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What can 14 CO measurements tell us about OH?
No full textThe possible use of 14CO measurements to constrain hydroxyl radical (OH) concentrations in the atmosphere is investigated. 14CO is mainly produced in the upper atmosphere from cosmic radiation. Measurements of 14CO at the surface show lower concentrations compared to the upper atmospheric source region, which is the result of oxidation by OH. In this paper, the sensitivity of 14CO mixing ratio surface measurements to the 3-D OH distribution is assessed with the TM5 model. Simulated 14CO mixing ratios agree within a few molecules 14CO cm¿3 (STP) with existing measurements at five locations worldwide. The simulated cosmogenic 14CO distribution appears mainly sensitive to the assumed upper atmospheric 14C source function, and to a lesser extend to model resolution. As a next step, the sensitivity of 14CO measurements to OH is calculated with the adjoint TM5 model. The results indicate that 14CO measurements taken in the tropics are sensitive to OH in a spatially confined region that varies strongly over time due to meteorological variability. Given measurements with an accuracy of 0.5 molecules 14CO cm¿3 STP, a good characterization of the cosmogenic 14CO fraction, and assuming perfect transport modeling, a single 14CO measurement may constrain OH to 0.2¿0.3×106 molecules OH cm¿3 on time scales of 6 months and spatial scales of 70×70 degrees (latitude×longitude) between the surface and 500 hPa. The sensitivity of 14CO measurements to high latitude OH is about a factor of five higher. This is in contrast with methyl chloroform (MCF) measurements, which show the highest sensitivity to tropical OH, mainly due to the temperature dependent rate constant of the MCF¿OH reaction. A logical next step will be the analysis of existing 14CO measurements in an inverse modeling framework. This paper presents the required mathematical framework for such an analysis
Seasonal measurements of total OH reactivity emission rates from Norway spruce in 2011
No full textNumerous reactive volatile organic compounds (VOCs) are emitted into the atmosphere by vegetation. Most biogenic VOCs are highly reactive towards the atmosphere's most important oxidant, the hydroxyl (OH) radical. One way to investigate the chemical interplay between biosphere and atmosphere is through the measurement of total OH reactivity, the total loss rate of OH radicals. This study presents the first determination of total OH reactivity emission rates (measurements via the comparative reactivity method) based on a branch cuvette enclosure system mounted on a Norway spruce (Picea abies) throughout spring, summer and autumn 2011. In parallel VOC emission rates were monitored by a second proton-transfer-reaction mass spectrometer (PTR-MS), and total ozone (O3) loss rates were obtained inside the cuvette. Total OH reactivity emission rates were in general temperature and light dependent, showing strong diel cycles with highest values during daytime. Monoterpene emissions contributed most, accounting for 56–69% of the measured total OH reactivity flux in spring and early summer. However, during late summer and autumn the monoterpene contribution decreased to 11–16%. At this time, a large missing fraction of the total OH reactivity emission rate (70–84%) was found when compared to the VOC budget measured by PTR-MS. Total OH reactivity and missing total OH reactivity emission rates reached maximum values in late summer corresponding to the period of highest temperature. Total O3 loss rates within the closed cuvette showed similar diel profiles and comparable seasonality to the total OH reactivity fluxes.
Total OH reactivity fluxes were also compared to emissions from needle storage pools predicted by a temperature-only-dependent algorithm. Deviations of total OH reactivity fluxes from the temperature-only-dependent emission algorithm were observed for occasions of mechanical and heat stress. While for mechanical stress, induced by strong wind, measured VOCs could explain total OH reactivity emissions, during heat stress they could not. The temperature-driven algorithm matched the diel variation of total OH reactivity emission rates much better in spring than in summer, indicating a different production and emission scheme for summer and early autumn. During these times, unmeasured and possibly unknown primary biogenic emissions contributed significantly to the observed total OH reactivity flux
Hohenpeissenberg Photochemical Experiment (HOPE 2000) : measurements and photostationary state calculations of OH and peroxy radicals
No full textMeasurements of OH, total peroxy radicals, non-methane hydrocarbons (NMHCs) and various other trace gases were made at the Meteorological Observatory Hohenpeissenberg in June 2000. The data from an intensive measurement period characterised by high solar insolation (18-21 June) are analysed. The maximum midday OH concentration ranged between 4.5x106 molecules cm-3 and 7.4x106 molecules cm-3. The maximum total ROx (ROx =OH+RO+HO2+RO2) mixing ratio increased from about 55 pptv on 18 June to nearly 70 pptv on 20 and 21 June. A total of 64 NMHCs, including isoprene and monoterpenes, were measured every 1 to 6 hours. The oxidation rate of the NMHCs by OH was calculated and reached a total of over 14x106 molecules cm-3 s-1 on two days. A simple photostationary state balance model was used to simulate the ambient OH and peroxy radical concentrations with the measured data as input. This approach was able to reproduce the main features of the diurnal profiles of both OH and peroxy radicals. The balance equations were used to test the effect of the assumptions made in this model. The results proved to be most sensitive to assumptions about the impact of unmeasured volatile organic compounds (VOC), e.g. formaldehyde (HCHO), and about the partitioning between HO2 and RO2. The measured OH concentration and peroxy radical mixing ratios were reproduced well by assuming the presence of 3 ppbv HCHO as a proxy for oxygenated hydrocarbons, and a HO2/ RO2 ratio between 1:1 and 1:2. The most important source of OH, and conversely the greatest sink for peroxy radicals, was the recycling of HO2 radicals to OH. This reaction was responsible for the recycling of more than 45x106 molecules cm-3 s-1 on two days. The most important sink for OH, and the largest source of peroxy radicals, was the oxidation of NMHCs, in particular, of isoprene and the monoterpenes
Laser-induced fluorescence study of OH in flat flames of 1–10 bar compared with resonance CARS experiments
No full textKohse-Höinghaus K, Meier U, Attal-Trétout B. Laser-induced fluorescence study of OH in flat flames of 1–10 bar compared with resonance CARS experiments. Applied Optics. 1990;29(10):1560-1569.Laser-induced fluorescence (LIF) measurements of OH were performed in flat stoichiometric CH4/air flames burning at 1, 3, 5, 7, and 9.6 bar, which had previously been investigated using OH resonance CARS. In the LIF study, line shape information and temperatures were extracted from excitation spectra; in addition, OH profiles as a function of height above the burner surface and an estimate of the OH concentration for the different flames were obtained. The perspectives and feasibility of quantitative fluorescence measurements in high pressure flames are discussed, particularly in comparison with the application of resonance CARS
Alterações na ingestão de alimento após a injeção de 8-OH-DPAT e MM-77 no núcleo arqueado do hipotálamo
No full textDissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em NeurociênciasEstudos em nosso laboratório mostraram que 8-hidroxi-2-(di-npropilamino)-tetralina (8-OH-DPAT) injetado no Núcleo Arqueado (NARC) provocou hipofagia somente na fase de estro. Neste contexto, a proposta do presente estudo foi investigar a localização do receptor 5-HT1A no circuito serotonérgico do NARC por meio a injeção de um antagonista considerado de ação pós-sinaptica, 1-(2-methoxyphenyl)-4-(4-succinimidobutyl) piperazine (MM-77), em ratas em diestro e estro. Ratas adaptadas a consumir uma dieta rica em sacarose 10% e com cânulas cronicamente implantadas no NARC foram pré-tratadas com o veículo (ácido ascórbico 5%) ou MM-77 (doses de 0,37 e 0,74nmol) seguida pela injeção de 8-OH-DPAT (6nmol) ou veículo. Os resultados mostraram que ratas em diestro apresentaram um consumo de alimento maior do que o grupo em estro. A injeção isolada de 8-OH-DPAT no NARC provocou hipofagia nas duas fases do ciclo estral. Enquanto o tratamento do NARC com ambas as doses de MM-77 provocou hiperfagia nas ratas em estro, somente a maior dose provocou um discreto aumento no consumo de alimento nas ratas em diestro. Quando injetado após a dose menor de MM-77, o 8-OH-DPAT impediu o aparecimento da hiperfagia. Por outro lado, quando administrado com a dose maior de MM-77, o 8-OH-DPAT reduziu a intensidade da resposta hiperfágica induzida pelo MM-77. Em diestro, essa interação entre efeitos induzidos pelo MM-77 e pelo 8-OH-DPAT aparentemente esteve ausente uma vez que a redução no consumo de alimento induzido pela injeção de 8-OH-DPAT não foi afetada pelo tratamento prévio com MM-77 no NARC. No que se refere à duração do comportamento ingestivo, a injeção de 8-OH-DPAT suprimiu o aumento na duração da resposta ingestiva provocada pela menor dose de MM-77 e atenuou a elevação dessa resposta induzida pela maior dose de MM-77 nos animais em estro. Em diestro, a redução na duração da ingestão de alimento provocada pela injeção de 8-OH-DPAT não foi afetada pelo tratamento prévio com MM-77, efeito semelhante àquele observado na resposta de ingestão de alimento. O aumento na latência para iniciar o consumo de alimento induzida pelo tratamento com 8-OH-DPAT no NARC de ratas em estro foi afetada pelo tratamento prévio com MM-77. Enquanto essa variável não foi afetada pelo MM-77 injetado isoladamente, a sua administração reduziu (dose menor) ou suprimiu (dose maior) a elevação na latência para iniciar o consumo de alimento induzido pelo 8-OH-DPAT. Por outro lado, este efeito não foi observado nas ratas em diestro. Esses resultados indicam que o MM-77 isolado remove uma influência inibitória sobre a ingestão de alimento quando injetado no NARC. Além disso, essa influência inibitória parece ser sensível ao nível de hormônios ovarianos no sangue porque os efeitos hiperfágicos do MM-77 foram mais intensos durante o estro. Os resultados também indicam que a ativação de receptores 5-HT1A, que antecipam o final da alimentação, interfere com os efeitos desencadeados pelo MM-77, que isoladamente retarda a atuação dos sinais que induzem o término da resposta ingestiva. Considerando que o MM-77 seja um antagonista de receptor pós-sináptico, os dados do presente sugerem que o receptor 5-HT1A estaria localizado em neurônios pré-sinápticos, pois, em estro e diestro, o MM-77 foi incapaz de impedir a redução da ingestão de alimento induzida pelo 8-OH-DPAT. Por outro lado, os efeitos do 8-OH-DPAT sobre a latência para iniciar o consumo de alimento (mecanismos de saciedade) parecem ser mediados por receptor 5-HT1A pós-sináptico, uma vez que o tratamento prévio com MM-77 suprimiu o retardo na latência para iniciar a resposta ingestiva induzida pelo 8-OH-DPAT durante o estro.Studies in our laboratory showed that 8-hydroxy-2-(di-npropilamino)-tetralin (8-OH-DPAT) injected into the arcuate nucleus (ARCN) caused hypophagia only at the stage of estrus. In this context, the purpose of this study was to investigate the location of the 5-HT1A receptor in the NARC serotonergic circuit through the injection of an antagonist with considered post-synaptic action, 1 - (2-methoxyphenyl) -4 - (4-succinimidobutyl ) piperazine (MM-77), in rats in diestrus and estrus. Rats adapted to consume a diet enriched with 10% sucrose bearing cannuli chronically implanted in ARCN were pre-treated with vehicle (5% ascorbic acid) or MM-77 (doses of 0.37 and 0.74 nmol) followed by injection of 8-OH-DPAT (6 nmol) or vehicle. The results showed that rats in diestrus had a higher food intake than the group in estrus. A single injection of 8-OH-DPAT in ARCN caused hypophagia in both phases of the estrous cycle. While the NARC treatment with both doses of MM-77 caused hyperphagia in female rats in estrus, only the highest dose caused a slight increase in food intake in rats in diestrus. When injected after the lower dose of MM-77, 8-OH-DPAT prevented the onset of hyperphagia. On the other hand, when administered with the higher dose of MM-77, 8-OH-DPAT reduced the intensity of the hyperphagic response induced by the MM-77.In diestrus, this interaction between the effects evoked by MM-77 and 8-OH-DPAT apparently has been absent since the reduction in food intake induced by injection of 8-OH-DPAT was not affected by pre-treatment with MM-77 in NARC. In adiction, the injection of 8-OH-DPAT suppressed the increase in the duration of ingestive response caused by the lower dose of MM-77 and attenuated the elevation of this response induced by the higher dose of MM-77 in animals in estrus. In diestrus, the reduction in the duration of food intake induced by injection of 8-OH-DPAT was not affected by pre-treatment with MM-77, an effect similar to that was observed in response of food intake. The increase in latency to begin food intake induced by treatment with 8-OH-DPAT in ARCN of rats in estrus cycle was affected by pre-treatment with MM-77. While this variable was not affected by MM-77 injected alone, its administration reduced (lower dose) or suppressed (higher dose) the increase in latency to begin food intake induced by 8-OH-DPAT. On the other hand, this effect was not observed in rats in diestrus. These results indicate that the MM-77 alone removes an inhibitory influence on food intake when injected into the ARCN. Furthermore, this inhibitory influence seems to be sensitive to the level of ovarian hormones in the blood because the hyperphagic effects of MM-77 were more intense during estrus. The results also indicate that activation of 5-HT1A receptors, in anticipation to the end of food intake, interferes with the effects triggered by MM-77, which alone slows the action of signals that induce the termination of ingestive response. Whereas the MM-77 is an antagonist of postsynaptic receptor, the present data suggest that 5-HT1A receptor would be located in presynaptic neurons, because in both different estrous cycle stages evaluated, the MM-77 was unable to prevent the reduction of food intake induced by 8-OH-DPAT. On the other hand, the effects of 8-OH-DPAT on the latency to begin food intake (satiety mechanisms) appear to be mediated by 5-HT1A postsynaptic receptor, since pretreatment with MM-77 suppressed the delay in the response latency to start feeding behavior induced by 8-OH-DPAT during estrus
Efeitos ingestivos de injeções de 8-OH-DPATem distritos pontomesencefálicos que contêm pericários imunoreativos à serotonina em pombos (Columba livia)
No full textDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em NeurociênciasO presente trabalho descreve os efeitos de injeções locais de 8-OH-DPAT em vários distritos do tegmento pontomesencefálico e no aqueduto ou 40 ventrículo de pombos domésticos sobre os comportamentos de ingestão hídrica e alimentar. Uma descrição neuroanatômica da distribuição de pericários 5-HT imunoreativos (5HT-IRp) visando auxiliar o mapeamento funcional realizado por meio de injeções locais de 8-OH-DPAT em distritos do tegmento pontomesencefálico indicou que a maioria dos 5-HT-IRp estão localizados em distritos paramedianos e da linha média do tegmento mesencefálico e pontino (rafe superior), ou em áreas do tegmento ventrolateral mesencefálico e dorsolateral pontino, referido como grupo lateral. Os efeitos ingestivos de injeções de 8-OH-DPAT ou de veículo, nestes distritos foram examinados em pombos saciados com livre acesso à água e alimento. Após aplicação destes tratamentos e ao longo de 60 minutos, foram registrados os padrões comportamentais de ingestão de água e alimento (freqüência, latência e duração), a latência e a duração das posturas de sono e sonolência, e a duração dos comportamentos de autolimpeza, imobilidade alerta, exploração do ambiente e locomoção, além dos consumos de água e alimento. As injeções de 8-OH-DPAT administradas nas estruturas paramedianas e da linha média e no aqueduto/40 ventrículo provocaram, efeitos dipsogênicos, de forma consistente, e efeitos hiperfágicos de menor incidência e intensidade. As injeções de 8-OH-DPAT provocaram, de forma dose-dependente, um aumento na quantidade de água ingerida por grama de alimento consumido, indicando uma desorganização do padrão periprandial de ingestão hídrica e um aumento seletivo no consumo de água. As injeções de 8-OH-DPAT administradas no grupo lateral e em regiões não imunoreativas do tegmento pontomesencefálico não afetaram a ingestão alimentar e hídrica. Além disso, as injeções de 8-OH-DPAT nos diversos distritos estudados não provocaram efeitos hipnogênicos ou alterações nos comportamentos exploratórios. Assim, os resultados obtidos no presente trabalho sugerem: 1) a participação de receptores 5-HT1a, localizados na linha média do tegmento pontomesencefálico na regulação do comportamento de ingestão hídrica em pombos e 2) neurônios serotoninérgicos da rafe superior e do grupo lateral participam de distintos circuitos funcionais
[Handwritten list of names by an unknown author #1]
No full textHandwritten note by an unknown author, listing various names
Efeitos ingestivos e coportamentais de microinjeção de metergolina ou 8-OH-DPAT no núcleo arqueado do hipotálamo e no hipotálamo lateral em ratos
No full textDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em NeurociênciasO presente trabalho descreve uma série de experimentos realizados com o objetivo de identificar efeitos ingestivos e comportamentais de microinjeções de Metergolina (Met - 20 nmol - antagonista não seletivo 5-HT1/2), 8-OH-DPAT (8-OH - 1,6 nmol - agonista 5-HT1A), ou de veículo (ácido ascórbico 5%) no ARC, LH ou em áreas hipotalâmicas adjacentes (AHA) de ratos alimentados livremente (AL) ou submetidos à restrição alimentar (RA). Durante 30 minutos após o tratamento, registrou-se a ingestão de água e alimento, além da duração, latência e freqüência de comportamentos ingestivos e não-ingestivos. Em relação ao grupo AL, os dados mostram que injeções de Met no ARC, LH ou em AHA não modificam a ingestão de água e alimento, nem alteram qualquer dos comportamentos analisados, enquanto que as injeções de 8-OH aumentam a atividade de manutenção, quando administrado em AHA. Em contrapartida, nossos dados demonstram que as manipulações, incluindo a implantação da cânula-guia e a administração de veículo em qualquer dos núcleos testados, são capazes de provocar alterações comportamentais em relação aos animais não-operados (NO), como o aumento, da atividade locomotora e da imobilidade. Além disso, manipulações no ARC ou em AHA diminuem a atividade exploratória e aumentam a busca e a exploração do alimento, quando comparado aos animais NO. Já em relação ao grupo RA, os dados mostram que injeções de Met e 8-OH no ARC, LH ou em AHA, não modificam o consumo de água ou alimento. Injeções de Met no LH aumentam a imobilidade e a latência para iniciar a locomoção, além de diminuir a exploração do alimento. A administração de 8-OH neste mesmo núcleo diminui a atividade exploratória. No entanto, a administração de veículo no ARC, LH ou em AHA já é capaz de provocar alterações comportamentais. Injeções de veículo em qualquer das áreas estudadas aumentam a atividade de manutenção (auto-limpeza). Além disso, injeções no LH aumentam a atividade locomotora e a exploração do alimento, diminuindo a atividade exploratória do ambiente. Esta diminuição da atividade exploratória foi também observada em AHA. Em resumo, a administração de Met e de 8-OH no ARC e no LH de ratos, AL ou RA, não afeta a ingestão de água ou alimento, sugerindo a ausência de uma ação tônica inibitória, por parte da 5-HT, nesses sítios. Além disso, nossos dados indicam a participação de receptores 5-HT1/2 na modulação de comportamentos não-ingestivos
CVTresh: R Package for Level-Dependent Cross-Validation Thresholding
No full textThe core of the wavelet approach to nonparametric regression is thresholding of wavelet coefficients. This paper reviews a cross-validation method for the selection of the thresholding value in wavelet shrinkage of Oh, Kim, and Lee (2006), and introduces the R package CVThresh implementing details of the calculations for the procedures. This procedure is implemented by coupling a conventional cross-validation with a fast imputation method, so that it overcomes a limitation of data length, a power of 2. It can be easily applied to the classical leave-one-out cross-validation and K-fold cross-validation. Since the procedure is computationally fast, a level-dependent cross-validation can be developed for wavelet shrinkage of data with various sparseness according to levels.
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