Forecasting the response of Earth's surface to future climatic and land use changes: a review of methods and research needs

In the future, Earth will be warmer, precipitation events will be more extreme, global mean sea level will rise, and many arid and semiarid regions will be drier. Human modifications of landscapes will also occur at an accelerated rate as developed areas increase in size and population density. We now have gridded global forecasts, being continually improved, of the climatic and land use changes (C&LUC) that are likely to occur in the coming decades. However, besides a few exceptions, consensus forecasts do not exist for how these C&LUC will likely impact Earth-surface processes and hazards. In some cases, we have the tools to forecast the geomorphic responses to likely future C&LUC. Fully exploiting these models and utilizing these tools will require close collaboration among Earth-surface scientists and Earth-system modelers. This paper assesses the state-of-the-art tools and data that are being used or could be used to forecast changes in the state of Earth's surface as a result of likely future C&LUC. We also propose strategies for filling key knowledge gaps, emphasizing where additional basic research and/or collaboration across disciplines are necessary. The main body of the paper addresses cross-cutting issues, including the importance of nonlinear/threshold-dominated interactions among topography, vegetation, and sediment transport, as well as the importance of alternate stable states and extreme, rare events for understanding and forecasting Earth-surface response to C&LUC. Five supplements delve into different scales or process zones (global-scale assessments and fluvial, aeolian, glacial/periglacial, and coastal process zones) in detail

Forecasting the Response of Earth\u27s Surface to Future Climatic and Land Use Changes: A Review of Methods and Research Needs

In the future, Earth will be warmer, precipitation events will be more extreme, global mean sea level will rise, and many arid and semiarid regions will be drier. Human modifications of landscapes will also occur at an accelerated rate as developed areas increase in size and population density. We now have gridded global forecasts, being continually improved, of the climatic and land use changes (C&LUC) that are likely to occur in the coming decades. However, besides a few exceptions, consensus forecasts do not exist for how these C&LUC will likely impact Earth-surface processes and hazards. In some cases, we have the tools to forecast the geomorphic responses to likely future C&LUC. Fully exploiting these models and utilizing these tools will require close collaboration among Earth-surface scientists and Earth-system modelers. This paper assesses the state-of-the-art tools and data that are being used or could be used to forecast changes in the state of Earth\u27s surface as a result of likely future C&LUC. We also propose strategies for filling key knowledge gaps, emphasizing where additional basic research and/or collaboration across disciplines are necessary. The main body of the paper addresses cross-cutting issues, including the importance of nonlinear/threshold-dominated interactions among topography, vegetation, and sediment transport, as well as the importance of alternate stable states and extreme, rare events for understanding and forecasting Earth-surface response to C&LUC. Five supplements delve into different scales or process zones (global-scale assessments and fluvial, aeolian, glacial/periglacial, and coastal process zones) in detail

Isolating the impact of antipsychotic medication on metabolic health : secondary analysis of a randomized controlled trial of antipsychotic medication versus placebo in antipsychotic medication naïve first‐episode psychosis (the STAGES study)

Background Cardiovascular and metabolic diseases are the leading contributors to the early mortality associated with psychotic disorders. To date, it has not been possible to disentangle the effect of medication and non-medication factors on the physical health of people with a first episode of psychosis (FEP). This study aimed to isolate the effects of antipsychotic medication on anthropometric measurements, fasting glucose and lipids. Methods This study utilized data from a triple-blind randomized placebo-controlled trial comparing two groups of antipsychotic-naïve young people with a FEP who were randomized to receive a second-generation antipsychotic medication (FEP-medication group) or placebo (FEP-placebo group) for 6 months. Twenty-seven control participants were also recruited. Results Eighty-one participants commenced the trial; 69.1% completed at least 3 months of the intervention and 33.3% completed the full 6 months. The FEP-placebo group gained a mean of 2.4 kg (±4.9) compared to 1.1 kg (±4.9) in the control participants (t = 0.76, p = .45). After controlling for multiple analyses, there was no difference in blood pressure, waist circumference or heart rate between the FEP-placebo group and controls. After 6 months, the FEP medication group had gained 4.1 kg (±4.5), higher than those receiving placebo but not statistically significant (t = 0.8, p = .44). There were no differences in fasting glucose or lipids between the FEP groups after 3 months. Conclusions While limited by small numbers and high attrition, these findings indicate that some of the metabolic complications observed in psychotic disorders could be attributable to factors other than medication. This emphasizes the need to deliver physical health interventions early in the course of FEP

Five endometrial cancer risk loci identified through genome-wide association analysis.

We conducted a meta-analysis of three endometrial cancer genome-wide association studies (GWAS) and two follow-up phases totaling 7,737 endometrial cancer cases and 37,144 controls of European ancestry. Genome-wide imputation and meta-analysis identified five new risk loci of genome-wide significance at likely regulatory regions on chromosomes 13q22.1 (rs11841589, near KLF5), 6q22.31 (rs13328298, in LOC643623 and near HEY2 and NCOA7), 8q24.21 (rs4733613, telomeric to MYC), 15q15.1 (rs937213, in EIF2AK4, near BMF) and 14q32.33 (rs2498796, in AKT1, near SIVA1). We also found a second independent 8q24.21 signal (rs17232730). Functional studies of the 13q22.1 locus showed that rs9600103 (pairwise r(2) = 0.98 with rs11841589) is located in a region of active chromatin that interacts with the KLF5 promoter region. The rs9600103[T] allele that is protective in endometrial cancer suppressed gene expression in vitro, suggesting that regulation of the expression of KLF5, a gene linked to uterine development, is implicated in tumorigenesis. These findings provide enhanced insight into the genetic and biological basis of endometrial cancer.I.T. is supported by Cancer Research UK and the Oxford Comprehensive Biomedical Research Centre. T.H.T.C. is supported by the Rhodes Trust and the Nuffield Department of Medicine. Funding for iCOGS infrastructure came from the European Community's Seventh Framework Programme under grant agreement 223175 (HEALTH-F2-2009-223175) (COGS), Cancer Research UK (C1287/A10118, C1287/A10710, C12292/A11174, C1281/A12014, C5047/A8384, C5047/A15007, C5047/A10692 and C8197/A16565), the US National Institutes of Health (R01 CA128978, U19 CA148537, U19 CA148065 and U19 CA148112), the US Department of Defense (W81XWH-10-1-0341), the Canadian Institutes of Health Research (CIHR) for the CIHR Team in Familial Risks of Breast Cancer, the Susan G. Komen Foundation for the Cure, the Breast Cancer Research Foundation and the Ovarian Cancer Research Fund. SEARCH recruitment was funded by a programme grant from Cancer Research UK (C490/A10124). Stage 1 and stage 2 case genotyping was supported by the NHMRC (552402 and 1031333). Control data were generated by the WTCCC, and a full list of the investigators who contributed to the generation of the data is available from the WTCCC website. We acknowledge use of DNA from the British 1958 Birth Cohort collection, funded by UK Medical Research Council grant G0000934 and Wellcome Trust grant 068545/Z/02; funding for this project was provided by the Wellcome Trust under award 085475. NSECG was supported by the European Union's Framework Programme 7 CHIBCHA grant and Wellcome Trust Centre for Human Genetics Core Grant 090532/Z/09Z, and CORGI was funded by Cancer Research UK. BCAC is funded by Cancer Research UK (C1287/A10118 and C1287/A12014). OCAC is supported by a grant from the Ovarian Cancer Research Fund thanks to donations by the family and friends of Kathryn Sladek Smith (PPD/RPCI.07) and the UK National Institute for Health Research Biomedical Research Centres at the University of Cambridge.This is the author accepted manuscript. The final version is available from Nature Publishing Group via http://dx.doi.org/10.1038/ng.356

Dalla progettazione all’utilizzo di un sistema informativo geologico al servizio del rilevamento geologico: la banca dati della Regione Lombardia e la cartografia geologica derivata

In questa Tesi è descritto il processo di creazione di un Sistema Informativo Geologico e degli strumenti informatici per la gestione dell’informazione su base geografica, o più semplicemente GIS (Geographic Information System), al servizio delle attività di rilevamento geologico, finalizzato alla raccolta dei dati ed alla loro rappresentazione cartografica nell'ambito di un Sistema Informativo Territoriale (SIT). Un SIT è definibile come l'insieme di uomini, strumenti e procedure che, nell’ambito di una organizzazione, permettono l’acquisizione e la distribuzione dei dati relativi alla conoscenza dei fenomeni e degli attori presenti su territorio; tutto questo è facilitato in gran parte dalle capacità e funzionalità dei GIS. Il Sistema Informativo Territoriale orientato alla Geologia (SIG – Sistema Informativo Geologico) della Regione Lombardia è costituito da un gruppo di lavoro composto da geologi, informatici e geologi-informatici dell’Ente regionale e della società Lombardia Servizi (Gruppo Lombardia Informatica). Ho fatto parte del team di consulenza tecnico-scientifica incaricato da Lombardia Servizi per la realizzazione del SIG regionale. I compiti del gruppo di lavoro sono: - definizione di ruoli e metodi per la costituzione del SIG; - definizione delle logiche per la creazione di strumenti finalizzati all’archiviazione del dato geologico in una banca dati geologica e loro manutenzione; Il progetto è inserito nel più ampio processo di aggiornamento della Cartografia Geologica nazionale (progetto CARG). Il SIG ha come principali obiettivi: - la pianificazione ed esecuzione del rilevamento geologico di dettaglio (scala 1:10.000) del territorio lombardo; - la costruzione di un database della geologia di superficie (ma anche del sottosuolo per le aree di pianura) interrogabile e aggiornabile ; - il supporto ai processi di analisi finalizzati alla descrizione della geologia superficiale e ricostruzione degli eventi che hanno creato il paesaggio attuale; - la rappresentazione cartografica dell’ambiente geologico a partire dal database creato. - la distribuzione dell’informazione geologica archiviata in vari formati (cartaceo e digitale); Sono qui descritte ed analizzate criticamente la filosofia di costruzione delle procedure e le soluzioni tecniche e metodologiche adottate per realizzare gli obiettivi prefissi. L’APAT (Agenzia per la Protezione dell'Ambiente e per i servizi Tecnici nazionali) ha ereditato dal Servizio Geologico il compito di rilevare, aggiornare e pubblicare la Carta Geologica d'Italia (progetto nazionale CARG) quale organo cartografico dello Stato in base alla legge 68/60. Nel 1976 era stato completato il rilevamento della Carta geologica d'Italia alla scala 1:100.000 costituita da 278 fogli a copertura del territorio nazionale; per il suo aggiornamento sono stati definiti strumenti normativi idonei a garantire l'omogeneità dei contenuti e della rappresentazione cartografica; la definizione delle norme discende dall'applicazione di linee guida, frutto dell'attività di Commissioni e Gruppi di lavoro, pubblicate nei Quaderni della serie III (ed. APAT). L’Ente Regione Lombardia, per rispondere all’impegno istituzionale di aggiornamento della Carta Geologica, all’interno del più ampio e strutturato Sistema Informativo Territoriale regionale, ha dunque creato il Sistema Informativo Geologico (SIG) regionale. Il rapido evolversi delle ricerche nel campo delle Scienze della Terra e l'importanza che riveste la cartografia geologica nella gestione del territorio, hanno spinto la Regione Lombardia a progettare un rilevamento geologico di dettaglio per dotarsi di una banca dati geologica dalla quale derivare la propria cartografia geologica (alla scala 1:10.000). Sono stati quindi definiti standard specifici rispondenti a questa esigenza di maggior dettaglio (rispetto a quanto indicato dal progetto nazionale CARG) ed è stato pianificato e in gran parte realizzato un rilevamento ex-novo finalizzato alla pubblicazione del dato alla scala del rilevamento e per la sua generalizzazione alle scale 1:25.000 e 50.000. Alla fine del processo saranno stati realizzati 14 fogli del territorio lombardo relativamente alle aree alpine e di passaggio alla pianura (Bergamo, Bormio, Breno, Clusone, Lecco, Iseo, Malonno, Ponte di Legno, Sondrio, Vimercate, Milano, Bagolino, Seregno, Voghera). In tale progetto sono anche coinvolti le Università di Milano, di Pavia e di Bolona, il Politecnico di Milano e il CNR - Centro di Studio per la Geodinamica Alpina e Quaternaria di Milano. L’attività di rilevamento geologico è di competenza dei funzionari regionali della Struttura Sistema Informativo Territoriale della Direzione Generale Territorio e Urbanistica che, coadiuvati da geologi rilevatori, realizzano tutte le fasi del lavoro, dalla raccolta del dato fino alla sua pubblicazione. L’ambiente informatico GIS sviluppato, denominato CARGeo (Cartografia Geologica), permette di inserire i dati raccolti da geologi rilevatori in un database appositamente predisposto, mediante interfacce grafiche semplificate e procedure standard di archiviazione e controllo di correttezza formale. La banca dati è costruita in modo da facilitare l’archiviazione della maggior parte dei dati che normalmente il geologo registra nella carta e nei taccuini di terreno e, allo stesso tempo, guidarlo nella raccolta organica dell’informazione geologica. Nella strutturazione del database è stata privilegiata la possibilità di inserire attributi direttamente associabili agli elementi geometrici anziché attraverso schede associate a punti di osservazione. Il geologo rilevatore interviene per correggere errori di digitalizzazione o di attribuzione con un processo ciclico, fino ad ottenere una banca dati corretta secondo gli standard predefiniti. Gli strumenti di creazione della banca dati permettono anche di: - disegnare gli schemi accessori (sezioni geologiche, schemi stratigrafici e strutturali etc.); - eseguire lo “sfoltimento” e posizionamento delle annotazioni sulla mappa (sigle di unità litologiche e parametri di inclinazione delle giaciture) secondo criteri di leggibilità della carta - creare le legende; - creare banche dati a scala inferiore (1:25.000 e 50.000); - stampare e pubblicare carte geologiche complete di schemi e legende. Il sistema contiene gli strumenti necessari alla migrazione della banca dati dalla struttura proprietaria CARG-Regione Lombardia a quella CARG-APAT secondo la struttura definita nei Quaderni della serie III Il Sistema nel corso del biennio 2006-2007 ha raggiunto la fase di consegna dei dati (derivazione e generalizzazione della banca dati CARG-APAT 1.50.000 da quella 1:10.000 CARG-Regione Lombardia) dei primi fogli completati (ISEO, MALONNO, LECCO e SONDRIO) con ritardo rispetto alla programmazione. Sono state analizzate le cause che hanno portato a questo rallentamento del flusso di lavoro, quindi apportate le necessarie modifiche al Sistema. Sono qui descritti i problemi e le soluzioni trovate per migliorare l'efficienza del sistema. Attualmente il Sistema Informativo Geologico è in una fase di ristrutturazione, che vede la migrazione verso un’architettura informatica basata sulla piattaforma ARCGis® 9.x. Attraverso il Sistema Informativo Geologico viene tentata una sintesi fra le logiche metodologiche dei due ambiti tecnico-scientifici coinvolti (Geologia e Informatica), in un ambiente dove ricercatori e tecnici lavorano sperimentando l’interazione tra le conoscenze e le metodologie conoscitive tipiche delle Scienze Geologiche e le tecnologie e processi logici delle Scienze Informatiche. Con questa Tesi è documentato tutto il percorso di costruzione della banca dati geologica attraverso e all’interno del sistema realizzato assieme gruppo di lavoro composto da geologi e tecnici informatici, cui ho partecipato, riassumendo gli oltre 9 anni di lavoro dall’ideazione del progetto CARGeo, anche in funzione del suo miglioramento

Optimasi Portofolio Resiko Menggunakan Model Markowitz MVO Dikaitkan dengan Keterbatasan Manusia dalam Memprediksi Masa Depan dalam Perspektif Al-Qur`an

Risk portfolio on modern finance has become increasingly technical, requiring the use of sophisticated mathematical tools in both research and practice. Since companies cannot insure themselves completely against risk, as human incompetence in predicting the future precisely that written in Al-Quran surah Luqman verse 34, they have to manage it to yield an optimal portfolio. The objective here is to minimize the variance among all portfolios, or alternatively, to maximize expected return among all portfolios that has at least a certain expected return. Furthermore, this study focuses on optimizing risk portfolio so called Markowitz MVO (Mean-Variance Optimization). Some theoretical frameworks for analysis are arithmetic mean, geometric mean, variance, covariance, linear programming, and quadratic programming. Moreover, finding a minimum variance portfolio produces a convex quadratic programming, that is minimizing the objective function ðð¥with constraintsð ð 𥠥 ðandð´ð¥ = ð. The outcome of this research is the solution of optimal risk portofolio in some investments that could be finished smoothly using MATLAB R2007b software together with its graphic analysis

Canine Brachycephaly is Associated with a Retrotransposon-Mediated Missplicing of SMOC2

In morphological terms, “form” is used to describe an object’s shape and size. In dogs, facial form is stunningly diverse. Facial retrusion, the proximodistal shortening of the snout and widening of the hard palate is common to brachycephalic dogs and is a welfare concern, as the incidence of respiratory distress and ocular trauma observed in this class of dogs is highly correlated with their skull form. Progress to identify the molecular underpinnings of facial retrusion is limited to association of a missense mutation in BMP3 among small brachycephalic dogs. Here, we used morphometrics of skull isosurfaces derived from 374 pedigree and mixed-breed dogs to dissect the genetics of skull form. Through deconvolution of facial forms, we identified quantitative trait loci that are responsible for canine facial shapes and sizes. Our novel insights include recognition that the FGF4 retrogene insertion, previously associated with appendicular chondrodysplasia, also reduces neurocranium size. Focusing on facial shape, we resolved a quantitative trait locus on canine chromosome 1 to a 188-kb critical interval that encompasses SMOC2. An intronic, transposable element within SMOC2 promotes the utilization of cryptic splice sites, causing its incorporation into transcripts, and drastically reduces SMOC2 gene expression in brachycephalic dogs. SMOC2 disruption affects the facial skeleton in a dose-dependent manner. The size effects of the associated SMOC2 haplotype are profound, accounting for 36% of facial length variation in the dogs we tested. Our data bring new focus to SMOC2 by highlighting its clinical implications in both human and veterinary medicine

Search for heavy resonances decaying to two Higgs bosons in final states containing four b quarks

A search is presented for narrow heavy resonances X decaying into pairs of Higgs bosons (H) in proton-proton collisions collected by the CMS experiment at the LHC at root s = 8 TeV. The data correspond to an integrated luminosity of 19.7 fb(-1). The search considers HH resonances with masses between 1 and 3 TeV, having final states of two b quark pairs. Each Higgs boson is produced with large momentum, and the hadronization products of the pair of b quarks can usually be reconstructed as single large jets. The background from multijet and t (t) over bar events is significantly reduced by applying requirements related to the flavor of the jet, its mass, and its substructure. The signal would be identified as a peak on top of the dijet invariant mass spectrum of the remaining background events. No evidence is observed for such a signal. Upper limits obtained at 95 confidence level for the product of the production cross section and branching fraction sigma(gg -> X) B(X -> HH -> b (b) over barb (b) over bar) range from 10 to 1.5 fb for the mass of X from 1.15 to 2.0 TeV, significantly extending previous searches. For a warped extra dimension theory with amass scale Lambda(R) = 1 TeV, the data exclude radion scalar masses between 1.15 and 1.55 TeV

Search for supersymmetry in events with one lepton and multiple jets in proton-proton collisions at root s=13 TeV

Peer reviewe