Selected Spectral Characteristics of Turbulence over an Urbanized Area in the Centre of Łódź, Poland

We present the turbulence spectra and cospectra derived frommore than five years of eddy-covariance measurements at two urban sites inŁód´z, central Poland. The fast response wind velocity components were obtained using sonic anemometers placed on narrow masts at 37 and 42 m above ground level. The analysis follows Kaimal et al. (Q J R Meteorol Soc 98:563–589, 1972) who established the spectral and cospectral properties of turbulent flow in atmospheric surface layer on the basis of the Kansas experiment. Our results illustrate many features similar to those of Kaimal et al., but some differences are also observed. The velocity (co)spectra from Łód´z show a clear inertial subrange with −2/3 slope for spectra and −4/3 slope for cospectra. We found that an appropriate stability function for the non-dimensional dissipation of turbulent kinetic energy calculated from spectra in the inertial subrange differs from that of Kaimal et al., and it can be satisfactorily estimated with the assumption of local equilibrium using standard functions for the non-dimensional shear production. A similar function for the cospectrum corresponds well to Kaimal et al. for unstable and weakly stable conditions. The (co)spectra normalized by their spectral values in the inertial subrange are in general similar to those of Kaimal et al., but they peak at lower frequencies in strongly stable conditions. Moreover, our results do not confirm the existence of a clear “excluded region” at low frequencies for the transition from stable to unstable conditions, for longitudinal and lateral wind components. The empirical models of Kaimal et al. with adjusted parameters fit well to the vertical velocity spectrum and the vertical momentum flux cospectrum. The same type of function should be used for longitudinal and lateral wind spectra because of their sharper peak than occurs for the Kansas data. Finally, it should be stressed that the above relationships are well-defined for averaged values. The results for individual 1-h periods are very scattered and can be significantly different from the generalized functions.Funding for this research was provided by the Polish Ministry of Science and Higher Education (State Committee for Scientific Research) under grant no. N306 276935 for the years 2008–2012 and grant no. N306 519638 for the years 2010–2013

Atlas parametrów meteorologicznych na stacji pomiarowej w Kopytkowie (Biebrzański Park Narodowy) w roku 2013

Praca wykonana w ramach projektu “Bilans absorpcji i emisji gazów cieplarnianych (metanu, dwutlenku węgla i pary wodnej) na obszarach bagiennych (studium Biebrzańskiego Parku Narodowego)”sfinansowanego ze środków Narodowego Centrum Nauki przyznanych na podstawie decyzji numer DECR2011/01/B/ST10/07550

Wpływ typu zabudowy na intensywność turbulencyjnej wymiany masy i energii w Łodzi – wstępne wyniki badań porównawczych z lat 2013-2016

This paper contains the results of measurement of turbulent exchange of heat and mass in Łódź in the period 2013–2016. Measurement campaigns of sensible (QH) and latent (QE) heat fluxes as well as carbon dioxide and methane (FCO2 and FCH4) fluxes have been carried out on two urban sites characterized by different development and use. The first site has been located at the city center (artificial surfaces percentage ~60%) dominated by the net of urban canyons and 3–4 storey tenement buildings. The second site has been located at postindustrial district about 4.8 km to the north. This part of the city is characterized by lower development density (~40%) and dominated by big postindustrial buildings converted into warehouses and large stores. Turbulent fluxes QH, QE, FCO2, and FCH4 have been measured with eddy covariance technique. Both sites have been equipped with typical instrumentation set consisting of ultrasonic anemometers and water vapor, carbon dioxide and methane gas analyzers. According to eddy-covariance method principles, on both sites instruments have been mounted on the height double or more higher than mean surrounding urban canopy layer. The aim of this paper was to show variability of heat and mass fluxes registered during August, September and October 2016 in the postindustrial district and compare with the results obtained during the same months in the center of Łódź in the years 2013–2015. The results show that intensity of turbulent exchange is clearly related to land use and characteristics of urban surface. Turbulent exchange of sensible and latent heat on postindustrial area, covered by big buildings and wide market places has been smaller than in the center of Łódź, dominated by urban canyons and residential buildings. Moreover, turbulent fluxes of greenhouse gases have been also smaller especially in the case of carbon dioxide. Diurnal courses of FCO2 and FCH4 fluxes registered at the city center have been dominated by two maxima, related to diurnal rhythm of fossil fuel combustion during traffic rush hours and evening inhabitants activities (cooking, heating tec.). While traffic is much less intense in comparison with city center and there is a lack of residential buildings on postindustrial areas, carbon dioxide fluxes are much smaller there and methane fluxes have only one maximum a day.W pracy opisano wyniki pomiarów turbulencyjnych strumieni ciepła jawnego i utajonego oraz gazów cieplarnianych (dwutlenek węgla i metan) przeprowadzonych w okresie sierpień-październik 2016 w dzielnicy poprzemysłowej w Łodzi, na tle wyników podobnych pomiarów prowadzonych w tych samych miesiącach w latach 2013-2015 w centrum miasta. Wyniki pomiarów potwierdziły, iż typ zabudowy oraz zależność odsetek powierzchni sztucznych/odsetek  terenów pokrytych roślinnością to bardzo ważne determinanty intensywności wymiany turbulencyjnej energii i masy pomiędzy powierzchnią miasta a atmosferą. Podobne zależności uzyskano podczas kilku kampanii pomiarowych prowadzonych w innych miasta świata (Offerle i in. 2006a, 2006b; Nordbo i in. 2012; Christen 2014; Kotthaus, Grimmond 2014a, 2014b;  Helfter i in., 2016). W centrum Łodzi zaobserwowano relatywnie wysokie strumienie ciepła oraz gazów cieplarnianych, które miały mniej (QH, QE) lub bardziej (FCO2, FCH4) wyraźnie obniżone wartości w dzielnicy o mniejszym odsetku powierzchni sztucznych, bez kanionów ulicznych oraz budynków mieszkalnych. Wydzielony przypadek elektrociepłowni, której działalności towarzyszą emisje gazów cieplarnianych rejestrowane na stanowisku LP (EC3) w dzielnicy poprzemysłowej, pokazuje że w badaniach tego typu nie należy pomijać istnienia tzw. źródeł lokalnych. Zgodnie z założeniami metody kowariancji wirów stanowiska pomiarowe strumieni turbulencyjnych instaluje się miejscach o jak najbardziej homogenicznej zabudowie. Rezultatem są uśrednione  wartości strumieni reprezentatywne dla typowych dzielnic w miastach (np. centrum, dzielnica domów jednorodzinnych, handlowa, itd.). Wyniki ze stanowiska LP EC3 pokazują jednak, że pomijanie takich miejsc może prowadzić do zaniżenia oceny intensywności wymiany gazów cieplarnianych w skali całego miasta.Zmienność strumieni turbulencyjnych energii i masy zarejestrowane w Łodzi dobrze wpisują się w dostępną wiedzę dotyczącą problemu turbulencyjnej wymiany na terenach zurbanizowanych. Podobnie jak w innych centrach miast obserwuje się tu relatywnie wysokie wartości strumieni ciepła jawnego oraz podwójne maksima w ciągu doby w przyadku strumieni gazów cieplarnianych (Offerle i in. 2006a, 2006b; Nordbo i in. 2012; Christen 2014; Kotthaus, Grimmond 2014a, 2014b). Na podstawie danych z kilkunastu miast świata (również z Łodzi), potwierdzono, że w dzielnicach o podwyższonym odsetku powierzchni pokrytych roślinnością maleją strumienie ciepła jawnego oraz dwutlenku węgla, a strumienie ciepłą utajonego rosną. Ze względu na niewielką liczbę kampanii pomiarowych strumieni metanu w miastach, w przypadku tego gazu taka zależność wciąż czeka na potwierdzenie (Nicolini i in. 2013, Christen 2014; Helfter i in. 2016). Z dotychczas opublikowanych prac wynika, iż taka zależność istnieje, np. w centrum Łodzi strumienie metanu są wyraźnie niższe niż w gęściej zabudowanym centrum Londynu. Prawdopodobnie jednak lepszą zmienną charakteryzującą przestrzenną zmienność strumienia metanu w mieście może być gęstość zaludnienia, której, w różnych dzielnicach, towarzyszy inna gęstość infrastruktury będącej potencjalnym źródłem metanu (gazociągi, sieci kanalizacyjne, ulice z ruchem samochodowym o różnym natężeniu, itd.

Singularities of the urban climate of Łódź, Central Poland

Published in: Natural environment of Poland and its protection in Łódź University Geographical Research, edited by E. Kobojek and T.MarszałThe results presented in the work show the selected features of local climate modification caused by urbanisation in Łódź, Central Poland. The city structure is similar to many other mid-European towns, but the influences of urbanisation on local climate are not affected here by other factors. Thus, the outcomes of presented investigations can be generalised for many cities of the region. The findings about the urban heat island are similar to those of other cities and they confirm the general rules about the UHI phenomenon, its spatial distribution and temporal variations (see Arnfield 2003 for a comprehensive review). Similarly, the influence of the city on incoming shortwave radiation in Łódź simply quantify well established relations. More unique are the studies on the albedo and the influence of surface geometry on the absorption of radiation. The influence of the town on humidity is more disputable. On the average, our data confirm the findings on the urban-rural contrasts of these elements, but they also show that unlike the UHI evolution, the diurnal course of humidity differences can take different form even in favourable weather conditions. The measurements of turbulent fluxes of sensible and latent heat, carbon dioxide and methane are unique in Poland and one of the few in Europe; thus they just provide new data and extend our understanding of poorly known processes. At the present stage, it is hard to evaluate if these result are case-specific or more general. The comparison with other cities is problematic because of a small number of similar works – there are several concerning urban energy balance, very few on carbon dioxide flux, and almost none about the flux of methane

Tryptophan metabolism in experimental necrotizing acute pancreatitis

Pancreatic encephalopathy is a serious, often lethal complication of acute pancreatitis (AP). Its pathomechanism remains obscure. We have previously described increased blood levels of quinolinic acid (QUIN) – an endogeneous neurotoxine – during edematous experimental acute pancreatitis. Several other metabolites of tryptophan (TRP) are also known to be neuroactive. The aim of the present study was to assess tryptophan and its main metabolites: kynurenine (KYN), 3-hydroxykynurenine, quinolinic acid (QUIN), kynurenic acid (KYNA), serotonin (5HT) during experimental acute necrotizing acute pancreatitis. Experimental necrotizing acute pancreatitis was induced in rats by intraductal injection of 5% sodium taurocholate. Control groups consisted of sham-operated and not operated rats. The animals were sacrificed 5 and 24 hours after the operation. We evaluated -amylase, pancreas weight and histology as parameters of pancreatitis. A simplified neurological scoring system was applied. To assess TRP and its metabolites in plasma, we used high performance liquid chromatography. Five hours after the onset of AP we found significant increase in TRP metabolites: QUIN, KYNA, KYN, and 3HKYN in the plasma of animals with AP, as compared to the control group. When assessed 24 hours after induction of AP, those changes were no longer observed in blood. Instead, a decrease in TRP level appeared. Increase in plasma QUIN was associated with neurologic disturbances. In the present study we demonstrated transient activation of kynurenine pathway during early stages of experimental necrotizing AP, with increased blood levels of QUIN, KYNA, KYN, and 3HKYN and subsequent depletion of TRP. As some kynurenine derivatives, e.g. quinolinic acid, are endogenous toxins, they might contribute to neurologic and other organs disturbances during AP

Spatial distribution of white matter degenerative lesions and cognitive dysfunction in relapsing-remitting multiple sclerosis patients

Aim. The aim of this study was to assess degenerative lesion localisation in the course of relapsing-remitting multiple sclerosis (RRMS) and to identify the association between localisation and the frequency of T1-hypointense lesions (black holes) with cognitive dysfunction. We also searched for neuroradiological predictors of cognitive dysfunction in patients. The clinical rationale for the study was previous research, and our own findings suggest that lesion localisation plays an important role in cognitive performance and neurological disability of MS patients. Material and methods. Forty-two patients were included in the study. All subjects underwent neuropsychological examination using Raven’s Coloured Progressive Matrices, a naming task from the Brief Repeatable Battery of Neuropsychological Tests, and attention to detail tests. Magnetic resonance imaging (MRI) was acquired on 1.5 Tesla scanner and black holes were manually segmented on T1-weighted volumetric images using the FMRIB Software Library. Linear regression was applied to establish a relationship between black hole volume per lobe and cognitive parameters. Bonferroni correction of voxelwise analysis was used to correct for multiple comparisons. Results. The following associations between black hole volume and cognition were identified: frontal lobes black hole volume was associated with phonemic verbal fluency (t = –4.013, p < 0.001), parietal black hole volume was associated with attention (t = –3.776, p < 0.001), and parietal and temporal black hole volumes were associated with nonverbal intelligence (p < 0.001). The volume of parietal black holes was the best predictor of cognitive dysfunction. Conclusions. Our approach, including measurement of focal axonal loss based on T1-volumetric MRI sequence and brief neuropsychological assessment, might improve personalised diagnostic and therapeutic decisions in clinical practice

Rola witaminy K2 w metabolizmie kości i innych procesach patofizjologicznych — znaczenie profilaktyczne i terapeutyczne

Witamina K to grupa związków chemicznych o zbliżonej budowie. W organizmie człowieka witamina K jest niezbędna w procesie potranslacyjnej karboksylacji niektórych reszt kwasu glutaminowego wchodzących w skład białek. Proces ten dotyczy kilkunastu białek i jest niezbędny dla ich prawidłowej czynności. Dotyczy to nie tylko białek uczestniczących w krzepnięciu krwi, ale przede wszystkim białek regulujących proces odkładania hydroksyapatytu w kościach, a także w prewencji ektotopowej kalcyfikacji innych tkanek. Badania doświadczalne, epidemiologiczne i interwencyjne wykazały, że niedobór witaminy K może sprzyjać rozwojowi osteoporozy i jej następstw, a także może sprzyjać zwiększonej częstości incydentów sercowo-naczyniowych oraz innych chorób (w tym dotyczących układu nerwowego). Wykazano też korzystny synergizm działania witaminy K i witaminy D w metabolizmie kości. Dotychczasowe obserwacje sugerują, że suplementacja witaminy K2 może stanowić składową profilaktyki i leczenia osteoporozy, ale nie stało się to dotychczas przedmiotem zapisu żadnych rekomendacji europejskich lub amerykańskich, a także polskich. Forum Reumatol. 2018, tom 4, nr 2: 71–8

Rola witaminy K2 w metabolizmie kości i innych procesach patofizjologicznych — znaczenie profilaktyczne i terapeutyczne

Witamina K to grupa związków chemicznych o zbliżonej budowie. W organizmie człowieka witamina K jest niezbędna w procesie potranslacyjnej karboksylacji niektórych reszt kwasu glutaminowego wchodzących w skład białek. Proces ten dotyczy kilkunastu białek i jest niezbędny dla ich prawidłowej czynności. Dotyczy to nie tylko białek uczestniczących w krzepnięciu krwi, ale przede wszystkim białek regulujących proces odkładania hydroksyapatytu w kościach, a także w prewencji ektotopowej kalcyfikacji innych tkanek. Badania doświadczalne, epidemiologiczne i interwencyjne wykazały, że niedobór witaminy K może sprzyjać rozwojowi osteoporozy i jej następstw, a także może sprzyjać zwiększonej częstości incydentów sercowo-naczyniowych oraz innych chorób (w tym dotyczących układu nerwowego). Wykazano też korzystny synergizm działania witaminy K i witaminy D w metabolizmie kości. Dotychczasowe obserwacje sugerują, że suplementacja witaminy K2 może stanowić składową profilaktyki i leczenia osteoporozy, ale nie stało się to dotychczas przedmiotem zapisu żadnych rekomendacji europejskich lub amerykańskich, a także polskich

Results from Polish Spondyloarthritis Initiative registry (PolSPI) : methodology and data from : the first year of observation

Objectives: Report on one-year results from the Polish Spondyloarthritis Initiative registry (PolSPI), containing the cross-sectional analysis of clinical and imaging data as well as database methodology. Material and methods: The PolSPI registry includes patients with axial (axSpA) and peripheral (per- SpA) spondyloarthritis according to ASAS classification criteria, and/or patients with ankylosing spondylitis according to modified New York criteria, psoriatic arthritis according to CASPAR criteria, arthropathy in inflammatory bowel disease, reactive arthritis, juvenile spondyloarthritis or undifferentiated spondyloarthritis. Epidemiologic data and history of signs, symptoms and treatment of spondyloarthritis are collected and assessment of disease activity is performed. Radiographic images of sacroiliac joint, cervical and lumbar spine, and results of bone densitometry are collected. Every 6 months blood samples for inflammatory markers, and for long-term storage are taken. Results: During a one-year period from September 2015 to August 2016, 63 patients were registered on an electronic database; 44 (69.8%) of patients were classified as axial spondyloarthritis (axSpA) and 19 (30.2%) as peripheral spondyloarthritis (perSpA) according to ASAS criteria. Statistically significant differences between axSpA and perSpA were discovered in the percentage of HLA-B27 antigen occurrence (92.6% and 50%, respectively), BASDAI (2.8% and 4.1%, respectively), DAS 28 (2.66% and 4.03%, respectively), percentage of peripheral arthritis (20% and 88.8%, respectively), enthesitis (26.7% and 70.6%, respectively), dactylitis (6.7% and 88.9%, respectively), as well as extra-articular symptoms: acute anterior uveitis (26.7% and 5.6% , respectively) and psoriasis (6.9% and 55.6%, respectively). Patients with axSpA had significantly higher mean grade of sacroiliac involvement according to New York criteria, higher mSASSS score, and lower T-score in femoral neck in bone densitometry. Conclusions: At the early stage of the disease patients with axSpA compared to those with perSpA, have more advanced structural damage of sacroiliac joints and spine, and lower bone mineral density in the femoral neck. In the upcoming years the PolSPI registry will prospectively follow-up patients with SpA, recording response to treatment and carrying out research on interaction of inflammation and bone remodelling