@article{WulffMientusNowaketal.2022, author = {Wulff, Peter and Mientus, Lukas and Nowak, Anna and Borowski, Andreas}, title = {Utilizing a pretrained language model (BERT) to classify preservice physics teachers' written reflections}, series = {International journal of artificial intelligence in education}, journal = {International journal of artificial intelligence in education}, number = {33}, publisher = {Springer}, address = {New York}, issn = {1560-4292}, doi = {10.1007/s40593-022-00290-6}, pages = {439 -- 466}, year = {2022}, abstract = {Computer-based analysis of preservice teachers' written reflections could enable educational scholars to design personalized and scalable intervention measures to support reflective writing. Algorithms and technologies in the domain of research related to artificial intelligence have been found to be useful in many tasks related to reflective writing analytics such as classification of text segments. However, mostly shallow learning algorithms have been employed so far. This study explores to what extent deep learning approaches can improve classification performance for segments of written reflections. To do so, a pretrained language model (BERT) was utilized to classify segments of preservice physics teachers' written reflections according to elements in a reflection-supporting model. Since BERT has been found to advance performance in many tasks, it was hypothesized to enhance classification performance for written reflections as well. We also compared the performance of BERT with other deep learning architectures and examined conditions for best performance. We found that BERT outperformed the other deep learning architectures and previously reported performances with shallow learning algorithms for classification of segments of reflective writing. BERT starts to outperform the other models when trained on about 20 to 30\% of the training data. Furthermore, attribution analyses for inputs yielded insights into important features for BERT's classification decisions. Our study indicates that pretrained language models such as BERT can boost performance for language-related tasks in educational contexts such as classification.}, language = {en} } @article{LaquaiMuellerSchneideretal.2020, author = {Laquai, Rene and M{\"u}ller, Bernd R. and Schneider, Judith Ann and Kupsch, Andreas and Bruno, Giovanni}, title = {Using SXRR to probe the nature of discontinuities in SLM additive manufactured inconel 718 specimens}, series = {Metallurgical and Materials Transactions A}, volume = {51}, journal = {Metallurgical and Materials Transactions A}, number = {8}, publisher = {Springer}, address = {New York}, issn = {1073-5623}, doi = {10.1007/s11661-020-05847-5}, pages = {4146 -- 4157}, year = {2020}, abstract = {The utilization of additive manufacturing (AM) to fabricate robust structural components relies on understanding the nature of internal anomalies or discontinuities, which can compromise the structural integrity. While some discontinuities in AM microstructures stem from similar mechanisms as observed in more traditional processes such as casting, others are unique to the AM process. Discontinuities in AM are challenging to detect, due to their submicron size and orientation dependency. Toward the goal of improving structural integrity, minimizing discontinuities in an AM build requires an understanding of the mechanisms of formation to mitigate their occurrence. This study utilizes various techniques to evaluate the shape, size, nature and distribution of discontinuities in AM Inconel 718, in a non-hot isostatic pressed (HIPed) as-built, non-HIPed and direct age, and HIPed with two step age samples. Non-destructive synchrotron radiation refraction and transmission radiography (SXRR) provides additional information beyond that obtained with destructive optical microscopy. SXRR was able to distinguish between voids, cracks and lack of melt in, due to its sensitivity to the orientation of the discontinuity.}, language = {en} } @article{Teichmann2021, author = {Teichmann, Erik}, title = {Using phase dynamics to study partial synchrony}, series = {European physical journal special topics}, volume = {230}, journal = {European physical journal special topics}, number = {14-15}, publisher = {Springer}, address = {Heidelberg}, issn = {1951-6355}, doi = {10.1140/epjs/s11734-021-00156-3}, pages = {2833 -- 2842}, year = {2021}, abstract = {Partial synchronous states appear between full synchrony and asynchrony and exhibit many interesting properties. Most frequently, these states are studied within the framework of phase approximation. The latter is used ubiquitously to analyze coupled oscillatory systems. Typically, the phase dynamics description is obtained in the weak coupling limit, i.e., in the first-order in the coupling strength. The extension beyond the first-order represents an unsolved problem and is an active area of research. In this paper, three partially synchronous states are investigated and presented in order of increasing complexity. First, the usage of the phase response curve for the description of macroscopic oscillators is analyzed. To achieve this, the response of the mean-field oscillations in a model of all-to-all coupled limit-cycle oscillators to pulse stimulation is measured. The next part treats a two-group Kuramoto model, where the interaction of one attractive and one repulsive group results in an interesting solitary state, situated between full synchrony and self-consistent partial synchrony. In the last part, the phase dynamics of a relatively simple system of three Stuart-Landau oscillators are extended beyond the weak coupling limit. The resulting model contains triplet terms in the high-order phase approximation, though the structural connections are only pairwise. Finally, the scaling of the new terms with the coupling is analyzed.}, language = {en} } @phdthesis{SvirejevaHopkins2004, author = {Svirejeva-Hopkins, Anastasia}, title = {Urbanised territories as a specific component of the global carbon cycle}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0001512}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2004}, abstract = {Wir betrachten folgende Teile: die zus{\"a}tzlichen Kohlenstoff(C)-emissionen, welche aus der Umwandlung von nat{\"u}rlichem Umland durch Stadtwachstum resultieren, und die {\"A}nderung des C-Flusses durch 'urbanisierte' {\"O}kosysteme, soweit atmosph{\"a}risches C durch diese in umliegende nat{\"u}rliche {\"O}kosysteme entlang der Kette \“Atmosph{\"a}re -> Vegetation -> abgestorbene organische Substanzen\” gepumpt wird: d.h. C-Export; f{\"u}r den Zeitraum von 1980 bis 2050. Als Szenario nutzen wir Prognosen der regionalen Stadtbev{\"o}lkerung, welche durch ein 'Hybridmodell' generiert werden f{\"u}r acht Regionen. Alle Sch{\"a}tzungen der C-Fl{\"u}sse basieren auf zwei Modellen: das Regression Modell und das sogenannte G-Modell. Die Siedlungsfl{\"a}che, welche mit dem Wachstum der Stadtbev{\"o}lkerung zunimmt, wird in 'Gr{\"u}nfl{\"a}chen' (Parks, usw.), Geb{\"a}udefl{\"a}chen und informell st{\"a}dtisch genutzte Fl{\"a}chen (Slums, illegale Lagerpl{\"a}tze, usw.) unterteilt. Es werden j{\"a}hrlich die regionale und globale Dynamik der C-Emissionen und des C-Exports sowie die C-Gesamtbilanz berechnet. Dabei liefern beide Modelle qualitativ {\"a}hnliche Ergebnisse, jedoch gibt es einige quantitative Unterschiede. Im ersten Modell erreicht die globale Jahresemission f{\"u}r die Dekade 2020-2030 resultierend aus der Landnutzungs{\"a}nderung ein Maximum von 205 Mt/a. Die maximalen Beitr{\"a}ge zur globalen Emission werden durch China, die asiatische und die pazifische Region erbracht. Im zweiten Modell erh{\"o}ht sich die j{\"a}hrliche globale Emission von 1.12 GtC/a f{\"u}r 1980 auf 1.25 GtC/a f{\"u}r 2005 (1Gt = 109 t). Danach beginnt eine Reduzierung. Vergleichen wir das Emissionmaximum mit der Emission durch Abholzung im Jahre 1980 (1.36 GtC/a), k{\"o}nnen wir konstatieren, daß die Urbanisierung damit in vergleichbarer Gr{\"o}sse zur Emission beitr{\"a}gt. Bezogen auf die globale Dynamik des j{\"a}hrlichen C-Exports durch Urbanisierung beobachten wir ein monotones Wachstum bis zum nahezu dreifachen Wert von 24 MtC/a f{\"u}r 1980 auf 66 MtC/a f{\"u}r 2050 im ersten Modell, bzw. im zweiten Modell von 249 MtC/a f{\"u}r 1980 auf 505 MtC/a f{\"u}r 2050. Damit ist im zweiten Fall die Transportleistung der Siedlungsgebiete mit dem C-Transport durch Fl{\"u}sse in die Ozeane (196 .. 537 MtC/a) vergleichbar. Bei der Absch{\"a}tzung der Gesamtbilanz finden wir, daß die Urbanisierung die Bilanz in Richtung zu einer 'Senke' verschiebt. Entsprechend dem zweiten Modell beginnt sich die C-Gesamtbilanz (nach ann{\"a}hernder Konstanz) ab dem Jahre 2000 mit einer fast konstanten Rate zu verringern. Wenn das Maximum im Jahre 2000 bei 905MtC/a liegt, f{\"a}llt dieser Wert anschliessend bis zum Jahre 2050 auf 118 MtC/a. Bei Extrapolation dieser Dynamik in die Zukunft k{\"o}nnen wir annehmen, daß am Ende des 21. Jahrhunderts die \“urbane\” C-Gesamtbilanz Null bzw. negative Werte erreicht.}, language = {en} } @article{AbdallaAharonianBenkhalietal.2019, author = {Abdalla, Hassan E. and Aharonian, Felix A. and Benkhali, F. Ait and Anguener, E. O. and Arakawa, M. and Arcaro, C. and Armand, C. and Ashkar, H. and Backes, M. and Martins, V. Barbosa and Barnard, M. and Becherini, Y. and Berge, D. and Bernloehr, K. and Blackwell, R. and Boettcher, M. and Boisson, C. and Bolmont, J. and Bonnefoy, S. and Bregeon, J. and Breuhaus, M. and Brun, F. and Brun, P. and Bryan, M. and Buechele, M. and Bulik, T. and Bylund, T. and Capasso, M. and Caroff, S. and Carosi, A. and Casanova, Sabrina and Cerruti, M. and Chakraborty, N. and Chand, T. and Chandra, S. and Chaves, R. C. G. and Chen, A. and Colafrancesco, S. and Curylo, M. and Davids, I. D. and Deil, C. and Devin, J. and de Wilt, P. and Dirson, L. and Djannati-Atai, A. and Dmytriiev, A. and Donath, A. and Doroshenko, V and Dyks, J. and Egberts, Kathrin and Emery, G. and Ernenwein, J-p and Eschbach, S. and Feijen, K. and Fegan, S. and Fiasson, A. and Fontaine, G. and Funk, S. and Fuessling, M. and Gabici, S. and Gallant, Y. A. and Gate, F. and Giavitto, G. and Glawion, D. and Glicenstein, J. F. and Gottschall, D. and Grondin, M-H and Hahn, J. and Haupt, M. and Heinzelmann, G. and Henri, G. and Hermann, G. and Hinton, James Anthony and Hofmann, W. and Hoischen, Clemens and Holch, Tim Lukas and Holler, M. and Horns, D. and Huber, D. and Iwasaki, H. and Jamrozy, M. and Jankowsky, D. and Jankowsky, F. and Jung-Richardt, I and Kastendieck, M. A. and Katarzynski, K. and Katsuragawa, M. and Katz, U. and Khangulyan, D. and Khelifi, B. and King, J. and Klepser, S. and Kluzniak, W. and Komin, Nu and Kosack, K. and Kostunin, D. and Kraus, M. and Lamanna, G. and Lau, J. and Lemiere, A. and Lemoine-Goumard, M. and Lenain, J-P and Leser, Eva and Levy, C. and Lohse, T. and Lopez-Coto, R. and Lypova, I and Mackey, J. and Majumdar, J. and Malyshev, D. and Marandon, V and Marcowith, Alexandre and Mares, A. and Mariaud, C. and Marti-Devesa, G. and Marx, R. and Maurin, G. and Meintjes, P. J. and Mitchell, A. M. W. and Moderski, R. and Mohamed, M. and Mohrmann, L. and Muller, J. and Moore, C. and Moulin, Emmanuel and Murach, T. and Nakashima, S. and de Naurois, M. and Ndiyavala, H. and Niederwanger, F. and Niemiec, J. and Oakes, L. and Odaka, H. and Ohm, S. and Wilhelmi, E. de Ona and Ostrowski, M. and Oya, I and Panter, M. and Parsons, R. D. and Perennes, C. and Petrucci, P-O and Peyaud, B. and Piel, Q. and Pita, S. and Poireau, V and Noel, A. Priyana and Prokhorov, D. A. and Prokoph, H. and Puehlhofer, G. and Punch, M. and Quirrenbach, A. and Raab, S. and Rauth, R. and Reimer, A. and Reimer, O. and Remy, Q. and Renaud, M. and Rieger, F. and Rinchiuso, L. and Romoli, C. and Rowell, G. and Rudak, B. and Ruiz-Velasco, E. and Sahakian, V and Saito, S. and Sanchez, David M. and Santangelo, Andrea and Sasaki, M. and Schlickeiser, R. and Schussler, F. and Schulz, A. and Schutte, H. and Schwanke, U. and Schwemmer, S. and Seglar-Arroyo, M. and Senniappan, M. and Seyffert, A. S. and Shafi, N. and Shiningayamwe, K. and Simoni, R. and Sinha, A. and Sol, H. and Specovius, A. and Spir-Jacob, M. and Stawarz, L. and Steenkamp, R. and Stegmann, Christian and Steppa, Constantin Beverly and Takahashi, T. and Tavernier, T. and Taylor, A. M. and Terrier, R. and Tiziani, D. and Tluczykont, M. and Trichard, C. and Tsirou, M. and Tsuji, N. and Tuffs, R. and Uchiyama, Y. and van der Walt, D. J. and van Eldik, C. and van Rensburg, C. and van Soelen, B. and Vasileiadis, G. and Veh, J. and Venter, C. and Vincent, P. and Vink, J. and Voisin, F. and Voelk, H. J. and Vuillaume, T. and Wadiasingh, Z. and Wagner, S. J. and White, R. and Wierzcholska, A. and Yang, R. and Yoneda, H. and Zacharias, M. and Zanin, R. and Zdziarski, A. A. and Zech, Alraune and Ziegler, A. and Zorn, J. and Zywucka, N. and Maxted, N.}, title = {Upper limits on very-high-energy gamma-ray emission from core-collapse supernovae observed with H.E.S.S.}, series = {Astronomy and astrophysics : an international weekly journal}, volume = {626}, journal = {Astronomy and astrophysics : an international weekly journal}, publisher = {EDP Sciences}, address = {Les Ulis}, organization = {HESS Collaboration}, issn = {1432-0746}, doi = {10.1051/0004-6361/201935242}, pages = {11}, year = {2019}, abstract = {Young core-collapse supernovae with dense-wind progenitors may be able to accelerate cosmic-ray hadrons beyond the knee of the cosmic-ray spectrum, and this may result in measurable gamma-ray emission. We searched for gamma-ray emission from ten super- novae observed with the High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) within a year of the supernova event. Nine supernovae were observed serendipitously in the H.E.S.S. data collected between December 2003 and December 2014, with exposure times ranging from 1.4 to 53 h. In addition we observed SN 2016adj as a target of opportunity in February 2016 for 13 h. No significant gamma-ray emission has been detected for any of the objects, and upper limits on the >1 TeV gamma-ray flux of the order of similar to 10(-13) cm(-)(2)s(-1) are established, corresponding to upper limits on the luminosities in the range similar to 2 x 10(39) to similar to 1 x 10(42) erg s(-1). These values are used to place model-dependent constraints on the mass-loss rates of the progenitor stars, implying upper limits between similar to 2 x 10(-5) and similar to 2 x 10(-3) M-circle dot yr(-1) under reasonable assumptions on the particle acceleration parameters.}, language = {en} } @article{MarkoetterSintschukBritzkeetal.2022, author = {Mark{\"o}tter, Henning and Sintschuk, Michael and Britzke, Ricardo and Dayani, Shahabeddin and Bruno, Giovanni}, title = {Upgraded imaging capabilities at the BAMline (BESSY II)}, series = {Journal of synchrotron radiation}, volume = {29}, journal = {Journal of synchrotron radiation}, number = {5}, publisher = {International Union of Crystallography}, address = {Chester}, issn = {1600-5775}, doi = {10.1107/S1600577522007342}, pages = {1292 -- 1298}, year = {2022}, abstract = {The BAMline at the BESSY II synchrotron X-ray source has enabled research for more than 20 years in widely spread research fields such as materials science, biology, cultural heritage and medicine. As a nondestructive characterization method, synchrotron X-ray imaging, especially tomography, plays a particularly important role in structural characterization. A recent upgrade of key equipment of the BAMline widens its imaging capabilities: shorter scan acquisition times are now possible, in situ and op erando studies can now be routinely performed, and different energy spectra can easily be set up. In fact, the upgraded double-multilayer monochromator brings full flexibility by yielding different energy spectra to optimize flux and energy resolution as desired. The upgraded detector (based on an sCMOS camera) also allows exploiting the higher flux with reduced readout times. Furthermore, an installed slip ring allows the sample stage to continuously rotate. The latter feature enables tomographic observation of processes occurring in the time scale of a few seconds.}, language = {en} } @article{DiezTauerSchulz2006, author = {Diez, Isabel and Tauer, Klaus and Schulz, Burkhard}, title = {Unusual polymer dispersions-polypyrrole suspensions made of rings, frames, and platelets}, series = {Colloid and polymer science : official journal of the Kolloid-Gesellschaft}, volume = {284}, journal = {Colloid and polymer science : official journal of the Kolloid-Gesellschaft}, publisher = {Springer}, address = {New York}, issn = {0303-402X}, doi = {10.1007/s00396-006-1521-8}, pages = {1431 -- 1442}, year = {2006}, abstract = {Experimental results show that the polymerization of pyrrole in the presence of beta-naphthalenesulfonic acid and different fluorosurfactants like perfluorooctanesulfonic acid, perfluorooctyldiethanolamide, and ammonium perfluorooctanoate leads to polypyrrole with special morphologies, such as rings or disks and rectangular frames or plates. The formation of these unusually shaped particles of polymer dispersions is explained by the chemical and colloidal peculiarities of the oxidative pyrrole polymerization with ammonium peroxodisulfate in aqueous medium.}, language = {en} } @phdthesis{Kleppek2005, author = {Kleppek, Sabine}, title = {Untersuchungen zur dynamischen Kopplung der Troposph{\"a}re und der Stratosph{\"a}re}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-6421}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2005}, abstract = {Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein besseres Verst{\"a}ndnis der Kopplung der Troposph{\"a}re und der Stratosph{\"a}re in den mittleren und polaren Breiten der Nordhemisph{\"a}re (NH) auf Monatszeitskalen erzielt, die auf die Ausbreitung von quasi-station{\"a}ren Wellen zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Der Schwerpunkt lag dabei auf den dynamisch aktiven Wintermonaten, welche die gr{\"o}sste Variabilit{\"a}t aufweisen. Die troposph{\"a}rische Variabilit{\"a}t wird zum Grossteil durch bevorzugte Zirkulationsstrukturen, den Telekonnexionsmustern, bestimmt. Mittels einer rotierten EOF-Analyse der geopotenziellen H{\"o}he in 500 hPa wurden die wichtigsten regionalen troposph{\"a}rischen Telekonnexionsmuster der Nordhemisph{\"a}re berechnet. Diese lassen sich drei grossen geografischen Regionen zuordnen; dem nordatlantisch-europ{\"a}ischen Raum, Eurasien und dem pazifisch-nordamerikanischen Raum. Da es sich um die st{\"a}rksten troposph{\"a}rischen Variabilit{\"a}tsmuster handelt, wurden sie als grundlegende troposph{\"a}rische Gr{\"o}ssen herangezogen, um dynamische Zusammenh{\"a}nge zwischen der troposph{\"a}rischen und der stratosph{\"a}rischen Zirkulation zu untersuchen. Dabei wurde anhand von instantanen und zeitverz{\"o}gerten Korrelationsanalysen der troposph{\"a}rischen Muster mit stratosph{\"a}rischen Variablen erstmalig gezeigt, dass unterschiedliche regionale troposph{\"a}rische Telekonnexionsmuster unterschiedliche Auswirkungen auf die stratosph{\"a}rische Zirkulation haben. Es ergaben sich f{\"u}r die pazifisch-nordamerikanischen Muster signifikante instantane Korrelationen mit quasi-barotropen Musterstrukturen und f{\"u}r die nordatlantisch-europ{\"a}ischen Muster zonalsymmetrische Ringstrukturen ab 1978 mit signifikanten Korrelationswerten {\"u}ber tropischen und subtropischen Breiten und inversen Korrelationswerten {\"u}ber polaren Gebieten. Bei einer Untersuchung des Einflusses der stratosph{\"a}rischen Variabilit{\"a}t wurde gezeigt, dass sich die st{\"a}rkste Kopplung von nordatlantisch-europ{\"a}ischen Telekonnexionsmustern mit der stratosph{\"a}rischen Zirkulation bei einem in Richtung Europa verschobenen Polarwirbel ergibt, wodurch die signifikanten Korrelationen ab 1978 erkl{\"a}rt werden k{\"o}nnen. Eine zonal gemittelte und vor allem lokale Untersuchung der Wellenausbreitungsbedingungen w{\"a}hrend dieser stratosph{\"a}rischen Situation zeigt, dass es zu schw{\"a}cheren Windgeschwindigkeiten in der Stratosph{\"a}re im Bereich von Nordamerika und des westlichen Nordatlantiks kommt und sich dadurch die Wellenausbreitungsbedingungen in diesem geografischen Bereich f{\"u}r planetare Wellen verbessern. Durch die st{\"a}rkere Wellenausbreitung kommt es zu einer st{\"a}rkeren Wechselwirkung mit dem Polarjet, wobei dieser abgebremst wird. Diese Abbremsung f{\"u}hrt zu einer Verst{\"a}rkung der meridionalen Residualzirkulation. D. h., wenn es zu einer verst{\"a}rkten Wellenanregung im Nordatlantik und {\"u}ber Europa kommt, ist die Reaktion der Residualzirkulation bei einem nach Europa verschobenem Polarwirbel besonders stark. Die quasi-barotropen Korrelationsstrukturen, die sich bei den pazifisch-nordamerikanischen Mustern zeigen, weisen aufgrund von abnehmenden St{\"o}rungsamplituden mit zunehmender H{\"o}he, keiner Westw{\"a}rtsneigung und einem negativen Brechungsindex im Pazifik auf verschwindende Wellen hin, die als L{\"o}sung der Wellengleichung bei negativem Brechungsindex auftreten. Dies wird durch den Polarjet, der im Bereich des Pazifiks stets sehr weit in Richtung Norden verlagert ist, verursacht. Abschliessend wurde in dieser Arbeit untersucht, ob die gefundenen Zusammenh{\"a}nge von nordatlantisch-europ{\"a}ischen Telekonnexionsmustern mit der stratosph{\"a}rischen Zirkulation auch von einem Atmosph{\"a}renmodell wiedergegeben werden k{\"o}nnen. Dazu wurde ein transienter 40-Jahre-Klimalauf des ECHAM4.L39(DLR)/CHEM Modells mit m{\"o}glichst realistischen Antrieben erstmalig auf die Kopplung der Troposph{\"a}re und der Stratosph{\"a}re analysiert. Dabei konnten sowohl die troposph{\"a}rischen, als auch die stratosph{\"a}rischen Variabilit{\"a}tsmuster vom Modell simuliert werden. Allerdings zeigen sich in den stratosph{\"a}rischen Mustern Phasenverschiebungen in den Wellenzahl-1-Strukturen und ihre Zeitreihen weisen keinen signifikanten Trend ab 1978 auf. Die Kopplung der nordatlantisch-europ{\"a}ischen Telekonnexionsmuster mit der stratosph{\"a}rischen Zirkulation zeigt eine wesentlich schw{\"a}chere Reaktion der meridionalen Residualzirkulation. Somit stellte sich heraus, dass insbesondere die stratosph{\"a}rische Zirkulation im Modell starke Diskrepanzen zu den Beobachtungen zeigt, die wiederum Einfluss auf die Wellenausbreitungsbedingungen haben. Es wird damit deutlich, dass f{\"u}r eine richtige Wiedergabe der Wellenausbreitung und somit der Kopplung der Troposph{\"a}re und Stratosph{\"a}re die stratosph{\"a}rische Zirkulation eine wichtige Rolle spielt.}, subject = {Wellenausbreitung}, language = {de} } @phdthesis{Mueller2020, author = {M{\"u}ller, Jirka}, title = {Untersuchungen zum flow-Erleben bei Experimenten als physikalische Lerngelegenheit}, doi = {10.25932/publishup-48287}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-482879}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {150}, year = {2020}, abstract = {In der vorliegenden Arbeit wird untersucht, in wie weit physikalische Experimente ein flow-Erleben bei Lernenden hervorrufen. Flow-Erleben wird als Motivationsursache gesehen und soll den Weg zu Freude und Gl{\"u}ck darstellen. Insbesondere wegen dem oft zitierten Fachkr{\"a}ftemangel in naturwissenschaftlichen und technischen Berufen ist eine Motivationssteigerung in naturwissenschaftlichen Unterrichtsf{\"a}chern wichtig. Denn trotz Leistungssteigerungen in internationalen Vergleichstests m{\"o}chten in Deutschland deutlich weniger Sch{\"u}ler*innen einen solchen Beruf ergreifen als in anderen Industriestaaten. Daher gilt es, m{\"o}glichst fr{\"u}h Sch{\"u}ler*innen f{\"u}r naturwissenschaftlich-technische F{\"a}cher zu begeistern und insbesondere im regelrecht verhassten Physikunterricht flow-Erleben zu erzeugen. Im Rahmen dieser Arbeit wird das flow-Erleben von Studierenden in klassischen Laborexperimenten und FELS (Forschend-Entdeckendes Lernen mit dem Smartphone) als Lernumgebung untersucht. FELS ist eine an die Lebenswelt der Sch{\"u}ler*innen angepasste Lernumgebung, in der sie mit Smartphones ihre eigene Lebenswelt experimentell untersuchen. Es zeigt sich, dass sowohl klassische Laborexperimente als auch in der Lebenswelt durchgef{\"u}hrte, smartphonebasierte Experimente flow-Erleben erzeugen. Allerdings verursachen die smartphonebasierten Experimente kaum Stressgef{\"u}hle. Die in dieser Arbeit herausgefundenen Ergebnisse liefern einen ersten Ansatz, der durch Folgestudien erweitert werden sollte.}, language = {de} } @phdthesis{Schulz2016, author = {Schulz, Alexander}, title = {Untersuchung der Wechselwirkung synoptisch-skaliger mit orographisch bedingten Prozessen in der arktischen Grenzschicht {\"u}ber Spitzbergen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-400058}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {vi, 194}, year = {2016}, abstract = {In der vorliegenden Arbeit wird die planetare Grenzschicht in Ny-{\AA}lesund, Spitzbergen, sowohl bez{\"u}glich kleinskaliger („mikrometeorologischer") Effekte als auch in ihrer Kopplung mit der Synoptik untersucht. Dazu werden verschiedene Beobachtungsdaten aus der S{\"a}ule und in Bodenn{\"a}he zusammengezogen und bewertet. Die so gewonnenen Datens{\"a}tze werden dann zur Validierung eines nicht-hydrostatischen, regionalen Klimamodells genutzt. Weiterhin werden orographisch bedingte Einfl{\"u}sse, die Untergrundbeschaffenheit und die lokale Heterogenit{\"a}t der Unterlage untersucht. Hierzu werden meteorologische Gr{\"o}ßen, wie die Variabilit{\"a}t der Temperatur und insbesondere die j{\"a}hrliche Windverteilung in Bodenn{\"a}he untersucht und es erfolgt ein Vergleich von in-situ gemessenen turbulenten Fl{\"u}ssen von den Eddy-Kovarianz-Messkomplexen bei Ny-{\AA}lesund und im Bayelva-Tal unter demselben Aspekt. Es zeigt sich, dass der Eddy-Kovarianz-Messkomplex im Bayelva-Tal sehr stark durch eine orographisch bedingte Kanalisierung der Str{\"o}mung beeinflusst ist und sich nicht f{\"u}r Vergleiche mit regionalen Klimamodellen mit horizontalen Aufl{\"o}sungen von <1km eignet. Die hohe Bodenfeuchte im Bayelva-Tal f{\"u}hrt zudem zu einem deutlich kleineren Bowen-Verh{\"a}ltnis, als es f{\"u}r diese Region zu erwarten ist. Der Eddy-Kovarianz-Messkomplex bei Ny-{\AA}lesund erweist sich hingegen als geeigneter f{\"u}r solche Modellvergleiche, aufgrund der typischen, k{\"u}stennahen Windverteilung und des repr{\"a}sentativen Footprints. Letzteres wird durch die Bestimmung der Footprint-Klimatologie des Jahres 2013 mit einem aktuellen Footprint-Modell erarbeitet. Weiterhin wird die Auswirkung von (Anti-) Zyklonen {\"u}ber den Archipel auf die zeitliche Variabilit{\"a}t der lokalen Grenzschichteigenschaften untersucht und bewertet. Dazu wird ein Zyklonen-Detektions-Algorithmus auf ERA-Interim-Reanalysedatens{\"a}tze angewendet, wodurch die H{\"a}ufigkeit von nahezu ideal konzentrischen Hoch- und die Tiefdruckgebieten f{\"u}r drei Jahre bestimmt wird. Aus dieser Verteilung werden insgesamt drei interessante Zeitr{\"a}ume zu verschiedenen Jahreszeiten ausgew{\"a}hlt und im Rahmen von Prozessstudien die lokalen bodennahen meteorologischen Messungen, der turbulente Austausch an der Oberfl{\"a}che und die Grenzschichtdynamik in der S{\"a}ule untersucht. Die zeitliche Variabilit{\"a}t der dynamischen Grenzschichtstabilit{\"a}t in der S{\"a}ule wird anhand von zeitlich hoch aufgel{\"o}sten vertikalen Profilen der Bulk-Richardson-Zahl aus Kompositprofilen aus Fernerkundungsinstrumenten (Radiometer, Wind-LIDAR) sowie Mastdaten (BSRN-Mast) untersucht und die Grenzschichth{\"o}he ermittelt. Aus diesen Analysen ergibt sich eine deutliche Abh{\"a}ngigkeit der thermischen Stabilit{\"a}t beim Durchzug von Fronten, eine damit einhergehende erhebliche Abh{\"a}ngigkeit der Grenzschichtdynamik und der Grenzschichth{\"o}he sowie des turbulenten Austauschs von der zeitlichen Variabilit{\"a}t der Windgeschwindigkeit in der S{\"a}ule. Auf Grundlage der Standortanalysen und Prozessstudien erfolgt ein Vergleich der bodennahen Messungen und den Beobachtungen aus der S{\"a}ule, sowohl von den genannten Fernerkundungsinstrumenten als auch von In-situ-Messungen (Radiosonden) f{\"u}r den Zeitraum einer Radiosondierungskampagne mit dem nicht-hydrostatischen, regionalen Klimamodel WRF (ARW). Auf Grundlage der Fragestellung, inwieweit aktuelle Schemata die Grenzschichtcharakteristika in orographisch stark gegliedertem Gel{\"a}nde in der Arktis reproduzieren k{\"o}nnen, werden zwei Grenzschichtparametrisierungsschemata mit verschiedenen Ordnungen der Schließung validiert. Hierzu wird die zeitliche Variabilit{\"a}t der Temperatur, der Feuchte und des Windfeldes in der S{\"a}ule bis 2000m in den Simulationen mit den Beobachtungsdaten vergleichen. Es wird gezeigt, dass durch Modifikation der Initialwertfelder eine sehr gute {\"U}bereinstimmung zwischen den Simulationen und den Beobachtungen bereits bei einer horizontalen Aufl{\"o}sung von 1km erreicht werden kann und die Wahl des Grenzschichtschemas nur untergeordneten Einfluss hat. Hieraus werden Ans{\"a}tze der Weiterentwicklung der Parametrisierungen, aber auch Empfehlungen bez{\"u}glich der Initialwertfelder, wie der Landmaske und der Orographie, vorgeschlagen.}, language = {de} }