I både Nordamerikas och Nordens barrskogsområden görs merparten av skogsavverkningarna i form av kalhyggen, men det finns ett växande intresse för en skogsskötsel som är mer inriktad på hållbarhetsfrågor. En ny studie av svartgranens föryngringsbiologi vid alternativa avverkningsstrategier ger lösningar för kanadensisk skog där detta trädslag dominerar – till exempel att avverka fem meter breda gator i skogen och lämna lika breda remsor orörda. I kombination med markberedning bäddar det för god självföryngring.
Bakom studien står Miguel Montoro Girona – som idag arbetar vid avdelningen för restaureringsekologi vid SLU:s institution för vilt, fisk och miljö i Umeå – och kollegor från Université du Québec à Chicoutimi samt Canadian Forest Service.
Kalavverkning minskar biologisk mångfald Kalavverkningar kritiseras för att skapa starkt fragmenterade landskap, minskad biologisk mångfald och försämrad produktivitet. I kritiken ryms därför ofta en önskan att behålla en kontinuitet i trädskiktet för att upprätthålla biologiska och sociala värden, till exempel biologisk mångfald och en tilltalande landskapsbild. På många håll i världen undersöker nu forskare alternativ till dagens kalavverkningar, eller anpassningar, som gör det möjligt att förena rationellt brukande med bevarande av biologisk mångfald.
Bestånd av svartgran efter avverkning med avverkningsgata och markberedning (kvarlämnade skogsridåer är 5 meter breda). Bild: Miguel Montoro Girona
– En av de största utmaningarna idag i det norra barrskogsbältet är att göra skogsekosystemen mer motståndskraftiga mot klimatförändringar, säger Miguel Montoro Girona. Och i Norden finns mycket att göra för att diversifiera skogsskötseln, och därmed få mer varierade skogar när det gäller trädslag och åldersstruktur.
Skuggtålig gransort Miguel Montoro Girona och hans kollegor har fokuserat på svartgran (Picea mariana), ett trädslag som har stor utbredning i norra Nordamerika (från Quebec till Alaska) och som har stor ekonomisk betydelse för skogsindustrin tack vare de utmärkta virkesegenskaperna. Svartgranen är en skuggtålig art som i frånvaro av brand främst föryngrar sig genom rotskott, men som också förökar sig med frön när groningsförhållandena är gynnsamma.
De skötselstrategier som forskarna ville undersöka var partiella avverkningar omgivna av kvarlämnade fröträd eller skärmbestånd, som är tänkbara alternativ för skogsbruket i östra Kanada av två skäl. Det ena är att de gör det möjligt att förena kommersiellt skogsbruk med bevarande av viktiga ekologiska värden hos avverkningsmogna bestånd. Det andra är att flera miljöcertifieringsorganisationer inte tillåter återbeskogning genom plantering, utan kräver naturlig föryngring.
Jämfört föryngringsförmåga på olika kalhyggen I ett unikt experiment har de nu jämfört svartgranens föryngringsförmåga på större kalhyggen med den i långsmala hyggen som omgavs av olika kombinationer av fröträdsställningar och skärmar. För att gynna fröplantor markbereddes rutor med blottad mineraljord där konkurrensen från annan vegetation begränsades. På detta sätt kunde forskarna studera svartgranens självföryngring under en rad varierande förhållanden när det gäller faktorer såsom solinstrålning, markfuktighet, konkurrens, avstånd till fröträd etc.
– Sammantaget visar våra resultat att skärmbestånd och fröträd, i kombination med markberedning, möjliggör en tillfredsställande naturlig föryngring i bestånd av svartgran. De visar också att dessa skötselmetoder kan vara lönsamma alternativ till kalavverkning, när sådana krävs för att det finns uttalade hållbarhetsmål i skogsskötseln, säger Miguel Montoro Girona.
Fem meter breda gator En metod som fungerade särskilt bra var att avverka och markbereda fem meter breda ”gator” i skogen, med lika breda remsor av orörd skog på sidorna. Skälet till att det fungerade så bra är att plantorna skuggades av kvarlämnade träd och kunde etablera sig i frilagd mineraljord, vilket ger ideala förutsättningar för självföryngring hos svartgran. I vissa av de åtta kvadratmeter stora försöksrutorna som inventerades hittades fler än 200 fröplantor.
Experimenten genomfördes i skogar dominerade av likåldrig svartgran (etablerad efter skogsbrand) på bördiga marker i östra Kanada. Markberedning visade sig vara nödvändigt för att få en bra uppkomst av fröplantor av svartgran. Utan sådan gynnas bland annat den i skogsindustrin mindre populära balsamgranen (Abies balsamea), vars större frön är bättre på att etablera sig i fröna.
Skiss över de olika skötselalternativen i försöken. Vita ytor visar avverkad mark och drivningsvägar, svarta ytor visar kvarlämnade skogsridåer, gråa ytor visar gallrad mark och brandgula ytor visar markberedda rutor (2 kvadratmeter). Markberedning gjordes inte i de kalavverkade eller helt orörda försöksleden. Bild: Bearbetad figur från artikel i Frontiers in Plant Science
Självföryngring hos svartgranen är ett mycket komplicerat ämne genom att den både har en vegetativ och en sexuell strategi. Experimentets upplägg gör därför att resultaten har stort värde, både genom de nya grundläggande kunskaperna om svartgranens föryngringsbiologi och genom den tydliga kopplingen till praktiskt skogsbruk. Att räkna och mäta alla fröplantor av barrträd i de 1545 försöksrutorna tog sex månader för de två personer som gjorde det jobbet.
– Det finns inga andra långtidsstudier som har följt trädplantors utveckling längs en gradient av olika skogsskötselsalternativ, berättar Miguel Montoro Girona. Vår studie visar hur självföryngringen såg ut tio år efter avverkning, medan flertalet andra studier bara täcker några få år.
Viktigt ta hänsyn till skogens sammansättning Miguel Montoro Girona betonar att det är viktigt att ta hänsyn till skogens sammansättning – till exempel när det gäller trädslags- och åldersfördelning – när man väljer avverkningsmetod.
– Avverkningar kan efterlikna naturliga störningar, som storm och brand, och får anpassas efter lokala förhållanden. I vissa områden kan större kalhyggen fungera, medan de inte gör det i andra.
Miguel Montoro Girona arbetar idag vid SLU i Umeå, där han modellerar effekterna av naturliga störningar i skog, såsom älgbetning, stormar och insektsutbrott, i ett förändrat klimat.
Det är datavetaren Håkan Jonssons forskning som visar att information om en persons mobilappar bildar ett unikt digitalt fingeravtryck. Han har undersökt hur många appar som krävs för att ett digitalt fingeravtryck ska vara unikt.
– I en population på 3,5 miljoner användare var 99,7 procent unika i vilka appar man använde. Därför blir informationen snabbt en fråga om hur en persons integritet ska skyddas, säger Håkan Jonsson.
Många app-konstruktörer samlar in data från telefonen och säljer vidare till annonsörer via de unika fingeravtrycken. Informationen hamnar i databaser med uppgifter om miljoner användare.
Det behövs bara fyra appar
Hur många appar behöver en hackare information om för att unikt kunna identifiera en person, det vill säga urskilja denne från andra användare i en databas med appfingeravtryck? Svaret är att med fyra appar kan vi unikt identifiera 91 procent av användarna. Resterande 9 procent kan vi inte unikt urskilja från varandra om vi inte väljer fler appar.
Håkan Jonsson är färsk doktor i datavetenskap men också nyanställd på näthandelsjätten Zalando. Han är chef för ett matematiskt team, som beräknar hur många nya plagg det är möjligt att sälja.
I doktorsavhandlingen har han undersökt om det är tekniskt möjligt att konstruera sociala appar, som underlättar människors sociala relationer, och vilka positiva och negativa konsekvenser den nya tekniken kan ge.
Via fingeravtrycket kan man avgöra en persons ålder, kön, religion, sexuell läggning. Det som tidigare betraktades som statistik är idag mycket känslig information, eftersom en individs identitet kan avslöjas och utnyttjas i ovälkomna reklamsammanhang, påverkanskampanjer eller ren utpressning.
En illvillig person behöver endast använda fyra appar från en mobilanvändare, valda efter popularitetsrankning, för att kunna återidentifiera över 90 procent av användarna via det digitala fingeravtrycket.
Påminnelseappar Telefonen anpassas alltmer efter brukaren. Kontextberoende appar sänder underrättelser med automatik, utan att du behöver be om det. Den vet vem du är, när du lämnar jobbet och visar när nästa buss går hem.
Håkan Jonsson gjorde en fältstudie med olika applikationer han utvecklat. De kunde känna av när andra användare var i närheten. Därigenom kunde han ta reda på vad användaren fann användbart eller integritetskränkande.
Han delade ut 175 telefoner med en förinstallerad påminnelse-app och undersökte hur den användes. Mobilappen höll reda på tid, plats och vilka personer som fanns i omedelbar närhet.
Om du till exempel lånat pengar och noterat välgöraren i appen kom en påminnelse nästa gång mobilerna kände av varandra.
En mötesapplikation testades också. Den identifierade vilka deltagare som var närvarande och kunde automatiskt visa Linkedin- identitet med namn och bild.
Kränker rättigheter Håkan Jonsson ville veta om telefonen via apparna kan förstå användarens sociala situation.
– Dagens system för att hantera sociala relationer, till exempel Facebook, är begränsade. De kan inte skapa eller representera relationer som vi människor gör. Men de kan använda social kontext för att underlätta samspelet människor emellan, säger han.
Forskningen gav klara besked om brukarnas syn på integritet.
De tyckte det var okej att andras mobiler kan känna av om man är i närheten. Men de ville ha kontroll över vem som får tillgång till informationen och hur den används.
Många länder anser tredjepartsaccess till personlig data i sig som känsligt, inklusive EU-länderna. Respekt för privatlivet står med i EUs konvention om mänskliga rättigheter.
– GDPR kom till för att säkerställa att denna rättighet uppfylls av alla som vill samla in data om personer. Det absolut största caset för insamling av denna typ av data är en mångmiljardbusiness: annonsmarknaden, säger Håkan Jonsson.
Trump köpte tjänster Mer allvarliga missbruk av data är påverkansoperation. Trumps kampanjorganisation köpte Cambridge Analyticas tjänster. Analysföretaget använde Facebookdata för att olovligen profilera och rikta meddelanden till 87 miljoner personer. De använde en psykologisk modell för profilering. Appfingeravtryck kan profilera samma sak.
– Ett annat potentiellt missbruk är utpressning eller identitetsstöld. Om du har Tinder och är gift. Men de är ju mer direkt kriminella och inte lika omfattande. Jag anser att annonseringsfallet är det absolut viktigaste.
Håkan Jonsson talar om vikten av en etisk guideline för designers och apputvecklare. All data som samlas in måste vara känd av användaren, liksom i vilket syfte den används. Då blir applikationerna till stor hjälp i människans tjänst.
Det nya fyndet stöder tidigare forskning, vars slutsatser på sin tid inte godtogs av det vetenskapliga samfundet.
År 2009 hittade forskaren Gordon Love och hans samarbetspartners en 717-635 miljoner år gammal fossil av en steroid (24-isopropylcholestaner) som produceras av svampdjur som lever än idag (Love et al., 2009, Nature).
Nu har en grupp forskare från UC Riverside i USA och Uppsala universitet har tillsammans med kollegor från flera andra universitet i USA och Australien hittat ytterligare en fossil av en steroidbiomarkör (26-methylstigmastaner).
– Vi visar, i likhet med tidigare studier, att steroider från svampdjur kan användas som biomarkörer. Dessutom stödjer våra resultat tidigare slutsatser om att djur fanns redan under neoproterozoikum, säger Paco Cárdenas, forskare i farmakognosi vid Uppsala universitet.
Idealiska biomarkörer
Den vanligaste typen av fossiler är rester av kroppsdelar från djur och delar av mindre organismer, men det finns också fossiler av kemiska föreningar och molekyler. Dessa kan kallas för biomarkörer.
Steroider är en typ av kemisk förening som är idealiska kemiska biomarkörer eftersom de kan bevaras i hundratals miljoner år, särskilt i petroleum och bitumen. Dessutom produceras dessa steroider enbart av specifika grupper av organismer och kan således användas för att studera livets utveckling på jorden.
Kambriska explosionen..
..kallas den kraftiga ökningen av komplext, flercelligt djurliv under en relativt kort period i början av kambrium för cirka 540 miljoner år sedan. Utveckling var i geologiskt tidsperspektiv snabbt, mellan 20–25 miljoner år. Olika fossiler man kan hitta i den sedimentära lagerföljden visar att under den perioden utvecklades komplext liv explosionsartat. De flesta biologiska stammar av djur som finns idag uppträdde för första gången under kambrium. Händelsen räknas som en av de största omvälvningarna i jordens samt livets historia.
Paco Cárdenas tar upp ett levande svampdjur (Geodia phlegraei) i Korsfjorden utanför Bergen i Norge. I den nya studien kunde kunde forskarna identifiera de nulevande svampdjur som producerar de kemiska föreningar som hittats som fossiler.
Fylogenetisk analyser (analyser som visar hur organismer är släkt med varandra baserat på likheter i deras DNA-sekvenser) visar att svampdjur är de första djuren som uppkom på vår planet under tidsperioden neoproterozoikum (mer än 600 miljoner år sedan). Däremot har svampdjursfossiler endast hittats från kambriska explosionen som ägde rum för cirka 540 miljoner år sedan.
Forskarna kunde nu också identifiera de nu levande svampdjur som producerar de kemiska föreningar som hittats som fossiler. Dessa svampdjur finns i Nordatlanten (även utanför svenska västkusten) och Stilla havet – i såväl djuphavet som i grunda tropiska vatten.
Studien krävde en kombination av paleogeokemi och zoologi och svampdjursexperterna Paco Cárdenas och Sunithi Gunasekera vid Uppsala universitet bidrog med viktig kunskap, bland annat om mångfald och släktskap av nu levande svampdjur. De har också tillgång till en stor samling svampdjursprover för kemiska analyser.
Vågkraftsforskaren Jens Engström har precis kommit hem från universitetet i Plymouth i Storbritannien där han följt experiment i deras Ocean Basin, en testbassäng som kan simulera vågor och strömmar.
– Vi gör småskaliga experiment där vi bygger vågkraftverk i skala ett till tio och testar olika tekniker för att absorbera så mycket energi som möjligt. Det är billigare och enklare än att utföra det i havet, säger Jens Engström.
Här i Sverige driver han och hans kollegor vid Uppsala universitet en testanläggning på västkusten, nära ön Gullholmen i Lysekils kommun. De har sedan 2006 testat många olika vågkraftverk i havet. Som mest har tre stycken varit i gång samtidigt. De har också konstruerat ett undervattensställverk som kan koppla ihop flera kraftverk och transporterar ut elenergin. Under sommaren 2018 ska de lägga ut en boj för att mäta extremkraft under stormar.
Högre energitäthet än vind och sol
En fördel med vågkraft jämfört med sol och vind är att den har mycket högre energitäthet, fem gånger högre än till exempel vind. Energitäthet är mängden energi som finns lagrad per volym- eller massenhet i ett system eller ett kemiskt ämne.
Energin är högst – det vill säga det blåser mest – höst och vinter när vi behöver mest el. Vågor kan i teorin absorbera väldigt mycket energi – men det återstår att göra det i verkligheten.
Så fungerar flytbojarna
Vågkraftsteknik omvandlar energi från havets vågor till el. Det finns många olika typer av teknik för detta som huvudsakligen fungerar på två olika sätt: antingen utnyttjas kraften i ytvågorna eller i vågorna på botten. En av världens mest kända vågkraftparker finns på svenska västkusten, nordväst om Smögen. Den består av drygt 20 flytbojar som är förankrade i havsbotten med betongfundament, och är exempel på kraft från ytvågor.
När havet böljar rör sig flytbojarna upp och ner och driver linjära generatorer som sitter inbyggda i höga stålstrutar på betongfundamenten. Havet rör sig olika mycket överallt och därför ger varje enskild boj olika mycket ström. För att konvertera energin till efterfrågade 50/60 Hertz växelström används två egenutvecklade växelstationer som även de är placerade på havsbotten. I januari 2016 började vågkraftparken leverera el till det svenska elnätet via en 10 kilometer lång bottenkabel.
Försöken att tämja vågornas kraft är inget nytt. Det allra första patentet gavs i Paris 1799. 1910 tillverkades den första turbinen som gav el till ett privathus i Royan i Bordeaux och 1947 togs det första kommersiella vågkraftverket i bruk i Japan.
Under oljekrisen på 1970-talet konstruerade britten Stephen Salter det effektiva vågkraftverket, ”Salter’s duck”, – men det blev enbart en prototyp. Forskningsanslagen drogs in när oljan blev billig igen.
Lars Bergdahl, numera professor emeritus vid Chalmers i Göteborg, insåg att det fanns en stor potential och började själv jobba med vågkraft i mitten av 1970-talet.
Handfast och begriplig teknik
– Tekniken var ganska handfast och begriplig för oss vattenbyggare: en rörelse som ska motverkas och energi som ska tas upp genom att bromsa lagom mycket.
Han och hans kollegor sjösatte vågkraftsbojar först i sjön Lygnern och sedan vid fyrplatserna Vinga och Trubaduren på västkusten.
– Vi fick det att fungera bra, några grejer gick sönder men inget katastrofalt inträffade.
Men det blev ändå ingen fortsättning. I början av 80-talet var oljekrisen över och energipriserna låga. Tekniken föll närmast i glömska – tills in på 2000-talet när Mats Leijon, professor i elektricitetslära vid Uppsala universitet, började intressera sig för vågkraft, och läste in sig på Chalmersrapporterna och sökte forskningsmedel.
Olika typer av vågkraftverk
Det finns flera olika typer av vågkraftverk. Den teknik som Uppsalaforskarna arbetar med idag fungerar förenklat så att när en våg träffar en boj uppe vid ytan tar bojen upp en del av vågens energi. Bojen ska inte följa med vågen utan ”förstöra” den.
Bojen börjar röra sig och drar i ett rep som sitter i ett fundament på botten. Repet drar i sin tur i en transformator med magneter, vilka dras upp och ner i en stator och elektriskt spänning uppstår.
I sin avhandling tog Jens Engström fram en teoretisk modell för att göra kraftverket ännu effektivare. Men det har varit svårare än han trott att få vågkraft att fungera i verkligheten.
Stora utmaningar
– Största utmaningen är att få komponenter att hålla, det är sådana enorma krafter i havet. Man designar utifrån den vanligast förekommande vågen men samtidigt kommer stormar där vågorna är extremt mycket större. Överdimensionerar man blir det för dyrt; därför måste vi hitta smarta lösningar, säger Jens.
Bojar till vågkraftverk, Lysekil.
Han konstaterar att alla operationer i havet är komplicerade och kostsamma. Det är dyrt att anlita dykarteam, än dyrare att hyra en stor båt.
– Det är svårt att få saker att fungera i havet, när vi är ute har vi inte många chanser på oss. Det ska stämma med vädret och inte blåsa för mycket.
Mätutrustning sitter på en liten kobbe som blir helt överspolad när det stormar – då går det inte att gå i land där, vattnen är ökända bland båtfolk för sina strömmar.
Lovande marknad
En annan utmaning är att teorin kring vågkraft är så komplicerad att knappt ens superdatorer räcker till för de beräkningar som krävs, även om Jens Engström tror att artificiell intelligens så småningom kommer att hjälpa till att lösa dessa komplexa system.
Han är trots utmaningarna optimistisk om vågkraftens möjligheter. Många forskare och företag arbetar för att hitta lösningar. Just nu anses svenska och finska företag som de mest lovande. Även utveckling av andra marina energitekniker, som exempelvis utnyttjar tidvattenströmmar ser lovande ut.
– Potentialen i havet är enorm och vi behöver alla energislag. Jag har svårt att se att sol och vind ska tillgodose alla behov. Marknaden är väldigt stor för den som lyckas. När man kommit nära mål kan utvecklingen av vågkraft gå väldigt fort.
Text: Helena Östlund, på uppdrag av forskning.se
– Det sägs att bästa sättet att lära sig ett språk är att göra det utomlands, men det är ofta mycket mer komplext än så. Jag har undersökt vilken roll informationskunskap spelar under tiden utomlands, säger Alison Hicks vid Bibliotekshögskolan vid Högskolan i Borås.
Hon har följt och intervjuat studenter med engelska som modersmål när de har befunnit sig utanför sina hemländer för att lära sig ett främmande språk. Till intervjuerna fick studenterna även presentera foton på information som betydde något för dem eller som hjälpte dem att bli bekväma i sin nya miljö, detta för att fånga upp studenternas syn på information i den nya miljön.
Begränsat med tid ökar risken
Hennes forskning visar att den tid då studenterna studerar i ett annat land innebär en riskfylld period. Det kan exempelvis handla om fysiska risker, då de exempelvis inte känner till vad som är säkra områden i den nya miljön, eller om ekonomiska risker då de kan befinna sig på en plats där allt är mycket dyrare eller oväntade utgifter kan uppkomma.
Men den största risken är den akademiska, då utlandsstudenterna har begränsat med tid för att verkligen hinna förbättra sina språkkunskaper innan det är dags för slutexaminationer eller för uppsatta karriärmål.
– Alla dessa risker leder till att studenterna jobbar på att minimera dem genom att informera sig om olika saker. Dessa aktiviteter leder till att studenterna bygger upp kunskap om platsen de ska vistas på, men också att de går från att vara språkstudenter i klassrumsmiljö till att vara språkstudenter i vardagssituationer eller icke-akademiska miljöer, förklarar Alison Hicks.
Uppmuntras eller åsidosätts
Sättet att ta till sig och använda information och samspelet med nya grupper i det omgivande samhället uppmuntrar studenterna och ger dem informella tillfällen att lära sig språket. Men på samma gång visar forskningen att mötena med nya grupper kan ha motsatt effekt på inlärningen genom att studenterna åsidosätts av dessa grupper eller att de behandlas som tillfälliga besökare, istället för kompetenta talare av språket i fråga.
– Min forskning sprider nytt ljus över tidigare studier om utbildningsaktiviteter utomlands, inklusive själva språkinlärningen. Detta kan vara intressant både för utbildningsanordnare som jobbar med språk- och interkulturell utbildning och för hela branschen för utlandsstudier, säger Alison Hicks.
Forskningen är den första att bland språkstudenter undersöka betydelsen av den växelverkan som sker mellan olika typer av information i en övergång från ett land, kultur eller språk till ett annat. Den visar också hur information kan förändra exempelvis synen på sig själv och vilken förståelse man får i sin nya situation.
Målet för det digitala innovationsprojektet har varit att ta fram en effektivare vinterväghållning genom att koppla ihop dataflöden i redan befintliga GPS-, lednings- och uppföljningssystem.
– Det nya systemet har stor potential och applikationen är lättanvänd enligt de maskinförare som har testat produkten, säger VTI:s projektledare Anna Arvidsson.
Första testperioden skedde vintern 2016 till 2017 i Göteborgsområdet. Den visade på en reducerad kostnad på mellan 15 till 25 procent, räknat på maskintimmar och material per säsong. Senaste vintern har forskarna ägnat åt att vidareutveckla produkten, denna gång i Blekinges driftområde.
Mer automatisering
Resultaten är sammanfattade i VTI-rapporten och visar på en mängd fördelar. Samhället sparar kostnader på grund av färre olyckor, lägre bränsleförbrukning och bättre framkomlighet, vilket även gynnar trafikanterna. Miljön vinner på minskningen av luftföroreningar, men även på mindre användande av salt.
Maskinförarna kan fokusera på körning och omgivande trafikanter istället för på att manövrera saltspridaren. Mer automatisering och förarstöd leder till minskad stress för maskinförarna och därmed bättre arbetsmiljö.
Färre vinterväghållare
Enklare hantering av dataflöden för väderprognoser gör det även lättare för entreprenören att fatta beslut om när halkbekämpningen ska sättas in eller när det går att låta bli utan att tumma på säkerheten. Vilket med andra ord är en effektivare användning av personal och maskiner.
– Det är brist på erfarna vinterväghållare. Snöfattiga vintrar och kortare kontraktsperioder har bidragit till att yrket är mindre attraktivt och det har varit stora pensionsavgångar. Därför är det väsentligt att det utvecklas beslutsstödsystem för beredskapshavaren som kan bibehålla och öka produktiviteten. Det är även viktigt att kunna attrahera och utbilda nästa generations beredskapshavare, säger Anna Arvidsson.
Inte helt pålitligt ännu
Det återstår ännu en del att göra för att systemet ska gå att lita på fullt ut. Forskarna har nu även fått medel för en fortsättning och ska då titta närmare på bland annat restsalt, hur mycket salt som stannar kvar på vägen beroende av trafikmängd och väder. Utvecklingen av saltbilarna behöver också fortsätta – så att saltmängden och saltutläggningen kan styras automatiskt genom navigeringen.
– Systemet kommer användas i flera driftområden under den kommande vintern, säger Anna Arvidsson.
En av grundpelarna inom evolutionen är att den bäst lämpade individen överlever och kan sprida sina gener vidare. Det finns dock en typ av gener som kan spridas vidare utan att de är till gagn för individen. Dessa kallas ”själviska gener”. Biologer anser att själviska gener kan vara viktiga drivkrafter inom evolutionen och därför är det viktigt att förstå hur själviska gener fungerar och deras roll i utvecklingen av nya arter och kan ge nya insikter i hur evolution fungerar.
Dålig för individen, bra för kollektivet
Ett exempel på själviska gener kallas ”spordödare” och har hittats i vissa mögelsvampar. Om en svampspor bär på denna gen kommer sporen döda alla sina syskonsporer som inte bär på genen. På det här sättet kommer spordödargenen att spridas vidare, även om den är dåligt för svampen som helhet. Liknande syskonmördargener har hittats i andra organismer, som till exempel bananflugor och möss, men då handlar det om spermier som mördar syskonspermier. Själviska gener kan också användas inom till exempel skadedjurbekämpning där själviska gener introduceras i malariamyggor som gör att bara ett kön föds och därigenom begränsar spridningen. Dock är kunskapen om hur själviska gener fungerar genetiskt och hur de sprids i naturen fortfarande begränsad.
Kartläggning av själviska gener
En forskargrupp vid avdelningen för systematisk biologi vid Uppsala universitet har för första gången lyckats sekvensera kompletta genom som innehåller komplexa själviska gener. Forskarna sekvenserade genom från två olika typer av spordödare som hittats i mögelsvampen Neurospora intermedia, en sporsäckssvamp, och resultaten publiceras nu i Nature Communications.
Mögelsvampen Neurospora intermedia
– Sekvensering av den här typen av själviska gener är svårt, eftersom de ofta sitter på delar av kromosomen som har ansamlat en stor mängd mutationer och där stora bitar av kromosomen har flyttats om, säger Hanna Johannesson, som lett studien.
Sekvenseringen av genomet visade att spordödargenerna finns i kromosomregioner där stora delar av kromosomen bytt riktning, så kallade ”inversioner”. Kromosomregionerna har också samlat på sig en stor mängd nya mutationer och områden med DNA-upprepningar har växt. Mutationerna kan innebära att individer med spordödargener är sämre anpassade och de kan vara en förklaring till att dessa spordödargener är ovanliga i Neurospora intermedia.
– Ett resultat som förvånade oss vara att de två spordödarna inte var släkt med varandra och att de använder sig av olika gener för att döda sina syskonsporer. Det kan tyda på att själviska gener i allmänhet och spordödargener i synnerhet är vanligare är vad man tidigare trott, säger Jesper Svedberg, huvudförfattare för studien.
Utandningsluft är en komplex blandning av hundratals gaser, de flesta närvarande i mycket låga koncentrationer. Några av dessa molekylära föreningar kan användas för att bedöma hur vi mår.
Konventionella metoder räcker inte
En bättre inblick i luftvägarnas gasutbyte kan erhållas genom att kombinera snabb mätning och matematisk modellering av en utandning. Ramin Ghorbani har använt detta tillvägagångssätt för utandad kolmonoxid, en potentiell markör för andningssjukdomar.
– Vi är intresserade av sjukdomar som drabbar luftvägarna eftersom de är bland de främsta orsakerna till förtida död världen över. Utandad kolmonoxid återspeglar i huvudsak hemoglobin i blodet, men formen av utandningsprofilen beror också på lungornas och luftvägsvävnadens egenskaper, samt betingelser vid provtagningen. Konventionella detekteringsmetoder kan inte urskilja dessa faktorer, vilket försvårar tolkning av resultat, säger Ramin Ghorbani.
Mätning och modellering kombineras
Ramin Ghorbani har dels konstruerat ett kompakt instrument som möjliggör noggrann realtidsdetektering av kolmonoxidkoncentrationen i utandningsluften. Han har också utvecklat en matematisk modell för gasutbytet av kolmonoxid i lungorna, med vilken utandningsprofiler kan simuleras och anpassas till experimentell data.
– Genom att kombinera metoderna så kan vi upptäcka förändringar i luftvägsproduktionen. Vi har utfört kliniska studier för att fastställa baslinjen för parametrarna hos friska icke-rökare och undersökte därefter effekten av exponering för höga halter av kolmonoxid och partiklar från vedeldning. På så sätt hoppas vi bidra till förbättrade, lättanvända andningsgastester för fysiologiska studier och tidig sjukdomsdiagnos.
Andningsgasanalys är en lovande teknik för icke-invasiv medicinsk diagnostik och fysiologisk övervakning, men vidareutveckling behövs för att öka dess betydelse i det kliniska arbetet.
Kontakt: Ramin Ghorbani, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik, Telefon: 070-57 52 674, E-post: ramin.ghorbani@umu.se
Zahra Ahmadi visar i sin forskning hur svårt det är för de allmännyttiga bostadsföretagen att ta sitt sociala ansvar samtidigt som de förväntas agera marknadsmässigt. Det byggdes miljöhus med fina grönområden, men ingen hade råd att flytta in.
– En kommun kunde förut hjälpa bostadsföretagen att finansiera och tänka att behovet av bostäder var så stort att man var beredd att ta en förlust vid nybyggnation, men nu ska varje projekt ha sin avkastning, säger Zahra Ahmadi. Deras hyresgäster klarar inte att vara kunder på en fri marknad, tidigare kunde de allmännyttiga företagen ta ett större socialt ansvar.
Kaklade badrum och snygga tapeter
Bostadsföretagen försökte bli attraktiva genom att göra lite snyggare, till exempel med kaklade badrum och snygga tapeter. Här lyckades också en del kommunala bostadsbyggare genom att bygga så att bostäderna blev mer attraktiva.
– Det är jätteviktigt att företagen har koll på vad folk vill ha, men det handlar inte bara om att vara innovativ. En kommun försökte bygga miljöhus med hög standard, men människorna hade inte råd att hyra dem. De har trott att de lyssnat på kunderna och prestandan har varit byggstrategin, men de har inte gått igenom de ekonomiska förutsättningarna. Varje kommuns ekonomiska förutsättningar spelar stor roll när det gäller planering av byggstrategier.
Alla har inte råd
Zahra säger att det är mycket viktigt att de allmännyttiga företagen lyssnar på kundens behov och framförallt vad kunden har råd att betala och att man sedan bygger efter det, till exempel med en lägre standard.
– De kommunala företagen har inte känt att de behövt lyssna tillräckligt på vad människorna har råd att betala. Om de hade lyssnat så kanske de hade väntat med att bygga. De lyssnar inte tillräckligt, avslutar Zahra Ahmadi.
Närmare 15 000 kvinnor har deltagit i screeningstudien som genomförts vid Skånes universitetssjukhus i Malmö 2010-2015, och vars halvtidsresultat publicerades för tre år sedan. De nya resultaten som publiceras i den ansedda tidskriften Lancet Oncology bekräftar att brösttomosyntes är överlägset dagens mammografiscreening i sökandet efter cancertumörer.
– Med brösttomosyntes hittades 34 procent fler cancertumörer jämfört med nuvarande standard, mammografiscreening. Samtidigt kunde vi minska tryckbelastningen mot bröstet vid undersökningen, vilket eventuellt kan främja högre deltagarfrekvens, berättar Sophia Zackrisson, docent vid Lunds universitet och röntgenläkare vid Skånes universitetssjukhus.
Metoden används redan vid utredning
Vid traditionell mammografiscreening återges all bröstvävnad i en enda bild. Brösttomosyntes är däremot tredimensionellt och fungerar enligt samma princip som s.k. skiktröntgen. Det innebär att flera röntgenbilder tas av bröstet i olika vinklar, som var och en visar ett tunt skikt av bröstet. Med mer och förbättrad bildinformation ökar också chansen att upptäcka tumörer. Dessutom kan stråldosen under vissa förutsättningar bli lägre.
– Det finns ett behov av att förbättra screeningen för många kvinnor och brösttomosyntes är helt klart den lämpligaste metoden att övergå till när det gäller hälsoundersökningar. Förhoppningsvis kan den ytterligare minska lidande och död i bröstcancer jämfört traditionell screening. Brösttomosyntes kommer att införas, det är bara en fråga om när det sker och i vilken skala, menar Sophia Zackrisson.
Brösttomosyntes används redan vid utredning av misstänkt bröstcancer på bl.a. Skånes universitetssjukhus. Inför ett eventuellt storskaligt införande, i det allmänna screeningprogrammet för bröstcancer, gör forskargruppen nu en studie där kostnaderna vägs mot nyttan.
Resurssnålare än jämförbara utländska metoder
Vid alla typer av screening finns risk för överdiagnostik som i sin tur kan leda till omotiverade behandlingar. Forskargruppen ska därför tillsammans med andra europeiska kolleger genomföra en sk. metastudie där de lägger samman och analyserar sina samlade forskningsresultat.
En utmaning inför ett storskaligt införande är också bristen på radiologer som kan granska det utökade bildmaterial som 3D-metoder genererar. Men den metod som använts vid Skånes universitetssjukhus kan vara mer effektiv än de som tidigare undersökts i utländska studier. I Skåne har endast 3D-metoden använts medan upplägget i de andra studierna kombinerar 3D och traditionell mammografiscreening. Det leder till mer bildmaterial och högre stråldos.
– Vi har visat att vi kan uppnå samma resultat med en enklare och kanske till och med bättre metod, säger Sophia Zackrisson.
I framtiden kan delar av bildgranskningen i samband brösttomosyntes eventuellt automatiseras med hjälp av datorer, men det dröjer. I dagsläget saknas bland annat färdigutvecklad och utprovad programvara för detta. Studier pågår, bland annat i Sophia Zackrissons forskargrupp.
Länk till intervju med Sophia Zackrisson (engelska):
Fakta bröstcancer
Bröstcancer är den vanligaste cancerformen bland kvinnor och i Sverige drabbas årligen fler än 8 000 kvinnor. Överlevnadsprognosen är numera god, men behandlingen är ofta förenad med omfattande konsekvenser och lidande för patienten, i form av medicinering, strålbehandling och kirurgiska ingrepp. Varje år genomgår mer än en halv miljon kvinnor i Sverige mammografiscreening för att underlätta tidig upptäckt av tumörer i bröstet. Det är sedan lång tid känt att screeningen inte hittar alla bröstcancertumörer, men det har hittills inte funnits någon bra lösning på problemet.
Supernova iPTF14gqr upptäcktes från Palomar-observatoriet i Kalifornien för ganska exakt fyra år sedan. Den utmärkte sig inte genom att vara ovanligt ljusstark, utan var tvärtom en ganska futtig smäll som dessutom falnade fort. Nu när analysen av denna stjärnexplosion är färdig menar forskarna att den exploderade stjärnan måste varit osedvanligt avskalad. Dess yttre delar av väte och helium hade redan innan explosionen skalats av, sannolikt genom att en kompanjonstjärna slitit loss dem.
– Det som är spännande i just detta fall är att inte bara den avskalade stjärnan som exploderade bildar en neutronstjärna, utan att även dess kompanjon sannolikt var just en sådan kompakt stjärna, säger Jesper Sollerman, professor i astronomi vid Stockholms universitet.
Dubbla neutronstjärnor har nyligen visat sig vara ytterst intressanta. Sammansmältningen av ett sådant system gav upphov till gravitationsvågor i augusti 2017 som gjorde att astronomer världen över för första gången kunde hitta den synliga motsvarigheten till gravitationsvågskällan. Det var början på gravitationsvågsastronomi och valdes till årets viktigaste genombrott av tidskriften Science år 2017.
– När det gäller supernovor som är så kortlivade som iPTF14gqr gäller det att vara snabb. Vårt forskarlag hittade denna strax efter explosion. Vi hade dessutom tillgång till flera stora teleskop, bland annat det Nordiska Optiska Teleskopet på La Palma, som kunde riktas mot supernovan innan den falnade, säger Jesper Sollerman.
Nu är teleskopet på Palomar uppgraderat med en helt ny kamera som börjat ta bilder av stjärnhimlen. Detta nya projekt, Zwicky Transient Facility, kommer med säkerhet att hitta fler av dessa snabba och svaga explosioner. Gravitationsvågsteleskopen LIGO och Virgo börjar åter börja leta gravitationsvågor strax efter jul.
Kontakt: Jesper Sollerman, Institutionen för astronomi vid Stockholms universitet, jesper@astro.su.se.
Forskare vid Sveriges lantbruksuniversitet (SLU) och Linköpings universitet har med hjälp av så kallade mulmholkar utforskat en av ekologins knäckfrågor: hur hänger biologisk mångfald (vedskalbaggar) ihop med funktioner i ekosystemet (nedbrytning av ved).
Inuti ihåliga träd ansamlas mulm som består av lös murken ved blandad med diverse andra saker, till exempel löv och rester av djur. Trädhålen är livsmiljö för många vedskalbaggar och en del av dem bidrar till den fortsatta nedbrytningen eftersom de lever av död ved, äter vedsvampar och gör gångar i ved. Gamla hålträd är en bristvara i landskapet och många arter som lever i dem har minskat i antal och betraktas som hotade. Därför är det här en fråga som är intressant för naturvården.
Holkar fyllda av sågspån och löv
I en studie som nyligen publicerats i Biological Conservation placerade forskarna Laia Mestre, Thomas Ranius och Nicklas Jansson ut konstgjorda hål, så kallade mulmholkar, fyllda av sågspån och löv från ek.
– Det var Nicklas Janssons idé från början. Han och jag satte upp mulmholkar på fritiden för att se om det skulle kunna fungera som en möjlig naturvårdsåtgärd. Det gick bra, många arter kom dit och vi tänkte att det skulle gå att använda mulmholkarna för att göra ett snyggt experiment, berättar Thomas Ranius, professor i ekologi vid SLU.
Holkarna placerades dels inne i ekhagmarker där det var nära till ihåliga ekar, dels utanför där det var cirka 100 meter till närmaste ihåliga ek. Tidigare forskning vid bland annat SLU har visat att det har stor betydelse för vedskalbaggarna hur nära det är mellan lämpliga hålträd. Det beror på att åtminstone vissa av dessa arter sällan sprider sig långa sträckor.
Forskarna följde holkarna i fem år. De inventerade vilka vedskalbaggar som fanns där, mätte hur innehållet i holkarna minskade, och tog fram uppgifter om hur stora skalbaggarna av olika arter är.
Fler arter när en ihålig ek finns nära
Precis som forskarna hade gissat var artrikedomen större i de holkar som var placerade inne i ekhagarna. Där gick också nedbrytningen snabbare fram till det tredje året. Därefter var det ingen skillnad.
– Nedbrytningen gick snabbare i mulmholkar där medelstorleken för alla skalbaggsindivider totalt var större, medan vi inte såg någon effekt av antalet arter eller individer, säger Thomas Ranius.
Inom ekologin diskuteras sambandet mellan biologisk mångfald och ekosystemfunktioner, till exempel nedbrytning. Spelar det någon roll hur många arter som är närvarande eller räcker det med att det finns vissa arter som kan ”göra arbetet”? I det här fallet visade det sig att det spelar roll för nedbrytningen vilka arter som koloniserar snarare än hur många de är. Och de stora arterna, till exempel brun guldbagge, är viktigare för nedbrytningen än de små.
Bra bevara många hålträd nära varandra
– Det här var en rolig studie att göra eftersom det var ett experiment. Annars går vi ofta ut och kartlägger vilka insekter som finns var och drar slutsatser utifrån de mönster vi ser. Men mönstren kan påverkas av många faktorer, varav en del kan vara svåra att mäta och testa effekten av. Men i ett experiment kan man mer bena ut orsakerna till att det blir som det blir och det är ett steg framåt för forskningen om vedinsekter, säger Thomas Ranius.
För naturvårdens del bekräftar resultaten tidigare kunskaper om att det är bättre att bevara många hålträd nära varandra än att satsa på hålträd som står glest utspridda. Också mulmholkarna kan användas inom naturvården – och det gör man redan i dag. Nu finns även mulmlådor som står på marken och är lite lättare att hantera.
– Vi gör ett nytt experiment med mulmlådor nu. Vi vill se om det spelar någon roll för vedskalbaggar om den döda veden finns inne i städer jämfört med utanför, säger Thomas Ranius.
En fråga som diskuterats bland fysiker i decennier är om det effektivt går att direktomvandla värme till el – utan mellanled. Nu vet vi svaret: det går!
Att använda värme för att producera elektricitet är i sig inget nytt. Termoelektricitet har varit känt i nästan två hundra år, och fenomenet används exempelvis i elektriska termometrar. Inte heller termoelektriska material är något nytt; sådana har utvecklats sedan man började använda halvledare på 1950-talet och används exempelvis för att kyla kamerasensorer och i små kylskåp. Men effektiviteten och tillämpningarna har hittills varit begränsade.
Den nya teknikens verkningsgrad är lika hög som i de betydligt större kraftverk som genererar el av värme. Men av uppenbara skäl kan den klassiska kraftverks-tekniken inte tillämpas på liten skala – det går helt enkelt inte att driva en mobiltelefon av värme som framställts av gas, kol eller kärnenergi med hjälp av en ång- eller gasturbin. Om vardaglig elektronik ska generera el av värme på egen hand måste det av utrymmesskäl ske direkt, utan mellanled.
– Vi har nu visat att det går att göra denna typ av termoelektrisk energiomvandling med hög verkningsgrad. Det finns en hel del praktiska problem kvar att lösa, men vi har visat att någon fundamentalt viktig begränsning inte finns, säger Heiner Linke, professor i nanofysik vid LTH, Lunds universitet.
Så hur fungerar den nya tekniken:
Grunden utgörs av nanotrådar: atomtunna, halvledande ”pinnar” som under många år utvecklats i bland annat Lund och som används för att effektivisera till exempel LED-lampor och solceller.
Det är här termoelektriciteten kommer in. Principen med termoelektricitet handlar om att utnyttja den spänning som uppstår när elektroner börjar förflytta sig från varma till kalla områden. I nanotrådarna börjar elektroner vandra från den yttersta, varma änden – som i experimentet värms med hjälp av ett litet element men som i en tillämpning kan utnyttja värmeskillnader från omgivningen – till den innersta, kalla änden av nanotråden och blir ström.
Men det räcker inte med nanotrådar. Man måste också lyckas fånga den energi som annars ”går upp i rök” som värme. Lundaforskarnas ”infångare” heter kvantprickar. Inuti nanotråden har de placerat en – minst sagt – extremt liten struktur som fungerar som ett filter. Denna väljer ut de elektroner som drivs av exakt den mängden energi som ger optimal verkningsgrad. Elektroner som för med sig mycket värme, men generar lite ström, avvisas.
Tar tillvara värmeskillnaderna i omgivningen
Storheten i de nya resultaten ligger i att forskarna utvecklat en materialoberoende teknik som skulle kunna användas i flera sammanhang. Energiförbrukningen kan minska rejält om olika slags elektronik förmår tillvarata värmeskillnader i omgivningen för att utvinna elektrisk ström.
Exempelvis kan solceller och andra sensorer bli effektivare, kylskåp vara längre och elektriska prylar behöver inte laddas lika ofta.
Härnäst kommer forskarna att jobba vidare med tekniken genom att undersöka om den går att tillämpa på att solceller.
– I solceller är det så att ljusets fotoner ger elektronerna en extra knuff som i traditionella solceller går förlorad som värme. Vi hoppas på att den nya tekniken istället kan omvandla den extra energin till el och på så vis kanske kunna göra dem mer effektiva.
Kontakt:
Heiner Linke, professor i nanofysik vid LTH, Lunds universitet, heiner.linke@ftf.lth.se
I djurvärlden är det vanligt med skillnader i åldrande och livslängd mellan hannar och honor. Ofta lever hannar lite kortare liv än honor. En forskargrupp vid Linköpings universitet vill ta reda på mer om varför det är så. En möjlighet är att könsskillnaderna i åldrande hänger ihop med djurs strävan efter att maximera antalet ungar de kan få under livet.
Fler ungar om kroppen är i god form – Man tänker sig att varje individ har en viss mängd resurser som kan användas till olika aktiviteter. Individen kan antingen lägga mer energi på att öka chansen att få så mycket avkomma som möjligt här och nu. Eller så kan energin investeras i att hålla kroppen i god form, så att individen lever längre och kan fortsätta få ungar senare i livet. Teorin som vi ville testa är att könen prioriterar att använda sina resurser olika och att det bidrar till könsskillnader i åldrande, säger Martin Brengdahl, doktorand vid Institutionen för fysik, kemi och biologi, IFM, huvudförfattare till studien.
Könens strategier för att lyckas fortplanta sig så mycket som möjligt skiljer sig åt. Hos många djurarter beror hannars möjligheter att bli fäder till många ungar på hur bra de klarar att konkurrera med andra hannar om honorna. Det kan handla om att vinna fysiska kraftmätningar, eller att på olika sätt attrahera honorna med starka färger eller lockande ljud. Denna evolutionära mekanism, där vissa egenskaper avgör vilken tillgång en hanne har till det motsatta könet, och därmed möjlighet att sprida sina gener vidare till nästa generation, kallas sexuellt urval.
Tog hjälp av bananflugan För att undersöka om sexuellt urval kan ligga bakom könsskillnader i åldrande tog forskarna hjälp av bananflugan, Drosophila melanogaster. Forskarna undrade om de båda könen skulle påverkas olika av att vara i sämre kondition, alltså att ha sämre tillgång till näring och energi. De var specifikt intresserade av flugornas förmåga att få ungar och hur denna fortplantningsförmåga ändrades när flugorna åldrades, det som kallas reproduktivt åldrande.
Flugorna fick göra det som bananflugor gör mest, nämligen äta och para sig. Men i en del av bananflugorna hade forskarna manipulerat arvsmassan, så att flugorna hade många små skadliga mutationer i sina gener. Mutationerna hade en negativ påverkan hela livet och bidrog till att individernas kroppar var lite sämre på att omvandla mat till användbar energi. Så även om alla bananflugorna hade tillgång till samma mat och kunde äta lika mycket, var de manipulerade flugorna i sämre kondition.
Åldern inte lika viktig som god kondition För att få para sig med honorna behövde de åldrande hannarna konkurrera ut unga hannar. Det visade sig, som väntat, att hannarna som var i god kondition var relativt bättre på det än de som var i sämre kondition, oavsett hur gamla de var. Hannarnas reproduktiva åldrande sjönk dock i samma takt, oberoende av om de var i bra eller i sämre form.
För honorna såg det annorlunda ut. Tidigt i livet var det ingen skillnad på antalet ungar producerade av honor i god kondition, som kunde utnyttja resurserna bättre, jämfört med de muterade honorna som var i sämre kondition. Däremot åldrades de båda grupperna olika fort. Ju äldre honorna blev, desto fler ungar fick honorna som var i bra form jämfört med sina mindre lyckligt lottade artfränder. Fyndet ligger i linje med att det anses vara tillgången på resurser, till exempel energi från födan, som begränsar hur många ungar honorna kan få.
– Resultaten visar att sexuellt urval bidrar till skillnaderna mellan könen i reproduktivt åldrande. Det beror förmodligen på att honor i god kondition, som har bra tillgång till näring, investerar de extra resurserna i att underhålla sin kropp så att de kan fortsätta få ungar längre upp i åldrarna. Hannar verkar däremot oberoende av kondition lägga en stor del av sina resurser på att omedelbart försöka säkra parningstillfällen, säger Martin Brengdahl.
Forskarna tror att sambandet gäller för fler arter än bananflugan, men att det kan vara skillnad mellan djurslag hur åldrandet påverkas när resurserna begränsas.
– Jag såg hur solvinden böjde av lite när den träffade kometens atmosfär vilket var förväntat men när den böjt av 90 grader så var det mer än jag förväntat mig, säger Etienne Behar, som arbetat med data från ett instrumentet, Ion Composition Analyser, ICA. som är utvecklat vid IRF i Kiruna.
Med ICA kan forskarna mäta hastighet och massa hos joner i kometens atmosfär. Genom atmosfären strömmar en elektriskt laddad gas, solvinden, med en hastighet av ungefär 400 km/s. Solvinden och kometens atmosfär påverkar varandra.
Hålighet i solvinden
– Riktigt förvånad blev jag när solvinden böjdes av ännu mer och började röra sig tillbaka mot solen. Strax därefter försvann solvinden från den plats där Rosetta befann sig. Det hade uppstått en hålighet i solvinden, en så kallad magnetosfär, berättar Etienne Behar.
Rymdfarkosten Rosetta sköts upp 2004 och kom tio år senare fram till kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko som då befann sig långt bort från solen mellan Mars och Jupiters banor.
Rosetta följde kometen i dess avlånga bana medan den rundade solen för att sedan bege sig utåt i solsystemet igen. Mätningarna avslutades i samband med en planerad kraschlandning på kometytan den 30 september 2016.
– Det är sedan tidigare känt att magnetosfärer bildas runt kometer som sedan försvinner igen med jämna mellanrum av ett tidsintervall på ungefär ett år eller två men före mina studier från Rosetta var det mindre känt exakt hur det sker, säger Etienne Behar.
Fysikalisk modell för hur magnetosfären uppstod
Magnetosfärer uppstår runt planeter och andra objekt i solsystemet och Rosettas mätningar gav Etienne möjligheten att se hur en magnetosfär gradvis uppstår runt en komet. Magnetosfärer är viktiga för hur solvinden kan påverka en planets atmosfär, men även för fenomen som norrsken, magnetiska stormar och strålningsbälten.
– Mätningarna räckte inte för att förstå vad som hände så jag började titta på olika modeller för att komplettera mätningarna. Min första modell skulle illustrera hur det kunde se ut när solvinden påverkades av kometens atmosfär men när jag bearbetat den ytterligare insåg jag att det var möjligt att göra en enkel fysikalisk modell som kunde förklara vad jag såg, och hur magnetosfären uppstod, säger Etienne Behar.
Etienne Behar påbörjade sina doktorsstudier när Rosetta kommit fram till kometen i augusti 2014. Studierna har möjliggjorts tack vare tidigare kollegors många års förberedande arbete av instrumentet ICA och Rosetta. Den första vetenskapligt ansvariga för instrumentet och den ansvariga ingenjören och programmeraren som skrivit all programvara för instrumentet är numera pensionerade.
Viktiga för fenomen som norrsken
Magnetosfärer uppstår runt planeter och andra objekt i solsystemet och Rosettas mätningar gav Etienne möjligheten att se hur en magnetosfär gradvis uppstår runt en komet. Magnetosfärer är viktiga för hur solvinden kan påverka en planets atmosfär, men även för fenomen som norrsken, magnetiska stormar och strålningsbälten.
Han påbörjade sina doktorsstudier när Rosetta kommit fram till kometen i augusti 2014. Studierna har möjliggjorts tack vare tidigare kollegors många års förberedande arbete av instrumentet ICA och Rosetta. Den första vetenskapligt ansvariga för instrumentet och den ansvariga ingenjören och programmeraren som skrivit all programvara för instrumentet är numera pensionerade.
Luften möter ett ökat motstånd när den närmar sig staden, vilket gör att en del av luften kommer att strömma över och runt staden istället. Den rena luften lägger sig ovanför husen. Forskarna undersöker möjligheterna att leda ner luften och hur man kan göra det genom varierande höjd på husen och variation i gatubredder.
Kan späda ut luftföroreningar – Då ökar möjligheten att få ner den rena luftströmmen och späda ut föroreningar, säger Mathias Cehlin, professor i inomhusmiljö vid Högskolan i Gävle.
Om staden är kompakt med en hög bebyggelse kan inte den rena luften komma ner till marknivån, eller så bildas ofta virvlar som har en ackumulerande förmåga.
– Det kan man se nu på hösten då bladen hålls kvar i sådana virvlar. Det är precis samma med luftströmning med föroreningar, virvlarna gör att de ackumuleras och får högre och högre koncentration och det vill man inte ha.
Vindtunneln på Högskolan i Gävle
För att få bra luftkvalitet både utomhus och inomhus vill forskarna få ner den rena luften till gatunivå. Byggnader tar sin ventilationsluft från stadsluften och problemet är att luften där ofta är smutsig.
– I Sverige brukar vi säga att vi ventilerar byggnaderna med ren luft, men när det gäller storstäder så är det ju inte ren luft vi får in utan det är förorenad luft.
Metoder för att utveckla ventilationen Forskarna ser staden som en byggnad med taklösa rum och använder samma teknik för att mäta ventilation av stadens rum som byggnaders rum. Sedan tidigare har de utvecklat metoder för att mäta ventilationen i byggnader som har en komplicerad strömning.
– Det inträffar till exempel ofta att luften och föroreningar kommer tillbaka till området de kom från. Inom byggnadsventilation kan vi hantera sådana komplicerade situationer, kunskaper som vi under lång tid utvecklat i samarbete med forskare från Japan, Kina och Europa.
De ska nu skapa grunden för arbetsmetoder för bedömning av luftkvalitet som tar hänsyn till hur staden är byggd, stadsdelar kommer att byggas, och där staden ses som ett byggnad bestående av rum.
– Vi vill ta fram enkla verktyg som ska kunna användas av stadsplanerare vid jämförelse av olika alternativ för utformning av stadsdelar.
Fel träd kan hindra luften att passera Till sin hjälp har gävleforskarna en vindtunnel samt en modellstad i Guangzhou i Kina med 3300 byggnader som man kan stuva om för att prova olika utformning.
– Vi samarbetar även med forskare från Italien som är experter på träd och parkers betydelse.
Modellstaden i Guangzhou, Kina
Träd är normalt väldigt positivt, de dämpar solstrålning, har en skuggande effekt och kyler ner städer, de tar upp smuts och filtrerar.
– Men om det är väldigt trånga gator och mycket biltrafik så kan de ackumulera föroreningar och ge högre koncentrationer och det blir också motstånd för ren luft att passera. Så man får se upp och fundera vilken typ av träd man planterar, när det är trångt och höga hus, säger Mathias Cehlin.
Kontakt:
Mathias Cehlin, doktor i energisystem vid Högskolan i Gävle, mathias.cehlin@hig.se
