Πληροφορίες

Σχετικά με τη διαδικασία επικύρωσης της φαινολογικής μελέτης

Σχετικά με τη διαδικασία επικύρωσης της φαινολογικής μελέτης


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Έχω κάνει πρόσφατα μια φαινολογική μελέτη χρησιμοποιώντας τεχνικές τηλεπισκόπησης. Τώρα πρέπει να επικυρώσω τα αποτελέσματά μου και τις μεθόδους μου, δηλαδή να προσδιορίσω εάν η φαινολογία που υπολογίζεται από την τηλεπισκόπηση είναι κατάλληλη για να περιγράψει φαινολογικά γεγονότα ή όχι. Ωστόσο, δεν έχω εμπειρικά φαινολογικά δεδομένα από το έδαφος για να κάνω επικύρωση.

Υπάρχουν άλλοι τρόποι επικύρωσης του φαινολογικού σήματος από την τηλεπισκόπηση, που δεν απαιτούν εμπειρικά δεδομένα από το έδαφος;

Ευχαριστώ πολύ


ιδέα 1) Είναι πιθανό κάποιο υποσύνολο της περιοχής σας να διαθέτει αεροφωτογραφίες υψηλότερης κλίμακας / καλύτερης ανάλυσης. Θα μπορούσατε να τα βρείτε και να τα χρησιμοποιήσετε για να δοκιμάσετε το μοντέλο σας;

ιδέα 2) Ποια γεωγραφική περιοχή / χρονική κλίμακα εξετάζετε; Για συγκεκριμένες περιοχές/χρόνους, μπορείτε να λάβετε ορισμένα δεδομένα για τη φαινολογία από χρονολογημένα δείγματα βοτάνων (δηλ. συλλογές συμπιεσμένων φυτών). Έτσι, για παράδειγμα, μπορείτε να επιλέξετε μερικά είδη φυτών που νομίζετε ότι είναι καλοί δείκτες οποιασδήποτε φαινολογίας που μοντελοποιείτε, να τα αναζητήσετε στο GBIF, να λάβετε υπόψη μόνο τα δείγματα που ταιριάζουν με τη γεωγραφική σας περιοχή και να δείτε ποια εποχή του χρόνου έχουν γίνει συλλογές. Τότε θα μπορούσατε να δείτε την πρώτη, ή την τελευταία, ή διάφορα ποσοστά φαινολογίας. Δεν είναι ιδανικά δεδομένα, αλλά κάθε δείγμα αντιπροσωπεύει ένα πολύ άμεσο σημείο δεδομένων (δηλαδή, ξέρετε ότι υπήρχε τουλάχιστον ένα άτομο που είχε ανθίσει / ξεφυλλίσει / οτιδήποτε άλλο την ακριβή ημερομηνία και γεωγραφική αναφορά) και είναι διαθέσιμο χωρίς να λερωθούν τα πόδια σας.

ιδέα 3) Και πάλι ανάλογα με τη γεωγραφική περιοχή σας και το μέτρο της φαινολογίας που σας ενδιαφέρει, ίσως να μπορείτε να χρησιμοποιήσετε και μη εναέριες φωτογραφίες, αν έχουν ημερομηνία.


Φαινολογία

Karen Delahaut, UW-Madison Fresh Market Vegetable Program
Αναθεώρηση: 17/5/2012
Αριθμός στοιχείου: XHT1085

Η λέξη φαινολογία προέρχεται από την ελληνική λέξη phaino που σημαίνει «δείχνω» ή «εμφανίζομαι». Η φαινολογία είναι ένας κλάδος της επιστήμης που μελετά τις σχέσεις μεταξύ περιοδικών βιολογικών γεγονότων - συνήθως των κύκλων ζωής των φυτών και των ζώων - και των περιβαλλοντικών αλλαγών. Φυσικά γεγονότα όπως η μετανάστευση των πτηνών, το άνοιγμα των τοπικών λιμνών, η εκκολαπτική ανάπτυξη των φυτών, η ανθοφορία ή η καρποφορία, οι δραστηριότητες των εντόμων και οι ημερομηνίες συγκομιδής των καλλιεργούμενων φυτών είναι όλα τα ετήσια γεγονότα που μπορούν να συσχετιστούν με εποχιακές ή κλιματικές αλλαγές, ιδιαίτερα με τον καιρό ή τη θερμοκρασία. από συγκεκριμένες ημερολογιακές ημερομηνίες. Μπορεί να είστε εξοικειωμένοι με τη λαογραφία που συνδέει τις εκδηλώσεις κηπουρικής με άσχετες διαδικασίες. Ένα παράδειγμα είναι η φύτευση καλαμποκιού όταν τα φύλλα βελανιδιάς έχουν το μέγεθος του αυτιού ενός σκίουρου. Γνωρίζετε ότι η φύτευση καλαμποκιού δεν έχει καμία σχέση με φύλλα βελανιδιάς ή σκίουρους. Ωστόσο, οι αυτόχθονες Αμερικανοί έκαναν την παρατήρηση πριν από αιώνες ότι το έδαφος ήταν αρκετά ζεστό για να εμποδίσει τους σπόρους να σαπίσουν, ωστόσο ήταν ακόμα αρκετά νωρίς για να καρπωθεί μια κατάλληλη συγκομιδή εάν φυτεύονταν καλαμπόκι εκείνη τη στιγμή. Αυτό είναι ένα πρώιμο παράδειγμα φαινολογίας. Αλλά η φαινολογία μπορεί να εντοπίσει την προέλευσή της πολύ πιο πίσω στην ιστορία.

Η πρώτη εργασία για τη φαινολογία γράφτηκε το 974 π.Χ. - πολύ πριν γεννηθεί η μετεωρολογία, η βοτανική και η ορνιθολογία, τα βασικά συστατικά της φαινολογίας. Οι Ιάπωνες άρχισαν να καταγράφουν την πρώτη άνθηση των κερασιών το 812 μ.Χ., και ο Carl Linnaeus ήταν ένας από τους πρώτους επιστήμονες που κατέγραψε παρατηρήσεις φυσικών φαινομένων. Σε τοπικό επίπεδο, ο Aldo Leopold ήταν ένας από τους πρώτους φαινολόγους στο Ουισκόνσιν. Κράτησε εκτεταμένα αρχεία φυσικών εποχιακών γεγονότων κοντά στο σπίτι του στην κομητεία Sauk από το 1935-1945.

Όταν παρατηρούμε φαινολογικά γεγονότα σε μεγάλη κλίμακα, το ίδιο γεγονός - όπως τα πασχαλιά που ανθίζουν - προχωρά από τα δυτικά προς τα ανατολικά και από τα νότια προς τα βόρεια. Αυτό το φαινόμενο αναφέρεται ως «Κανόνας του Χόπκιν», ο οποίος αναφέρει ότι τα φαινολογικά γεγονότα καθυστερούν κατά τέσσερις ημέρες ανά βαθμό βόρειου γεωγραφικού πλάτους και 1¼ ημέρες ανά βαθμό ανατολικού γεωγραφικού μήκους. Βασικά, όσο πιο βόρεια ή ανατολικά πηγαίνετε, τόσο αργότερα θα δείτε παρόμοια γεγονότα. Ωστόσο, ο κανόνας του Χόπκιν δεν λαμβάνει υπόψη το υψόμετρο ή την τοπογραφία - η τελευταία είναι σημαντική σε μια πολιτεία που συνορεύει στα ανατολικά με τη λίμνη Μίσιγκαν, η οποία ασκεί τεράστιο αντίκτυπο στο τοπικό κλίμα.

Παρατηρώντας τη σχέση μεταξύ διακριτών φαινολογικών γεγονότων και της εποχής, των τοπικών καιρικών συνθηκών ή των κλιματικών αλλαγών σε μια περίοδο ετών, φαινομενικά άσχετα γεγονότα μπορούν να συσχετιστούν. Μπορείτε να το κάνετε μόνοι σας τηρώντας ακριβή αρχεία για τις ημερομηνίες όταν ανθίζουν διαφορετικά φυτά, όταν ανοίγουν τα φύλλα τους και όταν παρατηρείτε για πρώτη φορά διάφορα παράσιτα εντόμων. Βεβαιωθείτε ότι τα φυτά που παρατηρείτε δεν επηρεάζονται από τη λαμπερή θερμότητα των κτιρίων ή των πλακόστρωτων περιοχών. Μετά από αρκετά χρόνια συνεχούς συλλογής πληροφοριών, θα μπορείτε να παρατηρήσετε ένα μοτίβο και να αρχίσετε να συσχετίζετε άσχετα γεγονότα, όπως όταν μια συγκεκριμένη
το έντομο αρχίζει να προκαλεί ζημιά. Θα γίνει επίσης προφανές ότι αυτές οι ετήσιες εκδηλώσεις δεν γίνονται την ίδια ημερομηνία κάθε χρόνο, αλλά αλλάζουν ανάλογα με τον καιρό.

Τα φαινολογικά αρχεία πρέπει να συγκεντρωθούν για πολλά χρόνια προκειμένου να αναπτυχθούν αξιόπιστες συσχετίσεις. Αυτές οι πληροφορίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να καθορίσουν τις ημερομηνίες φύτευσης των καλλιεργειών ή να προβλέψουν πότε θα συμβεί η εμφάνιση εντόμων και θα πρέπει να ξεκινήσει ο έλεγχος των παρασίτων. Πολλοί τέτοιοι συσχετισμοί βασίζονται στον χρόνο άνθησης των κοινών ανθοφόρων φυτών.

Παραδείγματα φαινολογικών συσχετίσεων περιλαμβάνουν:
• Φυτέψτε αρακά όταν ανθίζει η φορσυθία.
• Φυτέψτε πατάτες όταν ανθίσει η πρώτη πικραλίδα.
• Φυτέψτε παντζάρια, καρότα, κουλούρια, μαρούλι και σπανάκι όταν το λιλά βρίσκεται στο πρώτο φύλλο.
• Φυτέψτε καλαμπόκι όταν τα φύλλα βελανιδιάς έχουν το μέγεθος του αυτιού ενός σκίουρου.
• Φυτέψτε σπόρους φασολιών, αγγουριού και σκουός όταν το λιλά είναι σε πλήρη άνθηση.
• Φυτέψτε ντομάτες όταν τα φυτά κρίνου της κοιλάδας είναι σε πλήρη άνθηση.
• Μεταφυτέψτε μελιτζάνες, πεπόνια και πιπεριές όταν ανθίσουν οι ίριδες.

Η φαινολογία μπορεί να είναι πολύ χρήσιμη ως μέρος ενός προγράμματος ολοκληρωμένης διαχείρισης παρασίτων (IPM), επειδή βοηθάει στον σωστό χρόνο ελέγχους για τη στόχευση στο πιο ευαίσθητο στάδιο ζωής του παρασίτου. Τα έντομα είναι ιδιαίτερα κατάλληλα για προβλέψεις που βασίζονται στη φαινολογία, επειδή, ως ψυχρόαιμα ζώα, η ανάπτυξη και η ανάπτυξή τους σχετίζεται άμεσα με τις καιρικές συνθήκες, ιδιαίτερα τη θερμοκρασία. Τα φυτά -δείκτες, κοινά φυτά που συνήθως δεν σχετίζονται με το έντομο των παρασίτων, το στάδιο της ζωής των οποίων προβλέπουν, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να προσδιοριστεί πότε είναι πιθανό να εμφανιστούν εστίες παρασίτων:
• Το πιατάκι μανόλια είναι ένα κοινό φυτό δείκτη για εκδηλώσεις νωρίς την άνοιξη. Ο ροζ οφθαλμός, η πρώιμη άνθηση, η πλήρης άνθηση, η προηγούμενη άνθηση και η πτώση των πετάλων είναι μερικά από τα ξεχωριστά γεγονότα της πιατέλας μανόλιας που μπορούν να συσχετιστούν με μια σειρά από έντομα τοπίου.
• Η κοινή πασχαλιά έχει γίνει ακρογωνιαίος λίθος για φαινολογικές παρατηρήσεις, ιδιαίτερα για τη σύγκριση ενός έτους με το επόμενο. Το πρώτο φύλλο, το πρώτο λουλούδι και η πλήρης άνθιση είναι τρία γεγονότα της ζωής που παρατηρούνται συχνά με την κοινή πασχαλιά. Υπάρχει επίσης ένα κοινό πρόγραμμα παρατήρησης λιλά στις ανατολικές Ηνωμένες Πολιτείες και τον Καναδά που χρησιμοποιείται από τους κλιματολόγους για τη μελέτη της υπερθέρμανσης του πλανήτη.
• Το κιχώριο είναι ένα φυτό-δείκτης που ανθίζει το καλοκαίρι. Όταν ανοίξουν τα πρώτα λουλούδια του κιχωρίου, είναι η κατάλληλη στιγμή για να αποφευχθεί η ζημιά από τον τρύπα της κολοκυθιάς.
• Και όταν το γαϊδουράγκαθο του Καναδά είναι ανθισμένο, τα ενήλικα σκουλήκια μήλου είναι άφθονα και τα ευαίσθητα φρούτα πρέπει να προστατεύονται.

Επιλεγμένα άρθρα ανά εποχή

Κάντε την ερώτησή σας για την κηπουρική

Εάν δεν μπορείτε να βρείτε τις πληροφορίες που χρειάζεστε, υποβάλετε την ερώτησή σας για την κηπουρική εδώ:


Ιστορικό

Οι δομικές παραλλαγές, που περιλαμβάνουν κινητά στοιχεία, διαγραφές, διπλές, αντιστροφές και μετατοπίσεις μεγαλύτερες από 50bp, μπορούν να έχουν σοβαρές συνέπειες για την υγεία και την ανάπτυξη του ανθρώπου [1,2,3] και αποτελούν πρωταρχική πηγή γενετικής ποικιλομορφίας [4, 5]. Δυστυχώς, τα υπερσύγχρονα εργαλεία ανακάλυψης SV εξακολουθούν να αναφέρουν μεγάλους αριθμούς ψευδώς θετικών [6,7,8,9]. Ενώ τα εργαλεία φιλτραρίσματος και σχολιασμού μπορούν να βοηθήσουν [10, 11], ο συντονισμός αυτών των φίλτρων για την αφαίρεση μόνο ψευδώς θετικών παραμένει αρκετά δύσκολος. Καθώς το ανθρώπινο μάτι υπερέχει στην αναγνώριση προτύπων, η οπτική επιθεώρηση των ευθυγραμμίσεων ακολουθιών σε μια παραλλαγμένη περιοχή μπορεί γρήγορα να εντοπίσει λανθασμένες κλήσεις, καθιστώντας τη χειροκίνητη επιμέλεια ένα ισχυρό μέρος της διαδικασίας επικύρωσης [6, 12, 13]. Για παράδειγμα, μια πρόσφατη μελέτη SV σε 465 δείγματα σολομού [6] διαπίστωσε ότι το 91% των SV που αναφέρθηκαν χρησιμοποιώντας δεδομένα αλληλουχίας ζευγαρωτού άκρου Illumina ήταν ψευδώς θετικά. Ωστόσο, το ψευδώς θετικό ποσοστό μειώθηκε στο 7% (σύμφωνα με την επικύρωση της ακολουθίας με μεγάλη ανάγνωση) μετά από οπτική επιθεώρηση [12]. Αυτή η μελέτη υπογραμμίζει το ουσιαστικό βήμα της αφαίρεσης ψευδών θετικών από κλήσεις SV και την αποτελεσματικότητα της οπτικής ανασκόπησης για τον εντοπισμό των πραγματικών παραλλαγών.

Εργαλεία όπως το Integrative Genomics Viewer (IGV) [14], bamsnap [15] και svviz [13] επιτρέπουν την οπτική ανασκόπηση των SV, αλλά μπορεί να είναι δυσκίνητα ή περίπλοκα, επιβραδύνοντας τη διαδικασία αναθεώρησης και περιορίζοντας συχνά τον αριθμό των SV που μπορεί να θεωρηθεί. Το IGV είναι βελτιστοποιημένο για οπτικοποίηση παραλλαγής ενός νουκλεοτιδίου, καθιστώντας εύκολη τη μεγέθυνση σε συγκεκριμένους τόπους για τον εντοπισμό αναντιστοιχιών βάσης σε συσσωρεύσεις ανάγνωσης. Ενώ το IGV μπορεί να διαμορφωθεί για προβολή SV (δηλαδή, η προβολή διαβάζεται ως ζεύγη, η ταξινόμηση κατά μέγεθος εισαγωγής), η απεικόνιση μεγάλων παραλλαγών είναι δύσκολη. Το λογισμικό συχνά φορτώνεται αργά για μεγάλες παραλλαγές που απαιτούν σχεδίαση μεγάλου αριθμού διαβάσεων. Για την αντιμετώπιση της αργής φόρτωσης, το IGV προεπιλέγει τη δειγματοληψία ενός υποσυνόλου των αναγνωστών και σταματά να εμφανίζει δεδομένα ευθυγράμμισης κατά την προβολή ευρέων περιοχών, και οι δύο περιπλέκουν περαιτέρω την ερμηνεία SV. Το IGV διαθέτει μια λειτουργία δημιουργίας παρτίδας εικόνας για την επιμέλεια πολλών κλήσεων SV, αλλά δεν διαθέτει την πλήρη σειρά επιλογών που είναι απαραίτητες για τη βελτιστοποίηση εικόνας SV. Το Bamsnap παρέχει μια παρόμοια οπτικοποίηση βελτιστοποιημένη για μικρές περιοχές, αν και η αναθεώρηση μπορεί να είναι πιο γρήγορη καθώς δημιουργούνται στατικές εικόνες παρά μια δυναμική προβολή όπως στο IGV.

Το Svviz παρέχει μια καινοτόμο προβολή των δεδομένων αλληλουχίας. Οι ευθυγραμμίσεις χωρίζονται σε δύο οικόπεδα. Το ένα γράφημα δείχνει ότι ευθυγραμμίζεται με το αλληλόμορφο αναφοράς και το δεύτερο δείχνει ότι ευθυγραμμίζεται με το εναλλακτικό αλληλόμορφο που δημιουργήθηκε από το SV. Αν και ο σαφής διαχωρισμός των αποδεικτικών στοιχείων με αναφορά και εναλλακτικά αλληλόμορφα είναι μια βελτίωση, τα οικόπεδα svviz μπορεί να είναι μεγάλα, περίπλοκα και χρονοβόρα για αναθεώρηση. Τα διαγράμματα Svviz εξαρτώνται επίσης από τα υποτιθέμενα σημεία διακοπής SV. Δεδομένου ότι οι αναγνώσεις επαναπροσδιορίζονται σε ένα συγκεκριμένο εναλλακτικό αλληλόμορφο, ακόμη και σχετικά μικρές ποσότητες ανακρίβειας στα σημεία διακοπής του SV, ένα κοινό πρόβλημα, θα επηρεάσουν την απεικόνιση, καθιστώντας αδύνατη τη διάκριση μεταξύ ενός απούσα SV και ενός ελαφρώς λανθασμένου κλήσης.

Το Samplot παρέχει ένα σύνολο εργαλείων σχεδιασμένων ειδικά για την επιμέλεια SV. Η λειτουργία σχεδίασης του Samplot δημιουργεί εικόνες σχεδιασμένες για γρήγορη και απλή, αλλά ολοκληρωμένη, οπτική ανασκόπηση των στοιχείων αλληλουχίας για την εμφάνιση ενός SV. Η λειτουργία Saplot VCF δημιουργεί γραφικά για μεγάλους αριθμούς SV που περιέχονται σε ένα αρχείο VCF και παρέχει ισχυρά και εύχρηστα φίλτρα για να βελτιώσετε ποια SV θα σχεδιάσετε, βελτιώνοντας και βελτιστοποιώντας τη διαδικασία αναθεώρησης. Τέλος, το εργαλείο Samplot-ML αυτοματοποιεί μεγάλο μέρος της διαδικασίας αναθεώρησης με υψηλή ακρίβεια, ελαχιστοποιώντας τις απαιτούμενες ανθρώπινες ώρες για επιμέλεια.


Τάσεις

Η φαινολογία (δηλαδή η χρονική στιγμή της ανθοφορίας, της εκρίζωσης και άλλων επαναλαμβανόμενων βιολογικών γεγονότων) είναι ένα βασικό συστατικό για τη μέτρηση του τρόπου με τον οποίο τα είδη ανταποκρίθηκαν και θα συνεχίσουν να ανταποκρίνονται στην κλιματική αλλαγή.

Τα δείγματα βοτάνων αναγνωρίζονται ολοένα και περισσότερο ως αξιόπιστη πηγή για την εκτίμηση της φαινολογικής συμπεριφοράς για μια ποικιλία φυτικών ειδών.

Καθώς εκατομμύρια δείγματα βοτάνων γίνονται διαθέσιμα στο διαδίκτυο μέσω τεράστιων προσπαθειών ψηφιοποίησης, η ανάπτυξη αποτελεσματικών μεθόδων και προτύπων για τη συλλογή μεγάλων ποσοτήτων φαινολογικών δεδομένων βασισμένων σε δείγματα είναι ζωτικής σημασίας για την αξιοποίηση αυτών των δεδομένων για ερευνητικούς σκοπούς.

Μέσω της ενσωμάτωσης με υπάρχοντα σύνολα δεδομένων φαινολογικών δεδομένων, όπως η τηλεπισκόπηση και οι παρατηρήσεις της επιστήμης των πολιτών, τα δείγματα βοτανοειδών προσφέρουν τη δυνατότητα παροχής νέων γνώσεων σχετικά με την ποικιλότητα των φυτών και τις διεργασίες των οικοσυστημάτων στο πλαίσιο της μελλοντικής κλιματικής αλλαγής.

Ο χρονισμός των φαινολογικών γεγονότων, όπως το ξεφύλλισμα και η ανθοφορία, επηρεάζουν έντονα την επιτυχία των φυτών και η μελέτη τους είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα φυτά θα ανταποκριθούν στην κλιματική αλλαγή. Η φαινολογική έρευνα, ωστόσο, συχνά περιορίζεται από το χρονικό, γεωγραφικό ή φυλογενετικό πεδίο των διαθέσιμων δεδομένων. Εκατοντάδες εκατομμύρια φυτικά δείγματα σε herbaria παγκοσμίως προσφέρουν μια πιθανή λύση σε αυτό το πρόβλημα, ειδικά καθώς οι προσπάθειες ψηφιοποίησης βελτιώνουν δραστικά την πρόσβαση σε συλλογές. Τα δείγματα Herbarium αντιπροσωπεύουν στιγμιότυπα φαινολογικών γεγονότων και έχουν χρησιμοποιηθεί αξιόπιστα για τον χαρακτηρισμό φαινολογικών αποκρίσεων στο κλίμα. Εξετάζουμε την τρέχουσα κατάσταση της φαινολογικής έρευνας που βασίζεται σε βότανα, εντοπίζουμε πιθανές προκαταλήψεις και περιορισμούς στη συλλογή, ψηφιοποίηση και ερμηνεία δεδομένων δειγμάτων και συζητάμε μελλοντικές ευκαιρίες για φαινολογικές έρευνες με χρήση δειγμάτων βοτάνου.


Αφηρημένη

Η ενίσχυση των φαινολογικών σταδίων των οπωροφόρων δέντρων έχει μεγάλη σημασία όσον αφορά τη λήψη αποφάσεων σχετικά με τις γεωργικές πρακτικές στους οπωρώνες. Η φαινολογική μοντελοποίηση είναι μια από τις προσεγγίσεις πρόβλεψης που διαδραματίζουν αυτόν τον ρόλο όσον αφορά τα στάδια ανθοφορίας, ιδιαίτερα στο πλαίσιο της υπερθέρμανσης του πλανήτη ως επί το πλείστον αβέβαιης και συνεχούς αλλαγής και της δύσκολης προσαρμογής των οπωροφόρων δέντρων στις μελλοντικές κλιματικές τάσεις. Αυτή η μελέτη είχε ως στόχο την ανάπτυξη και την επιλογή ενός διαδοχικού μοντέλου με την καλύτερη εφαρμογή σε τρεις αντίθετες μεσογειακές τοποθεσίες, συμπεριλαμβανομένων των μαροκινών τοποθεσιών που χαρακτηρίζονται από ήπιο κλίμα, προκειμένου να συγκριθούν με τις ευρωπαϊκές τοποθεσίες (εύκρατο κλίμα), όπου είχαν αναπτυχθεί παλαιότερα φαινολογικά μοντέλα. Η πλήρης ανθοφορία είναι το φαινολογικό στάδιο που διερευνήθηκε σε αυτή τη μελέτη. Η στατιστική ανάλυση της μέσης θερμοκρασίας κατά την περίοδο από τον Οκτώβριο έως τον Απρίλιο έδειξε σημαντική διαφορά μεταξύ των μαροκινών και ευρωπαϊκών τοποθεσιών. Κατά συνέπεια, οι ημερομηνίες πλήρους ανθοφορίας που παρατηρήθηκαν σε όλες τις τοποθεσίες έδειξαν διαφορετικές συμπεριφορές ως απόκριση στη διακύμανση της θερμοκρασίας κατά τη χειμερινή και την ανοιξιάτικη περίοδο. Η διαδικασία μοντελοποίησης έδειξε ένα διαδοχικό μοντέλο με καλή προσαρμογή για να ληφθούν υπόψη οι παρατηρήσεις του σταδίου πλήρους ανθοφορίας με RMSE 4,4 ημερών από τα επικυρωμένα δεδομένα. Η παραγωγή του προσαρμοσμένου μοντέλου αποκάλυψε μια καθυστερημένη ημερομηνία διάρκειας αδράνειας και, κατά συνέπεια, μια μακρά περίοδο ενδοδυναμίας στο Μαρόκο, ενδιάμεσο στη Γαλλία και σύντομη στην Ιταλία, παρουσιάζοντας κλίση από το νότο (Μαρόκο), όπου οι μηλιές παρουσίασαν δυσκολία προσαρμογής λόγω έλλειψης ανατριχιαστική, στις βόρειες περιοχές.


Τι είναι η επικύρωση;

Η επικύρωση περιλαμβάνει τη διενέργεια εργαστηριακών δοκιμών για να επαληθεύσετε ότι ένα συγκεκριμένο όργανο, πρόγραμμα λογισμικού ή τεχνική μέτρησης λειτουργεί σωστά.

Η εμπιστοσύνη στα αποτελέσματα του εγκληματολογικού DNA αποκτάται μέσω μελετών επικύρωσης, οι οποίες παρέχουν αντικειμενικές αποδείξεις ότι μια μέθοδος δοκιμής DNA είναι ισχυρή, αξιόπιστη και αναπαραγώγιμη. Τα πειράματα επικύρωσης ορίζουν διαδικαστικούς περιορισμούς, προσδιορίζουν κρίσιμα στοιχεία της διαδικασίας που απαιτούν ποιοτικό έλεγχο και παρακολούθηση και καθιερώνουν τυπικές διαδικασίες λειτουργίας και οδηγίες ερμηνείας που πρέπει να ακολουθούν τα εργαστήρια κατά την επεξεργασία των δειγμάτων.

Υπάρχει μια ποικιλία προκλήσεων που αντιμετωπίζει ένα ιατροδικαστικό εργαστήριο DNA κατά την εφαρμογή μιας νέας μεθοδολογίας. Μια κοινή πρόκληση που εντοπίζεται από τα εργαστήρια είναι η έλλειψη διαθέσιμων πόρων για την εκτέλεση πειραμάτων επικύρωσης. Τα εργαστήρια επισημαίνουν επίσης την ύπαρξη διαφορετικών απόψεων σχετικά με τα πρωτόκολλα επικύρωσης, τους αριθμούς δειγμάτων και τον ορισμό κατάλληλων και αποτελεσματικών πειραμάτων ως αξιοσημείωτες προκλήσεις. Αυτές οι μεταβλητές έχει αποδειχθεί ότι συμβάλλουν σε εκτενείς μελέτες επικύρωσης που περιλαμβάνουν περιττές ή υπερβολικές δοκιμές χωρίς το όφελος της πρόσθετης εμπιστοσύνης. Επιπλέον, η διαχείριση και η ανάλυση δεδομένων είναι δύσκολες διαδικασίες που είναι συχνά χειροκίνητες λειτουργίες ή χρησιμοποιούν μια σειρά εργαλείων που οι αναλυτές έχουν αναπτύξει μόνοι τους.

Το CD επικύρωσης και επαλήθευσης του Άτλαντα οργανώνει πληροφορίες σχετικά με τις μεθόδους ανάλυσης εγκληματολογικού DNA και παρέχει άμεση πρόσβαση στις αναπτυξιακές μελέτες επικύρωσης της Applied Biosystems, στα υλικά αναφοράς, στις κατευθυντήριες γραμμές δραστηριοτήτων διασφάλισης ποιότητας και ελέγχου, στα δελτία χρήστη, στα εγχειρίδια χρήσης και σε άλλα υποστηρικτικά έγγραφα. Είναι μια επέκταση των εργαλείων υποστήριξης επικύρωσης που διατίθενται από την Applied Biosystems και της δέσμευσής μας να συνεχίσουμε να εργαζόμαστε με την ιατροδικαστική κοινότητα για να βοηθήσουμε τους επιστήμονες να συμμορφωθούν με τις ζωτικές οδηγίες διασφάλισης ποιότητας και δραστηριοτήτων ελέγχου.

Επικύρωση: Τι είναι, γιατί έχει σημασία και πώς πρέπει να γίνει;
Του John M. Butler, Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας

Η επικύρωση περιλαμβάνει τη διενέργεια εργαστηριακών δοκιμών για να επαληθεύσετε ότι ένα συγκεκριμένο όργανο, πρόγραμμα λογισμικού ή τεχνική μέτρησης λειτουργεί σωστά. Αυτά τα πειράματα επικύρωσης τυπικά εξετάζουν την ακρίβεια, την ακρίβεια και την ευαισθησία, τα οποία όλα παίζουν παράγοντα στα 3 R των μετρήσεων: αξιοπιστία, αναπαραγωγιμότητα και στιβαρότητα. 1

Χωρίς μελέτες επικύρωσης, τα εργαστήρια δεν μπορούν να είναι σίγουροι για τα αποτελέσματα που παράγονται από ένα νέο γενετικό τεστ, όργανο ή πρόγραμμα λογισμικού. Αυτές οι μελέτες βοηθούν στον καθορισμό του εύρους και της συνάφειας των μετρήσεων που γίνονται με μια μέθοδο. Για παράδειγμα, αναμένονται αναπαραγώγιμα αποτελέσματα όταν ένα ή λίγα μόνο κύτταρα χρησιμοποιούνται για την ενίσχυση υποβαθμισμένων προτύπων DNA που μπορεί να βρεθούν σε δείγματα υπόθεσης; Μια σειρά αραιώσεων ενός καλά χαρακτηρισμένου δείγματος DNA για τη μέτρηση της ευαισθησίας μπορεί να βοηθήσει στην απάντηση στο ερώτημα τι επίπεδο εισόδου DNA με μια νέα δοκιμή αναμένεται να παράγει ένα πλήρες προφίλ DNA. Οι μελέτες επικύρωσης θα επαληθεύσουν επίσης εάν ένα νέο όργανο αποδίδει τόσο καλά ή καλύτερα από ένα προηγούμενο όσον αφορά την ευαισθησία ή την ακρίβεια των αποτελεσμάτων. Δεδομένου ότι τα αξιόπιστα αναλυτικά δεδομένα είναι πολύ επιθυμητά στα δικαστήρια που συζητούν την αθωότητα ή την ενοχή ενός κατηγορούμενου, οι πληροφορίες επικύρωσης που βασίζονται στις μετρήσεις τυποποίησης DNA ελέγχονται συχνά από το δικαστήριο προκειμένου να αξιολογηθεί το παραδεκτό των αποδεικτικών στοιχείων που υποβάλλονται από εγκληματολογικά εργαστήρια. Έτσι, η επικύρωση δημιουργεί εμπιστοσύνη για το δικαστήριο καθώς και βοηθά στη διασφάλιση της ποιότητας και τις δραστηριότητες ελέγχου στο εργαστήριο.

Παρόλο που δεν υπάρχει ακόμη τυποποιημένη στρατηγική επικύρωσης που να είναι γενικά αποδεκτή ή να χρησιμοποιείται σε εργαστήρια εγκληματολογικού DNA, 2 η εισαγωγή μιας διαδικασίας (δοκιμασία, όργανο ή λογισμικό) & quoton-line & quot σε ιατροδικαστικό εργαστήριο περιλαμβάνει συνήθως τα ακόλουθα βήματα: (α) εγκατάσταση τα όργανα ή το λογισμικό και αγορά αντιδραστηρίων ανάλυσης, (β) εκμάθηση για την τεχνική και πώς να την εκτελέσετε σωστά, (γ) επικύρωση της αναλυτικής διαδικασίας για τον καθορισμό του εύρους και της αξιοπιστίας της, (δ) δημιουργία τυποποιημένων διαδικασιών λειτουργίας με ερμηνεία κατευθυντήριες γραμμές που βασίζονται στις μελέτες επικύρωσης, (ε) εκπαίδευση του άλλου προσωπικού σχετικά με την τεχνική και (στ) κάθε εκπαιδευμένος αναλυτής που περνάει ένα τεστ προσόντων για αρχική χρήση σε εγκληματολογικές υποθέσεις. Μετά την επιτυχή εφαρμογή μιας διαδικασίας σε χρήση με εγκληματολογικές υποθέσεις, πραγματοποιούνται δοκιμές επάρκειας σε τακτική βάση για να αποδειχθεί η επιτυχής εφαρμογή της τεχνικής με την πάροδο του χρόνου από ειδικευμένους αναλυτές.

Με τα χρόνια η κοινότητα του εγκληματολογικού DNA έχει διαιωνίσει μια σειρά από παρανοήσεις σχετικά με την επικύρωση — πολλές από τις οποίες εξετάζονται σε ένα πρόσφατο άρθρο.3 Μια κοινή αντίληψη είναι ότι η επικύρωση μπορεί (ή θα έπρεπε) να διαρκέσει πολλούς μήνες για να πραγματοποιηθεί. Δυστυχώς, τα εγκληματολογικά εργαστήρια ξεκινούν συχνά το ταξίδι επικύρωσής τους χωρίς χάρτη ή σαφή ιδέα για τον προορισμό τους. Χωρίς σχέδιο επικύρωσης, αυτά τα εργαστήρια γίνονται κουρασμένοι και θλιβεροί περιπλανώμενοι που χάνουν πολύτιμο χρόνο και ξοδεύουν περιττό κόστος εργασίας και αντιδραστηρίων όταν απομακρύνονται από την πορεία τους από τους ανέμους ανησυχίας. Ο φόβος των ελεγκτών και όχι η επιστημονική συλλογιστική διέπει τη συλλογή μεγάλου αριθμού σημείων δεδομένων σε ορισμένες περιπτώσεις. Έτσι, η εφαρμογή μιας νέας τεχνολογίας για την ταχύτερη επίλυση περιπτώσεων μπορεί να καθυστερήσει επειδή πραγματοποιείται ένας υπερβολικά μεγάλος αριθμός πειραμάτων επικύρωσης.

Οι διαθέσιμοι πόροι για να βοηθήσουν στη διαμόρφωση ενός αποτελεσματικού σχεδίου επικύρωσης περιλαμβάνουν την Ενότητα 8 των Προτύπων Διασφάλισης Ποιότητας του Συμβουλευτικού Συμβουλίου DNA του FBI,4 που περιγράφει τις κύριες πτυχές των εγκληματολογικών μελετών επικύρωσης DNA. Οι Αναθεωρημένες Οδηγίες Επικύρωσης SWGDAM5 παρέχουν περισσότερες λεπτομέρειες και συνιστούν να εξετάζονται συνολικά τουλάχιστον 50 δείγματα στο πλαίσιο μιας προσεκτικής μελέτης επικύρωσης. Επιπλέον, ο ιστότοπος NIST STRBase περιέχει μια ενότητα επικύρωσης με χρήσιμες πληροφορίες και συνδέσμους προς υλικό εργαστηρίου σχετικά με την επικύρωση: http://www.cstl.nist.gov/biotech/strbase/validation.htm

1. Butler, J.M. (2005) Forensic DNA Typing: Biology, Technology, and Genetics of STR Markers, 2nd edition, Chapter 16 & quotLaboratory Validation & quot, σελ. 389-412.
2. Butler, J.M., Tomsey, C.S., Kline, M.C. (2004) Μπορεί να τυποποιηθεί η διαδικασία επικύρωσης στην ιατροδικαστική πληκτρολόγηση; Πρακτικά του 15ου Διεθνούς Συμποσίου για την Ταυτοποίηση του Ανθρώπου. Διαθέσιμο στη διεύθυνση http://www.promega.com/geneticidproc/ussymp15proc/oralpresentations/butler.pdf
3. Butler, J.M. (2006) Αποκαλύπτοντας μερικούς αστικούς μύθους γύρω από την επικύρωση εντός της κοινότητας του εγκληματολογικού DNA. Profiles in DNA (Promega Corporation), τομ. 9 (2), σελ. 3-6 διαθέσιμο on-line στη διεύθυνση http://www.promega.com/profiles/902/ProfilesInDNA_902_03.pdf
4. DNA Advisory Board (2000) Πρότυπα Διασφάλισης Ποιότητας για Εργαστήρια Εγκληματολογικού Ελέγχου DNA και Εργαστήρια Βάσεων Δεδομένων Καταδικασμένου Παραβάτη DNA. Forensic Sci. Κοιν. 2 (3) διαθέσιμο στη διεύθυνση http://www.fbi.gov/hq/lab/fsc/backissu/july2000/codispre.htm
5. Επιστημονική Ομάδα Εργασίας για τις μεθόδους ανάλυσης DNA (SWGDAM) (2004) Αναθεωρημένες οδηγίες επικύρωσης. Forensic Sci. Κοιν. 6(3) διαθέσιμο στη διεύθυνση http://www.fbi.gov/hq/lab/fsc/backissu/july2004/standards/2004_03_standards02.htm

Για περισσότερες πληροφορίες, επικοινωνήστε με: John M. Butler Human Identity Project Leader, Biochemical Science DivisionNational Institute of Standards and Technology100 Bureau Drive, Mail Stop 8311Gaithersburg, MD 20899-8311(301) 975-4049 john.but.

Ο συγγραφέας, John M. Butler, χρηματοδοτείται από το Εθνικό Ινστιτούτο Δικαιοσύνης μέσω διασυνοριακής συμφωνίας 2003-IJ-R-029 με το NIST Office of Law Enforcement Standards. Οι απόψεις σε αυτό το έγγραφο είναι αυτές του συγγραφέα και δεν αντιπροσωπεύουν απαραίτητα την επίσημη θέση ή τις πολιτικές του Υπουργείου Δικαιοσύνης των ΗΠΑ. Ορισμένος εμπορικός εξοπλισμός, όργανα και υλικά προσδιορίζονται προκειμένου να προσδιοριστούν οι πειραματικές διαδικασίες όσο το δυνατόν πληρέστερα. Σε καμία περίπτωση αυτή η αναγνώριση δεν συνεπάγεται σύσταση ή έγκριση από το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας ούτε υπονοεί ότι οποιοδήποτε από τα υλικά, τα όργανα ή τον εξοπλισμό που προσδιορίζονται είναι απαραίτητα τα καλύτερα διαθέσιμα για το σκοπό αυτό.


Αποτελέσματα

Φαινολογία διαστρωμάτωσης στις λίμνες του βόρειου ημισφαιρίου

Οι μακροπρόθεσμες καθημερινές μας προσομοιώσεις υποδηλώνουν ότι η θερμική διαστρωμάτωση στις λίμνες του βόρειου ημισφαιρίου κατά την ιστορική περίοδο (κατά μέσο όρο εδώ για όλα τα χρόνια από το 1970 έως το 1999) ξεκινά συνήθως μεταξύ Μαρτίου και Ιουλίου και τελειώνει μεταξύ Ιουνίου και Δεκεμβρίου (Εικ. 1). Χρησιμοποιώντας ένα τυχαίο μοντέλο δασών (βλ. «Μέθοδοι»), διερευνήσαμε τους κλιματικούς και λιμνιακούς μορφολογικούς παράγοντες των προσομοιωμένων μέσων ημερομηνιών έναρξης και διάσπασης της στρωματοποίησης. Οι μεταβλητές πρόβλεψης περιελάμβαναν την εποχιακή (ψυχρή και ζεστή εποχή του βόρειου ημισφαιρίου) τη θερμοκρασία του αέρα και την ταχύτητα του ανέμου, το βάθος της λίμνης και την επιφάνεια (βλ. «Μέθοδοι»). Χρησιμοποιώντας αυτές τις μεταβλητές πρόβλεψης, καταφέραμε να εξηγήσουμε έως και το 93% της διακύμανσης της κατά μήκος της λίμνης τόσο στο χρονοδιάγραμμα της έναρξης και της διάλυσης της ιστορικής διαστρωμάτωσης (Εικ. 1 και 2α, β). Για τον χρόνο έναρξης της διαστρωμάτωσης, βρήκαμε ότι η θερμοκρασία του αέρα κατά την ψυχρή περίοδο (Νοέμβριος έως Απρίλιος) ήταν ο πιο σημαντικός παράγοντας, ακολουθούμενη από την ταχύτητα του ανέμου της ψυχρής περιόδου (Εικ. 2α). Ο ρόλος τόσο της θερμοκρασίας του αέρα όσο και της ταχύτητας του ανέμου στον χρόνο έναρξης της διαστρωμάτωσης μπορεί να εξηγηθεί κυρίως λόγω της ατομικής ή, μάλιστα, συνδυασμένης επιρροής τους στη θερμοκρασία της επιφάνειας της λίμνης και, στη συνέχεια, στην κατακόρυφη κλίση της πυκνότητας του νερού την άνοιξη/καλοκαίρι. Για παράδειγμα, καθώς η είσοδος θερμότητας δρα για να αυξήσει τη σταθερότητα της στήλης νερού θερμαίνοντας το στρώμα κοντά στην επιφάνεια πάνω από τη θερμοκρασία της μέγιστης πυκνότητας (

3,98 °C), η υψηλότερη ταχύτητα ανέμου μπορεί να ενισχύσει την απώλεια θερμότητας μέσω της τυρβώδους ανάμειξης 16 ή/και να αναμειγνύει ύδατα κοντά στην επιφάνεια σε μεγαλύτερα βάθη, διαβρώνοντας έτσι κάθε καθιερωμένη κατακόρυφη κλίση πυκνότητας. Επομένως, εάν η θερμοκρασία του αέρα είναι υψηλή και η ταχύτητα του ανέμου είναι χαμηλή, μπορεί κανείς να αναμένει μια πρόωρη έναρξη της διαστρωμάτωσης. Αντίθετα, εάν η θερμοκρασία του αέρα είναι χαμηλή και η ταχύτητα του ανέμου είναι υψηλή, μπορούμε να περιμένουμε αργότερα την έναρξη της στρωματοποίησης. Σε συμφωνία με τις προσδοκίες μας, ένα δέντρο παλινδρόμησης (το οποίο εξηγούσε το 85% της διακύμανσης της έναρξης της διαστρωμάτωσης) έδειξε ότι οι λίμνες που βρίσκονται σε ένα θερμότερο κλίμα στρωματοποιούνται νωρίτερα από εκείνες αλλού (ρ = .80,88 Συμπληρωματικός Πίνακας 1α), και οι τελευταίες ημερομηνίες έναρξης διαστρωμάτωσης σημειώθηκαν σε λίμνες που βρίσκονται στις πιο κρύες και θυελλώδεις περιοχές (Εικ. 2γ). Αυτό το αποτέλεσμα επιβεβαιώθηκε από εκτιμήσεις που προέρχονται από δορυφόρους για την έναρξη της στρωματοποίησης για 60 λίμνες του Βόρειου Ημισφαιρίου (Συμπληρωματικό Σχήμα 1 βλέπε «Μέθοδοι»).

Εμφανίζονται τα ιστορικά χωρικά μοτίβα που υπολογίζονται κατά μέσο όρο για όλα τα χρόνια από το 1970 έως το 1999. ένα την ημέρα του έτους έναρξης της διαστρωμάτωσης, σι η μέση θερμοκρασία του αέρα κατά την κρύα περίοδο (Νοέμβριος-Απρίλιος) και ντο η σχέση μεταξύ της έναρξης της διαστρωμάτωσης, της θερμοκρασίας του αέρα κατά την κρύα εποχή και της ταχύτητας του ανέμου. Εμφανίζονται επίσης τα χωρικά μοτίβα στο ρε την ημέρα του έτους της διάσπασης της διαστρωμάτωσης, μι η μέση θερμοκρασία του θερμού χρόνου (Μάιος-Οκτώβριος), και φά τη σχέση μεταξύ της διάσπασης της στρωματοποίησης, της θερμοκρασίας του αέρα της θερμής περιόδου και της ταχύτητας του ανέμου. Όλα τα αποτελέσματα βασίζονται στη μέση προσομοίωση στο σύνολο μοντέλων λίμνης -κλίματος.

Σημασία μεταβλητών βάσει τυχαίας ανάλυσης δάσους στην πρόβλεψη ένα έναρξη διαστρωμάτωσης και σι διάσπαση της διαστρωμάτωσης. Η μεταβλητή σημασία υπολογίζεται ως η ποσοστιαία αύξηση του μέσου τετραγωνικού σφάλματος (MSE) των προβλέψεων που εκτιμάται με έναν συντελεστή παραλλαγής εκτός αποσκευών (CV) ως αποτέλεσμα της μετάθεσης των μεταβλητών. Οι υψηλότερες τιμές υποδηλώνουν μεγαλύτερη σημασία μιας μεταβλητής πρόβλεψης για το σύνολο των δέντρων αποφάσεων. Δέντρο παλινδρόμησης που δείχνει τους οδηγούς της ημερομηνίας έναρξης διαστρωμάτωσης (ντο) και διάσπαση διαστρωμάτωσης (ρε). Οι τιμές κάτω από κάθε φύλλο αντιπροσωπεύουν την ημερομηνία στρωματοποίησης (εμφανίζεται ως ημέρα του έτους) κατά μέσο όρο για τις λίμνες που βρίσκονται σε κάθε ομάδα. Όλα τα αποτελέσματα βασίζονται στη μέση προσομοίωση στο σύνολο μοντέλων λίμνης -κλίματος. Η ψυχρή περίοδος ορίζεται ως Νοέμβριος-Απρίλιος και η θερμή περίοδος ορίζεται ως Μάιος-Οκτώβριος.

Τα μορφολογικά χαρακτηριστικά της λίμνης (βάθος και επιφάνεια) θεωρούνται επίσης τυπικά σημαντικοί παράγοντες που επηρεάζουν τον χρόνο έναρξης της διαστρωμάτωσης σε ορισμένες λίμνες, λόγω της σημαντικής περιόδου της συγκολλητικής ανάμειξης που συμβαίνει συνήθως σε μεγάλες λίμνες πριν από την έναρξη της στρωματοποίησης την άνοιξη 17,18 . Συγκεκριμένα, σε πολλές μεγάλες λίμνες του Βόρειου Ημισφαιρίου, οι θερμοκρασίες της χειμερινής λίμνης είναι συνήθως κάτω από τη θερμοκρασία της μέγιστης πυκνότητας (π.χ. κατά τη διάρκεια της κάλυψης πάγου), με αποτέλεσμα μια αντίστροφα στρωματοποιημένη στήλη νερού και το σχηματισμό ενός ψυχρότερου, λιγότερο πυκνού άνω μικτού στρώματος πάνω από πυκνότερο, πιο ζεστά κάτω νερά 19. Η ανοιξιάτικη θέρμανση οδηγεί στην απώλεια πάγου της λίμνης και θερμαίνει τα εγγύς επιφανειακά νερά, αυξάνοντας την πυκνότητα του νερού και καταλήγοντας σε συναγωγή ανάμιξης μέσω ενός βαθέως όγκου νερού με μεγάλη θερμική αδράνεια. Ως αποτέλεσμα, η θέρμανση την άνοιξη μπορεί να επιφέρει ταχύτερη άνοδο της θερμοκρασίας της επιφάνειας της λίμνης σε ρηχές λίμνες με μικρότερη θερμική αδράνεια. Επίσης, λόγω της υψηλότερης μεταφοράς ορμής της επιφάνειας από άνεμο κοντά στην επιφάνεια σε μεγάλες λίμνες 14, οι άνεμοι μπορούν να έχουν ισχυρότερη επίδραση στην ημερομηνία έναρξης της διαστρωμάτωσης. Ωστόσο, στις λίμνες που μελετήσαμε, οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας του αέρα και της ταχύτητας του ανέμου ήταν οι κυρίαρχοι οδηγοί (Εικ. 2α, γ).

Σε αντίθεση με την έναρξη διαστρωμάτωσης, η ταχύτητα του ανέμου (κατά μέσο όρο κατά τη θερμή περίοδο, Μάιος έως Οκτώβριος) ήταν ο σημαντικότερος παράγοντας της μέσης ημερομηνίας διάσπασης της στρωματοποίησης, ακολουθούμενη από το βάθος της λίμνης και τις θερμοκρασίες του αέρα της θερμής περιόδου (Εικ. 2β). Λίμνες που βρίσκονται σε περιοχές με υψηλότερες μέσες ταχύτητες ανέμου παρουσίασαν προγενέστερη διάσπαση της διαστρωμάτωσης (ρ = .80,81 Συμπληρωματικός Πίνακας 1β). Αυτό το αποτέλεσμα θα μπορούσε, και πάλι, να επαληθευτεί με εκτιμήσεις που προέρχονται από δορυφόρους για τη διάσπαση της στρωματοποίησης (Συμπληρωματικό Σχήμα 1). Οι υψηλότερες ταχύτητες ανέμου μπορούν να οδηγήσουν σε προγενέστερη διάσπαση διαστρωμάτωσης (i) ενισχύοντας την τυρβώδη απώλεια θερμότητας στη διεπαφή αέρα-νερού και (ii) αναμειγνύοντας ζεστά νερά κοντά στην επιφάνεια σε μεγαλύτερα βάθη και μειώνοντας έτσι την κατακόρυφη κλίση πυκνότητας. Μια ανάλυση δέντρου παλινδρόμησης εξήγησε το 80% της διακύμανσης στο χρόνο διάσπασης της διαστρωμάτωσης και αποκάλυψε περίπλοκες αλληλεπιδράσεις μεταξύ της ταχύτητας του ανέμου της θερμής περιόδου, της θερμοκρασίας του αέρα και του βάθους της λίμνης στην εξήγηση της διάσπασης της στρωμάτωσης στις λίμνες (Εικ. 2δ). Η διάσπαση της διαστρωμάτωσης ήταν η πιο πρώιμη σε λίμνες μικρότερες από 15 μέτρα που βρίσκονται σε θερμές και θυελλώδεις περιοχές (Εικ. 2δ) και ήταν πιο πρόσφατη σε βαθιές λίμνες που βρίσκονται σε δροσερές, ακίνητες περιοχές. Η βαθιά επίδραση της διάσπασης της διαστρωμάτωσης οφείλεται κυρίως στην παρουσία ενός βαθύτερου (και συνεπώς υψηλότερου όγκου) ανώτερου μικτού στρώματος το καλοκαίρι, με αποτέλεσμα οι θερμοκρασίες της λίμνης να είναι λιγότερο ευαίσθητες στις καθημερινές αλλαγές στην ατμοσφαιρική πίεση και έτσι καθυστερημένη διάσπαση της διαστρωμάτωσης σε σύγκριση με τις ρηχές λίμνες 20. Με άλλα λόγια, οι μεγαλύτερες λίμνες παραμένουν στρωματοποιημένες για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, καθώς τόσο η πίεση του ανέμου όσο και η απώλεια θερμότητας στην επιφάνεια δρουν σε μεγαλύτερο όγκο νερού, απαιτώντας έτσι περισσότερο χρόνο για να διαβρώσουν τη διαστρωμάτωση και να προκαλέσουν ανατροπή.

Το στατιστικό μας μοντέλο ήταν σε θέση να εξηγήσει πάνω από το 90% της μεταβλητότητας στη φαινολογία της στρωματοποίησης από μερικές παγκοσμίως διαθέσιμες μεταβλητές πρόβλεψης (Εικ. 2α, β). Για να εξηγηθεί η εναλλακτική μεταβλητότητα, θα μπορούσαν επίσης να ληφθούν υπόψη παράγοντες όπως η διαφάνεια των υδάτων, οι οποίοι μπορεί να διαφέρουν μεταξύ των λιμνών λόγω αλλαγών στις πρακτικές διαχείρισης της γης και στα πρότυπα βροχοπτώσεων 21. Η ισχυρότερη εξασθένηση του φωτός (δηλαδή λόγω των πιο σκούρων επιφανειακών υδάτων) μπορεί να αυξήσει τη θερμοκρασία των επιφανειακών υδάτων της λίμνης την άνοιξη και το καλοκαίρι, με αποτέλεσμα την έναρξη της διαστρωμάτωσης νωρίτερα, αλλά την ταχύτερη ψύξη το φθινόπωρο 22,23,24, οδηγώντας έτσι σε προγενέστερη διάσπαση της στρωματοποίησης. Σημειώνουμε επίσης ότι οι διακυμάνσεις της αλατότητας, οι οποίες μπορεί να ποικίλουν μεταξύ των λιμνών λόγω φυσικής διαδικασίας καθώς και ανθρώπινων επιπτώσεων 25, δεν εξετάζονται στην έρευνά μας. Οι αλλαγές στην αλατότητα, ιδίως η κατακόρυφη κλίση αλατότητας εντός της λίμνης, θα μπορούσαν να έχουν επίδραση στη φαινολογία της στρωματοποίησης επηρεάζοντας την κατακόρυφη διαφορά πυκνότητας. Επιπλέον, ο χρόνος παραμονής στο νερό δεν λαμβάνεται υπόψη στη μελέτη μας, γεγονός που θα μπορούσε να επηρεάσει τον αριθμό των ημερών κατά τις οποίες μια λίμνη στρωματοποιείται συνεχώς και, επομένως, να επηρεάσει τις εκτιμήσεις μας για την έναρξη και τη διάσπαση της στρωματοποίησης.

Φαινολογία στρωματοποίησης υπό την κλιματική αλλαγή

Τα μοντέλα μας προβολές κατά την ιστορική περίοδο, από το 1901 έως το 2005, δείχνουν αξιοσημείωτες χρονικές αλλαγές στη φαινολογία της στρωματοποίησης της λίμνης, ιδιαίτερα από τη δεκαετία του 1980 (Συμπληρωματικό Σχ. 2). Monitoring data from lakes across the Northern Hemisphere (see “Methods”) confirm such changes (Fig. 3 and Supplementary Figs. 3 and 4). For example, Lake Tahoe (California, Nevada) has experienced a considerable change in stratification phenology since the 1960s, with lake stratification onset occurring 2.1 days earlier and stratification break-up occurring 4.4 days later per decade. Similar long-term changes are observed in the United Kingdom with, for example, Blelham Tarn (English Lake District Fig. 3) now stratifying 24 days earlier and maintaining its stratification for an additional 18 days, compared to the start of the observational record (here we compare averages between the first [1963–1972] and last [2008–2017] 10 years of observational data available). The upper North American Great Lakes (Superior, Huron, Michigan), which represent some of the world’s largest freshwater ecosystems and contain irreplaceable biodiversity, are also experiencing rapid changes in stratification phenology. For example, from 1980 to 2019 stratification onset has changed at an average rate of 3.5 ± 2.2 days per decade (quoted uncertainties represent the standard deviation across the Great Lakes) and can even vary by up to 48 days between some extreme years (Supplementary Fig. 5).

Shown are the temporal changes in stratification ένα onset and σι break-up in Blelham Tarn, UK. Also shown, in ντο, are the calculated trends in stratification onset and break-up across all lakes with observational data investigated in this study (Supplementary Table 2). Note that stratification break-up data are not available for all lakes (see “Methods”), thus are not shown in ντοΤο Error bars in ντο represent the standard error of the calculated trend.

During the twenty-first century (2006 to 2099), air temperature is projected to increase considerably across the Northern Hemisphere land surface (Supplementary Fig. 6). Specifically, climate model projections suggest that by 2070–2099 the cold-season air temperature will increase, relative to 1970–1999 (hereafter all future changes are quoted relative to this base-period average), by an average of 2.8 ± 0.9 °C, 5.0 ± 1.4 °C, and 7.5 ± 1.9 °C between RCP 2.6, 6.0, and 8.5, respectively (quoted uncertainties represent the standard deviation from the model ensemble). Similar changes are also projected during the warm season, with air temperatures increasing by 2.1 ± 0.8 °C, 3.8 ± 1.1 °C, and 5.8 ± 1.6 °C between RCP 2.6, 6.0, and 8.5, respectively. In comparison to these projected changes in air temperature, the projected change in near-surface wind speed is relatively minor. Notably, across the Northern Hemisphere land surface, cold-season wind speed is projected to change by −0.03 ± 0.05 ms −1 , −0.03 ± 0.07 ms −1 , and −0.03 ± 0.09 ms −1 between RCP 2.6, 6.0, and 8.5, respectively. During the warm season, near-surface wind speed will change by −0.1 ± 0.06 ms −1 , −0.1 ± 0.08 ms −1 , and −0.14 ± 0.1 ms −1 between RCP 2.6, 6.0, and 8.5, respectively. However, as momentum and mechanical energy fluxes across the air–water interface scale as the wind speed squared and cubed, respectively 26 , modest fractional changes in wind speed may cause substantial change in stratification dynamics 27 . Therefore, while the projected changes in wind speed, when averaged across the Northern Hemisphere land surface, are relatively small and cannot, with confidence, be described as either decreasing or increasing under all RCPs, local-scale projected changes in wind speed (Supplementary Fig. 6) could have a considerable influence on stratification phenology this century.

In line with the projected changes in climatic forcing, our lake model simulations suggest that lake stratification phenology will change substantially in the near future (Fig. 4). Under RCP 2.6, the onset of stratification will occur 8.8 ± 3.5 days earlier and the break-up of stratification will occur 4.2 ± 2.6 days later by the end of the twenty-first century (averaged over all years and lakes from 2070 to 2099). Under RCP 6.0, stratification onset and break-up will occur 14.7 ± 5.1 days earlier and 7.3 ± 3.8 days later, respectively. The largest change in stratification phenology are projected under RCP 8.5 with stratification onset and break-up, respectively, occurring 22.0 ± 7.0 days earlier and 11.3 ± 4.7 days later, on average across the Northern Hemisphere. To investigate further these long-term projected changes in stratification phenology and to explore their regional variability, we separate the studied lakes according to the thermal regions in which they reside (see “Methods”). Approximately 98% of our studied lakes are situated within the four northernmost thermal regions (Supplementary Fig. 7a, b): Northern Frigid (31%), Northern Cool (43%), Northern Temperate (16%), and Northern Warm (8%). Within these four regions, our simulations suggest that the change in stratification onset by 2070–2099 will be relatively similar (Supplementary Fig. 7c–e). For example, under RCP 8.5, the average projected change in stratification onset across the four thermal regions are Northern Frigid: Northern Cool: Northern Temperate: Northern Warm = −21.6 ± 4.9:−22.5 ± 3.7:−22.8 ± 5.7:−21.8 ± 7.3 days. The average change in stratification break-up are 10.2 ± 4.8:12.5 ± 4.0:13.4 ± 5.5:11.6 ± 8.2 days, respectively.

Temporal and spatial variations in ένα, σι the onset and ντο, ρε the break-up of thermal stratification, as well as μι, φά the duration of the thermally stratified period. The temporal changes in lake stratification phenology are shown ένα, ντο, μι from 1901 to 2099 under historic and future climate forcing (RCP 2.6, 6.0, 8.5). The thick lines show the average across all lake–climate models, and the shaded regions represent the standard deviation across the model ensemble. σι, ρε, φά show the spatial patterns in stratification phenology anomalies by the end of the twenty-first century (averaged over all years from 2070 to 2099) under RCP 8.5. Anomalies are quoted relative to the 1970–1999 base-period average.

Given the projected change in both stratification onset and break-up by the end of this century, the duration of the stratified period will increase (Fig. 4e, f). Under RCP 2.6, 6.0, and 8.5, the duration of stratification will increase by 13.0 ± 6.0, 21.9 ± 8.5, and 33.2 ± 11.6 days, respectively, on average. The magnitude of change in the duration of stratification differs slightly across the lake thermal regions (Fig. 5). For example, under RCP 8.5, the average change in stratification duration by 2070–2099 across the thermal regions are Northern Frigid: Northern Cool: Northern Temperate: Northern Warm = 29.9 ± 8.4:34.8 ± 5.7:35.7± 11.6:31.9 ± 13.9 days. However, while the magnitude of change will be comparable, the percentage change in stratification duration will be considerably greater in the northernmost thermal region i.e. Northern Frigid (Fig. 5). Under RCP 8.5, the percentage increase in the duration of stratification across the thermal regions are Northern Frigid: Northern Cool: Northern Temperate: Northern Warm = 61.4 ± 15.9%:39.0 ± 15.2%:29.3 ± 11.6%:20.5 ± 12.5% (Fig. 5). Thus, a similar average increase of

30 days in stratification duration projected in the Northern Frigid and Northern Warm thermal regions correspond to an almost threefold difference in the relative change in stratification duration. This is due to a shorter mean duration of thermal stratification during the historic period at higher latitudes, compared to lakes situated in the warmer southern regions.

Shown are the spatial patterns in the percentage change in the duration of stratification by the end of the twenty-first century (2070–2099), relative to 1970–1999, under ένα RCP 2.6, σι RCP 6.0, and ντο RCP 8.5. Also shown, across the four dominant Northern Hemisphere lake thermal regions, are ρε changes in stratification duration and μι the percentage difference by the end of the century under RCP 2.6 and RCP 8.5. The thermal regions defined include Northern Frigid (NF), Northern Cool (NC), Northern Temperate (NT), and Northern Warm (NW). The distribution of these thermal regions across the Northern Hemisphere are shown in Supplementary Fig. 7.

The severity of change in stratification phenology by the end of the twenty-first century is explained primarily by the magnitude of change in the climatic drivers investigated. As expected, regions which are projected to experience the greatest change in cold- or warm-season air temperature and wind speed are also expected to experience the greatest change in stratification phenology. We also find a strong relationship between the anomalies in the day of year of ice break-up and the change in the day of year in which lakes stratify during the twentieth and twenty-first centuries (Supplementary Fig. 8), with later ice cover break-up intuitively leading to a later onset of thermal stratification. Furthermore, regions that are projected to experience an increase in near-surface wind speed by the end of the twenty-first century should expect lower changes in stratification phenology compared to lakes in other regions, with increasing wind speeds counteracting some of the global warming-induced changes in stratification phenology. On the contrary, a decline in near-surface wind speed by the end of the century will likely exacerbate the influence of climatic warming on lake stratification in Northern Hemisphere lakes 27 .


What is Validity?

Validity encompasses the entire experimental concept and establishes whether the results obtained meet all of the requirements of the scientific research method.

For example, there must have been randomization of the sample groups and appropriate care and diligence shown in the allocation of controls.

Internal validity dictates how an experimental design is structured and encompasses all of the steps of the scientific research method.

Even if your results are great, sloppy and inconsistent design will compromise your integrity in the eyes of the scientific community. Internal validity and reliability are at the core of any experimental design.

External validity is the process of examining the results and questioning whether there are any other possible causal relationships.

Control groups and randomization will lessen external validity problems but no method can be completely successful. This is why the statistical proofs of a hypothesis called significant, not absolute truth.

Any scientific research design only puts forward a possible cause for the studied effect.

There is always the chance that another unknown factor contributed to the results and findings. This extraneous causal relationship may become more apparent, as techniques are refined and honed.


External Validation Study of First Trimester Obstetric Prediction Models (Expect Study I): Research Protocol and Population Characteristics

Ιστορικό: A number of first-trimester prediction models addressing important obstetric outcomes have been published. However, most models have not been externally validated. External validation is essential before implementing a prediction model in clinical practice.

Σκοπός: The objective of this paper is to describe the design of a study to externally validate existing first trimester obstetric prediction models, based upon maternal characteristics and standard measurements (eg, blood pressure), for the risk of pre-eclampsia (PE), gestational diabetes mellitus (GDM), spontaneous preterm birth (PTB), small-for-gestational-age (SGA) infants, and large-for-gestational-age (LGA) infants among Dutch pregnant women (Expect Study I). The results of a pilot study on the feasibility and acceptability of the recruitment process and the comprehensibility of the Pregnancy Questionnaire 1 are also reported.

Μέθοδοι: A multicenter prospective cohort study was performed in The Netherlands between July 1, 2013 and December 31, 2015. First trimester obstetric prediction models were systematically selected from the literature. Predictor variables were measured by the Web-based Pregnancy Questionnaire 1 and pregnancy outcomes were established using the Postpartum Questionnaire 1 and medical records. Information about maternal health-related quality of life, costs, and satisfaction with Dutch obstetric care was collected from a subsample of women. A pilot study was carried out before the official start of inclusion. External validity of the models will be evaluated by assessing discrimination and calibration.

Αποτελέσματα: Based on the pilot study, minor improvements were made to the recruitment process and online Pregnancy Questionnaire 1. The validation cohort consists of 2614 women. Data analysis of the external validation study is in progress.

Συμπεράσματα: This study will offer insight into the generalizability of existing, non-invasive first trimester prediction models for various obstetric outcomes in a Dutch obstetric population. An impact study for the evaluation of the best obstetric prediction models in the Dutch setting with respect to their effect on clinical outcomes, costs, and quality of life-Expect Study II-is being planned.

Trial registration: Netherlands Trial Registry (NTR): NTR4143 http://www.trialregister.nl/trialreg/admin/rctview.asp?TC=4143 (Archived by WebCite at http://www.webcitation.org/6t8ijtpd9).

Λέξεις-κλειδιά: external validation first trimester prediction models pregnancy risk assessment.


Apple phenology occurs earlier across South Korea with higher temperatures and increased precipitation

This study examined relationships between temperature, precipitation, geo-topography, and the spring phenology of Fuji and Hongro apple cultivars along spatial gradients across South Korea. Phenology data was gathered from 2011 to 2014 in 42 uniformly managed research orchards which span a range in climate, latitude, and elevation. We used linear models and spatially explicit forecasts to study apple phenology under climate change scenarios. Given dry winters and complex terrain in South Korea, we hypothesized that, in addition to temperature, precipitation and geo-topographic factors influence apple phenology. We also expected responses to climate variation to be similar between (spatial) and within (temporal) orchards, given the controlled conditions and the use of apple clones in this study. With other factors held constant, phenological sensitivity ranged from − 3.2 to − 3.4 days °C −1 for air temperature and − 0.5 to − 0.6 days cm −1 for March precipitation in a combined model. When modeled without temperature, phenology changed by up to 10 days over the full range in March precipitation. Spring temperatures and precipitation in March had very little cross-correlation (ρ < 0.05), suggesting these patterns are independent however, in a combined model including temperature, predicted changes in precipitation over the next 80 years have only a small impact on future apple phenology. Combining the best models with climate forecasts for South Korea, spring phenology continues to occur earlier over the next 80 years, mostly due to warming temperatures but with strong variation between regions. This suggests regionally specific climate change adaptation strategies are needed for future apple production in South Korea.

Αυτή είναι μια προεπισκόπηση του περιεχομένου συνδρομής, πρόσβαση μέσω του ιδρύματός σας.


Δες το βίντεο: Car painting yourself at home - Goodbye ugly paint! (Νοέμβριος 2022).