. Vuoden 2017 dataa käytettiin testidatana arvioitaessa mallin toimivuutta. Energiatehokkuustoimenpiteiden vaikutusarviointi suoritettiin vuoden 2019 mitatulla datalla, jota verrattiin mallin antamiin tuloksiin. Suoritettujen mallinnusten perusteella voidaan todeta, että Gaussin prosessia käyttämällä onnistuttiin kohtuullisen hyvin mallintamaan rakennusten tuntitehon tarvetta vähäisilläkin sisäänmenomuuttujilla. Voidaan olettaa, että suurin epävarmuustekijä mallinnuksissa liittyy lämpimän käyttöveden kulutukseen ja siitä aiheutuvaan tehon tarpeeseen. Mittaamalla käyttöveden kulutusta voitaisiin mallinnustarkkuutta luultavasti parantaa huomattavasti. Tarkastelujen perusteella voitiin myös todentaa, että tehdyillä energiatehokkuustoimenpiteillä on ollut vaikutusta kerrostaloyhtiöiden huipputehon tarpeisiin sekä kokonaisenergiakulutukseen. Kaikkien kolmen yhtiön osalta näyttää, että huipputehon tarpeet ovat vähentyneet ja kokonaisenergiankulutus on pienempi kuin se olisi ollut ilman tehtyjä toimenpiteitä