Browsing by Title

Lentosääennusteiden laatiminen on yksi tärkeimmistä lennon sujuvuuteen vaikuttavista tekijöistä. Lentosääennusteita laaditaan kolmen tunnin välein lentokentille kuvaamaan merkittävän sään vaihteluita. Suurimmille kentille ennusteita lasketaan aina 24 tunnin päähän, kun taas pienemmille niitä tuotetaan 2-9h päähän tarpeiden mukaan. TAF:eissa yhtenä tärkeimmistä suureista ennustetaan näkyvyyttä, joka vaikuttaa suoraan mm. lentoturvallisuuteen. Tässä työssä tutkittiin eri tavalla tuotettujen näkyvyysennusteiden laatua vuodelta 2017. Numeerisista ennustemalleista käytössä oli Harmonien tuottama näkyvyys sekä Ilmatieteen laitoksella siitä fysikaalisesti postprosessoitu tuote. Työtä varten vertailuun tuotettiin myös tilastomenetelmin kehitettyjä analogiaennusteita syys-joulukuulta. Eri tavoin tuotettuja näkyvyysennusteita verrattiin havaintoihin ja suoritettiin koko asemajoukolle meteorologista laadunarviointia eli verifiointia. Verifioinnissa oli mukana yhteensä 13 lentoasemaa eri puolelta Pohjois-Eurooppaa: Suomesta, Ruotsista, Norjasta, Tanskasta, Virosta, Latviasta ja Liettuasta. Näkyvyyseennusteille on olemassa Kansainvälisen siviili-ilmailujärjestön (ICAOn) määrittelemät raja-arvot, jonka mukaan verifiointia suoritettiin. Tavoitteena oli tutkia kuinka hyvin eri tavoin tuotetut ennusteet pärjäävät havaintoihin ja toisiinsa verrattuna. Vertailussa tehtiin osuvuuksien tarkastelua kaikilla ennustepituuksilla, analysoitiin ennusteiden verifiointipisteytyksiä binääriennusteiden kautta sekä tutkittiin mallien keskihajontaa ja keskivirhettä ennustepituuksittain. Ennustepituudet muodostuivat 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 ja 24 tunnin mittaisista jaksoista. Havaittiin, että Harmonie-mallin ja siitä fysikaalisesti postprosessoidun tuotteen välillä erot korostuivat etenkin huonojen näkyvyyksien tapauksissa. Alle 150m näkyvyyksillä Harmonie sekä fysikaalisesti postprposessoitu tuote toimivat heikosti. ICAOn näkyvyysluokkien [150, 1500m)-välillä fysikaalisesti postprosessoitu tuote osoittautui Harmonieta hieman paremmaksi. Yli 3000 metrin näkyvyysluokilla mittavia eroja mallien välillä ei ollut. Tilastomenetelmin tuotetut analogiaennusteet pärjäsivät vertailussa suhteellisen hyvin. Verifiointituloksista havaittiin myös, että ennustepituuden kasvattamisella 3:sta 24:n tuntiin ei ollut keskimäärin merkittävää vaikutusta Harmonien- tai fysikaalisesti postprosessoidun tuotteen toimintaan. Analogiaennusteilla yllättäen ennustepituuden vaikutus ei ollut juurikaan nähtävissä. Tulokset kuitenkin osoittavat, että näkyvyysennusteiden saralla kehittämistä vielä riittää sekä mallien että postprosessoitujen menetelmien osalta.

Tässä työssä otettiin ensimmäistä kertaa käyttöön uusi mittalaite Nano-ioni-DMPS, joka on tarkoitettu ilmakehän varaustilan mittaamiseen. Varaustilalla tarkoitetaan luonnossa olevien hiukkasten varatun osuuden ja tasapainotilassa olevien hiukkasten varatun osuuden suhdetta. Mittalaitteelle tehtiin tarvittavat kalibroinnit laboratoriossa ennen kenttämittauksia, joissa määritettiin mittalaitteen alimmaksi havaitsemisrajaksi noin 2 nm. Kalibroinneissa todettiin myös, että Nano-ioni-DMPS ei ole tarpeeksi herkkä nähdäkseen signaalia hiukkasmuodostuksen ulkopuolella. Kenttämittaukset suoritettiin Hyytiälässä 13.3.–24.4.2012, jonka aikana mitattiin Nano-ioni-DMPS:llä 12 hiukkasmuodostustapahtumaa. Jokaisesta hiukkasmuodostuspäivästä määritettiin varaustila mittaushalkaisijan funktiona kulmakerroinmenetelmällä. Suurimpana osana päivistä negatiivinen polariteetti ja positiivinen polariteetti olivat eri varaustilassa: negatiivinen polariteetti oli useimmiten ylivarautunut ja positiivinen polariteetti alivarautunut. Mitattuihin varaustiloihin sovitettiin teoreettinen yhtälö, jolla ekstrapoloitiin varaustila muodostumiskokoon, jonka arvoina tässä työssä käytettiin 1,5 ja 2 nm:a. Muodostumiskoon varatuista osuuksista määritettiin ioni-indusoidun nukleaation (IIN) osuus. Hyytiälästä saatuun dataan sovellettiin myös ensimmäistä kertaa menetelmää laskea kasvunopeus varatuista osuuksista. Yllä kuvattuja menetelmiä voitiin soveltaa vain neljään mittauspäivään, sillä muina päivinä informaatio alkuperäisestä varaustilasta oli kadonnut ennen kuin mittauskoko saavutettiin. Työn perusteella voidaankin sanoa, että Nano-ioni-DMPS ei sovellu Hyytiälän kaltaisiin puhtaisiin ympäristöihin, jossa kasvunopeudet ovat alhaiset. Menetelmillä saatuja arvoja IIN osuudelle ja kasvunopeuksille verrattiin Neutraalien klustereiden ja ionien spektrometrista (NAIS) saatuihin arvoihin. Nano-ioni-DMPS aliarvioi IIN osuuden ja yliarvioi kasvunopeuden NAIS:iin verrattuna. Syynä tähän oli varaajan toimintavirhe, mikä aiheutti mitattujen varaustilojen siirtymisen kohti varaustasapainotilaa. Varaajan virhettä ei saatu jälkikäteen kalibroitua tyydyttävästi, joten tämä työ ei voinut ottaa kantaa kasvunopeusmenetelmän toimivuuteen.

Cellulose is the most abundant natural material on Earth. New ways to utilize the limited resources on Earth for the benefit of the human kind can be found by studying genetically modified plants. The nanoscale structure of organic matter is important to its macroscopic properties. Natural materials can be characterized by measuring the degree of crystallinity in the material and the average dimensions of the crystallites. The cellulose crystallites are helically wound as long fibrous microfibrils in which crystalline and less ordered (amorphous) regions alternate. The microfibril angle (MFA) is the angle of these microfibrils with respect to the cell axis and it is linked with the longitudinal stiffness of the material. A wide-angle X-ray scattering (WAXS) method can be used to study these nanoscale properties of the matter in a non-destructive manner. Arabidopsis thaliana (AT) is an important model system for plant biology. It is a widely spread small flowering plant with a short life cycle and a relatively small genome which has been fully sequenced. X-ray microtomography confirmed that the AT cells are generally round rather than rectangular unlike xylem cells. The cellular structure of the plants was not destroyed in the WAXS measurements. The resolution obtained from the measurements of samples with natural humidity was not sufficient hence all the samples were measured dry. A total of 62 samples were measured with the WAXS set-up, 15 of them wild type plants and the rest genetically modified. In this study the WAXS data analysis methods were enchanced for the benefit of the weakly scattering Arabidopsis samples. The mean crystallite width of all samples ranged from 26 to 30 Å. This is consistent with the crystallite width being determined during the biosynthesis of cellulose. The values for the degree of crystallinity ranged from approximately (20 30)% and all the average values were slightly above 25%. The mean microfibril angle varied greatly between the samples, all the way from 2 to 21 degrees. The mean values of different lines varied more for the MFA than for other properties. Statically significant differences between means of different lines were seen for one line in the degree of crystallinity, for one line in the MFA and for two lines in the crystallite width. Due to small sample sizes these differences should be considered mostly as indicative and not as conclusive evidence on the effects of the genetic modification.

Tavoitteet. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on kuvata lukion matematiikanopettajien käyttämiä motivointikeinoja ja käytännön sovelluksia sekä kertoa, kuinka he perustelevat matematiikan tarpeellisuutta opiskelijoilleen. Keskeisiä käsitteitä ovat merkityksellisyys, motivaatio, motivointikeinot ja narratiivisuus. Aiemmissa tutkimuksissa on esitetty, että matematiikan oppimiskokemuksen täytyy olla merkityksellinen eli matematiikka on käyttökelpoista ja sillä on käytännön sovellettavuutta. Opetussuunnitelma määrittää myös, että opiskelija pystyy käyttämään oppimaansa koulun ulkopuolella. Motivaation aiemmissa tutkimuksissa se on jaettu karkeasti ulkoiseen ja sisäiseen motivaatioon. Ulkoinen opiskelumotivaatio voi olla tilannekohtaista tai välineellistä. Sisäisessä motivaatiossa taas opiskelijan mielenkiinto kohdistuu sisältöön ja opiskelulla on henkilökohtaista merkitystä. Aiempien tutkimusten mukaan opetukselliset motivointikeinot voidaan eritellä todellisen maailman käyttöön, opetusstrategioihin, ulkoisiin palkintoihin, tuutorointiin ja oppilasopettajavuorovaikutukseen. Narratiivinen tutkimus keskittyy tarinoihin niin totuuden muodostamisessa, aineistoissa kuin analyysitavoissa. Menetelmät. Tutkimukseni on laadullinen tapaustutkimus ja siinä on narratiivinen lähestymistapa niin aineiston keräämiseen kuin aineiston analysointiin ja tutkimustulosten esittämiseen. Haastattelin tutkimukseeni neljää lukion matematiikanopettajaa. Haastattelut suoritettiin keväällä 2016 sähköpostin välityksellä tai kasvotusten keskustellen, jolloin haastattelut litteroitiin myöhemmin. Haastattelut suoritettiin teemahaastatteluina, joihin oli valmis kysymysrunko, josta edettiin haastateltavien vastausten perusteella tarkentaviin kysymyksiin. Aineiston analyysissä käytin teoriaohjaavaa sisällönanalyysiä sekä narratiivista analyysia. Tulokset ja johtopäätökset. Tutkimukseni opettajat eivät käyttäneet arkielämän esimerkkejä selkeinä motivointikeinoina opiskelijoille. Käytännön sovelluksissa hyödynnettiin omien hyväksi havaittujen tehtävien lisäksi kirjan valmiita tehtäviä, niitä esiteltiin sopivissa ja mielekkäissä tilanteissa. Tärkeäksi nousi ajankäytön hyödyntäminen laskemiseen, opettajalta ja opiskelutovereilta saatava tuki sekä oppimistilanteen muokkaaminen tukemaan opiskelijoiden onnistumisen kokemuksia. Opettajat esittelivät matematiikan sovelluksia mm. geometriasta, taloudesta, todennäköisyyslaskennasta sekä tekniikasta. Matematiikka tulisi välineen lisäksi nähdä omana tieteenalanaan.

Denna avhandlings syfte är att göra en genomgång av litteraturen för att sammanfatta och analysera hur man kan undervisa fysik genom att använda sig av berättelser och historier. Det presenteras också exempel på historier och berättelser och hur dessa kan användas i undervisningen i de senare årskurserna i grundskolan. I teoridelen presenteras vad ett narrativ är och vilken typ av narrativ och berättelser som bäst lämpar sig i fysikundervisningen. Teoridelen tar också upp hur vetenskapens historia kan presenteras på ett mångsidigt sätt med hjälp av vetenskapliga berättelser. I grundskolans klasser 7–9 introduceras fysik som ett eget ämne för eleverna. Denna avhandling kommer att granska både vad läroplanen säger om undervisningen i fysik i klasserna 7–9 och se hur berättelser och historier kan passa in i undervisningen i fysik i Finland. Traditionell undervisning i fysik bygger på att lära ut fysikaliska begrepp och samband. För många elever blir fysik endast färdig kunskap som presenteras för dem. Förenklat blir fysiken en samling lagar och formler som elever tillämpar för att kunna lösa problem från textboken. Vetenskapliga berättelser och historier som använder sig av vetenskapens historia kan vara ett sätt att få en mångsidigare undervisning i fysik och göra fysiken mera tillgänglig för flera elever.

Tässä tutkielmassa käyn läpi Nashin tasapainoteorian. Työn karkea rakenne etenee seuraavassa järjestyksessä. Ensimmäinen kappale on johdanto. Toisessa kappaleessa käyn lävitse spernerin lemman, jonka avulla todistan Brouwerin kiintopistelauseen. Brouwerin kiintopistelauseella todistan Kakutanin kiintopistelauseen, jonka avulla todistetaan Nashin lause. Tutkielmassa pyrin esittelemään tarvittavat määritelmät ja todistamaan tulokset, jotka vaaditaan yllä mainittujen lauseiden ymmärtämiseen. Suurin osa keskittyy kuitenkin lukuun 3, jossa aloitetaan tutkielman peliteoreettinen osuus. Tämän kappaleen aluksi käydään pintapuolisesti lävitse mitä peliteoria pitää sisällään. Esittelen yleisesti hyväksytyt Von Neumannin ja morgensternin aksioomat, jotka pohjustavat minkälaisia oletuksia ihmisten päätöksentekokyvyistä ja käyttäytymisestä peliteoriassa voidaan ja pitää tehdä. Tällaisia käyttäytymiseen ja päätöksentekoon liittyviä käsitteitä ovat muunmuassa rationaalisuus ja jatkuvuus. Tuloksena aksioomeista saadaan hyvin määritelty tulosfunktio, jolla pystytään määrittämään eri pelitilanteiden "mielekkyys" yksittäiselle pelaajalle. Tämän jälkeen keskityn esittelemään käsitteitä kuten Tulosfunktioon liittyvä tuloksen maksimoiva funktio. Pyrin esittelemään Nashin Tasapainoa erilaisten esimerkkien kautta ja demonstroimaan, että Nashin tasapainon olemassaolo on yhtäpitävää sen kanssa, että tuloksen maksimoivalla funktiolla on kiintopiste. Kaksi tärkeää konseptia ovat, puhdas strategia ja sekastrategia. Ensimmäinen on pelityyppi, jossa strategiat ovat valittavissa, toisessa strategioihin liittyy painotus, jolle voidaan antaa erilaisia tulkintoja riippuen kontekstista. Nashin lause sanoo, että kaikilla normaalimuotoisilla peleillä on olemassa sekastrategiaprofile, joka on Nashin tasapaino. Tämän todistamiseksi käytämme kakutanin kiintopistelausetta.

The research of nationalism is spread through different branch of science. One way to research nationalism is to see it through its origins. The ethnic composition of a group of people can be one reason for the rise of nationalism. Also, modern developments in society can be the starting point for nationalism and nationalistic idealization. Furthermore, nationalism can be researched through new ways which combine more than one discipline. Ethnic nationalism includes emotional concepts, for example, people, language, and symbols which makes it so emotionally charged. Due to its emotionally charged nature ethnic nationalism can be a reason for conflicts. This research looks at the dissolution of Yugoslavia (1991–1995) as an example how ethnic nationalism can be one of the core problems in a society and the cause for an ethnic conflict. The research is based on literature. Federal Republic of Yugoslavia was born after the second World War. The constituent republics were Slovenia, Croatia, Macedonia, Serbia, Montenegro and Bosnia-Herzegovina. In addition to the republics there were two autonomous provinces of Vojvodina and Kosovo. The area has gone through many wars over the last hundred years and the latest of them was the Yugoslavia wars. The area has tried to create a union of Slavic people and strong sense of nationalism, but the effort has not really created a permanent long-lasting solution. The Federal Republic of Yugoslavia was the first successful effort to create an alliance between the nations in the Balkans area. The political changes, for example, the end of the Cold War and the collapse of the Soviet Union created political problems in Yugoslavia. Due to the political turmoil several nationalistic leaders were able to get in to power by using nationalistic rhetoric and symbols. Especially ethnic rhetoric was used by the leaders and other political figures. The dissolution of Yugoslavia was a series of wars, political maneuvering and slow response from the international community. The conflict was ended by Dayton Agreement in December 1995. Nationalism can be a way to define one’s country but at the same time nationalism can be so fascinating that people can go to war and conduct acts of violence. Despite the research nationalism can rise very easily and unnoticed. Ethnicity and ethnic nationalism use symbols and rhetoric that is charged with emotion. The emotional connection makes it dangerous and while strong emotions relate to nationalism the result is usually an ethnic conflict. The dissolution of Yugoslavia was not only an ethnic conflict. The conflict started as a political and economic problem and the areas ethnic tensions made the conflict very brutal. The political elite made the conflict last longer by using nationalistic rhetoric, propaganda and symbols to gain more political power and influence. Some of the leaders managed to keep themselves in power even after the war. The international intervention was slow and ineffective causing a lot of criticism. In this research sports are used to illustrate the connection between nationalism and sporting event. The main idea is to see how a nationalism can be seen in the society and it is not just an armed conflict. In the case of Yugoslavia, the underlining ethnic tension have been there for centuries and they have not been resolved. Sports and the fan groups are one example to see how the nationalistic energy is still present in the Balkans area.

Naturally occurring radioactive material (NORM) is defined by the IAEA as “Radioactive material containing no significant amounts of radionuclides other than naturally occurring radionuclides”. In the EC directive 2013/58/Euratom several industry sectors are listed that are known to often deal with NORM, either in residues, wastes, by-products, or products, the mining industry is one of these. The risk posed by NORM is defined by exposure potential and concentration. In the wastes created by the mining industry these are tied to the management of wastes and concentration of radionuclides in the exploited mineral resource. Wastes created by the mining industry are often of environmental concern as they are in many cases piled on the mining site after closure. The tailings of a mine may contain pyrite, which when oxidized creates acid mine drainage. The acidic waters in such sites can enhance the mobility of radionuclides and other harmful elements. In this thesis two mine waste sites were selected for study, which were known to have had issues with natural radioactivity. These two sites were the old Zn, Pb, Cu mine of Vihanti and the Pb, REE mine of Korsnäs. The current state of these two sites was studied. Possible transport of radionuclides or other harmful elements and the dose to a member of the public on the sites was also studied. Soil, waste, sediment, and water samples were collected from both sites and analyzed. Solid samples were analyzed using gamma spectrometry and the radionuclides of interest were: 238U, 226Ra, 210Pb, 232Th, 228Th, 228Ra. Water samples were analyzed with ICP-MS and the elements measured with this method were: Al, Si, P, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Mo, Cd, Pb and U. In addition, some mine waste samples were studied further using XRF and SR-XRPD methods. The results of this thesis indicate that in Vihanti, the wastes have been adequately covered, reducing the external radiation dose to near background levels. The gamma spectrometry results showed no concerning activity concentrations in soil, sediment or waste samples. Two locations were found where the ICP-MS analyses yielded high concentrations of nearly all measured elements, the pH of these sites was low as well. Signs of acid mine drainage were found in these locations, but the effects seem to be localized and no evidence of large-scale transport of contaminants through waterways was found. In Korsnäs the wastes are split into two piles, one containing tailings, and the other enriched lanthanide that was never sold. The results indicate that the lanthanide pile has been adequately covered and the external radiation dose around the pile is near background levels. While the tailings have not been covered like the lanthanide pile has, the results showed that a member of the public is unlikely to receive a dose exceeding 0.1 mSv/a from spending time on the site. Activity concentrations exceeding 1 Bq/g were detected in samples collected from the lanthanide pile, with some evidence of uranium mobilization also seen. In addition, uranium concentrations in the waters of the old open pit mine were relatively high.

Ilmakehässä tapahtuvan hiukkasmuodostuksen ymmärtämiseksi tarvitaan mittalaitteita, joilla voidaan mitata hiukkasia heti vastamuodostuneista aerosolihiukkasista lähtien. Aivan pienimpien aerosolihiukkasten mittaaminen asettaa monenlaisia haasteita mittaukselle sekä mittalaitteille. Seikat, kuten lämpötila, ilmankosteus ja hiukkasten kemiallinen koostumus, vaikuttavat mittaustuloksiin. Tässä työssä pyrittiin selvittämään miten paljon näyteilman kosteus vaikuttaa dietyleeniglykolia käyttävän hiukkaskasvattimen mittaustuloksiin. Tutkimuskohteena oli Airmodus A10 hiukkaskasvatin(PSM), jossa hiukkaset kasvatetaan dietyleeniglykolihöyryllä niin, että ne voidaan tämän jälkeen laskea perinteisellä kondensaatioydinlaskurilla. Käyttämällä dietyleeniglykolia kasvatuksen ensimmäisessä vaiheessa pystytään mittaamaan hiukkasia noin 1 nanometrin kokoisista hiukkasista lähtien. Tutkimuksen aikana tuotettiin kokoluokiteltu ja kemialliselta koostumukselta tunnettu näyteaerosoli, jonka avulla laitteen havaintotehokkuus mitattiin vertailulaitetta vasten. Laitteen leikkausraja ja havaintotehokkuus mitattiin kahdella erilaisella näytteellä erilaisissa näyteilman kosteuksissa. Mittauksissa käytetyt hiukkaset tuotettiin putkiuunilla kiinteästä ammoniumsulfaatista ja sähkösumuttamalla metanoliin liuotetusta tetraheptyyliammoiumbromidista(THABr) ja tetrapropyyliammoniumjodidista(TPAI). Kokeellisten mittausten perusteella näyteilman kosteudella on selvä vaikutus laitteen toimintaan. Samoilla laitteen toimintaa määrittävillä virtaus- ja lämpötila-asetuksilla laitteella voidaan mitata pienempiä hiukkasi, jos näyteilman kosteus on suurempi. Laitteen kalibrointi, leikkausraja-saturaattorivirtauksen funktiona, siirtyi 0.2 - 0.3 nanometriä näyteilman kosteuden kasvaessa 1 - 40 % huoneenlämpötilassa. Leikkausrajan siirtyminen havaittiin kummallakin tavalla tuotetuilla hiukkasilla. Lisäksi havaintotehokkuutta onnistuttiin parantamaan käyttämällä toimintanesteenä puhtaan dietyleeniglykolin sijaan vesi-dietyleeniglykoli-liuosta. Kokeellisten mittausten lisäksi näyteilman kosteuden vaikutuksia pyrittiin selvittämään simuloimalla laitteen virtauksia COMSOL muptiphysics -ohjelmalla. Mallinnettujen lämpötilojen, virtausten ja höyryjen pitoisuuksien avulla laskettiin nukleaatiotodennäköisyys ja Fletcherin halkaisija eri näyteilman kosteuksissa. Simulaation mukaan vesihöyryn pitoisuus osassa, jossa mitattavat hiukkaset aktivoituvat, on niin suuri, että se vaikuttaa nukleaatiotodennäköisyyteen. Tämän perusteella havaittu efekti ei kosketa vain kyseistä laitetta vaan muitakin dietyleeniglykolia käyttäviä hiukkaslaskureita.