@article{VorogushynApelKemteretal.2022, author = {Vorogushyn, Sergiy and Apel, Heiko and Kemter, Matthias and Thieken, Annegret}, title = {Analyse der Hochwassergef{\"a}hrdung im Ahrtal unter Ber{\"u}cksichtigung historischer Hochwasser}, series = {Hydrologie und Wasserbewirtschaftung}, volume = {66}, journal = {Hydrologie und Wasserbewirtschaftung}, number = {5}, publisher = {Bundesanst. f{\"u}r Gew{\"a}sserkunde}, address = {Koblenz}, issn = {1439-1783}, doi = {10.5675/HyWa_2022.5_2}, pages = {244 -- 254}, year = {2022}, abstract = {The flood disaster in July 2021 in western Germany calls for a critical discussion on flood hazard assessment, revision of flood hazard maps and communication of extreme flood scenarios. In the presented work, extreme value analysis was carried out for annual maximum peak flow series at the Altenahr gauge on the river Ahr. We compared flood statistics with and without considering historical flood events. An estimate for the return period of the recent flood based on the Generalized Extreme Value (GEV) distribution considering historical floods ranges between about 2600 and above 58700 years (90\% confidence interval) with a median of approximately 8600 years, whereas an estimate based on the 74-year long systematically recorded flow series would theoretically exceed 100 million years. Consideration of historical floods dramatically changes the flood quantiles that are used for the generation of official flood hazard maps. The fitting of the GEV to the time series with historical floods reveals, however, that the model potentially inadequately reflects the flood population. In this case, we might face a mixed sample, in which extreme floods result from very different processes compared to smaller floods. Hence, the probabilities of extreme floods could be much larger than those resulting from a single GEV model. The application of a process-based mixed flood distribution should be explored in future work.
The comparison of the official HQextrem flood maps for the AhrValley with the inundation areas from July 2021 shows a striking discrepancy in the affected areas and calls for revision of design values used to define extreme flood scenarios. The hydrodynamic simulations of a 1000-year return period flood considering historical events and of the 1804 flood scenario compare much better to the flooded areas from July 2021, though both scenarios still underestimated the flood extent.
Particular effects such as clogging of bridges and geomorphological changes of the river channel led to considerably larger flooded areas in July 2021 compared to the simulation results. Based on this analysis, we call for a consistent definition of HQextrem for flood hazard mapping in Germany, and suggest using high flood quantiles in the range of a 1,000-year flood. Flood maps should additionally include model-based reconstructions of the largest, reliably documented historical floods and/or synthetic worst-case scenarios. This would be an important step towards protecting potentially affected population and disaster management from surprises due to very rare and extreme flood events in future.}, language = {de} } @misc{BrendelMatznerMenzel2021, author = {Brendel, Nina and Matzner, Nils and Menzel, Max-Peter}, title = {Geographisches Gezwitscher - Analyse von Twitter-Daten als Methode im GW-Unterricht}, series = {Zweitver{\"o}ffentlichungen der Universit{\"a}t Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe}, journal = {Zweitver{\"o}ffentlichungen der Universit{\"a}t Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, issn = {1866-8372}, doi = {10.25932/publishup-55061}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-550614}, pages = {72 -- 85}, year = {2021}, abstract = {Soziale Medien sind ein wesentlicher Bestandteil des Alltags von Sch{\"u}ler*innen und gleichzeitig zunehmend wichtig in Wirtschaft, Politik und Wissenschaft. Am Beispiel von Twitter zeigt dieser Beitrag, dass soziale Medien im Unterricht auch f{\"u}r die Beantwortung geographischer Fragestellungen verwendet werden k{\"o}nnen. Hierf{\"u}r eignen sich Twitter-Daten aufgrund ihrer Georeferenzierung und weiterer interessanter Inhalte besonders. Der Beitrag gibt einen {\"U}berblick {\"u}ber die Verwendung von Twitter f{\"u}r sozialwissenschaftliche und humangeographische Fragestellungen und reflektiert die Nutzung von Twitter im Unterricht. F{\"u}r die Unterrichtspraxis werden Beispiele zu den Themen Braunkohle, Flutereignisse und Raumwahrnehmungen sowie Anleitungen zur Auswertung, Anwendung und Reflexion von Twitter-Analysen vorgestellt.}, language = {de} } @article{BrendelMatznerMenzel2021, author = {Brendel, Nina and Matzner, Nils and Menzel, Max-Peter}, title = {Geographisches Gezwitscher - Analyse von Twitter-Daten als Methode im GW-Unterricht}, series = {GW-Unterricht}, journal = {GW-Unterricht}, publisher = {Verlag der {\"O}sterreichischen Akademie der Wissenschaften}, address = {Wien}, issn = {2414-4169}, doi = {10.1553/gw-unterricht164s72}, pages = {72 -- 85}, year = {2021}, abstract = {Soziale Medien sind ein wesentlicher Bestandteil des Alltags von Sch{\"u}ler*innen und gleichzeitig zunehmend wichtig in Wirtschaft, Politik und Wissenschaft. Am Beispiel von Twitter zeigt dieser Beitrag, dass soziale Medien im Unterricht auch f{\"u}r die Beantwortung geographischer Fragestellungen verwendet werden k{\"o}nnen. Hierf{\"u}r eignen sich Twitter-Daten aufgrund ihrer Georeferenzierung und weiterer interessanter Inhalte besonders. Der Beitrag gibt einen {\"U}berblick {\"u}ber die Verwendung von Twitter f{\"u}r sozialwissenschaftliche und humangeographische Fragestellungen und reflektiert die Nutzung von Twitter im Unterricht. F{\"u}r die Unterrichtspraxis werden Beispiele zu den Themen Braunkohle, Flutereignisse und Raumwahrnehmungen sowie Anleitungen zur Auswertung, Anwendung und Reflexion von Twitter-Analysen vorgestellt.}, language = {de} } @article{StedingSchneider2021, author = {Steding, Svenja and Schneider, Wilfried}, title = {Prognose des Schadstoffaustrags aus mehrphasigen DNAPL-Pools mittels semi-analytischem Berechnungsmodell}, series = {Grundwasser : Zeitschrift der Fachsektion Hydrogeologie in der Deutschen Gesellschaft f{\"u}r Geowissenschaften (FH-DGG)}, volume = {26}, journal = {Grundwasser : Zeitschrift der Fachsektion Hydrogeologie in der Deutschen Gesellschaft f{\"u}r Geowissenschaften (FH-DGG)}, number = {3}, publisher = {Springer}, address = {Berlin ; Heidelberg}, issn = {1430-483X}, doi = {10.1007/s00767-021-00490-2}, pages = {241 -- 253}, year = {2021}, abstract = {Multicomponent DNAPL pools are among the most common reasons for groundwater contamination and represent highly persistent source areas. Although several studies have already shown that their constituents influence each other's solubility, existing models neglect these interactions. For this reason, a semi-analytical model has been developed, considering the pool composition as temporally variable. Based on Raoult's law, the molar fraction, the effective solubility and finally the mass discharge due to advection, dispersion and diffusion of each component are determined. The results significantly differ from studies on single-phase pools. It is shown that mass discharges can both increase and decrease over time and that the longevity of DNAPL pools as well as the time until threshold values are fullfilled will be significantly underestimated if Raoult's law is neglected. Additionally, a sensitivity analysis reveals that poorly soluble minor components must not be neglected, whereas highly soluble ones can.}, language = {de} } @article{SchreiberMunzSalzmannetal.2021, author = {Schreiber, Lisa and Munz, Matthias and Salzmann, Thomas and Oswald, Sascha}, title = {Coupled simulation of groundwater and drainage dynamics in a coastal fen}, series = {Grundwasser : Zeitschrift der Fachsektion Hydrogeologie in der Deutschen Gesellschaft f{\"u}r Geowissenschaften (FH-DGG)}, volume = {26}, journal = {Grundwasser : Zeitschrift der Fachsektion Hydrogeologie in der Deutschen Gesellschaft f{\"u}r Geowissenschaften (FH-DGG)}, number = {3}, publisher = {Springer}, address = {Heidelberg}, issn = {1430-483X}, doi = {10.1007/s00767-021-00486-y}, pages = {289 -- 304}, year = {2021}, abstract = {Coastal wetlands are characterized by continued human influence, e.g. with drainage ditches, coastal dikes or landscape restoration. In addition, it is important to understand the complex interactions with the sea to predict impacts of further development. In the present study the aim was to analyze surface and subsurface flow in a coastal wetland located at the Baltic Sea coastline near Warnemunde (Germany) to quantify water exchange with the Baltic Sea and analyze the effect of a storm flood event on saline intrusion. A 3-D transient groundwater model and a one-dimensional surface water model were set up and calibrated by using hydraulic head measurements. The results indicate that in addition to ditch flow, groundwater discharge to the Baltic Sea often has a significant influence on the overall water budget of the fen. From the transient modelling it became evident that water exchange between groundwater in the fen and the Baltic Sea depends on sea level and very often fluctuates between seaward and landward flow directions on daily to weekly time scales.}, language = {de} } @book{RahmstorfSchellnhuber2020, author = {Rahmstorf, Stefan and Schellnhuber, Hans Joachim}, title = {Der Klimawandel}, series = {Schriftenreihe / Bundeszentrale f{\"u}r politische Bildung ; Band 10520}, journal = {Schriftenreihe / Bundeszentrale f{\"u}r politische Bildung ; Band 10520}, publisher = {Bundeszentrale f{\"u}r politische Bildung}, address = {Bonn}, isbn = {978-3-7425-0520-0}, pages = {144}, year = {2020}, language = {de} } @phdthesis{Schimpf2020, author = {Schimpf, Stefan}, title = {Herkunft und Ablagerungsmilieu quart{\"a}rer Sedimente im Einzugsgebiet des Heihe, NW China}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {xi, 186}, year = {2020}, abstract = {Der zentralasiatische Naturraum, wie er sich uns heute pr{\"a}sentiert, ist das Ergebnis eines Zusammenwirkens vieler verschiedener Faktoren {\"u}ber Jahrmillionen hinweg. Im aktuellen Kontext des Klimawandels zeigt sich jedoch, wie stark sich Stofffl{\"u}sse auch kurzfristig {\"a}ndern und dabei das Gesicht der Landschaft verwandeln k{\"o}nnen. Die Gobi-W{\"u}ste in der Inneren Mongolei (China), als Teil der gleichnamigen Trockenregionen Nordwestchinas, ist aufgrund der Ausgestaltung ihrer landschaftspr{\"a}genden Elemente sowie ihrer Landschaftsdynamik, im Zusammenhang mit der Lage zum Tibet-Plateau, in den Fokus der klimageschichtlichen Grundlagenforschung ger{\"u}ckt. Als großes Langzeitarchiv unterschiedlichster fluvialer, lakustriner und {\"a}olischer Sedimente stellt sie eine bedeutende Lokalit{\"a}t zur Rekonstruktion von lokalen und regionalen Stofffl{\"u}ssen dar.. Andererseits ist die Gobi-W{\"u}ste zugleich auch eine bedeutende Quelle f{\"u}r den {\"u}berregionalen Staubtransport, da sie aufgrund der klimatischen Bedingungen insbesondere der Erosion durch Ausblasung preisgegeben wird. Vor diesem Hintergrund erfolgten zwischen 2011 und 2014, im Rahmen des BMBF-Verbundprogramms WTZ Zentralasien - Monsundynamik \& Geo{\"o}kosysteme (F{\"o}rderkennzeichen 03G0814), mehrere deutsch-chinesische Expeditionen in das Ejina-Becken (Innere Mongolei) und das Qilian Shan-Vorland. Im Zuge dieser Expeditionen wurden f{\"u}r eine Bestimmung potenzieller Sedimentquellen erstmals zahlreiche Oberfl{\"a}chenproben aus dem gesamten Einzugsgebiet des Heihe (schwarzer Fluss) gesammelt. Zudem wurden mit zwei Bohrungen im inneren des Ejina-Beckens, erg{\"a}nzende Sedimentbohrkerne zum bestehenden Bohrkern D100 (siehe W{\"u}nnemann (2005)) abgeteuft, um weit reichende, erg{\"a}nzende Informationen zur Landschaftsgeschichte und zum {\"u}berregionalen Sedimenttransfer zu erhalten. Gegenstand und Ziel der vorliegenden Doktorarbeit ist die sedimentologisch-mineralogische Charakterisierung des Untersuchungsgebietes in Bezug auf potenzielle Sedimentquellen und Stofffl{\"u}sse des Ejina-Beckens sowie die Rekonstruktion der Ablagerungsgeschichte eines dort erbohrten, 19m langen Sedimentbohrkerns (GN100). Schwerpunkt ist hierbei die Kl{\"a}rung der Sedimentherkunft innerhalb des Bohrkerns sowie die Ausweisung von Herkunftssignalen und m{\"o}glichen Sedimentquellen bzw. Sedimenttransportpfaden. Die methodische Herangehensweise basiert auf einem Multi-Proxy-Ansatz zur Charakterisierung der klastischen Sedimentfazies anhand von Gel{\"a}ndebeobachtungen, lithologisch-granulometrischen und mineralogisch-geochemischen Analysen sowie statistischen Verfahren. F{\"u}r die mineralogischen Untersuchungen der Sedimente wurde eine neue, rasterelektronenmikroskopische Methode zur automatisierten Partikelanalyse genutzt und den traditionellen Methoden gegen{\"u}bergestellt. Die synoptische Betrachtung der granulometrischen, geochemischen und mineralogischen Befunde der Oberfl{\"a}chensedimente ergibt f{\"u}r das Untersuchungsgebiet ein logisches Kaskadenmodell mit immer wiederkehrenden Prozessbereichen und {\"a}hnlichen Prozesssignalen. Die umfangreichen granulometrischen Analysen deuten dabei auf abnehmende Korngr{\"o}ßen mit zunehmender Entfernung vom Qilian Shan hin und erm{\"o}glichen die Identifizierung von vier texturellen Signalen: den fluvialen Sanden, den D{\"u}nensanden, den Stillwassersedimenten und St{\"a}uben. Diese Ergebnisse k{\"o}nnen als Interpretationsgrundlage f{\"u}r die Korngr{\"o}ßenanalysen des Bohrkerns genutzt werden. Somit ist es m{\"o}glich, die Ablagerungsgeschichte der Bohrkernsedimente zu rekonstruieren und in Verbindung mit eigenen und literaturbasierten Datierungen in einen Gesamtkontext einzuh{\"a}ngen. F{\"u}r das Untersuchungsgebiet werden somit vier Ablagerungsphasen ausgewiesen, die bis in die Zeit des letzten glazialen Maximums (LGM) zur{\"u}ckreichen. W{\"a}hrend dieser Ablagerungsphasen kam es im Zuge unterschiedlicher Aktivit{\"a}ts- und Stabilit{\"a}tsphasen zu einer kontinuierlichen Progradation und {\"U}berpr{\"a}gung des Schwemmf{\"a}chers. Eine besonders aktive Phase kann zwischen 8 ka und 4 ka BP festgestellt werden, w{\"a}hrend der es aufgrund zunehmender fluvialer Aktivit{\"a}ten zu einer deutlich verst{\"a}rkten Schwemmf{\"a}cherdynamik gekommen zu sein scheint. In den Abschnitten davor und danach waren es vor allem {\"a}olische Prozesse, die zu einer {\"U}berpr{\"a}gung des Schwemmf{\"a}chers gef{\"u}hrt haben. Hinsichtlich der mineralogischen Herkunftssignale gibt es eine große Variabilit{\"a}t. Dies spiegelt die enorme Heterogenit{\"a}t der Geologie des Untersuchungsgebietes wider, wodurch die r{\"a}umlichen Signale nicht sehr stark ausgepr{\"a}gt sind. Dennoch, k{\"o}nnen f{\"u}r das Einzugsgebiet drei gr{\"o}ßere Bereiche deklariert werden, die als Herkunftsgebiet in Frage kommen. Das {\"o}stliche Qilian Shan Vorland zeichnet sich dabei durch deutlich h{\"o}here Chloritgehalte als prim{\"a}re Quelle f{\"u}r die Sedimente im Ejina-Becken aus. Sie unterscheiden sich insbesondere durch stark divergierende Chloritgehalte in der Tonmineral- und Gesamtmineralfraktion, was das {\"o}stliche Qilian Shan Vorland als prim{\"a}re Quelle f{\"u}r die Sedimente im Ejina-Becken auszeichnet. Dies steht in Zusammenhang mit den Gr{\"u}nschiefern, Ophioliten und Serpentiniten in diesem Bereich. Geochemisch deutet vor allem das Cr/Rb-Verh{\"a}ltnis eine große Variabilit{\"a}t innerhalb des Einzugsgebietes an. Auch hier ist es das {\"o}stliche Vorland, welches aufgrund seines hohen Anteils an mafischen Gesteinen reich an Chromiten und Spinellen ist und sich somit vom restlichen Untersuchungsgebiet abhebt. Die zeitliche aber auch die generelle Variabilit{\"a}t der Sedimentherkunft l{\"a}sst sich in den Bohrkernsedimenten nicht so deutlich nachzeichnen. Die mineralogisch-sedimentologischen Eigenschaften der erbohrten klastischen Sedimente zeugen zwar von zwischenzeitlichen {\"A}nderungen bei der Sedimentherkunft, diese sind jedoch nicht so deutlich ausgepr{\"a}gt, wie es die Quellsignale in den Oberfl{\"a}chensedimenten vermuten lassen. Ein Grund daf{\"u}r scheint die starke Vermischung unterschiedlichster Sedimente w{\"a}hrend des Transportes zu sein. Die Kombination der Korngr{\"o}ßenergebnisse mit den Befunden der Gesamt- und Schwermineralogie deuten darauf hin, dass es zwischenzeitlich eine Phase mit {\"u}berwiegend {\"a}olischen Prozessen gegeben hat, die mit einem Sedimenteintrag aus dem westlichen Bei Shan in Verbindung stehen. Neben der Zunahme ultrastabiler Schwerminerale wie Zirkon und Granat und der Abnahme opaker Schwerminerale, weisen vor allem die heutigen Verh{\"a}ltnisse darauf hin. Der Vergleich der traditionellen Schwermineralanalyse mit der Computer-Controlled-Scanning-Electron-Microscopy (kurz: CCSEM), die eine automatisierte Partikelauswertung der Proben erm{\"o}glicht, zeigt den deutlichen Vorteil der modernen Analysemethode. Neben einem zeitlichen Vorteil, den man durch die automatisierte Abarbeitung der vorbereiteten Proben erlangen kann, steht vor allem die deutlich gr{\"o}ßere statistische Signifikanz des Ergebnisses im Vordergrund. Zudem k{\"o}nnen mit dieser Methode auch chemische Variet{\"a}ten einiger Schwerminerale bestimmt werden, die eine noch feinere Klassifizierung und sicherere Aussagen zu einer m{\"o}glichen Sedimentherkunft erm{\"o}glichen. Damit ergeben sich außerdem verbesserte Aussagen zu Zusammensetzungen und Entstehungsprozessen der abgelagerten Sedimente. Die Studie verdeutlicht, dass die Sedimentherkunft innerhalb des Untersuchungsgebietes sowie die ablaufenden Prozesse zum Teil stark von lokalen Gegebenheiten abh{\"a}ngen. Die Heterogenit{\"a}t der Geologie und die Gr{\"o}ße des Einzugsgebietes sowie die daraus resultierende Komplexit{\"a}t der Sedimentgenese, machen exakte Zuordnungen zu klar definierten Sedimentquellen sehr schwer. Dennoch zeigen die Ergebnisse, dass die Sedimentzufuhr in das Ejina-Becken in erster Linie durch fluviale klastische Sedimente des Heihe aus dem Qilian Shan erfolgt sein muss. Die Untersuchungsergebnisse zeigen jedoch ebenso die Notwendigkeit einer erg{\"a}nzenden Bearbeitung angrenzender Untersuchungsgebiete, wie beispielsweise den Gobi-Altai im Norden oder den Beishan im Westen, sowie die Verdichtung der Oberfl{\"a}chenbeprobung zur feineren Aufl{\"o}sung von lokalen Sedimentquellen.}, language = {de} } @phdthesis{Caesar2019, author = {Caesar, Levke}, title = {The evolution of the Atlantic Meridional Overturning Circulation and its implications for surface warming}, address = {Potsdam}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {119}, year = {2019}, abstract = {The Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) is likely the most well-known system of ocean currents on Earth, redistributing heat, nutrients and carbon over a large part of the Earth's surface and affecting global climate as a result. Due to enhanced freshwater fluxes into the subpolar North Atlantic as a response to global warming, the AMOC is expected, and may have already started, to weaken and these changes will likely have global impacts. It is therefore of considerable relevance to improve our understanding of past and future AMOC changes. My thesis tries to answer some of the open questions in this field by giving strong evidence that the AMOC has already weakened over the last century, by narrowing future projections of this slowdown and by studying the impacts on global surface warming. While there have been various studies trying to reconstruct the strength of the overturning circulation in the past, often based on model simulations in combination with observations (Jackson et al., 2016, Kanzow et al., 2010) or proxies (Frajka-Williams, 2015, Latif et al., 2006), the results so far, due to lack of direct measurements, have been inconclusive. In the first paper I build on previous work that links the anomalously low sea surface temperatures (SSTs) in the North Atlantic with the reduced meridional heat transport due to a weaker AMOC. Using the output of a high-resolution global climate model, I derive a characteristic spatial and seasonal SST fingerprint of an AMOC slowdown and an improved SST-based AMOC index. The same fingerprint is seen in the observational SSTs since the late 19th Century, giving strong evidence that since then the AMOC has slowed down. In addition, the reconstruction of the historical overturning strength with the new AMOC index agrees well with and extends the results of earlier studies as well as the direct measurements from the RAPID project and shows a strong decline of the AMOC by about 15\% (3±1 Sv) since the mid-20th Century (Caesar et al., 2018). The reconstruction of the historical overturning strength with the AMOC index enables us to weight future AMOC projections based on their skill in modeling the historical AMOC as described in the second paper of this thesis (Olson et al., 2018). Using Bayesian model averaging we considerably narrow the projections of the CMIP5 ensemble to a decrease of -4.0 Sv and -6.8 Sv between the years 1960-1999 and 2060-2099 for the RCP4.5 and RCP8.5 emission scenarios, respectively. These values fit to, yet are at the lower end of, previously published estimates. In the third paper I examine how the AMOC slowdown affects the global mean surface temperature (GMST) with a focus on how it will change the ocean heat uptake (OHC). Accounting for the effect of changes in the radiative forcing on the GMST, I test how AMOC variations correlate with the residual part of surface temperature changes in the past. I find that the correlation is positive which fits the understanding that the deep-water formation that is important in driving the AMOC cools the deep ocean and therefore warms the surface (Caesar et al., 2019). The future weakening of the overturning circulation could therefore delay global surface warming. Due to nonlinear behavior and scale specific changes it can be difficult to study the dominant processes and modes that drive climate variability. In the fourth paper we develop and test a new technique based on the wavelet multiscale correlation (WMC) similarity measure to study climate variability on different temporal and spatial scales (Agarwal et al., 2018). In a fifth contribution to my thesis this method is applied to the observed sea surface temperatures. The results reconfirm well-known relations between SST anomalies such as the El Ni{\~n}o-Southern Oscillation (ENSO) and the Pacific Decadal Oscillation (PDO) on inter-annual and decadal timescales, respectively. They furthermore give new insights into the characteristics and origins of long-range teleconnections, for example, that the teleconnection between ENSO and Indian Ocean dipole exist mainly between the northern part of the ENSO tongue and the equatorial Indian Ocean, and provides therefore valuable knowledge about the regions that are necessary to include when modeling regional climate variability at a certain scale (Agarwal et al., 2019). In summary, my PhD thesis investigates past and future AMOC variability and its effects on global mean surface temperature by utilizing a combination of observational sea surface data and the output of historical and future climate model simulations from both the high-resolution CM2.6 model as well as the CMIP5 ensemble. It further includes the development and validation of a new method to study climate variability, that, applied to the observed sea surface temperatures, gives new insight about teleconnections in the Earth System. My findings provide evidence that the AMOC has already slowed down, will continue to do so in the future, and will impact the global mean temperature. Further impacts of an AMOC slowdown may include increased sea-level rise at the U.S. east coast (Ezer, 2015), heat extremes in Europe (Duchez et al., 2016) and increased storm activity in the North Atlantic region (Jackson et al., 2015), all of which have significant socio-economic implications.}, language = {de} } @phdthesis{Maerz2019, author = {Maerz, Sven}, title = {Analyzing pore systems through comprehensive digital image analysis (DIA)}, doi = {10.25932/publishup-44588}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-445880}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {xii, 107, xxi}, year = {2019}, abstract = {Carbonates tend to have complex pore systems which are often composed of distinct assemblages of genetically and geometrically different pore types at various scales (e.g., Melim et al., 2001; Lee et al., 2009; He et al., 2014; Dernaika \& Sinclair, 2017; Zhang et al., 2017). Such carbonate-typical multimodal pore systems are the result of both primary depositional processes and multiple stages of postdepositional modifications, causing small-scale heterogeneities in pore system properties and leading to the co-occurrence of both effective and ineffective pore types. These intrinsic variations in pore type effectiveness are the main reason for the often low correlation between porosity and permeability in carbonate pore systems (e.g., Mazzullo 2004; Ehrenberg \& Nadeau, 2005; Hollis et al., 2010; He et al., 2014; Rashid et al., 2015; Dernaika \& Sinclair, 2017), as it is also true for the marginal lacustrine carbonates studied in this thesis. However, by extracting interconnected and thus effective pore types, and simultaneously excluding isolated and ineffective pores, the understanding and prediction of permeability for given porosity can be highly enhanced (e.g., Melim et al., 2001; Zhang et al., 2017). In this thesis, a step-by-step workflow based on digital image analysis (DIA) is presented and performed on 32 facies-representative samples of marginal lacustrine carbonates from the Middle Miocene N{\"o}rdlinger Ries crater lake (Southern Germany), resulting in 77 mean values of pore type effectiveness which are based on 23,508 individual pore geometry data. By using pore shape factor γ (sensu Anselmetti et al., 1998) as a parameter to quantitatively describe pore shape complexity and therefore pore interconnectivity, the potential contribution (Kcontr.) of each pore type to total permeability (Ktotal) is calculated, and the most effective pore types are then identified. As a result, primary interpeloidal pores and secondary vugs are the most effective pore types in the studied marginal lacustrine succession, mainly due to their generally big size and complex shape, leading to an excellent interconnection between both pore types and consequently to the establishment of a highly effective pore network. Both pore types together compose the pore system of the peloidal grainstone facies. Therefore, this lithofacies type has been identified as the sedimentary facies with highest porosity-permeability properties in this marginal lacustrine succession. By applying the DIA-based method to 23 additional samples from the studied outcrop which all show extensive partial to complete cementation of preexisting pores, the impact of cementation on pore geometry and therefore on porosity and permeability is quantified. This results in a cementation reduction value for each relevant parameter which can then be used to enhance precision of predicting porosity and permeability within the studied succession. Furthermore, the concept of using pore shape complexity as a proxy parameter for pore system effectiveness is tested by applying an independent method (i.e., fluid flow simulation) to the dataset. DIA is then used once again to evaluate the outcome of fluid flow simulation. The results confirm the previous findings that interpeloidal pores and vugs together build up the most effective pore system in the Ries lake carbonates. Finally, the extraction of the interconnected (i.e., effective) pore network leads to an improved correlation between porosity and permeability within the studied carbonates. The step-by-step workflow described in this thesis provides a quantitative petrographic method to identify and extract effective porosity from the pore system, which is crucial for understanding how carbonate pore systems generate permeability. This thesis also demonstrates that pore shape complexity is the most important geometrical parameter controlling pore interconnection and consequently the formation of effective porosity. It further emphasizes that pore shape factor γ (sensu Anselmetti et al. 1998) is a very robust and scale-independent proxy parameter to quantify pore type effectiveness. Additionally, DIA proves to be an ideal tool to directly link porosity and permeability to their mutual origin: the rock fabric and associated pore structure.}, language = {de} } @phdthesis{Besendoerfer2018, author = {Besend{\"o}rfer, Christian Ren{\´e}}, title = {Innovationen im nachhaltigen Landmanagement}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {260}, year = {2018}, language = {de} } @phdthesis{Ramage2018, author = {Ramage, Justine Lucille}, title = {Impact of Hillslope Thermokarst on the Nearshore Carbon Budget Along the Yukon Coast, Canada}, doi = {10.25932/publishup-42186}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-421867}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {xvii, 103}, year = {2018}, abstract = {In ice-rich permafrost regions, changes in the permafrost thermal regime cause surface disturbances. These changes are amplified by the increase in air temperatures recorded in the Arctic in the past decades. Thermokarst is a process that leads to surface subsidence and formation of characteristic landforms following thawing of ice-rich permafrost or melting of massive ice. Thermokarst is widespread on hillslopes and the number of associated landforms is increasing in the Arctic. Through this process large amounts of material are eroded and transported to the sea or accumulate along hillslopes. While hillslope thermokarst modifies terrestrial and aquatic ecosystems, there is limited understanding of its environmental impact at a regional scale. In this thesis we quantify the environmental impacts of hillslope thermokarst on the valley and nearshore ecosystems along the Yukon Coast, Canada. Using supervised machine learning, we identified geomorphic factors that favour the development of coastal retrogressive thaw slump (RTS), one of the most dynamic hillslope thermokarst landform. Coastal geomorphology and ground ice type and content play a major role in RTS occurrence. Using aerial photographs and satellite imagery, we traced the evolution of RTSs between 1952 and 2011. During this time, the number and areal coverage of RTSs increased by 73\%. RTSs eroded and partly released to the nearshore zone organic carbon contained in millions of cubic meters of material. Our results show that 56\% of the RTSs identified along the coast in 2011 have eroded 16.6 × 10^6 m3 of material; a large part (45\%) was transported alongshore due to coastal processes. Moreover, we show that RTSs are a major contributor to the carbon budget in the nearshore ecosystem: 17\% of the coastal RTSs identified in 2011 contributed annually up to 0.6\% of the organic carbon released by coastal retreat along the Yukon Coast. To assess the impact of hillslope thermokarst on the terrestrial ecosystem, we measured the spatial distribution of soil organic carbon (SOC) and total nitrogen (TN) along hillslopes in three Arctic valleys. We highlight the high spatial variability in the distribution of SOC and TN in the valleys. This distribution is caused by complex soil processes occurring along the hillslopes. Hillslope thermokarst impacts the degradation of organic matter and affects the storage of SOC and TN.}, language = {de} } @techreport{ThiekenDierckDunstetal.2018, author = {Thieken, Annegret and Dierck, Julia and Dunst, Lea and G{\"o}pfert, Christian and Heidenreich, Anna and Hetz, Karen and Kern, Julia and Kern, Kristine and Lipp, Torsten and Lippert, Cordine and Meves, Monika and Niederhafner, Stefan and Otto, Antje and Rohrbacher, Christian and Schmidt, Katja and Strate, Leander and Stumpp, Inga and Walz, Ariane}, title = {Urbane Resilienz gegen{\"u}ber extremen Wetterereignissen - Typologien und Transfer von Anpassungsstrategien in kleinen Großst{\"a}dten und Mittelst{\"a}dten (ExTrass)}, organization = {Leibniz-Institut f{\"u}r Raumbezogene Sozialforschung, adelphi research gGmbH}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-416067}, pages = {102}, year = {2018}, abstract = {Weltweit verursachen St{\"a}dte etwa 70 \% der Treibhausgasemissionen und sind daher wichtige Akteure im Klimaschutz bzw. eine wichtige Zielgruppe von Klimapolitiken. Gleichzeitig sind St{\"a}dte besonders stark von m{\"o}glichen Auswirkungen des Klimawandels betroffen: Insbesondere extreme Wetterereignisse wie Hitzewellen oder Starkregenereignisse mit {\"U}berflutungen verursachen in St{\"a}dten hohe Sachsch{\"a}den und wirken sich negativ auf die Gesundheit der st{\"a}dtischen Bev{\"o}lkerung aus. Daher verfolgt das Projekt ExTrass das Ziel, die st{\"a}dtische Resilienz gegen{\"u}ber extremen Wetterereignissen in enger Zusammenarbeit mit Stadtverwaltungen, Strukturen des Bev{\"o}lkerungsschutzes und der Zivilgesellschaft zu st{\"a}rken. Im Fokus stehen dabei (kreisfreie) Groß- und Mittelst{\"a}dte mit 50.000 bis 500.000 Einwohnern, insbesondere die Fallstudienst{\"a}dte Potsdam, Remscheid und W{\"u}rzburg. Der vorliegende Bericht beinhaltet die Ergebnisse der 14-monatigen Definitionsphase von ExTrass, in der vor allem die Abstimmung eines Arbeitsprogramms im Mittelpunkt stand, das in einem nachfolgenden dreij{\"a}hrigen Forschungsprojekt (F+E-Phase) gemeinsam von Wissenschaft und Praxispartnern umgesetzt werden soll. Begleitend wurde eine Bestandsaufnahme von Klimaanpassungs- und Klimaschutzstrategien/-pl{\"a}nen in 99 deutschen Groß- und Mittelst{\"a}dten vorgenommen. Zudem wurden f{\"u}r Potsdam und W{\"u}rzburg Pfadanalysen f{\"u}r die Klimapolitik durchgef{\"u}hrt. Darin wird insbesondere die Bedeutung von Schl{\"u}sselakteuren deutlich. Weiterhin wurden im Rahmen von Stakeholder-Workshops Anpassungsherausforderungen und aktuelle Handlungsbedarfe in den Fallstudienst{\"a}dten identifiziert und L{\"o}sungsans{\"a}tze erarbeitet, die in der F+E-Phase entwickelt und getestet werden sollen. Neben Maßnahmen auf gesamtst{\"a}dtischer Ebene und auf Stadtteilebene wurden Maßnahmen angestrebt, die die Risikowahrnehmung, Vorsorge und Selbsthilfef{\"a}higkeit von Unternehmen und Bev{\"o}lkerung st{\"a}rken k{\"o}nnen. Daher wurde der Stand der Risikokommunikation in Deutschland f{\"u}r das Projekt aufgearbeitet und eine erste Evaluation von Risikokommunikationswerkzeugen durchgef{\"u}hrt. Der Bericht endet mit einer Kurzfassung des Arbeitsprogramms 2018-2021.}, language = {de} } @phdthesis{Wolf2017, author = {Wolf, Julia}, title = {Schadenserkennung in Beton durch {\"U}berwachung mit eingebetteten Ultraschallpr{\"u}fk{\"o}pfen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-397363}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {ix, 142}, year = {2017}, abstract = {Die zerst{\"o}rungsfreien Pr{\"u}fungen von Bauwerken mit Hilfe von Ultraschallmessverfahren haben in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen. Durch Ultraschallmessungen k{\"o}nnen die Geometrien von Bauteilen bestimmt sowie von außen nicht sichtbare Fehler wie Delaminationen und Kiesnester erkannt werden. Mit neuartigen, in das Betonbauteil eingebetteten Ultraschallpr{\"u}fk{\"o}pfen sollen nun Bauwerke dauerhaft auf Ver{\"a}nderungen {\"u}berpr{\"u}ft werden. Dazu werden Ultraschallsignale direkt im Inneren eines Bauteils erzeugt, was die M{\"o}glichkeiten der herk{\"o}mmlichen Methoden der Bauwerks{\"u}berwachung wesentlich erweitert. Ein Ultraschallverfahren k{\"o}nnte mit eingebetteten Pr{\"u}fk{\"o}pfen ein Betonbauteil kontinuierlich integral {\"u}berwachen und damit auch stetig fortschreitende Gef{\"u}ge{\"a}nderungen, wie beispielsweise Mikrorisse, registrieren. Sicherheitsrelevante Bauteile, die nach dem Einbau f{\"u}r Messungen unzug{\"a}nglich oder mittels Ultraschall, beispielsweise durch zus{\"a}tzliche Beschichtungen der Oberfl{\"a}che, nicht pr{\"u}fbar sind, lassen sich mit eingebetteten Pr{\"u}fk{\"o}pfen {\"u}berwachen. An bereits vorhandenen Bauwerken k{\"o}nnen die Ultraschallpr{\"u}fk{\"o}pfe mithilfe von Bohrl{\"o}chern und speziellem Verpressm{\"o}rtel auch nachtr{\"a}glich in das Bauteil integriert werden. F{\"u}r Fertigbauteile bieten sich eingebettete Pr{\"u}fk{\"o}pfe zur Herstellungskontrolle sowie zur {\"U}berwachung der Baudurchf{\"u}hrung als Werkzeug der Qualit{\"a}tssicherung an. Auch die schnelle Schadensanalyse eines Bauwerks nach Naturkatastrophen, wie beispielsweise einem Erdbeben oder einer Flut, ist denkbar. Durch die gute Ankopplung erm{\"o}glichen diese neuartigen Pr{\"u}fk{\"o}pfe den Einsatz von empfindlichen Auswertungsmethoden, wie die Kreuzkorrelation, die Coda-Wellen-Interferometrie oder die Amplitudenauswertung, f{\"u}r die Signalanalyse. Bei regelm{\"a}ßigen Messungen k{\"o}nnen somit sich anbahnende Sch{\"a}den eines Bauwerks fr{\"u}hzeitig erkannt werden. Da die Sch{\"a}digung eines Bauwerks keine direkt messbare Gr{\"o}ße darstellt, erfordert eine eindeutige Schadenserkennung in der Regel die Messung mehrerer physikalischer Gr{\"o}ßen die geeignet verkn{\"u}pft werden. Physikalische Gr{\"o}ßen k{\"o}nnen sein: Ultraschalllaufzeit, Amplitude des Ultraschallsignals und Umgebungstemperatur. Dazu m{\"u}ssen Korrelationen zwischen dem Zustand des Bauwerks, den Umgebungsbedingungen und den Parametern des gemessenen Ultraschallsignals untersucht werden. In dieser Arbeit werden die neuartigen Pr{\"u}fk{\"o}pfe vorgestellt. Es wird beschrieben, dass sie sich, sowohl in bereits errichtete Betonbauwerke als auch in der Konstruktion befindliche, einbauen lassen. Experimentell wird gezeigt, dass die Pr{\"u}fk{\"o}pfe in mehreren Ebenen eingebettet sein k{\"o}nnen da ihre Abstrahlcharakteristik im Beton nahezu ungerichtet ist. Die Mittenfrequenz von rund 62 kHz erm{\"o}glicht Abst{\"a}nde, je nach Betonart und SRV, von mindestens 3 m zwischen Pr{\"u}fk{\"o}pfen die als Sender und Empf{\"a}nger arbeiten. Die Empfindlichkeit der eingebetteten Pr{\"u}fk{\"o}pfe gegen{\"u}ber Ver{\"a}nderungen im Beton wird an Hand von zwei Laborexperimenten gezeigt, einem Drei-Punkt-Biegeversuch und einem Versuch zur Erzeugung von Frost-Tau-Wechsel Sch{\"a}den. Die Ergebnisse werden mit anderen zerst{\"o}rungsfreien Pr{\"u}fverfahren verglichen. Es zeigt sich, dass die Pr{\"u}fk{\"o}pfe durch die Anwendung empfindlicher Auswertemethoden, auftretende Risse im Beton detektieren, bevor diese eine Gefahr f{\"u}r das Bauwerk darstellen. Abschließend werden Beispiele von Installation der neuartigen Ultraschallpr{\"u}fk{\"o}pfe in realen Bauteilen, zwei Br{\"u}cken und einem Fundament, gezeigt und basierend auf dort gewonnenen ersten Erfahrungen ein Konzept f{\"u}r die Umsetzung einer Langzeit{\"u}berwachung aufgestellt.}, language = {de} } @incollection{Serwene2017, author = {Serwene, Pola}, title = {Mentor Texts}, series = {Sprache im Geographieunterricht Bilinguale und sprachsensible Materialien und Methoden}, booktitle = {Sprache im Geographieunterricht Bilinguale und sprachsensible Materialien und Methoden}, editor = {Budke, Alexandra and Kuckuck, Miriam}, publisher = {Waxmann}, address = {M{\"u}nster}, publisher = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {101 -- 114}, year = {2017}, language = {de} } @masterthesis{Lehmann2017, type = {Bachelor Thesis}, author = {Lehmann, Lukas}, title = {Performance Test von Phasenpickern}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-401993}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {I, 40, XXXIX}, year = {2017}, abstract = {Die genauen Einsatzzeiten seismischer P-Phasen von Erdbeben werden in SeisComP3 und anderen Auswerteprogrammen standardm{\"a}ßig und in Echtzeit automatisch bestimmt. S-Phasen stellen dagegen eine weit gr{\"o}ßere Herausforderung dar. Nur mit genauen Picks der P- bzw. S-Phasen k{\"o}nnen die Erdbebenlokationen korrekt und stabil bestimmt werden. Darum besteht erhebliches Interesse, diese mit hoher Genauigkeit zu bestimmen. Das Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit war es, vier verschiedene, bereits vorhandene S-Phasenpicker auf ausgew{\"a}hlte Parameter optimal zu konfigurieren, auf Testdaten anzuwenden und deren Leistungsf{\"a}higkeit objektiv zu bewerten. Dazu wurden ein S-Picker (S-L2) aus dem OpenSource SeisComp3-Programmpaket, zwei S-Picker (S-AIC, S-AIC-V) als kommerzielles Modul der Firma gempa GmbH f{\"u}r SeisComP3 und ein S-Picker (Frequenzband) aus dem OpenSource PhasePaPy-Paket ausgew{\"a}hlt. Die Bewertung erfolgte durch Vergleich automatischer Picks mit manuell bestimmten Einsatzzeiten. Alle vier Picker wurden separat konfiguriert und auf drei verschiedene Datens{\"a}tze von Erdbeben in N-Chile und im Vogtland, Deutschland, angewandt. Dazu wurden regional bzw. lokal typische Erdbeben zuf{\"a}llig ausgew{\"a}hlt und die P- und S-Phasen manuell bestimmt. Mit den zu testenden S-Pickeralgorithmen wurden dieselben Daten durchsucht und die Picks automatisch bestimmt. Die Konfigurationen der Picker wurden gleichzeitig automatisch und objektiv durch iterative Anpassung optimiert. Ein neu erstelltes Bewertungssystem vergleicht die manuellen und die automatisch gefundenen S-Picks anhand von definierten Qualit{\"a}tsfaktoren. Die Qualit{\"a}tsfaktoren sind: der Mittelwert und die Standardabweichung der zeitlichen Differenzen zwischen den S-Picks, die Anzahl an {\"u}bereinstimmenden S-Picks, die Prozentangaben {\"u}ber m{\"o}gliche S-Picks und die ben{\"o}tigt Rechenzeit. Die objektive Bewertung erfolgte anhand eines Scores. Der Scorewert ergibt sich aus der gewichteten Summe folgender normierter Qualit{\"a}tsfaktoren: Standardabweichung (20\%), Mittelwert (20\%) und Prozentangabe {\"u}ber m{\"o}gliche S-Picks (60\%). Konfigurationen mit hohem Score werden bevorzugt. Die bevorzugten Konfigurationen der verschiedenen Picker wurden miteinander verglichen, um den am besten geeigneten S-Pickeralgorithmus zu bestimmen. Allgemein zeigt sich, dass der S-AIC Picker f{\"u}r jeden der drei Datens{\"a}tze die h{\"o}chsten Scores und damit die besten Ergebnisse liefert. Dabei wurde f{\"u}r jeden Datensatz ein andere Konfiguration der Parameter des S-AIC Pickers als die am besten geeignete bezeichnet. Daher ist f{\"u}r jede Erdbebenregion eine andere Konfigurationen erforderlich, um optimale Ergebnisse mit diesem S-Picker zu bekommen.}, language = {de} } @article{VogelOzturkRiemeretal.2017, author = {Vogel, Kristin and Ozturk, Ugur and Riemer, Adrian and Laudan, Jonas and Sieg, Tobias and Wendi, Dadiyorto and Agarwal, Ankit and Roezer, Viktor and Korup, Oliver and Thieken, Annegret}, title = {Die Sturzflut von Braunsbach am 29. Mai 2016 - Entstehung, Ablauf und Sch{\"a}den eines „Jahrhundertereignisses"}, series = {Hydrologie und Wasserbewirtschaftung}, volume = {61}, journal = {Hydrologie und Wasserbewirtschaftung}, number = {3}, publisher = {Bundesanst. f{\"u}r Gew{\"a}sserkunde}, address = {Koblenz}, issn = {1439-1783}, doi = {10.5675/HyWa_2017,3_2}, pages = {163 -- 175}, year = {2017}, abstract = {Am Abend des 29. Mai 2016 wurde der Ort Braunsbach im Landkreis Schw{\"a}bisch-Hall (Baden-W{\"u}rttemberg) von einer Sturzflut getroffen, bei der mehrere H{\"a}user stark besch{\"a}digt oder zerst{\"o}rt wurden. Die Sturzflut war eine der Unwetterfolgen, die im Fr{\"u}hsommer 2016 vom Tiefdruckgebiet Elvira ausgel{\"o}st wurden. Der vorliegende Bericht ist der zweite Teil einer Doppelver{\"o}ffentlichung, welche die Ergebnisse zur Untersuchung des Sturzflutereignisses im Rahmen des DFG-Graduiertenkollegs "Naturgefahren und Risiken in einer sich ver{\"a}ndernden Welt" (NatRiskChange, GRK 2043/1) der Universit{\"a}t Potsdam pr{\"a}sentiert. W{\"a}hrend Teil 1 die meteorologischen und hydrologischen Ereignisse analysiert, fokussiert Teil 2 auf die geomorphologischen Prozesse und die verursachten Geb{\"a}udesch{\"a}den. Dazu wurden Ursprung und Ausmaß des w{\"a}hrend des Sturzflutereignisses mobilisierten und in den Ort getragenen Materials untersucht. Des Weiteren wurden zu 96 betroffenen Geb{\"a}uden Daten zum Schadensgrad sowie Prozess- und Geb{\"a}udecharakteristika aufgenommen und ausgewertet. Die Untersuchungen zeigen, dass bei der Betrachtung von Hochwassergef{\"a}hrdung die Ber{\"u}cksichtigung von Sturzfluten und ihrer speziellen Charakteristika, wie hoher Feststofftransport und sprunghaftes Verhalten insbesondere in bebautem Gel{\"a}nde, wesentlich ist, um effektive Schutzmaßnahmen ergreifen zu k{\"o}nnen.}, language = {de} } @phdthesis{Simon2016, author = {Simon, Sebastian}, title = {Der Einfluss der Koordination von Spurenelementen in silikatischen und aluminosilikatischen Schmelzen auf Elementverteilungsprozesse in magmatischen Systemen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-100932}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {xviii, 138}, year = {2016}, abstract = {Das Wissen um die lokale Struktur von Seltenen Erden Elementen (SEE) in silikatischen und aluminosilikatischen Schmelzen ist von fundamentalem Interesse f{\"u}r die Geochemie der magmatischen Prozesse, speziell wenn es um ein umfassendes Verst{\"a}ndnis der Verteilungsprozesse von SEE in magmatischen Systemen geht. Es ist allgemein akzeptiert, dass die SEE-Verteilungsprozesse von Temperatur, Druck, Sauerstofffugazit{\"a}t (im Fall von polyvalenten Kationen) und der Kristallchemie kontrolliert werden. Allerdings ist wenig {\"u}ber den Einfluss der Schmelzzusammensetzung selbst bekannt. Ziel dieser Arbeit ist, eine Beziehung zwischen der Variation der SEE-Verteilung mit der Schmelzzusammensetzung und der Koordinationschemie dieser SEE in der Schmelze zu schaffen. Dazu wurden Schmelzzusammensetzungen von Prowatke und Klemme (2005), welche eine deutliche {\"A}nderung der Verteilungskoeffizienten zwischen Titanit und Schmelze ausschließlich als Funktion der Schmelzzusammensetzung zeigen, sowie haplogranitische bzw. haplobasaltische Schmelzzusammensetzungen als Vertreter magmatischer Systeme mit La, Gd, Yb und Y dotiert und als Glas synthetisiert. Die Schmelzen variierten systematisch im Aluminiums{\"a}ttigungsindex (ASI), welcher bei den Prowatke und Klemme (2005) Zusammensetzungen einen Bereich von 0.115 bis 0.768, bei den haplogranitischen Zusammensetzungen einen Bereich von 0.935 bis 1.785 und bei den haplobasaltischen Zusammensetzungen einen Bereich von 0.368 bis 1.010 abdeckt. Zus{\"a}tzlich wurden die haplogranitischen Zusammensetzungen mit 4 \% H2O synthetisiert, um den Einfluss von Wasser auf die lokale Umgebung von SEE zu studieren. Um Informationen {\"u}ber die lokalen Struktur von Gd, Yb und Y zu erhalten wurde die R{\"o}ntgenabsorptionsspektroskopie angewendet. Dabei liefert die Untersuchung der Feinstruktur mittels der EXAFS-Spektroskopie (engl. Extended X-Ray Absorption Fine Structure) quantitative Informationen {\"u}ber die lokale Umgebung, w{\"a}hrend RIXS (engl. resonant inelastic X-ray scattering), sowie die daraus extrahierte hoch aufgel{\"o}ste Nahkantenstruktur, XANES (engl. X-ray absorption near edge structure) qualitative Informationen {\"u}ber m{\"o}gliche Koordinations{\"a}nderungen von La, Gd und Yb in den Gl{\"a}sern liefert. Um m{\"o}gliche Unterschiede der lokalen Struktur oberhalb der Glastransformationstemperatur (TG) zur Raumtemperatur zu untersuchen, wurden exemplarisch Hochtemperatur Y-EXAFS Untersuchungen durchgef{\"u}hrt. F{\"u}r die Auswertung der EXAFS-Messungen wurde ein neu eingef{\"u}hrter Histogramm-Fit verwendet, der auch nicht-symmetrische bzw. nichtgaußf{\"o}rmige Paarverteilungsfunktionen beschreiben kann, wie sie bei einem hohen Grad der Polymerisierung bzw. bei hohen Temperaturen auftreten k{\"o}nnen. Die Y-EXAFS-Spektren f{\"u}r die Prowatke und Klemme (2005) Zusammensetzungen zeigen mit Zunahme des ASI, eine Zunahme der Asymmetrie und Breite der Y-O Paarverteilungsfunktion, welche sich in sich in der {\"A}nderung der Koordinationszahl von 6 nach 8 und einer Zunahme des Y-O Abstand um 0.13{\AA} manifestiert. Ein {\"a}hnlicher Trend l{\"a}sst sich auch f{\"u}r die Gd- und Yb-EXAFS-Spektren beobachten. Die hoch aufgel{\"o}sten XANESSpektren f{\"u}r La, Gd und Yb zeigen, dass sich die strukturellen Unterschiede zumindest halb-quantitativ bestimmen lassen. Dies gilt insbesondere f{\"u}r {\"A}nderungen im mittleren Abstand zu den Sauerstoffatomen. Im Vergleich zur EXAFS-Spektroskopie liefert XANES jedoch keine Informationen {\"u}ber die Form und Breite von Paarverteilungsfunktionen. Die Hochtemperatur EXAFS-Untersuchungen von Y zeigen {\"A}nderungen der lokalen Struktur oberhalb der Glas{\"u}bergangstemperatur an, welche sich vordergr{\"u}ndig auf eine thermisch induzierte Erh{\"o}hung des mittleren Y-O Abstandes zur{\"u}ckf{\"u}hren lassen. Allerdings zeigt ein Vergleich der Y-O Abst{\"a}nde f{\"u}r Zusammensetzungen mit einem ASI von 0.115 bzw. 0.755, ermittelt bei Raumtemperatur und TG, dass der im Glas beobachtete strukturelle Unterschied entlang der Zusammensetzungsserie in der Schmelze noch st{\"a}rker ausfallen kann, als bisher f{\"u}r die Gl{\"a}ser angenommen wurde. Die direkte Korrelation der Verteilungsdaten von Prowatke und Klemme (2005) mit den strukturellen {\"A}nderungen der Schmelzen offenbart f{\"u}r Y eine lineare Korrelation, wohingegen Yb und Gd eine nicht lineare Beziehung zeigen. Aufgrund seines Ionenradius und seiner Ladung wird das 6-fach koordinierte SEE in den niedriger polymerisierten Schmelzen bevorzugt durch nicht-br{\"u}ckenbildende Sauerstoffatome koordiniert, um stabile Konfigurationen zu bilden. In den h{\"o}her polymerisierten Schmelzen mit ASI-Werten in der N{\"a}he von 1 ist 6-fache Koordination nicht m{\"o}glich, da fast nur noch br{\"u}ckenbildende Sauerstoffatome zur Verf{\"u}gung stehen. Die {\"U}berbindung von br{\"u}ckenbildenden Sauerstoffatomen um das SEE wird durch Erh{\"o}hung der Koordinationszahl und des mittleren SEE-O Abstandes ausgeglichen. Dies bedeutet eine energetisch g{\"u}nstigere Konfiguration in den st{\"a}rker depolymerisierten Zusammensetzungen, aus welcher die beobachtete Variation des Verteilungskoeffizienten resultiert, welcher sich jedoch f{\"u}r jedes Element stark unterscheidet. F{\"u}r die haplogranitischen und haplobasaltischen Zusammensetzungen wurde mit Zunahme der Polymerisierung auch eine Zunahme der Koordinationszahl und des durchschnittlichen Bindungsabstands, einhergehend mit der Zunahme der Schiefe und der Asymmetrie der Paarverteilungsfunktion, beobachtet. Dies impliziert, dass das jeweilige SEE mit Zunahme der Polymerisierung auch inkompatibler in diesen Zusammensetzungen wird. Weiterhin zeigt die Zugabe von Wasser, dass die Schmelzen depolymerisieren, was in einer symmetrischeren Paarverteilungsfunktion resultiert, wodurch die Kompatibilit{\"a}t wieder zunimmt. Zusammenfassend zeigt sich, dass die Ver{\"a}nderungen der Schmelzzusammensetzungen in einer {\"A}nderung der Polymerisierung der Schmelzen resultieren, die dann einen signifikanten Einfluss auf die lokale Umgebung der SEE hat. Die strukturellen {\"A}nderungen lassen sich direkt mit Verteilungsdaten korrelieren, die Trends unterscheiden sich aber stark zwischen leichten, mittleren und schweren SEE. Allerdings konnte diese Studie zeigen, in welcher Gr{\"o}ßenordnung die {\"A}nderungen liegen m{\"u}ssen, um einen signifikanten Einfluss auf den Verteilungskoeffizenten zu haben. Weiterhin zeigt sich, dass der Einfluss der Schmelzzusammensetzung auf die Verteilung der Spurenelemente mit Zunahme der Polymerisierung steigt und daher nicht vernachl{\"a}ssigt werden darf.}, language = {de} } @article{BudkeKuckuckWienecke2016, author = {Budke, Alexandra and Kuckuck, Miriam and Wienecke, Maik}, title = {Realisierungen der Politischen Bildung im Geographieunterricht}, series = {Politische Bildung im Geographieunterricht}, journal = {Politische Bildung im Geographieunterricht}, editor = {Budke, Alexandra and Kuckuck, Miriam}, publisher = {Steiner}, address = {Stuttgart}, isbn = {978-3-515-11325-0}, pages = {155 -- 165}, year = {2016}, language = {de} } @article{KuehnAltmannsbergerHens2016, author = {K{\"u}hn, Michael and Altmannsberger, Charlotte and Hens, Carmen}, title = {Waiweras WarmwasserreservoirWelche Aussagekraft haben Modelle?}, series = {Grundwasser : Zeitschrift der Fachsektion Hydrogeologie in der Deutschen Gesellschaft f{\~A}¼r Geowissenschaften (FH-DGG)}, volume = {21}, journal = {Grundwasser : Zeitschrift der Fachsektion Hydrogeologie in der Deutschen Gesellschaft f{\~A}¼r Geowissenschaften (FH-DGG)}, publisher = {Springer}, address = {Heidelberg}, issn = {1430-483X}, doi = {10.1007/s00767-016-0323-2}, pages = {107 -- 117}, year = {2016}, abstract = {The warm water geothermal reservoir below the village of Waiwera in New Zealand has been known by the native Maori for centuries. Development by the European immigrants began in 1863. Until the year 1969, the warm water flowing from all drilled wells was artesian. Due to overproduction, water up to 50 A degrees C now needs to be pumped to surface. Further, between 1975 and 1976, all warm water seeps on the beach of Waiwera ran dry. Within the context of sustainable water management, hydrogeological models must be developed as part of a management plan. Approaches of varying complexity have been set-up and applied since the 1980s. However, none of the models directly provide all results required for optimal water management. Answers are given simply to parts of the questions, nonetheless improving resource management of the geothermal reservoir.}, language = {de} } @phdthesis{Roers2016, author = {Roers, Michael}, title = {Methoden zur Dynamisierung von Klimafolgenanalysen im Elbegebiet}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-98844}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {xiii, 141}, year = {2016}, abstract = {Die Elbe und ihr Einzugsgebiet sind vom Klimawandel betroffen. Um die Wirkkette von projizierten Klimaver{\"a}nderungen auf den Wasserhaushalt und die daraus resultierenden N{\"a}hrstoffeintr{\"a}ge und -frachten f{\"u}r große Einzugsgebiete wie das der Elbe zu analysieren, k{\"o}nnen integrierte Umweltmodellsysteme eingesetzt werden. Fallstudien, die mit diesen Modellsystemen ad hoc durchgef{\"u}hrt werden, repr{\"a}sentieren den Istzustand von Modellentwicklungen und -unsicherheiten und sind damit statisch. Diese Arbeit beschreibt den Einstieg in die Dynamisierung von Klimafolgenanalysen im Elbegebiet. Dies umfasst zum einen eine Plausibilit{\"a}tspr{\"u}fung von Auswirkungsrechnungen, die mit Szenarien des statistischen Szenariengenerators STARS durchgef{\"u}hrt wurden, durch den Vergleich mit den Auswirkungen neuerer Klimaszenarien aus dem ISI-MIP Projekt, die dem letzten Stand der Klimamodellierung entsprechen. Hierf{\"u}r wird ein integriertes Modellsystem mit "eingefrorenem Entwicklungsstand" verwendet. Die Klimawirkungsmodelle bleiben dabei unver{\"a}ndert. Zum anderen wird ein Bestandteil des integrierten Modellsystems - das {\"o}kohydrologische Modell SWIM - zu einer "live"-Version weiterentwickelt. Diese wird durch punktuelle Testung an langj{\"a}hrigen Versuchsreihen eines Lysimeterstandorts sowie an aktuellen Abflussreihen validiert und verbessert. Folgende Forschungsfragen werden bearbeitet: (i) Welche Effekte haben unterschiedliche Klimaszenarien auf den Wasserhaushalt im Elbegebiet und ist eine Neubewertung der Auswirkung des Klimawandels auf den Wasserhaushalt notwendig?, (ii) Was sind die Auswirkungen des Klimawandels auf die N{\"a}hrstoffeintr{\"a}ge und -frachten im Elbegebiet sowie die Wirksamkeit von Maßnahmen zur Reduktion der N{\"a}hrstoffeintr{\"a}ge?, (iii) Ist unter der Nutzung (selbst einer sehr geringen Anzahl) verf{\"u}gbarer tagesaktueller Witterungsdaten in einem stark heterogenen Einzugsgebiet eine valide Ansprache der aktuellen {\"o}kohydrologischen Situation des Elbeeinzugsgebiets m{\"o}glich? Die aktuellen Szenarien best{\"a}tigen die Richtung, jedoch nicht das Ausmaß der Klimafolgen: Die R{\"u}ckg{\"a}nge des mittleren j{\"a}hrlichen Gesamtabflusses und der monatlichen Abfl{\"u}sse an den Pegeln bis Mitte des Jahrhunderts betragen f{\"u}r das STARS-Szenario ca. 30 \%. Die R{\"u}ckg{\"a}nge bei den auf dem ISI-MIP-Szenario basierenden Modellstudien liegen hingegen nur bei ca. 10 \%. Hauptursachen f{\"u}r diese Divergenz sind die Unterschiede in den Niederschlagsprojektionen sowie die Unterschiede in der jahreszeitlichen Verteilung der Erw{\"a}rmung. Im STARS-Szenario gehen methodisch bedingt die Niederschl{\"a}ge zur{\"u}ck und der Winter erw{\"a}rmt sich st{\"a}rker als der Sommer. In dem ISI-MIP-Szenario bleiben die Niederschl{\"a}ge nahezu stabil und die Erw{\"a}rmung im Sommer und Winter unterscheidet sich nur geringf{\"u}gig. Generell nehmen die N{\"a}hrstoffeintr{\"a}ge und -frachten mit den Abfl{\"u}ssen in beiden Szenarien unterproportional ab, wobei die Frachten jeweils st{\"a}rker als die Eintr{\"a}ge zur{\"u}ckgehen. Die konkreten Effekte der Abfluss{\"a}nderungen sind gering und liegen im einstelligen Prozentbereich. Gleiches gilt f{\"u}r die Unterschiede zwischen den Szenarien. Der Effekt von zwei ausgew{\"a}hlten Maßnahmen zur Reduktion der N{\"a}hrstoffeintr{\"a}ge und -frachten unterscheidet sich bei verschiedenen Abflussverh{\"a}ltnissen, repr{\"a}sentiert durch unterschiedliche Klimaszenarien in unterschiedlich feuchter Auspr{\"a}gung, ebenfalls nur geringf{\"u}gig. Die Beantwortung der ersten beiden Forschungsfragen zeigt, dass die Aktualisierung von Klimaszenarien in einem ansonsten "eingefrorenen" Verbund von {\"o}kohydrologischen Daten und Modellen eine wichtige Pr{\"u}foption f{\"u}r die Plausibilisierung von Klimafolgenanalysen darstellt. Sie bildet die methodische Grundlage f{\"u}r die Schlussfolgerung, dass bei der Wassermenge eine Neubewertung der Klimafolgen notwendig ist, w{\"a}hrend dies bei den N{\"a}hrstoffeintr{\"a}gen und -frachten nicht der Fall ist. Die zur Beantwortung der dritten Forschungsfrage mit SWIM-live durchgef{\"u}hrten Validierungsstudien ergeben Diskrepanzen am Lysimeterstandort und bei den Abfl{\"u}ssen aus den Teilgebieten Saale und Spree. Sie lassen sich zum Teil mit der notwendigen Interpolationsweite der Witterungsdaten und dem Einfluss von Wasserbewirtschaftungsmaßnahmen erkl{\"a}ren. Insgesamt zeigen die Validierungsergebnisse, dass schon die Pilotversion von SWIM-live f{\"u}r eine {\"o}kohydrologische Ansprache des Gebietswasserhaushaltes im Elbeeinzugsgebiet genutzt werden kann. SWIM-live erm{\"o}glicht eine unmittelbare Betrachtung und Beurteilung simulierter Daten. Dadurch werden Unsicherheiten bei der Modellierung direkt offengelegt und k{\"o}nnen infolge dessen reduziert werden. Zum einen f{\"u}hrte die Verdichtung der meteorologischen Eingangsdaten durch die Verwendung von nun ca. 700 anstatt 19 Klima- bzw. Niederschlagstationen zu einer Verbesserung der Ergebnisse. Zum anderen wurde SWIM-live beispielhaft f{\"u}r einen Zyklus aus punktueller Modellverbesserung und fl{\"a}chiger {\"U}berpr{\"u}fung der Simulationsergebnisse genutzt. Die einzelnen Teilarbeiten tragen jeweils zur Dynamisierung von Klimafolgenanalysen im Elbegebiet bei. Der Anlass hierf{\"u}r war durch die fehlerhaften methodischen Grundlagen von STARS gegeben. Die Sinnf{\"a}lligkeit der Dynamisierung ist jedoch nicht an diesen konkreten Anlass gebunden, sondern beruht auf der grundlegenden Einsicht, dass Ad-hoc-Szenarienanalysen immer auch pragmatische Vereinfachungen zugrunde liegen, die fortlaufend {\"u}berpr{\"u}ft werden m{\"u}ssen.}, language = {de} } @article{Rolfes2016, author = {Rolfes, Manfred}, title = {Sicherheit, Kriminalit{\"a}t und Raum}, series = {Politische Bildung im Geographieunterricht}, journal = {Politische Bildung im Geographieunterricht}, editor = {Budke, Alexandra and Kuckuck, Miriam}, publisher = {Steiner}, address = {Stuttgart}, isbn = {978-3-515-11321-2}, pages = {129 -- 140}, year = {2016}, language = {de} } @article{SelleGraeffSalzmannetal.2016, author = {Selle, Benny and Graeff, Thomas and Salzmann, Thomas and Oswald, Sascha and Walther, Marc and Miegel, Konrad}, title = {Investigation of a renatured fen catchment on the Baltic Sea coast of Mecklenburg - Part II: Salt dynamics and water balance}, series = {Hydrologie und Wasserbewirtschaftung}, volume = {60}, journal = {Hydrologie und Wasserbewirtschaftung}, publisher = {Bundesanst. f{\~A}¼r Gew{\~A}\isserkunde}, address = {Koblenz}, issn = {1439-1783}, doi = {10.5675/HyWa_2016.4_2}, pages = {259 -- 268}, year = {2016}, abstract = {Coastal fens like the nature reserve "Hutelmoor und Heiligensee" (north-eastern Germany) are important landscape elements along the southern Baltic coast, which exchange fresh water and brackish water with the Baltic Sea. These exchange processes can be understood as experiments with a natural tracer, which may be used to investigate the hydrologic behaviour of these fen systems. With the establishment of coastal protection measures such as dunes and dikes, the installation of surface drainage and, more recently, also nature conservation measures, the hydrologic regime of these coastal wetlands has constantly altered over the last centuries.The rehabilitated wetland "Hutelnnoor und Heiligensee" is suitable for an analysis of hydrologic change as it has been monitored over the time period since nature conservation measures started in the 1990s. Collected data sets included observation of groundwater levels and electrical conductivities, weather data as well as discharge at the outlet of the drainage catchment. In this article, as a second part of the dual publication, processes and quantified process magnitudes have been identified that govern the salt balance of the study area including its variability in space and time. It was detected that - over the period of rehabilitation - salt water entered the catchment with an episodic storm surge by wave overtopping of dunes in 1995. The intruded brackish water was then diluted, which was a slow process extending over decades. It was governed by local groundwater recharge from precipitation and the inflow of relatively fresh groundwater from the hinterland. It is concluded that salt inputs from the Baltic Sea provide a natural tracer of hydrological processes, which can be readily monitored via electrical conductivity measurements.}, language = {de} } @article{MiegelGraeffSelleetal.2016, author = {Miegel, Konrad and Graeff, Thomas and Selle, Benny and Salzmann, Thomas and Franck, Christian and Bronstert, Axel}, title = {Investigation of a renatured fen on the Baltic Sea coast of Mecklenburg - Part I: System description and basic hydrological characterisation}, series = {Hydrologie und Wasserbewirtschaftung}, volume = {60}, journal = {Hydrologie und Wasserbewirtschaftung}, publisher = {Bundesanst. f{\~A}¼r Gew{\~A}\isserkunde}, address = {Koblenz}, issn = {1439-1783}, doi = {10.5675/HyWa_2016.4_1}, pages = {242 -- 258}, year = {2016}, language = {de} } @techreport{AgarwalBoessenkoolFischeretal.2016, author = {Agarwal, Ankit and Boessenkool, Berry and Fischer, Madlen and Hahn, Irene and K{\"o}hn, Lisei and Laudan, Jonas and Moran, Thomas and {\"O}zt{\"u}rk, Ugur and Riemer, Adrian and R{\"o}zer, Viktor and Sieg, Tobias and Vogel, Kristin and Wendi, Dadiyorto and Bronstert, Axel and Thieken, Annegret}, title = {Die Sturzflut in Braunsbach, Mai 2016}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-394881}, pages = {20}, year = {2016}, abstract = {Im Graduiertenkolleg NatRiskChange der Universit{\"a}t Potsdam und anderen Forschungseinrichtungen werden beobachtete sowie zuk{\"u}nftig m{\"o}gliche Ver{\"a}nderungen von Naturgefahren untersucht. Teil des strukturierten Doktorandenprogramms sind sogenannte Task-Force-Eins{\"a}tze, bei denen die Promovierende zeitlich begrenzt ein aktuelles Ereignis auswerten. Im Zuge dieser Aktivit{\"a}t wurde die Sturzflut vom 29.05.2016 in Braunsbach (Baden-W{\"u}rttemberg) untersucht. In diesem Bericht werden erste Auswertungen zur Einordnung der Niederschl{\"a}ge, zu den hydrologischen und geomorphologischen Prozessen im Einzugsgebiet des Orlacher Bachs sowie zu den verursachten Sch{\"a}den beleuchtet. Die Region war Zentrum extremer Regenf{\"a}lle in der Gr{\"o}ßenordnung von 100 mm innerhalb von 2 Stunden. Das 6 km² kleine Einzugsgebiet hat eine sehr schnelle Reaktionszeit, zumal bei vorges{\"a}ttigtem Boden. Im steilen Bachtal haben mehrere kleinere und gr{\"o}ßere Hangrutschungen {\"u}ber 8000 m³ Ger{\"o}ll, Schutt und Schwemmholz in das Gew{\"a}sser eingetragen und m{\"o}glicherweise kurzzeitige Aufstauungen und Durchbr{\"u}che verursacht. Neben den großen Wassermengen mit einer Abflussspitze in einer Gr{\"o}ßenordnung von 100 m³/s hat gerade die Geschiebefracht zu großen Sch{\"a}den an den Geb{\"a}uden entlang des Bachlaufs in Braunsbach gef{\"u}hrt.}, language = {de} } @masterthesis{Seyberth2015, type = {Bachelor Thesis}, author = {Seyberth, Karl}, title = {Test einer neuen Methode zur Synthetisierung hydrathaltiger Sedimentproben und Charakterisierung des Hydrathabitus anhand seismischer Messungen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-81247}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {II, 41}, year = {2015}, abstract = {Methanhydrate sind besonders in Verbindung mit den steigenden Weltmarktpreisen f{\"u}r {\"O}l und Gas in den vergangenen Jahren mehr und mehr in den Fokus der Energiewirtschaft geraten, was zu einer starken Zunahme der angewandten Forschungsprojekte auf diesem Gebiet f{\"u}hrte. Da Methanhydrat nur unter hohem Druck und niedrigen Temperaturen stabil ist, ist die Gewinnung nat{\"u}rlicher Proben f{\"u}r Laboruntersuchungen technisch sehr aufwendig und vor allem teuer. Zur Charakterisierung der Eigenschaften hydratf{\"u}hrender Reservoire ist man h{\"a}ufig auf die Herstellung synthetischer Proben angewiesen. Die Eigenschaften der synthetisierten Proben sind dabei abh{\"a}ngig von der Herstellungsmethode und man ist noch immer auf der Suche nach Verfahren, mit denen sich m{\"o}glichst „naturnahe" Proben mit vertretbarem Aufwand erzeugen lassen. In der vorliegenden Arbeit wurde eine neue, relativ schnell durchf{\"u}hrbare Methode getestet, die im Porenraum von Sedimenten schwimmende bzw. gef{\"u}gest{\"u}tzende Hydrate bildet, wie sie in der Natur vorkommen. Gleichzeitig erzeugt sie eine gleichm{\"a}ßige Verteilung des Hydrats {\"u}ber die Probe und bietet gute Kontrolle {\"u}ber den Hydratgehalt. Sie funktioniert wie folgt: Eine mit einer KCl-L{\"o}sung ges{\"a}ttigte Sedimentprobe wird zu einem bestimmten Teil ausgefroren und das {\"u}brige Wasser mit Methan verdr{\"a}ngt. Durch Anlegen eines Methandrucks im Stabilit{\"a}tsbereich wird das Eis zu Methanhydrat umgesetzt. Im Anschluss wird die Probe erneut mit einer KCl-L{\"o}sung ges{\"a}ttigt. Anhand seismischer Messungen konnte best{\"a}tigt werden, dass Hydrat mit dem gew{\"u}nschten Hydrathabitus erzeugt wurde. Des Weiteren wurde gezeigt, dass die eishaltigen Proben aufgrund {\"a}hnlicher physikalischer Eigenschaften bereits vor der Umsetzung des Eises zu Methanhydrat als N{\"a}herung f{\"u}r Proben mit Porenraumhydrat verwendet werden k{\"o}nnen.}, language = {de} } @book{OPUS4-7857, title = {Wasser f{\"u}r Arkadien}, editor = {Schmitt, Hanno and Tosch, Frank}, publisher = {Rochow-Museum}, address = {Reckahn}, isbn = {978-3-9809752-7-8}, publisher = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {135}, year = {2015}, abstract = {Begleitbuch zur Ausstellung im Rochow-Museum Reckahn, vom 6.6.-1.11.2015}, language = {de} } @book{ThiekenBesselCallsenetal.2015, author = {Thieken, Annegret and Bessel, Tina and Callsen, Ines and Falter, Daniela and Hasan, Issa and Kienzler, Sarah and Kox, Thomas and Kreibich, Heidi and Kuhlicke, Christian and Kunz, Michael and Matthias, Max and Meyer, Volker and M{\"u}hr, Bernhard and M{\"u}ller, Meike and Otto, Antje and Pech, Ina and Petrow, Theresia and Pisi, Sebastian and Rother, Karl-Heinz and Schr{\"o}ter, Kai}, title = {Das Hochwasser im Juni 2013}, series = {Schriftenreihe des DKKV ; 53}, journal = {Schriftenreihe des DKKV ; 53}, publisher = {Deutsches Komitee Katastrophenvorsorge}, address = {Bonn}, isbn = {978-3-933181-62-6}, publisher = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {207}, year = {2015}, language = {de} } @article{Thieken2015, author = {Thieken, Annegret}, title = {Danksagung}, series = {Das Hochwasser im Juni 2013 : Bew{\"a}hrungsprobe f{\"u}r das Hochwasserrisikomanagement in Deutschland}, journal = {Das Hochwasser im Juni 2013 : Bew{\"a}hrungsprobe f{\"u}r das Hochwasserrisikomanagement in Deutschland}, publisher = {Deutsches Komitee Katastrophenvorsorge}, address = {Bonn}, isbn = {978-3-933181-62-6}, pages = {11 -- 11}, year = {2015}, language = {de} } @article{KienzlerPechThieken2015, author = {Kienzler, Sarah and Pech, Ina and Thieken, Annegret}, title = {Risikowahrnehmung, Risikokommunikation und Entwicklung der Eigenversorg von Betroffenen}, series = {Das Hochwasser im Juni 2013 : Bew{\"a}hrungsprobe f{\"u}r das Hochwasserrisikomanagement in Deutschland}, journal = {Das Hochwasser im Juni 2013 : Bew{\"a}hrungsprobe f{\"u}r das Hochwasserrisikomanagement in Deutschland}, publisher = {Deutsches Komitee Katastrophenvorsorge}, address = {Bonn}, isbn = {978-3-933181-62-6}, pages = {99 -- 110}, year = {2015}, language = {de} } @article{SchroederHasanFalteretal.2015, author = {Schr{\"o}der, Kai and Hasan, Issa and Falter, Daniela and Thieken, Annegret}, title = {Schutz und Entlastung von hochwassergef{\"a}hrdeten Gebieten}, series = {Das Hochwasser im Juni 2013 : Bew{\"a}hrungsprobe f{\"u}r das Hochwasserrisikomanagement in Deutschland}, journal = {Das Hochwasser im Juni 2013 : Bew{\"a}hrungsprobe f{\"u}r das Hochwasserrisikomanagement in Deutschland}, publisher = {Deutsches Komitee Katastrophenvorsorge}, address = {Bonn}, isbn = {978-3-933181-62-6}, pages = {76 -- 91}, year = {2015}, language = {de} } @article{PetrowHasanOttoetal.2015, author = {Petrow, Theresia and Hasan, Issa and Otto, Antje and Thieken, Annegret}, title = {Entwicklungen in der Gesetzgebung zm Hochwasserrisikomanagment}, series = {Das Hochwasser im Juni 2013 : Bew{\"a}hrungsprobe f{\"u}r das Hochwasserrisikomanagement in Deutschland}, journal = {Das Hochwasser im Juni 2013 : Bew{\"a}hrungsprobe f{\"u}r das Hochwasserrisikomanagement in Deutschland}, publisher = {Deutsches Komitee Katastrophenvorsorge}, address = {Bonn}, isbn = {978-3-933181-62-6}, pages = {47 -- 51}, year = {2015}, language = {de} } @article{KienzlerFalterThieken2015, author = {Kienzler, Sarah and Falter, Daniela and Thieken, Annegret}, title = {Zusammenwirken von staatlicher und privater Vorsorge}, series = {Das Hochwasser im Juni 2013 : Bew{\"a}hrungsprobe f{\"u}r das Hochwasserrisikomanagement in Deutschland}, journal = {Das Hochwasser im Juni 2013 : Bew{\"a}hrungsprobe f{\"u}r das Hochwasserrisikomanagement in Deutschland}, publisher = {Deutsches Komitee Katastrophenvorsorge}, address = {Bonn}, isbn = {978-3-933181-62-6}, pages = {110 -- 120}, year = {2015}, language = {de} } @article{ThiekenPisi2015, author = {Thieken, Annegret and Pisi, Sebastian}, title = {Entwicklungn der technischen Systeme und der Organisaton in der Warnkette seit 2002}, series = {Das Hochwasser im Juni 2013 : Bew{\"a}hrungsprobe f{\"u}r das Hochwasserrisikomanagement in Deutschland}, journal = {Das Hochwasser im Juni 2013 : Bew{\"a}hrungsprobe f{\"u}r das Hochwasserrisikomanagement in Deutschland}, publisher = {Deutsches Komitee Katastrophenvorsorge}, address = {Bonn}, isbn = {978-3-933181-62-6}, pages = {123 -- 132}, year = {2015}, language = {de} } @article{MuellerBesselPisietal.2015, author = {M{\"u}ller, Meike and Bessel, Tina and Pisi, Sebastian and Kreibich, Heidi and Thieken, Annegret}, title = {Auswirkungen und Sch{\"a}den}, series = {Das Hochwasser im Juni 2013 : Bew{\"a}hrungsprobe f{\"u}r das Hochwasserrisikomanagement in Deutschland}, journal = {Das Hochwasser im Juni 2013 : Bew{\"a}hrungsprobe f{\"u}r das Hochwasserrisikomanagement in Deutschland}, isbn = {978-3-933181-62-6}, pages = {31 -- 45}, year = {2015}, language = {de} } @article{Thieken2015, author = {Thieken, Annegret}, title = {Konzepte zur Umsetzung von Hochwasservorsorge und Risikomanagement}, series = {Das Hochwasser im Juni 2013 : Bew{\"a}hrungsprobe f{\"u}r das Hochwasserrisikomanagement in Deutschland}, journal = {Das Hochwasser im Juni 2013 : Bew{\"a}hrungsprobe f{\"u}r das Hochwasserrisikomanagement in Deutschland}, publisher = {Deutsches Komitee Katastrophenvorsorge}, address = {Bonn}, isbn = {978-3-933181-62-6}, pages = {51 -- 65}, year = {2015}, language = {de} } @article{PetrowThieken2015, author = {Petrow, Theresia and Thieken, Annegret}, title = {Entwicklunge in der Fl{\"a}chenvorsorge}, series = {Das Hochwasser im Juni 2013 : Bew{\"a}hrungsprobe f{\"u}r das Hochwasserrisikomanagement in Deutschland}, journal = {Das Hochwasser im Juni 2013 : Bew{\"a}hrungsprobe f{\"u}r das Hochwasserrisikomanagement in Deutschland}, publisher = {Deutsches Komitee Katastrophenvorsorge}, address = {Bonn}, isbn = {978-3-933181-62-6}, pages = {92 -- 99}, year = {2015}, language = {de} } @article{Thieken2015, author = {Thieken, Annegret}, title = {Einleitung}, series = {Das Hochwasser im Juni 2013 : Bew{\"a}hrungsprobe f{\"u}r das Hochwasserrisikomanagement in Deutschland}, journal = {Das Hochwasser im Juni 2013 : Bew{\"a}hrungsprobe f{\"u}r das Hochwasserrisikomanagement in Deutschland}, publisher = {Deutsches Komitee Katastrophenvorsorge}, address = {Bonn}, isbn = {978-3-933181-62-6}, pages = {13 -- 17}, year = {2015}, language = {de} } @article{ThiekenOttoPisietal.2015, author = {Thieken, Annegret and Otto, Antje and Pisi, Sebastian and Petrow, Theresia and Kreibich, Heidi and Kuhlicke, Christian and Schr{\"o}ter, Kai and Kienzler, Sarah and M{\"u}ller, Meike}, title = {Schlussfolgerungen und Empfehlungen}, series = {Das Hochwasser im Juni 2013 : Bew{\"a}hrungsprobe f{\"u}r das Hochwasserrisikomanagement in Deutschland}, journal = {Das Hochwasser im Juni 2013 : Bew{\"a}hrungsprobe f{\"u}r das Hochwasserrisikomanagement in Deutschland}, publisher = {Deutsches Komitee Katastrophenvorsorge}, address = {Bonn}, isbn = {978-3-933181-62-6}, pages = {184 -- 196}, year = {2015}, language = {de} } @article{PechKreibichThieken2015, author = {Pech, Ina and Kreibich, Heidi and Thieken, Annegret}, title = {Warnung und Reaktion aus Sicht von Betroffenen}, series = {Das Hochwasser im Juni 2013 : Bew{\"a}hrungsprobe f{\"u}r das Hochwasserrisikomanagement in Deutschland}, journal = {Das Hochwasser im Juni 2013 : Bew{\"a}hrungsprobe f{\"u}r das Hochwasserrisikomanagement in Deutschland}, publisher = {Deutsches Komitee Katastrophenvorsorge}, address = {Bonn}, isbn = {978-3-933181-62-6}, pages = {138 -- 142}, year = {2015}, language = {de} } @article{ThiekenPisi2015, author = {Thieken, Annegret and Pisi, Sebastian}, title = {Vorhersagen und Warnungen im Mai / Juni 2013}, series = {Das Hochwasser im Juni 2013 : Bew{\"a}hrungsprobe f{\"u}r das Hochwasserrisikomanagement in Deutschland}, journal = {Das Hochwasser im Juni 2013 : Bew{\"a}hrungsprobe f{\"u}r das Hochwasserrisikomanagement in Deutschland}, publisher = {Deutsches Komitee Katastrophenvorsorge}, address = {Bonn}, isbn = {978-3-933181-62-6}, pages = {132 -- 137}, year = {2015}, language = {de} } @article{ThiekenPech2015, author = {Thieken, Annegret and Pech, Ina}, title = {Risikovorsorge und Wiederaufbau}, series = {Das Hochwasser im Juni 2013 : Bew{\"a}hrungsprobe f{\"u}r das Hochwasserrisikomanagement in Deutschland}, journal = {Das Hochwasser im Juni 2013 : Bew{\"a}hrungsprobe f{\"u}r das Hochwasserrisikomanagement in Deutschland}, publisher = {Deutsches Komitee Katastrophenvorsorge}, address = {Bonn}, isbn = {978-3-933181-62-6}, pages = {170 -- 183}, year = {2015}, language = {de} } @phdthesis{Weckmann2015, author = {Weckmann, Ute}, title = {Die elektrische Leitf{\"a}higkeit von fossilen St{\"o}rungszonen und Mobile Belts}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-88820}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {vi, VIII, 74}, year = {2015}, abstract = {In der vorliegenden Arbeit werden verschiedene Experimente zur Untersuchung der elektrischen Leitf{\"a}higkeit von Sutur- und Kollisionszonen im Zusammenhang diskutiert, um die M{\"o}glichkeiten, die die moderne Magnetotellurik (MT) f{\"u}r das Abbilden fossiler tektonischer Systeme bietet, aufzuzeigen. Aus den neuen hochaufl{\"o}senden Abbildern der elektrischen Leitf{\"a}higkeit k{\"o}nnen potentielle Gemeinsamkeiten verschiedener tektonischer Einheiten abgeleitet werden. Innerhalb der letzten Dekade haben sich durch die Weiterentwicklung der Messger{\"a}te und der Auswerte- und Interpretationsmethoden v{\"o}llig neue Perspektiven f{\"u}r die geodynamische Tiefensondierung ergeben. Dies wird an meinen Forschungsarbeiten deutlich, die ich im Rahmen von Projekten selbst eingeworben und am Deutschen GeoForschungsZentrum Potsdam durchgef{\"u}hrt habe. In Tabelle A habe ich die in dieser Arbeit ber{\"u}cksichtigten Experimente aufgef{\"u}hrt, die in den letzten Jahren entweder als Array- oder als Profilmessungen durchgef{\"u}hrt wurden. F{\"u}r derart große Feldexperimente ben{\"o}tigt man ein Team von WissenschaftlerInnen, StudentInnen und technischem Personal. Das bedeutet aber auch, dass von mir betreute StudentInnen und DoktorandInnen Teilaspekte dieser Experimente in Form von Diplom-, Bachelor- und Mastersarbeiten oder Promotionsschriften verarbeitet haben. Bei anschließender Ver{\"o}ffentlichung der Arbeiten habe ich als Co-Autor mitgewirkt. Die beiliegenden Ver{\"o}ffentlichungen enthalten eine Einf{\"u}hrung in die Methode der Magnetotellurik und gegebenenfalls die Beschreibung neu entwickelter Methoden. Eine allgemeine Darstellung der theoretischen Grundlagen der Magnetotellurik findet man zum Beispiel in Chave \& Jones (2012); Simpson \& Bahr (2005); Kaufman \& Keller (1981); Nabighian (1987); Weaver (1994). Die Arbeit beinhaltet zudem ein Glossar, in dem einige Begriffe und Abk{\"u}rzungen erkl{\"a}rt werden. Ich habe mich entschieden, Begriffe, f{\"u}r die es keine ad{\"a}quate deutsche {\"U}bersetzung gibt oder die im Deutschen eine andere oder missverst{\"a}ndliche Bedeutung bekommen, auf Englisch in der Arbeit zu belassen. Sie sind durch eine kursive Schreibweise gekennzeichnet.}, language = {de} } @phdthesis{Muksin2014, author = {Muksin, Umar}, title = {A fault-controlled geothermal system in Tarutung (North Sumatra, Indonesia)investigated by seismological analysis}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-72065}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2014}, abstract = {The seismic structure (Vp, Vp/Vs, and Qp anomalies) contributes to the physical properties and the lithology of rocks and possible fluid distribution in the region. The Vp model images the geometry of the Tarutung and the Sarulla basins. Both basins have a depth of around 2.0 km. High Vp/Vs and high attenuation (low Qp) anomalies are observed along the Sarulla graben associated with a weak zone caused by volcanic activities along the graben. Low Vp/Vs and low conductivity anomalies are found in the west of the Tarutung basin. This anomaly is interpreted as dry, compact, and rigid granitic rock in the region as also found by geological observations. Low Vp, high Vp/Vs and low Qp anomalies are found at the east of the Tarutung basin which appear to be associated with the three big geothermal manifestations in Sipoholon, Hutabarat, and Panabungan area. These anomalies are connected with high Vp/Vs and low Qp anomalies below the Tarutung basin at depth of around 3 - 10 km. This suggests that these geothermal manifestations are fed by the same source of the hot fluid below the Tarutung basin. The hot fluids from below the Tarutung basin propagate to the more dilatational and more permeable zone in the northeast. Granite found in the west of the Tarutung basin could also be abundant underneath the basin at a certain depth so that it prevents the hot fluid to be transported directly to the Tarutung basin. High seismic attenuation and low Vp/Vs anomalies are found in the southwest of the Tarutung basin below the Martimbang volcano. These anomalies are associated with hot rock below the volcano without or with less amount of partial melting. There is no indication that the volcano controls the geothermal system around the Tarutung basin. The geothermal resources around the Tarutung basin is a fault-controlled system as a result of deep circulation of fluids. Outside of the basin, the seismicity delineation and the focal mechanism correlate with the shape and the characteristics of the strike-slip Sumatran fault. Within the Tarutung basin, the seismicity is distributed more broadly which coincides with the margin of the basin. An extensional duplex system in the Tarutung basin is derived from the seismicity and focal mechanism analysis which is also consistent with the geological observations. The vertical distribution of the seismicity suggests the presence of a negative flower structure within the Tarutung basin.}, language = {de} } @article{MuellervanSchaikBlumeetal.2014, author = {M{\"u}ller, Eva Nora and van Schaik, Loes and Blume, Theresa and Bronstert, Axel and Carus, Jana and Fleckenstein, Jan H. and Fohrer, Nicola and Geissler, Katja and Gerke, Horst H. and Gr{\"a}ff, Thomas and Hesse, Cornelia and Hildebrandt, Anke and H{\"o}lker, Franz and Hunke, Philip and K{\"o}rner, Katrin and Lewandowski, J{\"o}rg and Lohmann, Dirk and Meinikmann, Karin and Schibalski, Anett and Schmalz, Britta and Schr{\"o}der-Esselbach, Boris and Tietjen, Britta}, title = {Scales, key aspects, feedbacks and challenges of ecohydrological research in Germany}, series = {Hydrologie und Wasserbewirtschaftung}, volume = {58}, journal = {Hydrologie und Wasserbewirtschaftung}, number = {4}, publisher = {Bundesanst. f{\"u}r Gew{\"a}sserkunde}, address = {Koblenz}, issn = {1439-1783}, doi = {10.5675/HyWa_2014,4_2}, pages = {221 -- 240}, year = {2014}, abstract = {Ecohydrology analyses the interactions of biotic and abiotic aspects of our ecosystems and landscapes. It is a highly diverse discipline in terms of its thematic and methodical research foci. This article gives an overview of current German ecohydrological research approaches within plant-animal-soil-systems, meso-scale catchments and their river networks, lake systems, coastal areas and tidal rivers. It discusses their relevant spatial and temporal process scales and different types of interactions and feedback dynamics between hydrological and biotic processes and patterns. The following topics are considered key challenges: innovative analysis of the interdisciplinary scale continuum, development of dynamically coupled model systems, integrated monitoring of coupled processes at the interface and transition from basic to applied ecohydrological science to develop sustainable water and land resource management strategies under regional and global change.}, language = {de} } @phdthesis{Liebs2014, author = {Liebs, G{\"o}ran}, title = {Ground penetration radar wave velocities and their uncertainties}, doi = {10.25932/publishup-43680}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-436807}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, pages = {ii, 106}, year = {2014}, abstract = {We develop three new approaches for ground penetration wave velocity calcultaions. The first is based on linear moveout spectra to find the optimum ground wave velocity including uncertainties from multi-offset data gathers. We used synthetic data to illustrate the principles of the method and to investigate uncertainties in ground wave velocity estimates. To demonstrate the applicability of the approach to real data, we analyzed GPR data sets recorded at field sites in Canada over an annual cycle from Steelman \& Endres [2010]. The results obtained by this efficient and largely automated procedure agree well with the manual achieved results of Steelman \& Endres [2010], derived by a more laborious largely manual analysis strategy. Then we develop a second methodology to global invert reflection traveltimes with a particle swarm optimization approach more precise then conventional spectral NMO-based velocity analysis (e.g., Greaves et al. [1996]). For global optimization, we use particle swarm optimization (PSO; Kennedy \& Eberhart [1995]) in the combination with a fast eikonal solver as forward solver (Sethian [1996]; Fomel [1997a]; Sethian \& Popovici [1999]). This methodology allows us to generate reliability CMP derived models of subsurface velocities and water content including uncertainties. We test this method with synthetic data to study the behavior of the PSO algorithm. Afterward, We use this method to analyze our field data from a well constrained test site in Horstwalde, Germany. The achieved velocity models from field data showed good agreement to borehole logging and direct-push data (Schmelzbach et al. [2011]) at the same site position. For the third method we implement a global optimization approach also based on PSO to invert direct-arrival traveltimes of VRP data to obtain high resolution 1D velocity models including quantitative estimates of uncertainty. Our intensive tests with several traveltime data sets helped to understand the behavior of PSO algorithm for inversion. Integration of the velocity model to VRP reflection imaging and attenuation model improved the potential of VRP surveying. Using field data, we examine this novel analysis strategy for the development of petrophysical models and the linking between GPR borehole and other logging data to surface GPR reflection data.}, language = {de} } @phdthesis{Abdelfadil2013, author = {Abdelfadil, Khaled Mohamed}, title = {Geochemistry of Variscan lamprophyre magmatism in the Saxo-Thuringian Zone}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-68854}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2013}, abstract = {Lamprophyres are mantle-derived magmatic rocks, commonly occurring as dikes. They are readily identified from their field setting, petrography, chemical and mineralogical composition. These rocks not only provide important information on melting processes in the mantle, but also on geodynamic processes modifying the mantle. There are numerous occurrences of lamprophyres in the Saxo-Thuringian Zone of Variscan Central Europe, which are useful to track the variable effects of the Variscan orogeny on local mantle evolution. This work presents and evaluates the mineralogical, geochemical, and Sr-Nd-Pb isotopic data of late-Variscan calc-alkaline lamprophyres, post-Variscan ultramafic lamprophyres, of alkaline basalt from Lusatia, and, for comparison, of pre-Variscan gabbros. In addition, lithium isotopic signatures combined with Sr-Nd-Pb isotopic data of late-Variscan calc-alkaline lamprophyres from three different Variscan Domains (i.e., Erzgebirge, Lusatia, and Sudetes) are used to assess compositional changes of the mantle during Variscan orogeny.}, language = {de} } @book{Kuehn2013, author = {K{\"u}hn, Michael}, title = {Beitr{\"a}ge der Georessource Untergrund zur Energiewende : Antrittsvorlesung 2013-06-12}, publisher = {Univ.-Bibl.}, address = {Potsdam}, year = {2013}, abstract = {Die Ziele der Energiewende sind ehrgeizig. Der Vortrag zeigt, welche Nutzungsoptionen der Untergrund bietet - z.B. geothermische Energiegewinnung oder geologische Speicherung. F{\"u}r eine gesellschaftsweite, sachliche Diskussion werden konkrete Zahlen nicht nur zu den Chancen, sondern auch zu den Risiken ben{\"o}tigt.}, language = {de} } @phdthesis{Arnold2013, author = {Arnold, Gabriele}, title = {Spektrale Fernerkundung der terristrischen Planetoberfl{\"a}chen von Merkur, Venus und Mars vom visuellen bis in den infraroten Wellenl{\"a}ngenbereich}, address = {Potsdam}, pages = {573 S.}, year = {2013}, language = {de} } @phdthesis{Muenzel2013, author = {M{\"u}nzel, Sandra}, title = {Aspekte der Evolution von aufgesp{\"u}hltem Abraummaterial des Platinerzbergbaus}, address = {Potsdam}, pages = {141, LX S.}, year = {2013}, language = {de} } @phdthesis{Cherubini2013, author = {Cherubini, Yvonne}, title = {Influence of faults on the 3D coupled fluid and heat transport}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-69755}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2013}, abstract = {Da geologische St{\"o}rungen k{\"o}nnen als Grundwasserleiter, -Barrieren oder als gemischte leitende /stauende Fluidsysteme wirken. Aufgrund dessen k{\"o}nnen St{\"o}rungen maßgeblich den Grundwasserfluss im Untergrund beeinflussen, welcher deutliche Ver{\"a}nderungen des tiefen thermischen Feldes bewirken kann. Grundwasserdynamik und Temperaturver{\"a}nderungen sind wiederum entscheidende Faktoren f{\"u}r die Exploration geothermischer Energie. Diese Studie untersuchte den Einfluss von St{\"o}rungen auf das Fluidsystem und das thermische Feld im Untergrund. Sie erforschte die physikalischen Prozesse, welche das Fluidverhalten und die Temperaturverteilung in St{\"o}rungen und in den umgebenden Gesteinen. Dazu wurden 3D Finite Elemente Simulationen des gekoppelten Fluid und W{\"a}rmetransports f{\"u}r synthetische sowie reale Modelszenarien auf unterschiedlichen Skalen durchgef{\"u}hrt. Um den Einfluss einer schr{\"a}g einfallenden St{\"o}rung systematisch durch die schrittweise Ver{\"a}nderung der hydraulischen {\"O}ffnungsweite und der Permeabilit{\"a}t, zu untersuchen, wurde ein klein-skaliges synthetisches Modell entwickelt. Ein inverser linearer Zusammenhang wurde festgestellt, welcher zeigt, dass sich die Fluidgeschwindigkeit in der St{\"o}rung jeweils um ~1e-01 m/s verringert, wenn die {\"O}ffnungsweite der St{\"o}rung um jeweils eine Magnitude vergr{\"o}ßert wird. Ein hoher Permeabilit{\"a}tskontrast zwischen St{\"o}rung und umgebender Matrix beg{\"u}nstigt die Fluidadvektion hin zur St{\"o}rung und f{\"u}hrt zu ausgepr{\"a}gten Druck- und Temperaturver{\"a}nderungen innerhalb und um die St{\"o}rung herum. Bei geringem Permeabilit{\"a}tskontrast zwischen St{\"o}rung und umgebendem Gestein findet hingegen kein Fluidfluss in der St{\"o}rung statt, wobei das hydrostatische Druck- sowie das Temperaturfeld unver{\"a}ndert bleiben. Auf Grundlage der synthetischen Modellierungsergebnisse wurde der Einfluss von St{\"o}rungen auf einer gr{\"o}ßeren Skala anhand eines komplexeren (realen) geologischen Systems analysiert. Dabei handelt es sich um ein 3D Modell des Geothermiestandortes Groß Sch{\"o}nebeck, der ca. 40 km n{\"o}rdlich von Berlin liegt. Die Integration von einer permeablen und drei impermeablen Hauptst{\"o}rungen, zeigte unterschiedlich starke Einfl{\"u}sse auf Fluidzirkulation, Temperatur - und Druckfeld. Die modellierte konvektive Zirkulation in der permeablen St{\"o}rung ver{\"a}ndert das thermische Feld stark (bis zu 15 K). In den gering durchl{\"a}ssigen St{\"o}rungen wird die W{\"a}rme ausschließlich durch Diffusion geleitet. Der konduktive W{\"a}rmetransport beeinflusst das thermische Feld nicht, bewirkt jedoch lokale Ver{\"a}nderungen des hydrostatischen Druckfeldes. Um den Einfluss großer St{\"o}rungszonen mit kilometerweitem vertikalen Versatz auf das geothermische Feld der Beckenskala zu untersuchen, wurden gekoppelte Fluid- und W{\"a}rmetransportsimulationen f{\"u}r ein 3D Strukturmodell des Gebietes Brandenburg durchgef{\"u}hrt (Noack et al. 2010; 2013). Bez{\"u}glich der St{\"o}rungspermeabilit{\"a}t wurden verschiedene geologische Szenarien modelliert, von denen zwei Endgliedermodelle ausgewertet wurden. Die Ergebnisse zeigten, dass die undurchl{\"a}ssigen St{\"o}rungen den Fluidfluss nur lokal beeinflussen. Da sie als hydraulische Barrieren wirken, wird der Fluidfluss mir sehr geringen Geschwindigkeiten entlang der St{\"o}rungen innerhalb eines Bereichs von ~ 1 km auf jeder Seite umgelenkt. Die modellierten lokalen Ver{\"a}nderungen des Grundwasserzirkulationssystems haben keinen beobachtbaren Effekt auf das Temperaturfeld. Hingegen erzeugen permeable St{\"o}rungszonen eine ausgepr{\"a}gte thermische Signatur innerhalb eines Einflussbereichs von ~ 2.4-8.8 km in -1000 m Tiefe und ~6-12 km in -3000 m Tiefe. Diese thermische Signatur, in der sich k{\"a}ltere und w{\"a}rmere Temperaturbereiche abwechseln, wird durch auf- und abw{\"a}rts gerichteten Fluidfluss innerhalb der St{\"o}rung verursacht, der grunds{\"a}tzlich durch existierende Gradienten in der hydraulischen Druckh{\"o}he angetrieben wird. Alle Studien haben gezeigt, dass St{\"o}rungen einen beachtlichen Einfluss auf den Fluid-, und W{\"a}rmefluss haben. Es stellte sich heraus, dass die Permeabilit{\"a}t in der St{\"o}rung und in den umgebenden geologischen Schichten so wie der spezifische geologische Rahmen entscheidende Faktoren in der Ausbildung verschiedener W{\"a}rmetransportmechanismen sind, die sich in St{\"o}rungen entwickeln k{\"o}nnen. Die von permeablen St{\"o}rungen verursachten Temperaturver{\"a}nderungen k{\"o}nnen lokal, jedoch groß sein, genauso wie die durch hydraulisch leitende und nichtleitende St{\"o}rungen hervorgerufenen Ver{\"a}nderungen des Fluidystems. Letztlich haben die Simulationen f{\"u}r die unterschiedlich skalierten Modelle gezeigt, dass die Ergebnisse sich nicht aufeinander {\"u}bertragen lassen und dass es notwendig ist, jeden geologischen Rahmen hinsichtlich Konfiguration und Gr{\"o}ßenskala gesondert zu betrachten. Abschließend hat diese Studie demonstriert, dass die Betrachtung von St{\"o}rungen in 3D Finiten Elementen Modellen f{\"u}r die Simulation von gekoppeltem Fluid- und W{\"a}rmetransport auf unterschiedlichen Skalen m{\"o}glich ist. Da diese Art von numerischen Simulationen sowohl die geologische Struktur des Untergrunds sowie die im Erdinnern ablaufenden physikalischen Prozesse integriert, k{\"o}nnen sie einen wertvollen Beitrag leisten, indem sie Feld- und Laborgest{\"u}tzte Untersuchungen vervollst{\"a}ndigen.}, language = {de} }