TY - THES A1 - Blum, Franziska T1 - I see you smile, you must be happy! Social-emotional gains and usability evaluation of the new training tool E.V.A.: A pilot study N2 - Emotions are a complex concept and they are present in our everyday life. Persons on the autism spectrum are said to have difficulties in social interactions, showing deficits in emotion recognition in comparison to neurotypically developed persons. But social-emotional skills are believed to be positively augmented by training. A new adaptive social cognition training tool “E.V.A.” is introduced which teaches emotion recognition from face, voice and body language. One cross-sectional and one longitudinal study with adult neurotypical and autistic participants were conducted. The aim of the cross-sectional study was to characterize the two groups and see if differences in their social-emotional skills exist. The longitudinal study, on the other hand, aimed for detecting possible training effects following training with the new training tool. In addition, in both studies usability assessments were conducted to investigate the perceived usability of the new tool for neurotypical as well as autistic participants. Differences were found between autistic and neurotypical participants in their social-emotional and emotion recognition abilities. Training effects for neurotypical participants in an emotion recognition task were found after two weeks of home training. Similar perceived usability was found for the neurotypical and autistic participants. The current findings suggest that persons with ASC do not have a general deficit in emotion recognition, but are in need for more time to correctly recognize emotions. In addition, findings suggest that training emotion recognition abilities is possible. Further studies are needed to verify if the training effects found for neurotypical participants also manifest in a larger ASC sample. N2 - Emotionen sind ein komplexes Konzept und sie sind Teil unseres alltäglichen Lebens. Personen mit einer Autismus-Spektrum-Störung wird nachgesagt, dass sie Schwierigkeiten mit sozialen Interaktionen und Defizite in der Erkennung von Emotionen haben, im Vergleich zu neurotypischen Menschen. Allerdings glaubt man, dass sich sozio-emotionale Fähigkeiten mittels Training positiv beeinflussen lassen. Ein neues adaptives Trainingstool ”E.V.A.“ wird vorgestellt, welches Emotionserkennung von Gesicht, Stimme und Körpersprache lehrt. Eine Querschnitts- und eine Längsschnittstudie mit erwachsenen neurotypischen und autistischen Teilnehmern wurden durchgeführt. Das Ziel der Querschnittsstudie war die Charakterisierung der zwei Stichproben, sowie die Aufdeckung von möglichen Unterschieden in deren sozio-emotionalen Fähigkeiten. Die Längsschnittstudie, zum anderen, zielte auf die Entdeckung von möglichen Trainingseffekten ab, die auf das Training mit dem neuen Tool folgen. Zusätzlich wurde in beiden Studien die wahrgenommene Benutzerfreundlichkeit von neurotypischen und autistischen Teilnehmern erfasst und untersucht. Zwischen den neurotypischen und autistischen Teilnehmern wurden Unterschiede in deren sozio-emotionalen Fähigkeiten sowie deren Fähigkeit Emotionen zu erkennen gefunden. Neurotypische Teilnehmer zeigten Trainingseffekte nach einer zwei-wöchigen Nutzung des Trainingstools zu Hause. Die Benutzerfreundlichkeit wurde von den neurotypischen und den autistischen Teilnehmern ähnlich empfunden. Die vorliegenden Ergebnisse deuten darauf hin, dass Autisten kein generelles Defizit in der Erkennung von Emotionen haben, sie aber mehr Zeit dafür benötigen. Zusätzlich weisen die Ergebnisse auf die Möglichkeit des Trainings der Fähigkeit Emotionen zu erkennen hin. Weiterführende Studien sind notwendig um zu verifizieren ob sich die Trainingseffekte auch in einer größeren Stichprobe von Autisten zeigen. KW - autism KW - emotion recognition KW - social cognition training KW - Autismus KW - Emotionserkennung KW - Training Sozialer Kognition Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-505509 ER - TY - JOUR A1 - Carlà-Uhink, Filippo T1 - Rez. zu: Stephen L. Dyson; Archaeology, ideology and urbanism in Rome from the grand tour to Berlusconi. - Cambridge, Cambridge University Press, 2019, 327 p. - ISBN 978-0-521-87459-5 JF - Anabases : traditions et réception de l'Antiquité Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/https://doi.org/10.4000/anabases.12253 SN - 1774-4296 SN - 2256-9421 IS - 33 SP - 283 EP - 285 PB - ERASME CY - Toulouse ER - TY - THES A1 - Stemmer, Robert T1 - Strategic business model innovation BT - a holistic analysis of strategic business model innovation endeavors within corporate enterpreneurial environments Y1 - 2021 ER - TY - THES A1 - Sikkens, Reinier T1 - An analysis of cultural entrepreneurship T1 - Eine Analyse des Kulturellen Unternehmertums BT - a balance between culture and business within media art BT - ein Gleichgewicht zwischen Kultur und Wirtschaft in der Medienkunst N2 - Media artists have been struggling for financial survival ever since media art came into being. The non-material value of the artwork, a provocative attitude towards the traditional arts world and originally anti-capitalist mindset of the movement makes it particularly difficult to provide a constructive solution. However, a cultural entrepreneurial approach can be used to build a framework in order to find a balance between culture and business while ensuring that the cultural mission remains the top priority. N2 - Medienkünstler kämpfen seit der Entstehung der Medienkunst um ihr finanzielles Überleben. Der immaterielle Wert des Kunstwerks, eine provokative Haltung gegenüber der traditionellen Kunstwelt und die ursprünglich antikapitalistische Denkweise der Bewegung machen es besonders schwierig, eine konstruktive Lösung zu finden. Ein kultureller unternehmerischer Ansatz kann jedoch verwendet werden, um einen Rahmen zu schaffen, um ein Gleichgewicht zwischen Kultur und Wirtschaft zu finden und gleichzeitig sicherzustellen, dass die Kulturelle Mission weiterhin oberste Priorität hat. KW - Multidisciplinarity KW - Mobility KW - Multiple stakeholder involvement KW - Cultural entrepreneurship KW - Balance KW - Multidisziplinarität KW - Mobilität KW - Involvierung mehrerer Interessengruppen KW - Kulturelles Unternehmertum KW - Bilanz Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-501879 ER - TY - THES A1 - Ayzel, Georgy T1 - Advancing radar-based precipitation nowcasting T1 - Fortschritte bei der radarbasierten Niederschlagsvorhersage BT - an open benchmark and the potential of deep learning BT - ein offener Benchmark und das Potenzial von Deep Learning N2 - Precipitation forecasting has an important place in everyday life – during the day we may have tens of small talks discussing the likelihood that it will rain this evening or weekend. Should you take an umbrella for a walk? Or should you invite your friends for a barbecue? It will certainly depend on what your weather application shows. While for years people were guided by the precipitation forecasts issued for a particular region or city several times a day, the widespread availability of weather radars allowed us to obtain forecasts at much higher spatiotemporal resolution of minutes in time and hundreds of meters in space. Hence, radar-based precipitation nowcasting, that is, very-short-range forecasting (typically up to 1–3 h), has become an essential technique, also in various professional application contexts, e.g., early warning, sewage control, or agriculture. There are two major components comprising a system for precipitation nowcasting: radar-based precipitation estimates, and models to extrapolate that precipitation to the imminent future. While acknowledging the fundamental importance of radar-based precipitation retrieval for precipitation nowcasts, this thesis focuses only on the model development: the establishment of open and competitive benchmark models, the investigation of the potential of deep learning, and the development of procedures for nowcast errors diagnosis and isolation that can guide model development. The present landscape of computational models for precipitation nowcasting still struggles with the availability of open software implementations that could serve as benchmarks for measuring progress. Focusing on this gap, we have developed and extensively benchmarked a stack of models based on different optical flow algorithms for the tracking step and a set of parsimonious extrapolation procedures based on image warping and advection. We demonstrate that these models provide skillful predictions comparable with or even superior to state-of-the-art operational software. We distribute the corresponding set of models as a software library, rainymotion, which is written in the Python programming language and openly available at GitHub (https://github.com/hydrogo/rainymotion). That way, the library acts as a tool for providing fast, open, and transparent solutions that could serve as a benchmark for further model development and hypothesis testing. One of the promising directions for model development is to challenge the potential of deep learning – a subfield of machine learning that refers to artificial neural networks with deep architectures, which may consist of many computational layers. Deep learning showed promising results in many fields of computer science, such as image and speech recognition, or natural language processing, where it started to dramatically outperform reference methods. The high benefit of using "big data" for training is among the main reasons for that. Hence, the emerging interest in deep learning in atmospheric sciences is also caused and concerted with the increasing availability of data – both observational and model-based. The large archives of weather radar data provide a solid basis for investigation of deep learning potential in precipitation nowcasting: one year of national 5-min composites for Germany comprises around 85 billion data points. To this aim, we present RainNet, a deep convolutional neural network for radar-based precipitation nowcasting. RainNet was trained to predict continuous precipitation intensities at a lead time of 5 min, using several years of quality-controlled weather radar composites provided by the German Weather Service (DWD). That data set covers Germany with a spatial domain of 900 km x 900 km and has a resolution of 1 km in space and 5 min in time. Independent verification experiments were carried out on 11 summer precipitation events from 2016 to 2017. In these experiments, RainNet was applied recursively in order to achieve lead times of up to 1 h. In the verification experiments, trivial Eulerian persistence and a conventional model based on optical flow served as benchmarks. The latter is available in the previously developed rainymotion library. RainNet significantly outperformed the benchmark models at all lead times up to 60 min for the routine verification metrics mean absolute error (MAE) and critical success index (CSI) at intensity thresholds of 0.125, 1, and 5 mm/h. However, rainymotion turned out to be superior in predicting the exceedance of higher intensity thresholds (here 10 and 15 mm/h). The limited ability of RainNet to predict high rainfall intensities is an undesirable property which we attribute to a high level of spatial smoothing introduced by the model. At a lead time of 5 min, an analysis of power spectral density confirmed a significant loss of spectral power at length scales of 16 km and below. Obviously, RainNet had learned an optimal level of smoothing to produce a nowcast at 5 min lead time. In that sense, the loss of spectral power at small scales is informative, too, as it reflects the limits of predictability as a function of spatial scale. Beyond the lead time of 5 min, however, the increasing level of smoothing is a mere artifact – an analogue to numerical diffusion – that is not a property of RainNet itself but of its recursive application. In the context of early warning, the smoothing is particularly unfavorable since pronounced features of intense precipitation tend to get lost over longer lead times. Hence, we propose several options to address this issue in prospective research on model development for precipitation nowcasting, including an adjustment of the loss function for model training, model training for longer lead times, and the prediction of threshold exceedance. The model development together with the verification experiments for both conventional and deep learning model predictions also revealed the need to better understand the source of forecast errors. Understanding the dominant sources of error in specific situations should help in guiding further model improvement. The total error of a precipitation nowcast consists of an error in the predicted location of a precipitation feature and an error in the change of precipitation intensity over lead time. So far, verification measures did not allow to isolate the location error, making it difficult to specifically improve nowcast models with regard to location prediction. To fill this gap, we introduced a framework to directly quantify the location error. To that end, we detect and track scale-invariant precipitation features (corners) in radar images. We then consider these observed tracks as the true reference in order to evaluate the performance (or, inversely, the error) of any model that aims to predict the future location of a precipitation feature. Hence, the location error of a forecast at any lead time ahead of the forecast time corresponds to the Euclidean distance between the observed and the predicted feature location at the corresponding lead time. Based on this framework, we carried out a benchmarking case study using one year worth of weather radar composites of the DWD. We evaluated the performance of four extrapolation models, two of which are based on the linear extrapolation of corner motion; and the remaining two are based on the Dense Inverse Search (DIS) method: motion vectors obtained from DIS are used to predict feature locations by linear and Semi-Lagrangian extrapolation. For all competing models, the mean location error exceeds a distance of 5 km after 60 min, and 10 km after 110 min. At least 25% of all forecasts exceed an error of 5 km after 50 min, and of 10 km after 90 min. Even for the best models in our experiment, at least 5 percent of the forecasts will have a location error of more than 10 km after 45 min. When we relate such errors to application scenarios that are typically suggested for precipitation nowcasting, e.g., early warning, it becomes obvious that location errors matter: the order of magnitude of these errors is about the same as the typical extent of a convective cell. Hence, the uncertainty of precipitation nowcasts at such length scales – just as a result of locational errors – can be substantial already at lead times of less than 1 h. Being able to quantify the location error should hence guide any model development that is targeted towards its minimization. To that aim, we also consider the high potential of using deep learning architectures specific to the assimilation of sequential (track) data. Last but not least, the thesis demonstrates the benefits of a general movement towards open science for model development in the field of precipitation nowcasting. All the presented models and frameworks are distributed as open repositories, thus enhancing transparency and reproducibility of the methodological approach. Furthermore, they are readily available to be used for further research studies, as well as for practical applications. N2 - Niederschlagsvorhersagen haben einen wichtigen Platz in unserem täglichen Leben. Und die breite Abdeckung mit Niederschlagsradaren ermöglicht es uns, den Niederschlag mit einer viel höheren räumlich-zeitlichen Auflösung vorherzusagen (Minuten in der Zeit, Hunderte von Metern im Raum). Solche radargestützten Niederschlagsvorhersagen mit sehr kurzem Vorhersagehorizont (1–3 Stunden) nennt man auch "Niederschlagsnowcasting." Sie sind in verschiedenen Anwendungsbereichen (z.B. in der Frühwarnung, der Stadtentwässerung sowie in der Landwirtschaft) zu einer wichtigen Technologie geworden. Eine erhebliche Schwierigkeit in Modellentwicklung zum Niederschlagsnowcastings ist jedoch die Verfügbarkeit offener Softwarewerkzeuge und Implementierungen, die als Benchmark für den Entwicklungsfortschritt auf diesem Gebiet dienen können. Um diese Lücke zu schließen, haben wir eine Gruppe von Modellen auf der Grundlage verschiedener Tracking- und Extrapolationsverfahren entwickelt und systematisch verglichen. Es konnte gezeigt werden, dass die Vorhersagen dieser einen Skill haben, der sich mit dem Skill operationeller Vorhersagesysteme messen kann, teils sogar überlegen sind. Diese Benchmark-Modelle sind nun in Form der quelloffenen Software-Bibliothek rainymotion allgemein verfügbar (https://github.com/hydrogo/rainymotion). Eine der vielversprechenden Perspektiven für die weitere Modellentwicklung besteht in der Untersuchung des Potenzials von "Deep Learning" – einem Teilgebiet des maschinellen Lernens, das sich auf künstliche neuronale Netze mit sog. "tiefen Architekturen" bezieht, die aus einer Vielzahl von Schichten (computational layers) bestehen können. Im Rahmen dieser Arbeit wurde daher RainNet entwickelt: ein Tiefes Neuronales Netz für radargestütztes Niederschlags-Nowcasting. RainNet wurde zunächst zur Vorhersage der Niederschlagsintensität mit einem Vorhersagehorizont von fünf Minuten trainiert. Als Datengrundlage dazu dienten mehrere Jahre qualitätskontrollierter Radarkompositprodukte des Deutschen Wetterdienstes (DWD). RainNet übertraf die verfügbaren Benchmark-Modelle für Vorhersagezeiten bis zu 60 min in Bezug auf den Mittleren Absoluten Fehler (MAE) und den Critical Success Index (CSI) für Intensitätsschwellenwerte von 0.125, 1 und 5 mm/h. Allerdings erwies sich das das Benchmark-Modell aus dem Softwarepaket rainymotion bei der Vorhersage der Überschreitung höherer Intensitätsschwellen (10 und 15 mm/h) als überlegen. Die eingeschränkte Fähigkeit von RainNet zur Vorhersage hoher Niederschlagsintensitäten ist eine unerwünschte Eigenschaft, die wir auf ein hohes Maß an räumlicher Glättung durch das Modell zurückführen. Im Kontext der Frühwarnung ist die Glättung besonders ungünstig, da ausgeprägte Merkmale von Starkniederschlägen bei längeren Vorlaufzeiten tendenziell verloren gehen. In dieser Arbeit werden daher mehrere Optionen vorgeschlagen, um dieses Problem in der zukünftigen Forschung zur Modellentwicklung anzugehen. Ein weiterer Beitrag dieser Arbeit liegt in der Quantifizierung einer spezifischen Fehlerquelle von Niederschlagsnowcasts. Der Gesamtfehler eines Nowcasts besteht aus einem Fehler in der vorhergesagten Lage eines Niederschlagsfeatures (Ortsfehler) sowie einem Fehler in der Änderung der Intensität eines Features über die Vorhersagezeit (Intensitätsfehler). Herkömmliche Verifikationsmaße waren bislang nicht in der Lage, das Ausmaß des Ortsfehlers zu isolieren. Um diese Lücke zu füllen, haben wir einen Ansatz zur direkten Quantifizierung des Ortsfehlers entwickelt. Mit Hilfe dieses Ansatzes wurde wir Benchmarking-Experiment auf Grundlage eines fünfminütigen DWD Radarkompositprodukts für das komplette Jahr 2016 umgesetzt. In diesem Experiment wurden vier Nowcasting-Modelle aus der rainymotion-Softwarebibliothek verwendet im Hinblick auf den Ortsfehler der Vorhersage verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass für alle konkurrierenden Modelle die Ortsfehler von Bedeutung sind: die Größenordnung dieser Fehler entspricht etwa der typischen Ausdehnung einer konvektiven Zelle oder einer mittelgroßen Stadt (5–10 km). Insgesamt zeigt diese Arbeit die Vorteile eines "Open Science"-Ansatzes für die Modellentwicklung im Bereich der Niederschlagsnowcastings. Alle vorgestellten Modelle und Modellsysteme stehen als offene, gut dokumentierte Repositorien zusammen mit entsprechenden offenen Datensätzen öffentlich zu Verfügung für, was die Transparenz und Reproduzierbarkeit des methodischen Ansatzes, aber auch die Anwendbarkeit in der Praxis erhöht. KW - Weather radar KW - nowcasting KW - optical flow KW - deep learning KW - Wetterradar KW - Deep Learning KW - Nowcasting KW - Optischer Fluss Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-504267 ER - TY - THES A1 - Düsing, Walter T1 - From changes in the Earth's orbit to African climate variability T1 - Von Änderungen des Erdorbits zu Afrikanischen Klimavariabilität N2 - We developed an orbital tuned age model for the composite Chew Bahir sediment core, obtained from the Chew Bahir basin (CHB), southern Ethiopia. To account for the effects of sedimentation rate changes on the spectral expression of the orbital cycles we developed a new method: the Multi-band Wavelet Age modeling technique (MUBAWA). By using a Continuous Wavelet Transformation, we were able to track frequency shifts that resulted from changing sedimentation rates and thus calculated tuned age model encompassing the last 620 kyrs. The results show a good agreement with the directly dated age model that is available from the dating of volcanic ashes. Then we used the XRF data from CHB and developed a new and robust humid-arid index of east African climate during the last 620 kyrs. To disentangle the relationship of the selected elements we performed a principal component analysis (PCA). In a following step we applied a continuous wavelet transformation on the PC1, using the directly dated age model. The resulting wavelet power spectrum, unlike a normal power spectrum, displays the occurrence of cycles/frequencies in time. The results highlight that the precession cycles are most dominantly expressed under the 400 kyrs eccentricity maximum whereas weakly expressed during eccentricity minimum. This suggests that insolation is a key driver of the climatic variability observed at CHB throughout the last 620 kyrs. In addition, the prevalence of half-precession and obliquity signals was documented. The latter is attributed to the inter-tropical insolation gradient and not interpreted as an imprint of high latitudes forcing on climatic changes in the tropics. In addition, a windowed analysis of variability was used to detect changes in variance over time and showed that strong climate variability occurred especially along the transition from a dominant insolation-controlled humid climate background state towards a predominantly dry and less-insolation controlled climate. The last chapter dealt with non-linear aspects of climate changes represented by the sediments of the CHB. We use recurrence quantification analysis to detect non-linear changes within the potassium concentration of Chew Bahir sediment cores during the last 620 kyrs. The concentration of potassium in the sediments of the lake is subject to geochemical processes related to the evaporation rate of the lake water at the time of deposition. Based on recurrence analysis, two types of variabilities could be distinguished. Type 1 represents slow variations within the precession period bandwidth of 20 kyrs and a tendency towards extreme climatic events whereas type 2 represents fast, highly variable climatic transitions between wet and dry climate states. While type 1 variability is linked to eccentricity maxima, type 2 variability occurs during the 400 kyrs eccentricity minimum. The climate history presented here shows that during high eccentricity a strongly insolation-driven climate system prevailed, whereas during low eccentricity the climate was more strongly affected by short-term variability changes. The short-term environmental changes, reflected in the increased variability might have influenced the evolution, technological advances and expansion of early modern humans who lived in this region. In the Olorgesaille Basin the temporal changes in the occurrence of stone tools, which bracket the transition from Acheulean to Middle Stone Age (MSA) technologies at between 499–320 kyrs, could potentially correlate to the marked transition from a rather stable climate with less variability to a climate with increased variability in the CHB. We conclude that populations of early anatomically modern humans are more likely to have experienced climatic stress during episodes of low eccentricity, associated with dry and high variability climate conditions, which may have led to technological innovation, such as the transition from the Acheulean to the Middle Stone Age. N2 - Bei der von uns entwickelten Multi-band Wavelet Age-Modeling (MUBAWA) Methode handelt es sich um eine Methode zur Erstellung eines orbital abgestimmten Altersmodells. Diese Methode verwendet, anders als bisherige Methoden, keinen stationären Filter, sondern eine kontinuierliche Wavelet Transformation (CWT) um die orbitale Komponente der zyklischen Sedimentabfolge zu extrahieren. Durch die Anwendung der CWT können zeitliche Änderungen der Sedimentationsrate berücksichtigt werden. Mit Hilfe der neuen MUBAWA Methode haben wir ein orbital abgestimmtes Altersmodell mit einem Basisalter von 620 kyrs für die Sedimentkerne des Chew Bahir Beckens (CHB) erstellt, welches mit den radiometrisch datierten Vulkanaschen der Sedimentkerne übereinstimmt. In dem folgenden Kapitel haben wir die Ergebnisse der Röntgenfluoreszenz (XRF) - Analyse der Sedimentkerne genutzt um einen neuen Feucht-trocken Anzeiger zu entwickeln Um Umwelteinflüsse, sowie lineare Zusammenhänge der Elementkonzentrationen zu entschlüsseln, haben wir eine Hauptkomponentenanalyse angewendet. Die erste Hauptkomponente (PC1) haben wir als Feucht-Trockenanzeiger interpretiert. Auf Grundlage des direkt datierten Altersmodells haben wir die PC1 genutzt um eine CWT zu berechnen. Das resultierende Wavelet Powerspektrum stellt das Auftreten von Zyklen/Frequenzen in der Zeit dar. Die Ergebnisse zeigen, dass vor 400 kyrs, während eines Exzentrizitätsmaximums, der Präzessionszyklus besonders stark ausgeprägt war, wohingegen der Präzessionszyklus während eines Exzentrizitätsminimums eher schwach ausgeprägt war. Dies deutet darauf hin, dass die Sonneneinstrahlung, welche in den Tropen durch den Präzessionzyklus beeinflusst wird, ein dominanter Faktor für die klimatische Variabilität in CHB während der letzten 620 kyrs darstellt. Darüber hinaus wurde die Prävalenz von Halbpräzessions- und Obliquitätszyklen dokumentiert. Obliquitätszyklen werden dem intertropischen Gradienten der Sonneneinstrahlung zugeschrieben, der klimatische Veränderungen in den Tropen erzwingt und nicht als ein Einfluss der hohen Breiten interpretiert. Darüber hinaus wurde eine gefensterte Variabilitätsanalyse der PC1 verwendet um eine zeitliche Veränderung der Variabilität zu erfassen. Diese zeigte, dass starke Klimavariabilität vor allem entlang des Übergangs von einem dominanten insolationsgesteuerten feuchten Klima zu einem überwiegend trockenen und weniger insolationsgesteuerten Klima auftrat. Das letzte Kapitel befasst sich mit nichtlinearen Aspekten der Klimavariabilität, repräsentiert durch die Kaliumkonzentration des Sediments des CHBs. Die Kaliumkonzentration in den Sedimenten des Sees ist geochemischen Prozessen unterworfen, die mit der Verdunstungsrate des Seewassers zum Zeitpunkt der Ablagerung zusammenhängen und daher als Feucht-Trockenanzeiger interpretiert werden. Basierend auf der Rekurrenzanalyse konnten zwei Arten von Variabilitäten unterschieden werden. Typ 1 repräsentiert langsame Variationen innerhalb der Bandbreite der Präzessionsperiode von 20 kyrs und eine Tendenz zu extremen klimatischen Ereignissen, während Typ 2 schnelle, sehr variable klimatische Übergänge zwischen feuchten und trockenen Klimazuständen repräsentiert. Die Variabilität vom Typ 1 ist mit Exzentrizitätsmaxima verbunden, wohingegen die Variabilität vom Typ 2 während des Exzentrizitätsminimums vor 400 kyrs auftritt. Die hier vorgestellte Klimageschichte zeigt, dass bei hoher Exzentrizität ein stark insolationsgetriebenes Klimasystem vorherrschte, während bei niedriger Exzentrizität das Klima stärker von kurzfristigen Variabilitätsänderungen beeinflusst wurde. Die kurzfristigen Umweltveränderungen, die sich in der erhöhten Variabilität widerspiegeln, könnten die Entwicklung, den technologischen Fortschritt und die Expansion der frühneuzeitlichen Menschen, die in dieser Region lebten, beeinflusst haben. Im Olorgesaille-Becken könnten die zeitlichen Veränderungen des Vorkommens von Steinwerkzeugen, die den Übergang von Acheulean zu mittel- steinzeitlichen (MSA) Technologien bei 499-320 kyrs markieren, möglicherweise mit dem deutlichen Übergang von einem eher stabilen Klima mit geringerer Variabilität zu einem Klima mit erhöhter Variabilität in der CHB korrelieren. Wir kommen zu dem Schluss, dass Populationen früher anatomisch moderner Menschen während Episoden geringer Exzentrizität klimatischen Stress erfahren haben könnten. Diese trockenen und hochvariablen Klimabedingungen könnten zu technologischen Innovationen geführt haben, wie z.B. dem Übergang von der Acheulean zur MSA. KW - Paleoclimate dynamics KW - Paläoklimadynamik KW - African climate KW - Afrikanisches Klima KW - age modeling KW - Altersmodelierung KW - Cyclostratigraphy KW - Zyklostratigraphie Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-503140 ER - TY - THES A1 - Heger, Tobias T1 - Foresight in networks BT - a relational view on corporate foresight N2 - The goal of this dissertation is to contribute to the corporate foresight research field by investigating capabilities, practices, and challenges particularly in the context of interorganizational settings and networked organizations informed by the theoretical perspectives of the relational view and dynamic capabilities. Firms are facing an increasingly complex environment and highly complex product and service landscapes that often require multiple organizations to collaborate for innovation and offerings. Public-private partnerships that are targeted at supporting this have been introduced by policy-makers in the recent past. One example for such a partnership is the European Institute of Innovation and Technology (EIT) with multiple Knowledge and Innovation Communities (KICs). The EIT has been initiated by the European Commission in 2008 with the ambition of addressing grand societal challenges, driving innovativeness of European companies, and supporting systemic change. The resulting network organizations are managed similarly to corporations with managers, boards, and firm-like governance structures. EIT Digital as one of the EIT KICs are a central case of this work. Research in this dissertation was based on the expectation that corporate foresight activities will increasingly be embedded in such interorganizational settings and a) can draw on such settings for the benefit of themselves and b) may contribute to shared visions, trust building and planning in these network organizations. In this dissertation the EIT Digital (formerly EIT ICT Labs) is a central case, supplemented with insights from three additional cases. I draw on the rich theoretical understanding of the resource-based view, dynamic capabilities, and particularly the relational view to further the discussion in the field of corporate foresight—defined as foresight in organizations in contrast to foresight with a macro-economical perspective—towards a relational understanding. Further, I use and revisit Rohrbeck’s Maturity Model for the Future Orientation of Firms as conceptual frame for corporate foresight in interorganizational settings. The analyses—available as four individual publications complemented by on additional chapter—are designed as exploratory case studies based on multiple data sources including an interview series with 49 persons, two surveys (N=54, n=20), three supplementary interviews, access to key documents and presentations, and observation through participation in meetings and activities of the EIT Digital. This research setting allowed me to contribute to corporate foresight research and practice by 1) integrating relational constructs primarily drawn from the relational view and dynamic capabilities research into the corporate foresight research stream, 2) exploring and understanding capabilities that are required for corporate foresight in interorganizational and networked organizations, 3) discussing and extending the Maturity Model for network organizations, and 4) to support individual organizations to tie their foresight systems effectively to networked foresight systems. N2 - Das Ziel dieser Dissertation ist es zu dem Forschungsfeld Corporate Foresight beizutragen, indem Fähigkeiten, Praktiken und Herausforderungen insbesondere in interorganisationalen Kooperationen und vernetzten Organisationen untersucht werden. Die Arbeit bedient sich dabei der theoretischen Perspektiven des Relational View und Dynamic Capabilities in Ergänzung zum aktuellen Forschungsstand im Forschungsfeld Corporate Foresight. Unternehmen sind mit einer zunehmend komplexen Umwelt und hochkomplexen Produkt- und Servicelandschaften konfrontiert, die vielfach die Zusammenarbeit mehrerer unterschiedlicher Organisationen erfordern, um Innovationen zu ermöglichen. Public Private Partnerships mit dem Ziel ebendies zu unterstützen, wurden in der jüngeren Vergangenheit zunehmend initiiert. Ein Beispiel für eine solche Partnerschaft ist das Europäische Institut für Innovation und Technologie (EIT) mit mehreren Knowledge and Innovation Communities (KICs). Das EIT wurde 2008 von der Europäischen Kommission mit dem Ziel, die großen gesellschaftliche Herausforderungen zu adressieren, die Innovationskraft europäischer Unternehmen zu fördern und systemische Veränderungen zu unterstützen, ins Leben gerufen. Die entstandenen Netzwerkorganisationen werden ähnlich wie Unternehmen geführt, mit Managern, Vorständen und firmenähnlichen Governance-Strukturen. EIT Digital (ehemals EIT ICT Labs) als eines der EIT KICs ist eine zentrale Fallstudie dieser Arbeit, die durch Erkenntnisse aus drei weiteren Fällen ergänzt wird. Die Forschung in dieser Dissertation basierte auf der Annahme, dass Corporate Foresight-Aktivitäten zunehmend in solch interorganisationale Kontexte eingebettet werden und a) diese Settings zum Vorteil einzelner Unternehmen beitragen sollen und b) zu gemeinsamen Visionen, Vertrauensbildung und Planung in diesen Netzwerkorganisationen beitragen können. Die Arbeit stützt sich auf das reichhaltige theoretische Verständnis des strategischen Managements, genauer des Resource-Based Views, der Dynamic Capabilities und insbesondere des Relational View, um die Diskussion im Bereich Corporate Foresight - definiert als Vorausschau in Organisationen in Abgrenzung zur Vorausschau mit einer makroökonomischen Perspektive - in Richtung eines relationalen Verständnisses weiterzuentwickeln. Dabei wird das Reifegradmodell für die Zukunftsorientierung von Unternehmen als konzeptioneller Rahmen verwendet. Die Studien - verfügbar als vier Einzelpublikationen, ergänzt durch ein zusätzliches Kapitel - sind als explorative Fallstudien konzipiert und basieren auf mehreren Datenquellen, darunter eine Interviewserie mit 49 Personen, zwei Fragebogen-basierte Umfragen (n=54, n=20), drei ergänzende Interviews, Zugang zu internen Dokumenten und Präsentationen sowie Beobachtungen durch Teilnahme an Meetings und Aktivitäten des EIT Digital. Diese Arbeit leistet so einen Beitrag zur Corporate Foresight-Forschung und -Praxis, indem 1) relationale Konstrukte, die primär aus dem Relational View und der Dynamic-Capabilities-Forschung stammen, in die Forschungskanon Corporate Foresight integriert werden, 2) das Wissen über Fähigkeiten, die für die Anwendung von Corporate Foresight in interorganisationalen und vernetzten Organisationen erforderlich sind, vertieft wird, 3) das Reifegradmodell für die Zukunftsorientierung für Netzwerkorganisationen diskutiert und erweitert wird und 4) praxisrelevante Aspekte für die effektive Nutzung von interorganisationalen Kooperationen für Corporate Foresight Systeme diskutiert werden. KW - Corporate Foresight KW - Networked Foresight KW - Open Foresight KW - Organizational Foresight KW - Strategy under Uncertainty KW - Relational View KW - Futures Research KW - Dynamic Capabilities KW - Zukunftsforschung KW - Strategische Vorausschau KW - Technology Foresight KW - Strategic Foresight Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-503851 ER - TY - THES A1 - Ceulemans, Ruben T1 - Diversity effects on ecosystem functions of tritrophic food webs T1 - Diversität beeinflusst Ökosystemfunktionen tritrophischer Nahrungsnetze N2 - There is a general consensus that diverse ecological communities are better equipped to adapt to changes in their environment, but our understanding of the mechanisms by which they do so remains incomplete. Accurately predicting how the global biodiversity crisis affects the functioning of ecosystems, and the services they provide, requires extensive knowledge about these mechanisms. Mathematical models of food webs have been successful in uncovering many aspects of the link between diversity and ecosystem functioning in small food web modules, containing at most two adaptive trophic levels. Meaningful extrapolation of this understanding to the functioning of natural food webs remains difficult, due to the presence of complex interactions that are not always accurately captured by bitrophic descriptions of food webs. In this dissertation, we expand this approach to tritrophic food web models by including the third trophic level. Using a functional trait approach, coexistence of all species is ensured using fitness-balancing trade-offs. For example, the defense-growth trade-off implies that species may be defended against predation, but this defense comes at the cost of a lower maximal growth rate. In these food webs, the functional diversity on a given trophic level can be varied by modifying the trait differences between the species on that level. In the first project, we find that functional diversity promotes high biomass on the top level, which, in turn, leads to a reduction in the temporal variability due to compensatory dynamical patterns governed by the top level. Next, these results are generalized by investigating the average behavior of tritrophic food webs, for wide intervals of all parameters describing species interactions in the food web. We find that the diversity on the top level is most important for determining the biomass and temporal variability of all other trophic levels, and show how biomass is only transferred efficiently to the top level when diversity is high everywhere in the food web. In the third project, we compare the response of a simple food chain against a nutrient pulse perturbation, to that of a food web with diversity on every trophic level. By joint consideration of the resistance, resilience, and elasticity, we uncover that the response is efficiently buffered when biomass on the top level is high, which is facilitated by functional diversity on every trophic level in the food web. Finally, in the fourth project, we show that even in a simple consumer-resource model without any diversity, top-down control on the intermediate level frequently causes the phase difference between the intermediate and basal level to deviate from the quarter-cycle lag rule. By adding a top predator, we show that these deviations become even more likely, and anti-phase cycles are often observed. The combined results of these projects show how the properties of the top trophic level, including its functional diversity, have a decisive influence on the functioning of tritrophic food webs from a mechanistic perspective. Because top species are often among the most vulnerable to extinction, our results emphasize the importance of their conservation in ecosystem management and restoration strategies. N2 - Wissenschaftliche Erkenntnisse über die in natürlichen Ökoystemen beobachtete Artenvielfalt hat gezeigt, dass die Artenvielfalt fast überall auf der Erde rapide abnimmt. Dieser Rückgang ist hauptsächlich auf den zunehmenden menschlichen Einfluss auf die Umwelt zurückzuführen. Insbesondere die zunehmende Landnutzung z. B. für die Landwirtschaft, die Verschmutzung und die überfischung wirken sich negativ auf die Biodiversität aus. Den Einfluss von Biodiversität auf die Funktion von natürlichen Ökosystemen ist ein sehr aktives Forschungsgebiet der Ökologie. Insbesondere hat sich herausgestellt, dass die Biodiversität einen entscheidenden Einfluss auf wichtige Eigenschaften von Ökosystemen hat, wie z.B. die Menge an Biomasse, die sich etablieren kann, wie groß die Schwankungen der Biomasse im Laufe der Zeit sind, wie effizient Energie durch das gesamte Ökosystem übertragen wird und wie es auf Umweltstörungen reagiert. In dieser Dissertation wird der Zusammenhang zwischen Biodiversität und Ökosystemfunktionen mit Hilfe mathematischer Modelle von Nahrungsnetzen untersucht um mit Hilfe dieses Ansatz wichtige Eigenschaften und deren Relevanz zu ermitteln. Ein Nahrungsnetz beschreibt einen zentralen Teil dessen, wie Arten in einem Ökosystem miteinander interagieren, nämlich wer wen frisst. Unsere Modelle enthalten drei trophische Ebenen: eine basale Ebene (z.B. Pflanzen), die einer mittleren Ebene (Pflanzenfresser) als Nahrungsquelle dient, die wiederum von einer oberen Ebene (Fleischfresser) gefressen werden. Die Koexistenz mehrerer Arten auf einer trophischen Ebene ist über Trade-offs zwischen wichtigen Merkmalen der Arten sichergestellt. Ein Trade-off zwischen Fraßschutz und Wachstum bedeutet zum Beispiel, dass jeder Mechanismus, mit dem sich eine Art vor Fressfeinden schützen kann (z. B. die Bildung von Stacheln), mit einer geringeren Wachstumsrate erkauft wird (die Pflanze muss Energie für die Bildung der Stacheln aufgewendet werden). Auf diese Weise ist die Koexistenz mehrerer Arten möglich: kein Fraßschutz und eine hohe Wachstumsrate, gegenüber hohem Fraßschutz und einer niedrigen Wachstumsrate. Wir zeigen, dass die Eigenschaften der obersten trophischen Ebene, wie z. B. ihr Biomasseanteil und ihre Diversität, einen sehr großen Einfluss auf die Eigenschaften aller anderen trophischen Ebenen im Nahrungsnetz ausüben. Insbesondere beobachten wir, dass eine hohe Biomasse und Diversität auf der obersten trophischen Ebene zu einem Nahrungsnetz führt, das zeitlich stabiler ist, die verfügbaren anorganischen Nährstoffe besser ausnutzt und die erhöhte Produktivität der basalen trophischen Ebene effizienter an die Spitze des Nahrungsnetzes weitergibt. Darüber hinaus stellen wir fest, dass die oberste trophische Ebene eine Schlüsselrolle bei der Abschwächung von Auswirkungen auf ein Nahrungsnetz durch externe Störungen spielt. Zudem verstärkt sich dieser Effekt der obersten trophischen Ebene, wenn die anderen trophischen Ebenen ebenfalls eine hohe Diversität aufzeigen. Unsere Ergebnisse unterstreichen somit die Bedeutung von Diversität in allen Nahrungsnetzen, um einen Fortbestand von Ökosystemdienstleistungen zu gewährleisten, auf die wir angewiesen sind. KW - food webs KW - trait variation KW - trait diversity KW - Nahrungsnetze KW - Merkmalsvielfalt KW - Merkmalsvariation Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-503259 ER - TY - JOUR A1 - Potter, Amanda ED - Rollinger, Christian T1 - Review of Meredith E. Safran (ed.): Screening the Golden Ages of the Classical Tradition BT - Edinburgh University Press (Edinburgh 2019), 329 pp ., ISBN: 9781474440844 , £ 80.00 ( b, also available as pb and e-book) including filmography, bibliography and index JF - thersites 12 KW - Review of Safran KW - Screening the Golden Ages of the Classical Tradition Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/thersites.vol12.123 SN - 2364-7612 VL - 2020 IS - 12 SP - 136 EP - 139 ER - TY - JOUR A1 - Brilke, Clara A1 - Werner, Eva ED - Rollinger, Christian T1 - I am not sure that I feel like singing, thanks very much for asking! BT - Interview with Natalie Haynes JF - thersites 12 N2 - In her writings on ancient myth, the British author Natalie Haynes moves women to the centre of attention. Her two latest books, A Thousand Ships and Pandora’s Jar – a fiction novel and a non-fiction one – approach this topic from two different perspectives. This interview takes stock of Haynes’ motives and methodology as well as of the challenges she faces in the process of writing. KW - Women in Ancient Myth KW - Classical Reception KW - Classics in Popular Culture Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.34679/thersites.vol12.189 SN - 2364-7612 VL - 2020 IS - 12 SP - 104 EP - 115 ER - TY - JOUR A1 - Carlà-Uhink, Filippo ED - Rollinger, Christian T1 - Interview with Alana Jelinek JF - thersites 12 N2 - Alana Jelinek is an art historian and artist — “an artist making art, and also writing about art”, in her words — , a former European Research Council artist in residence at the Museum of Anthropology and Archaeology at the University of Cambridge, and currently teaching in the School of Creative Arts at the University of Hertfordshire. Her art has revolved mostly around the issues of post- and neocolonialism and their connections with neoliberalism — a more implicit topic in her works from the 1990s on the “tourist gaze” developed into an interest in museums, collecting and ethnography throughout the past two decades. In this interview, she talks to thersites about the role of classical heritage and ancient art in her own work. KW - classical archaeology KW - art history KW - installation art KW - classical receptions Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.34679/thersites.vol12.163 SN - 2364-7612 VL - 2020 IS - 12 SP - 95 EP - 103 ER - TY - JOUR A1 - Colbert, Vivian ED - Rollinger, Christian T1 - Queen Zenobia’s ‘Campaign’ for British Women’s Suffrage JF - thersites 12 N2 - This article focuses on the feminist reception of Zenobia of Palmyra in Great Britain during the long nineteenth century and the early twentieth century. A special focus lies on her reception by the British suffragettes who belonged to the Women’s Social and Political Union. Even though Zenobia’s story did not end happily, the warrior queen’s example served to inspire these early feminists. Several products of historical culture – such as books, pieces of art, newspaper articles and theatre plays – provide insight into the reception of her as an historical figure, which is dominated by the image of a strong and courageous woman. The article will shed light on how exactly Zenobia’s example was instrumentalised throughout the first feminist movement in Britain. KW - Zenobia KW - reception studies KW - British suffrage movement KW - nineteenth century KW - feminism Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/0.34679/thersites.vol12.186 SN - 2364-7612 VL - 2020 IS - 12 SP - 71 EP - 94 ER - TY - JOUR A1 - Steffensen, Nils A1 - Ursin, Frank A1 - Colbert, Vivian A1 - Carlà-Uhink, Filippo A1 - Brilke, Clara A1 - Werner, Eva A1 - Warnking, Pascal A1 - Potter, Amanda A1 - Reinard, Patrick ED - Rollinger, Christian T1 - Spring Issue T2 - thersites Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.34679/thersites.vol12 SN - 2364-7612 VL - 2020 IS - 12 ER - TY - THES A1 - Czapka, Sophia T1 - The bilingual advantage in executive functions and its influence on spelling Y1 - 2021 ER - TY - GEN A1 - Pathe-Neuschäfer-Rube, Andrea A1 - Neuschäfer-Rube, Frank A1 - Püschel, Gerhard Paul T1 - Cell-based reporter release assay to determine the activity of calcium-dependent neurotoxins and neuroactive pharmaceuticals T2 - Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - The suitability of a newly developed cell-based functional assay was tested for the detection of the activity of a range of neurotoxins and neuroactive pharmaceuticals which act by stimulation or inhibition of calcium-dependent neurotransmitter release. In this functional assay, a reporter enzyme is released concomitantly with the neurotransmitter from neurosecretory vesicles. The current study showed that the release of a luciferase from a differentiated human neuroblastoma-based reporter cell line (SIMA-hPOMC1-26-GLuc cells) can be stimulated by a carbachol-mediated activation of the Gq-coupled muscarinic-acetylcholine receptor and by the Ca2+-channel forming spider toxin α-latrotoxin. Carbachol-stimulated luciferase release was completely inhibited by the muscarinic acetylcholine receptor antagonist atropine and α-latrotoxin-mediated release by the Ca2+-chelator EGTA, demonstrating the specificity of luciferase-release stimulation. SIMA-hPOMC1-26-GLuc cells express mainly L- and N-type and to a lesser extent T-type VGCC on the mRNA and protein level. In accordance with the expression profile a depolarization-stimulated luciferase release by a high K+-buffer was effectively and dose-dependently inhibited by L-type VGCC inhibitors and to a lesser extent by N-type and T-type inhibitors. P/Q- and R-type inhibitors did not affect the K+-stimulated luciferase release. In summary, the newly established cell-based assay may represent a versatile tool to analyze the biological efficiency of a range of neurotoxins and neuroactive pharmaceuticals which mediate their activity by the modulation of calcium-dependent neurotransmitter release. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 1139 KW - cell-based assay KW - neurotoxins KW - muscarinic acetylcholine receptor KW - voltage-dependent calcium channels KW - VGCC Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-503225 SN - 1866-8372 IS - 1139 ER - TY - JOUR A1 - Pathe-Neuschäfer-Rube, Andrea A1 - Neuschäfer-Rube, Frank A1 - Püschel, Gerhard Paul T1 - Cell-based reporter release assay to determine the activity of calcium-dependent neurotoxins and neuroactive pharmaceuticals JF - Toxins / Molecular Diversity Preservation International (MDPI) N2 - The suitability of a newly developed cell-based functional assay was tested for the detection of the activity of a range of neurotoxins and neuroactive pharmaceuticals which act by stimulation or inhibition of calcium-dependent neurotransmitter release. In this functional assay, a reporter enzyme is released concomitantly with the neurotransmitter from neurosecretory vesicles. The current study showed that the release of a luciferase from a differentiated human neuroblastoma-based reporter cell line (SIMA-hPOMC1-26-GLuc cells) can be stimulated by a carbachol-mediated activation of the Gq-coupled muscarinic-acetylcholine receptor and by the Ca2+-channel forming spider toxin α-latrotoxin. Carbachol-stimulated luciferase release was completely inhibited by the muscarinic acetylcholine receptor antagonist atropine and α-latrotoxin-mediated release by the Ca2+-chelator EGTA, demonstrating the specificity of luciferase-release stimulation. SIMA-hPOMC1-26-GLuc cells express mainly L- and N-type and to a lesser extent T-type VGCC on the mRNA and protein level. In accordance with the expression profile a depolarization-stimulated luciferase release by a high K+-buffer was effectively and dose-dependently inhibited by L-type VGCC inhibitors and to a lesser extent by N-type and T-type inhibitors. P/Q- and R-type inhibitors did not affect the K+-stimulated luciferase release. In summary, the newly established cell-based assay may represent a versatile tool to analyze the biological efficiency of a range of neurotoxins and neuroactive pharmaceuticals which mediate their activity by the modulation of calcium-dependent neurotransmitter release. KW - cell-based assay KW - neurotoxins KW - muscarinic acetylcholine receptor KW - voltage-dependent calcium channels KW - VGCC Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.3390/toxins13040247 SN - 2072-6651 VL - 13 IS - 4 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - GEN A1 - Jeglinski-Mende, Melinda A. A1 - Schmidt, Hendrikje T1 - Psychotherapy in the Framework of Embodied Cognition BT - Does Interpersonal Synchrony Influence Therapy Success? T2 - Postprints der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe N2 - Mental health problems remain among the main generators of costs within and beyond the health care system. Psychotherapy, the tool of choice in their treatment, is qualified by social interaction, and cooperation within the therapist-patient-dyad. Research into the factors influencing therapy success to date is neither exhaustive nor conclusive. Among many others, the quality of the relationship between therapist and patient stands out regardless of the followed psychotherapy school. Emerging research points to a connection between interpersonal synchronization within the sessions and therapy outcome. Consequently, it can be considered significant for the shaping of this relationship. The framework of Embodied Cognition assumes bodily and neuronal correlates of thinking. Therefore, the present paper reviews investigations on interpersonal, non-verbal synchrony in two domains: firstly, studies on interpersonal synchrony in psychotherapy are reviewed (synchronization of movement). Secondly, findings on neurological correlates of interpersonal synchrony (assessed with EEG, fMRI, fNIRS) are summarized in a narrative manner. In addition, the question is asked whether interpersonal synchrony can be achieved voluntarily on an individual level. It is concluded that there might be mechanisms which could give more insights into therapy success, but as of yet remain uninvestigated. Further, the framework of embodied cognition applies more to the current body of evidence than classical cognitivist views. Nevertheless, deeper research into interpersonal physical and neurological processes utilizing the framework of Embodied Cognition emerges as a possible route of investigation on the road to lower drop-out rates, improved and quality-controlled therapeutic interventions, thereby significantly reducing healthcare costs. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Humanwissenschaftliche Reihe - 708 KW - psychotherapy KW - embodied cognition KW - hyperscanning KW - motion energy analysis KW - neurofeedback KW - EEG KW - fMRI KW - fNIRS Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-503162 SN - 1866-8364 IS - 708 ER - TY - JOUR A1 - Jeglinski-Mende, Melinda A. A1 - Schmidt, Hendrikje T1 - Psychotherapy in the Framework of Embodied Cognition BT - Does Interpersonal Synchrony Influence Therapy Success? JF - Frontiers in Psychiatry N2 - Mental health problems remain among the main generators of costs within and beyond the health care system. Psychotherapy, the tool of choice in their treatment, is qualified by social interaction, and cooperation within the therapist-patient-dyad. Research into the factors influencing therapy success to date is neither exhaustive nor conclusive. Among many others, the quality of the relationship between therapist and patient stands out regardless of the followed psychotherapy school. Emerging research points to a connection between interpersonal synchronization within the sessions and therapy outcome. Consequently, it can be considered significant for the shaping of this relationship. The framework of Embodied Cognition assumes bodily and neuronal correlates of thinking. Therefore, the present paper reviews investigations on interpersonal, non-verbal synchrony in two domains: firstly, studies on interpersonal synchrony in psychotherapy are reviewed (synchronization of movement). Secondly, findings on neurological correlates of interpersonal synchrony (assessed with EEG, fMRI, fNIRS) are summarized in a narrative manner. In addition, the question is asked whether interpersonal synchrony can be achieved voluntarily on an individual level. It is concluded that there might be mechanisms which could give more insights into therapy success, but as of yet remain uninvestigated. Further, the framework of embodied cognition applies more to the current body of evidence than classical cognitivist views. Nevertheless, deeper research into interpersonal physical and neurological processes utilizing the framework of Embodied Cognition emerges as a possible route of investigation on the road to lower drop-out rates, improved and quality-controlled therapeutic interventions, thereby significantly reducing healthcare costs. KW - psychotherapy KW - embodied cognition KW - hyperscanning KW - motion energy analysis KW - neurofeedback KW - EEG KW - fMRI KW - fNIRS Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.3389/fpsyt.2021.562490 SN - 1664-0640 VL - 12 PB - Frontiers Research Foundation CY - Lausanne ER - TY - THES A1 - Oancea, Marius-Adrian T1 - Spin Hall effects in general relativity T1 - Spin Hall Effekte in der Allgemeinen Relativitätstheorie N2 - The propagation of test fields, such as electromagnetic, Dirac or linearized gravity, on a fixed spacetime manifold is often studied by using the geometrical optics approximation. In the limit of infinitely high frequencies, the geometrical optics approximation provides a conceptual transition between the test field and an effective point-particle description. The corresponding point-particles, or wave rays, coincide with the geodesics of the underlying spacetime. For most astrophysical applications of interest, such as the observation of celestial bodies, gravitational lensing, or the observation of cosmic rays, the geometrical optics approximation and the effective point-particle description represent a satisfactory theoretical model. However, the geometrical optics approximation gradually breaks down as test fields of finite frequency are considered. In this thesis, we consider the propagation of test fields on spacetime, beyond the leading-order geometrical optics approximation. By performing a covariant Wentzel-Kramers-Brillouin analysis for test fields, we show how higher-order corrections to the geometrical optics approximation can be considered. The higher-order corrections are related to the dynamics of the spin internal degree of freedom of the considered test field. We obtain an effective point-particle description, which contains spin-dependent corrections to the geodesic motion obtained using geometrical optics. This represents a covariant generalization of the well-known spin Hall effect, usually encountered in condensed matter physics and in optics. Our analysis is applied to electromagnetic and massive Dirac test fields, but it can easily be extended to other fields, such as linearized gravity. In the electromagnetic case, we present several examples where the gravitational spin Hall effect of light plays an important role. These include the propagation of polarized light rays on black hole spacetimes and cosmological spacetimes, as well as polarization-dependent effects on the shape of black hole shadows. Furthermore, we show that our effective point-particle equations for polarized light rays reproduce well-known results, such as the spin Hall effect of light in an inhomogeneous medium, and the relativistic Hall effect of polarized electromagnetic wave packets encountered in Minkowski spacetime. N2 - Unser grundlegendes Verständnis des Universums basiert auf Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie, die eine Beschreibung in Form einer vierdimensional gekrümmten Raumzeit liefert, in der die Anziehungskraft der Gravitation in der Krümmung der Raumzeit kodiert ist. Die überwiegende Mehrheit der experimentellen Tests, die Einsteins allgemeine Relativitätstheorie bestätigt haben, basiert auf der Beobachtung elektromagnetischer Strahlung, die von entfernten astrophysikalischen Quellen wie Sternen oder Galaxien stammt. Daher ist ein tiefgreifendes Verständnis der Dynamik der sich in der Raumzeit ausbreitenden elektromagnetischen Strahlung von entscheidender Bedeutung. Elektromagnetische Phänomene werden durch Maxwell-Gleichungen beschrieben. Die Ausbreitung elektromagnetischer Strahlung in der Raumzeit ist jedoch sehr komplexe, und es ist im Allgemeinen nützlich, Näherungen zu betrachten, welche eine vereinfachte Beschreibung liefern. Auf diese Weise können die Haupteigenschaften des Systems in einem reduzierten Gleichungssystem codiert und die Gültigkeit der Näherung quantitativ kontrolliert werden. Beispielsweise kann die Ausbreitung elektromagnetischer Strahlung in der Raumzeit durch Anwendung der geometrischen Optik auf die Maxwell-Gleichungen beschrieben werden. Diese liefert ein Modell für die Ausbreitung elektromagnetischer Strahlung in Form von Lichtstrahlen, die sich auf dem kürzesten Weg zwischen zwei Punkten ausbreiten. Im Kontext von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie entsprechen dise Lichtstrahlen den Nullgeodäten der zugrunde liegenden gekrümmten Raumzeit. Für die meisten astrophysikalischen Anwendungen von Interesse, wie die Beobachtung von Himmelskörpern oder Gravitationslinsen, stellen die Näherungen der geometrischen Optik und damit die Beschreibung der Ausbreitung elektromagnetischer Strahlung durch Lichtstrahlen ein zufriedenstellendes theoretisches Modell dar. In dieser Arbeit untersuchen wir mögliche Korrekturen der Ausbreitung elektromagnetischer Strahlung in der Raumzeit, welche durch die Näherung der geometrischen Optik nicht erfasst werden. Solche Korrekturen sind aus der Optik bekannt, wo beobachtet wurde, dass die Ausbreitung von Lichtstrahlen in bestimmten Materialien durch die Polarisation des Lichts beeinflusst werden kann. Diese Korrekturen sind als Spin-Hall-Effekt von Licht bekannt. In dieser Arbeit wird gezeigt, dass ein ähnlicher Effekt für elektromagnetische Strahlung auftreten kann, welche sich in gekrümmter Raumzeit in der Nähe massiver astrophysikalischer Objekte wie Schwarzer Löcher oder Sterne ausbreitet. Darüber hinaus präsentieren wir, basierend auf der Dirac-Gleichung, eine ähnliche Analyse für die Bewegung von Elektronen in gekrümmten Raumzeiten. KW - spin Hall effect KW - gravitation KW - black hole KW - Schwarzes Loch KW - Gravitation KW - Spin Hall effekte Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-502293 ER - TY - THES A1 - Loster, Michael T1 - Knowledge base construction with machine learning methods T1 - Aufbau von Wissensbasen mit Methoden des maschinellen Lernens N2 - Modern knowledge bases contain and organize knowledge from many different topic areas. Apart from specific entity information, they also store information about their relationships amongst each other. Combining this information results in a knowledge graph that can be particularly helpful in cases where relationships are of central importance. Among other applications, modern risk assessment in the financial sector can benefit from the inherent network structure of such knowledge graphs by assessing the consequences and risks of certain events, such as corporate insolvencies or fraudulent behavior, based on the underlying network structure. As public knowledge bases often do not contain the necessary information for the analysis of such scenarios, the need arises to create and maintain dedicated domain-specific knowledge bases. This thesis investigates the process of creating domain-specific knowledge bases from structured and unstructured data sources. In particular, it addresses the topics of named entity recognition (NER), duplicate detection, and knowledge validation, which represent essential steps in the construction of knowledge bases. As such, we present a novel method for duplicate detection based on a Siamese neural network that is able to learn a dataset-specific similarity measure which is used to identify duplicates. Using the specialized network architecture, we design and implement a knowledge transfer between two deduplication networks, which leads to significant performance improvements and a reduction of required training data. Furthermore, we propose a named entity recognition approach that is able to identify company names by integrating external knowledge in the form of dictionaries into the training process of a conditional random field classifier. In this context, we study the effects of different dictionaries on the performance of the NER classifier. We show that both the inclusion of domain knowledge as well as the generation and use of alias names results in significant performance improvements. For the validation of knowledge represented in a knowledge base, we introduce Colt, a framework for knowledge validation based on the interactive quality assessment of logical rules. In its most expressive implementation, we combine Gaussian processes with neural networks to create Colt-GP, an interactive algorithm for learning rule models. Unlike other approaches, Colt-GP uses knowledge graph embeddings and user feedback to cope with data quality issues of knowledge bases. The learned rule model can be used to conditionally apply a rule and assess its quality. Finally, we present CurEx, a prototypical system for building domain-specific knowledge bases from structured and unstructured data sources. Its modular design is based on scalable technologies, which, in addition to processing large datasets, ensures that the modules can be easily exchanged or extended. CurEx offers multiple user interfaces, each tailored to the individual needs of a specific user group and is fully compatible with the Colt framework, which can be used as part of the system. We conduct a wide range of experiments with different datasets to determine the strengths and weaknesses of the proposed methods. To ensure the validity of our results, we compare the proposed methods with competing approaches. N2 - Moderne Wissensbasen enthalten und organisieren das Wissen vieler unterschiedlicher Themengebiete. So speichern sie neben bestimmten Entitätsinformationen auch Informationen über deren Beziehungen untereinander. Kombiniert man diese Informationen, ergibt sich ein Wissensgraph, der besonders in Anwendungsfällen hilfreich sein kann, in denen Entitätsbeziehungen von zentraler Bedeutung sind. Neben anderen Anwendungen, kann die moderne Risikobewertung im Finanzsektor von der inhärenten Netzwerkstruktur solcher Wissensgraphen profitieren, indem Folgen und Risiken bestimmter Ereignisse, wie z.B. Unternehmensinsolvenzen oder betrügerisches Verhalten, auf Grundlage des zugrundeliegenden Netzwerks bewertet werden. Da öffentliche Wissensbasen oft nicht die notwendigen Informationen zur Analyse solcher Szenarien enthalten, entsteht die Notwendigkeit, spezielle domänenspezifische Wissensbasen zu erstellen und zu pflegen. Diese Arbeit untersucht den Erstellungsprozess von domänenspezifischen Wissensdatenbanken aus strukturierten und unstrukturierten Datenquellen. Im speziellen befasst sie sich mit den Bereichen Named Entity Recognition (NER), Duplikaterkennung sowie Wissensvalidierung, die wesentliche Prozessschritte beim Aufbau von Wissensbasen darstellen. Wir stellen eine neuartige Methode zur Duplikaterkennung vor, die auf Siamesischen Neuronalen Netzwerken basiert und in der Lage ist, ein datensatz-spezifisches Ähnlichkeitsmaß zu erlernen, welches wir zur Identifikation von Duplikaten verwenden. Unter Verwendung einer speziellen Netzwerkarchitektur entwerfen und setzen wir einen Wissenstransfer zwischen Deduplizierungsnetzwerken um, der zu erheblichen Leistungsverbesserungen und einer Reduktion der benötigten Trainingsdaten führt. Weiterhin schlagen wir einen Ansatz zur Erkennung benannter Entitäten (Named Entity Recognition (NER)) vor, der in der Lage ist, Firmennamen zu identifizieren, indem externes Wissen in Form von Wörterbüchern in den Trainingsprozess eines Conditional Random Field Klassifizierers integriert wird. In diesem Zusammenhang untersuchen wir die Auswirkungen verschiedener Wörterbücher auf die Leistungsfähigkeit des NER-Klassifikators und zeigen, dass sowohl die Einbeziehung von Domänenwissen als auch die Generierung und Verwendung von Alias-Namen zu einer signifikanten Leistungssteigerung führt. Zur Validierung der in einer Wissensbasis enthaltenen Fakten stellen wir mit COLT ein Framework zur Wissensvalidierung vor, dass auf der interaktiven Qualitätsbewertung von logischen Regeln basiert. In seiner ausdrucksstärksten Implementierung kombinieren wir Gauß'sche Prozesse mit neuronalen Netzen, um so COLT-GP, einen interaktiven Algorithmus zum Erlernen von Regelmodellen, zu erzeugen. Im Gegensatz zu anderen Ansätzen verwendet COLT-GP Knowledge Graph Embeddings und Nutzer-Feedback, um Datenqualitätsprobleme des zugrunde liegenden Wissensgraphen zu behandeln. Das von COLT-GP erlernte Regelmodell kann sowohl zur bedingten Anwendung einer Regel als auch zur Bewertung ihrer Qualität verwendet werden. Schließlich stellen wir mit CurEx, ein prototypisches System zum Aufbau domänenspezifischer Wissensbasen aus strukturierten und unstrukturierten Datenquellen, vor. Sein modularer Aufbau basiert auf skalierbaren Technologien, die neben der Verarbeitung großer Datenmengen auch die einfache Austausch- und Erweiterbarkeit einzelner Module gewährleisten. CurEx bietet mehrere Benutzeroberflächen, die jeweils auf die individuellen Bedürfnisse bestimmter Benutzergruppen zugeschnitten sind. Darüber hinaus ist es vollständig kompatibel zum COLT-Framework, was als Teil des Systems verwendet werden kann. Wir führen eine Vielzahl von Experimenten mit unterschiedlichen Datensätzen durch, um die Stärken und Schwächen der vorgeschlagenen Methoden zu ermitteln. Zudem vergleichen wir die vorgeschlagenen Methoden mit konkurrierenden Ansätzen, um die Validität unserer Ergebnisse sicherzustellen. KW - machine learning KW - deep kernel learning KW - knowledge base construction KW - knowledge base KW - knowledge graph KW - deduplication KW - siamese neural networks KW - duplicate detection KW - entity resolution KW - transfer learning KW - knowledge transfer KW - entity linking KW - knowledge validation KW - logic rules KW - named entity recognition KW - curex KW - Curex KW - Deduplikation KW - Deep Kernel Learning KW - Duplikaterkennung KW - Entitätsverknüpfung KW - Entitätsauflösung KW - Wissensbasis KW - Konstruktion von Wissensbasen KW - Wissensgraph KW - Wissenstransfer KW - Wissensvalidierung KW - logische Regeln KW - maschinelles Lernen KW - named entity recognition KW - Siamesische Neuronale Netzwerke KW - Transferlernen Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-501459 ER - TY - JOUR ED - Kolbe-Hanna, Daniela ED - Wischer, Ilse T1 - Focus on English Linguistics BT - Varieties Meet Histories T2 - Anglistik : international journal of English studies Y1 - 2021 SN - 2625-2147 SN - 1994-2018 VL - 32 IS - 1 PB - Universitätsverlag Winter CY - Heidelberg ER - TY - THES A1 - Mogrovejo Arias, Diana Carolina T1 - Assessment of the frequency and relevance of potentially pathogenic phenotypes in microbial isolates from Arctic environments N2 - The Arctic environments constitute rich and dynamic ecosystems, dominated by microorganisms extremely well adapted to survive and function under severe conditions. A range of physiological adaptations allow the microbiota in these habitats to withstand low temperatures, low water and nutrient availability, high levels of UV radiation, etc. In addition, other adaptations of clear competitive nature are directed at not only surviving but thriving in these environments, by disrupting the metabolism of neighboring cells and affecting intermicrobial communication. Since Arctic microbes are bioindicators which amplify climate alterations in the environment, the Arctic region presents the opportunity to study local microbiota and carry out research about interesting, potentially virulent phenotypes that could be dispersed into other habitats around the globe as a consequence of accelerating climate change. In this context, exploration of Arctic habitats as well as descriptions of the microbes inhabiting them are abundant but microbial competitive strategies commonly associated with virulence and pathogens are rarely reported. In this project, environmental samples from the Arctic region were collected and microorganisms (bacteria and fungi) were isolated. The clinical relevance of these microorganisms was assessed by observing the following virulence markers: ability to grow at a range of temperatures, expression of antimicrobial resistance and production of hemolysins. The aim of this project is to determine the frequency and relevance of these characteristics in an effort to understand microbial adaptations in habitats threatened by climate change. The isolates obtained and described here were able to grow at a range of temperatures, in some cases more than 30 °C higher than their original isolation temperature. A considerable number of them consistently expressed compounds capable of lysing sheep and bovine erythrocytes on blood agar at different incubation temperatures. Ethanolic extracts of these bacteria were able to cause rapid and complete lysis of erythrocyte suspensions and might even be hemolytic when assayed on human blood. In silico analyses showed a variety of resistance elements, some of them novel, against natural and synthetic antimicrobial compounds. In vitro experiments against a number of antimicrobial compounds showed resistance phenotypes belonging to wild-type populations and some non-wild type which clearly denote human influence in the acquisition of antimicrobial resistance. The results of this project demonstrate the presence of virulence-associated factors expressed by microorganisms of natural, non-clinical environments. This study contains some of the first reports, to the best of our knowledge, of hemolytic microbes isolated from the Arctic region. In addition, it provides additional information about the presence and expression of intrinsic and acquired antimicrobial resistance in environmental isolates, contributing to the understanding of the evolution of relevant pathogenic species and opportunistic pathogens. Finally, this study highlights some of the potential risks associated with changes in the polar regions (habitat melting and destruction, ecosystem transition and re-colonization) as important indirect consequences of global warming and altered climatic conditions around the planet. N2 - Die Arktis ist ein reiches und dynamisches Ökosystem, welches von Mikroorganismen dominiert wird, die unter extremen Bedingungen überleben und funktionieren können. Eine Reihe physiologischer Anpassungen ermöglichen es der Mikrobiota, in diesem Lebensraum zu überdauern niedrige Temperaturen, geringe Wasser- und Nährstoffverfügbarkeit, hohe UV-Strahlung, usw. standzuhalten. Andere Fähigkeiten zielen darauf ab, sich einen Konkurrenzvorteil zu verschaffen, indem sie mit antimikrobiellen Substanzen benachbarte Mikroorganismen stören und die intermikrobielle Kommunikation beeinflussen. Arktische Mikroorganismen sind Bioindikatoren, die Klimaveränderungen anzeigen können. Die Arktis bietet Möglichkeiten, die lokale Mikrobiota zu untersuchen, um Rückschlüsse auf den Klimawandel zu ziehen. Insbesondere Forschung über potenziell pathogene Phänotypen, die infolge der Beschleunigung des Klimawandels in andere Lebensräume auf der ganzen Welt verteilt werden könnten, ist hier von herausragender Bedeutung. In diesem Zusammenhang gibt es zahlreiche Untersuchungen zur Erforschung arktischer Lebensräume sowie Beschreibungen der in ihnen lebenden Mikroben, während über bakterielle Konkurrenzstrategien, die üblicherweise mit Virulenz und Krankheitserregern verbunden sind, bisher wenig geforscht wurde. In diesem Projekt wurden Umweltproben aus der Arktis entnommen und Bakterien und Pilze isoliert. Die klinische Relevanz dieser Mikroorganismen wurde durch Untersuchung der folgenden Virulenzmarker bewertet: Fähigkeit, in einem bestimmten Temperaturbereich zu wachsen, Expression von Antibiotikaresistenz und Produktion von Hämolysinen. Ziel dieses Projekts war es, das Vorkommen dieser Eigenschaften zu bestimmen, um die mikrobiellen Anpassungen in vom Klimawandel bedrohten Lebensräumen zu verstehen. Die beschriebenen Bakterienisolate konnten in einem relevanten Temperaturbereich wachsen, in einigen Fällen von mehr als 30 °C höher als ihre ursprüngliche Isolationstemperatur. Eine beträchtliche Anzahl der Isolate exprimierte konsistent Verbindungen, die Schaf- und Rindererythrozyten auf Blutagar bei verschiedenen Inkubationstemperaturen lysieren können. Die Extrakte einiger dieser Bakterien konnten eine schnelle und vollständige Lyse von Schaf- und Rindererythrozytensuspensionen verursachen und sind möglicherweise sogar hämolytisch gegenüber humanem Blut. Darüber hinaus zeigten Genomanalysen eine Vielzahl von Resistenzgenen gegen natürliche und synthetische antimikrobielle Verbindungen, einige neuartige. In-vitro-Experimente zeigten, dass einige Resistenzphänotypen zu Wildtyp-Populationen während andere zu Nicht-Wildtyp gehören, was auf einen menschlichen Einfluss auf den Erwerb von Antibiotikaresistenzen in der Umwelt eindeutig hindeutet. Die Ergebnisse dieses Projekts zeigen das Vorhandensein von Virulenz-assoziierten Faktoren, die von Mikroorganismen natürlicher, nicht klinischer Umgebungen exprimiert werden. Diese Studie enthält nach unserem besten Wissen einige der ersten Berichte über hämolytische Mikroben, die aus der Arktis isoliert wurden. Darüber hinaus liefert es zusätzliche Informationen über das Vorhandensein und die Expression von intrinsischer und erworbener antimikrobieller Resistenz in Umweltisolaten und trägt zum Verständnis der Entwicklung relevanter pathogener Spezies und opportunistischer Pathogene bei. Schließlich beleuchtet diese Studie einige der potenziellen Risiken, die mit Veränderungen in den Polarregionen (Schmelzen und Zerstörung des Lebensraums, Übergang des Ökosystems und Wiederbesiedlung) als wichtige indirekte Folgen der globalen Erwärmung und veränderter klimatischer Bedingungen auf dem Planeten verbunden sind. KW - Arctic KW - pathogens KW - virulence KW - hemolysis KW - antimicrobial resistance KW - climate change KW - bacteria KW - fungi KW - thermotolerance KW - antibiotic resistance KW - Arktis KW - Krankheitserreger KW - Virulenz KW - Hämolyse KW - Antibiotikaresistenz KW - Klimawandel KW - Bakterien KW - Pilze KW - Thermotoleranz Y1 - 2021 N1 - The author would like to acknowledge that the project leading to this doctoral dissertation has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under the Marie Skłodowska-Curie grant agreement No. 675546, research project “Microorganisms in Warming Arctic Environments - MicroArctic”. ER - TY - JOUR A1 - Kolbe-Hanna, Daniela A1 - Wischer, Ilse T1 - Introduction JF - Anglistik: Focus on English Linguistics: Varieties Meet Histories Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.33675/ANGL/2021/1/4 SN - 2625-2147 VL - 32 IS - 1 SP - 5 EP - 10 PB - Universitätsverlag Winter CY - Heidelberg ER - TY - THES A1 - Laeger, Thomas T1 - Protein-dependent regulation of feeding, metabolism, and development of type 2 diabetes T1 - Proteinabhängige Regulation der Nahrungsaufnahme und des Metabolismus sowie Entstehung des Typ-2-Diabetes BT - FGF21’s biological role BT - die Rolle von FGF21 N2 - Food intake is driven by the need for energy but also by the demand for essential nutrients such as protein. Whereas it was well known how diets high in protein mediate satiety, it remained unclear how diets low in protein induce appetite. Therefore, this thesis aims to contribute to the research area of the detection of restricted dietary protein and adaptive responses. This thesis provides clear evidence that the liver-derived hormone fibroblast growth factor 21 (FGF21) is an endocrine signal of a dietary protein restriction, with the cellular amino acid sensor general control nonderepressible 2 (GCN2) kinase acting as an upstream regulator of FGF21 during protein restriction. In the brain, FGF21 is mediating the protein-restricted metabolic responses, e.g. increased energy expenditure, food intake, insulin sensitivity, and improved glucose homeostasis. Furthermore, endogenous FGF21 induced by dietary protein or methionine restriction is preventing the onset of type 2 diabetes in the New Zealand Obese mouse. Overall, FGF21 plays an important role in the detection of protein restriction and macronutrient imbalance in rodents and humans, and mediates both the behavioral and metabolic responses to dietary protein restriction. This makes FGF21 a critical physiological signal of dietary protein restriction, highlighting the important but often overlooked impact of dietary protein on metabolism and eating behavior, independent of dietary energy content. N2 - Die Nahrungsaufnahme wird nicht nur durch den Bedarf an Energie, sondern auch durch den Bedarf an essenziellen Nährstoffen wie z. B. Protein bestimmt. Es war zwar bekannt, wie proteinreiche Nahrung eine Sättigung vermittelt, jedoch war unklar, wie eine proteinarme Ernährung den Appetit anregt. Ziel dieser Arbeit ist es daher, zu untersuchen, wie Nahrung mit einem niedrigen Proteingehalt detektiert wird und die Anpassung des Organismus im Hinblick auf den Metabolismus und das Ernährungsverhalten erfolgt. Diese Arbeit liefert klare Beweise dafür, dass das aus der Leber stammende Hormon Fibroblast growth factor 21 (FGF21) ein endokrines Signal einer Nahrungsproteinrestriktion ist, wobei der zelluläre Aminosäuresensor general control nonderepressible 2 kinase (GCN2) als Regulator von FGF21 während der Proteinrestriktion fungiert. Im Gehirn vermittelt FGF21 die durch Proteinrestriktion induzierten Stoffwechselreaktionen, z.B. den Anstieg des Energieverbrauches, die Erhöhung der Nahrungsaufnahme und eine Verbesserung der Insulinsensitivität sowie der Glukosehomöostase. Darüber hinaus schützt das durch eine protein- oder methioninarme Diät induzierte FGF21 New Zealand Obese (NZO)-Mäuse, einem Tiermodell für den humanen Typ-2-Diabetes, vor einer Diabetesentstehung. FGF21 spielt bei Nagetieren und Menschen eine wichtige Rolle hinsichtlich der Detektion einer diätetischen Proteinrestriktion sowie eines Ungleichgewichtes der Makronährstoffe zueinander und vermittelt die adaptiven Verhaltens- und Stoffwechselreaktionen. Dies macht FGF21 zu einem kritischen physiologischen Signal der Nahrungsproteinrestriktion und unterstreicht den wichtigen, aber oft übersehenen Einfluss der Nahrungsproteine auf den Stoffwechsel und das Nahrungsaufnahmeverhalten, unabhängig vom Energiegehalt der Nahrung. KW - protein restriction KW - autophagy KW - thermogenesis KW - appetite KW - hyperglycemia KW - methionine restriction KW - bone KW - FGF21 KW - energy expenditure KW - GCN2 KW - metabolism KW - food choice KW - type 2 diabetes Y1 - 2021 ER - TY - THES A1 - Arvind, Malavika T1 - Regarding the role of aggregation and structural order on the mechanism of molecular doping of semiconducting polymers T1 - Die Rolle von Aggregation und struktureller Ordnung auf den Mechanismus der molekularen Dotierung von halbleitenden Polymeren BT - from solutions to films BT - von Lösungen zu Filmen N2 - Polymeric semiconductors are strong contenders for replacing traditional inorganic semiconductors in electronic applications requiring low power, low cost and flexibility, such as biosensors, flexible solar cells and electronic displays. Molecular doping has the potential to enable this revolution by improving the conductivity and charge transport properties of this class of materials. Despite decades of research in this field, gaps in our understanding of the nature of dopant–polymer interactions has resulted in limited commercialization of this technology. This work aims at providing a deeper insight into the underlying mechanisms of molecular p-doping of semiconducting polymers in the solution and solid-state, and thereby bring the scientific community closer to realizing the dream of making organic semiconductors commonplace in the electronics industry. The role of 1) dopant size/shape, 2) polymer chain aggregation and 3) charge delocalization on the doping mechanism and efficiency is addressed using optical (UV-Vis-NIR) and electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopies. By conducting a comprehensive study of the nature and concentration of the doping-induced species in solutions of the polymer poly(3-hexylthiophene) (P3HT) with 3 different dopants, we identify the unique optical signatures of the delocalized polaron, localized polaron and charge-transfer complex, and report their extinction coefficient values. Furthermore, with X-ray diffraction, atomic force microscopy and electrical conductivity measurements, we study the impact of processing technique and doping mechanism on the morphology and thereby, charge transport through the doped films. This work demonstrates that the doping mechanism and type of doping-induced species formed are strongly influenced by the polymer backbone arrangement rather than dopant shape/size. The ability of the polymer chain to aggregate is found to be crucial for efficient charge transfer (ionization) and polaron delocalization. At the same time, our results suggest that the high ionization efficiency of a dopant–polymer system in solution may subsequently hinder efficient charge transport in the solid-state due to the reduction in the fraction of tie chains, which enable charges to move efficiently between aggregated domains in the films. This study demonstrates the complex multifaceted nature of polymer doping while providing important hints for the future design of dopant-host systems and film fabrication techniques. N2 - Polymer-Halbleiter sind vielversprechende Kandidaten für den Ersatz traditioneller anorganischer Halbleiter in elektronischen Anwendungen, die einen geringen Stromverbrauch, niedrige Kosten und mechanische Flexibilität erfordern, wie z.B. Biosensoren, flexible Solarzellen und elektronische Bildschirme. Molekulare Dotierung hat das Potenzial, diese Revolution zu ermöglichen, indem sie die Leitfähigkeit und die Ladungstransporteigenschaften dieser Materialklasse verbessert. Trotz jahrzehntelanger Forschung auf diesem Gebiet hat das unvollständige Verständnis der Dotierstoff-Polymer-Wechselwirkungen nur zu einer begrenzten Kommerzialisierung dieser Technologie geführt.Ziel dieser Arbeit ist es, einen tieferen Einblick in die zugrunde liegenden Mechanismen der molekularen p-Dotierung von halbleitenden Polymeren in Lösung und im festen Zustand zu geben und dadurch die wissenschaftliche Gemeinschaft näher an die Verwirklichung des Traums heran zu bringen, organische Halbleiter in der Elektronikindustrie alltäglich zu machen. Diese Arbeit zeigt, dass der Dotierungsmechanismus und die Art der gebildeten, dotierungsinduzierten Spezies eher durch die Anordnung des Polymerrückgrats als durch die Form/Größe des Dotierstoffs beeinflusst werden. Die Fähigkeit der Polymerkette, zu aggregieren, stellt sich als entscheidend für einen effizienten Ladungstransfer (d.h. Ionisierung) und die Polaron-Delokalisierung heraus. Gleichzeitig deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass die hohe Ionisationseffizienz eines Dotierstoff-Polymersystems in der Lösung eine Beinträchtigung des effizienten Ladungstransport im festen Zustand nach sich ziehen kann, da der Anteil der Verbindungsketten, die eine effiziente Bewegung von Ladungen zwischen aggregierten Domänen in dünnen Filmen ermöglichen, reduziert wird. Diese Arbeit verdeutlicht die komplexe, vielschichtige Natur der Polymerdotierung und gibt dabei wichtige Hinweise für das zukünftige Design von Dotierstoff-Wirtssystemen und Filmherstellungstechniken. KW - molecular doping KW - organic semiconductors KW - Lewis acid doping KW - optical spectroscopy KW - thin films KW - semiconducting polymer KW - conductivity KW - dip doping KW - polymer aggregation KW - Dotierung KW - Polymer-Halbleiter KW - Leitfähigkeit KW - Lewis-Säure Dotierung KW - organische Halbleiter KW - Polymeraggregation KW - halbleitendes Polymer KW - Dünn film KW - optische Spektroskopie KW - molekulare Dotierung KW - Dip-Dotierung Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-500606 ER - TY - THES A1 - Zheng, Chunming T1 - Bursting and synchronization in noisy oscillatory systems T1 - Bursting und Synchronisation in verrauschten, oszillierenden Systemen N2 - Noise is ubiquitous in nature and usually results in rich dynamics in stochastic systems such as oscillatory systems, which exist in such various fields as physics, biology and complex networks. The correlation and synchronization of two or many oscillators are widely studied topics in recent years. In this thesis, we mainly investigate two problems, i.e., the stochastic bursting phenomenon in noisy excitable systems and synchronization in a three-dimensional Kuramoto model with noise. Stochastic bursting here refers to a sequence of coherent spike train, where each spike has random number of followers due to the combined effects of both time delay and noise. Synchronization, as a universal phenomenon in nonlinear dynamical systems, is well illustrated in the Kuramoto model, a prominent model in the description of collective motion. In the first part of this thesis, an idealized point process, valid if the characteristic timescales in the problem are well separated, is used to describe statistical properties such as the power spectral density and the interspike interval distribution. We show how the main parameters of the point process, the spontaneous excitation rate, and the probability to induce a spike during the delay action can be calculated from the solutions of a stationary and a forced Fokker-Planck equation. We extend it to the delay-coupled case and derive analytically the statistics of the spikes in each neuron, the pairwise correlations between any two neurons, and the spectrum of the total output from the network. In the second part, we investigate the three-dimensional noisy Kuramoto model, which can be used to describe the synchronization in a swarming model with helical trajectory. In the case without natural frequency, the Kuramoto model can be connected with the Vicsek model, which is widely studied in collective motion and swarming of active matter. We analyze the linear stability of the incoherent state and derive the critical coupling strength above which the incoherent state loses stability. In the limit of no natural frequency, an exact self-consistent equation of the mean field is derived and extended straightforward to any high-dimensional case. N2 - Rauschen ist in der Natur allgegenwärtig und führt zu einer reichen Dynamik in stochastischen Systemen von gekoppelten Oszillatoren, die in so unterschiedlichen Bereichen wie Physik, Biologie und in komplexen Netzwerken existieren. Korrelation und Synchronisation von zwei oder vielen Oszillatoren ist in den letzten Jahren ein aktives Forschungsfeld. In dieser Arbeit untersuchen wir hauptsächlich zwei Probleme, d.h. das stochastische Burst-Phänomen in verrauschten anregbaren Systemen und die Synchronisation in einem dreidimensionalen Kuramoto-Modell mit Rauschen. Stochastisches Bursting bezieht sich hier auf eine Folge von kohärenten Spike-Zügen, bei denen jeder Spike aufgrund der kombinierten Effekte von Zeitverzögerung und Rauschen eine zufällige Anzahl von Folge Spikes aufweist. Die Synchronisation als universelles Phänomen in nichtlinearen dynamischen Systemen kann anhand des Kuramoto-Modells, einem grundlegenden Modell bei der gekoppelter Oszillatoren und kollektiver Bewegung, gut demonstriert und analysiert werden. Im ersten Teil dieser Arbeit wird ein idealisierter Punktprozess betrachtet, der gültig ist, wenn die charakteristischen Zeitskalen im Problem gut voneinander getrennt sind,um statistische Eigenschaften wie die spektrale Leistungsdichte und die Intervallverteilung zwischen Neuronen Impulsen zu beschreiben. Wir zeigen, wie die Hauptparameter des Punktprozesses, die spontane Anregungsrate und die Wahrscheinlichkeit, während der Verzögerungsaktion einen Impuls zu induzieren, aus den Lösungen einer stationären und einer getriebenen Fokker-Planck-Gleichung berechnet werden können. Wir erweitern dieses Ergebnis auf den verzögerungsgekoppelten Fall und leiten analytisch die Statistiken der Impulse in jedem Neuron, die paarweisen Korrelationen zwischen zwei beliebigen Neuronen und das Spektrum der Zeitreihe alle Impulse aus dem Netzwerk ab. Im zweiten Teil untersuchen wir das dreidimensionale verrauschte Kuramoto-Modell, mit dem die Synchronisation eines Schwarmmodells mit schraubenförmigen Flugbahnen beschrieben werden kann. Im Fall ohne Eigenfrequenz jedes Teilchensist das System äquivalent zum Vicsek Modell, welches in der Beschreibung der kollektiven Bewegung von Schwärmen und aktiver Materie eine breite Anwendung findet. Wir analysieren die lineare Stabilität des inkohärenten Zustands und leiten die kritische Kopplungsstärke ab, oberhalb derer der inkohärente Zustand an Stabilität verliert. Im Fall ohne Eigenfrequenz wird eine exakte selbstkonsistente Gleichung für das mittlere Feld abgeleitet und direkt für höherdimensionale Bewegungen verallgemeinert. KW - Synchronization KW - Kuramoto model KW - Oscillation KW - stochastic bursting KW - Synchronisation KW - Kuramoto-Modell KW - Oszillatoren KW - Stochastisches Bursting Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-500199 ER - TY - THES A1 - Hadad, Yemima T1 - History of Forgetfulness BT - Dialogue and Hasidism in Martin Buber's Theopolitics Y1 - 2021 ER - TY - JOUR A1 - D'Aprile, Iwan-Michelangelo T1 - Transfer and Popularization of Knowledge BT - Brockhaus‘ Conversations-Lexikon in the Early 19th Century JF - Translation and Transfer of Knowledge in Encyclopedic Compilations 1680-1830 Y1 - 2021 SN - 978-1487508906 PB - Toronto University Press CY - Toronto ER - TY - BOOK ED - Kuhlmann, Sabine ED - Proeller, Isabella ED - Schimanke, Dieter ED - Ziekow, Jan T1 - Public Administration in Germany T3 - Governance and Public Management N2 - This open access book presents a topical, comprehensive and differentiated analysis of Germany's public administration and reforms. It provides an overview on key elements of German public administration at the federal, Länder and local levels of government as well as on current reform activities of the public sector. It examines the key institutional features of German public administration; the changing relationships between public administration, society and the private sector; the administrative reforms at different levels of the federal system and numerous sectors; and new challenges and modernization approaches like digitalization, Open Government and Better Regulation. Each chapter offers a combination of descriptive information and problem-oriented analysis, presenting key topical issues in Germany which are relevant to an international readership. Y1 - 2021 SN - 978-3-030-53696-1 SN - 978-3-030-53699-2 SN - 978-3-030-53697-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-030-53697-8 SN - 2524-728X SN - 2524-7298 PB - Palgrave Macmillan CY - Cham ER - TY - JOUR A1 - Fleischer, Julia T1 - Federal Administration JF - Public Administration in Germany N2 - The federal administration is significantly small (around 10 percent of all public employees). This speciality of the German administrative system is based on the division of responsibilities: the central (federal) level drafts and adopts most of the laws and public programmes, and the state level (together with the municipal level) implements them. The administration of the federal level comprises the ministries, subordinated agencies for special and selected operational tasks (e.g. the authorisation of drugs, information security and registration of refugees) in distinct administrative sectors (e.g. foreign service, armed forces and federal police). The capacity for preparing and monitoring government bills and statutory instruments is well developed. Moreover, the instruments and tools of coordination are exemplary compared with other countries, although the recent digital turn has been adopted less advanced than elsewhere. KW - Cabinet KW - Coordination KW - Federal administration KW - Ministries KW - Policymaking Y1 - 2021 SN - 978-3-030-53696-1 SN - 978-3-030-53697-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-030-53697-8_5 SP - 61 EP - 79 PB - Palgrave Macmillan CY - Cham ER - TY - JOUR A1 - Proeller, Isabella A1 - Siegel, John T1 - Public Management Reforms in Germany BT - New Steering Model and Financial Management Reforms JF - Public Administration in Germany N2 - This chapter describes the most prominent public management reform trajectories in German public administration over the past decades since unification. In the 1990s, the New Steering Model emerged as a German variant of the NPM. Since the mid-2000s, local governments in Germany have been subjected to a mandatory reform of their budgeting and accounting system known as the New Municipal Financial Management reforms. Both reforms have led to a substantial change in terms of internal decentralisation, customer orientation, transparency in resource use and the financial situation of administrative bodies. But the emerging reform patterns and their impacts have not replaced the dominance of a strong legalist culture with hierarchical, centralised control. However, in the course of the reforms, a citizen-customer perspective, more participation of citizens and limited application of new management instruments have been accommodated within the persisting bureaucratic system. Y1 - 2021 SN - 978-3-030-53696-1 SN - 978-3-030-53697-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-030-53697-8_22 SP - 393 EP - 410 PB - Palgrave Macmillan CY - Cham ER - TY - JOUR A1 - Kuhlmann, Sabine A1 - Veit, Sylvia T1 - The Federal Ministerial Bureaucracy, the Legislative Process and Better Regulation JF - Public Administration in Germany N2 - Over the last decades, Better Regulation has become a major reform topic at the federal and—in some cases—also at the Länder level. Although the debate about improving regulatory quality and reducing unnecessary burdens created by bureaucracy and red tape date back to the 1960s and 1970s, the introduction by law in 2006 of a new independent institutionalised body for regulatory control at the federal level of government has brought a new quality to the discourse and practice of Better Regulation in Germany. This chapter introduces the basic features of the legislative process at the federal level in Germany, addresses the issue of Better Regulation and outlines the role of the National Regulatory Control Council (Nationaler Normenkontrollrat—NKR) as a ‘watchdog’ for compliance costs, red tape and regulatory impacts. Y1 - 2021 SN - 978-3-030-53696-1 SN - 978-3-030-53697-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-030-53697-8_20 SP - 357 EP - 373 PB - Palgrave Macmillan CY - Cham ER - TY - JOUR A1 - Jann, Werner A1 - Veit, Sylvia T1 - Politics and Administration in Germany JF - Public Administration in Germany N2 - Although German bureaucracy is typically categorised as Weberian, a clear distinction between politics and administration has never been a defining characteristic of the German political-administrative system. Many close interrelations and interactions between elected politicians and appointed civil servants can be observed at all levels of administration. Higher-ranking civil servants in Germany are used to and generally appreciate the functional politicisation of their jobs, that is their close involvement in all stages of the policy process, from policy formation, goal definition, negotiation within and outside government to the implementation and evaluation of policies. For top positions, therefore, a class of ‘political civil servants’ is a special feature of the German system, and obtaining ‘political craft’ has become an important part of the learning and job experience of higher-ranking civil servants. KW - Politicisation KW - Political civil servant KW - Weberian bureaucracy KW - Political craft KW - Civil service career Y1 - 2021 SN - 978-3-030-53696-1 SN - 978-3-030-53697-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-030-53697-8_10 SP - 145 EP - 161 PB - Palgrave Macmillan CY - Cham ER - TY - JOUR A1 - Kuhlmann, Sabine A1 - Proeller, Isabella A1 - Schiemanke, Dieter A1 - Ziekow, Jan T1 - German Public Administration BT - Background and Key Issues JF - Public Administration in Germany N2 - The international community of public administration and administrative sciences shows a great interest in the basic features of the German administrative system. The German public administration with its formative decentralisation (called: administrative federalism) is regarded as a prime example of multilevel governance and strong local self-government. Furthermore, over the past decades, the traditional profile of the German administrative system has significantly been reshaped and remoulded through reforms, processes of modernisation and the transformation process in East Germany. Studies on the German administrative system should focus especially on key institutional features of public administration; changing relationships between public administration, society and the private sector; administrative reforms at different levels of the federal system; and new challenges and modernisation approaches, such as digitalisation, open government and better regulation. Y1 - 2021 SN - 978-3-030-53696-1 SN - 978-3-030-53697-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-030-53697-8_1 SP - 1 EP - 13 PB - Palgrave Macmillan CY - Cham ER - TY - JOUR A1 - Siegel, John A1 - Proeller, Isabella T1 - Human Resource Management in German Public Administration JF - Public Administration in Germany N2 - Human resource management (HRM) reform has not been the focus of attention in Germany despite its obvious relevance for effective policy implementation. Although there is a general trend worldwide towards convergence between public and private HRM strategies and practices, management of the workforce in German public administration still remains largely traditional and bureaucratic. This chapter describes and analyses German practices regarding the central functions and elements of HRM such as planning, recruitment, training and leadership. Furthermore, it explores the importance and contribution of public service motivation, performance-related pay and diversity management in the context of German practices. The chapter concludes by highlighting some of the major paradoxes of German public HRM in light of current challenges, such as demographic change, digital transformation and organisational development capabilities. Y1 - 2021 SN - 978-3-030-53696-1 SN - 978-3-030-53697-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-030-53697-8_21 SP - 375 EP - 391 PB - Palgrave Macmillan CY - Cham ER - TY - JOUR A1 - Kuhlmann, Sabine A1 - Bogumil, Jörg T1 - Administrative Reforms in the Multilevel System BT - Reshuffling Tasks and Territories JF - Public Administration in Germany N2 - The chapter analyses recent reforms in the multilevel system of the Länder, specifically territorial, functional and structural reforms, which represent three of the most crucial and closely interconnected reform trajectories at the subnational level. It sheds light on the variety of reform approaches pursued in the different Länder and also highlights some factors that account for these differences. The transfer of state functions to local governments is addressed as well as the restructuring of Länder administrations (e.g. abolishment of the meso level of the Länder administration and of single-purpose state agencies) and the rescaling of territorial boundaries at county and municipal levels, including a brief review of the recently failed (territorial) reforms in Eastern Germany. Y1 - 2021 SN - 978-3-030-53696-1 SN - 978-3-030-53697-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-030-53697-8_16 SP - 271 EP - 289 PB - Palgrave Macmillan CY - Cham ER - TY - JOUR A1 - Reichard, Christoph A1 - Schröter, Eckhard T1 - Civil Service and Public Employment JF - Public Administration in Germany N2 - The German system of public sector employment (including civil servants and public employees) qualifies as a classical European continental civil service model moulded in traditional forms of a Weberian bureaucracy. Its features include a career-based employment system with entry based on levels of formal qualification. Coordinated by legal frames and centralised collective bargaining, the civil service is, at the same time, decentralised and flexible enough to accommodate regional differences and societal changes. In comparison, the civil service system stands out for its high degrees of professionalism and legal fairness with low levels of corruption or cronyism. Y1 - 2021 SN - 978-3-030-53696-1 SN - 978-3-030-53697-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-030-53697-8_13 SP - 205 EP - 223 PB - Palgrave Macmillan CY - Cham ER - TY - THES A1 - Koerting, Friederike Magdalena T1 - Hybrid imaging spectroscopy approaches for open pit mining T1 - Hybride Ansätze der bildgebenden Spektroskopie für offene Tagebauten BT - applications for virtual mine face geology BT - Anwendungen für die virtuelle geologische Kartierung von Abbaufronten N2 - This work develops hybrid methods of imaging spectroscopy for open pit mining and examines their feasibility compared with state-of-the-art. The material distribution within a mine face differs in the small scale and within daily assigned extraction segments. These changes can be relevant to subsequent processing steps but are not always visually identifiable prior to the extraction. Misclassifications that cause false allocations of extracted material need to be minimized in order to reduce energy-intensive material re-handling. The use of imaging spectroscopy aspires to the allocation of relevant deposit-specific materials before extraction, and allows for efficient material handling after extraction. The aim of this work is the parameterization of imaging spectroscopy for pit mining applications and the development and evaluation of a workflow for a mine face, ground- based, spectral characterization. In this work, an application-based sensor adaptation is proposed. The sensor complexity is reduced by down-sampling the spectral resolution of the system based on the samples’ spectral characteristics. This was achieved by the evaluation of existing hyperspectral outcrop analysis approaches based on laboratory sample scans from the iron quadrangle in Minas Gerais, Brazil and by the development of a spectral mine face monitoring workflow which was tested for both an operating and an inactive open pit copper mine in the Republic of Cyprus. The workflow presented here is applied to three regional data sets: 1) Iron ore samples from Brazil, (laboratory); 2) Samples and hyperspectral mine face imagery from the copper-gold-pyrite mine Apliki, Republic of Cyprus (laboratory and mine face data); and 3) Samples and hyperspectral mine face imagery from the copper-gold-pyrite deposit Three Hills, Republic of Cyprus (laboratory and mine face data). The hyperspectral laboratory dataset of fifteen Brazilian iron ore samples was used to evaluate different analysis methods and different sensor models. Nineteen commonly used methods to analyze and map hyperspectral data were compared regarding the methods’ resulting data products and the accuracy of the mapping and the analysis computation time. Four of the evaluated methods were determined for subsequent analyses to determine the best-performing algorithms: The spectral angle mapper (SAM), a support vector machine algorithm (SVM), the binary feature fitting algorithm (BFF) and the EnMap geological mapper (EnGeoMap). Next, commercially available imaging spectroscopy sensors were evaluated for their usability in open pit mining conditions. Step-wise downsampling of the data - the reduction of the number of bands with an increase of each band’s bandwidth - was performed to investigate the possible simplification and ruggedization of a sensor without a quality fall-off of the mapping results. The impact of the atmosphere visible in the spectrum between 1300–2010nm was reduced by excluding the spectral range from the data for mapping. This tested the feasibility of the method under realistic open pit data conditions. Thirteen datasets based on the different, downsampled sensors were analyzed with the four predetermined methods. The optimum sensor for spectral mine face material distinction was determined as a VNIR-SWIR sensor with 40nm bandwidths in the VNIR and 15nm bandwidths in the SWIR spectral range and excluding the atmospherically impacted bands. The Apliki mine sample dataset was used for the application of the found optimal analyses and sensors. Thirty-six samples were analyzed geochemically and mineralogically. The sample spectra were compiled to two spectral libraries, both distinguishing between seven different geochemical-spectral clusters. The reflectance dataset was downsampled to five different sensors. The five different datasets were mapped with the SAM, BFF and SVM method achieving mapping accuracies of 85-72%, 85-76% and 57-46% respectively. One mine face scan of Apliki was used for the application of the developed workflow. The mapping results were validated against the geochemistry and mineralogy of thirty-six documented field sampling points and a zonation map of the mine face which is based on sixty-six samples and field mapping. The mine face was analyzed with SAM and BFF. The analysis maps were visualized on top of a Structure-from-Motion derived 3D model of the open pit. The mapped geological units and zones correlate well with the expected zonation of the mine face. The third set of hyperspectral imagery from Three Hills was available for applying the fully-developed workflow. Geochemical sample analyses and laboratory spectral data of fifteen different samples from the Three Hills mine, Republic of Cyprus, were used to analyse a downsampled mine face scan of the open pit. Here, areas of low, medium and high ore content were identified. The developed workflow is successfully applied to the open pit mines Apliki and Three Hills and the spectral maps reflect the prevailing geological conditions. This work leads through the acquisition, preparation and processing of imaging spectroscopy data, the optimum choice of analysis methodology, and the utilization of simplified, robust sensors that meet the requirements of open pit mining conditions. It accentuates the importance of a site-specific and deposit-specific spectral library for the mine face analysis and underlines the need for geological and spectral analysis experts to successfully implement imaging spectroscopy in the field of open pit mining. N2 - In dieser Dissertation wird die Machbarkeit und Anwendung moderner und eines eigen entwickelten Hybridverfahrens in der bildgebenden Spektroskopie für den Tagebau untersucht. Die Materialverteilung innerhalb einer Abbaufront unterscheidet sich oft innerhalb eines kleinen Maßstabs und variiert zudem innerhalb täglich zugeordneter Abbausegmente. Diese Veränderungen können für nachfolgende Verarbeitungsschritte relevant sein, sind aber vor dem Abbau nicht immer visuell erkennbar. Falsche Klassifizierungen des Materials führen zu Fehlverteilungen des abgebauten Materials, die minimiert werden müssen, um den energie-intensiven Materialtransport zu reduzieren. Mit Hilfe der bildgebenden Spektroskopie wird angestrebt, relevante Lagerstättenspezifische Materialien vor der Extraktion korrekt zuzuordnen und ein effizientes Materialhandling nach der Extraktion zu ermöglichen. Ziel dieser Arbeit ist die Parametrisierung der bildgebenden Spektroskopie für den Bergbau und die Entwicklung und Evaluierung eines Workflows zur spektralen Charakterisierung von offenem Bergbau mittels bodengebundener Sensorik. Dies wurde durch die Evaluierung bestehender Ansätze zur hyperspektralen Aufschlussanalyse erreicht, die auf Grundlage von Laborscans von Proben aus dem Eisernen Vierecks in Minas Gerais, Brasilien, durchgeführt wurde. Eine spektralen Abbaufrontanalyse wurde mithilfe von Daten eines aktiven und eines inaktiven Kupfer-Tagebaus in der Republik Zypern entwickelt. Der in dieser Arbeit vorgestellte Arbeitsablauf wird auf drei regionale Datensätze angewandt: 1) Eisenerzproben aus Brasilien (Labordaten); 2) Proben und hyperspektrale bildgebende Daten der Abbaufront aus dem Kupfer-Gold-Pyrit-Tagebau Apliki, Republik Zypern (Labor- und Abbaufrontdaten); und 3) Proben und hyperspektrale bildgebende Daten der Abbaufront aus der Kupfer-Gold-Pyrit-Lagerstätte Three Hills, Republik Zypern (Labor- und Abbaufrontdaten). Der hyperspektrale Labordatensatz von fünfzehn brasilianischen Eisenerzproben wurde zur Evaluierung verschiedener Analysemethoden und verschiedener Sensormodelle verwendet. Neunzehn gebräuchliche Methoden zur Analyse und Kartierung hyperspektraler Daten wurden im Hinblick auf ihre resultierenden Datenprodukte, die Genauigkeit der Kartierung und die Berechnungszeit der Analyse verglichen. Vier der evaluierten Methoden wurden für nachfolgende Analysen bestimmt: Der Spectral Angle Mapper (SAM), ein Support Vector Machine Algorithmus (SVM), der Binary Feature Fitting Algorithmus (BFF) und der EnMap Geological Mapper (EnGeoMap). Als nächstes wurden kommerziell erhältliche bildgebende Spektroskopiesensoren auf ihre Verwendbarkeit unter Tagebaubedingungen evaluiert. Ein schrittweises Reduzieren der Datenkomplexität, das sog. “downsampling” (die Verringerung der Anzahl der Bänder und gleichzeitige Erhöhung der Bandbreite jedes Bandes), wurde durchgeführt, um eine Vereinfachung der Sensorkomplexität ohne Qualitätseinbußen der Kartierungsergebnisse zu untersuchen. Der Einfluss der Atmosphäre, die im Spektrum zwischen 1300-2010nm sichtbar ist, wurde reduziert, indem der Spektralbereich aus den Daten für die Kartierung ausgeschlossen wurde. Dadurch wurde die Durchführbarkeit der Methode unter realistischen Tagebaubedingungen getestet. Dreizehn Datensätze, die auf den verschiedenen Sensoren basierten, wurden mit den vier vorher benannten Methoden analysiert. Der optimale Sensor für die spektrale Unterscheidung von Abbaufrontmaterial wurde als VNIR-SWIR-Sensor mit 40nm Bandbreite im VNIR- und 15nm Bandbreite im SWIR-Spektralbereich bestimmt, der atmosphärisch beeinflusste Spektralbereich wurde ausgeschlossen. Nun wurde der Datensatz von der Mine in Apliki verwendet, um die vorher bestimmten Analysen und Sensoren anzuwenden. Sechsunddreißig Proben wurden geochemisch und mineralogisch analysiert. Die Probenspektren wurden zu zwei Spektralbibliotheken zusammengestellt, die beide zwischen sieben verschiedenen geochemisch-spektralen Clustern unterscheiden. Die Reflexionsdaten wurden auf fünf verschiedene Sensoren heruntergerechnet. Diese fünf verschiedenen Datensätze wurden mit der SAM-, BFF- und SVM-Methode kartiert, wobei entsprechende Kartierungsgenauigkeiten von 85-72%, 85-76% bzw. 57-46% erreicht wurden. Ein Scan der Abbaufront von Apliki wurde verwendet, um den entwickelten Arbeitsablauf auf Daten unter realistische Bedingungen anzuwenden. Die Kartierungsergebnisse wurden auf der Grundlage der Feldbeprobung und einer geologischen Zonierungskarte der Abbaufront validiert. Die Abbaufront wurde mit SAM und BFF analysiert und die Analysekarten wurden auf einem von „Structure-from-Motion“ abgeleiteten 3D-Modell des Tagebaus visualisiert. Die kartographierten geologischen Einheiten und Zonen korrelierten gut mit der erwarteten Zonierung der Abbaufront. Ein dritter Datensatz stand für die Anwendung des entwickelten Arbeitsablaufs zur Verfügung. Geochemische Probenanalysen und Laborspektraldaten von fünfzehn verschiedenen Proben aus dem offenen Tagebau Three Hills in der Republik Zypern wurden zur Analyse eines Datensatzes der Abbaufron des Tagebaus verwendet. Dabei wurden Bereiche mit niedrigem, mittlerem und hohem Erzgehalt identifiziert. Der in der Arbeit entwickelte Arbeitsablauf konnte erfolgreich für die offenen Tagebaue Apliki und Three Hills angewandt werden. Die errechneten Spektralgeologischen Karten stellen die örtliche geologische Situation korrekt dar. Der entwickelte Arbeitsablauf erläutert die Erfassung, Aufbereitung und Verarbeitung von Daten aus der bildgebenden Spektroskopie und beschreibt die Wahl der Analysemethodik sowie die Verwendung robuster Sensoren, die den Anforderungen der Tagebaubedingungen entsprechen. Sie hebt die Bedeutung einer standort- und lagerstättenspezifischen Spektralbibliothek für die Analyse von Abbaufronten hervor und unterstreicht die nötige Einbindung von Experten im Bereich der Geologie und der Spektralanalyse für eine erfolgreiche Implementierung der bildgebenden Spektroskopie im Kontext des Abbaus von Material in offenen Tagebauten. KW - hyperspectral KW - imaging spectroscopy KW - porphyry copper deposit KW - Porphyrische Kupferlagerstätte KW - hyperspektral KW - Abbildende Spektroskopie KW - mine face mapping KW - Abbaufrontkartierung KW - open pit mining KW - offener Tagebau Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-499091 ER - TY - JOUR A1 - Franzke, Jochen A1 - de la Fuente, José M. Ruano T1 - New Challenges in Local Migrant Integration Policy in Europe JF - Local Integration of Migrants Policy N2 - In this introductory chapter, the editors describe the main theoretical basis of analysis of this book and the methodological approach. The core of this book consists of 14 country-specific chapters, which allow a European comparison and show the increasing variance in migration policy approaches within and between European countries. The degree of local autonomy, the level of centralisation and the traditional forms of migration policy are factors that especially influence the possibilities for local authorities to formulate their own integration policies. KW - Migration KW - Policy KW - Integration KW - Local authorities KW - Coordination KW - Civil society Y1 - 2021 SN - 978-3-030-50978-1 SN - 978-3-030-50979-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-030-50979-8_1 SN - 2523-8248 SN - 2523-8256 SP - 1 EP - 9 PB - Palgrave Macmillan CY - Cham ER - TY - JOUR A1 - Franzke, Jochen T1 - Integrating Immigrants: Capacities and Challenges for Local Authorities in Europe JF - Local Integration of Migrants Policy N2 - This chapter focuses on the relationship between public opinion on migration and its media coverage. Different explanatory models, including individual characteristics, cultural factors and the impact of media and politics, have been proposed to explain public attitudes towards migrants. Understanding the local context is important, as the shares of migrants living in each region and city vary considerably. Providing correct statistical information, stressing the diversity of current migration patterns in Europe and taking part in media and public discussions are ways in which to impact public attitudes at the local level. KW - Migration KW - Media KW - Public opinion KW - Eurobarometer Y1 - 2021 SN - 978-3-030-50978-1 SN - 978-3-030-50979-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-030-50979-8_17 SN - 2523-8248 SN - 2523-8256 SP - 311 EP - 333 PB - Palgrave Macmillan CY - Cham ER - TY - JOUR A1 - Franzke, Jochen T1 - Germany: From Denied Immigration to Integration of Migrants JF - Local Integration of Migrants Policy N2 - The chapter begins with a brief historical overview of Germany’s transition in the twentieth and twenty-first century from a transit and emigration country to one of immigration. The next part of this chapter looks at the challenges and problems facing German immigration policy within a multi-level federal system. Finally, the chapter gives an analysis of some of the trends in German migration policy since the refugee crisis in 2015, such as changes in the party system and in the concepts underlying migration policies to better manage, control and limit immigration to Germany. KW - Germany KW - Federalism KW - Integration KW - Coordination KW - Municipalities KW - Local autonomy Y1 - 2021 SN - 978-3-030-50978-1 SN - 978-3-030-50979-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-030-50979-8_7 SN - 2523-8248 SN - 2523-8256 SP - 107 EP - 121 PB - Palgrave Macmillan CY - Cham ER - TY - JOUR A1 - Franzke, Jochen A1 - de la Fuente, José M. Ruano T1 - Conclusions: An Overview of Local Migrant Integration Policies in Europe JF - Local Integration of Migrants Policy N2 - As expected, the traditions of national-state migration policies continue to play a very important role, path-dependence in this policy field remains high. The distribution of competences in migration policy and the integration of migrants in the nation states continues to be very different. When implementing integration strategies at grassroots level, the respective policies should be tailored to the profile of both the local migrant community and the native population. Besides better migration management in local administration and the interaction of top-down and bottom-up efforts to integrate migrants is of importance. KW - Integration strategy KW - Local authorities KW - National state communication KW - Integration KW - Migrants Y1 - 2021 SN - 978-3-030-50978-1 SN - 978-3-030-50979-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-030-50979-8_18 SN - 2523-8248 SN - 2523-8256 SP - 335 EP - 344 PB - Palgrave Macmillan CY - Cham ER - TY - BOOK ED - Franzke, Jochen ED - de la Fuente, José M. Ruano T1 - Local Integration of Migrants Policy T3 - Palgrave Studies in Sub-National Governance N2 - This book presents an overview of European migration policy and the various institutional arrangements within and between various actors, such as local councils, local media, local economies, and local civil society initiatives. Both the role of local authorities in this policy field and their cooperation with civil society initiatives or networks are under-explored topics for research. In response, this book provides a range of detailed case studies focusing on the six main groups of national and administrative traditions in Europe: Germanic, Scandinavian, Napoleonic, Southeastern European, Central-Eastern European and Anglo-Saxon. KW - Migration Policy KW - Local Governance KW - Local Civil Society Networks KW - Sub-national Autonomy KW - Integration Policy KW - European Immigration Policies KW - Comparative Public Administration Y1 - 2021 SN - 978-3-030-50979-8 SN - 978-3-030-50978-1 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-030-50979-8 SN - 2523-8256 PB - Palgrave Macmillan CY - Cham ER - TY - THES A1 - Weger Coenen, Lindsey T1 - Exploring potential impacts from transitions in German and European energy on GHG and air pollutant emissions and on ozone air quality N2 - Energy is at the heart of the climate crisis—but also at the heart of any efforts for climate change mitigation. Energy consumption is namely responsible for approximately three quarters of global anthropogenic greenhouse gas (GHG) emissions. Therefore, central to any serious plans to stave off a climate catastrophe is a major transformation of the world's energy system, which would move society away from fossil fuels and towards a net-zero energy future. Considering that fossil fuels are also a major source of air pollutant emissions, the energy transition has important implications for air quality as well, and thus also for human and environmental health. Both Europe and Germany have set the goal of becoming GHG neutral by 2050, and moreover have demonstrated their deep commitment to a comprehensive energy transition. Two of the most significant developments in energy policy over the past decade have been the interest in expansion of shale gas and hydrogen, which accordingly have garnered great interest and debate among public, private and political actors. In this context, sound scientific information can play an important role by informing stakeholder dialogue and future research investments, and by supporting evidence-based decision-making. This thesis examines anticipated environmental impacts from possible, relevant changes in the European energy system, in order to impart valuable insight and fill critical gaps in knowledge. Specifically, it investigates possible future shale gas development in Germany and the United Kingdom (UK), as well as a hypothetical, complete transition to hydrogen mobility in Germany. Moreover, it assesses the impacts on GHG and air pollutant emissions, and on tropospheric ozone (O3) air quality. The analysis is facilitated by constructing emission scenarios and performing air quality modeling via the Weather Research and Forecasting model coupled with chemistry (WRF-Chem). The work of this thesis is presented in three research papers. The first paper finds that methane (CH4) leakage rates from upstream shale gas development in Germany and the UK would range between 0.35% and 1.36% in a realistic, business-as-usual case, while they would be significantly lower - between 0.08% and 0.15% - in an optimistic, strict regulation and high compliance case, thus demonstrating the value and potential of measures to substantially reduce emissions. Yet, while the optimistic case is technically feasible, it is unlikely that the practices and technologies assumed would be applied and accomplished on a systematic, regular basis, owing to economics and limited monitoring resources. The realistic CH4 leakage rates estimated in this study are comparable to values reported by studies carried out in the US and elsewhere. In contrast, the optimistic rates are similar to official CH4 leakage data from upstream gas production in Germany and in the UK. Considering that there is a lack of systematic, transparent and independent reports supporting the official values, this study further highlights the need for more research efforts in this direction. Compared with national energy sector emissions, this study suggests that shale gas emissions of volatile organic compounds (VOCs) could be significant, though relatively insignificant for other air pollutants. Similar to CH4, measures could be effective for reducing VOCs emissions. The second paper shows that VOC and nitrogen oxides (NOx) emissions from a future shale gas industry in Germany and the UK have potentially harmful consequences for European O3 air quality on both the local and regional scale. The results indicate a peak increase in maximum daily 8-hour average O3 (MDA8) ranging from 3.7 µg m-3 to 28.3 µg m-3. Findings suggest that shale gas activities could result in additional exceedances of MDA8 at a substantial percentage of regulatory measurement stations both locally and in neighboring and distant countries, with up to circa one third of stations in the UK and one fifth of stations in Germany experiencing additional exceedances. Moreover, the results reveal that the shale gas impact on the cumulative health-related metric SOMO35 (annual Sum of Ozone Means Over 35 ppb) could be substantial, with a maximum increase of circa 28%. Overall, the findings suggest that shale gas VOC emissions could play a critical role in O3 enhancement, while NOx emissions would contribute to a lesser extent. Thus, the results indicate that stringent regulation of VOC emissions would be important in the event of future European shale gas development to minimize deleterious health outcomes. The third paper demonstrates that a hypothetical, complete transition of the German vehicle fleet to hydrogen fuel cell technology could contribute substantially to Germany's climate and air quality goals. The results indicate that if the hydrogen were to be produced via renewable-powered water electrolysis (green hydrogen), German carbon dioxide equivalent (CO2eq) emissions would decrease by 179 MtCO2eq annually, though if electrolysis were powered by the current electricity mix, emissions would instead increase by 95 MtCO2eq annually. The findings generally reveal a notable anticipated decrease in German energy emissions of regulated air pollutants. The results suggest that vehicular hydrogen demand is 1000 PJ annually, which would require between 446 TWh and 525 TWh for electrolysis, hydrogen transport and storage. When only the heavy duty vehicle segment (HDVs) is shifted to green hydrogen, the results of this thesis show that vehicular hydrogen demand drops to 371 PJ, while a deep emissions cut is still realized (-57 MtCO2eq), suggesting that HDVs are a low-hanging fruit for contributing to decarbonization of the German road transport sector with hydrogen energy. N2 - Energie ist der Kern der Klimakrise—aber auch der Kern jeglicher Bemühungen zur Eindämmung des Klimawandels. Der Energieverbrauch ist heute für ungefähr drei Viertel der weltweiten Treibhausgasemissionen verantwortlich. Grundlegend für einen ernsthaft gemeinten Plan eine Klimakatastrophe abzuwenden ist daher eine umfassende Umgestaltung des weltweiten Energiesystems von fossilen Brennstoffen weg in Richtung zukünftige Netto-Null-Emissionen. Angesichts der Tatsache, dass fossile Brennstoffe auch eine Hauptquelle für Luftschadstoffemissionen sind, hat die Energiewende wichtige Auswirkungen auf die Luftqualität und damit auch auf die Gesundheit von Mensch und Umwelt. Sowohl Europa als auch Deutschland haben sich zum Ziel gesetzt, bis 2050 treibhausgasneutral zu werden und zeigen darüber hinaus ihr tiefes Engagement für eine umfassende Energiewende. Zwei der wichtigsten Entwicklungen in der Energiepolitik im letzten Jahrzehnt waren das Interesse an der Ausweitung von Schiefergas und Wasserstoff, das entsprechend großes Interesse und große Diskussionen in der Öffentlichkeit, im Privaten und in der Politik erzeugt hat. In diesem Zusammenhang können fundierte wissenschaftliche Informationen eine wichtige Rolle spielen, indem sie Interessenvertreter und zukünftige Forschungsinvestitionen informieren und evidenzbasierte Entscheidungen unterstützen. Diese Doktorarbeit untersucht die Umweltauswirkungen möglicher, relevanter Veränderungen im europäischen Energiesystem, um wertvolle Erkenntnisse zu vermitteln und kritische Wissenslücken zu schließen. Insbesondere werden mögliche zukünftige Schiefergasentwicklungen in Deutschland und im Vereinigten Königreich (UK) sowie ein hypothetischer, vollständiger Übergang zur Wasserstoffmobilität in Deutschland untersucht. Darüber hinaus werden die Auswirkungen auf die Treibhausgas- und Luftschadstoffemissionen sowie auf die Luftqualität von troposphärischem Ozon (O3) bewertet. Die Analyse wird durch die Erstellung von Emissionsszenarien und die Durchführung von Luftqualitätsmodellen über die Chemie-Version des "Weather Research and Forecasting Model" (WRF-Chem) erleichtert. Die Forschung dieser Doktorarbeit wird in drei wissenschaftlichen Artikeln vorgestellt. Der erste Artikel beschreibt, dass die Methan (CH4)-Leckraten aus einer vorgelagerten Schiefergasproduktion in Deutschland und Großbritannien in einem gewöhnlichen Fall zwischen 0.35% und 1.36% liegen würden, während sie in einem optimistischen, streng regulierten Fall signifikant zwischen 0.08% und 0.15% niedriger wären, und zeigt damit die Bedeutung und das Potenzial von Maßnahmen zur wesentlichen Reduzierung der Emissionen auf. Obwohl der optimistische Fall technisch machbar ist, ist es aufgrund der Wirtschaftlichkeit und der begrenzten Überwachungsressourcen unwahrscheinlich, dass die angenommenen Praktiken und Technologien systematisch und regelmäßig angewendet und durchgeführt werden. Die in dieser Studie geschätzten realistischen CH4-Leckraten sind vergleichbar mit Werten, die in Studien in den USA und anderswo angegeben wurden. Im Gegensatz dazu ähneln die optimistischen Raten den offziellen CH4- Leckraten aus der vorgelagerten Gasproduktion in Deutschland und Großbritannien. In Anbetracht des Mangels an systematischen, transparenten und unabhängigen Berichten, die die offziellen Werte stützen, unterstreicht diese Studie die Notwendigkeit weiterer Forschungsanstrengungen in diese Richtung. Im Vergleich zu den Emissionen des nationalen Energiesektors deutet diese Studie darauf hin, dass die Schiefergasemissionen flüchtiger organischer Verbindungen (VOC) erheblich sein könnten, andere Luftschadstoffe jedoch relativ unbedeutend bleiben. Ähnlich wie bei CH4 könnten Maßnahmen zur Reduzierung der VOC-Emissionen wirksam sein. Der zweite Artikel beschreibt, dass VOC- und Stickoxidemissionen (NOx) einer zukünftigen Schiefergasindustrie in Deutschland und Großbritannien potenziell schädliche Folgen für die europäische O3-Luftqualität sowohl auf lokaler als auch auf regionaler Ebene haben. Die Ergebnisse zeigen einen Spitzenanstieg des maximalen täglichen 8-Stunden-Durchschnitts von O3 (MDA8) im Bereich von 3.7 µg m-3 bis 28.3 µg m-3. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Schiefergasaktivitäten zu zusätzlichen Grenzwertüberschreitungen des MDA8 bei einem erheblichen Prozentsatz der regulatorischen Messstationen sowohl vor Ort als auch in Nachbar- und entfernten Ländern führen können, wobei bei bis zu etwa einem Drittel der Stationen in Großbritannien und einem Fünftel der Stationen in Deutschland zusätzliche Überschreitungen auftreten. Darüber hinaus zeigen die Ergebnisse, dass die Auswirkungen von Schiefergas auf die kumulative gesundheitsbezogene Metrik SOMO35 (jährliche Summe des Ozonmittel über 35 ppb) mit einem maximalen Anstieg von ca. 28% erheblich sein könnten. Insgesamt deuten die Ergebnisse darauf hin, dass die VOC-Emissionen von Schiefergas eine entscheidende Rolle bei der O3-Erhöhung spielen könnten, während die NOx-Emissionen in geringerem Maße dazu beitragen würden. Unsere Ergebnisse zeigen daher, dass eine strenge Regulierung der VOC-Emissionen im Falle einer künftigen europäischen Schiefergasentwicklung wichtig ist, um schädliche gesundheitliche Folgen zu minimieren. Der dritte Artikel beschreibt, dass ein hypothetischer, vollständiger Übergang der deutschen Fahrzeugflotte zur Wasserstoff-Brennstoffzellentechnologie wesentlich zu Deutschlands Klima- und Luftqualitätszielen beitragen kann. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass bei einer Erzeugung des Wasserstoffs durch erneuerbare Wasserelektrolyse (grüner Wasserstoff) die Emissionen des deutschen Kohlendioxidäquivalents (CO2eq) jährlich um 179 MtCO2eq sinken würden. Wenn die Elektrolyse jedoch mit dem aktuellen Strommix betrieben würde, würden sich die Emissionen stattdessen um jährlich 95 MtCO2eq erhöhen. Die Ergebnisse zeigen im Allgemeinen einen bemerkenswerten Rückgang der Luftschadstoffemissionen in Deutschland. Weiterhin legen sie nahe, dass der Wasserstoffbedarf von Fahrzeugen 1000 PJ pro Jahr beträgt, was zwischen 446 TWh und 525 TWh für Elektrolyse, Wasserstofftransport und -speicherung erfordern würde. Wenn nur das Segment der Schwerlastfahrzeuge (HDVs) auf grünen Wasserstoff umgestellt wird, zeigen unsere Ergebnisse, dass der Wasserstoffbedarf der Fahrzeuge auf 371 PJ sinkt, während immer noch eine tiefgreifende Emissionsreduzierung erzielt wird (-57 MtCO2eq). Dies zeigt, dass die Umstellung der HDVs auf grünen Wasserstoff einen entscheidenden Beitrag zur Dekarbonisierung des deutschen Straßenverkehrs leisten kann. T2 - Erforschung möglicher Auswirkungen von Veränderungen deutscher und europäischer Energie auf Treibhausgas- und Luftschadstoffemissionen sowie auf die Ozonluftqualität KW - European energy KW - Emission scenarios KW - Greenhouse gas mitigation KW - Air quality modeling KW - Air pollution KW - Ozone KW - Shale gas KW - Hydrogen economy KW - German road transport KW - Fuel cell electric vehicle KW - Europäische Energie KW - Emissionsszenarien KW - Treibhausgasminderung KW - Luftqualitätsmodellen KW - Luftverschmutzung KW - Ozon KW - Schiefergas KW - Wasserstoffwirtschaft KW - Deutscher Straßenverkehr KW - Brennstoffzellenfahrzeug Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-496986 ER - TY - THES A1 - Pape, Tobias T1 - Efficient compound values in virtual machines N2 - Compound values are not universally supported in virtual machine (VM)-based programming systems and languages. However, providing data structures with value characteristics can be beneficial. On one hand, programming systems and languages can adequately represent physical quantities with compound values and avoid inconsistencies, for example, in representation of large numbers. On the other hand, just-in-time (JIT) compilers, which are often found in VMs, can rely on the fact that compound values are immutable, which is an important property in optimizing programs. Considering this, compound values have an optimization potential that can be put to use by implementing them in VMs in a way that is efficient in memory usage and execution time. Yet, optimized compound values in VMs face certain challenges: to maintain consistency, it should not be observable by the program whether compound values are represented in an optimized way by a VM; an optimization should take into account, that the usage of compound values can exhibit certain patterns at run-time; and that necessary value-incompatible properties due to implementation restrictions should be reduced. We propose a technique to detect and compress common patterns of compound value usage at run-time to improve memory usage and execution speed. Our approach identifies patterns of frequent compound value references and introduces abbreviated forms for them. Thus, it is possible to store multiple inter-referenced compound values in an inlined memory representation, reducing the overhead of metadata and object references. We extend our approach by a notion of limited mutability, using cells that act as barriers for our approach and provide a location for shared, mutable access with the possibility of type specialization. We devise an extension to our approach that allows us to express automatic unboxing of boxed primitive data types in terms of our initial technique. We show that our approach is versatile enough to express another optimization technique that relies on values, such as Booleans, that are unique throughout a programming system. Furthermore, we demonstrate how to re-use learned usage patterns and optimizations across program runs, thus reducing the performance impact of pattern recognition. We show in a best-case prototype that the implementation of our approach is feasible and can also be applied to general purpose programming systems, namely implementations of the Racket language and Squeak/Smalltalk. In several micro-benchmarks, we found that our approach can effectively reduce memory consumption and improve execution speed. N2 - Zusammengesetzte Werte werden in VM-basierten Programmiersystemen und -sprachen nicht durchgängig unterstützt. Die Bereitstellung von Datenstrukturen mit Wertemerkmalen kann jedoch von Vorteil sein. Einerseits können Programmiersysteme und Sprachen physikalische Größen mit zusammengesetzten Werten, wie beispielsweise bei der Darstellung großer Zahlen, adäquat darstellen und Inkonsistenzen vermeiden. Andererseits können sich Just-in-time-Compiler, die oft in VMs zu finden sind, darauf verlassen, dass zusammengesetzte Werte unveränderlich sind, was eine wichtige Eigenschaft bei der Programmoptimierung ist. In Anbetracht dessen haben zusammengesetzte Werte ein Optimierungspotenzial, das genutzt werden kann, indem sie in VMs so implementiert werden, dass sie effizient in Speichernutzung und Ausführungszeit sind. Darüber hinaus stehen optimierte zusammengesetzte Werte in VMs vor bestimmten Herausforderungen: Um die Konsistenz zu erhalten, sollte das Programm nicht beobachten können, ob zusammengesetzte Werte durch eine VM in einer optimierten Weise dargestellt werden; eine Optimierung sollte berücksichtigen, dass die Verwendung von zusammengesetzten Werten bestimmte Muster zur Laufzeit aufweisen kann; und dass wertinkompatible Eigenschaften vermindert werden sollten, die nur aufgrund von Implementierungsbeschränkungen notwendig sind. Wir schlagen eine Verfahrensweise vor, um gängige Muster der Verwendung von zusammengesetzten Werten zur Laufzeit zu erkennen und zu komprimieren, um die Speichernutzung und Ausführungsgeschwindigkeit zu verbessern. Unser Ansatz identifiziert Muster häufiger zusammengesetzter Wertreferenzen und führt für sie abgekürzte Formen ein. Dies ermöglicht es, mehrere miteinander verknüpfte zusammengesetzte Werte in einer eingebetteten Art und Weise im Speicher darzustellen, wodurch der Verwaltungsaufwand, der sich aus Metadaten und Objektreferenzen ergibt, reduziert wird. Wir erweitern unseren Ansatz um ein Konzept der eingeschränkten Veränderbarkeit, indem wir Zellen verwenden, die als Barrieren für unseren Ansatz dienen und einen Platz für einen gemeinsamen, schreibenden Zugriff mit der Möglichkeit der Typspezialisierung bieten. Wir entwickeln eine Erweiterung unseres Ansatzes, die es uns ermöglicht, mithilfe unserer ursprünglichen Technik das automatische Entpacken von primitiven geboxten Datentypen auszudrücken. Wir zeigen, dass unser Ansatz vielseitig genug ist, um auch eine andere Optimierungstechnik auszudrücken, die sich auf einzigartige Werte in einem Programmiersystem, wie beispielsweise Booleans, stützt. Darüber hinaus zeigen wir, wie erlernte Nutzungsmuster und Optimierungen über Programmausführungen hinweg wiederverwendet werden können, wodurch die Auswirkungen der Mustererkennung auf die Leistung reduziert werden. Wir zeigen in einem Best-Case-Prototyp, dass unser Ansatzes umsetzbar ist und auch auf allgemeinere Programmiersysteme wie Racket und Squeak/Smalltalk angewendet werden kann. In mehreren Mikro-Benchmarks haben wir festgestellt, dass unser Ansatz den Speicherverbrauch effektiv reduzieren und die Ausführungsgeschwindigkeit verbessern kann. KW - Compound Values KW - Objects KW - Data Structure Optimization KW - Virtual Machines KW - Smalltalk KW - Verbundwerte KW - Objekte KW - Datenstrukturoptimierung KW - Virtuelle Maschinen KW - Smalltalk Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-499134 ER - TY - RPRT A1 - Caliendo, Marco A1 - Tübbicke, Stefan T1 - Design and Effectiveness of Start-Up Subsidies BT - Evidence from a Policy Reform in Germany T2 - CEPA Discussion Papers N2 - While a growing body of literature finds positive impacts of Start-Up Subsidies (SUS) on labor market outcomes of participants, little is known about how the design of these programs shapes their effectiveness and hence how to improve policy. As experimental variation in program design is unavailable, we exploit the 2011 reform of the current German SUS program for the unemployed which strengthened case-workers’ discretionary power, increased entry requirements and reduced monetary support. We estimate the impact of the reform on the program’s effectiveness using samples of participants and non-participants from before and after the reform. To control for time-constant unobserved heterogeneity as well as differential selection patterns based on observable characteristics over time, we combine Difference-in-Differences with inverse probability weighting using covariate balancing propensity scores. Holding participants’ observed characteristics as well as macroeconomic conditions constant, the results suggest that the reform was successful in raising employment effects on average. As these findings may be contaminated by changes in selection patterns based on unobserved characteristics, we assess our results using simulation-based sensitivity analyses and find that our estimates are highly robust to changes in unobserved characteristics. Hence, the reform most likely had a positive impact on the effectiveness of the program, suggesting that increasing entry requirements and reducing support in-creased the program’s impacts while reducing the cost per participant. T3 - CEPA Discussion Papers - 30 KW - Start-Up Subsidies KW - Institutions KW - Policy Reform KW - Difference-in-Differences Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-500056 SN - 2628-653X IS - 30 ER - TY - RPRT A1 - Šedová, Barbora A1 - Čizmaziová, Lucia A1 - Cook, Athene T1 - A meta-analysis of climate migration literature T2 - CEPA Discussion Papers N2 - The large literature that aims to find evidence of climate migration delivers mixed findings. This meta-regression analysis i) summarizes direct links between adverse climatic events and migration, ii) maps patterns of climate migration, and iii) explains the variation in outcomes. Using a set of limited dependent variable models, we meta-analyze thus-far the most comprehensive sample of 3,625 estimates from 116 original studies and produce novel insights on climate migration. We find that extremely high temperatures and drying conditions increase migration. We do not find a significant effect of sudden-onset events. Climate migration is most likely to emerge due to contemporaneous events, to originate in rural areas and to take place in middle-income countries, internally, to cities. The likelihood to become trapped in affected areas is higher for women and in low-income countries, particularly in Africa. We uniquely quantify how pitfalls typical for the broader empirical climate impact literature affect climate migration findings. We also find evidence of different publication biases. T3 - CEPA Discussion Papers - 29 KW - migration KW - climate change KW - meta-analysis Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-499827 SN - 2628-653X IS - 29 ER - TY - GEN A1 - Zeuschner, Steffen Peer A1 - Mattern, Maximilian A1 - Pudell, Jan-Etienne A1 - Reppert, Alexander von A1 - Rössle, Matthias A1 - Leitenberger, Wolfram A1 - Schwarzkopf, Jutta A1 - Boschker, Jos A1 - Herzog, Marc A1 - Bargheer, Matias T1 - Reciprocal space slicing BT - a time-efficient approach to femtosecond x-ray diffraction T2 - Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - An experimental technique that allows faster assessment of out-of-plane strain dynamics of thin film heterostructures via x-ray diffraction is presented. In contrast to conventional high-speed reciprocal space-mapping setups, our approach reduces the measurement time drastically due to a fixed measurement geometry with a position-sensitive detector. This means that neither the incident (ω) nor the exit (2θ) diffraction angle is scanned during the strain assessment via x-ray diffraction. Shifts of diffraction peaks on the fixed x-ray area detector originate from an out-of-plane strain within the sample. Quantitative strain assessment requires the determination of a factor relating the observed shift to the change in the reciprocal lattice vector. The factor depends only on the widths of the peak along certain directions in reciprocal space, the diffraction angle of the studied reflection, and the resolution of the instrumental setup. We provide a full theoretical explanation and exemplify the concept with picosecond strain dynamics of a thin layer of NbO2. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 1137 Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-499761 SN - 1866-8372 IS - 1137 ER - TY - JOUR A1 - Zeuschner, Steffen Peer A1 - Mattern, Maximilian A1 - Pudell, Jan-Etienne A1 - Reppert, Alexander von A1 - Rössle, Matthias A1 - Leitenberger, Wolfram A1 - Schwarzkopf, Jutta A1 - Boschker, Jos A1 - Herzog, Marc A1 - Bargheer, Matias T1 - Reciprocal space slicing BT - a time-efficient approach to femtosecond x-ray diffraction JF - Structural dynamics N2 - An experimental technique that allows faster assessment of out-of-plane strain dynamics of thin film heterostructures via x-ray diffraction is presented. In contrast to conventional high-speed reciprocal space-mapping setups, our approach reduces the measurement time drastically due to a fixed measurement geometry with a position-sensitive detector. This means that neither the incident (ω) nor the exit (2θ) diffraction angle is scanned during the strain assessment via x-ray diffraction. Shifts of diffraction peaks on the fixed x-ray area detector originate from an out-of-plane strain within the sample. Quantitative strain assessment requires the determination of a factor relating the observed shift to the change in the reciprocal lattice vector. The factor depends only on the widths of the peak along certain directions in reciprocal space, the diffraction angle of the studied reflection, and the resolution of the instrumental setup. We provide a full theoretical explanation and exemplify the concept with picosecond strain dynamics of a thin layer of NbO2. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1063/4.0000040 SN - 2329-7778 VL - 8 IS - 1 PB - AIP Publishing LLC CY - Melville, NY ER - TY - THES A1 - Repasch, Marisa T1 - Fluvial sediment routing and the carbon cycle BT - insights from the Rio Bermejo, Argentina BT - Einblicke aus dem Rio Bermejo, Argentinien N2 - By regulating the concentration of carbon in our atmosphere, the global carbon cycle drives changes in our planet’s climate and habitability. Earth surface processes play a central, yet insufficiently constrained role in regulating fluxes of carbon between terrestrial reservoirs and the atmosphere. River systems drive global biogeochemical cycles by redistributing significant masses of carbon across the landscape. During fluvial transit, the balance between carbon oxidation and preservation determines whether this mass redistribution is a net atmospheric CO2 source or sink. Existing models for fluvial carbon transport fail to integrate the effects of sediment routing processes, resulting in large uncertainties in fluvial carbon fluxes to the oceans. In this Ph.D. dissertation, I address this knowledge gap through three studies that focus on the timescale and routing pathways of fluvial mass transfer and show their effect on the composition and fluxes of organic carbon exported by rivers. The hypotheses posed in these three studies were tested in an analog lowland alluvial river system – the Rio Bermejo in Argentina. The Rio Bermejo annually exports more than 100 Mt of sediment and organic matter from the central Andes, and transports this material nearly 1300 km downstream across the lowland basin without influence from tributaries, allowing me to isolate the effects of geomorphic processes on fluvial organic carbon cycling. These studies focus primarily on the geochemical composition of suspended sediment collected from river depth profiles along the length of the Rio Bermejo. In Chapter 3, I aimed to determine the mean fluvial sediment transit time for the Rio Bermejo and evaluate the geomorphic processes that regulate the rate of downstream sediment transfer. I developed a framework to use meteoric cosmogenic 10Be (10Bem) as a chronometer to track the duration of sediment transit from the mountain front downstream along the ~1300 km channel of the Rio Bermejo. I measured 10Bem concentrations in suspended sediment sampled from depth profiles, and found a 230% increase along the fluvial transit pathway. I applied a simple model for the time-dependent accumulation of 10Bem on the floodplain to estimate a mean sediment transit time of 8.5±2.2 kyr. Furthermore, I show that sediment transit velocity is influenced by lateral migration rate and channel morphodynamics. This approach to measuring sediment transit time is much more precise than other methods previously used and shows promise for future applications. In Chapter 4, I aimed to quantify the effects of hydrodynamic sorting on the composition and quantity of particulate organic carbon (POC) export transported by lowland rivers. I first used scanning electron miscroscopy (SEM) coupled with nanoscale secondary ion mass spectrometry (NanoSIMS) analyses to show that the Bermejo transports two principal types of POC: 1) mineral-bound organic carbon associated with <4 µm, platy grains, and 2) coarse discrete organic particles. Using n-alkane stable isotope data and particle shape analysis, I showed that these two carbon pools are vertically sorted in the water column, due to differences in particle settling velocity. This vertical sorting may drive modern POC to be transported efficiently from source-to-sink, driving efficient CO2 drawdown. Simultaneously, vertical sorting may drive degraded, mineral-bound POC to be deposited overbank and stored on the floodplain for centuries to millennia, resulting in enhanced POC remineralization. In the Rio Bermejo, selective deposition of coarse material causes the proportion of mineral-bound POC to increase with distance downstream, but the majority of exported POC is composed of discrete organic particles, suggesting that the river is a net carbon sink. In summary, this study shows that selective deposition and hydraulic sorting control the composition and fate of fluvial POC during fluvial transit. In Chapter 5, I characterized and quantified POC transformation and oxidation during fluvial transit. I analyzed the radiocarbon content and stable carbon isotopic composition of Rio Bermejo suspended sediment and found that POC ages during fluvial transit, but is also degraded and oxidized during transient floodplain storage. Using these data, I developed a conceptual model for fluvial POC cycling that allows the estimation of POC oxidation relative to POC export, and ultimately reveals whether a river is a net source or sink of CO2 to the atmosphere. Through this study, I found that the Rio Bermejo annually exports more POC than is oxidized during transit, largely due to high rates of lateral migration that cause erosion of floodplain vegetation and soil into the river. These results imply that human engineering of rivers could alter the fluvial carbon balance, by reducing lateral POC inputs and increasing the mean sediment transit time. Together, these three studies quantitatively link geomorphic processes to rates of POC transport and degradation across sub-annual to millennial time scales and nanoscale to 103 km spatial scales, laying the groundwork for a global-scale fluvial organic carbon cycling model. N2 - Der globale Kohlenstoffkreislauf bestimmt das Klima und die Bewohnbarkeit unseres Planeten durch die Regulierung der Kohlenstoffkonzentration in unserer Atmosphäre. Erdoberflächenprozesse spielen eine zentrale, aber nicht ausreichend verstandene Rolle in der Regulierung der Kohlenstoffflüsse zwischen terrestrischen Reservoiren und der Atmosphäre. Flusssysteme steuern globale biogeochemische Kreisläufe, indem sie große Mengen Kohlenstoff in der Landschaft umverteilen. Dabei bestimmt das Gleichgewicht zwischen Kohlenstoffoxidation und -konservierung, ob der Flusstransport in einer atmosphärischen Netto CO2-Quelle oder -Senke resultiert. Die Auswirkungen von Sedimentverlagerungsprozessen werden in bestehenden Modellen für den Kohlenstofftransport in Flüssen jedoch nicht berücksichtigt, was zu großen Unsicherheiten in der Bestimmung von Kohlenstoffflüssen von Quellen zu Senken führt. In dieser Dissertation adressiere ich diese Wissenslücke mithilfe von drei Studien, die verschiedene Komponenten des Stofftransfers von Quelle zu Senke und seine Auswirkungen auf die Zusammensetzung und den Transfer des organischen Kohlenstoffs im Fluss herausgreifen. Die in diesen drei Studien aufgestellten Hypothesen wurden in einem analogen alluvialen Tieflandflusssystem - dem Rio Bermejo in Argentinien - getestet. Der Rio Bermejo exportiert jährlich mehr als 100 Mt Sedimente und organisches Material aus den Zentralanden und transportiert dieses fast 1300 km flussabwärts ohne Einfluss von Nebenflüssen durch das Tieflandbecken. Dies erlaubt die Isolierung der Auswirkungen geomorphologischer Prozesse auf den organischen Kohlenstoffkreislauf im Fluss. Die Studien basieren auf geochemischen Daten eines Satzes Sedimentproben der Suspensionsfracht, die entlang des Rio Bermejo aus Flusstiefenprofilen entnommen wurden. In Kapitel 3 habe ich mir das Ziel gesetzt die mittlere Flusssedimenttransitzeit des Rio Bermejo sowie die geomorphologischen Prozesse, die die Geschwindigkeit des Sedimenttransfers flussabwärts regulieren, zu bestimmen. Dazu habe ich ein Framework entwickelt, wie meteorisches kosmogenes 10Be (10Bem) als Chronometer verwendet werden kann, das die Dauer des Sedimenttransits von der Bergfront stromabwärts entlang des ~ 1300 km langen Kanals des Rio Bermejo misst. Ich habe 10Bem -Konzentrationen an den Tiefenprofilen der Suspensionsfracht gemessen und dabei einen Anstieg von 230% entlang des Flusstransfers festgestellt. Für die zeitabhängige Akkumulation von 10Bem auf der Überflutungsebene habe ich ein einfaches Modell angewendet und dadurch eine mittlere Sedimenttransitzeit von ~ 8,5 ± 2,2 kyr abgeschätzt. Meine Daten haben zusätzlich gezeigt, dass Unterschiede in der lateralen Migrationsrate und der Kanalmorphodynamik Unterschiede in der Sedimenttransitgeschwindigkeit verursachen. Dieser Ansatz zur Messung der Sedimenttransitzeit ist viel präziser als andere bisher verwendete Methoden und hat ein großes Potential für zukünftige Anwendungen. Kapitel 4 habe ich darauf ausgerichtet die Auswirkungen der vorübergehenden Speicherung in Überflutungsebenen, der Verfeinerung der Korngrößen flussabwärts und der organomineralischen Assoziationen auf die Zusammensetzung und Menge des Exports von fluvialem partikulärem organischem Kohlenstoff (POC) zu quantifizieren. Daten stabiler n Alkan-Isotope zeigten eine vertikale Sortierung organischer Stoffe in der Flusswassersäule, durch die 13C -angereichertes, mineralassoziiertes POC am oberen Ende der Wassersäule konzentriert wurde. Mithilfe von Rasterelektronenmikroskopie (SEM) und nanoskalige Sekundärionen-Massenspektrometrie (NanoSIMS) -Analysen habe ich gezeigt, dass Organomineralassoziationen größtenteils in feinen, plattigen Mineralkörnern mit niedrigen Absetzgeschwindigkeiten gefunden werden, welche zum Aufsteigen des mineralgebundenen POC in der Wassersäule führen. Organomineralassoziationen und 13C -Anreicherung sind typisch für den Abbau von organischem Kohlenstoff im Boden, was darauf hindeutet, dass mineralgebundener POC größtenteils aus der Erosion verwitterter Auenböden stammt. Ich habe gezeigt, dass> 70% des suspendierten POC-Exports in Zusammenhang mit feinem Sediment seht. Dieser POC ist wahrscheinlich aufgrund des Abbaus während der vorübergehenden Lagerung in den Überflutungsebenen stärker an 13C angereichert. Da mineralgebundenes POC und diskrete organische Partikel in der Wassersäule in unterschiedlichen Tiefen transportiert werden, weisen sie wahrscheinlich unterschiedliche Flusslaufzeiten und damit unterschiedliche Oxidationswahrscheinlichkeiten während des Flusstransfers auf. Zusammenfassend zeigt diese Studie, dass hydrodynamische Sortiereffekte die Zusammensetzung und das Schicksal des fluvialen POC während des Transits von Quelle zu Senke steuern. In Kapitel 5 habe ich die POC-Transformation und -Oxidation während des Flussdurchgangs charakterisiert und quantifiziert. Dazu habe ich den Radiokohlenstoffgehalt und die stabile Kohlenstoffisotopenzusammensetzung der Suspensionsfracht des Rio Bermejo analysiert. Die Daten zeigten sowohl eine Alterung des POC während des Flusstransits und als auch den Abbau von POC während der vorübergehenden Ablagerung in Überflutungsebenen. Unter Verwendung dieser Daten entwickelte ich ein konzeptionelles Modell für den Fluss-POC-Kreislauf, das die Abschätzung der POC-Oxidation im Verhältnis zum POC-Export ermöglicht und zeigt, ob ein Fluss eine Nettoquelle oder -senke für CO2 in der Atmosphäre darstellt. Durch diese Studie fand ich heraus, dass der Rio Bermejo jährlich mehr POC exportiert, als während des Transits oxidiert wird, was hauptsächlich auf die hohen seitlichen Migrationsraten zurückzuführen ist, die zur Erosion der Auenvegetation und der Auenböden in den Fluss führen. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die menschliche Gestaltung von Flüssen die Kohlenstoffbilanz im Fluss verändern könnte, indem die seitlichen POC-Einträge reduziert und die mittlere Sedimenttransitzeit erhöht werden. Zusammengenommen verknüpfen diese drei Studien geomorphologische Prozesse quantitativ mit den Raten des POC-Transports und der POC-Degradation über sub-jährliche bis tausendjährige Zeitskalen und Nano bis 103 km räumlichen Skalen und bilden die Grundlage für ein Modell des globalen, fluvialen, organischen Kohlenstoffkreislaufs. T2 - Flusssedimenttransfer und Kohlenstoffkreislauf KW - biogeoscience KW - geomorphology KW - rivers KW - Biogeowissenschaften KW - Geomorphologie KW - Flüsse Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-493978 ER -