Fysikaalisperusteinen maanpinnan energiavirtojen mallintaminen Australian ekosysteemeissä

Evapotranspiration (ET) is one of the main elements of the water balance after precipitation, and it has an essential role interconnecting energy, water and carbon cycles. Energy flow from the surface as a latent heat flux (λE) connects ET to surface energy balance, and thus to sensible heat flux (H). Understanding of energy and water cycles is important for efficient management of water resources, especially under semi-arid regions, where water availability is one of the key controls on ecosystem processes. Australia is generally a dry continent, where evapotranspiration has been examined by local measurements, including eddy covariance (EC) systems. On the other hand, these methods are not suitable for large-scale monitoring. Instead, remote sensing is the most feasible method to cost-effectively obtain surface energy balance (SEB) fluxes over larger scales. However, some of these models require a large amount of parameterization, which is proven to lead in high uncertainties under water-limited areas. The main objective of this study was to use a physically-based single-source SEB model, the Surface Temperature Initiated Closure (STIC1.2), to estimate SEB fluxes in Australia across a wide variety of ecohydrologically different sites. STIC1.2 integrates radiometric surface temperature (TR) measured by thermal infrared remote sensing into a combined Penman-Monteith and Shuttleworth-Wallace equation to analytically retrieve solutions for the SEB fluxes without any land surface parameterization. STIC1.2 was validated against 15 EC towers in Australia over two years 2013 and 2014. The role of ecohydrological differences in determining the errors of the estimated fluxes was identified. The estimates of STIC1.2 were also compared with two SEB models: a modified Priestley-Taylor (PT-JPL) and MODIS global terrestrial evapotranspiration (MOD16) by using MODIS satellite data. The results showed that STIC1.2 is capable to reliably capture the SEB fluxes across a broad spectrum of ecohydrologically diverse ecosystems in Australia. The accuracy in the STIC1.2 SEB estimates was comparable with PT-JPL, but superior against parameterization dependent MOD16. However, the λE estimates from STIC1.2 showed high uncertainty over water-limited sites, where H was found to be predominant. Therefore, H might be a favoured metric to test the performance of any physically-based model under these conditions. However, a large scale application of STIC1.2 would need more precise satellite-retrieved TR data. With the availability of more accurate TR retrieval techniques, e.g. from the recently launched Sentinel-3, an application of STIC1.2 and improvements in the performance over water-stressed ecosystems can be expected.Haihdunta on yksi tärkeimmistä hydrologisen kierron elementeistä sadannan jälkeen, ja sillä on erityinen rooli energia-, vesi- ja hiilikiertojen yhdistäjänä. Haihdunta voidaan myös käsittää energiavirtana (latenttilämpö, λE), joten se voidaan yhdistää vesitaseen lisäksi energiataseeseen, ja lämmittävään lämpöön (H). Energia- ja vesikiertojen mallintaminen on tärkeää tehokkaalle vesivarojen hallinnalle erityisesti kuivilla alueilla, joissa veden riittävyys on yksi tärkeimmistä ekosysteemin toimintaa rajoittavista tekijöistä. Australia on pääosin kuiva maanosa, jossa haihduntaa on mallinnettu käyttämällä paikallisia mittauksia, kuten eddy covariance (EC) -menetelmää. Nämä paikalliset metodit eivät ole käyttökelpoisia haihdunnan laajamittaiseen monitorointiin. Sen sijaan kaukokartoitus on yksi keino mallintaa energiavirtoja kustannustehokkaasti ja laajamittaisesti. Kuitenkin osa näistä malleista vaatii runsaasti parametrisointia, jonka on osoitettu lisäävän mallin epävarmuutta hyvin kuivilla alueilla. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli käyttää fysikaalisperusteista Surface Temperature Initiated Closure (STIC1.2) -mallia energiavirtojen mallintamiseen Australiassa. STIC1.2-malli perustuu termisen infrapunakaukokartoituksen avulla mitattavan radiometrisen pintalämpötilan (TR) integroimiseen osaksi Penman-Monteith ja Shuttleworth-Wallace -yhtälökombinaatiota, jotta energiavirtoja (λE ja H) voidaan mallintaa analyyttisesti ilman mallin parametrisointia. Työn päätavoitteena oli validoida STIC1.2-malli vuosina 2013 ja 2014 käyttämällä 15 Australiassa sijaitsevaa EC-asematornia sekä tunnistaa miten alueelliset ekohydrologiset erot vaikuttavat energiavirtaestimaattien virhelähteisiin. Lisäksi STIC1.2-mallin tuloksia verrattiin kahteen haihduntamalliin: muunneltuun Priestley-Taylor (PT-JPL) ja MOD16-malleihin käyttämällä MODIS-satelliittidataa. Tulosten perusteella STIC1.2-mallin avulla voidaan luotettavasti mallintaa energiavirtoja ekohydrologisesti erilaisissa Australian ekosysteemeissä. STIC1.2:n mallinnustulosten tarkkuus oli verrattavissa PT-JPL-mallin tuloksiin, mutta oli ylivertainen MOD16-malliin verrattuna. STIC1.2:n avulla mallinnetut kuivien alueiden λE-estimaatit sisälsivät kuitenkin paljon epävarmuutta. Vesiniukoissa ekosysteemeissä H-komponentti oli vallitseva, jolloin sitä voitaisiin näissä olosuhteissa käyttää fysikaalisperusteisten haihduntamallien toiminnan testaamisen λE:n sijaan. Laajamittaisen STIC1.2-sovelluksen käyttöönotto vaatisi kuitenkin tarkempia TR-estimaatteja. Esimerkiksi hiljattain laukaistusta Sentinel3-satelliittista saatava TR-aineisto mahdollistanee STIC1.2-mallin laajamittaisemman hyödyntämisen myös vesiniukoilla alueilla

Bridging Thermal Infrared Sensing and Physically-Based Evapotranspiration Modeling : From Theoretical Implementation to Validation Across an Aridity Gradient in Australian Ecosystems

Thermal infrared sensing of evapotranspiration (E) through surface energy balance (SEB) models is challenging due to uncertainties in determining the aerodynamic conductance (g(A)) and due to inequalities between radiometric (T-R) and aerodynamic temperatures (T-0). We evaluated a novel analytical model, the Surface Temperature Initiated Closure (STIC1.2), that physically integrates T-R observations into a combined Penman-Monteith Shuttleworth-Wallace (PM-SW) framework for directly estimating E, and overcoming the uncertainties associated with T0 and gA determination. An evaluation of STIC1.2 against high temporal frequency SEB flux measurements across an aridity gradient in Australia revealed a systematic error of 10-52% in E from mesic to arid ecosystem, and low systematic error in sensible heat fluxes (H) (12-25%) in all ecosystems. Uncertainty in TR versus moisture availability relationship, stationarity assumption in surface emissivity, and SEB closure corrections in E were predominantly responsible for systematic E errors in arid and semi-arid ecosystems. A discrete correlation (r) of the model errors with observed soil moisture variance (r = 0.33-0.43), evaporative index (r = 0.77-0.90), and climatological dryness (r = 0.60-0.77) explained a strong association between ecohydrological extremes and T-R in determining the error structure of STIC1.2 predicted fluxes. Being independent of any leaf-scale biophysical parameterization, the model might be an important value addition in working group (WG2) of the Australian Energy and Water Exchange (OzEWEX) research initiative which focuses on observations to evaluate and compare biophysical models of energy and water cycle components. Plain Language Summary Evapotranspiration modeling and mapping in arid and semi-arid ecosystems are uncertain due to empirical approximation of surface and atmospheric conductances. Here we demonstrate the performance of a fully analytical model which is independent of any leaf-scale empirical parameterization of the conductances and can be potentially used for continental scale mapping of ecosystem water use as well as water stress using thermal remote sensing satellite data.dPeer reviewe

Munuaisten vajaatoiminnan vaikutus potilaan elämään : Potilaiden henkinen tuki kotidialyysissä

Vuonna 2017 munuaisten vajaatoimintaa sairasti Suomen väestöstä 5513 ihmistä, joista 27% käytti hoitokeinona kotidialyysia. Sairaalassa hoidoissa käyvillä on monta kertaa viikossa kontakti hoitohenkilökuntaan sekä muiden dialyysipotilaiden tuki, joten tutkimuksessa haluttiin selvittää kotidialyysipotilaiden tuen saantia. Opinnäytetyön tarkoituksena oli selvittää, miten munuaisten vajaatoiminta vaikuttaa potilaan elämään ja kuinka vastata kotidialyysipotilaiden tuen tarpeisiin aikaisempaa paremmin. Työn tavoitteena oli kehittää kotidialyysipotilaiden saamaa henkistä tukea antamalla terveysalan ammattilaisille konkreettista tietoa suoraan potilailta siitä, minkälaista tukea he kaipaavat. Tutkimuskysymykset ovat: Minkälaista henkistä tukea kotidialyysipotilaat kokevat tarvitsevansa? Ja miten munuaisten vajaatoiminta vaikuttaa potilaan elämään? Aineisto kerättiin e-kyselylomakkeen avulla, jota jaettiin Munuais- ja maksaliiton sekä Uudenmaan munuais- ja maksayhdistyksen Facebook -sivuilla. Aineisto analysoitiin induktiivisella sisällönanalyysilla. Tuloksista ilmeni, että noin puolet kyselyyn vastanneista kaipaavat aikaisempaa enemmän vertaistukea samassa tilanteessa olevilta sekä säännöllisempää yhteydenpitoa ammattilaisen kanssa. Suurimpina vaikutuksina elämään vastaajat mainitsevat ajankäytön haasteet, jotka esiintyvät vapaa-ajan ja harrastusten puutteena sekä sosiaalisen elämän ja matkustelun rajoittumisena. Useat vastaajat kertovat dialyysihoitojen olevan erittäin väsyttäviä ja vaikuttavan jaksamiseen negatiivisesti. Johtopäätöksenä voitiin todeta, että kotidialyysipotilaat tarvitsevat enemmän vertaistukea ja sitä tulisi olla helpommin saatavilla. Tuloksia olisi mahdollista hyödyntää esimerkiksi tulevaisuudessa harkittaessa uusien vertaistukiryhmien tarpeellisuutta Suomessa

An Analysis of (Sub-)Hourly Rainfall in Convection-Permitting Climate Simulations Over Southern Sweden From a User's Perspective

To date, the assessment of hydrological climate change impacts, not least on pluvial flooding, has been severely limited by i) the insufficient spatial resolution of regional climate models (RCMs) as well as ii) the simplified description of key processes, e.g., convective rainfall generation. Therefore, expectations have been high on the recent generation of high-resolution convection-permitting regional climate models (CPRCMs), to reproduce the small-scale features of observed (extreme) rainfall that are driving small-scale hydrological hazards. Are they living up to these expectations? In this study, we zoom in on southern Sweden and investigate to which extent two climate models, a 3-km resolution CPRCM (HCLIM3) and a 12-km non-convection permitting RCM (HCLIM12), are able to reproduce the rainfall climate with focus on short-duration extremes. We use three types of evaluation-intensity-based, time-based and event-based-which have been designed to provide an added value to users of high-intensity rainfall information, as compared with the ways climate models are generally evaluated. In particular, in the event-based evaluation we explore the prospect of bringing climate model evaluation closer to the user by investigating whether the models are able to reproduce a well-known historical high-intensity rainfall event in the city of Malmo 2014. The results very clearly point at a substantially reduced bias in HCLIM3 as compared with HCLIM12, especially for short-duration extremes, as well as an overall better reproduction of the diurnal cycles. Furthermore, the HCLIM3 model proved able to generate events similar to the one in Malmo 2014. The results imply that CPRCMs offer a clear potential for increased confidence in future projections of small-scale hydrological climate change impacts, which is crucial for climate-proofing, e.g., our cities, as well as climate modeling in general

"PuSu" iäkkäiden suun terveyden tueksi : mobiilisovellus Lahden kaupungin kotihoitoon

Opinnäytetyön tarkoituksena oli kehittää kotihoidon työntekijöille suun terveyttä edistävä mobiilisovellus, PuSu. Opinnäytetyön tavoitteena oli kotihoidon asiakkaan suun terveyden kohentuminen ja yleisen hyvinvoinnin vahvistuminen. Työ tehtiin yhteistyössä Lahden kaupungin kotihoidon ja suun terveydenhuollon sekä Metropolia Ammattikorkeakoulun välillä. Metropolia Ammattikorkeakoulusta opinnäytetyöprojektissa oli mukana suun terveydenhuollon tutkinto-ohjelman opiskelijoita, mediatekniikan opiskelija ja heidän ohjaajansa. Opinnäytetyön tavoitteiden perustana on vuonna 2013 voimaan tullut vanhuspalvelulaki ja siihen liittyvä Kaste 2 -ohjelma. Opinnäytetyö toteutettiin toiminnallisena opinnäytetyönä soveltaen tutkimuksellista kehittämistyön prosessia. Opinnäytetyöprosessi jakautui suunnitteluun, toteutukseen ja arviointiin. Mobiilisovelluksen sisällön tuottamisessa hyödynnettiin ajantasaista tutkimustietoa ja kirjallisuutta. Mediatekniikan opiskelija vastasi mobiilisovelluksen teknisestä toteuttamisesta. PuSu-mobiilisovelluksen sisältämä tieto suun terveydestä antaa kotihoidon työntekijälle paremmat valmiudet ylläpitää ja edistää kotihoidon asiakkaiden suun terveyttä ja tunnistaa kotihoidon asiakkaan suun terveydenhoidon tarpeen. Mobiilisovellus sisältää tietoa ja havainnollistavia kuvia suun terveydestä ja siihen vaikuttavista tekijöistä, proteeseista, suun puhdistamisesta ja suun terveydenhoitotyön kannalta merkittävistä asioista. Lisäksi mobiilisovelluksessa on videot suun hoidon tarpeen arvioinnista sekä suun ja proteesien puhdistuksesta. PuSu:sta ja sen sisältämän tiedon tärkeydestä iäkkäiden suun terveydenhoidossa kirjoitettiin keväällä 2015 viisi artikkelia, joita tarjottiin ammatillisiin julkaisuihin ja paikallislehtiin. PuSu:n toimivuutta voidaan arvioida ja kehittää tulevissa opinnäytetöissä.The purpose of this thesis was to create an oral health related mobile application, PuSu. The application was designed to be used by home care workers in the City of Lahti home care services. The objective of this project was to promote oral health and overall wellbeing of the customers of the City of Lahti home care services. This project was executed in co-operation with the City of Lahti home care services and communal oral health care and students from Metropolia University of Applied Sciences. The goals of the project are based on the 2013 Elderly service law and the associated Kaste 2 -project. This thesis was executed as a functional thesis by using the process of research development. The project was divided into planning, execution and evaluation stages. Research literature was used as a theoretical basis for the mobile application. Dental hygiene students produced the content and a media technology student was responsible for the technical execution of the mobile application. Four senior teachers acted as the students’ supervisors. The information provided by the mobile application PuSu supports home care workers in their work to promote home care service customers’ oral health and to evaluate the customers’ need for oral health care. The mobile application contains information and demonstrative pictures about oral health and the factors affecting it, dentures, oral hygiene and important factors in oral health care. Videos featuring instructions for evaluation of the need for oral health care and cleaning of the mouth and dentures are also included in the application. Five articles were written about PuSu and the importance of the information it contains for the oral health care of the elderly. The articles were submitted to be published in professional and regional magazines. The efficiency of PuSu can be evaluated and improved in future final projects

Professori, LKT Pekka Kääpä 1947–2021: Arvostettu lääketieteen alan kouluttaja.In Memorian

Pekka Kääpä syntyi Helsingissä 23.7.1947. Hän kävi koulunsa Varkaudessa ja opiskeli lääketiedettä Sveitsissä, valmistui Bernin yliopistosta vuonna 1975. Lääketieteen ja kirurgian tohtoriksi hän väitteli Oulun yliopistossa vuonna 1983. Pekka Kääpä oli neonatologian dosentti (OY) ja kehitysfysiologian dosentti (TY). Erityispätevyyden Kääpä hankki ilmailulääketieteestä, hallinnosta ja lääkärikouluttajana. Hän toimi vuosia Turun yliopiston lääketieteellisessä tiedekunnassa opettajatehtävissä, kuten Sydäntutkimus-aseman apulaisopettajan virassa ja ma. fysiologian professorina. Vuonna 2006 Pekka Kääpä nimitettiin lastentautiopin määräaikaiseen professuuriin. Eläkkeelle hän jäi professuurista vuonna 2013.</p