@phdthesis{Fer2018,
  author    = {Fer, Istem},
  title     = {Modeling past, present and future climate induced vegetation changes in East Africa},
  doi       = {10.25932/publishup-42777},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-427777},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {xxii, 156},
  year      = {2018},
  abstract  = {Ostafrika ist ein nat{\"u}rliches Labor: Durch ein Studium seiner einzigartigen geologischen und biologischen Geschichte lassen sich unsere Theorien und Modelle {\"u}berpr{\"u}fen und verbessern. Ein Studium seiner Gegenwart und seiner Zukunft wiederum hilft uns dabei, die global bedeutende Artenvielfalt und die {\"o}kosystemaren Dienstleistungen Ostafrikas zu sch{\"u}tzen. Eine zentrale Rolle spielt dabei spielt die ostafrikanische Vegetation, deren Dynamiken in dieser Dissertation durch Computersimulationen quantifiziert werden sollen. {\"U}ber Computersimulationen lassen sich fr{\"u}here Rahmenbedingungen reproduzieren, Voraussagen treffen oder Simulationsexperimente durchf{\"u}hren, die durch Feldforschung nicht m{\"o}glich w{\"a}ren. Zuallererst muss jedoch ihre Leistungsf{\"a}higkeit {\"u}berpr{\"u}ft werden. Die von dem Modell anhand der heutigen Inputs gelieferten Ergebnisse stimmten weitgehend mit heutigen Beobachtungen ostafrikanischer Vegetation {\"u}berein. Als n{\"a}chstes wurde die fr{\"u}here Vegetation simuliert, f{\"u}r die fossile Pollen-Daten zum Abgleich vorliegen. {\"U}ber Computermodelle lassen sich Wissensl{\"u}cken zwischen Standorten {\"u}berbr{\"u}cken, bei denen wir {\"u}ber fossile Pollen-Daten verf{\"u}gen, sodass ein vollst{\"a}ndigeres Bild der Vergangenheit entsteht. Zus{\"a}tzlich validiert wurde die Leistungsf{\"a}higkeit des Modells durch die hohe {\"U}bereinstimmung zwischen Modell und Pollen-Daten, wo sie im Raum {\"u}berlappen. Nachdem das Modell getestet und f{\"u}r die Region validiert war, konnte eine der seit langem offenen Fragen {\"u}ber die ostafrikanische Vegetation angegangen werden, n{\"a}mlich wie Ostafrika seines Tropenwaldes verlustig gehen konnte. In den Tropen wird die heutige Vegetation weltweit haupts{\"a}chlich von W{\"a}ldern dominiert, mit Ausnahme der Tropengebiete Ostafrikas, wo W{\"a}lder nur noch stellenweise an der K{\"u}ste und im Hochland vorkommen. Durch eine Reihe von Simulationsexperimenten konnte aufgezeigt werden, unter welchen Bedingungen jene Waldgebiete fr{\"u}her zusammenhingen und schließlich fragmentiert wurden. Die Studie hat erwiesen, wie empfindlich die ostafrikanische Vegetation f{\"u}r die Klimaschwankungen ist, die durch den k{\"u}nftigen Klimawandel zu erwarten sind. Weitere Auswirkungen auf das ostafrikanische Klima ergeben sich aus dem El Ni{\~n}o/Southern Oscillation-Ph{\"a}nomen (ENSO), das aus Temperaturfluktuationen zwischen dem Ozean und der Atmosph{\"a}re herr{\"u}hrt und k{\"u}nftig an Intensit{\"a}t zunehmen d{\"u}rfte. Die derzeitigen Klimamodelle sind allerdings noch nicht gut genug beim Erfassen solcher Ereignismuster. In einer Studie wurde der Einfluss des ENSO-Ph{\"a}nomens auf die ostafrikanische Vegetation quantifiziert und dabei aufgezeigt, wie sehr sich die k{\"u}nftige Vegetation von den heute simulierten Ergebnissen unterscheiden k{\"o}nnte, bei denen der genaue ENSO-Beitrag nicht ber{\"u}cksichtigt werden kann. Bei der Berechnung der k{\"u}nftigen weltweiten CO2-Bilanz und den zu treffenden Entscheidungen stellt dies einen zus{\"a}tzlichen Unsicherheitsfaktor dar.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Wichura2011,
  author    = {Wichura, Henry},
  title     = {Topographic evolution of the East African Plateau : a combined study on lava-flow modeling and paleo-topography},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-52363},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2011},
  abstract  = {The East African Plateau provides a spectacular example of geodynamic plateau uplift, active continental rifting, and associated climatic forcing. It is an integral part of the East African Rift System and has an average elevation of approximately 1,000 m. Its location coincides with a negative Bouguer gravity anomaly with a semi-circular shape, closely related to a mantle plume, which influences the Cenozoic crustal development since its impingement in Eocene-Oligocene time. The uplift of the East African Plateau, preceding volcanism, and rifting formed an important orographic barrier and tectonically controlled environment, which is profoundly influenced by climate driven processes. Its location within the equatorial realm supports recently proposed hypotheses, that topographic changes in this region must be considered as the dominant forcing factor influencing atmospheric circulation patterns and rainfall distribution. The uplift of this region has therefore often been associated with fundamental climatic and environmental changes in East Africa and adjacent regions. While the far-reaching influence of the plateau uplift is widely accepted, the timing and the magnitude of the uplift are ambiguous and are still subject to ongoing discussion. This dilemma stems from the lack of datable, geomorphically meaningful reference horizons that could record surface uplift. In order to quantify the amount of plateau uplift and to find evidence for the existence of significant relief along the East African Plateau prior to rifting, I analyzed and modeled one of the longest terrestrial lava flows; the 300-km-long Yatta phonolite flow in Kenya. This lava flow is 13.5 Ma old and originated in the region that now corresponds to the eastern rift shoulders. The phonolitic flow utilized an old riverbed that once drained the eastern flank of the plateau. Due to differential erosion this lava flow now forms a positive relief above the parallel-flowing Athi River, which is mimicking the course of the paleo-river. My approach is a lava-flow modeling, based on an improved composition and temperature dependent method to parameterize the flow of an arbitrary lava in a rectangular-shaped channel. The essential growth pattern is described by a one-dimensional model, in which Newtonian rheological flow advance is governed by the development of viscosity and/or velocity in the internal parts of the lava-flow front. Comparing assessments of different magma compositions reveal that length-dominated, channelized lava flows are characterized by high effusion rates, rapid emplacement under approximately isothermal conditions, and laminar flow. By integrating the Yatta lava flow dimensions and the covered paleo-topography (slope angle) into the model, I was able to determine the pre-rift topography of the East African Plateau. The modeling results yield a pre-rift slope of at least 0.2°, suggesting that the lava flow must have originated at a minimum elevation of 1,400 m. Hence, high topography in the region of the present-day Kenya Rift must have existed by at least 13.5 Ma. This inferred mid-Miocene uplift coincides with the two-step expansion of grasslands, as well as important radiation and speciation events in tropical Africa. Accordingly, the combination of my results regarding the Yatta lava flow emplacement history, its location, and its morphologic character, validates it as a suitable "paleo-tiltmeter" and has thus to be considered as an important topographic and volcanic feature for the topographic evolution in East Africa.},
  language  = {en}
}