@phdthesis{Krey2011,
  author    = {Krey, Olaf},
  title     = {Zur Rolle der Mathematik in der Physik : Wissenschaftstheoretische Aspekte und Vorstellungen Physiklernender},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-59412},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2011},
  abstract  = {Mathematik spielt im Physikunterricht eine nicht unerhebliche Rolle - wenn auch eine zwiesp{\"a}ltige. Oft wird sie sogar zum Hindernis beim Lernen von Physik und kann ihr emanzipatorisches Potenzial nicht entfalten. Die vorliegende Arbeit stellt zwei Bausteine f{\"u}r eine begr{\"u}ndete Konzeption zum Umgang mit Mathematik beim Lernen von Physik zur Verf{\"u}gung. Im Theorieteil der Arbeit werden zum Einen wissenschaftstheoretische Aspekte der Rolle der Mathematik in der Physik aufgearbeitet und der physikdidaktischen Forschungsgemeinschaft im Zusammenhang zug{\"a}nglich gemacht. Zum anderen werden Forschungsergebnisse zu Vorstellungen Lernender {\"u}ber Physik und Mathematik sowie im Bereich der Epistemologie zusammengestellt. Im empirischen Teil der Arbeit werden Vorstellungen zur Rolle der Mathematik in der Physik von Sch{\"u}lerinnen und Sch{\"u}lern der Klassenstufen 10 und 12 sowie Physik-Lehramtstudierenden im Grundstudium mit Hilfe eines Fragebogens erhoben und unter Verwendung inhaltsanalytischer bzw. statistischer Methoden ausgewertet. Die Ergebnisse zeigen unter Anderem, dass Mathematik im Physikunterricht entgegen g{\"a}ngiger Meinungen bei den Lernenden nicht negativ, aber zumindest bei j{\"u}ngeren Lernenden formal und algorithmisch konnotiert ist.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Gellert2004,
  author    = {Gellert, Marcus},
  title     = {Zum Dynamoeffekt in extern getriebenen Str{\"o}mungen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0001705},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2004},
  abstract  = {Die Frage nach der Herkunft und der dynamischen Entwicklung langlebiger kosmischer Magnetfelder ist in vielen Details noch unbeantwortet. Es besteht zwar kein Zweifel daran, dass das Magnetfeld der Erde und anderer kosmischer Objekte durch den sogenannten Dynamoeffekt verursacht werden, der genaue Mechanismus als auch die notwendigen Voraussetzungen und Randbedingungen der zugrundeliegenden Str{\"o}mungen sind aber weitgehend unbekannt. Die f{\"u}r einen Dynamo interessanten Str{\"o}mungsmuster, die im Inneren von Himmelsk{\"o}rpern durch Konvektion und differentielle Rotation entstehen, sind Konvektionsrollen parallel zur Rotationsachse. Auf einer Str{\"o}mung mit eben solcher Geometrie, der sogenannten Roberts-Str{\"o}mung, basieren die in der vorliegenden Arbeit untersuchten Dynamomodelle. Mit Methoden der nichtlinearen Dynamik wird versucht, das Systemverhalten bei {\"A}nderung der Systemparamter genauer zu charakterisieren. Die numerischen Untersuchungen beginnen mit einer Analyse der Dynamoaktivit{\"a}t der Roberts-Str{\"o}mung in Abh{\"a}ngigkeit von den zwei freien Parametern in den Modellgleichungen, der magnetischen Prandtl-Zahl und der St{\"a}rke des Energieinputs. Gefunden werden verschiedene L{\"o}sungstypen die von einem station{\"a}ren Magnetfeld {\"u}ber periodische bis zu chaotischen Zust{\"a}nden reichen. Die yugrundeliegenden Symmetrien werden beschrieben und die Bifurkationen, die zum Wechsel der L{\"o}sungstypen f{\"u}hren, charakterisiert. Zus{\"a}tzlich gibt es Bereiche bei sehr kleinen Prandtl-Zahlen, in denen {\"u}berhaupt kein Dynamo existiert. Dieses Verhalten wird in der Literatur auch f{\"u}r viele andere numerisch ausgewertete Modelle beschrieben. Im {\"U}bergangsbereich zwischen dynamoaktivem und dynamoinaktivem Bereich wird das Auftreten einer sogenannten Blowout-Bifurkation gefunden. Desweiteren besch{\"a}ftigt sich die Arbeit mit der Frage, inwiefern Helizit{\"a}t, also eine schraubenf{\"o}rmige Bewegung, der Str{\"o}mung den Dynamoeffekt beeinflusst. Dazu werden {\"a}hnliche Str{\"o}mungstypen verglichen, die sich haupts{\"a}chlich in ihrem Helizit{\"a}tswert unterscheiden. Es wird gefunden, dass ein bestimmter Wert der Helizit{\"a}t nicht unterschritten werden darf, um einen stabilen Roberts-Dynamo zu erhalten.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kopf2008,
  author    = {Kopf, Markus},
  title     = {Zeeman-Doppler Imaging of active late-type stars},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-37387},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2008},
  abstract  = {Stellare Magnetfelder spielen eine wichtige Rolle bei der Entstehung und Entwicklung von Sternen. Leider entziehen sie sich aber, aufgrund ihrer großen Entfernung zur Erde, einer direkten Beobachtung. Dies gilt zumindest f{\"u}r derzeitige und in naher Zukunft zur Verf{\"u}gung stehende Instrumente. Um aber beispielsweise zu verstehen, ob Magnetfelder durch einen Dynamoprozess generiert werden oder {\"U}berbleibsel der Sternentstehung sind, ist es zwingend erforderlich, die Oberfl{\"a}chenstruktur und die zeitliche Entwicklung von stellaren Feldern zu untersuchen. Gl{\"u}cklicherweise haben wir mit der Dopplerverschiebung sowie der Polarisation von Licht Mittel zur Verf{\"u}gung, um indirekt die Magnetfeldtopologie entfernter Sternen zu rekonstruieren, wenn auch nur die schnell rotierender. Die auf den beiden genannten Effekten basierende Rekonstruktionsmethode ist unter dem Namen Zeeman-Doppler Imaging (ZDI) bekannt. Sie stellt eine leistungsf{\"a}hige Methode dar, um aus rotationsverbreiterten Stokes Profilen schnell rotierender Sterne Oberfl{\"a}chenkartierungen der Temperatur und Magnetfeldverteilung zu erstellen. Durch das ZDI konnten in den vergangenen Jahren die Magnetfeldverteilungen zahlreicher Sterne rekonstruiert werden. Diese Methode stellt allerdings sehr hohe Anforderungen sowohl an die Instrumentierung als auch an die Rechenleistung und ist deshalb h{\"a}ufig mit zahlreichen Annahmen und N{\"a}herungen verbunden. Ziel dieser Arbeit war es, Methoden f{\"u}r ein ZDI zu entwickeln, das darauf ausgelegt ist, zeitaufgel{\"o}ste spektropolarimetrische Daten von aktiven sp{\"a}ten Sternen zu invertieren. Es sollte also insbesondere den komplexen und lokalen Magnetfeldstrukturen dieser Sterne Rechnung getragen werden. Um die Orientierung und St{\"a}rke solcher Felder zuverl{\"a}ssig rekonstruieren zu k{\"o}nnen, sollte die Inversion im Stande sein, alle vier Stokes-Komponenten einzubeziehen. Ferner war vorgesehen auf vollst{\"a}ndigen polarisierten Strahlungstransportmodellierungen aufzubauen. Dies erm{\"o}glicht eine simultane und selbstkonsistente Temperatur- und Magnetfeld-Inversion, die damit dem komplexen Zusammenspiel zwischen Temperatur und Magnetfeld gerecht wird. Schließlich sollte die Anwendung eines neu zu entwickelnden ZDI Programms auf Stokes I und V Beobachtungen von II Pegasi (kurz: II Peg) erste Magnefeldkarten dieses sehr aktiven Sterns liefern. Um den hohen Rechenaufwand, der mit der Inversionsmethode einhergeht, besser bew{\"a}ltigen zu k{\"o}nnen, wurde zun{\"a}chst eine schnelle Approximationsmethode f{\"u}r den polarisierten Strahlungstransport entwickelt. Sie basiert auf einer Hauptkomponentenanalyse (PCA) sowie auf k{\"u}nstlichen Neuronalen Netzen. Letztere approximieren den funktionalen Zusammenhang zwischen atmosph{\"a}rischen Parametern und den zugeh{\"o}rigen lokalen Stokes Profilen. Inverse Probleme sind potentiell schlecht gestellt und erfordern in der Regel eine Regularisierung. Der entwickelte Ansatz verwendet eine lokale Entropie, die auf die Besonderheiten bei der Rekonstruktion lokalisierter Magnetfeder eingeht. Ein weiterer neuartiger Ansatz befasst sich mit der Rauschreduktion polarimetrischer Beobachtungsdaten. Er macht sich die Hauptkomponentenanalyse zu Nutze, um mit Hilfe einer Vielzahl beobachteter Spektrallinien, einzelne Linien mit drastisch vergr{\"o}ßertem Signal-zu-Rausch-Verh{\"a}ltnis wieder zu geben. Diese Methode hat gegen{\"u}ber anderen Multi-Spektrallinien-Verfahren den Vorteil, nach wie vor eine Inversion auf der Basis einzelner Spektrallinien durchf{\"u}hren zu k{\"o}nnen. Schließlich wurde das Inversionsprogramm iMap entwickelt, das die zuvor genannten Methoden implementiert. Detaillierte Testrechnungen demonstrieren die Funktionsf{\"a}higkeit und Genauigkeit der schnellen Synthese-Methode und weisen einen Zeitgewinn von nahezu drei Gr{\"o}ßenordnungen gegen{\"u}ber der konventionellen Strahlungstransportberechnung auf. Desweiteren untersuchen wir den Einfluss der verschiedenen Stokes Komponenten (IV bzw. IVQU) auf die Zuverl{\"a}ssigkeit, ein bekanntes Magnetfeld zu rekonstruieren. Damit belegen wir die Zuverl{\"a}ssigkeit unseres Inversionsprogrammes und zeigen dar{\"u}ber hinaus auch Einschr{\"a}nkungen von Magnetfeldinversionen im allgemeinen auf. Eine erste Inversion von Stokes I und V Profilen von II Peg liefert zum ersten Mal f{\"u}r diesen Stern simultan Temperatur- und Magnetfeldverteilungen.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Foster2022,
  author    = {Foster, Mary Grace},
  title     = {X-Ray studies of exoplanet systems},
  publisher = {xiii, 92},
  doi       = {10.25932/publishup-56215},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-562152},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {108},
  year      = {2022},
  abstract  = {X-rays are integral to furthering our knowledge of exoplanetary systems. In this work we discuss the use of X-ray observations to understand star-planet interac- tions, mass-loss rates of an exoplanet's atmosphere and the study of an exoplanet's atmospheric components using future X-ray spectroscopy. The low-mass star GJ 1151 was reported to display variable low-frequency radio emission, which is an indication of coronal star-planet interactions with an unseen exoplanet. In chapter 5 we report the first X-ray detection of GJ 1151's corona based on XMM-Newton data. Averaged over the observation, we detect the star with a low coronal temperature of 1.6 MK and an X-ray luminosity of LX = 5.5 × 1026 erg/s. This is compatible with the coronal assumptions for a sub-Alfv{\´e}nic star- planet interaction origin of the observed radio signals from this star. In chapter 6, we aim to characterise the high-energy environment of known ex- oplanets and estimate their mass-loss rates. This work is based on the soft X-ray instrument on board the Spectrum Roentgen Gamma (SRG) mission, eROSITA, along with archival data from ROSAT, XMM-Newton, and Chandra. We use these four X-ray source catalogues to derive X-ray luminosities of exoplanet host stars in the 0.2-2 keV energy band. A catalogue of the mass-loss rates of 287 exoplan- ets is presented, with 96 of these planets characterised for the first time using new eROSITA detections. Of these first time detections, 14 are of transiting exoplanets that undergo irradiation from their host stars that is of a level known to cause ob- servable evaporation signals in other systems, making them suitable for follow-up observations. In the next generation of space observatories, X-ray transmission spectroscopy of an exoplanet's atmosphere will be possible, allowing for a detailed look into the atmospheric composition of these planets. In chapter 7, we model sample spectra using a toy model of an exoplanetary atmosphere to predict what exoplanet transit observations with future X-ray missions such as Athena will look like. We then estimate the observable X-ray transmission spectrum for a typical Hot Jupiter-type exoplanet, giving us insights into the advances in X-ray observations of exoplanets in the decades to come.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Krumpe2007,
  author    = {Krumpe, Mirko},
  title     = {X-ray and optical properties of X-ray luminous active galactic nuclei},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-16993},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2007},
  abstract  = {Giacconi et al. (1962) discovered a diffuse cosmic X-ray background with rocket experiments when they searched for lunar X-ray emission. Later satellite missions found a spectral peak in the cosmic X-ray background at ~30 keV. Imaging X-ray satellites such as ROSAT (1990-1999) were able to resolve up to 80\% of the background below 2 keV into single point sources, mainly active galaxies. The cosmic X-ray background is the integration of all accreting super-massive (several million solar masses) black holes in the centre of active galaxies over cosmic time. Synthesis models need further populations of X-ray absorbed active galaxy nuclei (AGN) in order to explain the cosmic X-ray background peak at ~30 keV. Current X-ray missions such as XMM-Newton and Chandra offer the possibility of studying these additional populations. This Ph.D. thesis studies the populations that dominate the X-ray sky. For this purpose the 120 ksec XMM-Newton Marano field survey, named for an earlier optical quasar survey in the southern hemisphere, is analysed. Based on the optical follow-up observations the X-ray sources are spectroscopically classified. Optical and X-ray properties of the different X-ray source populations are studied and differences are derived. The amount of absorption in the X-ray spectra of type II AGN, which are considered as a main contributor to the X-ray background at ~30 keV, is determined. In order to extend the sample size of the rare type II AGN, this study also includes objects from another survey, the XMM-Newton Serendipitous Medium Sample. In addition, the dependence of the absorption in type II AGN with redshift and X-ray luminosity is analysed. We detected 328 X-ray sources in the Marano field. 140 sources were spectroscopically classified. We found 89 type I AGN, 36 type II AGN, 6 galaxies, and 9 stars. AGN, galaxies, and stars are clearly distinguishable by their optical and X-ray properties. Type I and II AGN do not separate clearly. They have a significant overlap in all studied properties. In a few cases the X-ray properties are in contradiction to the observed optical properties for type I and type II AGN. For example we find type II AGN that show evidence for optical absorption but are not absorbed in X-rays. Based on the additional use of near infra-red imaging (K-band), we were able to identify several of the rare type II AGN. The X-ray spectra of type II AGN from the XMM-Newton Marano field survey and the XMM-Newton Serendipitous Medium Sample were analysed. Since most of the sources have only ~40 X-ray counts in the XMM-Newton PN-detector, I carefully studied the fit results of simulated X-ray spectra as a function of fit statistic and binning method. The objects revealed only moderate absorption. In particular, I do not find any Compton-thick sources (absorbed by column densities of NH > 1.5 x 10^24 cm^-2). This gives evidence that type II AGN are not the main contributor of the X-ray background around 30 keV. Although bias effects may occur, type II AGN show no noticeable trend of the amount of absorption with redshift or X-ray luminosity.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Maraun2006,
  author    = {Maraun, Douglas},
  title     = {What can we learn from climate data? : Methods for fluctuation, time/scale and phase analysis},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-9047},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2006},
  abstract  = {Since Galileo Galilei invented the first thermometer, researchers have tried to understand the complex dynamics of ocean and atmosphere by means of scientific methods. They observe nature and formulate theories about the climate system. Since some decades powerful computers are capable to simulate the past and future evolution of climate. Time series analysis tries to link the observed data to the computer models: Using statistical methods, one estimates characteristic properties of the underlying climatological processes that in turn can enter the models. The quality of an estimation is evaluated by means of error bars and significance testing. On the one hand, such a test should be capable to detect interesting features, i.e. be sensitive. On the other hand, it should be robust and sort out false positive results, i.e. be specific. This thesis mainly aims to contribute to methodological questions of time series analysis with a focus on sensitivity and specificity and to apply the investigated methods to recent climatological problems. First, the inference of long-range correlations by means of Detrended Fluctuation Analysis (DFA) is studied. It is argued that power-law scaling of the fluctuation function and thus long-memory may not be assumed a priori but have to be established. This requires to investigate the local slopes of the fluctuation function. The variability characteristic for stochastic processes is accounted for by calculating empirical confidence regions. The comparison of a long-memory with a short-memory model shows that the inference of long-range correlations from a finite amount of data by means of DFA is not specific. When aiming to infer short memory by means of DFA, a local slope larger than \$\alpha=0.5\$ for large scales does not necessarily imply long-memory. Also, a finite scaling of the autocorrelation function is shifted to larger scales in the fluctuation function. It turns out that long-range correlations cannot be concluded unambiguously from the DFA results for the Prague temperature data set. In the second part of the thesis, an equivalence class of nonstationary Gaussian stochastic processes is defined in the wavelet domain. These processes are characterized by means of wavelet multipliers and exhibit well defined time dependent spectral properties; they allow one to generate realizations of any nonstationary Gaussian process. The dependency of the realizations on the wavelets used for the generation is studied, bias and variance of the wavelet sample spectrum are calculated. To overcome the difficulties of multiple testing, an areawise significance test is developed and compared to the conventional pointwise test in terms of sensitivity and specificity. Applications to Climatological and Hydrological questions are presented. The thesis at hand mainly aims to contribute to methodological questions of time series analysis and to apply the investigated methods to recent climatological problems. In the last part, the coupling between El Nino/Southern Oscillation (ENSO) and the Indian Monsoon on inter-annual time scales is studied by means of Hilbert transformation and a curvature defined phase. This method allows one to investigate the relation of two oscillating systems with respect to their phases, independently of their amplitudes. The performance of the technique is evaluated using a toy model. From the data, distinct epochs are identified, especially two intervals of phase coherence, 1886-1908 and 1964-1980, confirming earlier findings from a new point of view. A significance test of high specificity corroborates these results. Also so far unknown periods of coupling invisible to linear methods are detected. These findings suggest that the decreasing correlation during the last decades might be partly inherent to the ENSO/Monsoon system. Finally, a possible interpretation of how volcanic radiative forcing could cause the coupling is outlined.},
  subject      = {Spektralanalyse <Stochastik>},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Kayser2017,
  author    = {Kayser, Markus},
  title     = {Wechselwirkung der atmosph{\"a}rischen Grenzschicht mit synoptisch-skaligen Prozessen w{\"a}hrend der N-ICE2015 Kampagne},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-411124},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {147},
  year      = {2017},
  abstract  = {Die Arktis erw{\"a}rmt sich schneller als der Rest der Erde. Die Auswirkungen manifestieren sich unter Anderem in einer verst{\"a}rkten Erw{\"a}rmung der arktischen Grenzschicht. Diese Arbeit befasst sich mit Wechselwirkungen zwischen synoptischen Zyklonen und der arktischen Atmosph{\"a}re auf lokalen bis {\"u}berregionalen Skalen. Ausgangspunkt daf{\"u}r sind Messdaten und Modellsimulationen f{\"u}r den Zeitraum der N-ICE2015 Expedition, die von Anfang Januar bis Ende Juni 2015 im arktischen Nordatlantiksektor stattgefunden hat. Anhand von Radiosondenmessungen lassen sich Auswirkungen von synoptischen Zyklonen am deutlichsten im Winter erkennen, da sie durch die Advektion warmer und feuchter Luftmassen in die Arktis den Zustand der Atmosph{\"a}re von einem strahlungs-klaren in einen strahlungs-opaken {\"a}ndern. Obwohl dieser scharfe Kontrast nur im Winter existiert, zeigt die Analyse, dass der integrierte Wasserdampf als Indikator f{\"u}r die Advektion von Luftmassen aus niedrigen Breiten in die Arktis auch im Fr{\"u}hjahr geeignet ist. Neben der Advektion von Luftmassen wird der Einfluss der Zyklonen auf die statische Stabilit{\"a}t charakterisiert. Beim Vergleich der N-ICE2015 Beobachtungen mit der SHEBA Kampagne (1997/1998), die {\"u}ber dickerem Eis stattfand, finden sich trotz der unterschiedlichen Meereisregime {\"A}hnlichkeiten in der statischen Stabilit{\"a}t der Atmosph{\"a}re. Die beobachteten Differenzen in der Stabilit{\"a}t lassen sich auf Unterschiede in der synoptischen Aktivit{\"a}t zur{\"u}ckf{\"u}hren. Dies l{\"a}sst vermuten, dass die d{\"u}nnere Eisdecke auf saisonalen Zeitskalen nur einen geringen Einfluss auf die thermodynamische Struktur der arktischen Troposph{\"a}re besitzt, solange eine dicke Schneeschicht sie bedeckt. Ein weiterer Vergleich mit den parallel zur N-ICE2015 Kampagne gestarteten Radiosonden der AWIPEV Station in Ny-{\AA}esund, Spitzbergen, macht deutlich, dass die synoptischen Zyklonen oberhalb der Orographie auf saisonalen Zeitskalen das Wettergeschehen bestimmen. Des Weiteren werden f{\"u}r Februar 2015 die Auswirkungen von in der Vertikalen variiertem Nudging auf die Entwicklung der Zyklonen am Beispiel des hydrostatischen regionalen Klimamodells HIRHAM5 untersucht. Es zeigt sich, dass die Unterschiede zwischen den acht Modellsimulationen mit abnehmender Anzahl der genudgten Level zunehmen. Die gr{\"o}ßten Differenzen resultieren vornehmlich aus dem zeitlichen Versatz der Entwicklung synoptischer Zyklonen. Zur Korrektur des Zeitversatzes der Zykloneninitiierung gen{\"u}gt es bereits, Nudging in den unterstem 250 m der Troposph{\"a}re anzuwenden. Daneben findet sich zwischen den genudgten HIRHAM5-Simulation und den in situ Messungen der gleiche positive Temperaturbias, den auch ERA-Interim besitzt. Das freie HIRHAM hingegen reproduziert das positive Ende der N-ICE2015 Temperaturverteilung gut, besitzt aber einen starken negativen Bias, der sehr wahrscheinlich aus einer Untersch{\"a}tzung des Feuchtegehalts resultiert. An Beispiel einer Zyklone wird gezeigt, dass Nudging Einfluss auf die Lage der H{\"o}hentiefs besitzt, die ihrerseits die Zyklonenentwicklung am Boden beeinflussen. Im Weiteren wird mittels eines f{\"u}r kleine Ensemblegr{\"o}ßen geeigneten Varianzmaßes eine statistische Einsch{\"a}tzung der Wirkung des Nudgings auf die Vertikale getroffen. Es wird festgestellt, dass die {\"A}hnlichkeit der Modellsimulationen in der unteren Troposph{\"a}re generell h{\"o}her ist als dar{\"u}ber und in 500 hPa ein lokales Minimum besitzt. Im letzten Teil der Analyse wird die Wechselwirkung der oberen und unteren Stratosph{\"a}re anhand zuvor betrachteter Zyklonen mit Daten der ERA-Interim Reanalyse untersucht. Lage und Ausrichtung des Polarwirbels erzeugten ab Anfang Februar 2015 eine ungew{\"o}hnlich große Meridionalkomponente des Tropopausenjets, die Zugbahnen in die zentrale Arktis beg{\"u}nstigte. Am Beispiel einer Zyklone wird die {\"U}bereinstimmung der synoptischen Entwicklung mit den theoretischen Annahmen {\"u}ber den abw{\"a}rts gerichteten Einfluss der Stratosph{\"a}re auf die Troposph{\"a}re hervorgehoben. Dabei spielt die nicht-lineare Wechselwirkung zwischen der Orographie Gr{\"o}nlands, einer Intrusion stratosph{\"a}rischer Luft in die Troposph{\"a}re sowie einer in Richtung Arktis propagierender Rossby-Welle eine tragende Rolle. Als Indikator dieser Wechselwirkung werden horizontale Signaturen aus abwechselnd aufsteigender und absinkender Luft innerhalb der Troposph{\"a}re identifiziert.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Solopow2019,
  author    = {Solopow, Sergej},
  title     = {Wavelength dependent demagnetization dynamics in Co2MnGa Heusler-alloy},
  doi       = {10.25932/publishup-42786},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-427860},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {91},
  year      = {2019},
  abstract  = {In dieser Arbeit haben wir ultraschnelle Entmagnetisierung an einer Heusler-Legierung untersucht. Es handelt sich um ein Halbmetall, das sich in einer ferromagnetischen Phase befindet. Die Besonderheit dieses Materials besteht im Aufbau einer Bandstruktur. Diese bildet Zustandsdichten, in der die Majorit{\"a}tselektronen eine metallische B{\"a}nderbildung aufweisen und die Minorit{\"a}tselektronen eine Bandl{\"u}cke in der N{\"a}he des Fermi-Niveaus aufweisen, das dem Aufbau eines Halbleiters entspricht. Mit Hilfe der Pump-Probe-Experimente haben wir zeitaufgel{\"o}ste Messungen durchgef{\"u}hrt. F{\"u}r das Pumpen wurden ultrakurze Laserpulse mit einer Pulsdauer von 100 fs benutzt. Wir haben dabei zwei verschiedene Wellenl{\"a}ngen mit 400 nm und 1240 nm benutzt, um den Effekt der Prim{\"a}ranregung und der Bandl{\"u}cke in den Minorit{\"a}tszust{\"a}nden zu untersuchen. Dabei wurde zum ersten Mal OPA (Optical Parametrical Amplifier) f{\"u}r die Erzeugung der langwelligen Pulse an der FEMTOSPEX-Beamline getestet und erfolgreich bei den Experimenten verwendet. Wir haben Wellenl{\"a}ngen bedingte Unterschiede in der Entmagnetisierungszeit gemessen. Mit der Erh{\"o}hung der Photonenenergie ist der Prozess der Entmagnetisierung deutlich schneller als bei einer niedrigeren Photonenenergie. Wir verkn{\"u}pften diese Ergebnisse mit der Existenz der Energiel{\"u}cke f{\"u}r Minorit{\"a}tselektronen. Mit Hilfe lokaler Elliot-Yafet-Streuprozesse k{\"o}nnen die beobachteten Zeiten gut erkl{\"a}rt werden. Wir haben in dieser Arbeit auch eine neue Probe-Methode f{\"u}r die Magnetisierung angewandt und somit experimentell deren Effektivit{\"a}t, n{\"a}mlich XMCD in Refletiongeometry, best{\"a}tigen k{\"o}nnen. Statische Experimente liefern somit deutliche Indizien daf{\"u}r, dass eine magnetische von einer rein elektronischen Antwort des Systems getrennt werden kann. Unter der Voraussetzung, dass die Photonenenergie der R{\"o}ntgenstrahlung auf die L3 Kante des entsprechenden Elements eingestellt, ein geeigneter Einfallswinkel gew{\"a}hlt und die zirkulare Polarisation fixiert wird, ist es m{\"o}glich, diese Methode zur Analyse magnetischer und elektronischer Respons anzuwenden.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Giuri2023,
  author    = {Giuri, Chiara},
  title     = {VERITAS Dark Matter search in dwarf spheroidal galaxies: an extended analysis},
  doi       = {10.25932/publishup-57586},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-575869},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {xxiv, 227},
  year      = {2023},
  abstract  = {In the last century, several astronomical measurements have supported that a significant percentage (about 22\%) of the total mass of the Universe, on galactic and extragalactic scales, is composed of a mysterious "dark" matter (DM). DM does not interact with the electromagnetic force; in other words it does not reflect, absorb or emit light. It is possible that DM particles are weakly interacting massive particles (WIMPs) that can annihilate (or decay) into Standard Model (SM) particles, and modern very- high-energy (VHE; > 100 GeV) instruments such as imaging atmospheric Cherenkov telescopes (IACTs) can play an important role in constraining the main properties of such DM particles, by detecting these products. One of the most privileged targets where to look for DM signal are dwarf spheroidal galaxies (dSphs), as they are expected to be high DM-dominated objects with a clean, gas-free environment. Some dSphs could be considered as extended sources, considering the angular resolution of IACTs; their angu- lar resolution is adequate to detect extended emission from dSphs. For this reason, we performed an extended-source analysis, by taking into account in the unbinned maximum likelihood estimation both the energy and the angular extension dependency of observed events. The goal was to set more constrained upper limits on the velocity-averaged cross-section annihilation of WIMPs with VERITAS data. VERITAS is an array of four IACTs, able to detect γ-ray photons ranging between 100 GeV and 30 TeV. The results of this extended analysis were compared against the traditional spectral analysis. We found that a 2D analysis may lead to more constrained results, depending on the DM mass, channel, and source. Moreover, in this thesis, the results of a multi-instrument project are presented too. Its goal was to combine already published 20 dSphs data from five different experiments, such as Fermi-LAT, MAGIC, H.E.S.S., VERITAS and HAWC, in order to set upper limits on the WIMP annihilation cross-section in the widest mass range ever reported.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Tegtmeier2006,
  author    = {Tegtmeier, Susann},
  title     = {Variationen der stratosph{\"a}rischen Residualzirkulation und ihr Einfluss auf die Ozonverteilung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-12118},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2006},
  abstract  = {Die Residualzirkulation entspricht der mittleren Massenzirkulation und beschreibt die im zonalen Mittel stattfindenden meridionalen Transportprozesse. Die Variationen der Residualzirkulation bestimmen gemeinsam mit dem anthropogen verursachten Ozonabbau die j{\"a}hrlichen Schwankungen der Ozongesamts{\"a}ule im arktischen Fr{\"u}hling. In der vorliegenden Arbeit wird die Geschwindigkeit des arktischen Astes der Residualzirkulation aus atmosph{\"a}rischen Daten gewonnen. Zu diesem Zweck wird das diabatische Absinken im Polarwirbel mit Hilfe von Trajektorienrechnungen bestimmt. Die vertikalen Bewegungen der Luftpakete k{\"o}nnen mit vertikalen Windfeldern oder entsprechend einem neuen Ansatz mit diabatischen Heizraten angetrieben werden. Die Eingabedaten stammen aus dem 45 Jahre langen Reanalyse-Datensatz des "European Centre for Medium Range Weather Forecast" (ECMWF). Außerdem kann f{\"u}r die Jahre ab 1984 die operationelle ECMWF-Analyse verwendet werden. Die Qualit{\"a}t und Robustheit der Heizraten- und Trajektorienrechnungen werden durch Sensitivit{\"a}tsstudien und Vergleiche mit anderen Modellen untermauert. Anschließend werden umfangreiche Trajektorienensemble statistisch ausgewertet, um ein detailliertes, zeit- und h{\"o}henaufgel{\"o}stes Bild des diabatischen Absinkens zu ermitteln. In diesem Zusammenhang werden zwei Methoden entwickelt, um das Absinken gemittelt im Polarwirbel oder als Funktion der {\"a}quivalenten Breite zu bestimmen. Es wird gezeigt, dass es notwendig ist den Lagrangeschen auf Trajektorienrechnungen basierenden Ansatz zu verfolgen, da die einfachen Eulerschen Mittel Abweichungen zu den Lagrangeschen Vertikalgeschwindigkeiten aufweisen. Das wirbelgemittelte Absinken wird f{\"u}r einzelne Winter mit dem beobachteten Absinken langlebiger Spurengase und anderen Modellstudien verglichen. Der Vergleich zeigt, dass das Absinken basierend auf den vertikalen Windfeldern der ECMWF-Datens{\"a}tze den Nettoluftmassentransport durch die Residualzirkulation sehr stark {\"u}bersch{\"a}tzt. Der neue Ansatz basierend auf den Heizraten ergibt hingegen realistische Ergebnisse und wird aus diesem Grund f{\"u}r alle Rechnungen verwendet. Es wird erstmalig eine Klimatologie des diabatischen Absinkens {\"u}ber einen fast f{\"u}nf Jahrzehnte umfassenden Zeitraum erstellt. Die Klimatologie beinhaltet das vertikal und zeitlich aufgel{\"o}ste diabatische Absinken gemittelt {\"u}ber den gesamten Polarwirbel und Informationen {\"u}ber die r{\"a}umliche Struktur des vertikalen Absinkens. Die nat{\"u}rliche Jahr-zu-Jahr Variabilit{\"a}t des diabatischen Absinkens ist sehr stark ausgepr{\"a}gt. Es wird gezeigt, dass zwischen der ECMWF-Zeitreihe des diabatischen Absinkens und der Zeitreihe aus einem unabh{\"a}ngig analysierten Temperaturdatensatz hohe Korrelationen bestehen. Erstmals wird der Einfluss von Transportprozessen auf die Ozongesamts{\"a}ule im arktischen Fr{\"u}hling direkt quantifiziert. Es wird gezeigt, dass die Jahr-zu-Jahr Variabilit{\"a}t der Ozongesamts{\"a}ule im arktischen Fr{\"u}hling zu gleichen Anteilen durch die Variabilit{\"a}t der dynamischen Komponente und durch die Variabilit{\"a}t der chemischen Komponente beeinflusst wird. Die gefundenen Variabilit{\"a}ten von diabatischem Absinken und Ozoneintrag in hohen Breiten werden mit der vertikalen Ausbreitung planetarer Wellen aus der Troposph{\"a}re in die Stratosph{\"a}re in Beziehung gesetzt.},
  language  = {de}
}