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Air pollution is one of the major environmental issues. It can cause adverse health effects such as cancer, cardiovascular diseases and high mortality rates. High population density is a huge contributory factor of air pollution in cities and urbanized areas. The third biggest city of the Czech Republic, Ostrava the subject of this thesis, is one of the most densely polluted areas of the country. The main air pollutants of concern are suspended particles and poly aromatic hydrocarbons. Ostrava's high proportion of heavy industry is a major source of air pollution compared to the rest of the Czech Republic. Other sources of air pollution are transport, local heating and possibly a pollution transfer from a neighboring industrial region in Poland. This thesis deals mainly with long term time series, including air pollutants (PM10, SO2, NOx), and meteorological variables. Information about the opening and closing of industrial plants can be considered as an added value to this work. The purpose of this data thesis is to compare the concentration levels before and after the closing or opening of particular industrial plants in the city of Ostrava during the last 35 years. So far no one has utilized these data sets for comprehensive analyses. Key words: Urban area, Emission, PM10, SO2, Industry

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Los asentamientos humanos, han sido históricamente un lugar de encuentro donde las personas se han agrupado para convivir en comunidad o sociedad. Esta interacción colectiva, ha forjado sistemas de caseríos, pueblos, barrios, ciudades y grandes urbes. Hoy en día nos enfrentamos a un nuevo paradigma. La globalización del modelo de desarrollo convencional, basado en el expansionismo del consumo y explotación de recursos y servicios a partir de la instauración universal de patrones socio-cultuales y económicos centrados en el modelo industrial-capitalista, no solo ha debilitado la resiliencia local, sino que ha favorecido la pérdida de capital natural y social de los asentamientos humanos. Como resultado, la actual crisis socio-ecológica que vivimos, es el reflejo de una pérdida por partida doble: biodiversidad y socio-diversidad. La primera parte de la investigación, revisa la problemática socio-ecológica, el desarrollo y bienestar humano y los asentamientos en vías de crecimiento, ya que la sostenibilidad, en esencia, ha de cuestionarse sobre estos temas y relaciones. Esta investigación, es un esfuerzo por contribuir con un método de diagnóstico socio-ambiental centrado en priorizar los vínculos relacionales de las personas viviendo en comunidad (asentamientos, barrios, pueblos, etc.) como medio de identificación e intervención endógena. La segunda parte, consiste en asimilar cómo la producción, distribución y consumo de bienes y servicios satisface las necesidades humanas fundamentales a escala local, ya que a partir de esto, podemos en segunda instancia indagar sobre alternativas de sostenibilidad que permitan reestructurar mecanismos y dinámicas que nos acerquen a habitar en un marco de fortalecimiento local (resiliencia) y mayor estabilidad socio-ecológica. Los asentamientos en vías de crecimiento son ya una realidad. Para el 2040 se espera que la población mundial alcance más de 8.820.000 millones de personas (5.300.000 millones en 1990), de las cuales se pronostica que un 65% (43% en 1990) vivirá en zonas urbanas y un 35% (57% en 1990) en zonas rurales (World Urbanization Prospects, 2007). Por otra parte, este crecimiento se dará principalmente en los países en vías de industrialización de Asia, África y Latinoamérica, con lo cual los procesos de industrialización, modelo energético y relación urbano-rural que sigan dichos asentamientos humanos, es un proceso abierto. Hoy, tenemos la oportunidad de plantear alternativas de sostenibilidad para enfrentar la crisis socio-ecológica desde otras dinámicas. Entendemos que la reciprocidad, la suficiencia, la autogestión, la apropiación y la autodependencia, son mecanismos reales y factibles para mejorar el fin último que implica habitar en asentamientos humanos, y que consiste en convivir con nuestras diferencias, carencias y potencialidades. Creemos que estos mecanismos favorecen la pertenencia y el arraigo a un lugar y comunidad, estimulando así el desarrollo individual y colectivo en un bienestar no solo físico, sino que también emocional, mental y relacional. El método de diagnóstico e intervención socio-ambiental propuesto, se aplicará en el asentamiento humano en vías de crecimiento de Santa Filomena, Chile. El método en sí, consiste en una matriz participativa (diagnóstico participativo interactivo a partir de la metodología del desarrollo a escala humana (Max-Neef et al, 1993), aplicada a escala local y una matriz analítica (indicadores socio-ambientales) aplicada a escala nacional, como primera aproximación parcial de tendencias, y propuesta a escala local como herramienta complementaria. La tercera y última parte de la investigación, establece las conclusiones y aberturas de ésta, así como la situación actual del asentamiento en cuanto a su proceso de fortalecimiento local, emprendido a partir de la experiencia del estudio de campo. / Human settlements have historically been meeting places where human beings gathered in order to share in a community or society. This collective interaction forged systems of hamlets, towns, neighbourhoods, cities and metropolis. Nowadays we face a new paradigm. The globalization of the conventional development model—based on the expansion of consumption and exploitation of resources and services, as well as the universal instauration of socio-cultural and economic patterns prevalent in the capitalist-industrial model--has not only debilitated the local resilience, but it has also favored the loss of the natural and social capital in the human settlements. As a result, the current socio-ecological crisis is the reflection of a double loss: biodiversity and social diversity. The first part of the research, focuses on the socio-ecological problems, the development and human well-being, as well as the human settlements. These topics and their interrelationships are at the core of the questions about sustainability. This investigation aims to contribute with a method for socio-environmental diagnosis centred on prioritizing the linkages among individuals living in a community (settlements, neighbourhoods, towns, etc.) that allow for an endogenous identification and empowerment at the local level. The second part consists of understanding how the production, distribution and consumption of goods and services satisfies the human fundamental needs at the local level. Building on this, it is possible to investigate about sustainability options aimed at restructuring the mechanisms and dynamics that, at the end, can help inhabitants of a locality to strengthen local capacities (resilience) and improve socio-ecological stability. The developing settlements are indeed already a reality. In 2040, the world population is expected to reach more than 8.820.000 million (5.300.000 million in 1990), a predicted 65% of which (43% in 1990) will live in urban areas and 35% of which (57% in 1990) will live in rural areas (World Urbanization Prospects, 2007). This growth will occur mainly in countries less industrialized in Asia, Africa and Latin America. The process of industrialization, the building of energetic models and the development of urban-rural relations that these human settlements will follow are still an open option. Today we have the opportunity to raise alternatives of sustainability in order to face the socio-ecological crisis from different dynamics. We understand that the reciprocity, sufficiency, self management, appropriation and self dependence, are realistic and feasible mechanisms to improve the ultimate goal of living together in human settlements, which means coexisting with our differences, weaknesses and strengths. We believe that these mechanisms favour the sense of belonging and the establishment of deep roots in a place and community, stimulating the individual and collective development and wellbeing, not only in terms of physical well-being, but also from an emotional, mental and relational point of view. The socio-environmental diagnosis and intervention methodology will be applied to the human settlement in routes of growth of Santa Filomena, Chile. The method consists of a participative matrix (an interactive participative diagnosis based on the methodology for a development at human scale (Max-Neef et al, 1993)), applied at local level, as well as an analytical matrix (socio-environmental indicators) applied at a national level, as an approximation of general trends, and propose as a complementary tool at the local level. The third and last part of the investigation establishes the conclusions and open areas of this research, as well as the current situation of the settlement in its process of local strengthening, undertaken from the experience of the field study of this research.

Aquesta tesi explora i estudia l'estructura, dinàmica i evolució de la xarxa de transmissió d'electricitat des de la perspectiva dels sistemes complexos, essent el seu principal objectiu la definició de nous criteris i eines per ajudar a un disseny més eficient i sostenible de la xarxa de transmissió de potència. Per assolir aquest objectiu, s'han estudiat i analitzat dos conjunts de dades. D'una banda, la xarxa corresponent a la Unió per la Coordinació de Transport d'Electricitat (UCTE), que associa a la majoria dels operadors de xarxes elèctriques nacionals de l'Europa continental amb la finalitat de coordinar la producció i la demanda anual d'uns 2.300 TWh d'energia per 450 milions de clients de 24 països diferents. D'altra banda, l'evolució històrica de la xarxa de transport del Gestionaire du Réseau du Transport d'Electricité (RTE), responsable de l'explotació, manteniment i desenvolupament de la xarxa nacional mésgran d'Europa, la xarxa francesa de transport d'electricitat.Els resultats obtinguts fins al moment mostren diferències estadísticament significatives en l'estructura de les xarxes elèctriques, definint clarament comportaments dinàmics particulars que ens permeten segregar les xarxes europees en dos grups, a saber, fràgil i robust. Les xarxes fràgils es caracteritzen per les topologies més estructurades, mallades i no a l'atzar, mentre que les topològiques de caràcter més robust, contraintuïtivament, tenen estructures molts més aleatòries. Les conseqüències d'aquestes troballes per a la sostenibilitat de les xarxes d'infraestructures són importants en termes de cost i avaluació d'impactes i riscos. Es presenta així mateix un model per a l'evolució temporal i espacial d'una xarxa elèctrica. En aquest sentit, suggerim que la fragilitat topològica global augmenta quan es consideren accions de connectivitat de caire local a fi d'augmentar la fiabilitat de la xarxa a escala regional.Aquests resultats suggereixen la necessitat d'aplicar nous mètodes de disseny de la xarxa elèctrica així com noves eines amb capacitat per incloure aquests nous aspectes topològics en l'avaluació de l'eficiència i la fiabilitat de lamateixa. / This Thesis explores the structure, dynamics and evolution of the electricity transmission network from a complexsystems perspective, its main objective being the definition of new criteria and tools to help to design a more efficientand sustainable transmission power grid. In doing so, two data sets have been explored and analyzed. On one hand,the Union for the Coordination of Transport of Electricity (UCTE) network, which associates most of the continentalEurope national power grid operators in order to coordinate the production and demand of some annual 2300 TWh ofenergy and 450 million customers from 24 countries. On the other hand, the Gestionaire du Réseau du Transportd'Electricité (RTE) transport network historical evolution, responsible for operating, maintaining and developing thebiggest national network in Europe, the French electricity transmission network.The results obtained so far show statistically significant dissimilarities in the structure of the power grids, clearlydefining and enclosing particular dynamic behaviors that enable us to segregate European networks in two sets,namely fragile and robust. Fragile networks are characterized by meshed topologies and non random structures whilerobust ones share more randomly generated topologies. The consequences of these finding for the sustainability ofinfrastructure networks are significant in terms of cost and risk assessment. A model for the evolution of a power gridnetwork is also presented. We suggest that global topological fragility increases when local connectivity schemes areadapted in order to increase local reliability.These outcomes appeal for new power grid design methods and tools capable to include these new topologicalaspects into efficiency and reliability assessments

The methodology is focused on the use of digital air photos to monitor changes in land covers and to study its dynamics and its patterns in the last 50 years. The dissertation also take into account the relationship between open habitats patterns/dynamics versus biodiversity persistence, increase risk of fire, land ownership and management. Therefore Geographic Information System (GIS) is a very interesting mapping tool that enables geographic or spatial data capture, storage, retrieval, manipulation, analysis and modeling. Finally this research develop a heuristic model to create sites using suitability maps and a reserve design model to select the most optimum sites in order to increase landscape heterogeneity at the less cost. / ENLa metodología se centra en el uso de fotografías aéreas para caracterizar los cambios de los usos y cubiertas del suelo y estudiar sus dinámicas y patrones paisajísticos en los últimos 50 años. La tesis también considera la relación existente entre los patrones/dinámicas de hábitats abiertos frente a la persistencia de la diversidad biológica, aumento del riesgo de incendio, cambios en la propiedad y la gestión del territorio. Por lo tanto, los Sistemas de Información Geográfica (SIG) son una herramienta muy interesante para cartografiar, capturar, caracterizar procesos espaciales, almacenar, recuperar, manipular, analizar y modelar datos geográficos. Finalmente la investigación desarrolla un modelo heurístico para crear fragmentos a partir de mapas raster de idoneidad y un modelo de diseño de reservas para seleccionar los fragmentos mas óptimos a fin de aumentar la heterogeneidad del paisaje con el menos coste.

La existencia de una relación entre el riesgo a desarrollar un cáncer de pulmón y la exposición al radón y descendientes presentes en el aire se puso de manifiesto hace ya bastante tiempo en la población minera. Desde aquellas fechas se han desarrollado numerosos estudios encaminados a determinar el riesgo radiológico por unidad de exposición. En la actualidad, se pueden distinguir dos grandes vías para su evaluación: a) los estudios epidemológicos, y b) la utilización de modelos dosimétricos del sistema respiratorio. La utilización de dichas vías en la evaluación del riesgo radiológico por unidad de exposición en la población minera muestran factores de riesgo que se diferencian en un factor de 2 a 3. En la utilización de los modelos dosimétricos del sistema respiratorio, las incertidumbres que se introducen se pueden atribuir a cuatro orígenes: a) características fisico-químicas del aerosol, b) parámetros utilizados para describir el modelo dosimétrico, c) hipótesis utilizadas en las células irradiadas, y d) factores de ponderación utilizados en dosimetría.La finalidad de este trabajo de investigación ha sido la determinación de parámetros que caracterizan a los descendientes del radón de vida corta en recintos cerrados para analizar en primer lugar su comportamiento físico-químico y así mejorar la estimación del riesgo radiológico debido a su inhalación mediante la utilización de modelos dosimétricos del tracto respiratorio. Para alcanzar este fin se han puesto a punto diversas técnicas que permiten analizar, tanto en una instalación de laboratorio como en espacios habitados, el factor de equilibrio, la fracción libre y el espectro dimensional de descendientes del radón en estado libre. En referencia a los dos primeros parámetros se ha desarrollado un equipo portátil que permite realizar medidas de campo con una gran precisión. En cuanto al sistema de medida del espectro dimensional de los descendientes del radón en estado libre se ha realizado el diseño y construcción de un nuevo sistema basado en las técnicas de tubos de difusión, que presenta un gran número de mejoras respecto a otros prototipos. Con este sistema se ha establecido, en una intercomparación realizada en la cámara de radón, construida para este estudio, que el tamaño más probable del espectro dimensional de los descendientes en estado libre está comprendido entre 0.8 nm y 0.9 nm. Con el sistema de media del factor de equilibrio y la fracción libre se han llevado a cabo medidas experimentales de campo en cuatro lugares de la costa catalana. Se estableció que dicho parámetros varían de forma significativa, (0.03) y fp (0-0.72), en los distintos emplazamientos de acuerdo con sus características del lugar y su clima. que Las medidas de F y fp muestran una correlación de tipo inversa mediante una ecuación del tipo logarítmico potencial, Ln(1/fp)=1.90*(Ln(1/F))-0.68, que puede ser utilizada para todo el rango de F, en lugar de la ecuación del tipo potencial sugerida por diversos autores, que sólo se ajusta correctamente para un reducido rango de F.Los resultados de campo y de laboratorio obtenidos se han introducido en dos modelos dosimétricos del tracto respiratorio de manera a evaluar su riesgo radiológico. Estos resultados muestran que no existe un factor de dosis por unidad de exposición de radón constante sino que para una precisa estimación de dicha dosis es necesario la medida de los descendientes del radón. La mejor estimación que se ha obtenido con los modelos dosimétricos, suponiendo como valor más probable del factor de equilibrio de 0.4, es de 10 nSv por Bq m-3 h que difiere en un factor 3 respecto a los resultados epidemiológicos tal como ya se recogía en otros trabajos anteriores. / The knowledge of a relationship between the probability of develop a lung cancer and the exposure to radon and radon progeny in the air has been established years ago in the miner population. From this date different studies have been developed in order to determine the radiological risk per unit exposure. Nowadays, two different ways are used for its evaluation: a) epidemiologic studies and b) the use of dosimetric models of the respiratory tract. The use of these ways shows a difference of a factor 2 -3. In the use of dosimetric models, the uncertainties arise from four origins: a) physico-chemical aerosol properties, b) parameters used in the dosimetric model, c) hypothesis in the irradiated cells and d) weighted factors used in dosimetry.The aim of this research is the evaluation of different parameters that characterise indoors short-lived radon progeny in order to analyse its physico-chemical behaviour and therefore, improve the estimation in the radiological risk evaluation using respiratory tract dosimetric models.In order to achieve this objective different systems have been developed for determining the equilibrium factor, the unattached fraction and the unattached activity size distribution. Regarding the two first parameters a portable monitor has been developed in order to measure high accuracy field measurements. A new system based in the tube diffusion technology has been developed for measuring continuously the unattached activity size distribution. Intercomparison with the aerosol group of Brest in a radon-walk-chamber developed in this work has been carried out. The most probable value for the unattached activity size distribution has been established in the range from 0.8 nm and 0.9 nm.Continuous measurements of F and fp have been carried out in four dwelling of the Mediterranean Catalan Coast. It has been established that these parameters vary widely, F(0.03-0.87) and fp (0-0.72), from one site to another and with time, according to the characteristics of the site and climate. The measurements of F and fp show that fp is negatively correlated to F by a log-power equation, Ln(1/fp)=1.90*(Ln(1/F))-0.68 , which can be used in all the F range, instead of the commonly used power equation fp=a*Fb suggested other authors, which fits well for a reduced range of F.Both, laboratory and field measurements have been introduced in two dosimetric models in order to evaluate the radiological risk. The results show that there is variability in the risk estimation per unit exposure depending on the environmental conditions and therefore, an accurate estimation of radon progeny activity concentration should be measured. The best estimation, for an equilibrium factor of 0.4, is 10 nSv per Bq m-3 h, which still differs by a factor of 3 from the epidemiological estimation.

The purpose of this thesis is to propose an alternative type of interface for mobile software being used while walking or running. Our work addresses the problem of visual user interfaces for mobile software be- ing potentially unsafe for pedestrians, and not being very immersive when used for location-based games. In addition, location-based games and applications can be dif- ficult to develop when directly interfacing with the sensors used to track the user’s location. These problems need to be addressed because portable computing devices are be- coming a popular tool for navigation, playing games, and accessing the internet while walking. This poses a safety problem for mobile users, who may be paying too much attention to their device to notice and react to hazards in their environment. The difficulty of developing location-based games and other location-aware applications may significantly hinder the prevalence of applications that explore new interaction techniques for ubiquitous computing. We created the TREC toolkit to address the issues with tracking sensors while developing location-based games and applications. We have developed functional location-based applications with TREC to demonstrate the amount of work that can be saved by using this toolkit.In order to have a safer and more immersive alternative to visual interfaces, we have developed ambient audio interfaces for use with mobile applications. Ambient audio uses continuous streams of sound over headphones to present information to mobile users without distracting them from walking safely. In order to test the effectiveness of ambient audio, we ran a study to compare ambient audio with handheld visual interfaces in a location-based game. We compared players’ ability to safely navigate the environment, their sense of immersion in the game, and their performance at the in-game tasks. We found that ambient audio was able to significantly increase players’ safety and sense of immersion compared to a visual interface, while players performed signifi- cantly better at the game tasks when using the visual interface. This makes ambient audio a legitimate alternative to visual interfaces for mobile users when safety and immersion are a priority. / Thesis (Master, Computing) -- Queen's University, 2012-01-31 23:35:28.946

This work investigated the effect of global change phenomena, particularly land use and climatic changes, on water quality patterns in Mediterranean rivers. A hybrid process-based and statistical model (SPARROW) was applied to a largely disturbed Mediterranean basin (NE Spain) to estimate annual nitrate 2/2 and phosphate loads. The model emphasized the contribution of in-stream processes in nutrient retention and the inter-annual effects of hydrological variability on nutrient export. Dynamic Factor Analysis (DFA) was used to detect common patterns at the basin scale. The application of complementary methods allowed the detection of signatures of environmental change on water quality patterns in three Mediterranean basins. The spatio-temporal variability of nitrate concentration made a clear distinction among sites that had a relationship with hydrology and sites where other processes (e.g. phenology-related) prevailed. Conversely, the variability of phosphate concentration was more complex and some sites were underrepresented by the extracted common patterns. / Este trabajo buscó investigar el efecto del cambio global, particularmente los cambios de usos de suelo y climáticos, en los patrones de cualidad del agua en ríos mediterráneos. Un modelo estadístico-mecanicista fue aplicado a una cuenca Mediterránea para estimar cargas anuales de nitrato y fosfato. El modelo hizo énfasis en la contribución de los procesos de río en la retención de nutrientes y en los efectos de la variabilidad hidrológica en la exportación de nutrientes. El análisis factorial dinámico y métodos complementarios permitieron la detección y atribución de cambios ambientales en patrones de calidad del agua en tres cuencas mediterráneas. La variabilidad espacio-temporal de la concentración de nitratos hizo una clara distinción entre sitios que tenían una relación con la hidrología y sitios donde procesos fenológicos prevalecieron. Por el contrario, la variabilidad de la concentración de fosfato fue más compleja y algunos sitios fueron insuficientemente representados por los patrones extraídos.

Thesis (M.Phil.)--Hong Kong University of Science and Technology, 2008. / Includes bibliographical references (leaves 42-44). Also available in electronic version.