TY  - THES
A1  - Morgenstern, Anne
T1  - Thermokarst and thermal erosion : degradation of Siberian ice-rich permafrost
T1  - Thermokarst und Thermoerosion : Degradation von sibirischem eisreichem Permafrost
N2  - Current climate warming is affecting arctic regions at a faster rate than the rest of the world. This has profound effects on permafrost that underlies most of the arctic land area. Permafrost thawing can lead to the liberation of considerable amounts of greenhouse gases as well as to significant changes in the geomorphology, hydrology, and ecology of the corresponding landscapes, which may in turn act as a positive feedback to the climate system. Vast areas of the east Siberian lowlands, which are underlain by permafrost of the Yedoma-type Ice Complex, are particularly sensitive to climate warming because of the high ice content of these permafrost deposits. Thermokarst and thermal erosion are two major types of permafrost degradation in periglacial landscapes. The associated landforms are prominent indicators of climate-induced environmental variations on the regional scale. Thermokarst lakes and basins (alasses) as well as thermo-erosional valleys are widely distributed in the coastal lowlands adjacent to the Laptev Sea. This thesis investigates the spatial distribution and morphometric properties of these degradational features to reconstruct their evolutionary conditions during the Holocene and to deduce information on the potential impact of future permafrost degradation under the projected climate warming. The methodological approach is a combination of remote sensing, geoinformation, and field investigations, which integrates analyses on local to regional spatial scales. Thermokarst and thermal erosion have affected the study region to a great extent. In the Ice Complex area of the Lena River Delta, thermokarst basins cover a much larger area than do present thermokarst lakes on Yedoma uplands (20.0 and 2.2 %, respectively), which indicates that the conditions for large-area thermokarst development were more suitable in the past. This is supported by the reconstruction of the development of an individual alas in the Lena River Delta, which reveals a prolonged phase of high thermokarst activity since the Pleistocene/Holocene transition that created a large and deep basin. After the drainage of the primary thermokarst lake during the mid-Holocene, permafrost aggradation and degradation have occurred in parallel and in shorter alternating stages within the alas, resulting in a complex thermokarst landscape. Though more dynamic than during the first phase, late Holocene thermokarst activity in the alas was not capable of degrading large portions of Pleistocene Ice Complex deposits and substantially altering the Yedoma relief. Further thermokarst development in existing alasses is restricted to thin layers of Holocene ice-rich alas sediments, because the Ice Complex deposits underneath the large primary thermokarst lakes have thawed completely and the underlying deposits are ice-poor fluvial sands. Thermokarst processes on undisturbed Yedoma uplands have the highest impact on the alteration of Ice Complex deposits, but will be limited to smaller areal extents in the future because of the reduced availability of large undisturbed upland surfaces with poor drainage. On Kurungnakh Island in the central Lena River Delta, the area of Yedoma uplands available for future thermokarst development amounts to only 33.7 %. The increasing proximity of newly developing thermokarst lakes on Yedoma uplands to existing degradational features and other topographic lows decreases the possibility for thermokarst lakes to reach large sizes before drainage occurs. Drainage of thermokarst lakes due to thermal erosion is common in the study region, but thermo-erosional valleys also provide water to thermokarst lakes and alasses. Besides these direct hydrological interactions between thermokarst and thermal erosion on the local scale, an interdependence between both processes exists on the regional scale. A regional analysis of extensive networks of thermo-erosional valleys in three lowland regions of the Laptev Sea with a total study area of 5,800 km² found that these features are more common in areas with higher slopes and relief gradients, whereas thermokarst development is more pronounced in flat lowlands with lower relief gradients. The combined results of this thesis highlight the need for comprehensive analyses of both, thermokarst and thermal erosion, in order to assess past and future impacts and feedbacks of the degradation of ice-rich permafrost on hydrology and climate of a certain region.
N2  - Die gegenwärtige Klimaerwärmung wirkt sich auf arktische Regionen stärker aus als auf andere Gebiete der Erde. Das hat weitreichende Konsequenzen für Permafrost, der weite Teile der terrestrischen Arktis unterlagert. Das Tauen von Permafrost kann zur Freisetzung erheblicher Mengen an Treibhausgasen sowie zu gravierenden Änderungen in der Geomorphologie, Hydrologie und Ökologie betroffener Landschaften führen, was wiederum als positive Rückkopplung auf das Klimasystem wirken kann. Ausgedehnte Gebiete der ostsibirischen Tiefländer, die mit Permafrost des Yedoma Eiskomplex unterlagert sind, gelten aufgrund des hohen Eisgehalts dieser Permafrostablagerungen als besonders empfindlich gegenüber Klimaerwärmungen. Thermokarst und Thermoerosion sind zwei Hauptformen der Permafrostdegradation in periglazialen Landschaften. Die zugehörigen Landschaftsformen sind auf der regionalen Skala bedeutende Indikatoren klimainduzierter Umweltvariationen. Thermokarstseen und senken (Alasse) sowie Thermoerosionstäler sind in den Küstentiefländern der Laptewsee weit verbreitet. Die vorliegende Dissertation untersucht die räumliche Verbreitung und die morphometrischen Eigenschaften dieser Degradationsformen mit dem Ziel, ihre Entwicklungsbedingungen während des Holozäns zu rekonstruieren und Hinweise auf potenzielle Auswirkungen zukünftiger Permafrostdegradation im Zuge der erwarteten Klimaerwärmung abzuleiten. Der methodische Ansatz ist eine Kombination aus Fernerkundungs-, Geoinformations- und Geländeuntersuchungen, die Analysen auf lokalen bis regionalen räumlichen Skalen integriert. Thermokarst und Thermoerosion haben die Untersuchungsregion tiefgreifend geprägt. Im Eiskomplexgebiet des Lena-Deltas nehmen Thermokarstsenken eine weitaus größere Fläche ein als Thermokarstseen auf Yedoma-Hochflächen (20,0 bzw. 2,2 %), was darauf hin deutet, dass die Bedingungen für die Entwicklung von großflächigem Thermokarst in der Vergangenheit wesentlich günstiger waren als heute. Die Rekonstruktion der Entwicklung eines einzelnen Alas im Lena-Delta belegt eine andauernde Phase hoher Thermokarstaktivität seit dem Übergang vom Pleistozän zum Holozän, die zur Entstehung einer großen und tiefen Senke führte. Nach der Drainage des primären Thermokarstsees im mittleren Holozän erfolgten Permafrostaggradation und degradation parallel und in kürzeren abwechselnden Etappen innerhalb des Alas und führten zu einer komplexen Thermokarstlandschaft. Trotzdem die spätholozäne Thermokarstentwicklung im Alas dynamischer ablief als die erste Entwicklungsphase, resultierte sie nicht in der Degradation großer Teile pleistozäner Eiskomplexablagerungen und einer wesentlichen Veränderung des Yedoma-Reliefs. Weitere Thermokarstentwicklung in bestehenden Alassen ist begrenzt auf geringmächtige Lagen holozäner eisreicher Alas-Sedimente, da die Eiskomplexablagerungen unter den großen primären Thermokarstseen vollständig getaut waren und die unterlagernden Sedimente aus eisarmen, fluvialen Sanden bestehen. Thermokarstprozesse auf ungestörten Yedoma-Hochflächen wirken am stärksten verändernd auf Eiskomplexablagerungen, werden aber in Zukunft auf geringere Ausmaße begrenzt sein, da die Verfügbarkeit großer ungestörter, schwach drainierter Yedoma-Hochflächen abnimmt. Auf der Insel Kurungnakh im zentralen Lena-Delta beträgt der für zukünftige Thermokarstentwicklung verfügbare Anteil an Yedoma-Hochflächen nur 33,7 %. Die zunehmende Nähe von sich entwickelnden Thermokarstseen auf Yedoma-Hochflächen zu bestehenden Degradationsstrukturen und anderen negativen Reliefformen verringert die Möglichkeit der Thermokarstseen, große Ausmaße zu erreichen bevor sie drainieren. Die Drainage von Thermokarstseen durch Thermoerosion ist in der Untersuchungsregion weit verbreitet, aber Thermoerosionstäler versorgen Thermokarstseen und –senken auch mit Wasser. Neben diesen direkten hydrologischen Wechselwirkungen zwischen Thermokarst und Thermoerosion auf der lokalen Ebene existiert auch eine Interdependenz zwischen beiden Prozessen auf der regionalen Ebene. Eine regionale Analyse weitreichender Netze von Thermoerosionstälern in drei Tieflandgebieten der Laptewsee mit einer Fläche von insgesamt 5800 km² zeigte, dass diese Formen häufiger in Gebieten mit höheren Geländeneigungen und Reliefgradienten auftreten, während Thermokarstentwicklung stärker in flachen Tiefländern mit geringeren Reliefgradienten ausgeprägt ist. Die kombinierten Ergebnisse dieser Dissertation zeigen die Notwendigkeit von umfassenden Analysen beider Prozesse und Landschaftsformen, Thermokarst und Thermoerosion, im Hinblick auf die Abschätzung vergangener und zukünftiger Auswirkungen der Degradation eisreichen Permafrosts auf Hydrologie und Klima der betrachteten Region und deren Rückkopplungen.
KW  - Fernerkundung
KW  - GIS
KW  - räumliche Analyse
KW  - periglaziale Landschaften
KW  - Arktis
KW  - remote sensing
KW  - GIS
KW  - spatial analyses
KW  - periglacial landscapes
KW  - Arctic
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-62079
ER  - 
TY  - THES
A1  - Begu, Enkela
T1  - Elections in a spatial context : a case study of Albanian parliamentary elections, 1991-2005
T1  - Wahlen im räumlichen Kontext : eine Fallstudie über die Parlamentswahlen in Albanien, 1991-2005
N2  - Exploring elections features from a geographical perspective is the focus of this study. Its primary objective is to develop a scientific approach based on geoinformation technology (GIT) that promotes deeper understanding how geographical settings affect the spatial and temporal variations of voting behaviour and election outcomes. For this purpose, the five parliamentary elections (1991-2005) following the political turnaround in 1990 in the South East European reform country Albania have been selected as a case study. Elections, like other social phenomena that do not develop uniformly over a territory, inherit a spatial dimension. Despite of fact that elections have been researched by various scientific disciplines ranging from political science to geography, studies that incorporate their spatial dimension are still limited in number and approaches. Consequently, the methodologies needed to generate an integrated knowledge on many facets that constitute election features are lacking. This study addresses characteristics and interactions of the essential elements involved in an election process. Thus, the baseline of the approach presented here is the exploration of relations between three entities: electorate (political and sociodemographic features), election process (electoral system and code) and place (environment where voters reside). To express this interaction the concept of electoral pattern is introduced. Electoral patterns are defined by the study as the final view of election results, chiefly in tabular and/or map form, generated by the complex interaction of social, economic, juridical, and spatial features of the electorate, which has occurred at a specific time and in a particular geographical location. GIT methods of geoanalysis and geovisualization are used to investigate the characteristics of electoral patterns in their spatial and temporal distribution. Aggregate-level data modelled in map form were used to analyse and visualize the spatial distribution of election patterns components and relations. The spatial dimension of the study is addressed in the following three main relations: One, the relation between place and electorate and its expression through the social, demographic and economic features of the electorate resulting in the profile of the electorate’s context; second, the electorate-election interaction which forms the baseline to explore the perspective of local contextual effects in voting behaviour and election results; third, the relation between geographical location and election outcomes reflecting the implication of determining constituency boundaries on election results. To address the above relations, three types of variables: geo, independent and dependent, have been elaborated and two models have been created. The Data Model, developed in a GIS environment, facilitates structuring of election data in order to perform spatial analysis. The peculiarity of electoral patterns – a multidimensional array that contains information on three variables, stored in data layers of dissimilar spatial units of reference and scales of value measurement – prohibit spatial analysis based on the original source data. To perform a joint spatial analysis it is therefore mandatory to restructure the spatial units of reference while preserving their semantic content. In this operation, all relevant electoral as well as socio-demographic data referenced to different administrative spatial entities are re-referenced to uniform grid cells as virtual spatial units of reference. Depending on the scale of data acquisition and map presentation, a cell width of 0.5 km has been determined. The resulting fine grid forms the basis of subsequent data analyses and correlations. Conversion of the original vector data layers into target raster layers allows for unification of spatial units, at the same time retaining the existing level of detail of the data (variables, uniform distribution over space). This in turn facilitates the integration of the variables studied and the performance of GIS-based spatial analysis. In addition, conversion to raster format makes it possible to assign new values to the original data, which are based on a common scale eliminating existing differences in scale of measurement. Raster format operations of the type described are well-established data analysis techniques in GIT, yet they have rarely been employed to process and analyse electoral data. The Geovisualization Model, developed in a cartographic environment, complements the Data Model. As an analog graphic model it facilitates efficient communication and exploration of geographical information through cartographic visualization. Based on this model, 52 choropleth maps have been generated. They represent the outcome of the GIS-based electoral data analysis. The analog map form allows for in-depth visual analysis and interpretation of the distribution and correlation of the electoral data studied. For researchers, decision makers and a wider public the maps provide easy-to-access information on and promote easy-to-understand insight into the spatial dimension, regional variation and resulting structures of the electoral patterns defined.
N2  - Gegenstand der vorliegenden Studie ist die Erforschung der aus politischen Wahlen resultierenden Raumstrukturen mit Methoden und Techniken der Geoinformationsverarbeitung. Auf der Basis eines gemeinsamen räumlichen Bezuges wird es durch die Verknüpfung der Wahlergebnisse mit ausgewählten wirtschaftlichen, demographischen und sozialen Parametern möglich, die räumliche Verteilung, Kernräume (Hochburgen) und räumlich-strukturelle Verknüpfungen der Wahlergebnisse politischer Parteien zu untersuchen. Die Resultate tragen zu einem besseren Verständnis der Ergebnisse politischer Wahlen und deren räumliche Dimensionen auf nationaler bis lokaler Ebene bei. Die Studie wird am Beispiel der fünf Parlamentswahlen (1991-2005) des südosteuropäischen Reformstaates Albanien durchgeführt, die seit der politischen Wende 1990 stattgefunden haben. Ausgangspunkt der Untersuchung ist die Tatsache, dass Wahlen, wie zahllose andere gesellschaftliche Phänomene auch, eine räumliche Dimension besitzen. Diese kommt in der territorialen Organisation politischer Wahlen in Wahlkreisen explizit zum Ausdruck. In der parlamentarischen Vertretung der politischen Parteien spiegelt sich dies allerdings nur indirekt wider. Zwar waren die parteipolitischen Aspekte politischer Wahlen als auch die parlamentarische Repräsentation sowie die soziodemographischen Strukturen der Wahlbevölkerung Gegenstand einer Vielzahl von Studien aus Politik- und Sozialwissenschaften. Dies auch gilt für die Geographie. Die erwähnte räumliche Dimension politischer Wahlen wurde bislang aber seltener in das Zentrum von Untersuchungen gestellt. Es mangelt insofern auch an spezifischen Methodologien, die eine integrierte Untersuchung aller relevanten Wahlparameter ermöglichen und eine umfassende Bewertung alle Aspekte des Wahlwahlverhaltens einer Wahlbevölkerung bei politischen Wahlen unterstützen. Die vorliegende Studie untersucht strukturelle wie räumliche Merkmale und Zusammenhänge der wesentlichen Faktoren, die bei politischen Wahlen relevant sind. Ausgangspunkt ist die Untersuchung so genannter Wahlmuster, die durch das Zusammenwirken folgender Faktoren entstehen: Wahlprozess (Wahlsystem, Wahlcode), politische und soziodemographische Kenndaten der Wahlbevölkerung, räumliche Ausbreitung und regionale Struktur der Wahlbezirke sowie die räumliche Verteilung und Strukturierung der Wahlbevölkerung. Als Wahlmuster wird die endgültige Repräsentation von Wahlergebnissen, i.d.R. in Tabellen- und Kartenform, betrachtet. Wahlmuster entstehen durch komplexe Interaktion der sozialen, wirtschaftlichen, juristischen und räumlichen Merkmale der Wahlbevölkerung zu einer bestimmten Zeit (Wahltag) in einem bestimmten Raum (Wahlgebiet). Für die Untersuchung der räumlichen und zeitlichen Dimension der Wahlmuster werden Methoden und Techniken der Geoinformationsverarbeitung eingesetzt. Die räumliche Dimension wird dabei in drei Merkmalsgruppen untersucht: Erstens, die Beziehungen zwischen Raum (Standort) und Wahlbevölkerung, wie sie sich in den demographischen, wirtschaftlichen und sozialen Kennwerten der Wahlbevölkerung manifestieren. Zweitens, die Interaktion zwischen Walbevölkerung und Wahl, die die Grundlage bildet, um regionale Kontexteffekte bei Wahlverhalten und Wahlergebnissen zu untersuchen. Drittens, die Verknüpfung von Wahlergebnissen und deren räumlichen Bezügen, wie sie sich in der stetigen Veränderung der Wahlkreisgrenzen niederschlägt. Um die genannten Merkmalsgruppen zu untersuchen, werden drei Variablengruppen gebildet: räumliche, unabhängige, abhängige Variablen. Ihre raumzeitlichen Interaktionen werden mittels zweier raumbezogener Modelle untersucht. Das graphikfreie Datenmodell wird in einem Geoinformationssystem erstellt und erlaubt die Strukturierung der Wahldaten. Dies bildet eine Voraussetzung für die nachfolgende räumliche Analyse. Das besondere Kennzeichen der Wahlmuster – eine mehrdimensionale Matrix der Variableninformation, die in unterschiedlichen, nicht aggregierbaren administrativen Raumbezugseinheiten vorliegt – behindert die räumliche Analyse der Originaldaten. Um dennoch räumliche Analysen durchzuführen, ist es erforderlich, den Raumbezug zu verändern bei gleichzeitiger Beibehaltung der thematischen Merkmale. Hierbei werden alle Wahldaten sowie die relevanten soziodemographischen Daten auf eine gemeinsame Raumbezugseinheit bezogen. Statt unterschiedlich administrativ abgegrenzter Raumeinheiten werden regelmäßige Rasterzellen gleicher Maschenweite als Raumbezugseinheiten definiert und den bisherigen, separaten Raummustern der Variablen überlagert. Auf diese Weise wird die räumliche Gleichverteilung aller Variablen in eine gemeinsame räumliche Bezugsbasis überführt, ohne dass die semantischen Merkmale verändert werden. Entsprechend dem Erfassungs- und Präsentationsmaßstab wurde eine Maschenweite von 0,5 km gewählt. Der hieraus resultierende feingranulare Raumgitter bildet die gemeinsame Basis für die nunmehr möglich integrierte räumliche Analyse aller Merkmalsgruppen. Die hier beschriebene rasterbasierte Raumanalyse stellt eine eingeführte Methode der GIS-basierten Geoinformationsverarbeitung dar. Sie wurde bislang jedoch selten zur Verarbeitung und Analyse von Wahldaten eingesetzt. Das mit dem Datenmodell korrespondierende graphikbezogene Visualisierungsmodell wird in einer Kartenkonstruktionsumgebung erstellt und erlaubt die fachgerechte kartographische Veranschaulichung ausgewählter Analyseergebnisse des Datenmodells. Daten- und Kartenmodell sind durch einen Datenfilter verknüpft, der die erforderliche Datenkonversion ermöglicht. Auf Basis des Visualisierungsmodells wurden zweiundfünfzig Kartenmodelle des Kartogramm- bzw. Kartodiagrammtyps erzeugt. Sie ermöglichen die vertiefte visuelle Exploration, Analyse und Interpretation der räumlichen Verteilung und Korrelation der untersuchten Wahldaten. Komplementär zum graphikfreien Datenmodell eröffnet das Visualisierungsmodell Fachwissenschaftlern, politischen Entscheidungsträgern und - in begrenztem Umfang – einer interessierten Öffentlichkeit einen intuitiven Erkenntniszugang zur den räumlichen Dimensionen, der regionalen Variation der Wahlergebnisse und den resultierenden raumgebundenen Wahlmustern.
KW  - Wahlen
KW  - Wahlmuster
KW  - räumliche Analyse
KW  - Visualisierungsmodell
KW  - Wahlverhalten
KW  - elections
KW  - electoral patterns
KW  - spatial analysis
KW  - geovisualization
KW  - voting behaviour
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15923
ER  -