Browsing by Title

Helsinki is a densely built and populated Finnish city, which faces special land use management needs due to its capital status. The expected population growth causes pressure to the amount, quality and regionally equal distribution of the city´s recreation areas. The Recreation Opportunity Spectrum (ROS) method was developed to solve recreation areas´ management problems caused by a rapid increase of recreation areas´ users in United States. The ROS method developers believed that by offering diverse recreation possibilities the injurious environmental and recreational impacts caused by the increase of the users would be minimized. The method is based on an idea whereby a high quality recreation experience is best ensured by offering diverse recreation possibilities. According to the method´s theory, a recreation area´s physical features determine the recreation activities and experience possible. The purpose of the thesis is to explore the diversity of summertime outdoor recreation possibilities in Helsinki by using the ROS method. By examining the recreation conditions´ state of development or naturalness I will form a spectrum representing different recreation opportunities in Helsinki. I will also explore the main arguments for promoting diverse recreation possibilities according to the research literature. The materials of the analyzes consisted of open spatial data determining recreation areas´ physical environment, social and managerial settings. Variables of recreation areas´ physical environment consisted of the size of the area and the impacts of the surrounding land use. The social conditions of recreation areas were examined through their theoretical population pressure. The impression of naturalness, access to the recreation areas and their service facilities determined the managerial conditions. The variables were analyzed by GIS methods, most importantly by distance analyzes. The importance of diverse recreation possibilities is rationalized by three main arguments in the research literature. The diversity of recreation possibilities is justified most importantly by the high diversity of recreationists. Also the so called “problem of relying on averages” and the realization of environmental justice in recreation are key arguments to promote diverse recreation possibilities. The actual diversity of Helsinki´s recreation possibilities is low on a city level since most of the recreation areas´ land area has both natural and urban features according to the different variables. The edges of the ROS scale are strongly represented in the study area. The most natural recreation areas of Helsinki are located in Östersundom, Isosaari and Pikku Niinisaari. The most urban recreation possibilities of the city can be found from the southern parts of Central Park and from small and fragmented recreation areas typically close to the main roads and railway line. It is to be expected that the most developed recreation areas in Helsinki will face increasing population pressure in the near future. It is also likely that a considerable part of the current environments offering most natural recreation possibilities will develop more urban, when the remaining natural possibilities will centralize in to the archipelago. The decrease of environments offering natural recreation possibilities may increase the recreation use of surrounding cities´ natural recreation areas. There are already some references of the trend in Helsinki.

The aim of this study is to examine what kind of mental images are attached to twelve city districts in Helsinki. More accurately put the research questions are 1) to find out how images are portrayed when writing about them in newspapers or spoken about by real-estate agents. 2) What kind of effect mental images has on people and 3) what kind of discursions affects those images. The districts are chosen so that they represent well different areas in Helsinki from their socio-economic and cultural background, as well as architecturally. These districts are Kruununhaka, Töölö, Kallio, Haaga, Oulunkylä, Paloheinä, Viikki, Malmi, Jakomäki, Herttoniemi, Mellunmäki and Östersundom. The research data contains real-estate agents' interviews and articles from Helsingin Sanomat. Real-estate agents provide an interesting viewpoint to different districts with their expertise of neighborhoods and clients. Helsingin Sanomat, for one, portrays the word of media in this research. The influence of media is very powerful, even so that the image it gives of unknown districts becomes 'the truth' of them. The newspaper data contains over 300 articles of different city districts and matters that are associated with mental images of those districts. The real-estate agents' data consist of 43 answers to internet based survey questionnaire. Based on the results it turns out that the real-estate agents are very familiar with almost every district, especially those located in downtown. Most poorly they know about the image of Östersundom, which has been merged to Helsinki most recently. Downtown districts' mental images are perceived positively, as also is the case with residential district Paloheinä and green functionalistic suburb Haaga. The mental images of areas located in eastern or north-western Helsinki, such as Malmi, Jakomäki and Mellunmäki, are perceived most negatively. The impression that newspaper articles give is the same. Articles about those districts very often contain negative expressions even though during the year 2014 aspect of writing has been more positive and has given more peaceful and better image of districts that have bad reputation. The data of real-estate agents' questionnaires also imply that mental images have very great significance for people, especially for the citizens of Helsinki when they are making decisions where to move. Many mental images are also stereotypical and dated. Based on the results can be discovered that mental images are composed by many factors. Firstly, architecture and building time have great influence especially to techno-rationally built areas. They usually have week images for example because of the hard times Finland was going through during the building time. Areas that were built during Empire, Jugend or Functionalistic eras are very popular and perceived positively. They are commonly portrayed by good historical matters. New districts are perceived mostly positively and are sometimes linked to images that are created during city planning. Secondly, geographical location has prejudiced influence on image. Location in eastern or north-western Helsinki dramatically pushes the mental image towards negative conceptions even though it was unsuitable. Thirdly, poverty discursion stigmatizes disadvantaged areas with slummy things such as alcoholism and disquietude. Mental images are altered very slowly but the change is important for example for the city of Helsinki, which is actively trying to create plans for making all city districts' images better.

The Helsinki City Plan Vision 2050 perceives urban parks as its citizens’ living rooms that offer a setting for diverse urban life. The definition of a living room highlights the notion of “hanging out”, sharing space and possibilities for social encounters. In a densifying future urban environment, the significance of urban parks as multifunctional centres of urban life and high quality recreation areas continue to grow. The aim of this thesis was to discover what characterizes Helsinki’s urban parks as public spaces, and to investigate the role they can have in enhancing the lively city. Based on human geography, this thesis hoped to examine the place meanings that urban dwellers attach to urban parks. This research emphasizes the importance of residents’ experiences in knowledge production and is especially interested in the world of experiences that evolve from urban parks as social environments. The thesis was written as part of a European Union funded project GREEN SURGE which in Finland is coordinated by the Department of Environmental Sciences at the University of Helsinki. As a research group, we collected interview and observation field data based on the project guidelines in 12 urban parks in Helsinki in summer 2015. In total, we received 596 interviews. The most popular motivations to use urban parks included relaxing, hanging out, recreation and enjoying the sunny weather, whereas the significance of nature in user motivations was lower. Activities mentioned as social (being together, having a picnic etc.) covered about one fourth of all motivations to use the parks. Park users who arrived for social reasons tended to stay in parks longer and enjoyed the human environment - company and atmosphere - more often. Otto-Iivari Meurman Park in Käpylä turned out to be superior from the point of view of community spirit and lively social atmosphere, which was mainly due to the little café inside the park. In total, 65 % of park users stated the park as very important. The sources of importance were versatile, but close location and physical green environment were highlighted. On the parks’ level, results showed that a park can be a social public space stimulating the lively city without a deep sense of place from park users. It seems that a park can be important to its user only because the space offers the right opportunities of use and pleasant human environment or atmosphere. The result in part challenges the traditional visions of human geographers over the differences in the meaning of space and place. This research concluded that the urban parks of Helsinki cannot be defined as one type that fulfills same functions in urban space. As social public spaces, other parks are successful and “work” - others unsuccessful and do not work. The parks that were defined as quality social spaces were successful e.g. due to their location, design, multifunctionality, services and identity formation, and they attracted users to stay in the park. In the light of this research, successful urban parks have the potential to enhance the lively city and support the Helsinki City Plan Vision to create a good living environment for all.

Vakuutussopimusten tappion arvioiminen on tärkeää vakuutusyhtiön riskienhallinnan kannalta. Tässä työssä esitellään Hattendorffin lause vakuutussopimuksen tappion odotusarvon ja varianssin arvioimiseksi sekä sovelletaan sen tuloksia monitilaisella Markov-prosessilla mallinnettavalle henkivakuutussopimukselle. Hattendorffin lauseen nojalla ekvivalenssiperiaatteen mukaan hinnoitellun vakuutussopimuksen erillisillä aikaväleillä syntyneiden tappioiden odotusarvo on nolla, ja tappiot ovat korreloimattomia, jonka seurauksena tappion varianssi voidaan laskea erillisillä aikaväleillä muodostuneiden tappioiden varianssien summana. Työn soveltavana osana simuloidaan Markov-prosesseja sopivassa monitilaisessa mallissa mallintamaan henkivakuutussopimuksien realisaatioita. Tutkitaan, onko simuloitujen polkujen tuottamien vuosittaisten tappioiden keskiarvo lähellä nollaa, ja onko koko sopimusajan tappioiden varianssin arvo lähellä summaa vuosittaisten tappioiden variansseista. Lisäksi lasketaan simulaation asetelmalle Hattendorffin lauseen avulla teoreettiset vastineet ja verrataan näitä simuloituihin arvoihin. Vakuutussopimus pitää karkeasti sisällään kahdenlaisia maksuja: vakuutusyhtiön maksamat korvausmaksut ja vakuutetun maksamat vakuutusmaksut. Vakuutussopimuksen kassavirta on jollain aikavälillä tapahtuvien vakuutuskorvausten ja -maksujen erotuksen hetkeen nolla diskontattu arvo. Vastuuvelka on määrittelyhetken jälkeen syntyvän, määrittelyhetkeen diskontatun, kassavirran odotusarvo. Vakuutussopimuksen tappio jollain aikavälillä määritellään kyseisen aikavälin kassavirran ja vastuuvelan arvonmuutoksen summana. Kun määritellään stokastinen prosessi, joka laskee tietyllä hetkellä siihen mennessä kumuloituneet kustannukset sekä tulevan vastuuvelan nykyarvon, voidaan tappio ilmaista tämän prosessin arvonmuutoksena. Kyseinen prosessi on neliöintegroituva martingaali, jolloin Hattendorffin lauseen tulokset ovat seurausta neliöintegroituvien martingaalien arvonmuutoksen ominaisuuksista. Hattendorffin lauseen tulokset löydettiin jo 1860-luvulla, mutta martingaaliteorian hyödyntäminen on moderni lähestymistapa ongelmaan. Esittämällä monitilaisella Markov-prosessilla mallinnettavan sopimuksen kustannukset Lebesgue-Stieltjes integraalina, saadaan tappion varianssille laskukelpoiset muodot. Markov-prosessilla mallinnettavilla sopimuksille voidaan johtaa erityistapaus Hattendorffin tuloksesta, missä tappiot voidaan allokoida eri vuosien lisäksi eri tiloihin liittyviksi tappioiksi. Soveltavassa osiossa nähdään, että yksittäisinä sopimusvuosina syntyneiden tappioiden odotusarvot ovat lähellä nollaa, ja otosvarianssien summa lähestyy koko sopimusajan tappion otosvarianssia, mikä on yhtäpitävää Hattendorffin lauseen väitteiden kanssa. Simuloidut otosvarianssit eivät täysin vastaa teoreettisia vastineitaan.

Heronin kolmio on kolmio, jonka sivujen pituudet, pinta-ala ja korkeus ovat rationaalilukuja. Heronin kolmioita on ääretön määrä. Niitä on selvitetty monella eri tavalla. Heronin kolmio saadaan yhdistämällä kaksi Pythagoraan kolmiota tai supistamalla kolmiosta, joka on muodostunut kahdesta Pythagoraan kolmiosta. Tämä on yksi niistä monista ominaisuuksista, jotka Heronin kolmioista tiedetään. Käsitteen ympäriltä löytyy paljon mielenkiintoisia erikoistapauksia: Heronin kolmio voidaan esittää hilamuodossa. Heronin kolmioista osa on Heronin superkolmioita. Heronin kolmiolla voi olla kaksi rationaalista keskijanaa. Heronin kolmio voi olla niin sanotusti hajotettavissa. Puhutaan myös alkeellisista Heronin kolmioista. Tutkimusmenetelmänä olen käyttänyt kirjallisuusselvitystä. Tutkimukseni pohjautuu siis kirjallisiin lähteisiin. Lähteenä olen käyttänyt kolmea kirjaa ja useita artikkeleita. Aiheesta löytyy niin tuoreita kuin vanhempiakin tutkimustuloksia; Euler, Brahmagupta ja Charmichael ovat tutkineet Heronin kolmioita jo varhain historiassa, kun taas esimerkiksi William H. Richardson ja Paul Yiu ovat kirjoittaneet aiheesta artikkeleissaan 2000-luvulla. Tutkielmassani selvitän Heronin kolmioihin liittyvää teoriaa. Pyrin selventämään asioita lukijalle myös esimerkkien, kuvien ja taulukoiden avulla. Käsite itsessään on yksinkertainen, mutta sen ympäriltä löytyy paljon tutkittavaa.

Paikallinen etsintä on yksi tapa ratkaista optimointiongelmia likimääräisesti. Tässä tutkielmassa tarkastellaan kauppamatkustajan ongelman likimääräiseen ratkaisemiseen tarkoitettuja paikallisen etsinnän heuristiikkoja, sekä reitin esitykseen tarvittavia tietorakenteita. Reitti voidaan esittää listana, jonka on tuettava osajonojen eli segmenttien kääntämisiä. Listan esitykseen käytettävän tietorakenteen merkitys korostuu suurissa ongelmissa, sillä segmenttien kääntelyyn kuluva aika voi dominoida algoritmin muuta suoritusaikaa. Tietorakenteen suunnittelu on tasapainoilua tietorakenteeseen kohdistuvien kyselyiden ja muokkausoperaatioiden välillä. Jommatkummat on mahdollista suorittaa hyvin nopeasti, eli vakioajassa, mutta molempia ei voida suorittaa vakioajassa yhdessä ja samassa tietorakenteessa. Kyselyiden nopeuttaminen hidastaa muokkausoperaatioiden suoritusta ja päinvastoin. Binääripuu on varsin luonnollinen listan esitystapa, jossa kyselyt ja segmentin kääntäminen voidaan suorittaa logaritmisessa ajassa. Se ei kuitenkaan ole käytännössä kilpailukykyinen parhaiden vaihtoehtoisten tietorakenteiden kanssa. Segmenttipuu on aputietorakenne, joka ryvästää kyselyitä ja muokkausoperaatioita erillisiksi ryppäiksi. Helsgaunin etsintästrategialla on samankaltainen ryvästävä vaikutus. Kyselyiden ja muokkausoperaatioiden ryvästys mahdollistaa sen, että binääripuussa muokkausoperaatioiden välissä tapahtuvien kyselyiden hakupolkujen keskimääräisiä syvyyksiä voidaan aikaleiman avulla pienentää. Globaalin informaation laiska päivitys binääripuun sisäsolmuihin mahdollistaa sen, että kyselyissä tarvittavia globaaleja tietoja ei tarvitse kerätä puun juureen asti selaamalla. Selaus voidaan keskeyttää heti ensimmäiseen solmuun, jonka globaalit tiedot ovat aikaleiman perusteella ajan tasalla. Periaatetta on testattu binääripuun kaltaisella tietorakenteella, lohkopuulla, Helsgaunin LKH-2 -algoritmin yhteydessä noin 2000–86000 kaupungin kokoisilla ongelmilla. Suoritettujen testien perusteella lohkopuu vaikuttaisi olevan kilpailukykyinen tietorakenne sitä suuremmissa ongelmissa.

This thesis presents a work on the hierarchical models related to Mathematical Physics. It first derives the space-time covariance of the solution of a linear parabolic stochastic partial differential equation (SPDE) with a space-time white noise, where the solution tends in distribution to the Gaussian Free Field (GFF) as the time goes to infinity. Next, it expresses the stationary measure for a non-linear SPDE of Ginzburg-Landau type as an integral of a derivative with respect to the GFF distribution. The rest of the thesis then focuses on searching for a possible Mathematical interpretation of the derivative, which in its turn involves an integral of the fourth power of a generalised random field. It is shown that the direct approach, a naive one using the averaging method or even the approach using Wick's power does not lead to a fully successful interpretation of the above integral, especially in the important case of dimension three. It therefore turns the attention to hierarchical models, first on the unit cube and later on the lattice points. The hierarchical model on the unit cube gives an exact relation between the Green function and the hierarchical free Gaussian random field as well as a satisfactory interpretation of our integral for dimension two, but not for three. On the other hand this model suggests that one could work with effective actions instead. The main part of the thesis lies on formulating a renormalisation group (RG) map for bounded functions and proving a convergence result for the iterations by computing cumulants. Namely, as the level, from which the iteration of RG starts and stops at a fixed level, tends to infinity, the iteration sequences converge. With the previous method in mind one translates the equations in the hierarchical model on the cube which correspond to the iteration of effective actions to those in the hierarchical model on the lattice points and obtains covariance estimates for the linearized part of the equation. These estimates can be used in establishing the convergence result for the effective actions.

We study the non-minimally coupled Higgs inflation scenario in the framework of teleparallel gravity. In the first part of the thesis we introduce teleparallel gravity. We present the tetrad formalism and discuss the connections and the relevant tensors used in teleparallel gravity. We then present the equations of motion in teleparallel gravity, as well as the action and the field equations of the teleparallel equivalent of general relativity and compare them to their counterparts in general relativity. We also discuss the role of the spin connection in extended teleparallel theories of gravity. In the second part we introduce the non-minimally coupled Higgs inflation model. We calculate cosmological observables for the model in the Einstein and Jordan frames, first in the metric formulation of general relativity and then in teleparallel gravity. In the case of general relativity we recover the already known results that are in excellent agreement with observational data. In the case of teleparallel gravity we show that the teleparallel scalar perturbation equations contain terms that prevent us from finding analytical solutions. We also show that the teleparallel gravitational tensor modes are the same as those in general relativity.

Pro gradu –tutkielmassa tarkastellaan pääasiassa hiukkasfysiikan standardimallin mukaisen Higgsin skalaarikentän stokastista käyttäytymistä inflaation aikana. Tavoitteena on tutkia inflaation aikana kenttään syntyneiden, kvanttimekaanista alkuperää olevien perturbaatioiden vaikutusta kentän inflaation aikaiseen kehitykseen. Koska Higgsin kentän potentiaali tunnetaan standardimallin puitteissa hyvin, on kentän inflaation aikainen kehitys mahdollista selvittää. Perusongelma on, että potentiaaliin syntyy mahdollinen epästabiilisuusalue, jossa sen arvo laskee jyrkästi kaukana kentän nykyisestä arvosta. Tämä alue on inflaation aikana saavutettavissa helposti perturbaatioiden myötä. Haluttaisiin, että todennäköisyys universumille olla nykyisessä tilassaan ei kuitenkaan olisi herkkä inflaation asettamille alkuehdoille. Tämä vaatii, etteivät syntyneet Higgsin kentän perturbaatiot aja kenttää potentiaalin epästabiilisuusalueelle, josta sen on mahdotonta palata takaisin. Kun Higgsin kenttään inflaation aikana syntyneet perturbaatiot ovat tarpeeksi suuria, tulee kentän kehitystä tarkastella statistisesti paikan suhteen. Tähän liittyen tutkielmassa johdetaan stokastisen lähestymistavan mukaiset liikeyhtälöt sekä keskimääräiselle Higgsin kentälle yhdessä horisonttialueessa että kentän todennäköisyystiheydelle eri horisonttialueiden ensemblen suhteen. Stokastista lähestymistapaa hyödyntäen todetaan Higgsin kentän olevan inflaation aikana kevyt. Tällöin nähdään kentän perturbaatioiden suuruuden olevan suoraan verrannollinen inflaation energiaskaalaan. Lisäksi formalismia sovelletaan arvioitaessa kentän päätymistä potentiaalihuipulta nykyiseen minimiinsä sekä käsiteltäessä mahdollisesti syntyneiden epästabiilisuusalueiden kehitystä. Pienten perturbaatioiden rajalla tutkielmassa tarkasteltiin myös tunneloitumista vaihtoehtoisena tapana päätyä potentiaalin epästabiilisuusalueelle. Tunneloitumistodennäköisyys lasketaan Colemanin ja de Luccian semiklassissessa approksimaatiossa. Tunneloitumista tarkastellaan niin Minkowskin avaruudessa kuin myös yleistäen Minkowskin avaruuden tulokset inflaation aikaisen de Sitter -avaruuden tapaukseen. Syntyneiden potentiaalin epästabiilisuusalueiden havaitaan vastaavan geometrialtaan anti de Sitter-avaruutta. Tutkielmassa tarkastellaan myös näiden alueiden kehitystä inflaation jälkeen. Kaikkiaan tutkielma luo katsauksen tämän hetkiseen tutkimukseen Higgsin kentän tilasta inflaation aikana. Potentiaalin lisäksi kehityksen määrää inflaation energiaskaala, jonka suuruutta ei ole kokeellisesti pystytty vielä mittaamaan. Koska suurten perturbaatioiden rajalla Higgsin kentän päätyminen nykyiseen potentiaaliminimiinsä ei ole todennäköistä inflaation jälkeen, näyttäisi nykyisten standardimallin parametrien mittausten perusteella uuden fysiikan ilmeneminen välttämättömältä potentiaalin stabilisoimiseksi.

The nature of dark matter (DM) is one of the outstanding problems of modern physics. The existence of dark matter implies physics beyond the Standard Model (SM), as the SM doesn’t contain any viable DM candidates. Dark matter manifests itself through various cosmological and astrophysical observations of the rotational speeds of galaxies, structure formation, measurements of the Cosmic Microwave Background (CMB) and gravitational lensing of galaxy clusters. An attractive explanation of the observed dark matter density is provided by the WIMP (Weakly Interacting Massive Particle) paradigm. In the following thesis I explore this idea within the well motivated Higgs portal framework. In particular, I explore three options for dark matter composition: a scalar field and U(1) and SU(2) hidden gauge Fields. I find that the WIMP paradigm is still consistent with the data. Even though it finds itself under pressure from direct detection experiments, it is not yet in crisis. Simple and well motivated WIMP models can fit the observed DM density without violating the collider and direct DM detection constraints.