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ISSN (Print) 0187-6236 - ISSN (Online) 2395-8812
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  • Impact of fossil fuels, renewable energy consumption and industrial growth
           on carbon emissions in Latin American and Caribbean economies

    • Abstract: ABSTRACT This study examines the impact of fossil fuels consumption, renewable energy use and industrial growth on carbon emissions in the developing economies of Latin America and the Caribbean. An industrial growth index is developed using competitive industrial indicators, and a two-step system generalized method of moments robust estimator is employed, involving a panel of 16 middle- and lower-middle-income economies for the period 1990 to 2015. The empirical results show an Inverted-U shaped relationship between economic growth and carbon emissions and confirm the existence of the environmental Kuznets curve for the region. The results indicate that industrial growth and consumption of fossil fuels are significantly contributing to carbon emissions in the region. The results highlight that, based on competitiveness in manufacturing and the transition from simple to sophisticated technologies, advance technology-based industrial growth increases the potential to produce goods competitively with lower carbon emissions. The findings suggest that such advanced industrial growth is unavoidable to attain sustainable economic growth. Thus, technological advancement and consumption of renewable energies have the potential to both meet the rising demand for goods and energy and to control carbon emissions in the developing countries of Latin America and the Caribbean.RESUMEN Se examina el impacto del consumo de combustibles fósiles, el uso de energías renovables y el desarrollo industrial en las emisiones de carbono en las economías emergentes de América Latina y el Caribe. Se desarrolla un índice de desarrollo industrial usando indicadores industriales competitivos, y se utiliza un método de los momentos generalizado de dos pasos como estimador robusto, el cual implica un panel de 16 economías de bajos y medianos ingresos para el periodo 1990-2015. Los resultados empíricos muestran una relación en forma de U invertida entre el crecimiento económico y las emisiones de carbono, y confirman la existencia de una curva ambiental de Kuznets para la región. Los resultados indican que el crecimiento industrial y el consumo de combustibles fósiles contribuyen de manera significativa a las emisiones de carbón en la región; asimismo, destacan que, con base en la competitividad en la manufactura y la transición de tecnologías simples a sofisticadas, el desarrollo industrial basado en tecnología avanzada produce bienes de manera competitiva con menores emisiones de carbono. Los hallazgos sugieren que este tipo de desarrollo industrial avanzado es imprescindible para alcanzar un desarrollo económico sostenible. De esta manera, el avance tecnológico y el consumo de energías renovables tienen el potencial tanto de satisfacer la creciente demanda de productos y energía, como de controlar las emisiones de carbono en los países en desarrollo de América Latina y el Caribe.
  • Crop yield simulations in Mexican agriculture for climate change

    • Abstract: ABSTRACT Climate change is considered a serious threat to food security worldwide. In this study, yields of maize, beans, wheat, soybean, sorghum, barley and potato were modeled with 28 future climate change scenarios. Our results reduce the information gap that is frequently reported for Mexico and will contribute to better knowledge on spatial impact of climate change. We applied FAO AquaCrop model for 22 case studies located in 14 states of Mexico. Climate change scenarios were: CNRM, GFDL, HADGEM, MPI and Ensemble REA, with two radiative forcing concentrations (4.5 and 8.5 W m-2) and three time horizons (2015-2039, 2045-2069, and 2075-2099). The results show decreases in yields of most of the case studies as a consequence of a decrease in the amount and distribution of precipitation. Maize yield in warm dry climates could decrease up to 84% in the most severe scenarios. Beans could decrease from 10 to 40% in the north of the country, while in the northwest a 15% decrease in wheat yield is predicted. Soybeans could benefit, with increases from 15 to 40%. Sorghum and potatoes are expected to decrease for all the case studies, while barley would have increases and decreases. The results suggest differentiated impacts according to crops and regions studied. We concluded that agriculture requires better focused strategies and policies (attention on crop and spatial distribution).RESUMEN En el presente estudio se modelaron rendimientos de maíz, frijol, trigo, soya, sorgo, cebada y papa en las condiciones actuales y con 28 escenarios de cambio climático. La metodología utilizó la calibración del modelo de cultivo AquaCrop de la FAO para 22 estudios de caso puntuales ubicados en 14 estados de México. Los escenarios climáticos considerados fueron cinco modelos (CNRM, GFDL, HADGEM, MPI y Ensamble REA), dos concentraciones de forzamiento radiativo (4.5 y 8.5 W m-2) y tres horizontes de tiempo (2015-2039, 2045-2069 y 2075-2099). Los resultados muestran decrementos en los rendimientos de la mayoría de los estudios de caso, como consecuencia de una disminución en la cantidad y distribución de la precipitación. El rendimiento de maíz en climas cálidos y secos podría disminuir hasta en 84% respecto al escenario base según los escenarios más severos. El frijol podría tener decrementos de 10 a 40% en el norte del país, mientras que en la zona noroeste se prevé un rendimiento del trigo 15% menor. La soya podría beneficiarse, con incrementos de 15 a 40%. Respecto del sorgo y la papa se esperarían decrementos generalizados para todos los estudios de caso, mientras que la cebada tendría incrementos y decrementos según la zona de estudio. Los resultados urgen a la toma de acciones con miras a la adaptación diferenciada para cultivos y zonas específicas. La agricultura de temporal en México es altamente vulnerable a los impactos del cambio climático.
  • Spatial and temporal characteristics of four main types of meteorological
           disasters in East China

    • Abstract: ABSTRACT Based on the disaster census data of four types of meteorological disasters (floods induced by rainstorms, droughts, damages due to low temperatures and high temperatures and heat waves) in 637 counties (districts) of East China, the spatial distribution and inter-annual variation in the number of records and the amount of impacts or losses caused by the four types of disasters were analyzed. The results indicate that rainstorm-induced flood disasters had the largest number of records and the largest affected population, death population, affected crop, total crop failure and direct economic loss in East China. The yearly percentage of affected population and direct economic loss caused by the four types of meteorological disasters increased significantly at rates of 1.4 and 2.2% per decade, respectively, but the deaths decreased significantly at a rate of 2.2% per decade during 1984-2010. There was no statistical significance in the percentage change of affected crop area and total crop failure area in East China. Spatially, the total number of people affected by the four types of meteorological disasters was higher in Anhui and Jiangxi, and the deaths were more in southern Anhui, Jiangxi, Zhejiang, and Fujian. Both the affected area and the total failure area of crops were higher in northern Anhui, eastern Jiangsu and eastern Shandong, and the direct economic losses were higher in the southern part of East China and Anhui province.RESUMEN Se analizó la distribución espacial y la variación interanual del número de registros, así como el monto de los impactos o pérdidas causadas por cuatro tipos de desastres meteorológicos (inundaciones inducidas por tormentas, inundaciones, daños provocados por altas y bajas temperaturas y olas de calor) en 637 condados del este de China, con base en los datos censuales de dichos desastres. Los resultados indican que los desastres inducidos por tormentas tuvieron el número más alto de registros y la mayor cantidad de población afectada, muertes, cosechas afectadas y fallidas, y pérdidas económicas directas en China del este. Las tasas anuales de población afectada y pérdidas económicas directas causadas por los cuatro desastres meteorológicos se incrementaron en 1.4 y 2.2% por década, pero el número de muertes decreció de manera significativa a tasas de 2.2% por década entre 1984 y 2010. No hubo diferencias estadísticas significativas entre los porcentajes de áreas de cultivo afectadas y cosechas fallidas en China del este. En términos espaciales, el número de personas afectadas por los cuatro desastres meteorológicos fue mayor en Anhui y Jiangxi, y el número de muertes fue más alto en el sur de Anhui, Jiangxi, Zhejiang y Fujian. Tanto el área afectada como el área total de cosechas fallidas fueron mayores en Anhui del norte, Jiangsu del este y Shandong del este, en tanto que las pérdidas económicas directas fueron superiores en la parte meridional de China del este y la provincia de Anhui.
  • Air pollution and daily mortality in the Mexico City Metropolitan Area

    • Abstract: ABSTRACT We utilize a time-series semi-parametric Poisson regression approach, incorporating natural cubic splines for temperature, to study the short-term associations between PM10 and daily mortality due to cardiovascular, respiratory, and cardiorespiratory events for seven municipalities in Mexico City Metropolitan Area (2001-2013). Our results demonstrate that assessing seasonality, along with temperature variability, is vital in understanding the relationship between air pollution and mortality events. Additionally, our findings support the World Health Organization’s morbidity and mortality threshold for PM10 within the assessed municipalities. We were able to identify associations between different meteorological seasons and air pollutions effects on mortality. Lastly, we demonstrate that geographical differences are modulating the relationship between air pollutants and mortality for models with and without distributed lagged. Our findings highlight the need for policy-driven approaches that take into consideration the dynamics of meteorological influences and geographic variability in terms of mitigating future deleterious health impacts of air pollutants in facilitating mortality risk.RESUMEN Se analiza la asociación de corto plazo entre emisiones de PM10 y la mortalidad diaria por causas cardiovasculares, respiratorias y cardiorrespiratorias en siete municipios del Área Metropolitana del Valle de México (2001-2013) mediante el uso de un modelo de regresión Poisson semiparamétrico e incorporando splines cúbicos naturales para la temperatura. Los resultados muestran evidencia de que la evaluación de la estacionalidad, junto con la variabilidad de la temperatura, es importante para comprender la relación entre la contaminación del aire y los eventos de mortalidad. Además, nuestros hallazgos apoyan el umbral de PM10 propuesto por la Organización Mundial de la Salud dentro de los municipios evaluados. Se pudo identificar la asociación entre los efectos de la contaminación del aire y la mortalidad. Por último, demostramos que existen diferencias geográficas que modelan la relación entre los contaminantes atmosféricos y la mortalidad para los modelos con y sin rezagos. Nuestros hallazgos sugieren la necesidad de impulsar políticas de salud pública que consideren la dinámica y la variabilidad geográfica de los contaminantes para mitigar sus efectos nocivos sobre la salud y realizar un mejor manejo del riesgo de mortalidad.
  • Potential sources and measured concentrations of VOCs in Balikesir ambient

    • Abstract: ABSTRACT The assessment of volatile organic compounds (VOCs) has become an important field of interest in atmospheric pollution. This study quantifies and characterizes the ambient levels and spatial distribution of VOCs in urban and rural areas of Balikesir city, Turkey. For these assessments, passive sampling of VOCs performed at approximately 50 locations in and around the city of Balikesir. Twenty-five VOCs were regularly monitored and analyzed with the GC-FID system. The sampling periods were carried out for seven-day periods during March and August 2010. In the study, mean ∑VOC concentrations were found to be as high 67 and 51 µg m-3 for the winter and summer seasons, respectively. Median concentrations of benzene, toluene, ethylbenzene, m,p-xylene and o-xylene were 2.6, 11, 1.30, 1.80 and 0.73 μg m-3, respectively. Although there were some changes between concentrations of VOC groups between the summer and winter campaigns, differences were not dramatic. Winter-to-summer ratios of the target compounds ranged from 0.2 (1,2,4-trimethylbenzene) to 9 (hexane). Most of the target compounds have higher concentrations in winter. Only few VOCs, including n-propylbenzene, 1,2,4- trimethylbenzene, 1-undecene and 1,2,4- trichlorobenzene have higher concentrations in summer. Spatial distribution of VOCs demonstrated that the roads are hot spots for measured VOC concentrations. The drinking water treatment plant, industrial solvent emissions from pesticide and insecticide applications in agriculture, and emissions from traffic were the sources that contribute to total VOC load in the Balikesir atmosphere.RESUMEN La evaluación de compuestos orgánicos volátiles (COV) se ha convertido en un importante campo de interés en la contaminación atmosférica. Este estudio cuantifica y caracteriza los niveles ambientales y la distribución espacial de los COV en las zonas urbanas y rurales de la ciudad de Balikesir. Para estas evaluaciones, el muestreo pasivo de COV se realizó en aproximadamente 50 lugares en la ciudad de Balikesir y sus alrededores. Se monitorearon regularmente 25 COV, y las muestras se analizaron con el sistema GC-FID. Los muestreos se llevaron a cabo en periodos de siete días durante marzo y agosto de 2010. Se encontró que las concentraciones medias de ∑COV fueron de 67 y 51 µg m-3 en las temporadas de invierno y verano, respectivamente. Las concentraciones medias de benceno, tolueno, etilbenceno, m,p-xileno y o-xileno fueron de 2.6, 11, 1.30, 1.80 y 0.73 μg m-3 , respectivamente. Aunque hubo algunos cambios en las concentraciones de grupos de COV entre las campañas de verano e invierno, las diferencias no fueron excesivas. Las proporciones de invierno a verano de los compuestos objetivo variaron de 0.2 (1,2,4 trimetilbenceno) a 9 (hexano). La mayoría de los compuestos objetivo tienen concentraciones más altas en invierno. Solo algunos COV, incluidos el n-propilbenceno, el 1,2,4-trimetilbenceno, el 1-undeceno y el 1,2,4-triclorobenceno tienen concentraciones más altas en verano. La distribución espacial de COV demostró que las carreteras son puntos críticos para las concentraciones de COV. Las fuentes que contribuyen a la carga total de VOC en la atmósfera de Balikesir son la planta de tratamiento de agua potable, las emisiones de solventes industriales de las aplicaciones de pesticidas e insecticidas en la agricultura, y las emisiones del tráfico.
  • Relationship between precipitation anomalies and multivariate ENSO index
           through wavelet coherence analysis

    • Abstract: ABSTRACT A better understanding of the local and regional spatio-temporal variability of past precipitation is needed to contextualize climate change research. Monthly precipitation data from 59 stations in the state of Zacatecas, Mexico were transformed into standardized monthly precipitation anomalies for the period 1976-2010 (34 years). Cluster analysis of the new time series was used to identify regions with similar precipitation regimes. Power spectrum analysis was carried out to identify important frequencies. Wavelet coherence analysis was performed to detect significant relations between each of the regional mean standardized anomalies of the monthly precipitation (SAMP) time series and the Multivariate El Niño Southern Oscillation Index (MEI). Three regions were identified: semi-arid, highlands and canyons. In all the three regional SAMP series, the 0.5-, 1-, 2- and 3-year frequencies are present in the power spectrum; the highlands and canyons regions showed important frequencies of 13 and 12 years, respectively. The 3-year frequencies may be linked to El Niño Southern Oscillation phenomenon. Three periods with significant correlation between regional SAMP time series and the MEI were identified: 1993 to 2003 for the semi-arid region, 1995 to 2003 for the highlands region and 1988 to 2003 for the canyons region. The results suggest that precipitation anomalies vary over time and according to regions. The results also strongly indicate that precipitation is modulated by the MEI.RESUMEN Una mejor comprensión de la variación espacial y temporal de la precipitación pluvial a niveles local y regional es indispensable para poner en contexto la investigación sobre cambio climático. La precipitación mensual de 59 estaciones (de 1976 a 2010, es decir, 34 años) en el estado de Zacatecas, México, se transformó en anomalías de precipitación mensual estandarizadas. El análisis de conglomerados de las nuevas series de tiempo identificó tres regiones (semiárida, del altiplano y cañones) con regímenes de precipitación similares. Se llevaron a cabo análisis de espectro de potencia para identificar las frecuencias importantes; asimismo, se realizaron análisis de coherencia de ondeletas para detectar relaciones significativas entre cada una de las tres series temporales de anomalías de precipitación media mensual (SAMP, por sus siglas en inglés) regionales y el Índice de Oscilación del Sur (MEI) multivariado. En el espectro de potencias de las tres series de tiempo regionales estuvieron presentes las frecuencias de 0.5, 1, 2 y 3 años . Las regiones del altiplano y cañones tuvieron frecuencias importantes de 13 y 12 años, respectivamente. Las frecuencias de 3 años pueden estar relacionadas con el fenómeno El Niño Oscilación del Sur. Se identificaron tres periodos con correlación significativa entre SAMP y MEI: 1993 a 2003 para la región semiárida, 1995 a 2003 para el altiplano y 1988 a 2003 para la región de cañones. Los resultados sugieren que las anomalías de precipitación varían de acuerdo con las regiones y el tiempo. Además, los resultados indican fuertemente que la precipitación es modulada por el MEI.
School of Mathematical and Computer Sciences
Heriot-Watt University
Edinburgh, EH14 4AS, UK
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