TY  - THES
A1  - Weikl, Thomas R.
T1  - Transition states and loop-closure principles in protein folding
T1  - Übergangszustände und Schleifenschließungsprinzipien bei der Proteinfaltung
N2  - Proteins are chain molecules built from amino acids. The precise sequence of the 20 different types of amino acids in a protein chain defines into which structure a protein folds, and the three-dimensional structure in turn specifies the biological function of the protein. The reliable folding of proteins is a prerequisite for their robust function. Misfolding can lead to protein aggregates that cause severe diseases, such as Alzheimer's, Parkinson's, or the variant Creutzfeldt-Jakob disease. Small single-domain proteins often fold without experimentally detectable metastable intermediate states. The folding dynamics of these proteins is thought to be governed by a single transition-state barrier between the unfolded and the folded state. The transition state is highly instable and cannot be observed directly. However, mutations in which a single amino acid of the protein is substituted by another one can provide indirect access. The mutations slightly change the transition-state barrier and, thus, the folding and unfolding times of the protein. The central question is how to reconstruct the transition state from the observed changes in folding times. In this habilitation thesis, a novel method to extract structural information on transition states from mutational data is presented. The method is based on (i) the cooperativity of structural elements such as alpha-helices and beta-hairpins, and (ii) on splitting up mutation-induced free-energy changes into components for these elements. By fitting few parameters, the method reveals the degree of structure formation of alpha-helices and beta-hairpins in the transition state. In addition, it is shown in this thesis that the folding routes of small single-domain proteins are dominated by loop-closure dependencies between the structural elements.
N2  - Proteine sind Kettenmoleküle, die aus einzelnen Aminosäuren aufgebaut sind. Die genaue Sequenz der 20 verschiedenartigen Aminosäuren innerhalb der Proteinkette bestimmt dabei, in welche spezielle Struktur sich ein Protein faltet. Die dreidimensionale Struktur bestimmt wiederum die Funktion der Proteine. Doch nur korrekt gefaltet kann ein Protein seine Funktion erfüllen. Fehler bei der Faltung können zu Proteinaggregaten führen, die schwere Krankheiten wie Alzheimer, Parkinson oder das Creutzfeldt-Jakob-Syndrom hervorrufen. Viele kleine Proteine falten ohne experimentell beobachtbare metastabile Zwischenzustände. Entscheidend für die Faltungsdynamik dieser Proteine ist der Übergangszustand zwischen dem ungefalteten und gefalteten Zustand. Der Übergangszustand ist instabil und kann nicht direkt beobachtet werden. Einen indirekten Zugang ermöglichen jedoch Mutationen eines Proteins, bei denen einzelne Aminosäuren ausgetauscht werden. Die Mutationen verändern geringfügig die Übergangszustandsbarriere, und damit die Faltungs- und Entfaltungszeiten des Proteins. Die zentrale Frage ist, wie sich der Übergangszustand aus den beobachteten Änderungen der Faltungszeit rekonstruieren lässt. In dieser Habilitationsschrift wird eine neuartige Methode zur Rekonstruktion von Übergangszuständen aus Mutationsdaten vorgestellt. Die Methode beruht auf (i) der Kooperativität von Strukturelementen wie alpha-Helizes und beta-Haarnadeln, und (ii) der Aufspaltung von mutationsinduzierten Veränderungen der freien Energie in Komponenten für diese Strukturelemente. Die Modellierung der experimentellen Daten verrät, in welchem Grad alpha-Helizes and beta-Haarnadeln im Übergangszustand strukturiert sind. Zudem wird in dieser Habilitationsschrift gezeigt, dass die Faltungswege vieler kleiner Proteine durch Schleifenschließungsbeziehungen zwischen den Strukturelementen dominiert werden.
KW  - Proteinfaltung
KW  - Faltungsdynamik
KW  - Übergangszustand
KW  - Stochastische Prozesse
KW  - Schleifenschließung
KW  - protein folding
KW  - folding dynamics
KW  - transition state
KW  - stochastic processes
KW  - loop closure
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-26975
ER  - 
TY  - RPRT
A1  - Petersen, Hans-Georg
A1  - Kirchner, Markus
T1  - Education return and financing
BT  - donated affluence as consequence of tuition free study programs in Germany
N2  - The paper sheds some light on the education returns in Germany in the post war period. After describing higher education in Germany the current stand of higher education financing within the single states is presented. In six states tuition fees will be introduced in 2007/08 and discussions are going on in even some more. In the second part of the paper an empirical analysis is done using longitudinal data from the German social pension system. The analysis over the whole lifecycle renders results which proof that the higher education advantages are quite remarkable and might be a justification for more intensified financing by tuition fees. But all this has to be embedded into an encompassing strategy of tax and social policy, especially to prevent a strengthened process of social selection, which would be counterproductive for an increased and highly qualified human capital in Germany.
T3  - Finanzwissenschaftliche Diskussionsbeiträge - 55 
KW  - education return
KW  - tuition fees
KW  - tertiary education
KW  - vocational education
KW  - human capital
KW  - lifetime income
KW  - income contingent loans
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-26969
SN  - 1864-1431
SN  - 0948-7549
ER  - 
TY  - THES
A1  - Tirok, Katrin
T1  - Predator-prey dynamics under the influence of exogenous and endogenous regulation : a data-based modeling study on spring plankton with respect to climate change
T1  - Räuber-Beute Beziehungen unter dem Einfluss exogener und endogener Regulation : eine datenbasierte Modellstudie zur Planktonentwicklung im Frühjahr mit Bezug auf den Klimawandel
N2  - Understanding the interactions of predators and their prey and their responses to environmental changes is one of the striking features of ecological research. In this thesis, spring dynamics of phytoplankton and its consumers, zooplankton, were considered in dependence on the environmental conditions in a deep lake (Lake Constance) and a shallow marine water (mesocosms from Kiel Bight), using descriptive statistics, multiple regression models, and process-oriented dynamic simulation models. The development of the spring phytoplankton bloom, representing a dominant feature in the plankton dynamics in temperate and cold oceans and lakes, may depend on temperature, light, and mixing intensity, and the success of over-wintering phyto- and zooplankton. These factors are often correlated in the field. Unexpectedly, irradiance often dominated algal net growth rather than vertical mixing even in deep Lake Constance. Algal net losses from the euphotic layer to larger depth were induced by vertical mixing, but were compensated by the input from larger depth when algae were uniformly distributed over the water column. Dynamics of small, fast-growing algae were well predicted by abiotic variables, such as surface irradiance, vertical mixing intensity, and temperature. A simulation model additionally revealed that even in late winter, grazing may represent an important loss factor of phytoplankton during calm periods when losses due to mixing are small. The importance of losses by mixing and grazing changed rapidly as it depended on the variable mixing intensity. Higher temperature, lower global irradiance and enhanced mixing generated lower algal biomass and primary production in the dynamic simulation model. This suggests that potential consequences of climate change may partly counteract each other. The negative effect of higher temperatures on phytoplankton biomass was due to enhanced temperature-sensitive grazing losses. Comparing the results from deep Lake Constance to those of the shallow mesocosm experiments and simulations, confirmed the strong direct effect of light in contrast to temperature, and the importance of grazing already in early spring as soon as moderate algal biomasses developed. In Lake Constance, ciliates dominated the herbivorous zooplankton in spring. The start of ciliate net growth in spring was closely linked to that of edible algae, chlorophyll a and the vertical mixing intensity but independent of water temperature. The duration of ciliate dominance in spring was largely controlled by the highly variable onset of the phytoplankton bloom, and little by the less variable termination of the ciliate bloom by grazing of meta-zooplankton. During years with an extended spring bloom of algae and ciliates, they coexisted at relatively high biomasses over 15-30 generations, and internally forced species shifts were observed in both communities. Interception feeders alternated with filter feeders, and cryptomonads with non-cryptomonads in their relative importance. These dynamics were not captured by classical 1-predator-1-prey models which consistently predict pronounced predator-prey cycles or equilibria with either the predator or the prey dominating or suppressed. A multi-species predator-prey model with predator species differing in their food selectivity, and prey species in their edibility reproduced the observed patterns. Food-selectivity and edibility were related to the feeding and growth characteristics of the species, which represented ecological trade-offs. For example, the prey species with the highest edibility also had the highest maximum growth rate. Data and model revealed endogenous driven ongoing species alternations, which yielded a higher variability in species-specific biomasses than in total predator and prey biomass. This holds for a broad parameter space as long as the species differ functionally. A more sophisticated model approach enabled the simulation of a continuum of different functional types and adaptability of predator and prey communities to altered environmental conditions, and the maintenance of a rather low model complexity, i.e., low number of equations and free parameters. The community compositions were described by mean functional traits --- prey edibility and predator food-selectivity --- and their variances. The latter represent the functional diversity of the communities and thus, the potential for adaptation. Oscillations in the mean community trait values indicated species shifts. The community traits were related to growth and grazing characteristics representing similar trade-offs as in the multi-species model. The model reproduced the observed patterns, when nonlinear relationships between edibility and capacity, and edibility and food availability for the predator were chosen. A constant minimum amount of variance represented ongoing species invasions and thus, preserved a diversity which allows adaptation on a realistic time-span.
N2  - Eine der großen Herausforderungen der heutigen ökologischen Forschung ist es, Veränderungen von Ökosys­temen vorher­zusagen, die mit dem Klimawandel einhergehen. Dafür sind ein umfassendes Verständnis der ver­schiedenen Steuerungsfaktoren des entsprechenden Systems und Kenntnisse zur Anpassungs­fähigkeit des Systems nötig. Auf der Grundlage dieses Wissens, können mit mathemati­schen Modellen Klima­szenarien gerechnet und Vorhersagen erstellt werden. Die vorliegende Arbeit untersuchte die Regulation des Phytoplanktons (kleine freischwebende einzellige Algen) und seiner Konsumenten (Zooplankton, tierische Kleinstlebewesen) sowie deren Wechselspiel während des Frühjahrs mit Bezug auf den Klimawandel. Als Basis dienten langjährige Daten von einem großen tiefen See (Bodensee) sowie Daten von Versuchen mit Organis­men aus einem flachen marinen Ge­wässer (Kieler Förde, Ostsee). Diese Daten wurden mit statistischen Verfahren und mathematischen Modellen ausge­wertet. In Gewässern sind Algen als Primärproduzenten die Nahrungsgrundlage für tieri­sche Organismen bis hin zu Fischen und Meeresfrüchten, und bestimmen die Wasserqualität der Ge­wässer. Daher ist es wichtig zu verstehen, welche Mechanismen die Dynamik der Algen steuern. Der Grundstein für die saisonale Entwicklung von Phyto- und Zooplankton in Gewässern un­serer Breiten wird mit dem Be­ginn des Wachstums im Frühjahr gelegt. Diese Arbeit zeigt, dass es bereits im zeitigen, noch kalten Frühjahr ein Wechselspiel physikalischer und biologischer Steuerungsmechanismen für die Algenent­wicklung gibt. Physikalische Faktoren sind die Wassertemperatur, die Globalstrahlung und die Durchmischung des Gewässers, die durch die Stärke des Windes beeinflusst wird. All diese Steue­rungsmechanismen sind eng miteinander verwoben und werden unterschiedlich stark vom Klimawan­del beeinflusst. Mit mathematischen Modellen gelang es den Einfluss einzelner Faktoren voneinander zu trennen und zu zeigen, dass Effekte durch den Klimawandel sich gegenseitig aufheben oder aber auch verstärken können. Schon geringe Änderungen an der Basis der Nahrungsnetze können weitrei­chende Auswirkungen auf höhere Ebenen habe. Wie stark diese Auswirkungen im Einzelnen sind, hängt entscheidend von der Anpassungsfähigkeit gesamter Ökosysteme und ihrer Artengemeinschaf­ten sowie einzelner Individuen ab. Beispielsweise reagiert die Algengemeinschaft auf einen starken Fraßdruck ihrer Räuber mit einer Verschiebung zu weniger gut fressbaren Algenarten. Diese weniger gut fressbaren Arten unterscheiden sich jedoch auch in anderen Eigenschaften, wie zum Beispiel der Ressourcenausnutzung, von besser fressbaren Algen. In dieser Arbeit wurden Modellansätze entwi­ckelt, die diese Fähigkeit zur Anpassung berücksichtigen. Auf dieser Grundlage und mit Einbeziehung der physikalischen Steuerungsfaktoren können Klimaszenarien gerechnet werden und Vorhersagen für den Einfluss des Klimawandels auf unsere Gewässer gemacht werden, die letztlich auch Perspektiven für Handlungsmöglichkeiten aufzeigen.
KW  - Ökologie
KW  - mathematische Simulationsmodelle
KW  - Plankton
KW  - Tiefer See
KW  - Räuber-Beute Beziehungen
KW  - ecology
KW  - mathematical simulation models
KW  - plankton
KW  - deep lake
KW  - predator-prey relationships
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-24528
ER  - 
TY  - THES
A1  - Lisec, Jan
T1  - Identification and characterization of metabolic Quantitative Trait Loci (QTL) in Arabidopsis thaliana
T1  - Identifizierung und Charakterisierung von metabolischen Loci quantitativer Merkmale (QTL) in Arabidopsis thaliana
N2  - Plants are the primary producers of biomass and thereby the basis of all life. Many varieties are cultivated, mainly to produce food, but to an increasing amount as a source of renewable energy. Because of the limited acreage available, further improvements of cultivated species both with respect to yield and composition are inevitable. One approach to further progress in developing improved plant cultivars is a systems biology oriented approach. This work aimed to investigate the primary metabolism of the model plant A.thaliana and its relation to plant growth using quantitative genetics methods. A special focus was set on the characterization of heterosis, the deviation of hybrids from their parental means for certain traits, on a metabolic level. More than 2000 samples of recombinant inbred lines (RILs) and introgression lines (ILs) developed from the two accessions Col-0 and C24 were analyzed for 181 metabolic traces using gas-chromatography/ mass-spectrometry (GC-MS). The observed variance allowed the detection of 157 metabolic quantitative trait loci (mQTL), genetic regions carrying genes, which are relevant for metabolite abundance. By analyzing several hundred test crosses of RILs and ILs it was further possible to identify 385 heterotic metabolic QTL (hmQTL). Within the scope of this work a robust method for large scale GC-MS analyses was developed. A highly significant canonical correlation between biomass and metabolic profiles (r = 0.73) was found. A comparable analysis of the results of the two independent experiments using RILs and ILs showed a large agreement. The confirmation rate for RIL QTL in ILs was 56 % and 23 % for mQTL and hmQTL respectively. Candidate genes from available databases could be identified for 67 % of the mQTL. To validate some of these candidates, eight genes were re-sequenced and in total 23 polymorphisms could be found. In the hybrids, heterosis is small for most metabolites (< 20%). Heterotic QTL gave rise to less candidate genes and a lower overlap between both populations than was determined for mQTL. This hints that regulatory loci and epistatic effects contribute to metabolite heterosis. The data described in this thesis present a rich source for further investigation and annotation of relevant genes and may pave the way towards a better understanding of plant biology on a system level.
N2  - Pflanzen sind die Primärproduzenten von Biomasse und damit Grundlage allen Lebens. Sie werden nicht nur zur Gewinnung von Nahrungsmitteln, sondern zunehmend auch als Quelle erneuerbarer Energien kultiviert. Aufgrund der Begrenztheit der weltweit zu Verfügung stehenden Anbaufläche ist eine zielgerichtete Selektion und Verbesserung der verwendeten Sorten unabdingbar. Um solch eine kontinuierliche Verbesserung zu gewährleisten, ist ein grundlegendes Verständnis des biologischen Systems Pflanze nötig. Diese Arbeit hatte zum Ziel, den Primärmetabolismus der Modellpflanze A. thaliana mit Methoden der quantitativen Genetik zu untersuchen und in Beziehung zu Wachstum und Biomasse zu stellen. Insbesondere sollte Heterosis, die Abweichung von Hybriden in ihren Merkmalen vom Mittelwert der Eltern, auf Stoffwechselebene charakterisiert werden. Mit Hilfe der Gas Chromatographie/ Massen Spektrometrie (GC-MS) wurden über 2000 Proben von rekombinanten Inzucht Linien (RIL) und Introgressions Linien (IL) der Akzessionen Col 0 und C24 bezüglich des Vorkommens von 181 Metaboliten untersucht. Die beobachtete Varianz erlaubte die Bestimmung von 157 metabolischen QTL (mQTL), genetischen Regionen, die für die Metabolitkonzentrationen relevante Gene enthalten. Durch die Untersuchung von Testkreuzungen der RILs und ILs konnten weiterhin 385 heterotische metabolische QTL (hmQTL) identifiziert werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine robuste Methode zur Auswertung von GC-MS Analysen entwickelt. Es wurde eine hoch signifikante kanonische Korrelation (r=0.73) zwischen Biomasse und Metabolitprofilen gefunden. Die unterschiedlichen Ansätze zur QTL Analyse, RILs und ILs, wurden verglichen. Dabei konnte gezeigt werden, daß die Methoden komplementär sind, da mit RILs gefundene mQTL zu 56% und hmQTL zu 23% in ILs bestätigt wurden. Durch den Vergleich mit Datenbanken wurden für 67% der mQTL Kandidatengene identifiziert. Um diese zu überprüfen wurden acht dieser Gene resequenziert und insgesamt 23 Polymorphismen darin bestimmt. Die Heterosis in den Hybriden ist für die meisten Metabolite gering (<20%). Für hmQTL konnten weniger Kandidatengene als für mQTL bestimmt werden und sie zeigten eine geringere Übereinstimmung in den beiden Populationen. Dies deutet darauf hin, daß regulatorische Loci und epistatische Effekte einen wichtigen Beitrag zur Heterosis besteuern. Die gewonnenen Daten stellen eine reiche Quelle für die weitergehende Untersuchung und Annotation relevanter Gene dar und ebnen den Weg für ein besseres Verständnis des Systems Pflanze.
KW  - Arabidopsis thaliana
KW  - Metabolomics
KW  - QTL Analyse
KW  - Arabidopsis thaliana
KW  - Metabolomics
KW  - QTL mapping
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-25903
ER  - 
TY  - THES
A1  - Beyvers, Stephanie
T1  - Selective excitation of adsorbate vibrations on dissipative surfaces
T1  - Selektive Anregung von Adsorbatschwingungen auf dissipativen Oberflächen
N2  - The selective infrared (IR) excitation of molecular vibrations is a powerful tool to control the photoreactivity prior to electronic excitation in the ultraviolet / visible (UV/Vis) light regime ("vibrationally mediated chemistry"). For adsorbates on surfaces it has been theoretically predicted that IR preexcitation will lead to higher UV/Vis photodesorption yields and larger cross sections for other photoreactions. In a recent experiment, IR-mediated desorption of molecular hydrogen from a Si(111) surface on which atomic hydrogen and deuterium were co-adsorbed was achieved, following a vibrational mechanism as indicated by the isotope-selectivity. In the present work, selective vibrational IR excitation of adsorbate molecules, treated as multi-dimensional oscillators on dissipative surfaces, has been simulated within the framework of open-system density matrix theory. Not only potential-mediated, inter-mode coupling poses an obstacle to selective excitation but also the coupling of the adsorbate ("system") modes to the electronic and phononic degrees of freedom of the surface ("bath") does. Vibrational relaxation thereby takes place, depending on the availabilty of energetically fitting electron-hole (e/h) pairs and/or phonons (lattice vibrations) in the surface, on time-scales ranging from milliseconds to several hundreds of femtoseconds. On metal surfaces, where the relaxation process of the adsorbate via the e/h pair mechanism dominates, vibrational lifetimes are usually shorter than on insulator or semiconductor surfaces, in the range of picoseconds, being also the timescale of the IR pulses used here. Further inhibiting factors for selectivity can be the harmonicity of a mode and weak dipole activities ("dark modes") rendering vibrational excitation with moderate field intensities difficult. In addition to simple analytical pulses, optimal control theory (OCT) has been employed here to generate a suitable electric field to populate the target state/mode maximally. The complex OCT fields were analyzed by Husimi transformation, resolving the control field in time and energy. The adsorbate/surface systems investigated were CO/Cu(100), H/Si(100) and 2H/Ru(0001). These systems proved to be suitable models to study the above mentioned effects. Further, effects of temperature, pure dephasing (elastic scattering processes), pulse duration and dimensionality (up to four degrees of freedom) were studied. It was possible to selectively excite single vibrational modes, often even state-selective. Special processes like hot-band excitation, vibrationally mediated desorption and the excitation of "dark modes" were simulated. Finally, a novel OCT algorithm in density matrix representation has been developed which allows for time-dependent target operators and thus enables to control the excitation mechanism instead of only the final state. The algorithm is based on a combination of global (iterative) and local (non-iterative) OCT schemes, such that short, globally controlled time-intervals are coupled locally in time. Its numerical performance and accuracy were tested and verified and it was successfully applied to stabilize a two-state linear-combination and to enforce a successive "ladder climbing" in a rather harmonic system, where monochromatic, analytical pulses simultaneously excited several states, leading to a population loss in the target state.
N2  - Die selektive Anregung von Molekülschwingungen mittels Infrarotlicht (IR) ist vorteilhaft, um die Wirkungsquerschnitte nachfolgender photochemischer oder photophysikalischer Prozesse zu steigern, welche durch Elektronenanregung mittels ultraviolettem (UV) bzw. sichtbarem (Vis) Licht ausgelöst werden. Für Adsorbatmoleküle auf Oberflächen wurden theoretische Vorhersagen getroffen, dass eine kombinierte (IR plus UV)-Strategie ("schwingungsvermittelte Chemie") die Ausbeute bei Photodesorption und anderen Photoreaktionen deutlich zu erhöhen vermag. Kürzlich wurde im Experiment gezeigt, dass eine rein IR-vermittelte Desorption möglich ist, welche über einen schwingungsangeregten Mechanismus erfolgt. Hierbei wurde molekularer Wasserstoff von einer Si(111)-Oberfläche desorbiert, an der atomarer Wasserstoff und atomares Deuterium gebunden waren. Eine thermische Anregung, die zum Bindungsbruch führt, konnte hierbei wegen der Isotopenselektivität ausgeschlossen werden. In der vorliegenden Arbeit wurde die selektive IR-Schwingungsanregung von Adsorbaten, die als multidimensionale Oszillatoren auf dissipativen Oberflächen behandelt wurden, mit Hilfe der Dichtematrixtheorie für offene Systeme simuliert. Nicht nur die potentialvermittelte Kopplung zwischen den einzelnen Moden ist ein Hindernis für selektive Anregung, sondern auch die Kopplung der Moden des Adsorbats ("Systems") an elektronische und phononische Freiheitsgrade des Substrats ("Bades"). Die Schwingungsrelaxation verläuft hierbei auf Zeitskalen, die von Millisekunden bis hin zu wenigen hundert Femtosekunden reichen, je nach Verfügbarkeit energetisch geeigneter Elektron-Loch-Paar-Anregungen bzw. Phononen (Gitterschwingungen) in der Oberfläche. Auf Metalloberflächen, bei denen die Schwingungrelaxation des Adsorbats zumeist von einem Elektronen-Loch-Paar-Mechanismus dominiert wird, sind die Schwingungslebensdauern normalerweise kürzer als auf Isolator- oder Halbleiteroberflächen und betragen einige Picosekunden, ebenso wie die Zeitskala der hier gewählten IR-Pulse. Weitere Faktoren, die die selektive Anregung behindern können sind die Harmonizität einer Mode und die geringe Dipolaktivität sogenannter "dunkler Moden", die eine Anregung mit moderat intensiven Feldern erschweren. Zusätzlich zu einfachen analytischen Pulsen wurden Felder mittels Optimaler Kontrolltheorie (OCT) erzeugt, um eine(n) Zielzustand/-mode maximal zu populieren. Komplexe OCT Pulse wurden mit Hilfe der Husimi-Transformation analysiert, welche das Kontrollfeld im Zeit- und Energieraum aufzulösen vermag. Die in dieser Arbeit untersuchten Adsorbat/Oberflächen-Systeme waren CO/Cu(100), H/Si(100) und 2H/Ru(0001), die sich als passende Modelle erwiesen, um oben genannte Faktoren zu untersuchen. Desweiteren wurden die Auswirkungen von Temperatur, reiner Dephasierung (elastische Streuprozesse), Dauer des IR-Pulses und Systemdimensionalit\"at (Behandlung von bis zu vier Freiheitsgraden) studiert. Einzelne Schwingungsmoden konnten angeregt werden, in vielen Fällen sogar zustandsselektiv. Spezielle Prozesse wie die Anregung "heißer Banden", Desorption via alleiniger Schwingungsanregung und die Anregung "dunkler Moden" wurden simuliert. Schließlich wurde ein neuer OCT-Algorithmus in Dichtematrixdarstellung entwickelt, der es erlaubt, zeitabhängige Zieloperatoren einzuführen, um nicht nur Kontrolle über den Endzustand einer Anregung, sondern auch über den Anregungsmechanismus zu erlangen. Der Algorithmus basiert auf einer Kombination von globaler (iterativer) und lokaler (nicht-iterativer) optimaler Kontrollschemata in der Art, dass kurze, global kontrollierte Intervalle zeitlich lokal miteinander gekoppelt werden. Nach numerischen Tests wurde der Algorithmus erfolgreich angewandt, um eine Linearkombination aus zwei Zuständen zu stabilisieren, sowie um eine schrittweise "Leiteranregung" in einem harmonischen System zu forcieren, bei dem monochromatische, analytische Pulse mehrere Zustände zugleich anregen und somit einen Populationsverlust im angestrebten Zielzustand zur Folge haben.
KW  - IR-Anregung
KW  - Selektivität
KW  - Adsorbatschwingungen
KW  - Dichtematrixtheorie offener Systeme
KW  - Optimale Kontrolltheorie
KW  - IR excitation
KW  - selectivity
KW  - adsorbate vibrations
KW  - open system density matrix theory
KW  - optimal control theory
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-25516
ER  - 
TY  - THES
A1  - Hernandez Garcia, Hugo Fernando
T1  - Multiscale simulation of heterophase polymerization : application to the synthesis of multicomponent colloidal polymer particles
T1  - Multidimensionale Simulation von Heterophasenpolymerisationen : Anwendungen zur Synthese von kolloidalen Kompositpolymerteilchen
N2  - Heterophase polymerization is a technique widely used for the synthesis of high performance polymeric materials with applications including paints, inks, adhesives, synthetic rubber, biomedical applications and many others. Due to the heterogeneous nature of the process, many different relevant length and time scales can be identified. Each of these scales has a direct influence on the kinetics of polymerization and on the physicochemical and performance properties of the final product. Therefore, from the point of view of product and process design and optimization, the understanding of each of these relevant scales and their integration into one single model is a very promising route for reducing the time-to-market in the development of new products, for increasing the productivity and profitability of existing processes, and for designing products with improved performance or cost/performance ratio. The process considered is the synthesis of structured or composite polymer particles by multi-stage seeded emulsion polymerization. This type of process is used for the preparation of high performance materials where a synergistic behavior of two or more different types of polymers is obtained. Some examples include the synthesis of core-shell or multilayered particles for improved impact strength materials and for high resistance coatings and adhesives. The kinetics of the most relevant events taking place in an emulsion polymerization process has been investigated using suitable numerical simulation techniques at their corresponding time and length scales. These methods, which include Molecular Dynamics (MD) simulation, Brownian Dynamics (BD) simulation and kinetic Monte Carlo (kMC) simulation, have been found to be very powerful and highly useful for gaining a deeper insight and achieving a better understanding and a more accurate description of all phenomena involved in emulsion polymerization processes, and can be potentially extended to investigate any type of heterogeneous process. The novel approach of using these kinetic-based numerical simulation methods can be regarded as a complement to the traditional thermodynamic-based macroscopic description of emulsion polymerization. The particular events investigated include molecular diffusion, diffusion-controlled polymerization reactions, particle formation, absorption/desorption of radicals and monomer, and the colloidal aggregation of polymer particles. Using BD simulation it was possible to precisely determine the kinetics of absorption/desorption of molecular species by polymer particles, and to simulate the colloidal aggregation of polymer particles. For diluted systems, a very good agreement between BD simulation and the classical theory developed by Smoluchowski was obtained. However, for concentrated systems, significant deviations from the ideal behavior predicted by Smoluchowski were evidenced. BD simulation was found to be a very valuable tool for the investigation of emulsion polymerization processes especially when the spatial and geometrical complexity of the system cannot be neglected, as is the case of concentrated dispersions, non-spherical particles, structured polymer particles, particles with non-uniform monomer concentration, and so on. In addition, BD simulation was used to describe non-equilibrium monomer swelling kinetics, which is not possible using the traditional thermodynamic approach because it is only valid for systems at equilibrium. The description of diffusion-controlled polymerization reactions was successfully achieved using a new stochastic algorithm for the kMC simulation of imperfectly mixed systems (SSA-IM). In contrast to the traditional stochastic simulation algorithm (SSA) and the deterministic rate of reaction equations, instead of assuming perfect mixing in the whole reactor, the new SSA-IM determines the volume perfectly mixed between two consecutive reactions as a function of the diffusion coefficient of the reacting species. Using this approach it was possible to describe, using a single set of kinetic parameters, typical mass transfer limitations effects during a free radical batch polymerization such as the cage effect, the gel effect and the glass effect. Using multiscale integration it was possible to investigate the formation of secondary particles during the seeded emulsion polymerization of vinyl acetate over a polystyrene seed. Three different cases of radical generation were considered: generation of radicals by thermal decomposition of water-soluble initiating compounds, generation of radicals by a redox reaction at the surface of the particles, and generation of radicals by thermal decomposition of surface-active initiators "inisurfs" attached to the surface of the particles. The simulation results demonstrated the satisfactory reduction in secondary particles formation achieved when the locus of radical generation is controlled close to the particles surface.
N2  - Eine der industriell am meisten verwendeten Methoden zur Herstellung von Hochleistungspolymeren ist die Heterophasenpolymerisation. Industriell von besonderer Bedeutung ist die sogenannte Saatemulsionspolymerisation bei der kleine Saatteilchen durch die sequentielle Zugabe von weiteren Monomeren gezielt modifiziert werden, um Kompositpolymerteilchen mit den gewünschten mechanischen und chemischen Gebrauchseigenschaften herzustellen. Ein häufig auftretendes Problem während dieser Art der Heterophasenpolymerisation ist die Bildung von neuen, kleinen Teilchen im Polymerisationsverlauf. Diese sogenannte sekundäre Teilchenbildung muss vermieden werden, da sie die Herstellung der gewünschten Teilchen mit den angestrebten Eigenschaften verhindert. Ein spezieller Fall der Saatemulsionspolymerisation ist die Kombination von Vinylacetat als Monomer, das auf Saatteilchen aus Polystyrol polymerisieren soll. Die Unterdrückung der Teilchenneubildung ist in diesem Beispiel besonders schwierig, da Vinylacetat eine sehr hohe Wasserlöslichkeit besitzt. In der vorliegenden Arbeit wurden zur Lösung der Aufgabenstellung verschiedene numerische Simulierungsalgorithmen verwendet, die entsprechend den charakteristischen Längen- und Zeitskalen der im Verlauf der Polymerisation ablaufenden Prozesse ausgewählt wurden, um die passenden Bedingungen für die Unterdrückung der sekundären Teilchenbildung zu finden. Die verwendeten numerischen Methoden umfassen Molekulare Dynamik Simulationen, die benutzt werden, um molekulare Bewegungen zu berechnen; Brownsche Dynamik Simulationen, die benutzt werden, um die zufälligen Bewegungen der kolloidalen Teilchen und der molekularen Spezies zu beschreiben, und kinetische Monte Carlo Simulationen, die das zufällige Auftreten von individuellen physikalischen oder chemischen Ereignissen modellieren. Durch die Kombination dieser Methoden ist es möglich, alle für die Beschreibung der Polymerisation relevanten Phänomene zu berücksichtigen. Damit können nicht nur die Reaktionsgeschwindigkeit und die Produktivität des Prozesses simuliert werden sondern auch Aussagen bezüglich der physikalischen und chemischen Eigenschaften des Produktes sowie den Applikationseigenschaften getroffen werden. In dieser Arbeit wurden zum ersten Mal Modelle für die unterschiedlichen Längen- und Zeitskalen bei Heterophasenpolymerisationen entwickelt und erfolgreich zur Modellierung des Prozesses angewendet. Die Ergebnisse führten zu bedeutenden Verbesserungen der Theorie von Emulsionspolymerisationen insbesondere für die Beschreibung des Massenaustausches zwischen den Phasen (bspw. Radikaleintritt in und Radikalaustritt aus die Polymerteilchen), der Bildung von neuen Teilchen, und der Polymerisationskinetik unter den heterogenen Reaktionsbedingungen mit uneinheitlicher Durchmischung.
KW  - Heterophase Polymerization
KW  - Emulsion Polymerization
KW  - Simulation
KW  - Kinetics
KW  - Brownian motion
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-25036
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TY  - THES
A1  - Doyle, Timothy F.
T1  - The role of context in meaning and understanding
T1  - Die Rolle des Kontextes für Bedeutung und Verständnis
N2  - In this work the concept of 'context' is considered in five main points. First, context is seen as always necessary for an adequate explication of the concepts of meaning and understanding. Context always plays a role and is not merely brought into consideration when handling a special class of statements or terms, or when there is doubt and clarification is necessary. Second, context cannot be completely reduced to some system of representation. The reason for this is the presence of humans, which is always an important component of a context. Humans experience situations in ways that are not always reducible to symbolic representation. Third, contexts are in principle open. In normal cases they cannot be determined or described in advance. A context is not to be equated with a set of information. Fourth, we understand the parameters of a context pragmatically, which is why we are not led into doubt or even to meaning skepticism by the open nature of a context. This pragmatic knowledge belongs to the category of an ability. Fifth, contexts are, in principle, accessible. This denies the idea that some contexts are incommensurable. There are a number of pragmatic ways of accessing unfamiliar contexts. Some of these are here examined in light of the so-called 'culture wars' in the U.S.A.
N2  - Der Kontextbegriff wird so betrachtet, dass es in fünf Hauptpunkte untergliedert wird. Erstens: der Kontextbegriff ist für eine Explikation der Begriff die Bedeutung und des Verstehens immer notwendig. Der Kontext spielt immer eine Rolle und ist nicht nur für Fälle gut, in denen eine besondere Klasse von Wörtern behandelt wird, oder in denen Zweifel bestehen und eine Klarstellung benötigt wird. Zweitens: der Kontextbegriff lässt sich nicht vollständig auf eine Art von Repräsentation reduzieren. Grund dafür ist das Vorhandensein von Menschen, was immer ein wichtiger Bestandteil des Kontextes ist. Drittens: Kontexte sind grundsätzlich offen. Sie können nicht im Normalfall in vorbestimmter Art und Weise eingegrenzt oder beschrieben werden. Viertens: wir verstehen die Parameter eines Kontextes nach pragmatischer Art und Weise, daher führt uns die offene Natur eines Kontextes nicht zur epistemischen Zweifeln oder sogar Bedeutungsskeptizismus. Dieses pragmatische Wissen gehört in eine völlig andere Kategorie; die eine Fähigkeit ist. Fünftens: Kontexte sind prinzipiell zugänglich. Dies lehnt eine These der Inkommensurabilität zwischen Kontexte ab. Es gibt verschiedene pragmatishce Wege, um Zugang zu fremden Kontexte zu erreichen. Die sogenannte 'culure wars' in den U.S.A. werden hier als Beispiel bennant.
KW  - Kontext
KW  - Wittgenstein
KW  - Bedeutung
KW  - Verstehen
KW  - Context
KW  - Wittgenstein
KW  - Meaning
KW  - Understanding
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-20691
ER  - 
TY  - THES
A1  - Ide, Andreas Hans Peter
T1  - Self-Structuring of functionalized micro- and mesoporous organosilicas using boron-silane-precursors
T1  - Selbststrukturierung von funktionalisierten mikro- und mesoporösen Organsilica durch Bor-Silan-Precusoren
N2  - The structuring of porous silica materials at the nanometer scale and their surface functionalization are important issues of current materials research. Many innovations in chromatography, catalysis and electronic devices benefit from this knowledge. The work at hand is dedicated to the targeted design of functional organosilica materials. In this context a new precursor concept based on boron-silanes is presented. These precursors combine the properties of a structure directing group and a silica source by covalent borane linkage. Formation of the precursor is easily realized by a sequential two-step hydroboration, firstly on bis(triethoxysilyl)ethene, and secondly on an unsaturated structure directing moiety such as alkenes or polymers. The so prepared precursors self-organize when hydrolysis of their inorganic moiety takes place via an aggregation of their organic side chains into hydrophobic domains. In this way, the additional use of a surfactant as a template is not necessary. Chemical cleavage of these moieties (e.g. by ammonolysis or oxidative saponification) yields an organosilica where all functionalities are exclusively located at the pore wall and therefore accessible. The accessibility of the functionalities is a vital point for applications and is not necessarily granted for common silica functionalization approaches. Further advantages of the boron-silane concept are the possibility to introduce a variety of surface functionalities by heterolytic cleavage of the boron linker and the control of the pore morphology. For that purpose the covalent linkage of different alkyl groups and polymers was studied. Another aspect is the access to chiral boron silane precursors yielding functionalized mesoporous organosilica with chiral functionalities exclusively located at the pore walls after condensation and removal of the structure directing moiety. These materials possess great potential for applications documented by preliminary investigations on chiral resolution of a racemic mixture by HPLC and asymmetric catalysis. In the course of this work valuable insights into the targeted structuring and surface functionalization of organosilicas were gained. A promising outlook for further investigations is the extension of this concept by altering the structure directing moieties of the precursor. That way the morphology of the final organosilica might be controlled by for example mesogens. Furthermore, the use of the boron linker enables the introduction of multiple functionalities into organosilicas, making the obtained material unique in its performance.
N2  - Die Nanostrukturierung von funktionalisierten porösen Materialien auf Silikatbasis steht im Brennpunkt der aktuellen Forschung. Anwendungen wie Chromatographie, Katalyse oder die Herstellung elektronischer Bauteile profitieren von den Erkenntnissen, die auf diesem Gebiet gewonnen werden. Die vorliegende Arbeit soll einen Beitrag zur gezielten Herstellung dieser Funktions-materialien leisten. Hierfür wurde ein neues Precursor-Konzept auf der Basis von Borsilanen vorgestellt. Diese Precursoren werden über eine sequentielle zweistufige Hydroborierung an Bis(triethoxysilyl)ethene und ein Alken oder ein ungesättigtes Polymer erhalten. Über den zweiten Schritt wird hierbei die so genannte strukturgebende Gruppe eingeführt und damit das Template kovalent gebunden. Dadurch entfällt im Vergleich zum bekannten Nanocasting-Mechanismus zum einen die Verwendung des herkömmlichen Templates für die Bildung der Porenstruktur und zusätzlich führt die Mikrophasenseparation während der Kondensation zu einer Anordnung der strukturgebenden Gruppen des Precursors an der Silikatphasengrenze. Nach der chemischen Abspaltung dieser Gruppen, die gleichzeitig zur Einführung funktioneller Gruppen führt, werden somit hochporöse Organosilikate erhalten, in denen sich die funktionellen Gruppen ausschließlich an der Porenoberfläche befinden. Ein Vorteil der Verwendung der Hydroborieung wird in der Vielfalt der funktionellen Gruppen deutlich, die eingeführt werden können. Die Zugänglichkeit der funktionellen Gruppen ist entscheidend für potentielle Anwendungen und bei herkömmlichen Organosilikaten nicht zwangsläufig gegeben. Ein herausragender Aspekt dieses Konzepts besteht in der Möglichkeit, sehr einfach chirale Precursoren und damit Organosilikate mit hoch funktionalisierten, chiralen Oberflächen herzustellen. Es konnte gezeigt werden, dass sich diese Materialien sowohl für die chromatographische Trennung von Racematen mittels HPLC als auch für die asymmetrische Katalyse eignen. Durch die in dieser Arbeit erhaltenen Ergebnisse konnten wertvolle Erkenntnisse zur Ober-flächenfunktionalisierung und Strukturierung von mesoporösen Silikaten gewonnen werden. Die Möglichkeit, das vorgestellte Konzept auf andere strukturgebende Gruppen wie zum Beispiel Mesogene zu übertragen und damit die Porenmorphologie gezielt zu steuern, eröffnet viele weitere interessante Materialeigenschaften.
KW  - Organosilica
KW  - Amin
KW  - porös
KW  - Templat
KW  - funktionalisiert
KW  - organosilica
KW  - amine
KW  - porous
KW  - template
KW  - functionalized
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-23717
ER  - 
TY  - THES
A1  - Bahrke, Sven
T1  - Mass spectrometric analysis of chitooligosaccharides and their interaction with proteins
T1  - Massenspektrometrische Analyse von Chitooligosacchariden und ihre Wechselwirkungen mit Proteinen
N2  - Chitooligosaccharides are composed of glycosamin and N-acetylglycisamin residues. Gel permeations chromatography is employed for the separation of oligomers, cation exchange chromatography is used for the separation of homologes and isomers. Trideuterioacetylation of the chitooligosaccharides followed by MALDI-TOF mass spectrometry allowes for the quantitation of mixtures of homologes. vMALDI LTQ multiple-stage MS is employed for quantitative sequencing of complex mixtures of heterochitooligosaccharides. Pure homologes and isomers are applied to biological assays. Chitooligosaccahrides form high-affinity non-covalent complexes with HC gp-39 (human cartilage glycoprotein of 39 kDa). The affinity of the chitooligosaccharides depends on DP, FA and the sequence of glycosamin and N-acetylglycosamin moieties. (+)nanoESI Q TOF MS/MS is used for identification of a high-affinity binding chitooligosaccharide of a non-covalent chitinase B - chitooligosaccharide complex. DADAA is identified as the heterochitoisomer binding with highest affinity and biostability to HC gp-39. Fluorescence based enzyme assays confirm the results.
N2  - Chitooligosaccharide sind aus Glycosamin und N-Acetylglycosamun aufgebaut. Gelpermeationschromatographie wird für die Trennung von Oligomeren verwendet, die Kationenaustauschchromatographie wird zur Trennung von homologen- und Isomerengemischen angewendet. Trideuterioacetylierung der Chitooligosaccharide gefolgt von einer Analyse mittels MALDI-TOF MS erlaubt die quantitative Analyse von Homologengemischen. vMALDI LTQ multiple-stage MS wird angewendet zur Sequenzanalyse und Quantifizierung komplexer Gemische von Heterochitooligosacchariden. Reine Homologe und Isomere werden für biologische Assays verwendet. Dabei zeigt sich, dass Chitooligosaccharide mit HC gp-39 hochaffine Komplexe bilden. Die Affinität der Chitooligosaccharide hängt vom DP, FA und der Sequenz der Chitooligosaccharide ab. (+)nanoESI Q TOF MS/MS wird erfolgreich angewendet zur Identifizierung eines Chitooligosaccharides, das mit hoher Affinität an Chitinase B (Serratia marcescens) bindet. DADAA wurde als die Sequenz des Isomers identifiziert, das mit höchster Affinität und Biostabilität an aktive Chitinase B bindet. Fluoreszenz basierte Enzymassays konnten dieses Ergebnis bestätigen.
KW  - Chitooligosaccharide
KW  - HPLC
KW  - Massenspektrometrie
KW  - Chitolektine
KW  - Chitinase
KW  - Chitooligosaccharides
KW  - HPLC
KW  - Mass Spectrometry
KW  - Chitolectins
KW  - Chitinase
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-20179
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TY  - THES
A1  - Wrzus, Cornelia
T1  - Similarity in personal relationships : associations with relationship regulation between and within individuals
T1  - Ähnlichkeit in Sozialen Beziehungen : intra- und interindividuelle Zusammenhänge mit Beziehungsregulation
N2  - People engage in a multitude of different relationships. Relatives, spouses, and friends are modestly to moderately similar in various characteristics, e.g., personality characteristics, interests, appearance. The role of psychological (e.g., skills, global appraisal) and social (e.g., gender, familial status) similarities in personal relationships and the association with relationship quality (emotional closeness and reciprocity of support) were examined in four independent studies. Young adults (N = 456; M = 27 years) and middle-aged couples from four different family types (N = 171 couples, M = 38 years) gave answer to a computer-aided questionnaire regarding their ego-centered networks. A subsample of 175 middle-aged adults (77 couples and 21 individuals) participated in a one-year follow-up questioning. Two experimental studies (N = 470; N = 802), both including two assessments with an interval of five weeks, were conducted to examine causal relationships among similarity, closeness, and reciprocity expectations. Results underline the role of psychological and social similarities as covariates of emotional closeness and reciprocity of support on the between-relationship level, but indicate a relatively weak effect within established relationships. In specific relationships, such as parent-child relationships and friendships, psychological similarity partly alleviates the effects of missing genetic relatedness. Individual differences moderate these between-relationship effects. In all, results combine evolutionary and social psychological perspectives on similarity in personal relationships and extend previous findings by means of a network approach and an experimental manipulation of existing relationships. The findings further show that psychological and social similarity have different implications for the study of personal relationships depending on the phase in the developmental process of relationships.
N2  - Verwandte, Partner und Freunde ähneln sich in einer Vielzahl von Merkmalen wie z.B. Persönlichkeitseigenschaften, Einstellungen oder Aussehen. Die Bedeutung von Ähnlichkeit in psychologischen und demografischen Eigenschaften von Beziehungspartnern und die Zusammenhänge mit der Qualität der Beziehung wurden in vier unabhängigen Studien untersucht. Junge Erwachsene (N = 456; M = 27 Jahre) und Paare aus vier verschiedenen Familienformen (N = 171 Paare, M = 38 Jahre) beurteilten in einem PC-gestützten Fragebogen die sozialen Beziehungen in ihrem ego-zentrierten Netzwerk hinsichtlich wahrgenommener Ähnlichkeit, emotionaler Nähe und Reziprozität der Unterstützung. Ein Teil der Paare (77 Paare und 21 Einzelpersonen) nahm an der Ein-Jahres-Längsschnittstudie teil. In zwei Experimenten (N = 470; N = 802) wurde die Wahrnehmung von Ähnlichkeit manipuliert, um die Kausalwirkung auf die emotionale Nähe und die Erwartung von reziprokem Verhalten in Beziehungen zu prüfen. Die Studien zeigten, dass innerhalb eines sozialen Netzwerkes ähnliche Beziehungspartner auch emotional näher beurteilt wurden, es jedoch kaum wechselseitige Beeinflussungen innerhalb bestehender Beziehungen gab. In spezifischen Beziehungen, wie Eltern-Kind- oder Freundschaftsbeziehungen, konnte psychologische Ähnlichkeit den Effekt der fehlenden genetischen Verwandtschaft teilweise aufheben. Merkmale der Person moderierten diese Zusammenhänge auf der Beziehungsebene. Die Ergebnisse verknüpfen die evolutionspsychologische und die sozialpsychologische Perspektive der Ähnlichkeitsforschung und ergänzen bisherige Befunde durch den Einsatz des Sozialen Netzwerkansatzes und der experimentellen Manipulation von bestehenden Beziehungen. Zudem zeigen die Befunde, dass psychologische und demografische Ähnlichkeit unterschiedliche Implikationen für die Beziehungsforschung haben, in Abhängigkeit von der Entwicklungsphase der Beziehung.
KW  - Ähnlichkeit
KW  - soziale Beziehungen
KW  - Mehrebenenanalyse
KW  - Evolutionspsychologie
KW  - Experiment
KW  - similarity
KW  - personal relationships
KW  - multilevel analysis
KW  - evolutionary psychology
KW  - experiment
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-20158
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TY  - THES
A1  - Meyer, Eike
T1  - Democracy promotion by the European Union in Morocco within the framework of the European Neighbourhood Policy
N2  - The intention of this master-thesis is a critical assessment of the European Union´s (EU) approach to external democracy promotion in Morocco. The study follows a comparative approach and compares the approach pursued by the EU within the framework of the European Neighbourhood Policy (ENP), incepted in 2004, with the approach that it had developed up until then under the framework of the Euro-Mediterranean Partnership (EMP). The comparison is done with the intention to analyse, to what degree it is justified to speak of a new impetus for democratisation through the ENP in partner countries. The analysis takes into consideration the range of possible instruments for external democracy promotion in the categories „diplomacy“, „conditionality“ and „positive instruments“. For the comparison of democracy promotion under the EMP and the ENP it is suggested to compare the implemented measures in respect to three distinct dimensions: As a first dimension, instruments of democracy promotion are analysed with respect to the focus on indirect vs. direct instruments, e.g. those which aim at establishing socio-economic preconditions favourable to successful democratisation, vs. those which immediately intervene in the processes of political reform. As a second dimension, it is asked whether there has been a shift in the democracy promotion approach on a continuum between consensual cooptation and coercive intervention. As a third dimension, finally, it is analysed whether the approach has undergone a general intensification of efforts, e.g. whether the approach to democracy promotion has become a more active one. The analysis in this master-thesis comes to the conclusion that since the inception of the ENP the EU is indeed pursuing a slightly more direct and certainly a more active approach to democracy promotion in Morocco, while no significant change can be observed in comparison to the strictly partnership-oriented and consensual approach of the EMP. It can be argued that, under the ENP, relations to Morocco have indeed become somewhat more “political”, although at the same time they are still not pro-actively oriented at a political liberalisation of the political regime. Reforms promoted by the EU in Morocco are modest and largely in line with the reform agenda of the Morrocan government itself – e.g. a still largely authoritarian monarchy. Concrete reform steps directed at an opening of the political space, which is largely reserved to the king and its administration, are neither demanded nor supported by democracy promotion instruments, also under the ENP.
N2  - Die vorliegende Diplomarbeit untersucht den Ansatz der Europäischen Union (EU) zur Demokratieförderung in Marokko. Die Arbeit folgt einem vergleichenden Ansatz und vergleicht die Strategie der EU, die unter der 2004 ins Leben gerufenen „Europäischen Nachbarschaftspolitik“ (ENP) verfolgt wird, mit der, die sich bis dahin unter der „Euro-Mediterranen Partnerschaft“ (EMP) herauskristallisiert hatte. Der Vergleich wird mit dem Ziel durchgeführt herauszuarbeiten, inwiefern es berechtigt ist, neue Triebkraft und neue Anstöße für Demokratisierung durch die ENP zu erwarten. In der Arbeit werden alle Instrumente der Demokratieförderung berücksichtigt, die in die Kategorien Diplomatie, Konditionalität und positive Unterstützungsleistungen fallen. Die durchgeführten Maßnahmen werden auf drei Ebenen verglichen: Auf der ersten Ebene wird untersucht, ob sich der Schwerpunkt verschoben hat zwischen indirekten Maßnahmen, die insbesondere darauf zielen, die sozioökonomischen Voraussetzungen für erfolgreiche Demokratisierung zu schaffen, und direkten Maßnahmen, die unmittelbar in politische Reformprozesse eingreifen. Auf einer zweiten Ebene wird gefragt, ob sich der Ansatz der Demokratieförderung auf einem Kontinuum zwischen Konsens und Zwang verschoben hat. Auf einer dritten Ebene schließlich wird untersucht, ob sich das Engagement generell intensiviert hat und der Ansatz der Demokratieförderung aktiver geworden ist. Die Analyse in dieser Arbeit führt zu dem Ergebnis, dass seit der Initiierung der ENP tatsächlich ein leicht direkterer und aktiverer Ansatz verfolgt wird, während sich an dem streng partnerschaftlichen und auf Konsens ausgerichteten Ansatz der EMP nicht signifikant etwas verändert hat. Es wird jedoch auch deutlich, dass politische Reformen von Instrumenten der Demokratieförderung zwar häufiger anvisiert werden. Die Reformen, die von der EU gefördert werden, sind jedoch ausschließlich Teil des von der marokkanischen Regierung eingeleiteten und begrenzten Reformprozesses. Reformen die eine signifikante Öffnung des politischen Raumes bewirken könnten, der für die autoritäre Monarchie reserviert ist, werden auch im Rahmen der ENP von der EU weder gefördert noch gefordert.
KW  - Demokratieförderung
KW  - Europäische Union
KW  - Marokko
KW  - Europäische Außenpolitik
KW  - Europäische Nachbarschaftspolitik
KW  - Democracy Promotion
KW  - European Union
KW  - Morocco
KW  - European Foreign Policy
KW  - European Neighbourhood Policy
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-19591
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TY  - THES
A1  - Muschalla, Beate
T1  - Workplace-related anxieties and workplace phobia : a concept of domain-specific mental disorders
T1  - Arbeitsplatzbezogene Ängste und Arbeitsplatzphobie : Konzeptualisierung einer lebensbereichsspezifischen psychischen Erkrankung
N2  - Background: Anxiety in the workplace is a special problem as workplaces are especially prone to provoke anxiety: There are social hierarchies, rivalries between colleagues, sanctioning through superiors, danger of accidents, failure, and worries of job security. Workplace phobia is a phobic anxiety reaction with symptoms of panic occurring when thinking of or approaching the workplace, and with clear tendency of avoidance. Objectives: What characterizes workplace-related anxieties and workplace phobia as domain-specific mental disorders in contrast to conventional anxiety disorders? Method: 230 patients from an inpatient psychosomatic rehabilitation center were interviewed with the (semi-)structured Mini-Work-Anxiety-Interview and the Mini International Neuropsychiatric Interview, concerning workplace-related anxieties and conventional mental disorders. Additionally, the patients filled in the self-rating questionnaires Job-Anxiety-Scale (JAS) and the Symptom Checklist (SCL-90-R)measuring job-related and general psychosomatic symptom load. Results: Workplace-related anxieties occurred together with conventional anxiety disorders in 35% of the patients, but also alone in others (23%). Workplace phobia could be found in 17% of the interviewed, any diagnosis of workplace-related anxiety was stated in 58%. Workplace phobic patients had significantly higher scores in job-anxiety than patients without workplace phobia. Patients with workplace phobia were significantly longer on sick leave in the past 12 months (23,5 weeks) than patients without workplace phobia (13,4 weeks). Different qualities of workplace-related anxieties lead with different frequencies to work participation disorders. Conclusion: Workplace phobia cannot be described by only assessing the general level of psychosomatic symptom load and conventional mental disorders. Workplace-related anxieties and workplace phobia have an own clinical value which is mainly defined by specific workplace-related symptom load and work-participation disorders. They require special therapeutic attention and treatment instead of a “sick leave” certification by the general health physician. Workplace phobia should be named with a proper diagnosis according to ICD-10 chapter V, F 40.8: “workplace phobia”.
N2  - Hintergrund: Angst am Arbeitsplatz ist ein spezielles Phänomen, da Arbeitsplätze ihrer Natur nach angstauslösende Charakteristika aufweisen: Vorgesetzte die sanktionieren, Rangkämpfe mit Kollegen, reale Unfallgefahren, Scheitern und Leistungsversagen, Unklarheit um plötzliche Veränderungen, Arbeitsplatzunsicherheit. Arbeitsplatzphobie ist eine phobische Angstreaktion mit Panikerleben beim Gedanken an oder bei Annäherung an den Arbeitsplatz. Fragestellung: Was charakterisiert arbeitsplatzbezogene Ängste und Arbeitsplatzphobie als lebensbereichsspezifische Angsterkrankungen in Abgrenzung zu klassischen Angsterkrankungen? Methode: 230 Patienten einer stationären psychosomatischen Rehabilitation wurden im halbstrukturierten Interview (Mini-Arbeits-Angst-Interview, Mini International Neuropsychiatric Interview) hinsichtlich arbeitsplatzbezogener Ängste und klassischer psychischer Erkrankungen befragt. Selbsteinschätzungsurteile wurden hinsichtlich des Schweregrads der arbeitsbezogenen (Job-Angst-Skala, JAS) und allgemeinen psychosomatischen (Symptom-Checkliste, SCL-90-R) Symptombelastung erhoben. Ergebnisse: 58% der befragten Patienten litten an mindestens einer arbeitsplatzbezogenen Angstvariante. Arbeitsplatzbezogene Ängste kamen bei 35% der Befragten zusammen mit einer klassischen Angsterkrankung vor, bei 23% jedoch als allein stehende Angsterkrankung. 17% der Befragten erfüllten die Kriterien einer Arbeitsplatzphobie. Arbeitsplatzphobie-Patienten hatten signifikant höhere Job-Angst-Werte als Patienten ohne Arbeitsplatzphobie, und sie waren signifikant länger arbeitsunfähig in den letzten 12 Monaten (23,5 Wochen versus 13,4 Wochen). Schlussfolgerung: Arbeitsplatzbezogene Ängste und Arbeitsplatzphobie haben eine spezielle klinische Wertigkeit, die sich anhand arbeitsbezogener Partizipationsstörungen und spezifischer arbeitsbezogener Symptombelastung beschreiben lässt. Arbeitsplatzphobie erfordert besondere therapeutische Herangehensweisen anstelle von angsterhaltender da Vermeidungsverhalten fördernder „Krankschreibung“. Arbeitsplatzphobie sollte als Diagnose benannt werden entsprechend ICD-10 Kapitel V, F 40.8: “Arbeitsplatzphobie”.
KW  - Arbeitsplatzphobie
KW  - Angsterkrankung
KW  - Arbeitsplatz
KW  - Arbeitsunfähigkeit
KW  - Partizipationsstörung
KW  - workplace phobia
KW  - anxiety disorder
KW  - workplace
KW  - sick leave
KW  - participation disorder
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-20048
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TY  - THES
A1  - Trapp, Matthias
T1  - Analysis and exploration of virtual 3D city models using 3D information lenses
N2  - This thesis addresses real-time rendering techniques for 3D information lenses based on the focus & context metaphor. It analyzes, conceives, implements, and reviews its applicability to objects and structures of virtual 3D city models. In contrast to digital terrain models, the application of focus & context visualization to virtual 3D city models is barely researched. However, the purposeful visualization of contextual data of is extreme importance for the interactive exploration and analysis of this field. Programmable hardware enables the implementation of new lens techniques, that allow the augmentation of the perceptive and cognitive quality of the visualization compared to classical perspective projections. A set of 3D information lenses is integrated into a 3D scene-graph system: • Occlusion lenses modify the appearance of virtual 3D city model objects to resolve their occlusion and consequently facilitate the navigation. • Best-view lenses display city model objects in a priority-based manner and mediate their meta information. Thus, they support exploration and navigation of virtual 3D city models. • Color and deformation lenses modify the appearance and geometry of 3D city models to facilitate their perception. The presented techniques for 3D information lenses and their application to virtual 3D city models clarify their potential for interactive visualization and form a base for further development.
N2  - Diese Diplomarbeit behandelt echtzeitfähige Renderingverfahren für 3D Informationslinsen, die auf der Fokus-&-Kontext-Metapher basieren. Im folgenden werden ihre Anwendbarkeit auf Objekte und Strukturen von virtuellen 3D-Stadtmodellen analysiert, konzipiert, implementiert und bewertet. Die Focus-&-Kontext-Visualisierung für virtuelle 3D-Stadtmodelle ist im Gegensatz zum Anwendungsbereich der 3D Geländemodelle kaum untersucht. Hier jedoch ist eine gezielte Visualisierung von kontextbezogenen Daten zu Objekten von großer Bedeutung für die interaktive Exploration und Analyse. Programmierbare Computerhardware erlaubt die Umsetzung neuer Linsen-Techniken, welche die Steigerung der perzeptorischen und kognitiven Qualität der Visualisierung im Vergleich zu klassischen perspektivischen Projektionen zum Ziel hat. Für eine Auswahl von 3D-Informationslinsen wird die Integration in ein 3D-Szenengraph-System durchgeführt: • Verdeckungslinsen modifizieren die Gestaltung von virtuellen 3D-Stadtmodell- Objekten, um deren Verdeckungen aufzulösen und somit die Navigation zu erleichtern. • Best-View Linsen zeigen Stadtmodell-Objekte in einer prioritätsdefinierten Weise und vermitteln Meta-Informationen virtueller 3D-Stadtmodelle. Sie unterstützen dadurch deren Exploration und Navigation. • Farb- und Deformationslinsen modifizieren die Gestaltung und die Geometrie von 3D-Stadtmodell-Bereichen, um deren Wahrnehmung zu steigern. Die in dieser Arbeit präsentierten Techniken für 3D Informationslinsen und die Anwendung auf virtuelle 3D Stadt-Modelle verdeutlichen deren Potenzial in der interaktiven Visualisierung und bilden eine Basis für Weiterentwicklungen.
KW  - Virtuelles 3D Stadtmodell
KW  - 3D Linsen
KW  - Shader
KW  - Echtzeitanwendung
KW  - virtual 3D city model
KW  - 3D lenses
KW  - shader
KW  - real-time application
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-13930
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TY  - THES
A1  - Gebauer, Denis
T1  - A novel view on the early stage of crystallization
T1  - Ein Neuartiges Bild der frühen Kristallisationsphase
N2  - This thesis provides a novel view on the early stage of crystallization utilizing calcium carbonate as a model system. Calcium carbonate is of great economical, scientific and ecological importance, because it is a major part of water hardness, the most abundant Biomineral and forms huge amounts of geological sediments thus binding large amounts of carbon dioxide. The primary experiments base on the evolution of supersaturation via slow addition of dilute calcium chloride solution into dilute carbonate buffer. The time-dependent measurement of the Ca2+ potential and concurrent pH = constant titration facilitate the calculation of the amount of calcium and carbonate ions bound in pre-nucleation stage clusters, which have never been detected experimentally so far, and in the new phase after nucleation, respectively. Analytical Ultracentrifugation independently proves the existence of pre-nucleation stage clusters, and shows that the clusters forming at pH = 9.00 have a proximately time-averaged size of altogether 70 calcium and carbonate ions. Both experiments show that pre-nucleation stage cluster formation can be described by means of equilibrium thermodynamics. Effectively, the cluster formation equilibrium is physico-chemically characterized by means of a multiple-binding equilibrium of calcium ions to a ‘lattice’ of carbonate ions. The evaluation gives GIBBS standard energy for the formation of calcium/carbonate ion pairs in clusters, which exhibits a maximal value of approximately 17.2 kJ mol^-1 at pH = 9.75 and relates to a minimal binding strength in clusters at this pH-value. Nucleated calcium carbonate particles are amorphous at first and subsequently become crystalline. At high binding strength in clusters, only calcite (the thermodynamically stable polymorph) is finally obtained, while with decreasing binding strength in clusters, vaterite (the thermodynamically least stable polymorph) and presumably aragonite (the thermodynamically intermediate stable polymorph) are obtained additionally. Concurrently, two different solubility products of nucleated amorphous calcium carbonate (ACC) are detected at low binding strength and high binding strength in clusters (ACC I 3.1EE-8 M^2, ACC II 3.8EE-8 M^2), respectively, indicating the precipitation of at least two different ACC species, while the clusters provide the precursor species of ACC. It is proximate that ACC I may relate to calcitic ACC –i.e. ACC exhibiting short range order similar to the long range order of calcite and that ACC II may relate to vateritic ACC, which will subsequently transform into the particular crystalline polymorph as discussed in the literature, respectively. Detailed analysis of nucleated particles forming at minimal binding strength in clusters (pH = 9.75) by means of SEM, TEM, WAXS and light microscopy shows that predominantly vaterite with traces of calcite forms. The crystalline particles of early stages are composed of nano-crystallites of approximately 5 to 10 nm size, respectively, which are aligned in high mutual order as in mesocrystals. The analyses of precipitation at pH = 9.75 in presence of additives –polyacrylic acid (pAA) as a model compound for scale inhibitors and peptides exhibiting calcium carbonate binding affinity as model compounds for crystal modifiers- shows that ACC I and ACC II are precipitated in parallel: pAA stabilizes ACC II particles against crystallization leading to their dissolution for the benefit of crystals that form from ACC I and exclusively calcite is finally obtained. Concurrently, the peptide additives analogously inhibit the formation of calcite and exclusively vaterite is finally obtained in case of one of the peptide additives. These findings show that classical nucleation theory is hardly applicable for the nucleation of calcium carbonate. The metastable system is stabilized remarkably due to cluster formation, while clusters forming by means of equilibrium thermodynamics are the nucleation relevant species and not ions. Most likely, the concept of cluster formation is a common phenomenon occurring during the precipitation of hardly soluble compounds as qualitatively shown for calcium oxalate and calcium phosphate. This finding is important for the fundamental understanding of crystallization and nucleation-inhibition and modification by additives with impact on materials of huge scientific and industrial importance as well as for better understanding of the mass transport in crystallization. It can provide a novel basis for simulation and modelling approaches. New mechanisms of scale formation in Bio- and Geomineralization and also in scale inhibition on the basis of the newly reported reaction channel need to be considered.
N2  - Die vorliegende Arbeit zeichnet ein neuartiges Bild der frühen Kristallisationsphase von Calciumcarbonat. Calciumcarbonat hat als Hauptbestandteil der Wasserhärte und als weit verbreitetes Biomineral und Geomineral, das als Sediment in den Ozeanen große Mengen Kohlendioxid bindet, große Bedeutung. Die grundlegenden Experimente basieren auf der sehr langsamen Einstellung von Übersättigung, die durch langsame Zugabe verdünnter Calciumlösung in verdünnten Carbonatpuffer erreicht wird. Zeitabhängige Messung des Ca2+ Potentials bei gleichzeitiger pH = konstant Titration zeigt, dass zeitgemittelt vor der Nukleation gleiche Stoffmengen von Calcium- und Carbonat Ionen in Clustern gebunden sind, die bis jetzt noch nicht experimentell nachgewiesen werden konnten. Analytische Ultrazentrifugation belegt unabhängig die Existenz der Cluster, und es zeigt sich, dass sich die bei pH = 9,00 bildenden Cluster zeitgemittelt aus insgesamt etwa 70 Calcium und Carbonat Ionen bestehen. Die Experimente weisen darauf hin, dass sich die Clusterbildung auf der Grundlage von Gleichgewichtsthermodynamik beschreiben lässt. Ein multiples Bindungsgleichgewichtsmodell ermöglicht die Bestimmung der freien Standard Reaktionsenthalpie für die Bildung von Calcium/Carbonat Ionenpaaren in den Clustern, die ein Maß für die Bindungsstärke in Clustern darstellt. Die Bindungsstärke weist ein Minimum bei pH = 9,75 auf, und es zeigt sich, dass außerhalb dieses Minimums amorphes Calciumcarbonat ausfällt, das sich letztendlich in Calcit (das thermodynamisch stabile Calciumcarbonat Polymorph) umwandelt, während im Minimum und in der Nähe des Minimums amorphes Calciumcarbonat ausfällt, das sich letztendlich hauptsächlich in Vaterit (das thermodynamisch am wenigsten stabile Polymorph), Calcit und möglicherweise Spuren von Aragonit (das Polymorph mittlerer Stabilität) umwandelt. Gleichzeitig treten zwei unterschiedliche Löslichkeitsprodukte für das bei hoher und niedriger Bindungsstärke in Clustern ausgefällte, amorphe Calciumcarbonat auf (ACC I 3,1EE-8 M^2, ACC II 3,8EE-8 M^2). Das zeigt, dass die sich vor der Nukleation bildenden Cluster Vorläuferspezies (Precursor) des ausgefällten, amorphen Calciumcarbonats darstellen, wobei ACC I in der Literatur diskutiertem, calcitischem ACC entsprechen und ACC II vateritischem Calcit entsprechen kann. Eine detaillierte SEM, TEM, WAXS und Lichtmikroskopie Untersuchung der bei minimaler Bindungsstärke in Clustern (pH = 9,75) ausgefällten Partikel zeigt, dass sich hauptsächlich Vaterit mit Spuren von Calcit und möglicherweise Aragonit bildet. Die sich früh bildenden, kristallinen Partikel sind jeweils aus nano-Kristalliten von etwa 5 bis 10 nm Größe aufgebaut, die wie in Mesokristallen eine hohe wechselseitige Ordnung aufweisen. Die Untersuchung der frühen Kristallisation in Gegenwart von Additiven wurde ebenfalls bei minimaler Bindungsstärke in Clustern durchgeführt. Als Additive wurden Polyacrylsäure (PAA) als Beispiel für einen Hemmstoff gegen die Bildung von Verkalkungen und drei Peptide, die Bindungsaffinität zu Calciumcarbonat zeigen, als Beispiel für Kristallisations-Modifikatoren untersucht. Die Analyse zeigt, dass ACC I und ACC II parallel ausfallen; pAA stabilisiert ACC II gegenüber Kristallisation und führt dazu, dass es sich zugunsten von Kristallen, die sich aus ACC I bilden, auflöst, wobei letztendlich reines Calcit erhalten wird. Die Peptide hingegen hemmen die Bildung von Calcit in analoger Weise, wobei in einem Fall letztendlich reines Vaterit entsteht. Die Ergebnisse zeigen, dass die klassische Nukleationstheorie auf die Nukleation von Calciumcarbonat kaum anwendbar ist. Das metastabile System wird durch die Clusterbildung deutlich stabilisiert, und nicht Ionen, sondern Cluster sind die relevanten Spezies in der Nukleation. Wahrscheinlich ist das gefundene Konzept der Clusterbildung ein allgemeines Phänomen, das während der Kristallisation aller schwer löslichen Substanzen auftritt, da es auch für Calciumoxalat und Calciumphosphat qualitativ gezeigt werden konnte. Das Ergebnis ist wichtig für das fundamentale Verständnis der Nukleation, von Nukleationshemmung und der Modifikation von Kristallen mit Auswirkungen auf Materialen von großer industrieller und auch wissenschaftlicher Bedeutung. Ferner gibt es einen Hinweis, wie Masse während der Kristallisation –auch in Lebewesen transportiert werden kann und es kann einen neuen Ansatz für Kristallisationssimulationen liefern. Auf der Basis dieses neuartigen Reaktionskanals müssen neue Kristallisations-Mechanismen in Bio- und Geomineralization in Betracht gezogen werden.
KW  - Calciumcarbonat
KW  - Kristallisation
KW  - Nukleation
KW  - Cluster
KW  - Additive
KW  - calcium carbonate
KW  - crystallization
KW  - nucleation
KW  - clusters
KW  - additives
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-19818
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TY  - THES
A1  - Fischer, Anna
T1  - "Reactive hard templating" : from carbon nitrides to metal nitrides
T1  - Synthese von Metallnitrid Nanostrukturen durch "Reaktives Hardtemplating"
N2  - Nanostructured inorganic materials are routinely synthesized by the use of templates. Depending on the synthesis conditions of the product material, either “soft” or “hard” templates can be applied. For sol-gel processes, usually “soft” templating techniques are employed, while “hard” templates are used for high temperature synthesis pathways. In classical templating approaches, the template has the unique role of structure directing agent, in the sense that it is not participating to the chemical formation of the resulting material. This work investigates a new templating pathway to nanostructured materials, where the template is also a reagent in the formation of the final material. This concept is described as “reactive templating” and opens a synthetic path toward materials which cannot be synthesised on a nanometre scale by classical templating approaches. Metal nitrides are such kind of materials. They are usually produced by the conversion of metals or metal oxides in ammonia flow at high temperature (T > 1000°C), which make the application of classical templating techniques difficult. Graphitic carbon nitride, g-C3N4, despite its fundamental and theoretical importance, is probably one of the most promising materials to complement carbon in material science and many efforts are put in the synthesis of this material. A simple polyaddition/elimination reaction path at high temperature (T = 550°C) allows the polymerisation of cyanamide toward graphitic carbon nitride solids. By hard templating, using nanostructured silica or aluminium oxide as nanotemplates, a variety of nanostructured graphitic carbon nitrides such as nanorods, nanotubes, meso- and macroporous powders could be obtained by nanocasting or nanocoating. Due to the special semi-conducting properties of the graphitic carbon nitride matrix, the nanostructured graphitic carbon nitrides show unexpected catalytic activity for the activation of benzene in Friedel-Crafts type reactions, making this material an interesting metal free catalyst. Furthermore, due to the chemical composition of g-C3N4 and the fact that it is totally decomposed at temperatures between 600°C and 800°C even under inert atmosphere, g-C3N4 was shown to be a good nitrogen donor for the synthesis of early transition metal nitrides at high temperatures. Thus using the nanostructured carbon nitrides as “reactive templates” or “nanoreactors”, various metal nitride nanostructures, such as nanoparticles and porous frameworks could be obtained at high temperature. In this approach the carbon nitride nanostructure played both the role of the nitrogen source and of the exotemplate, imprinting its size and shape to the resulting metal nitride nanostructure.
N2  - Die Nanostrukturierung anorganischer Materialien, d.h. die Kontrolle ihrer Form und Größe auf der Nanometerebene durch unterschiedliche Herstellungsverfahren, ist ein sich immer noch erweiterndes Forschungsgebiet. Eine solche Nanostrukturierung wird oft über sogenannte Templatierungsverfahren erreicht: Hier werden Formgeber (Template) mit definierter Morphologie und Größe verwendet und deren Struktur in ein neues Material abgebildet. Templatierungsverfahren können, je nach der Beschaffenheit des Templats, zwischen „weich“ und „hart“ unterschieden werden. Die Begriffe beziehen sich dabei vor allem auf die mechanische und thermische Stabilität der Template, d.h. weiche Template sind vornehmlich organischer, harte Template anorganischer Natur. Wo weiche Template in milden chemischen Verfahren eingesetzt werden, werden harte Template zur Herstellung von Materialien bei Hochtemperaturverfahren verwendet (z. B. poröse Kohlenstoffe). Allgemein dienen Template ausschließlich als Strukturgeber und gehen in keiner Weise in Form einer chemischen Reaktion in die Synthese des gewünschten Materials mit ein. Gegenstand dieser Arbeit ist ein neues Templatierungsverfahren: Die „reaktive Templatierung“. Hierbei wird das Templat - neben seiner Funktion als Strukturgeber – auch als Reagenz für die Synthese des Produktes verwendet. Dieser Synthese-Ansatz öffnet damit neue Wege für die Synthese von nanostrukturierten Materialien, die durch klassische Templatierungsansätze schwer zugänglich sind. Hierzu zählen zum Beispiel die Metallnitride. Üblicherweise werden Metallnitride über die Umsetzung von Metallen oder Metalloxiden in einem Ammoniakstrom bei Mindesttemperaturen von 1000°C gewonnen, was die Anwendung klassischer Templatierungsverfahren beinahe unmöglich macht. Darüber hinaus sind konzentrierte Lauge oder Flusssäure, welche zur Entfernung klassischer harter Template benötigt werden auch Aufschlussmittel für Metallnitride. Graphitisches Kohlenstoffnitrid, g-C3N4, ist wohl eines der meistversprechendsten Materialien um Kohlenstoff in der Materialwissenschaft zu ergänzen. Es wurden bereits viele potentielle Syntheseansätze beschrieben. Eine durch Groenewolt M. erstellte Route ist die thermisch induzierte Polykondensation von Cyanamid (NCNH2) bei 550°C. Da g-C3N4 sich zwischen 600°C und 800°C vollständig in NH3 und CxNyH-Gase zersetzt, ist es eine geeignete Festkörper-Stickstoffquelle für die Herstellung von Metalnitriden. Daher boten sich nanostrukturierte graphitische Kohlenstoffnitride als geeignete reaktive Template oder Nanoreaktoren zur Herstellung von nano-strukturierten Metalnitriden an. Die Templatierung der g-C3N4-Matrix wurde über klassische Harttemplatierungsverfahren erreicht. So konnte eine Vielzahl nano-strukturierter g-C3N4 Materialien synthetisiert werden wie zum Beispiel Nanostäbchen, Nanoröhren, mesoporöse oder makroporöse graphitische Kohlenstoffnitride. Diese haben sich interessanterweise, als metalfreie Katalysatoren für die Aktivierung von Benzol in Friedel-Crafts-Acylierung und -Alkylierung erwiesen. Durch die Infiltrierung der nano-strukturierten g-C3N4-Materialien mit diversen Metal-Präkursoren und nachfolgendem Tempern bei 800°C unter Schutzgas, konnten entsprechende nano-strukturierte Metalnitride, als Nanoabdrücke der vorgegebenen Kohlenstoffnitrid Nanostrukturen hergestellt werden. So konnten TiN, VN, GaN, AlGaN und TiVN Nanopartikel synthetisiert werden, macroporöse TiN/Kohlenstoff Komposite sowie TiN Hohlkugeln. Die so hergestellten Materialien erwiesen sich als effektive basische Katalysatoren für Aldol-Kondensations Reaktionen.
KW  - Kohlenstoffnitride
KW  - Metallnitride
KW  - nano
KW  - Templatierung
KW  - Carbonitrides
KW  - metal nitrides
KW  - reactive templating
KW  - confinement
KW  - nano
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-19777
ER  - 
TY  - THES
A1  - Imran ul-haq, Muhammad
T1  - Synthesis of fluorinated polymers in supercritical carbon dioxide (scCO₂)
T1  - Synthese von Fluorpolymeren in überkritischem Kohlendioxid (scCO₂)
N2  - For the first time stabilizer-free vinylidene fluoride (VDF) polymerizations were carried out in homogeneous phase with supercritical CO₂. Polymerizations were carried out at 140°C, 1500 bar and were initiated with di-tert-butyl peroxide (DTBP). In-line FT-NIR (Fourier Transform- Near Infrared) spectroscopy showed that complete monomer conversion may be obtained. Molecular weights were determined via size-exclusion chromatography (SEC) and polymer end group analysis by 1H-NMR spectroscopy. The number average molecular weights were below 104 g∙mol−1 and polydispersities ranged from 3.1 to 5.7 depending on DTBP and VDF concentration. To allow for isothermal reactions high CO₂ contents ranging from 61 to 83 wt.% were used. The high-temperature, high-pressure conditions were required for homogeneous phase polymerization. These conditions did not alter the amount of defects in VDF chaining. Scanning electron microscopy (SEM) indicated that regular stack-type particles were obtained upon expansion of the homogeneous polymerization mixture. To reduce the required amount of initiator, further VDF polymerizations using chain transfer agents (CTAs) to control molecular weights were carried out in homogeneous phase with supercritical carbon dioxide (scCO₂) at 120 °C and 1500 bar. Using perfluorinated hexyl iodide as CTA, polymers of low polydispersity ranging from 1.5 to 1.2 at the highest iodide concentration of 0.25 mol·L-1 were obtained. Electrospray ionization- mass spectroscopy (ESI-MS) indicates the absence of initiator derived end groups, supporting livingness of the system. The “livingness” is based on the labile C-I bond. However, due to the weakness of the C-I bond perfluorinated hexyl iodide also contributes to initiation. To allow for kinetic analyses of VDF polymerizations the CTA should not contribute to initiation. Therefore, additional CTAs were applied: BrCCl3, C6F13Br and C6F13H. It was found that C6F13H does not contribute to initiation. At 120°C and 1500 bar kp/kt0.5~ 0.64 (L·mol−1·s−1)0.5 was derived. The chain transfer constant (CT) at 120°C has been determined to be 8·10−1, 9·10−2 and 2·10−4 for C6F13I, C6F13Br and C6F13H, respectively. These CT values are associated with the bond energy of the C-X bond. Moreover, the labile C-I bond allows for functionalization of the polymer to triazole end groups applying click reactions. After substitution of the iodide end group by an azide group 1,3 dipolar cycloadditions with alkynes yield polymers with 1,2,3 triazole end groups. Using symmetrical alkynes the reactions may be carried out in the absence of any catalyst. This end-functionalized poly (vinylidene fluoride) (PVDF) has higher thermal stability as compared to the normal PVDF. PVDF samples from homogeneous phase polymerizations in supercritical CO₂ and subsequent expansion to ambient conditions were analyzed with respect to polymer end groups, crystallinity, type of polymorphs and morphology. Upon expansion the polymer was obtained as white powder. Scanning electron microscopy (SEM) showed that DTBP derived polymer end groups led to stack-type particles whereas sponge- or rose-type particles were obtained in case of CTA fragments as end groups. Fourier-Transform Infrared spectroscopy and wide angle X-ray diffraction indicated that the type of polymorph, α or β crystal phase was significantly affected by the type of end group. The content of β-phase material, which is responsible for piezoelectricity of PVDF, is the highest for polymer with DTBP-derived end groups. In addition, the crystallinity of the material, as determined via differential scanning calorimetry is affected by the end groups and polymer molecular weights. For example, crystallinity ranges from around 26 % for DTBP-derived end groups to a maximum of 62 % for end groups originating from perfluorinated hexyl iodide for polymers with Mn ~2200 g·mol–1. Expansion of the homogeneous polymerization mixture results in particle formation by a non-optimized RESS (Rapid Expansion from Supercritical Solution) process. Thus, it was tested how polymer end groups affect the particles size distribution obtained from RESS process under controlled conditions (T = 50°C and P = 200 bar). In all RESS experiments, small primary PVDF with diameters less than 100 nm without the use of liquid solvents, surfactants, or other additives were produced. A strong correlation between particle size and particle size distribution with polymer end groups and molecular weight of the original material was observed. The smallest particles were found for RESS of PVDF with Mn~ 4000 g·mol–1 and PFHI (C6F13I) - derived end groups.
N2  - Erstmalig gelang es, stabilisatorfreie Vinylidenfluorid (VDF)-Polymerisationen in homogener Phase mit überkritischem CO₂ (scCO₂) bis zu vollständigem Monomerumsatz durchzuführen. Die Homogenität während der Polymerisation wurde durch in-line Fourier-Transform Nahinfrarot Spektroskopie beobachtet. Für Polymerisationen bei 140 °C und 1500 bar wurde Di-tert-butylperoxid (DTBP) als Initiator verwendet. Es wurden Polymere mit einem Zahlenmittel der Molmasse kleiner 104 g·mol–1 und Polydispersitäten zwischen 3.1 und 5.7. erhalten. Um isotherme Reaktionen zu ermöglichen, wurden CO₂-Gehalte zwischen 61 und 83 wt.% verwendet. Die für die homogene Reaktionsführung erforderlichen hohen Drücke und Temperaturen haben keinen Einfluss auf die Mikrostruktur des Polymers. Zur Verringerung der Initiatorkonzentration wurden weitere Polymerisationen unter Verwendung von Kettentransferreagenzien (CTA) bei 120 °C und 1500 bar in homogener Phase mit scCO₂ durchgeführt. Perfluoriertes Hexyliodid als CTA ermöglicht kontrollierte radikalische Polymerisationen, wobei Polymere mit geringer Polydispersität zwischen 1.5 und 1.2 erhalten wurden. Endgruppenanalyse mit Elektronenspray-Ionisations-Massen¬spektro¬metrie (ESI-MS) zeigte, dass keine Initiatorendgruppen im Polymer enthalten sind. Diese Beobachtung unterstützt den lebenden Charakter der Polymerisationen und basiert auf einer labilen C-I-Bindung im Polymer. Aufgrund der schwachen C-I-Bindung trägt das perfluorierte Hexyliodid (C6F13I) auch zur Initiierung bei. Polymerisationen in Gegenwart von BrCCl3, C6F13Br und C6F13H zeigten, dass nur C6F13H keinen Beitrag zur Initiierung leistet. Bei 120 °C und 1500 bar wurde ein kp/kt0.5 von ~ 0.64 (L·mol−1·s−1)0.5 bestimmt, wobei kp der Wachstums- und kt der Terminierungsgeschwindigkeitskoeffizient sind. Die Kettentransfer¬konstanten (CT) bei 120°C betragen 8·10−1, 9·10−2 und 2·10−4 für C6F13I, C6F13Br und C6F13H. Die Änderung der CT-Werte lässt sich mit der zunehmenden Bindungsenergie in der Reihe C-I, C-Br und C-H erklären. Die labile C-I-Bindung ermöglicht eine Funktionalisierung des Polymers durch Click-Reaktionen. Nach Substitution der Iodid-Endgruppe durch eine Azidgruppe erfolgte eine katalysatorfreie 1,3-dipolare Cyclaoaddition mit Alkinen zu Polymeren mit 1,2,3-Triazol-Endgruppen. Dieses endfunktionalisierte PVDF besitzt im Vergleich zu konventionellem PVDF eine höhere thermische Stabilität. Nach der Expansion der Polymerisationsmischung mit scCO₂ auf Umgebungsbedingungen lag das Polymer als weißes Pulver vor, das im Hinblick auf z.B. Polymerendgruppen, Kristallinität, Gestalt und Größe der Partikel untersucht wurde. Rasterelektronenmikroskopie zeigte, dass Polymere mit DTBP-Endgruppen zu stapelförmigen Partikeln führen, während bei CTA-Fragmenten als Endgruppen schwamm- oder rosenartige Partikel erhalten wurden. Ergebnisse der FT-IR Spektroskopie und Weitwinkelröntgenbeugung zeigten, dass der höchste Gehalt an β-phasigem Material, der für die Piezoelektrizität des PVDF verantwortlich ist, für PVDF mit Initiatorendgruppen erhalten wurde. DSC (Differential Scanning Calorimetry) Messungen ergaben zudem, dass der Kristallinitätsgrad durch Endgruppen und Polymermasse beeinflusst wird. Die Expansion der homogenen Polymermischung kann als nicht-optimierter RESS-Prozess (Rapid Expanison from Supercritical Solution,) angesehen werden. Aus RESS Experimenten unter kontrollierten Bedingungen wurden jeweils nanoskalige primäre PVDF-Partikel ohne Verwendung von Lösungsmitteln, Tensiden oder anderen Additiven erhalten. Es besteht ein enger Zusammenhang zwischen einerseits der Partikelgröße und der Partikelgrößenverteilung und andererseits der Polymerkonzentration in scCO₂ vor der Expansion, bestimmt durch Polymerendgruppen und Molmassen der eingesetzten Materialien.
KW  - Synthese
KW  - Fluorpolymere
KW  - überkritisches Kohlendioxid (scCO₂)
KW  - Synthesis
KW  - fluorinated polymers
KW  - supercritical carbon dioxide (scCO₂)
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-19868
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TY  - THES
A1  - Rehak, Katrin
T1  - Pliocene-Pleistocene landscape evolution in south-central Chile : interactions between tectonic, geomorphic, and climatic processes
T1  - Pliozän-Pleistozäne Landschaftsentwicklung in Südzentralchile : Interaktionen zwischen tektonischen, geomorphologischen und klimatischen Prozessen
N2  - Landscapes evolve in a complex interplay between climate and tectonics. Thus, the geomorphic characteristics of a landscape can only be understood if both, climatic and tectonic signals of past and ongoing processes can be identified. In order to evaluate the impact of both forcing factors it is crucial to quantify the evolution of geomorphic markers in natural environments. The Cenozoic Andes are an ideal setting to evaluate tectonic and climatic aspects of landscape evolution at different time and length scales in different natural compartments. The Andean Cordillera constitutes the type subduction orogen and is associated with the subduction of the oceanic Nazca Plate beneath the South American continent since at least 200 million years. In Chile and the adjacent regions this convergent margin is characterized by active tectonics, volcanism, and mountain building. Importantly, along the coast of Chile megathrust earthquakes occur frequently and influence landscape evolution. In fact, the largest earthquake ever recorded occurred in south-central Chile in 1960 and comprised a rupture zone of ~ 1000 km length. However, on longer time scales beyond historic documentation of seismicity it is not well known, how such seismotectonic segments have behaved and how they influence the geomorphic evolution of the coastal realms. With several semi-independent morphotectonic segments, recurrent megathrust earthquakes, and a plethora of geomorphic features indicating sustained tectonism, the margin of Chile is thus a key area to study relationships between surface processes and tectonics. In this study, I combined geomorphology, geochronology, sedimentology, and morphometry to quantify the Pliocene-Pleistocene landscape evolution of the tectonically active south-central Chile forearc. Thereby, I provide (1) new results about the influence of seismotectonic forearc segmentation on the geomorphic evolution and (2) new insights in the interaction between climate and tectonics with respect to the morphology of the Chilean forearc region. In particular, I show that the forearc is characterized by three long-term segments that are not correlated with short-lived earthquake-rupture zones that may. These segments are the Nahuelbuta, Toltén, and Bueno segments, each recording a distinct geomorphic and tectonic evolution. The Nahuelbuta and Bueno segments are undergoing active tectonic uplift. The long-term behavior of these two segments is manifested in form of two doubly plunging, growing antiforms that constitute an integral part of the Coastal Cordillera and record the uplift of marine and river terraces. In addition, these uplifting areas have caused major changes in flow directions or rivers. In contrast, the Toltén segment, situated between the two other segments, appears to be quasi-stable. In order to further quantify uplift and incision in the actively deforming Nahuelbuta segment, I dated an erosion surface and fluvial terraces in the Coastal Cordillera with cosmogenic 10Be and 26Al and optically stimulated luminescence, respectively. According to my results, late Pleistocene uplift rates corresponding to 0.88 mm a-1 are faster than surface-uplift rates averaging over the last 5 Ma, which are in the range of 0.21 mm a-1. This discrepancy suggests that surface uplift is highly variable in time and space and might preferably concentrate along reverse faults as indicated by a late Pleistocene flow reversal. In addition, the results of exposure dating with cosmogenic 10Be and 26Al indicate that the morphotectonic segmentation of this region of the forearc has been established in Pliocene time, coeval with the initiation of uplift of the Coastal Cordillera about 5 Ma ago, inferred to be related to a shift in subduction mode from erosion to accretion. Finally, I dated volcanic clasts obtained from alluvial surfaces in the Central Depression, a low-relief sector separating the Coastal from the Main Cordillera, with stable cosmogenic 3He and 21Ne, in order to reveal the controls of sediment accumulation in the forearc. My results document that these gently sloping surfaces have been deposited 150 to 300 ka ago. This deposition may be related to changes in the erosional regime during glacial episodes. Taken together, the data indicates that the overall geomorphic expression of the forearc is of post-Miocene age and may be intimately related to a climatic overprint of the tectonic system. This climatic forcing is also reflected in the topography and local relief of the Central and Southern Andes that vary considerably along the margin, determined by the dominant surface process that in turn is eventually controlled by climate. However, relief also partly reflects surface processes that have taken place under past climatic conditions. This emphasizes that due care has to be exercised when interpreting landscapes as mirrors of modern climates.
N2  - Landschaften entwickeln sich im komplexen Zusammenspiel von Klima und Tektonik. Demzufolge können sie nur verstanden werden, wenn sowohl klimatische als auch tektonische Signale vergangener und rezenter Prozesse identifiziert werden. Um den Einfluss beider Faktoren zu bewerten, ist es deshalb wichtig, die Evolution geomorphologischer Marker in der Natur zu quantifizieren. Die känozoischen Anden sind eine ideale Region, um tektonische und klimatische Aspekte der Landschaftsentwicklung auf verschiedenen Zeit- und Längenskalen zu erforschen. Sie sind das Modell-Subduktionsorogen, assoziiert mit der Subduktion der ozeanischen Nazca-Platte unter den südamerikanischen Kontinent seit ca. 200 Mio Jahren. In Chile ist dieser konvergente Plattenrand geprägt von aktiver Tektonik, Vulkanismus und Gebirgsbildung. Bedeutenderweise ereignen sich entlang der Küste häufig Megaerdbeben, die die Landschaftsentwicklung stark beeinflussen. Tatsächlich ereignete sich das größte jemals aufgezeichnete Erdbeben mit einer Bruchzone von ca. 1000 km Länge 1960 im südlichen Zentralchile. Nichtsdestotrotz ist auf längeren Zeitskalen über historische Dokumentationen hinaus nicht bekannt, wie sich solche seismotektonischen Segmente verhalten und wie sie die geomorphologische Entwicklung der Küstengebiete beeinflussen. Mit semi-unabhängigen morphotektonischen Segmenten, wiederkehrenden Megaerdbeben und einer Fülle geomorphologischer Marker, die aktive Tektonik anzeigen, ist somit der Plattenrand von Chile ein Schlüsselgebiet für das Studium von Zusammenhängen zwischen Oberflächenprozessen und Tektonik. In dieser Arbeit kombiniere ich Geomorphologie, Geochronologie, Sedimentologie und Morphometrie, um die plio-pleistozäne Landschaftsentwicklung des tektonisch aktiven süd-zentralchilenischen Forearcs zu quantifizieren. Mit dieser Analyse liefere ich (1) neue Ergebnisse über den Einfluss seismotektonischer Forearc-Segmentierung auf die geomorphologischen Entwicklung und (2) neue Erkenntnisse über die Interaktion zwischen Klima und Tektonik bezüglich der Gestaltung des chilenischen Forearcs. Ich zeige, dass der Forearc in drei langlebige morphotektonische Segmente gegliedert ist, die nicht mit kurzlebigen Erdbebenbruchzonen korrelieren. Die Segmente heißen Nahuelbuta, Toltén und Bueno Segment, wovon jedes eine andere geomorphologische und tektonische Entwicklung durchläuft. Die Nahuelbuta und Bueno Segmente unterliegen aktiver tektonischer Hebung. Das langfristige Verhalten dieser beiden Segmente manifestiert sich in zwei beidseitig abtauchenden, wachsenden Antiklinalen, die integraler Bestandteil des Küstengebirges sind und die Hebung von marinen und fluvialen Terrassen aufzeichnen. Die Hebung verursachte weitreichende Veränderungen in den Fließrichtungen des Gewässernetzes. Im Gegensatz dazu ist das Toltén Segment, das sich zwischen den beiden anderen Segmenten befindet, quasi-stabil. Um die Hebung und Einschneidung in dem tektonisch aktiven Nahuelbuta Segment zu quantifizieren, habe ich eine Erosionsfläche und fluviale Terrassen in dem Küstengebirge mit kosmogenem 10Be und 26Al bzw. optisch stimulierter Lumineszenz datiert. Meinen Ergebnissen zufolge sind die spätpleistozänen Hebungsraten, die ca. 0,88 mm a-1 betragen, höher als die Oberflächenhebungsraten, die über die letzten 5 Mio Jahre mitteln und ca. 0,21 mm a-1 betragen. Diese Diskrepanz deutet an, dass die Hebung der Oberfläche räumlich und zeitlich sehr stark variiert und sich präferiert an Aufschiebungen konzentriert. Zusätzlich zeigen die Ergebnisse der Expositionsdatierung mit kosmogenem 10Be und 26Al, dass die morphotektonische Segmentierung im Pliozän etabliert wurde, zeitgleich mit dem Beginn der Hebung des Küstengebirges vor ca. 5 Mio Jahren infolge eines Wechsels des Subduktionsmodus von Erosion zu Akkretion. Schließlich habe ich vulkanische Klasten, die aus alluvialen Flächen im Längstal stammen, mit den stabilen kosmogenen Nukliden 3He und 21Ne datiert, um Aufschluss über die Faktoren zu erhalten, die die Sedimentablagerung im Forearc bestimmen. Meine Ergebnisse weisen darauf hin, dass diese flach einfallenden Oberflächen, die vor 150.000 bis 300.000 Jahren abgelagert wurden, in Zusammenhang mit Änderungen des Erosionsregimes in glazialen Episoden entstanden sind. Zusammenfassend zeigen die Daten, dass der heutige geomorphologische Ausdruck des Forearcs post-Miozän und eng mit einer klimatischen Überprägung des tektonischen Systems verknüpft ist. Der klimatische Einfluss spiegelt sich ebenfalls in der Topographie und dem lokalen Relief der Zentral- und Südanden wider. Beide Parameter variieren stark entlang des Plattenrandes, bestimmt durch den jeweils dominierenden Oberflächenprozess, der wiederum letztendlich vom vorherrschenden Klima abhängt. Allerdings reflektiert das Relief teilweise Oberflächenprozesse, die unter vergangenen Klimaten aktiv waren. Das betont die äußerst große Vorsicht, die nötig ist, wenn Landschaften als Spiegel des aktuellen Klimas interpretiert werden.
KW  - Morphometrie
KW  - Tektonik
KW  - Subduktion
KW  - kosmogene Nuklide
KW  - Chile
KW  - Morphometry
KW  - Tectonics
KW  - Subduction
KW  - Cosmogenic Nuclides
KW  - Chile
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-19793
ER  - 
TY  - THES
A1  - Paun, Christopher
T1  - Democratization and police reform
N2  - This paper compares police reforms during democratization in Poland, Hungary, and Bosnia-Herzegovina. It analyses the changes to the structure of the democratic control of the police in each reform, paying special attention to the decentralization versus centralization aspect of it. The research question of this paper is: Why are some states decentralizing the democratic control of the police, while others are centralizing it, both with the aim of democratization? The theoretical background of this study are theories about policy diffusion and policy transfer. Therefore this study can be categorized as part of two different research areas. On the one hand, it is a paper from the discipline of International Relations. On the other hand, it is a paper from the discipline of Comparative Politics. The combined attention to international and national factors influencing police reform is reflected by the structure of this paper. Chapter 3 examines police structures and police reforms in established democracies as possible role models for new democracies. Chapter 4 looks at international and transnational actors that actively try to influence police reform. After having examined these external factors, three cases of police reform in new democracies are examined in chapter 5.
KW  - Demokratisierung
KW  - Polizeireform
KW  - Dezentralisierung
KW  - Politikdiffusion
KW  - Politiktransfer
KW  - democratization
KW  - police reform
KW  - decentralization
KW  - policy diffusion
KW  - policy transfer
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-19487
ER  - 
TY  - THES
A1  - Lantuit, Hugues
T1  - The modification of arctic permafrost coastlines
T1  - Die Veränderung der arktischen Permafrostküstenlinien
N2  - The arctic region is undergoing the most rapid environmental change experienced on Earth, and the rate of change is expected to increase over the coming decades. Arctic coasts are particularly vulnerable because they lie at the interface between terrestrial systems dominated by permafrost and marine systems dominated by sea ice. An increased rise in sea level and degradation of sea-ice as predicted by the Intergovernmental Panel on Climate Change in its most recent report and as observed recently in the Arctic will likely result in greater rates of coastal retreat. An increase in coastal erosion would result in dramatic increases in the volume of sediment, organic carbon and contaminants to the Arctic Ocean. These in turn have the potential to create dramatic changes in the geochemistry and biodiversity of the nearshore zone and affect the Arctic Ocean carbon cycle. To calculate estimates of organic carbon input from coastal erosion to the Arctic Ocean, current methods rely on the length of the coastline in the form of non self-similar line datasets. This thesis however emphasizes that using shorelines drawn at different scales can induce changes in the amount of sediment released by 30% in some cases. It proposes a substitute method of computations of erosion based on areas instead of lengths (i.e. buffers instead of shoreline lengths) which can be easily implemented at the circum-Arctic scale. Using this method, variations in quantities of eroded sediment are, on average, 70% less affected by scale changes and are therefore a more reliable method of calculation. Current estimates of coastal erosion rates in the Arctic are scarce and long-term datasets are a handful, which complicates assessment and prognosis of coastal processes, in particular the occurrence of coastal hazards. This thesis aims at filling the gap by providing the first long-term dataset (1951-2006) of coastal erosion on the Bykovsky Peninsula, North-East Siberia. This study shows that the coastline, which is made of ice-rich permafrost, retreated at a mean annual rate of 0.59 m/yr between 1951and 2006. Rates were highly variable: 97.0 % of the rates observed were less than 2 m/yr and 81.6% were less than 1m/yr. However, no significant trend in erosion could be recorded despite the study of five temporal subperiods within 1951-2006. The juxtaposition of wind records could not help to explain erosion records either and this thesis emphasizes the local controls on erosion, in particular the cryostratigraphy, the proximity of the Peninsula to the Lena River Delta freshwater plume and the local topographical constraints on swell development. On ice-rich coastal stretches of the Artic, the interaction of coastal dynamics and permafrost leads to the occurrence of spectacular “C-shaped” depressions termed retrogressive thaw slumps which can reach lengths of up to 650 m. On Herschel Island and at King Point (Yukon Coastal Plain, northern Canada), topographical, sedimentological and biogeochemical surveys were conducted to investigate the present and past activity of these landforms. In particular, undisturbed tundra areas were compared with zones of former slump activity, now stabilized and re-vegetated. This thesis shows that stabilized areas are drier and less prone to plant growth than undisturbed areas and feature fundamentally different geotechnical properties. Radiocarbon dating and topographical surveys indicated until up to 300 BP a likely period of dramatic slump activity on Herschel Island, similar to the one currently observed, which led to the creation of these surfaces. This thesis hypothesizes the occurrence of a ~250 years cycle of slump activity on the Herschel Island shoreline based on the surveyed topography and cryostratigraphy and anticipates higher frequency of slump activity in the future. The variety of processes described in this thesis highlights the changing nature of the intensity and frequency of physical processes acting upon the arctic coast. It also challenges current perceptions of the threats to existing industry and community infrastructure in the Arctic. The increasing presence of humans on Artic coasts coupled with the expected development of shipping will drive an increase in economical and industrial activity on these coasts which remains to be addressed scientifically.
N2  - In der Arktis sind die derzeit stärksten Umweltänderungen weltweit zu beobachten, und es wird angenommen, dass sich deren Ausmaß sogar noch verstärken wird. Aufgrund ihrer Lage zwischen terrestrischen, von Permafrost geprägten Systemen und marinen, von Meereis geprägten Systemen, sind arktische Küstenregionen im Zuge dieses Wandels besonders sensibel. Ein verstärkter Meeresspiegelanstieg und der Rückgang des Meereises, wie vom letzten Bericht des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) vorhergesagt und in letzter Zeit in der Arktis beobachtet, werden zu erhöhten Küstenrückzugsraten führen. Ein Anstieg der Küstenerosion würde zu einer drastischen Erhöhung von Sedimentfracht, organischem Kohlenstoff und von Schadstoffen im Arktischen Ozean führen. Durch diese wiederum drohen dramatische Änderungen in der Geochemie und Biodiversität der küstennahen Zone sowie Veränderungen im Kohlenstoffkreislauf des Arktischen Ozeans. Modelle zur Berechnung des Eintrags organischen Kohlenstoffs in den Arktischen Ozean infolge von Küstenerosion basieren auf der Länge der Küstenlinie in Form von „non self-similar“ Datensätzen. Die vorliegende Arbeit zeigt jedoch, dass die Nutzung von Küstenlinien unterschiedlicher Maßstäbe Abweichungen in der berechneten Sedimentfracht von bis zu 30 % zur Folge haben kann. Es wird daher eine alternative Methode zur Berechnung von Erosionsraten vorgeschlagen, die auf Flächen, nicht auf Längenangaben basiert (z.B. Pufferzonen anstelle von Küstenlinien) und die auf einfache Art und Weise für die Zirkum-Arktis angewandt werden kann. Durch diese Methode ist die Variation der berechneten Erosionsmengen um durchschnittlich 70 % weniger von Maßstabsänderungen betroffen. Damit kann eine deutlich höhere Zuverlässigkeit in den Prognosen erreicht werden. Aktuelle Abschätzungen von Küstenerosionsraten in der Arktis sind spärlich und es gibt nur sehr wenige Langzeitdatensätze, so dass Einschätzungen und Prognosen zu Prozessen im Küstenbereich, insbesondere von dessen Gefährdung, schwierig sind. Die vorliegende Arbeit soll dazu beigetragen, diese Lücke zu schließen, indem der erste Langzeitdatensatz (1951-2006) zu Küstenerosionsraten auf der Bykovsky Halbinsel in Nordost-Sibirien bereitgestellt wird. Die Arbeit zeigt, dass die Küstenlinie auf der Bykovsky Halbinsel, die durch eisreichen Permafrost geprägt ist, im Zeitraum 1951-2006 um durchschnittlich 0,59 m pro Jahr zurückging. Die Rückzugsraten waren dabei äußerst variabel: 97 % aller ermittelten Raten betrugen weniger als 2 m und 81,6 % weniger als 1 m pro Jahr. Ein signifikanter Trend in den Erosionsraten konnte dabei jedoch trotz Analyse von fünf verschiedenen zeitlichen Epochen nicht festgestellt werden. Auch die Gegenüberstellung von Winddatensätzen kann die Erosionsraten nicht erklären. Deshalb stellt diese Arbeit die Bedeutung lokaler Kontrollmechanismen wie Kryostratigraphie, die Nähe der Bykovsky Halbinsel zum Lena-Delta und seinen Süßwasservorkommen sowie die lokale Topographie und deren Einfluss auf Wellengang und Wellenbildung heraus. Innerhalb eisreicher arktischer Küstenabschnitte führt die Interaktion zwischen Küstendynamik und Permafrost zur Ausprägung eindrucksvoller, „C-förmiger“ Depressionen, sogenannten regressiven auftaubedingten Rutschungen, die Längen von bis zu 650 m erreichen können. Auf Herschel Island und am King Point (Yukon Küste, Nordkanada) wurden topographische, sedimentologische und biogeochemische Aufnahmen durchgeführt, um die rezente und vergangene Dynamik dieser Landschaftsformen nachvollziehen zu können. Insbesondere wurden ungestörte Tundrenareale mit ehemals aktiven Rutschungszonen, die heute stabil und wiederbewachsen sind, verglichen. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass diese ehemaligen, heute stabilisierten Rutschungszonen trockenere und für Pflanzenwachstum weniger geeignete Standorte darstellen als ungestörte Bereiche und überdies fundamental andere geotechnische Eigenschaften aufweisen. Radiocarbon-Datierungen und topographische Aufnahmen weisen darauf hin, dass es auf Herschel Island und am King Point bis vor 300 Jahren eine Periode ausgeprägter, auftaubedingter Rutschungsaktivitäten ähnlich denen, die derzeit auf der Insel beobachtet werden können, gegeben haben muss, die zur Ausbildung dieser Oberflächenstrukturen geführt haben. Diese Arbeit stellt auf Grundlage der untersuchten Topographie und Kryostratigraphie die Hypothese auf, dass an der Küstenlinie von Herschel Island ein etwa 250-jähriger Zyklus von Rutschungsaktivitäten existiert und antizipiert eine höhere Frequenz im Auftreten dieser Rutschungsaktivitäten für die Zukunft. Die Vielfalt an Faktoren, die in dieser Arbeit beschrieben wurden, hebt die veränderte Intensität und Frequenz der auf arktische Küsten einwirkenden physikalischen Prozesse hervor. Dadurch werden auch aktuelle Auffassungen zur Bedrohung bestehender Industrie und Infrastruktur in der Arktis hinterfragt. Im Zusammenhang mit dem erwarteten Ausbau der Schifffahrt treibt der zunehmende anthropogene Einfluss die ökonomische und industrielle Entwicklung in arktischen Küstenregionen an, die Gegenstand einer wissenschaftlichen Betrachtung sein sollten.
KW  - Permafrost
KW  - Arktis
KW  - Küstenerosion
KW  - Thermokarst
KW  - permafrost
KW  - arctic
KW  - coastal erosion
KW  - thermokarst
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-19732
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Fanselow, Gisbert
T1  - The restricted access of information structure to syntax
BT  - a minority report
N2  - This paper sketches the view that syntax does not directly interact with information structure. Therefore, syntactic data are of little help when one wants to narrow down the interpretation of terms such as “focus”, “topic”, etc.
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-19713
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Féry, Caroline
T1  - Information structural notions and the fallacy of invariant correlates
N2  - In a first step, definitions of the irreducible information structural categories are given, and in a second step, it is shown that there are no invariant phonological or otherwise grammatical correlates of these categories. In other words, the phonology, syntax or morphology are unable to define information structure. It is a common mistake that information structural categories are expressed by invariant grammatical correlates, be they syntactic, morphological or phonological. It is rather the case that grammatical cues help speaker and hearer to sort out which element carries which information structural role, and only in this sense are the grammatical correlates of information structure important. Languages display variation as to the role of grammar in enhancing categories of information structure, and this variation reflects the variation found in the ‘normal’ syntax and phonology of languages.
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-19692
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Endriss, Cornelia
A1  - Hinterwimmer, Stefan
T1  - Direct and indirect aboutness topics
N2  - We propose a definition of aboutness topicality that not only encompasses individual denoting DPs, but also indefinites. We concentrate on the interpretative effects of marking indefinites as topics: they either receive widest scope in their clause, or they are interpreted in the restrictor of an overt or covert Q-adverb. We show that in the first case they are direct aboutness topics insofar as they are the subject of a predication expressed by the comment, while in the second case they are indirect aboutness topics: they define the subject of a higher-order predication – namely the set of situations that the respective Q-adverb quantifies over.
KW  - Aboutness Topics
KW  - Indefinites
KW  - Wide Scope
KW  - Left-Dislocation
KW  - Quantificational Variability Effects
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-19640
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Kasimir, Elke
T1  - On 'nicht...sondern...' (contrastive 'not...but...')
N2  - This article presents an analysis of German nicht...sondern... (contrastive not...but...) which departs from the commonly held view that this construction should be explained by appeal to its alleged corrective function. It will be demonstrated that in nicht A sondern B (not A but B), A and B just behave like stand-alone unmarked answers to a common question Q, and that this property of sondern is presuppositional in character. It is shown that from this general observation many interesting properties of nicht...sondern... follow, among them distributional differences between German 'sondern' and German 'aber' (contrastive but, concessive but), intonational requirements and exhaustivity effects. sondern's presupposition is furthermore argued to be the result of the conventionalization of conversational implicatures.
KW  - negation
KW  - contrast
KW  - correction
KW  - presupposition
KW  - metalinguistic
Y1  - 2006
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-19537
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - van de Vijver, Ruben
A1  - Sennema, Anke
A1  - Zimmer–Stahl, Anne
T1  - An analysis of pitch and duration in material used to test L2 processing of words
N2  - The material reported on in this paper is part of a set of experiments in which the role of Information Structure on L2 processing of words is tested. Pitch and duration of 4 sets of experimental material in German and English are measured and analyzed in this paper. The well-known finding that accent boosts duration and pitch is confirmed. Syntactic and lexical means of marking focus, however, do not give the duration and the pitch of a word an extra boost.
KW  - Duration
KW  - Pitch
Y1  - 2006
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-19583
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Schmitz, Michaela
A1  - Höhle, Barbara
A1  - Müller, Anja
A1  - Weissenborn, Jürgen
T1  - The recognition of the prosodic focus position in German-learning infants from 4 to 14 months
N2  - The aim of the present study was to elucidate in a study with 4-, 6-, 8-, and 14-month-old German-learning children, when and how they may acquire the regularities which underlie Focus-to-Stress Alignment (FSA) in the target language, that is, how prosody is associated with specific communicative functions. Our findings suggest, that 14-month-olds have already found out that German allows for variable focus positions, after having gone through a development which goes from a predominantly prosodically driven processing of the input to a processing where prosody interacts more and more with the growing lexical and syntactic knowledge of the child.
KW  - prosodic focus
KW  - HTP
KW  - infants
Y1  - 2006
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-19566
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Endriss, Cornelia
A1  - Hinterwimmer, Stefan
T1  - Quantificational Variability Effects with plural definites
BT  - quantification over individuals or situations?
N2  - In this paper we compare the behaviour of adverbs of frequency (de Swart 1993) like usually with the behaviour of adverbs of quantity like for the most part in sentences that contain plural definites. We show that sentences containing the former type of Q-adverb evidence that Quantificational Variability Effects (Berman 1991) come about as an indirect effect of quantification over situations: in order for quantificational variability readings to arise, these sentences have to obey two newly observed constraints that clearly set them apart from sentences containing corresponding quantificational DPs, and that can plausibly be explained under the assumption that quantification over (the atomic parts of) complex situations is involved. Concerning sentences with the latter type of Q-adverb, on the other hand, such evidence is lacking: with respect to the constraints just mentioned, they behave like sentences that contain corresponding quantificational DPs. We take this as evidence that Q-adverbs like for the most part do not quantify over the atomic parts of sum eventualities in the cases under discussion (as claimed by Nakanishi and Romero (2004)), but rather over the atomic parts of the respective sum individuals.
KW  - Adverbial Quantification
KW  - Situations
KW  - Tense Semantics
KW  - Adverbs of Frequency
KW  - Adverbs of Quantity
Y1  - 2006
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-19512
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Hellmuth, Sam
A1  - Skopeteas, Stavros
T1  - Information structure in linguistic theory and in speech production : validation of a Cross-Linguistic data set
N2  - The aim of this paper is to validate a dataset collected by means of production experiments which are part of the Questionnaire on Information Structure. The experiments generate a range of information structure contexts that have been observed in the literature to induce specific constructions. This paper compares the speech production results from a subset of these experiments with specific claims about the reflexes of information structure in four different languages. The results allow us to evaluate and in most cases validate the efficacy of our elicitation paradigms, to identify potentially fruitful avenues of future research, and to highlight issues involved in interpreting speech production data of this kind.
KW  - cleft constructions
KW  - clitic doubling
KW  - de-accenting
KW  - focus position
KW  - presentational constructions
KW  - scrambling
KW  - topicalization
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-19450
SN  - 978-3-939469-72-8
SN  - 1866-4725
SN  - 1614-4708
SP  - 141
EP  - 186
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Kügler, Frank
A1  - Skopeteas, Stavros
A1  - Verhoeven, Elisabeth
T1  - Encoding information structure in Yucatec Maya
BT  - on the interplay of prosody and syntax
N2  - The aim of this paper is to outline the means for encoding information structure in Yucatec Maya. Yucatec Maya is a tone language, displaying a three-fold opposition in the tonal realization of syllables. From the morpho-syntactic point of view, the grammar of Yucatec Maya contains morphological (topic affixes, morphological marking of out-of-focus predicates) and syntactic (designated positions) means to uniquely specify syntactic constructions for their information structure. After a descriptive overview of these phenomena, we present experimental evidence which reveals the impact of the nonavailability of prosodic alternatives on the choice of syntactic constructions in language production.
KW  - cleft constructions
KW  - lexical tone
KW  - topic affixes
KW  - verb-initial cleft constructions
KW  - verb-initial
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-19469
ER  - 
TY  - THES
A1  - Lange, Dietrich
T1  - The South Chilean subduction zone between 41° and 43.5°S : seismicity, structure and state of stress
T1  - Die süd-chilenische Subduktionszone zwischen 41° und 43.5°S : Seismizität, Struktur und Spannungszustand
N2  - Die stärksten Erdbeben treten an Subduktionszonen auf, so z.B. das stärkste instrumentell jemals gemessene Erdbeben vom 22. Mai 1960 mit einer Magnitude von 9,5 Mw in Süd Chile. In dieser Arbeit werden lokal gewonnene seismologische Daten aus dem zentralen Bereich des 1960er-Bebens vorgestellt. Das seismologische Netzwerk umfasste den chilenischen Forearc zwischen Tiefseegraben und den vulkanischen Bogen zwischen 41,5°-43,5°S und überdeckte sowohl die Insel Chiloé als auch die Nord-Süd-streichende Liquiñe-Ofqui Störungszone (LOFZ). Zwischen November 2004 und Oktober 2005 konnten 364 lokale Ereignisse registriert werden. Die gewonnen Aufzeichnungen erlauben Aussagen sowohl über das aktuelle Spannungsfeld im Forearc als auch über das lokale Geschwindigkeitsmodell und die Geometrie der subduzierten Benioff-Zone. Mit einer Auswahl von P- und S-Laufzeiten von gut lokalisierbaren Erdbeben wurden ein Minimum 1-D Geschwindigkeitsmodell, Stationsresiduen und die Hypozentralparameter invertiert. Dieses Geschwindigkeitsmodell diente als Startmodell für die 2-D Tomographie. Das 2-D vp-Modell zeigt eine Zone erhöhter Geschwindigkeiten unterhalb des Längstals und des östlichen Bereiches der Insel Chiloé, die als Mantelaufwölbung interpretiert werden kann. Die Benioff-Zone wird als eine mit ca. 30° ostwärts einfallende Struktur abgebildet. Die seismische Hauptaktivität findet parallel zur Küste der Insel Chiloé in Tiefen zwischen 12 und 30 km statt; es handelt sich um Beben, die wahrscheinlich auf der Plattengrenzfläche stattfinden. In Tiefen über 70 km lässt die Seismizität bereits stark nach, die tiefsten Beben wurden in 120 km Tiefe registriert. Die Abwesenheit tieferer Seismizität wird auf das junge Alter (und eine damit verbundene hohe Temperatur) der ozeanischen Platte zurückgeführt. Neben der Seismizität in der Benioff-Zone treten flache, krustale Beben in verschiedenen Häufungen entlang des magmatischen Bogens auf. Diese Bereiche erhöhter Seismizität sind räumlich mit der LOFZ und den Vulkanen Chaitén, Michinmahuida und Corcovado verknüpft. Beben bis zu einer Magnitude von 3,8 Mw zeigen die gegenwärtige Aktivität der LOFZ. Herdflächen entlang der LOFZ wurden aus Momententensor-Inversion anhand von Amplitudenspektren von Raumwellen gewonnen. Ergebnisse einer Spannungsfeldinversion zeigen ein Blattverschiebungsregime für den magmatischen Bogen und ein Überschiebungsregime für Beben in der Benioff-Zone auf. Die hier gemachten seismologischen Beobachtungen, zusammen mit teleseismischen Erdbeben und geologischen Befunden, unterstützen die Modellvorstellung eines sich nordwärts bewegenden kontinentalen Forearc-Blocks für Süd Chile.
N2  - While the northern and central part of the South American subduction zone has been intensively studied, the southern part has attracted less attention, which may be due to its difficult accessibility and lower seismic activity. However, the southern part exhibits strong seismic and tsunamogenic potential with the prominent example of the Mw=9.5 May 22, 1960 Valdivia earthquake. In this study data from an amphibious seismic array (Project TIPTEQ) is presented. The network reached from the trench to the active magmatic arc incorporating the Island of Chiloé and the north-south trending Liquiñe-Ofqui fault zone (LOFZ). 364 local events were observed in an 11-month period from November 2004 until October 2005. The observed seismicity allows to constrain for the first time the current state of stress of the subducting plate and magmatic arc, as well as the local seismic velocity structure. The downgoing Benioff zone is readily identifiable as an eastward dipping plane with an inclination of ~30°. Main seismic activity occurred predominantly in a belt parallel to the coast of Chiloé Island in a depth range of 12-30 km, which is presumably related to the plate interface. The down-dip termination of abundant intermediate depth seismicity at approximately 70 km depth seems to be related to the young age (and high temperature) of the oceanic plate. A high-quality subset of events was inverted for a 2-D velocity model. The vp model resolves the sedimentary basins and the downgoing slab. Increased velocities below the longitudinal valley and the eastern part of Chiloé Island suggest the existence of a mantle bulge. Apart from the events in the Benioff Zone, shallow crustal events were observed mainly in different clusters along the magmatic arc. These crustal clusters of seismicity are related to the LOFZ, as well as to the volcanoes Chaitén, Michinmahuida and Corcovado. Seismic activity up to a magnitude of 3.8 Mw reveals the recent activity of the fault zone. Focal mechanisms for the events along the LOFZ were calculated using a moment tensor inversion of amplitude spectra for body waves which mostly yield strike-slip mechanisms indicating a SW-NE striking of sigma_1 for the LOFZ. Focal mechanism stress inversion indicates a strike-slip regime along the arc and a thrust regime in the Benioff zone. The observed deformation - which is also revealed by teleseismic observations - suggests a confirmation for the proposed northward movement of a forearc sliver acting as a detached continental micro-plate.
KW  - Süd Chile
KW  - Liquiñe-Ofqui Störungszone
KW  - lokale Seismitität
KW  - Momententensoren
KW  - Subduktionszone
KW  - subduction zone
KW  - local Seismicity
KW  - Liquiñe-Ofqui fault zone
KW  - South Chile
KW  - stress partitioning
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-18948
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kwiecien, Olga
T1  - Paleoenvironmental changes in the Black Sea region during the last 26,000 years : a multi-proxy study of lacustrine sediments from the western Black Sea
T1  - Paläoumweltveränderungen in der Region des Schwarzen Meeres während der letzten 26,000 Jahre : eine Multiproxy-Untersuchung von lakustrinen Sedimenten aus dem westlichen Schwarzen Meer
N2  - Paleoenvironmental records provide ample information on the Late Quaternary climatic evolution. Due to the great diversity of continental mid-latitude environments the synthetic picture of the past mid-latitudinal climate changes is, however, far from being complete. Owing to its significant size and landlocked setting the Black Sea constitutes a perfect location to study patterns and mechanisms of climate change along the continental interior of Central and Eastern Europe and Asia Minor. Presently, the southern drainage area of the Black Sea is characterized by a Mediterranean-type climate while the northern drainage is under the influence of Central and Northern European climate. During the Last Glacial a decrease in the global sea level disconnected the Black Sea from the Mediterranean Sea transforming it into a giant closed lake. At that time atmospheric precipitation and related with it river run-off were the most important factors driving sediment supply and water chemistry of the Black ‘Lake’. Therefore studying properties of the Black Sea sediments provides important information on the interactions and development of the Mediterranean and Central and North European climate in the past. One significant outcome of my thesis is an improved chronostraphigraphical framework for the glacial lacustrine unit of the Black Sea sediment cores, which allowed to refine the environmental history of the Black Sea region and enabled a reliable correlation with data from other marine and terrestrial archives. Data gathered along a N-S transect presented on a common time scale revealed coherent changes in the basin and its surrounding. During the glacial, the southward-shifted Polar Front reduced moisture transport to the northern drainage of the Black Sea and let the southern drainage become dominant in freshwater and sediment supply into the basin. Changes in NW Anatolian precipitation reconstructed from the variability of the terrigenous input imply that during the glacial the regional rainfall variability was strongly influenced by Mediterranean sea surface temperatures and decreased in response to the cooling associated with the North Atlantic Heinrich Events H1 and H2. In contrast to regional precipitation changes, the hydrological properties of the Black Sea remained relatively stable under full glacial conditions. First significant modification in the freshwater/sediment sources reconstructed from changes in the sediment composition, lithology, and 18O of ostracods took place at around 16.4 cal ka BP, simultaneous to the early deglacial northward retreat of the oceanic and atmospheric polar fronts. Meltwater pulses, most probably derived from the disintegrating European ice sheets, changed the isotopic composition of the Black Sea and increased the supply from northern sediment sources. While these changes signalized a mitigation of the Northern European and Mediterranean climate, a decisive increase in local temperature was indicated only later at the transition from the Oldest Dryas to the Bølling around 14.6 cal ka BP. At that time the warming of the Black Sea surface initiated massive phytoplankton blooms, which in turn, induced the precipitation of inorganic carbonates. This biologically triggered process significantly changed the water chemistry and was recorded by simultaneous shifts in the elemental composition of ostracod shells and in the isotopic composition of the inorganically-precipitated carbonates. Starting with the B/A warming and continuing through the YD cold interval and the Early Holocene warming, the Black Sea temperature signal corresponds to the precipitation and temperature changes recorded in the wider Mediterranean region. Early Holocene conditions, similar to those of the Bølling/Allerød, were punctured by the marine inflow from the Mediterranean at ~ 9.3 cal ka BP, which terminated the lacustrine phase of the Black Sea and had a substantial impact on the chemical and physical properties of its water.
N2  - Aus Paläoumweltdaten lassen sich detaillierte Informationen über die spätquartäre Klimaentwicklung gewinnen. Für die kontinentalen mittleren Breiten ist das Gesamtbild der Klimaänderungen während dieses Zeitraumes aufgrund seiner Vielfältigkeit allerdings noch immer unvollständig. Eine ideale Loka-tion, das Muster und die Mechanismen der Klimaänderungen in Osteuropa und Kleinasien zu untersu-chen, ist das Schwarze Meer mit seiner bedeutenden Größe und seiner kontinentalen Lage. Gegenwärtig ist das südliche Einzugsgebiet des Schwarzen Meeres durch ein mediterranes Klima ge-prägt, während die nördlichen Regionen von zentral- bzw. nordeuropäischem Klima beeinflusst werden. Als im letzten Glazial der Meeresspiegel so stark sank, dass das Schwarze Meer vom Mittelmeer abge-trennt und zu einem großen, abflusslosen See wurde, waren der atmosphärische Niederschlag und der damit verbundene Abfluss die wesentlichen Steuerfaktoren für Sedimenteintrag und Wasserchemie des Schwarzen „Sees“. Deshalb liefert die Untersuchung der Sedimente des Schwarzen Meeres wichtige Informationen über die früheren Zusammenhänge sowie die Entwicklung von mediterranem und zentral- bzw. nordeuropäischem Klima. Das bedeutsamste Ergebnis meiner Doktorarbeit ist ein verbessertes Altersmodell für Sedimentkerne aus dem westlichen Schwarzen Meer; dieses erlaubt eine genauere Rekonstruktion der Entwicklungsge-schichte dieses Binnenmeeres und seiner Umgebung und ermöglicht einen fundierten Vergleich mit an-deren marinen und terrestrischen Archiven. Daten, die entlang eines N-S Transektes im westlichen Be-reich des Schwarzen Meeres erfasst wurden und auf einer gemeinsamen Zeitskala dargestellt werden, lassen die folgenden zusammenhängenden Entwicklungen im Becken und seiner Umgebung erkennen: Während des Glazials war der Feuchtigkeitstransport zum nördlichen Einzugsgebiet des Schwarzen Meeres aufgrund der südwärts verlagerten Polarfront vermindert, so dass Süßwasser und Sedimente vor-rangig aus dem südlichen Einzugsgebiet in das Becken gelangten. Die Rekonstruktion von Nieder-schlagsänderungen mit Hilfe von Schwankungen des terrigenen Eintrags zeigt, dass der regionale Nie-derschlag im Glazial stark von den Wasseroberflächentemperaturen des Mittelmeeres beeinflusst wurde und als Folge der Abkühlung während der nordatlantischen Heinrich-Ereignisse H1 und H2 abnahm. Im Gegensatz dazu blieb das Schwarze Meer während des Hochglazials hydrologisch relativ stabil. Die Sedimentzusammensetzung, Lithologie und δ18O-Werte von Ostracoden zeigen, dass erste signifi-kante Änderungen im Frischwasser- und Sedimenteintrag zeitgleich mit dem frühglazialen nordwärtigen Rückzug der ozeanischen und atmosphärischen Polarfronten um 16.4 cal ka BP auftraten. Der Schmelz-wassereintrag abschmelzender europäischer Eisflächen veränderte die Isotopenzusammensetzung des Wassers und erhöhte die Sedimentzufuhr aus den nördlichen Quellen. Während diese Änderungen auf ein bereits milderes Klima in Nordeuropa und im Mittelmeerraum hin-deuten, zeigt sich ein Anstieg der lokalen Temperaturen erst während des Übergangs von der Älteren Dryas zum Bølling/Allerød um etwa 14.6 cal. ka BP. Zu diesem Zeitpunkt führte ein wahrscheinlicher Anstieg der Wasseroberflächentemperaturen im Schwarzen Meer zu einem massiven Phytoplankton-wachstum, welcher die Ausfällung anorganischen Karbonats zur Folge hatte. Dieser biologisch ausgelös-te Prozess veränderte maßgeblich die Wasserchemie und spiegelt sich in simultanen Veränderungen der Elementzusammensetzung von Ostracoden und der Isotopenzusammensetzung von anorganisch ausge-fälltem Karbonat wieder. Beginnend mit dem Bølling/Allerød, durch die Jüngere Dryas Kälteperiode und die frühholozäne Erwärmung hindurch, deckt sich das Temperatursignal des Schwarzen Meeres mit den Niederschlags- und Temperaturänderungen des weiteren Mittelmeerraumes. Das Frühholozän war, ähnlich wie das Bølling/Allerød, durch das Einströmen salzhaltigen Meerwassers aus dem Mittelmeer gekennzeichnet (~9.5 cal. ka BP), welches die lakustrine Phase des Schwarzen Mee-res beendete und einen erheblichen Einfluss auf seine chemischen und physikalischen Wassereigen-schaften ausübte.
KW  - Schwarzes Meer
KW  - Paläoklima
KW  - Multiproxy-Untersuchung
KW  - Letztes Glazial
KW  - Black Sea
KW  - paleoclimate
KW  - multi-proxy approach
KW  - Last Glacial
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-19180
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TY  - THES
A1  - Vazhappilly, Tijo Joseph
T1  - Vibrationally enhanced associative photodesorption of H2 (D2) from Ru(0001) : quantum and classical approaches
T1  - Vibrationsgesteigerte assoziative Photodesorptionvon H2 (D2 ) von Ru(0001) : Quantendynamische und klassiche Simulationen
N2  - Nowadays, reactions on surfaces are attaining great scientific interest because of their diverse applications. Some well known examples are production of ammonia on metal surfaces for fertilizers and reduction of poisonous gases from automobiles using catalytic converters. More recently, also photoinduced reactions at surfaces, useful, \textit{e.g.}, for photocatalysis, were studied in detail. Often, very short laser pulses are used for this purpose. Some of these reactions are occurring on femtosecond (1 fs=$10^{-15}$ s) time scales since the motion of atoms (which leads to bond breaking and new bond formation) belongs to this time range. This thesis investigates the femtosecond laser induced associative photodesorption of hydrogen, H$_2$, and deuterium, D$_2$, from a ruthenium metal surface. Many interesting features of this reaction were explored by experimentalists: (i) a huge isotope effect in the desorption probability of H$_2$ and D$_2$, (ii) the desorption yield increases non-linearly with the applied visible (vis) laser fluence, and (iii) unequal energy partitioning to different degrees of freedom. These peculiarities are due to the fact that an ultrashort vis pulse creates hot electrons in the metal. These hot electrons then transfer energy to adsorbate vibrations which leads to desorption. In fact, adsorbate vibrations are strongly coupled to metal electrons, \textit{i.e.}, through non-adiabatic couplings. This means that, surfaces introduce additional channels for energy exchange which makes the control of surface reactions more difficult than the control of reactions in the gas phase. In fact, the quantum yield of surface photochemical reactions is often notoriously small. One of the goals of the present thesis is to suggest, on the basis of theoretical simulations, strategies to control/enhance the photodesorption yield of H$_2$ and D$_2$ from Ru(0001). For this purpose, we suggest a \textit{hybrid scheme} to control the reaction, where the adsorbate vibrations are initially excited by an infrared (IR) pulse, prior to the vis pulse. Both \textit{adiabatic} and \textit{non-adiabatic} representations for photoinduced desorption problems are employed here. The \textit{adiabatic} representation is realized within the classical picture using Molecular Dynamics (MD) with electronic frictions. In a quantum mechanical description, \textit{non-adiabatic} representations are employed within open-system density matrix theory. The time evolution of the desorption process is studied using a two-mode reduced dimensionality model with one vibrational coordinate and one translational coordinate of the adsorbate. The ground and excited electronic state potentials, and dipole function for the IR excitation are taken from first principles. The IR driven vibrational excitation of adsorbate modes with moderate efficiency is achieved by (modified) $\pi$-pulses or/and optimal control theory. The fluence dependence of the desorption reaction is computed by including the electronic temperature of the metal calculated from the two-temperature model. Here, our theoretical results show a good agreement with experimental and previous theoretical findings. We then employed the IR+vis strategy in both models. Here, we found that vibrational excitation indeed promotes the desorption of hydrogen and deuterium. To summarize, we conclude that photocontrol of this surface reaction can be achieved by our IR+vis scheme.
N2  - Heutzutage werden Reaktionen auf Oberflächen wegen ihrer vielfältigen Anwendungen intensiv untersucht. Einige der bekannten Beispiele sind die Herstellung von Ammoniak auf Metalloberflächen für die Kunstdüngerproduktion und die Reduktion giftiger Abgase in Autokatalysatoren. In letzter Zeit wurden auch photoinduzierte Reaktionen an Oberflächen eingehender untersucht, die z.B. für die Photokatalyse verwandt werden können. Häufig werden in diesen Untersuchungen sehr kurze Laserpulse benutzt. Einige der Reaktionen finden auf einer Femtosekunden-Zeitskala \mbox{(1 fs =10$^{-15}$ s)} statt, da die Bewegungen einzelner Atome in derart kurzen Zeitspannen ablaufen (durch die der Bindungsbruch und das Knüpfen neuer Bindungen verursacht wird). Diese Arbeit untersucht die femtosekunden-laserinduzierte assoziative Photodesorption von Wasserstoff, H$_2$, und Deuterium, D$_2$, von einer Rutheniumoberfläche. Viele interessante Eigenschaften dieser Reaktion wurden in Experimenten entdeckt: (i) ein großer Isotopeneffekt in der Desorptionswahrscheinlichkeit von H$_2$ und D$_2$, (ii) die Desorptionsausbeute steigt nicht-linear mit der (vis) Laserfluenz an und (iii) eine Nicht-Gleichverteilung der Energie auf die einzelnen Freiheitsgrade. Diese Auffälligkeiten sind durch den Umstand verursacht, dass der ultrakurze vis-Laserpuls heiße Elektronen im Metall erzeugt. Die heißen Elektronen transferieren dann Energie in die Schwingungen des Adsorbats, was zur Desorption führt. Tatsächlich sind die Adsorbatschwingungen stark an die Elektronen gekoppelt, nämlich durch nicht-adiabatische Kopplungen. Dies bedeutet, dass durch Oberflächen neue Kanäle für den Energietransfer geöffnet werden, was die Kontrolle von Oberflächenreaktionen im Vergleich zu solchen in der Gasphase erschwert. In der Tat sind die Quantenausbeuten von photochemischen Oberflächenreaktionen bekannterweise klein. Eines der Ziele in der vorliegenden Arbeit ist es auf der Basis von theoretischen Simulationen Strategien vorzuschlagen, um die Photodesorptionsausbeute von H$_2$ und D$_2$ von Ru(0001) zu kontrollieren bzw. zu verbessern. Zu diesem Zweck schlagen wir ein gemischtes Kontrollschema für die Reaktion vor, bei dem zunächst die Adsorbatschwingungen vor dem vis-Puls durch einen infraroten (IR) Puls angeregt werden. Sowohl adiabatische als auch nicht-adiabatische Repräsentationen für photoinduzierte Desorptionsprozesse werden dabei benutzt. Die adiabatische Repräsentation ist in klassischen Molekulardynamik-Simulationen mit elektronischer Reibung verwirklicht. In einer quantenmechanischen Beschreibung werden nicht-adiabatische Repräsentationen innerhalb der Dichtematrixtheorie für offene Quantensysteme verwandt. Die zeitliche Entwicklung des Desorptionsprozesses wird in einem Zwei-Modenmodell reduzierter Dimensionalität mit einer Schwingungs- und einer Translationskoordinate des Adsorbats beschrieben. Die Potentiale für den elektronische Grundzustand und den angeregten Zustand sind abgeleitet aus quantenchemischen Rechnungen (\textsl{first principles}). Die IR-getriebene Schwingungsanregung der Adsorbatmoden mit moderatem Wirkungsgrad wird mit (modifizierten) $\pi$-Pulsen und/oder der Theorie der optimalen Kontrolle erreicht. Die Abhängigkeit der Desorption von der Fluenz wird mit Hilfe der elektronischen Temperatur des Metalls berechnet, welche im Rahmen des Zwei-Temperatur-Modells bestimmt wird. Dabei weisen unsere Ergebnisse eine gute Übereinstimmung mit experimentellen und früheren theoretischen Arbeiten auf. Daraufhin wandten wir die IR+vis Strategie in beiden Modellen an. Dadurch konnten wir zeigen, dass Schwingungsanregung in der Tat die Desorption von Wasserstoff und Deuterium begünstigt. Zusammenfassend stellen wir fest, dass die Photokontrolle dieser Oberflächenreaktion durch unser IR+vis Schema erreichbar ist.
KW  - Quantendynamische Simulationen
KW  - Klassiche Simulationen
KW  - assoziative Photodesorption
KW  - Schwingungsanregung
KW  - Photodesorption
KW  - quantum dynamics
KW  - classical dynamics
KW  - vibrational control
KW  - vibrational excitation
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-19056
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TY  - THES
A1  - Germer, Sonja
T1  - Near-surface hydrology and hydrochemistry under contrasting land-cover
T1  - Bodenoberflächennahe Hydrologie und Hydrochemie bei unterschiedlicher Landnutzung
N2  - Human transformation of the Earth’s land surface has far-reaching and important consequences for the functioning of hydrological and hydrochemical processes in watersheds. In nowadays land-use change from forest to pasture is a major issue in particular in the tropics. A sustainable management of deforested areas requires an in-depth understanding of the water and nutrient cycle. On this basis we compared the involved hydrological pathways for rainfall to reach streams and the nutrient budgets of a tropical rainforest and a pasture. In addition we studied the links of hydrochemical differences to differences of the relative importance of flowpaths. This study was conducted in the southwestern part of the Brazilian Amazon basin. An intensive hydrological and hydrochemical sampling and monitoring network was set up. The results indicate that the hydrology was modified in many ways due to land-use change. The most important alteration was the increased importance of the fast flowpath overland flow. Solute exports were in particular linked to the increased volume of overland flow that resulted from the land-use change. An additional reason for the increased nutrient exports from the pasture are the high concentrations of these nutrients in pasture overland flow probably as a due to cattle excrements. Tight nutrient cycles with minimal nutrient losses could not be maintained after the land-use change. This study provides the first attempt to quantify the respective nutrient losses.
N2  - Die Zerstörung von natürlicher Vegetation kann weit reichende Folgen auf den Wasser- und Nährstoffhaushalt von Ökosystemen haben. Der Landnutzungswandel vom Wald zur Weide ist heute in den Tropen ein wichtiges Thema. Eine nachhaltige Nutzung abgeholzter Gebiete setzt ein fundiertes Wissen des Wasser- und Nährstoffhaushaltes voraus. Darauf aufbauend wurden in dieser Studie das Abflussverhalten und die Nährstoffbilanzen von einem tropischem Regenwald und einer Weide verglichen. Außerdem wurde untersucht inwieweit die Nährstoffbilanzen vom Abflussverhalten abhängen. Die Untersuchungsgebiete liegen im südwestlichen brasilianischen Amazonasgebiet. Ein umfangreiches System zur Aufnahme von hydrologischen Daten und zum Sammeln von Wasserproben wurde aufgebaut. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass sich das Abflussverhalten durch die Landnutzung geändert hat. Die wichtigste Änderung vom Wald zur Weide war der gesteigerte Anteil des schnellen Wasserabflusses auf der Geländeoberfläche. Hieraus resultierten gesteigerte Nährstoffausträge aus der Weide gegenüber dem Wald. Ein weiterer Grund für die gesteigerten Nährstoffausträge sind die hohen Konzentrationen dieser Stoffe im Oberflächenabfluss der Weide, die vermutlich mit den Ausscheidungen des Viehs zusammenhängen. Es hat sich also gezeigt, dass der quasi-geschlossene Nährstoffkreislauf nach der Landnutzungsänderung nicht aufrecht erhalten werden konnte. Diese Arbeit liefert den ersten Versuch diese Nährstoffverluste zur quantifizieren.
KW  - Amazonas
KW  - Nährstoffkeislauf
KW  - Fließwege
KW  - Nährstoffbilanz
KW  - Regenwald
KW  - Amazonia
KW  - nutrient cycle
KW  - flowpath
KW  - nutrient budget
KW  - rainforest
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-19049
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TY  - THES
A1  - Castro Marin, Inmaculada
T1  - Nitrate: metabolism and development
T1  - Charakterisierung der Glutamatdehydrogenase-Familie, einem Schlüsselenzym der Kohlenstoff-Stickstoffinteraktion von Metaboliten und Studie der Regulierung der Blütezeit durch Stickstoff
BT  - characterization of the glutamate dehydrogenase (GDH) family, an enzyme at the cross-roads of carbon-nitrogen interaction metabolites and study of the regulation of flowering by nitrogen
N2  - The major aim of this thesis was to study the effect of nitrate on primary metabolism and in development of the model plant Arabidopsis thaliana. The present work has two separate topics. First, to investigate the GDH family, a small gene family at the interface between nitrogen and carbon metabolisms. Second, to investigate the mechanisms whereby nitrogen is regulating the transition to flowering time in Arabidopsis thaliana. To gain more insights into the regulation of primary metabolism by the functional characterization of the glutamate dehydrogenase (GDH) family, an enzyme putatively involved in the metabolism of amino acids and thus suggested to play different and essential roles in carbon and nitrogen metabolism in plants, knock out mutants and transgenic plants carrying RNA interference construct were generated and characterized. The effect of silencing GDH on carbon and nitrogen metabolisms was investigated, especially the level of carbohydrates and the amino acid pool were further analysed. It has been shown that GDH expression is regulated by light and/or sugar status therefore, phenotypic and metabolic analysis were developed in plants grown at different points of the diurnal rhythm and in response to an extended night period. In addition, we are interested in the effect of nutrient availability in the transition from vegetative growth to flowering and especially in nitrate as a metabolite that triggers widespread and coordinated changes in metabolism and development. Nutrient availability has a dramatic effect on flowering time, with a marked delay of flowering when nitrate is supplied (Stitt, 1999). The use of different mutants and transgenic plants impaired in flowering signalling pathways was crucial to evaluate the impact of different nitrate concentrations on flowering time and to better understand the interaction of nitrate-dependent signals with other main flowering signalling pathways. Plants were grown on glutamine as a constitutive source of nitrogen, and the nitrate supply varied. Low nitrate led to earlier flowering. The response to nitrate is accentuated in short days and in the CONSTANS deficient co2 mutant, whereas long days or overexpression of CONSTANS overrides the nitrate response. These results indicate that nitrates acts downstream of the known flowering signalling pathways for photoperiod, autonomy, vernalization and gibberellic acid. Global analyses of gene expression of two independent flowering systems, a light impaired mutant (co2tt4) and a constitutive over-expresser of the potent repressor of flowering (35S::FLC), were to be investigated under two different concentrations of nitrate in order to identify candidate genes that may be involved in the regulation of flowering time by nitrate.
N2  - Das Hauptziel dieser Doktorarbeit war die Untersuchung des Effekts von Stickstoff auf den Primärmetabolisms und auf die Entwicklung der Modellpflanze Arabidopsis thaliana. Die vorliegende Arbeit hat zwei Unterthemen: Auf der einen Seite wurde die GDH Familie untersucht, eine kleine Genfamilie an der Schnittstelle zwischen Stick –und Kohlenstoffmetabolismus. Auf der anderen Seite wurde der Mechanismus, bei dem Stickstoff die Blütezeit in Arabidopsis thaliana kontrolliert, untersucht. Um einen tieferen Einblick in die Regulierung des Primärmetabolismus zu erhalten, wurde eine funktionelle Charakterisierung der Glutamatdehydrogenase-Familie (GDH) mit Hilfe von knock-out Mutanten und transgenen Pflanzen, die ein RNA Interferenzkonstrukt tragen, durchgeführt. GDH ist höchstwahrscheinlich am Aminosäuremetabolismus beteiligt, wobei vermutet wird, dass es verschiedene wichtige Aufgaben im Pflanzenkohlen –und stickstoffmetabolismus übernimmt. Dabei wurde der Effekt des GDH Silencing auf den Kohlen- sowie Stickstoffmetabolismus untersucht und insbesondere die Anteile von Kohlenhydraten und Aminosäuren eingehend analysiert. In vorhergehenden Studien zeigte sich, dass die GDH-Expression durch Licht und/oder die Zuckerverfügbarkeit reguliert wird. Deshalb wurden phenotypische und metabolische Analysen an Pflanzen entwickelt, die zu verschiedenen Zeitpunkten des diurnalen Rhythmus und nach einer längeren Nachtperiode gezüchtet wurden. Ausserdem interesssiert uns der Effekt der Nährstoffverfügbarkeit im Übergang vom vegetativen Wachstum zur Blüte, und vor allen Dingen Nitrat als Metabolit, welches weitreichende und koordinierte Veränderungen im Metabolismus und in der Entwicklung hervorruft. Die Nährstoffverfügbarkeit hat einen dramatischen Effekt auf die Blütezeit, insbesondere führt eine Nitratzugabe zu einer deutlichen Verzögerung der Blüte (Stitt, 1999). Der Einsatz von verschiedenen Mutanten und transgenen Pflanzen, die eine Blockade im Blüte-Signalweg aufwiesen, war ausschlaggebend, um den Einfluss von unterschiedlichen Nitratkonzentrationen auf die Blütezeit zu beurteilen, und um zu einem besserem Verständnis des Zusammenspiels von nitratabhängigen Signalen und anderen Blüte-Signalwegen zu gelangen. Die Pflanzen wuchsen auf Glutamin, das als konstitutive Stickstoffquelle diente, wobei die Nitratversorgung variierte. Niedriger Nitratanteil führte zu einer früheren Blüte. Bei kurzer Tageslänge und bei CONSTANS defizienten Mutanten (co2) ist die Reaktion auf Nitratzugabe erhöht, wohingegen bei fortgeschrittener Tageslänge oder bei Überexpression von CONSTANS die Reaktion auf Nitrat unterbleibt. Diese Ergebnisse verdeutlichen, dass Nitrat unterhalb der bekannten Blüte-Signalwege für Photoperiode, Autonomie, Vernalisierung und Gibberelinsäure fungiert. Globale Expressionsanalysen von zwei unterschiedlichen Blütensystemen, eine licht-unempfindliche Mutante (co2tt4) und eine Mutante mit konstitutiver Expression eines potentiellen Blüte-Repressors (35S::FLC), wurden bei zwei verschiedenen Nitratkonzentrationen durchgeführt, um Kandidatengene zu identifizieren, die eine wichtige Rolle in der Regulation der Blütezeit durch Nitrat spielen könnten.
KW  - Nitrat
KW  - Stoffwechsel
KW  - Entwicklung
KW  - Arabidopsis thaliana
KW  - Nitrate
KW  - Metabolism
KW  - Development
KW  - Arabidopsis thaliana
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-18827
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TY  - THES
A1  - Vijayakrishnan, Balakumar
T1  - Solution and solid phase synthesis of N,N'-diacetyl chitotetraoses
T1  - Synthese von N,N'-Diacetylchitotetraosen in Lösung und an Fester Phase
N2  - The three major biopolymers, proteins, nucleic acids and glycoconjugates are mainly responsible for the information transfer, which is a fundamental process of life. The biological importance of proteins and nucleic acids are well explored and oligosaccharides in the form of glycoconjugates have gained importance recently. The β-(1→4) linked N-acetylglucosamine (GlcNAc) moiety is a frequently occurring structural unit in various naturally and biologically important oligosaccharides and related conjugates. Chitin which is the most abundant polymer of GlcNAc is widely distributed in nature whereas the related polysaccharide chitosan (polymer of GlcN and GlcNAc) occurs in certain fungi. Chitooligosaccharides of mixed acetylation patterns are of interest for the determination of the substrate specificities and mechanism of chitinases. In this report, we describe the chemical synthesis of three chitotetraoses namely GlcNAc-GlcN-GlcNAc-GlcN, GlcN-GlcNAc-GlcNAc-GlcN and GlcN-GlcN-GlcNAc-GlcNAc. Benzyloxycarbonyl (Z) and p-nitrobenzyloxycarbonyl (PNZ) were used for the amino functionality due to their ability to form the β-linkage during the glycosylation reactions through neighboring group participation and the trichloroacetimidate approach was utilized for the donor. Monomeric, dimeric acceptors and donors have been prepared by utilizing the Z and PNZ groups and coupling between the appropriate donor and acceptors in the presence of Lewis acid yielded the protected tetrasaccharides. Finally cleavage of PNZ followed by reacetylation and the deblocking of other protecting groups afforded the N,N’-diacetyl chitotetraoses in good yield. Successful syntheses for the protected diacetyl chitotetraoses by solid phase synthesis have also been described.
N2  - Die drei wichtigsten Biopolymere sind Proteine, Nukleinsäuren und Glykokonjugate. Sie sind von fundamentaler Bedeutung für lebenswichtige Prozesse, wie z.B. den Informationstransfer. Die biologische Bedeutung von Proteinen und Nukleinsäuren ist eingehend erforscht, während Oligosaccharide in Form von Glykokonjugaten erst in neuerer Zeit an Bedeutung gewonnen haben. Die β-(1→4) verknüpfte N-Acetylglucosamin (GlcNAc) Einheit kommt häufig als in vielen natürlichen und biologisch wichtigen Oligosacchariden und ihren Konjugaten vor. Chitin, ein Polymer von GlcNAc, ist in der Natur weit verbreitet, während das verwandte Polysaccharid Chitosan (Polymer of GlcN und GlcNAc) in gewissen Pilzen auftritt. Chitooligosaccharide gemischter Acetylierungsmuster sind von Bedeutung für die Bestimmung von Substratwirkungen und für den Mechanismus von Chitinasen. In dieser Arbeit beschreiben wir die chemische Synthese von drei Chitotetraosen, nämlich GlcNAc-GlcN-GlcNAc-GlcN, GlcN-GlcNAc-GlcNAc-GlcN and GlcN-GlcN-GlcNAc-GlcNAc. Benzyloxycarbonyl (Z) und p-Nitrobenzyloxycarbonyl (PNZ) wurden aufgrund ihrer Fähigkeit, die β-Verknüpfung während der Glykosylierung durch die Nachbargruppenbeteiligung zu steuern, als Aminoschutzgruppen verwendet. Zur Aktivierung der Donoren wurde die Trichloracetamidat Methode angewendet. Monomere und dimere Akzeptoren und Donoren wurden unter Verwendung von Z und PNZ Gruppen hergestellt. Die Kupplung von geeigneten Donoren und Akzeptoren in Gegenwart einer Lewis Säure ergaben die Tetrasaccharide. Schließlich ergab die Entschützung von PNZ, gefolgt von der Reacetylierung der Aminogruppe und Abspalten der übrigen Schutzgruppen die N,N’-Diacetylchitotetraosen in guten Ausbeuten. Weiterhin wird die erfolgreiche Synthese der geschützten Diacetylchitotetraosen durch Festphasensynthese beschrieben.
KW  - Chitooligosaccharide
KW  - Chemische Synthese
KW  - Festphasensynthese
KW  - Glykosylierung
KW  - Chitooligosaccharides
KW  - Chemical Synthesis
KW  - Solution phase synthesis
KW  - Solid phase synthesis
KW  - Glycosylation
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-18830
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TY  - THES
A1  - Gholami Ghadikolaei, Iraj
T1  - Data analysis of continuous gravitational waves
T1  - Daten Analyse der kontinuierlichen Gravitationswellen
N2  - This thesis describes two main projects; the first one is the optimization of a hierarchical search strategy to search for unknown pulsars. This project is divided into two parts; the first part (and the main part) is the semi-coherent hierarchical optimization strategy. The second part is a coherent hierarchical optimization strategy which can be used in a project like Einstein@Home. In both strategies we have found that the 3-stages search is the optimum strategy to search for unknown pulsars. For the second project we have developed a computer software for a coherent Multi-IFO (Interferometer Observatory) search. To validate our software, we have worked on simulated data as well as hardware injected signals of pulsars in the fourth LIGO science run (S4). While with the current sensitivity of our detectors we do not expect to detect any true Gravitational Wave signals in our data, we can still set upper limits on the strength of the gravitational waves signals. These upper limits, in fact, tell us how weak a signal strength we would detect. We have also used our software to set upper limits on the signal strength of known isolated pulsars using LIGO fifth science run (S5) data.
N2  - Diese Dissertation besteht aus zwei Projekten: Im ersten Projekt wird die Optimierung einer hierarchischen Strategie zum Auffinden von 'unbekannten' Pulsaren beschrieben. Der erste Teil besteht dabei aus einer semi-kohärenten und der zweite Teil aus einer kohärenten Optimierungsstrategie, wie sie in Projekten wie Einstein@Home verwendet werden kann. In beiden Ansätzen erwies sich eine 3-Stufensuche als optimale Suchstrategie für 'unbekannte' Pulsare. Für das zweite Projekt entwickelten wir eine Software für eine kohärente Multi-IFO (Interferometer Observatory) Suche. Zum Validieren der Software verwendeten wir sowohl simulierte Daten als auch Hardware induzierte Signale von Pulsaren aus dem vierten 'LIGO Science run' (S4). Wir erwarten nicht, mit der aktuellen Empfindlichkeit unserer Detektoren echte GW- Signale aufzunehmen, können jedoch obere Grenzen für die Stärke der Gravitationswellen-Signale bestimmen. Diese oberen Grenzen geben uns an, wie schwach ein gerade noch detektierbares Signal werden kann. Ferner benutzten wir die Software um eine obere Grenze für bekannte, isolierte Pulsare zu bestimmen, wobei wir Daten aus dem fünften 'LIGO Science run (S5) verwendeten.
KW  - Daten Analyse
KW  - Gravitationswellen
KW  - Upper Limit
KW  - Gravitational Wave
KW  - data analysis
KW  - Upper Limit
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-18800
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TY  - THES
A1  - Worseck, Gábor
T1  - The transverse proximity effect in quasar spectra
T1  - Der Transversale Proximity-Effekt in Quasarspektren
N2  - The intergalactic medium is kept highly photoionised by the intergalactic UV background radiation field generated by the overall population of quasars and galaxies. In the vicinity of sources of UV photons, such as luminous high-redshift quasars, the UV radiation field is enhanced due to the local source contribution. The higher degree of ionisation is visible as a reduced line density or generally as a decreased level of absorption in the Lyman alpha forest of neutral hydrogen. This so-called proximity effect has been detected with high statistical significance towards luminous quasars. If quasars radiate rather isotropically, background quasar sightlines located near foreground quasars should show a region of decreased Lyman alpha absorption close to the foreground quasar. Despite considerable effort, such a transverse proximity effect has only been detected in a few cases. So far, studies of the transverse proximity effect were mostly limited by the small number of suitable projected pairs or groups of high-redshift quasars. With the aim to substantially increase the number of quasar groups in the vicinity of bright quasars we conduct a targeted survey for faint quasars around 18 well-studied quasars at employing slitless spectroscopy. Among the reduced and calibrated slitless spectra of 29000 objects on a total area of 4.39 square degrees we discover in total 169 previously unknown quasar candidates based on their prominent emission lines. 81 potential z>1.7 quasars are selected for confirmation by slit spectroscopy at the Very Large Telescope (VLT). We are able to confirm 80 of these. 64 of the newly discovered quasars reside at z>1.7. The high success rate of the follow-up observations implies that the majority of the remaining candidates are quasars as well. In 16 of these groups we search for a transverse proximity effect as a systematic underdensity in the HI Lyman alpha absorption. We employ a novel technique to characterise the random absorption fluctuations in the forest in order to estimate the significance of the transverse proximity effect. Neither low-resolution spectra nor high-resolution spectra of background quasars of our groups present evidence for a transverse proximity effect. However, via Monte Carlo simulations the effect should be detectable only at the 1-2sigma level near three of the foreground quasars. Thus, we cannot distinguish between the presence or absence of a weak signature of the transverse proximity effect. The systematic effects of quasar variability, quasar anisotopy and intrinsic overdensities near quasars likely explain the apparent lack of the transverse proximity effect. Even in absence of the systematic effects, we show that a statistically significant detection of the transverse proximity effect requires at least 5 medium-resolution quasar spectra of background quasars near foreground quasars whose UV flux exceeds the UV background by a factor 3. Therefore, statistical studies of the transverse proximity effect require large numbers of suitable pairs. Two sightlines towards the central quasars of our survey fields show intergalactic HeII Lyman alpha absorption. A comparison of the HeII absorption to the corresponding HI absorption yields an estimate of the spectral shape of the intergalactic UV radiation field, typically parameterised by the HeII/HI column density ratio eta. We analyse the fluctuating UV spectral shape on both lines of sight and correlate it with seven foreground quasars. On the line of sight towards Q0302-003 we find a harder radiation field near 4 foreground quasars. In the direct vicinity of the quasars eta is consistent with values of 25-100, whereas at large distances from the quasars eta>200 is required. The second line of sight towards HE2347-4342 probes lower redshifts where eta is directly measurable in the resolved HeII forest. Again we find that the radiation field near the 3 foreground quasars is significantly harder than in general. While eta still shows large fluctuations near the quasars, probably due to radiative transfer, the radiation field is on average harder near the quasars than far away from them. We interpret these discoveries as the first detections of the transverse proximity effect as a local hardness fluctuation in the UV spectral shape. No significant HI proximity effect is predicted for the 7 foreground quasars. In fact, the HI absorption near the quasars is close to or slightly above the average, suggesting that the weak signature of the transverse proximity effect is masked by intrinsic overdensities. However, we show that the UV spectral shape traces the transverse proximity effect even in overdense regions or at large distances. Therefore, the spectral hardness is a sensitive physical measure of the transverse proximity effect that is able to break the density degeneracy affecting the traditional searches.
N2  - Das intergalaktische Medium wird durch das intergalaktische UV-Hintergrundsstrahlungsfeld in einem hochgradig photoionisierten Zustand gehalten. Der UV-Hintergrund stammt von der gesamten Population von Quasaren und Galaxien. In der Nähe von leuchtkräftigen Quasaren, ist das UV-Strahlungsfeld lokal erhöht durch den Anteil der Quelle. Der höhere Ionisationsgrad ist beobachtbar als eine reduzierte Liniendichte oder allgemein als ein vermindertes Maß an Absorption im Lyman-alpha Wald des neutralen Wasserstoffs. Dieser sogenannte Proximity-Effekt ist bei leuchtkräftigen Quasaren mit hoher statistischer Signifikanz nachgewiesen worden. Falls Quasare fast isotrop strahlen, dann sollten Sichtlinien zu Hintergrundquasaren in der Nähe von Vordergrundquasaren eine Region mit verminderter Absorption zeigen. Trotz beträchtlichen Aufwands wurde solch ein transversaler Proximity-Effekt nur in wenigen Fällen entdeckt. Bisher waren Studien des transversalen Proximity-Effekts meist begrenzt durch die kleine Anzahl von geeigneten projizierten Paaren oder Gruppen von hochrotverschobenen Quasaren. Mit dem Ziel die Zahl der Quasargruppen in der Nähe von hellen Quasaren beträchtlich zu erhöhen, führen wir eine gezielte Suche nach schwachen Quasaren um 18 oft studierte Quasare durch. Unter den reduzierten und kalibrierten spaltlosen Spektren von 29000 Objekten auf einer Gesamtfläche von 4.39 Quadratgrad entdecken wir insgesamt 169 vorher unbekannte Quasarkandidaten anhand ihrer Emissionslinien. 81 potentielle z>1.7 Quasare werden ausgesucht zur Bestätigung mittels Spaltspektroskopie am Very Large Telescope (VLT). Wir können 80 von diesen als Quasare bestätigen. 64 der neu entdeckten Quasare liegen bei z>1.7. Die hohe Erfolgsrate der Nachfolgebeobachtungen deutet an, dass die Mehrzahl der verbleibenden Kandidaten ebenfalls Quasare sind. In 16 dieser Gruppen suchen wir nach dem transversalen Proximity-Effekt als eine systematische Unterdichte in der HI Lyman-alpha-Absorption. Wir nutzen eine neuartige Methode die zufälligen Absorptionsfluktuationen zu charakterisieren, um die Signifikanz des transversalen Proximity-Effekts abschätzen zu können. Weder schwach aufgelöste noch hoch aufgelöste Spektren von Hintergrundquasaren unserer Gruppen zeigen Anzeichen für einen transversalen Proximity-Effekt. Aufgrund von Monte Carlo Simulationen sollte der Effekt jedoch nur schwach in der Nähe von 3 Vordergrundquasaren detektierbar sein. Deshalb können wir nicht zwischen An- oder Abwesenheit des Effekts unterscheiden. Selbst in Abwesenheit von systematischen Effekten zeigen wir, dass eine statistisch signifikante Detektion des transversalen Proximity-Effekts mindestens 5 Hintergrundquasarspektren bei mittlerer Auflösung nahe Vordergrundquasaren erfordert, deren UV-Fluss den UV-Hintergrund um einen Faktor 3 übersteigt. Deshalb erfordern statistische Studien des transversalen Proximity-Effekts große Zahlen von geeigneten Quasaren. Zwei Sichtlinien zeigen HeII-Absorption. Ein Vergleich der HeII-Absorption mit der entsprechenden HI-Absorption liefert eine Abschätzung der Spektralform des UV-Strahlungsfelds, das typischerweise durch das HeII/HI Säulendichteverhältnis eta parameterisiert wird. Wir analysieren die fluktuierende spektrale Form des UV-Strahlungsfelds auf beiden Sichtlinien und korrelieren sie mit 7 Vordergrundquasaren. Auf der Sichtlinie zu Q0302-003 finden wir ein härteres Strahlungsfeld nahe 4 Vordergrundquasaren. In der direkten Umgebung der Quasare ist eta konsistent mit Werten von 25-100, wogegen bei großen Entfernungen zu den Quasaren eta>200 erforderlich ist. Die zweite Sichtlinie zu HE2347-4342 sondiert kleinere Rotverschiebungen. Wieder finden wir, dass das Strahlungsfeld nahe der 3 Vordergrundquasaren signifikant härter ist als im allgemeinen. Während eta trotzdem große Fluktuationen nahe den Quasaren aufweist, die wahrscheinlich von Strahlungstransport herrühren, ist das Strahlungsfeld in der Nähe der Quasare im Mittel härter als in großer Entfernung. Wir interpretieren diese Entdeckungen als die ersten Detektionen des transversalen Proximity-Effekts als eine lokale Fluktuation im spektralen Härtegrad. Kein signifikanter HI Proximity-Effekt ist für die 7 Vordergrundquasare vorhergesagt. Tatsächlich ist die HI-Absorption nahe den Quasaren nahe am oder etwas über dem Mittelwert, was darauf hindeutet, dass die schwache Signatur des transversalen Proximity-Effekts maskiert wird durch intrinsische Überdichten. Jedoch zeigen wir, dass der Härtegrad den transversalen Proximity-Effekt selbst in überdichten Regionen oder auf großen Distanzen sichtbar werden läßt. Deshalb ist der spektrale Härtegrad ein empfindliches physikalisches Maß für den transversalen Proximity-Effekt, der in der Lage ist, die Dichteentartung zu brechen, die die traditionelle Suche behindert.
KW  - Quasar
KW  - Proximity-Effekt
KW  - intergalaktisches Medium
KW  - quasar
KW  - proximity effect
KW  - intergalactic medium
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-18738
ER  - 
TY  - THES
A1  - Müller, Melanie J. I.
T1  - Bidirectional transport by molecular motors
T1  - Bidirektionaler Transport durch molekulare Motoren
N2  - In biological cells, the long-range intracellular traffic is powered by molecular motors which transport various cargos along microtubule filaments. The microtubules possess an intrinsic direction, having a 'plus' and a 'minus' end. Some molecular motors such as cytoplasmic dynein walk to the minus end, while others such as conventional kinesin walk to the plus end. Cells typically have an isopolar microtubule network. This is most pronounced in neuronal axons or fungal hyphae. In these long and thin tubular protrusions, the microtubules are arranged parallel to the tube axis with the minus ends pointing to the cell body and the plus ends pointing to the tip. In such a tubular compartment, transport by only one motor type leads to 'motor traffic jams'. Kinesin-driven cargos accumulate at the tip, while dynein-driven cargos accumulate near the cell body. We identify the relevant length scales and characterize the jamming behaviour in these tube geometries by using both Monte Carlo simulations and analytical calculations. A possible solution to this jamming problem is to transport cargos with a team of plus and a team of minus motors simultaneously, so that they can travel bidirectionally, as observed in cells. The presumably simplest mechanism for such bidirectional transport is provided by a 'tug-of-war' between the two motor teams which is governed by mechanical motor interactions only. We develop a stochastic tug-of-war model and study it with numerical and analytical calculations. We find a surprisingly complex cooperative motility behaviour. We compare our results to the available experimental data, which we reproduce qualitatively and quantitatively.
N2  - In biologischen Zellen transportieren molekulare Motoren verschiedenste Frachtteilchen entlang von Mikrotubuli-Filamenten. Die Mikrotubuli-Filamente besitzen eine intrinsische Richtung: sie haben ein "Plus-" und ein "Minus-"Ende. Einige molekulare Motoren wie Dynein laufen zum Minus-Ende, während andere wie Kinesin zum Plus-Ende laufen. Zellen haben typischerweise ein isopolares Mikrotubuli-Netzwerk. Dies ist besonders ausgeprägt in neuronalen Axonen oder Pilz-Hyphen. In diesen langen röhrenförmigen Ausstülpungen liegen die Mikrotubuli parallel zur Achse mit dem Minus-Ende zum Zellkörper und dem Plus-Ende zur Zellspitze gerichtet. In einer solchen Röhre führt Transport durch nur einen Motor-Typ zu "Motor-Staus". Kinesin-getriebene Frachten akkumulieren an der Spitze, während Dynein-getriebene Frachten am Zellkörper akkumulieren. Wir identifizieren die relevanten Längenskalen und charakterisieren das Stauverhalten in diesen Röhrengeometrien mit Hilfe von Monte-Carlo-Simulationen und analytischen Rechnungen. Eine mögliche Lösung für das Stauproblem ist der Transport mit einem Team von Plus- und einem Team von Minus-Motoren gleichzeitig, so dass die Fracht sich in beide Richtungen bewegen kann. Dies wird in Zellen tatsächlich beobachtet. Der einfachste Mechanismus für solchen bidirektionalen Transport ist ein "Tauziehen" zwischen den beiden Motor-Teams, das nur mit mechanischer Interaktion funktioniert. Wir entwickeln ein stochastisches Tauzieh-Modell, das wir mit numerischen und analytischen Rechnungen untersuchen. Es ergibt sich ein erstaunlich komplexes Motilitätsverhalten. Wir vergleichen unsere Resultate mit den vorhandenen experimentellen Daten, die wir qualitativ und quantitativ reproduzieren.
KW  - molekulare Motoren
KW  - bidirektionaler intrazellulärer Transport
KW  - Tauziehen
KW  - stochastische Prozesse
KW  - kooperative Phänomene
KW  - molecular motors
KW  - bidirectional intracellular transport
KW  - tug-of-war
KW  - stochastic processes
KW  - cooperative phenomena
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-18715
ER  - 
TY  - BOOK
A1  - Narmania, David
T1  - Rights of local jurisdictions and tax revenue distribution in Georgia
N2  - This paper describes the administrative powers of local jurisdictions in Georgia, emphasizing on the tax competences and the abilities to mobilize other sources of income. Having listed and explained the types of revenues and incomes, the articles continues to show their distribution among administrative levels according to the current tax code. Following a brief overview of the main laws underlying tax regulation, the existing problems of the status quo before 2007 and some perspectives for the immediate future are outlined.
T3  - Finanzwissenschaftliche Diskussionsbeiträge / Special series G, Arbeitspapiere des Deutsch-Georgischen Arbeitskreises für Finanz- und Sozialpolitik - G-06 
KW  - fiscal policy
KW  - local jurisdictions
KW  - tax distribution
KW  - state and local budgets
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-18766
ER  - 
TY  - THES
A1  - Tukhlina, Natalia
T1  - Feedback control of complex oscillatory systems
T1  - Rückkopplungskontrolle von komplexen oscillatorischen Systemen
N2  - In the present dissertation paper an approach which ensures an efficient control of such diverse systems as noisy or chaotic oscillators and neural ensembles is developed. This approach is implemented by a simple linear feedback loop. The dissertation paper consists of two main parts. One part of the work is dedicated to the application of the suggested technique to a population of neurons with a goal to suppress their synchronous collective dynamics. The other part is aimed at investigating linear feedback control of coherence of a noisy or chaotic self-sustained oscillator. First we start with a problem of suppressing synchronization in a large population of interacting neurons. The importance of this task is based on the hypothesis that emergence of pathological brain activity in the case of Parkinson's disease and other neurological disorders is caused by synchrony of many thousands of neurons. The established therapy for the patients with such disorders is a permanent high-frequency electrical stimulation via the depth microelectrodes, called Deep Brain Stimulation (DBS). In spite of efficiency of such stimulation, it has several side effects and mechanisms underlying DBS remain unclear. In the present work an efficient and simple control technique is suggested. It is designed to ensure suppression of synchrony in a neural ensemble by a minimized stimulation that vanishes as soon as the tremor is suppressed. This vanishing-stimulation technique would be a useful tool of experimental neuroscience; on the other hand, control of collective dynamics in a large population of units represents an interesting physical problem. The main idea of suggested approach is related to the classical problem of oscillation theory, namely the interaction between a self-sustained (active) oscillator and a passive load (resonator). It is known that under certain conditions the passive oscillator can suppress the oscillations of an active one. In this thesis a much more complicated case of active medium, which itself consists of thousands of oscillators is considered. Coupling this medium to a specially designed passive oscillator, one can control the collective motion of the ensemble, specifically can enhance or suppress it. Having in mind a possible application in neuroscience, the problem of suppression is concentrated upon. Second, the efficiency of suggested suppression scheme is illustrated by considering more complex case, i.e. when the population of neurons generating the undesired rhythm consists of two non-overlapping subpopulations: the first one is affected by the stimulation, while the collective activity is registered from the second one. Generally speaking, the second population can be by itself both active and passive; both cases are considered here. The possible applications of suggested technique are discussed. Third, the influence of the external linear feedback on coherence of a noisy or chaotic self-sustained oscillator is considered. Coherence is one of the main properties of self-oscillating systems and plays a key role in the construction of clocks, electronic generators, lasers, etc. The coherence of a noisy limit cycle oscillator in the context of phase dynamics is evaluated by the phase diffusion constant, which is in its turn proportional to the width of the spectral peak of oscillations. Many chaotic oscillators can be described within the framework of phase dynamics, and, therefore, their coherence can be also quantified by the way of the phase diffusion constant. The analytical theory for a general linear feedback, considering noisy systems in the linear and Gaussian approximation is developed and validated by numerical results.
N2  - In der vorliegenden Dissertation wird eine Näherung entwickelt, die eine effiziente Kontrolle verschiedener Systeme wie verrauschten oder chaotischen Oszillatoren und Neuronenensembles ermöglicht. Diese Näherung wird durch eine einfache lineare Rückkopplungsschleife implementiert. Die Dissertation besteht aus zwei Teilen. Ein Teil der Arbeit ist der Anwendung der vorgeschlagenen Technik auf eine Population von Neuronen gewidmet, mit dem Ziel ihre synchrone Dynamik zu unterdrücken. Der zweite Teil ist auf die Untersuchung der linearen Feedback-Kontrolle der Kohärenz eines verrauschten oder chaotischen, selbst erregenden Oszillators gerichtet. Zunächst widmen wir uns dem Problem, die Synchronisation in einer großen Population von aufeinander wirkenden Neuronen zu unterdrücken. Da angenommen wird, dass das Auftreten pathologischer Gehirntätigkeit, wie im Falle der Parkinsonschen Krankheit oder bei Epilepsie, auf die Synchronisation großer Neuronenpopulation zurück zu führen ist, ist das Verständnis dieser Prozesse von tragender Bedeutung. Die Standardtherapie bei derartigen Erkrankungen besteht in einer dauerhaften, hochfrequenten, intrakraniellen Hirnstimulation mittels implantierter Elektroden (Deep Brain Stimulation, DBS). Trotz der Wirksamkeit solcher Stimulationen können verschiedene Nebenwirkungen auftreten, und die Mechanismen, die der DBS zu Grunde liegen sind nicht klar. In meiner Arbeit schlage ich eine effiziente und einfache Kontrolltechnik vor, die die Synchronisation in einem Neuronenensemble durch eine minimierte Anregung unterdrückt und minimalinvasiv ist, da die Anregung stoppt, sobald der Tremor erfolgreich unterdrückt wurde. Diese Technik der "schwindenden Anregung" wäre ein nützliches Werkzeug der experimentellen Neurowissenschaft. Desweiteren stellt die Kontrolle der kollektiven Dynamik in einer großen Population von Einheiten ein interessantes physikalisches Problem dar. Der Grundansatz der Näherung ist eng mit dem klassischen Problem der Schwingungstheorie verwandt - der Interaktion eines selbst erregenden (aktiven) Oszillators und einer passiven Last, dem Resonator. Ich betrachte den deutlich komplexeren Fall eines aktiven Mediums, welches aus vielen tausenden Oszillatoren besteht. Durch Kopplung dieses Mediums an einen speziell hierür konzipierten, passiven Oszillator kann man die kollektive Bewegung des Ensembles kontrollieren, um diese zu erhöhen oder zu unterdrücken. Mit Hinblick auf eine möglichen Anwendung im Bereich der Neurowissenschaften, konzentriere ich mich hierbei auf das Problem der Unterdrückung. Im zweiten Teil wird die Wirksamkeit dieses Unterdrückungsschemas im Rahmen eines komplexeren Falles, bei dem die Population von Neuronen, die einen unerwünschten Rhythmus erzeugen, aus zwei nicht überlappenden Subpopulationen besteht, dargestellt. Zunächst wird eine der beiden Subpopulationen durch Stimulation beeinflusst und die kollektive Aktivität an der zweiten Subpopulation gemessen. Im Allgemeinen kann sich die zweite Subpopulation sowohl aktiv als auch passiv verhalten. Beide Fälle werden eingehend betrachtet. Anschließend werden die möglichen Anwendungen der vorgeschlagenen Technik besprochen. Danach werden verschiedene Betrachtungen über den Einfluss des externen linearen Feedbacks auf die Kohärenz eines verrauschten oder chaotischen selbst erregenden Oszillators angestellt. Kohärenz ist eine Grundeigenschaft schwingender Systeme und spielt ein tragende Rolle bei der Konstruktion von Uhren, Generatoren oder Lasern. Die Kohärenz eines verrauschten Grenzzyklus Oszillators im Sinne der Phasendynamik wird durch die Phasendiffusionskonstante bewertet, die ihrerseits zur Breite der spektralen Spitze von Schwingungen proportional ist. Viele chaotische Oszillatoren können im Rahmen der Phasendynamik beschrieben werden, weshalb ihre Kohärenz auch über die Phasendiffusionskonstante gemessen werden kann. Die analytische Theorie eines allgemeinen linearen Feedbacks in der Gaußschen, als auch in der linearen, Näherung wird entwickelt und durch numerische Ergebnisse gestützt.
KW  - Rückkopplungskontrolle
KW  - Neuronale Synchronisation
KW  - globale Kupplung
KW  - Kohärenz
KW  - verrauschte Oszillatoren
KW  - Feedback control
KW  - Neuronal synchrony
KW  - Global coupling
KW  - Coherence
KW  - Noisy oscillators
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-18546
ER  - 
TY  - THES
A1  - Zemanová, Lucia
T1  - Structure-function relationship in hierarchical model of brain networks
T1  - Das Verhältnis von Struktur und Funktion in hierarchischem Model der Hirn-Netzwerken
N2  - The mammalian brain is, with its numerous neural elements and structured complex connectivity, one of the most complex systems in nature. Recently, large-scale corticocortical connectivities, both structural and functional, have received a great deal of research attention, especially using the approach of complex networks. Here, we try to shed some light on the relationship between structural and functional connectivities by studying synchronization dynamics in a realistic anatomical network of cat cortical connectivity. We model the cortical areas by a subnetwork of interacting excitable neurons (multilevel model) and by a neural mass model (population model). With weak couplings, the multilevel model displays biologically plausible dynamics and the synchronization patterns reveal a hierarchical cluster organization in the network structure. We can identify a group of brain areas involved in multifunctional tasks by comparing the dynamical clusters to the topological communities of the network. With strong couplings of multilevel model and by using neural mass model, the dynamics are characterized by well-defined oscillations. The synchronization patterns are mainly determined by the node intensity (total input strengths of a node); the detailed network topology is of secondary importance. The biologically improved multilevel model exhibits similar dynamical patterns in the two regimes. Thus, the study of synchronization in a multilevel complex network model of cortex can provide insights into the relationship between network topology and functional organization of complex brain networks.
N2  - Das Gehirn von Säugetieren stellt mit seinen zahlreichen, hochgradig vernetzten Neuronen ein natürliches Netzwerk von immenser Komplexität dar. In der jüngsten Vergangenheit sind die großflächige kortikale Konnektivitäten, sowohl unter strukturellen wie auch funktionalen Gesichtspunkten, in den Fokus der Forschung getreten. Die Verwendung von komplexe Netzwerke spielt hierbei eine entscheidende Rolle. In der vorliegenden Dissertation versuchen wir, das Verhältnis von struktureller und funktionaler Konnektivität durch Untersuchung der Synchronisationsdynamik anhand eines realistischen Modells der Konnektivität im Kortex einer Katze näher zu beleuchten. Wir modellieren die Kortexareale durch ein Subnetzwerk interagierender, erregbarer Neuronen (multilevel model) und durch ein Modell von Neuronenensembles (population model). Bei schwacher Kopplung zeigt das multilevel model eine biologisch plausible Dynamik und die Synchronisationsmuster lassen eine hierarchische Organisation der Netzwerkstruktur erkennen. Indem wir die dynamischen Cluster mit den topologischen Einheiten des Netzwerks vergleichen, sind wir in der Lage die Hirnareale, die an der Bewältigung komplexer Aufgaben beteiligt sind, zu identifizieren. Bei starker Kopplung im multilevel model und unter Verwendung des Ensemblemodells weist die Dynamik klare Oszillationen auf. Die Synchronisationsmuster werden hauptsächlich durch die Eingangsstärke an den einzelnen Knoten bestimmt, während die genaue Netzwerktopologie zweitrangig ist. Eine Erweiterung des Modells auf andere biologisch relevante Faktoren bestätigt die vorherigen Ergebnisse. Die Untersuchung der Synchronisation in einem multilevel model des Kortex ermöglicht daher tiefere Einblicke in die Zusammenhänge zwischen Netzwerktopologie und funktionaler Organisation in komplexen Hirn-Netzwerken.
KW  - komplexe Hirnnetzwerke
KW  - Verhältnis der Struktur und Funktion
KW  - hierarchisches Model
KW  - Synchronization
KW  - complex brain networks
KW  - structur-function relationship
KW  - hierarchical model
KW  - synchronization
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-18400
ER  - 
TY  - THES
A1  - Buha, Jelena
T1  - Nonaqueous syntheses of metal oxide and metal nitride nanoparticles
T1  - Nichtwässrige Synthesen von Metalloxid- und Metallnitrid-Nanopartikeln
N2  - Nanostructured materials are materials consisting of nanoparticulate building blocks on the scale of nanometers (i.e. 10-9 m). Composition, crystallinity and morphology can enhance or even induce new properties of the materials, which are desirable for todays and future technological applications. In this work, we have shown new strategies to synthesise metal oxide and metal nitride nanomaterials. The first part of the work deals with the study of nonaqueous synthesis of metal oxide nanoparticles. We succeeded in the synthesis of In2O3 nanopartcles where we could clearly influence the morphology by varying the type of the precursors and the solvents; of ZnO mesocrystals by using acetonitrile as a solvent; of transition metal oxides (Nb2O5, Ta2O5 and HfO2) that are particularly hard to obtain on the nanoscale and other technologically important materials. Solvothermal synthesis however is not restricted to formation of oxide materials only. In the second part we show examples of nonaqueous, solvothermal reactions of metal nitrides, but the main focus lies on the investigation of the influence of different morphologies of metal oxide precursors on the formation of the metal nitride nanoparticles. In spite of various reports, the number and variety of nanocrystalline metal nitrides is marginally small by comparison to metal oxides; hence preformed metal oxides as precursors for the preparation of metal nitrides are a logical choice. By reacting oxide nanoparticles with cyanamide, urea or melamine, at temperatures of 800 to 900 °C under nitrogen flow metal nitrides could be obtained. We studied in detail the influence of the starting material and realized that size, crystallinity, type of nitrogen source and temperature play the most important role. We have managed to propose and verify a dissolution-recrystallisation model as the formation mechanism. Furthermore we could show that the initial morphology of the oxides could be retained when ammonia flow was used instead.
N2  - Nanostrukturierte Materialien sind Materialien, die aus nanopartikulären Baueinheiten in der Größenordnung von Nanonmetern (d.h. 10-9 m) bestehen. Zusammensetzung, Kristallinität und Morphologie können die natürlichen Eigenschaften dieser Materialien verbessern oder zusätzliche Eigenschaften erzeugen, die für heutige und zukünftige Anwendungen und Verfahren wünschenswert sind. In dieser Arbeit präsentieren wir neue Strategien zur Synthese von Nanopartikeln der Metaloxide und Metalnitride. Im einführenden Teil wird die nichtwässrige Synthese von Metaloxidnanopartikeln beschrieben. Uns gelang die Darstellung von In2O3 Nanopartikeln, deren Größe und Form wir durch die Wahl des Prekursors und des Lösemittels deutlich beeinflussen konnten; von ZnO Mesokristallen durch den Einsatz von Acetonitril als Lösemittel; von Übergangsmetalloxiden (Nb2O5, Ta2O5 and HfO2), die besonders schwer im Nanomaßstab zu erhalten sind und von anderen, technisch relevanten Materialien. Die Möglichkeiten der solvothermalen Synthese sind nicht mit der Darstellung von Oxidmaterialen erschöpft. Im zweiten Teil zeigen wir einige Beispiele nichtwässriger, solvothermaler Synthese von Metalnitriden auf; das Hauptaugenmerk liegt aber auf einer Betrachtung der Einflüsse der Morphologie von Metaloxidnanopartikelprekursoren auf die Bildung der Metalnitridnanopartikel. Die Anzahl und Vielfalt bekannter nanokristalliner Metalnitride ist verschwindend klein im Vergleich zu den Metaloxiden, die in der Fachliteratur etabliert sind und demzufolge einen reichen Baukasten an Prekursoren zur Darstellung von Metalnitriden liefern. Durch die Reaktion von Metaloxidnanopartikeln mit Cyanamid, Urea oder Melamine bei Temperaturen von 800 bis 900 °C unter Stickstofffluss konnten Metalnitride erhalten werden. Eine detaillierte Studie der Reaktionsbedingungen und des Reaktionsablaufs zeigte auf, dass Größe und Kristallinität der Metaloxide, die Art der Stickstoffquelle und die Temperatur die entscheidenden Faktoren sind und legte eine Auflösungs-Rekristallisation als Modelmechanismus dieser Art Reaktion nahe. Darüber hinaus konnte gezeigt worden, dass die anfängliche Morphologie des Oxids unter einem Ammoniafluss beibehalten werden konnte.
KW  - Nichtwässrige Synthese
KW  - Nanopartikel
KW  - Metalloxide
KW  - Metallnitride
KW  - nonaqueous synthesis
KW  - nanoparticles
KW  - metal oxides
KW  - metal nitrides
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-18368
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schröder, Birgit Eva
T1  - Spatial and temporal dynamics of the terrestrial carbon cycle : assimilation of two decades of optical satellite data into a process-based global vegetation model
T1  - Räumliche und zeitliche Dynamik des terrestrischen Kohlenstoffhaushaltes anhand der Assimilation von 20 Jahren optischer Satellitendaten in ein prozessbasiertes dynamisches globales Vegetationsmodell (DGVM)
N2  - This PhD thesis presents the spatio-temporal distribution of terrestrial carbon fluxes for the time period of 1982 to 2002 simulated by a combination of the process-based dynamic global vegetation model LPJ and a 21-year time series of global AVHRR-fPAR data (fPAR – fraction of photosynthetically active radiation). Assimilation of the satellite data into the model allows improved simulations of carbon fluxes on global as well as on regional scales. As it is based on observed data and includes agricultural regions, the model combined with satellite data produces more realistic carbon fluxes of net primary production (NPP), soil respiration, carbon released by fire and the net land-atmosphere flux than the potential vegetation model. It also produces a good fit to the interannual variability of the CO2 growth rate. Compared to the original model, the model with satellite data constraint produces generally smaller carbon fluxes than the purely climate-based stand-alone simulation of potential natural vegetation, now comparing better to literature estimates. The lower net fluxes are a result of a combination of several effects: reduction in vegetation cover, consideration of human influence and agricultural areas, an improved seasonality, changes in vegetation distribution and species composition. This study presents a way to assess terrestrial carbon fluxes and elucidates the processes contributing to interannual variability of the terrestrial carbon exchange. Process-based terrestrial modelling and satellite-observed vegetation data are successfully combined to improve estimates of vegetation carbon fluxes and stocks. As net ecosystem exchange is the most interesting and most sensitive factor in carbon cycle modelling and highly uncertain, the presented results complementary contribute to the current knowledge, supporting the understanding of the terrestrial carbon budget.
N2  - In der vorliegenden Arbeit wird anhand der Kombination eines dynamischen globalen Vegetationsmodells mit einer Zeitreihe von 21 Jahren optischer Satellitendaten eine realistische Abschätzung der terrestrischen Quellen und Senken von CO2 ermöglicht. Grundlage des hier vorgestellten neuen Modells stellt das dynamische globale Vegetationsmodell LPJ dar, ein prozessorientiertes Vegetationsmodell, das basierend auf ökophysiologischen Grundlagen die Vegetationsverteilung und -dynamik, Störungen (z.B. Feuer) und den Kohlenstoff- sowie den Wasserkreislauf modelliert. Die Kopplung des LPJ-DGVM erfolgte mit einer Zeitreihe globaler AVHRR-fPAR Daten (fPAR – Anteil photosynthetisch aktiver Strahlung), für den Zeitraum 1982 bis 2002 in einer räumlichen Auflösung von 0.5°. Als Ergebnis liegt nun eine globale raum-zeitliche Verteilung aller relevanten Kohlenstoffflüsse vor: Nettoprimärproduktion, Bodenrespiration, Nettoökosystemproduktion, durch Feuer und Ernte emittierter Kohlenstoff, sowie der in Biomasse und Boden gespeicherte Kohlenstoff. Verglichen mit dem Originalmodell haben sich durch die Einspeisung der Satellitendaten alle relevanten Kohlenstoffkomponenten verringert und zeigen nun bessere Übereinstimmung mit Literaturwerten. Die geringeren Kohlenstoffflüsse resultieren aus einer Kombination verschiedener Effekte: geringere Vegetationsbedeckung, Berücksichtigung der landwirtschaftlichen Nutzfläche, realistischere Abbildung der Saisonalität, Veränderung der Vegetationsverteilung und Verschiebung der Artenzusammensetzung. Die globalen Kohlenstoffflüsse werden mit dem vorgestellten Modell realistischer abgebildet als mit Ansätzen, die nur die potentiell natürliche Vegetation simulieren. Insbesondere die Quellen- und Senkendynamik unterliegt vielfältigen Prozessen, die mit einem Modell, dass auch die Bodenrespiration prozessorientiert berücksichtigt, verlässlich geschätzt wird.
KW  - Vegetationsmodell
KW  - Kohlenstoffmodell
KW  - DGVM
KW  - LPJ
KW  - Kohlenstoffhaushalt
KW  - vegetation model
KW  - carbon cycle
KW  - DGVM
KW  - LPJ
KW  - global change
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-17596
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kryvych, Sergiy
T1  - Gene expression profiling in different stages of development of Arabidopsis thaliana leaftrichomes at the single cell level
T1  - Genexpressionsanalyse basierend auf Einzelzelltechniken in ausgewählten Stadien der Trichomentwicklung von Arabidopsis thaliana
N2  - Each organ of a multicellular organism is unique at the level of its tissues and cells. Furthermore, responses to environmental stimuli or developmental signals occur differentially at the single cell or tissue level. This underlines the necessity of precise investigation of the “building block of life” -the individual cell. Although recently large amount of data concerning different aspects of single cell performance was accumulated, our knowledge about development and differentiation of individual cell within specialized tissue are still far from being complete. To get more insight into processes that occur in certain individual cell during its development and differentiation changes in gene expression during life cycle of A. thaliana leaf hair cell (trichome) were explored in this work. After onset of trichome development this cell changes its cell cycle: it starts endoreduplication (a modified cell cycle in which DNA replication continues in the absence of mitosis and cytokinesis). This makes trichomes a suitable model for studying cell cycle regulation, regulation of cell development and differentiation. Cells of interest were sampled by puncturing them with glass microcapillaries. Each sample contained as few as ten single cells. At first time trichomes in initial stage of trichome development were investigated. To allow their sampling they were specifically labelled by green fluorescent protein (GFP). In total three cell types were explored: pavement cells, trichome initials and mature trichomes. Comparison of gene expression profiles of these cells allowed identification of the genes differentially expressed in subsequent stages of trichome development. Bioinformatic analysis of genes preferentially expressed in trichome initials showed their involvement in hormonal, metal, sulphur response and cell-cycle regulation. Expression pattern of three selected candidate genes, involved in hormonal response and early developmental processes was confirmed by independent method. Effects of mutations in these genes on both trichome and plant development as well as on plant metabolism were analysed. As an outcome of this work novel components in the sophisticated machinery of trichome development and cell cycle progression were identified. These factors could integrate hormone stimuli and network interactions between characterized and as yet unknown members of this machinery. I expect findings presented in this work to enhance and complement our current knowledge about cell cycle progression and trichome development, as well as about performance of the individual cell in general.
N2  - Jedes Organ eines vielzelligen Organismus weißt einzigartige Merkmale auf seiner Gewebe und Zellebene auf. Darüber hinaus, werden entwicklungsabhängige sowie aus der Umwelt empfangene Signale zelltypspezifisch interpretiert. Aus dieser Spezialisierung einzelner Zellen ergibt sich somit unmittelbar die Notwendigkeit einzelne Zellen, als Bausteine komplexer Organe, individuell zu untersuchen. Obwohl in den letzten Jahrzehnten große Datenmengen über verschiedene Aspekte einzelner Zellen akkumuliert wurden, ist das Gesamtbild der Differenzierung und Entwicklung individueller Zellen in einem vielzelligen Organismus weitgehend unbekannt. Um der Frage nachzugehen, welche Prozesse sich in einer einzelnen Zelle während ihrer Differenzierung und Entwicklung abspielen, wurden Genexpressionsprofile einzelner Blatthaarzellen der Pflanze Arabidopsis thaliana in verschiedene Entwicklungsstadien erstellt. Nach dem Beginn der Entwicklung einer Protodermalzelle in ein Blatthaar (Trichom) kommt es zu einem Umschalten des Zellzyklus; Endoreduplikation setzt ein. Dies bedeutet, dass DNA repliziert wird, aber keine Zellteilung mehr stattfindet. Aus diesem Grunde eignen sich heranwachsende Trichome besonders gut Mechanismen zu erforschen, die in Verbindung mit der Zellzyklusregulation und Zellentwicklung stehen. Die Inhalte ausgewählter Einzelzellen wurden mit Glasmikrokapillaren extrahiert. Jeweils zehn derartige Einzelzellextrakte wurden daraufhin vereint. Als besonders hervorzuheben gilt, dass es uns in dieser Studie zum ersten mal überhaupt gelang die Inhalte einzelner Trichomzellen in ganz frühen Entwicklungsstadien zu extrahieren und anschließend zu analysieren. Um die Extraktion der Inhalte dieser frühen Zellstadien überhaupt zu ermöglichen, war es erforderlich diese mit dem grün fluoreszierenden Protein (GFP) zu markieren. Neben den Trichominitialzellen wurden ausgewachsene Trichomzellen sowie Epidermiszellen (Pavementzellen) mittels der Einzelzelltechnik untersucht. Ein Vergleich der erstellten Genexpressionsprofile dieser drei Zelltypen ermöglichte es Gene zu identifizieren, die in den ausgewählten Entwicklungsstadien der Trichombildung differentiell induziert wurden. Mittels bioinformatischer Analysemethoden gelang es, Gruppen von Genen zu identifieren, die exklusiv in Trichominitialzellen exprimiert sind und den Kategorien, Hormonregulation, Metallhomeostase, Schwefelstoffwechesol sowie Zellzyklusregulation zuzuordnen sind. Weiterhin wurde das Expressionsmuster dreier ausgewählter Kandidatengene mit alternativen Techniken verifiziert. Die ausgewählten Kandidatengene gehörten den Katergorien, Hormonrespons sowie frühe Entwicklungsprozesse, an. Darüber hinaus wurden Mutanten in allen drei Gene erzeugt und der Einfluss dieser Mutationen auf die Trichomentwicklung analysiert. Ein weiterer Aspekt der Mutantenanalyse lag in der Erstellung von Metabolitenprofilen ausgewählter Mutanten. Als ein wesentliches Ziel dieser Arbeit gelang es mir bisher unbekannte Komponenten in der Trichomentwicklung und damit der Zellzyklusregulation zu identifizieren. Diese neu identifizierten Komponenten führen zu einer Integration der hormonellen Kontrolle der Zellteilung und Entwicklung mit bisher unbekannten Faktoren. Ich erwarte, dass die von mir erbrachten Ergebnisse zu einem tieferen Verständnis der Prozesse, die an der Trichomentwicklung sowie an der Zellzyklusregulation beteiligt sind, beitragen. Insbesondere, zu einem erweiterten Verständnis des Verhaltens individueller Zellen in einem vielzelligen Organismus.
KW  - Arabidopsis thaliana
KW  - Single cell level
KW  - Gene expression profiling
KW  - Cell cycle
KW  - Plant hormones
KW  - Leaf trichomes
KW  - Trichome initial cells
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-17474
ER  - 
TY  - THES
A1  - Nazaran, Pantea
T1  - Nucleation in emulsion polymerization : steps towards a non-micellar nucleation theory
T1  - Teilchenbildung in der Emulsionspolymerisation
N2  - For more than 70 years, understanding of the mechanism of particle nucleation in emulsion polymerization has been one of the most challenging issues in heterophase polymerization research. Within this work a comprehensive experimental study of particle nucleation in emulsion polymerization of styrene at 70 °C and variety of conditions has been performed. To follow the onset of nucleation, on-line conductivity measurements were applied. This technique is highly sensitive to the mobility of conducting species and hence, it can be employed to follow aggregation processes leading to particle formation. On the other hand, by recording the optical transmission (turbidity) of the reaction mixture particle growth was followed. Complementary to the on-line investigations, off-line characterizations of the particle morphology and the molecular weight have been performed. The aim was to achieve a better insight in the processes taking place after starting the reaction via particle nucleation until formation of colloidally stable latex particles. With this experimental protocol the initial period of styrene emulsion polymerization in the absence as well as in the presence of various surfactants (concentrations above and below the critical micellization concentration) and also in the presence of seed particles has been investigated. Ionic and non-ionic initiators (hydrophilic and hydrophobic types) have been applied to start the polymerizations. Following the above algorithm, experimental evidence has been obtained showing the possibility of performing surfactant-free emulsion polymerization of styrene with oil-soluble initiators. The duration of the pre-nucleation period (that is the time between starting the polymerization and nucleation) can be precisely adjusted with the initiator hydrophobicity, the equilibration time of styrene in water, and the surfactant concentration. Spontaneous emulsification of monomer in water, as soon as both phases are brought into contact, is a key factor to explain the experimental results. The equilibration time of monomer in water as well as the type and concentration of other materials in water (surfactants, seed particles, etc.) control the formation rate and the size of the emulsified droplets and thus, have a strong influence on the particle nucleation and the particle morphology. One of the main tasks was to investigate the effect of surfactant molecules and especially micelles on the nucleation mechanism. Experimental results revealed that in the presence of emulsifier micelles the conductivity pattern does not change essentially. This means that the presence of emulsifiers does not change the mechanism of particle formation qualitatively. However, surfactants assist in the nucleation process as they lower the activation free energy of particle formation. Contrary, seed particles influence particle nucleation, substantially. In the presence of seed particles above a critical volume fraction the formation of new particles can be suppressed. However, micelles and seed particles as absorbers exhibit a common behavior under conditions where monomer equilibration is not allowed. Results prove that the nucleation mechanism comprises the initiation of water soluble oligomers in the aqueous phase followed by their aggregation. The process is heterogeneous in nature due to the presence of monomer droplets.
N2  - Polymere dominieren unsere Welt. Die natürlich vorkommenden Polymeren, wie Proteine, Polynukleotide, und Polysaccharide, sind nötig um das Leben zu erhalten. Ebenso wichtig sind die kommerziell erhältlichen Makromoleküle. Beides sind Bausteine, um Materialien zu konstruieren, welche man in beiden Welten finden kann- der natürlichen und der „Mensch-gemachten“ Welt. Unter den verschiedenen Polymerisationsmethoden hat sich die Emulsions-polymerisation zu einem weit verbreiteten Prozess entwickelt. Die Emulsionspolymerisation ist ein einzigartiger Polymerisationsprozess, bei dem ein Monomer oder ein Gemisch von Monomeren in einem wässrigen Medium polymerisiert wird. Dabei entsteht eine Dispersion von Polymeren, welche auch als Latex bezeichnet wird. Derzeit werden mehrere Millionen Tonnen von synthetischen Latices mit Hilfe der Emulsionspolymerisation hergestellt. Diese finden zum Beispiel Verwendung als synthetische Gummi, Latexschaum, Latexfarben, Papierbeschichtungen und Klebstoffen. Außerdem findet man sie auch bei Spezialanwendungen, wie Diagnosetests, Pharmakotherapien und chromatographischen Trennmethoden. Trotz der Vielzahl von industriellen Anwendungen, sollten all jenen, die sich mit Emulsionspolymerisation beschäftigen, den wissenschaftlichen und technologischen Herausforderungen, die sich stellen, bewusst sein. Die wichtigsten Fragen beim Umgang mit der Emulsionspolymerisation beinhalten das Verständnis des Prozesses der Partikelbildung und des Partikelwachstums. Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit der Frage der Keimbildungs-etappe in Emulsionspolymerisationen. Die Untersuchungen wurden mit Hilfe eines on-line Leitfähigkeitsmessverfahren sowie einigen off-line analytischen Experimenten durchgeführt. Basierend auf den klaren experimentellen Daten, wurde ein besserer Einblick in die tatsächlichen Zustände des Polymerisationssystems, von der Zeit der neu geboren Kerne bis zu endgültig stabilisierten Teilchen, gewonnen.
KW  - Emulsionspolymerisation
KW  - Teilchenbildung
KW  - Nukleierung
KW  - Mizellen
KW  - emulsion polymerization
KW  - nucleation
KW  - particle formation
KW  - surfactant
KW  - micelles
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-17521
ER  - 
TY  - THES
A1  - Pazienti, Antonio
T1  - Manipulations of spike trains and their impact on synchrony analysis
T1  - Manipulationen von Aktionspotentialfolgen und dessen Impakt auf die Synchronizitaetsanalyse
N2  - The interaction between neuronal cells can be identified as the computing mechanism of the brain. Neurons are complex cells that do not operate in isolation, but they are organized in a highly connected network structure. There is experimental evidence that groups of neurons dynamically synchronize their activity and process brain functions at all levels of complexity. A fundamental step to prove this hypothesis is to analyze large sets of single neurons recorded in parallel. Techniques to obtain these data are meanwhile available, but advancements are needed in the pre-processing of the large volumes of acquired data and in data analysis techniques. Major issues include extracting the signal of single neurons from the noisy recordings (referred to as spike sorting) and assessing the significance of the synchrony. This dissertation addresses these issues with two complementary strategies, both founded on the manipulation of point processes under rigorous analytical control. On the one hand I modeled the effect of spike sorting errors on correlated spike trains by corrupting them with realistic failures, and studied the corresponding impact on correlation analysis. The results show that correlations between multiple parallel spike trains are severely affected by spike sorting, especially by erroneously missing spikes. When this happens sorting strategies characterized by classifying only good'' spikes (conservative strategies) lead to less accurate results than tolerant'' strategies. On the other hand, I investigated the effectiveness of methods for assessing significance that create surrogate data by displacing spikes around their original position (referred to as dithering). I provide analytical expressions of the probability of coincidence detection after dithering. The effectiveness of spike dithering in creating surrogate data strongly depends on the dithering method and on the method of counting coincidences. Closed-form expressions and bounds are derived for the case where the dither equals the allowed coincidence interval. This work provides new insights into the methodologies of identifying synchrony in large-scale neuronal recordings, and of assessing its significance.
N2  - Die Informationsverarbeitung im Gehirn erfolgt maßgeblich durch interaktive Prozesse von Nervenzellen, sogenannten Neuronen. Diese zeigen eine komplexe Dynamik ihrer chemischen und elektrischen Eigenschaften. Es gibt deutliche Hinweise darauf, dass Gruppen synchronisierter Neurone letztlich die Funktionsweise des Gehirns auf allen Ebenen erklären können. Um die schwierige Frage nach der genauen Funktionsweise des Gehirns zu beantworten, ist es daher notwendig, die Aktivität vieler Neuronen gleichzeitig zu messen. Die technischen Voraussetzungen hierfür sind in den letzten Jahrzehnten durch Multielektrodensyteme geschaffen worden, die heute eine breite Anwendung finden. Sie ermöglichen die simultane extrazelluläre Ableitung von bis zu mehreren hunderten Kanälen. Die Voraussetzung für die Korrelationsanalyse von vielen parallelen Messungen ist zunächst die korrekte Erkennung und Zuordnung der Aktionspotentiale einzelner Neurone, ein Verfahren, das als Spikesortierung bezeichnet wird. Eine weitere Herausforderung ist die statistisch korrekte Bewertung von empirisch beobachteten Korrelationen. Mit dieser Dissertationsschrift lege ich eine theoretische Arbeit vor, die sich der Vorverarbeitung der Daten durch Spikesortierung und ihrem Einfluss auf die Genauigkeit der statistischen Auswertungsverfahren, sowie der Effektivität zur Erstellung von Surrogatdaten für die statistische Signifikanzabschätzung auf Korrelationen widmet. Ich verwende zwei komplementäre Strategien, die beide auf der analytischen Berechnung von Punktprozessmanipulationen basieren. In einer ausführlichen Studie habe ich den Effekt von Spikesortierung in mit realistischen Fehlern behafteten korrelierten Spikefolgen modeliert. Zum Vergleich der Ergebnisse zweier unterschiedlicher Methoden zur Korrelationsanalyse auf den gestörten, sowie auf den ungestörten Prozessen, leite ich die entsprechenden analytischen Formeln her. Meine Ergebnisse zeigen, dass koinzidente Aktivitätsmuster multipler Spikefolgen durch Spikeklassifikation erheblich beeinflusst werden. Das ist der Fall, wenn Neuronen nur fälschlicherweise Spikes zugeordnet werden, obwohl diese anderen Neuronen zugehörig sind oder Rauschartefakte sind (falsch positive Fehler). Jedoch haben falsch-negative Fehler (fälschlicherweise nicht-klassifizierte oder missklassifizierte Spikes) einen weitaus grösseren Einfluss auf die Signifikanz der Korrelationen. In einer weiteren Studie untersuche ich die Effektivität einer Klasse von Surrogatmethoden, sogenannte Ditheringverfahren, welche paarweise Korrelationen zerstören, in dem sie koinzidente Spikes von ihrer ursprünglichen Position in einem kleinen Zeitfenster verrücken. Es zeigt sich, dass die Effektivität von Spike-Dithering zur Erzeugung von Surrogatdaten sowohl von der Dithermethode als auch von der Methode zur Koinzidenzzählung abhängt. Für die Wahrscheinlichkeit der Koinzidenzerkennung nach dem Dithern stelle ich analytische Formeln zur Verfügung. Die vorliegende Arbeit bietet neue Einblicke in die Methoden zur Korrelationsanalyse auf multi-variaten Punktprozessen mit einer genauen Untersuchung von unterschiedlichen statistischen Einflüssen auf die Signifikanzabschätzung. Für die praktische Anwendung ergeben sich Leitlinien für den Umgang mit Daten zur Synchronizitätsanalyse.
KW  - Brain Code
KW  - Point Process
KW  - Synchrony
KW  - Correlation Analysis
KW  - Surrogate Data
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-17447
ER  - 
TY  - THES
A1  - Glushak, Ksenia
T1  - Atmospheric circulation and the surface mass balance in a regional climate model of Antarctica
T1  - Atmosphärische Zirkulation und die Massenbilanz der Oberfläche in einem regionalen Klimamodell der Antarktis
N2  - Understanding the Earth's climate system and particularly climate variability presents one of the most difficult and urgent challenges in science. The Antarctic plays a crucial role in the global climate system, since it is the principal region of radiative energy deficit and atmospheric cooling. An assessment of regional climate model HIRHAM is presented. The simulations are generated with the HIRHAM model, which is modified for Antarctic applications. With a horizontal resolution of 55km, the model has been run for the period 1958-1998 creating long-term simulations from initial and boundary conditions provided by the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) ERA40 re-analysis. The model output is compared with observations from observation stations, upper air data, global atmospheric analyses and satellite data. In comparison with the observations, the evaluation shows that the simulations with the HIRHAM model capture both the large and regional scale circulation features with generally small bias in the modeled variables. On the annual time scale the largest errors in the model simulations are the overestimation total cloud cover and the colder near-surface temperature over the interior of the Antarctic plateau. The low-level temperature inversion as well as low-level wind jet is well captured by the model. The decadal scale processes were studied based on trend calculations. The long-term run was divided into two 20 years parts. The 2m temperature, 500 hPa temperature, MSLP, precipitation and net mass balance trends were calculated for both periods and over 1958 - 1998. During the last two decades the strong surface cooling was observed over the Eastern Antarctica, this result is in good agreement with the result of Chapman and Walsh (2005) who calculated the temperature trend based on the observational data. The MSLP trend reveals a big disparity between the first and second parts of the 40 year run. The overall trend shows the strengthening of the circumpolar vortex and continental anticyclone. The net mass balance as well as precipitation show a positive trend over the Antarctic Peninsula region, along Wilkes Land and in Dronning Maud Land. The Antarctic ice sheet grows over the Eastern part of Antarctica with small exceptions in Dronning Maud Land and Wilkes Land and sinks in the Antarctic Peninsula; this result is in good agreement with the satellite-measured altitude presented in Davis (2005) . To better understand the horizontal structure of MSLP, temperature and net mass balance trends the influence of the Southern Annual Mode (SAM) on the Antarctic climate was investigated. The main meteorological parameters during the positive and negative Antarctic Oscillation (AAO) phases were compared to each other. A positive/negative AAO index means strengthening/weakening of the circumpolar vortex, poleward/northward storm tracks and prevailing/weakening westerly winds. For detailed investigation of global teleconnection, two positive and one negative periods of AAO phase were chosen. The differences in MSLP and 2m temperature between positive and negative AAO years during the winter months partly explain the surface cooling during the last decades.
N2  - Eine der dringendsten wissenschaftlichen Herausforderungen besteht darin, das Klimasystem der Erde und die Prozesse zu verstehen, die seine Klimavariabilität bestimmen. Die Antarktis spielt eine entscheidende Rolle im globalen Klimasystem, da sie die wesentliche Energiesenke und atmosphärische Abkühlregion darstellt. In dieser Arbeit wird das regionale Klimamodell HIRHAM zur Untersuchung des Klimas der Antarktis eingesetzt, das dafür speziell angepasst wurde. Mit einer horizontalen Auflösung von 50 km und 25 vertikalen Schichten wurden Simulationen für 40 Jahre von 1958-1998 durchgeführt, wobei die Anfangs- und Randbedingungen durch die ERA40 Daten des ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) geliefert wurden. Die Modellergebnisse wurden mit Daten von Beobachtungsstationen, aerologischen Vertikalsondierungen, globalen Analysedaten und Satellitendaten verglichen. Diese Validierung zeigt, dass die HIRHAM Modellsimulationen die globalen und regionalen Zirkulationsmuster mit einem vertretbaren Modellfehler generieren. Auf der jährlichen Zeitskale zeigen sich die größten Modellfehler in einer Überbestimmung der totalen Wolkenbedeckung und der kalten bodennahen Temperaturen der Atmosphäre. Die bodennahen Inversionen und katabatischen Windsysteme werden durch das Modell gut wiedergegeben. Dekadische Prozesse wurden durch Trendberechnungen analysiert. Dazu wurden die 40 Jahre umfassenden Simulationen in zwei 20 Jahre Abschnitte von 1958-1978 und 1979-1998 unterteilt. Die Trends in den 2m Temperaturen, im mittleren Bodenluftdruck, 500 hPa Geopotential, Niederschlag und der Netto Massenbilanz wurden berechnet. In den letzten zwei Dekaden wurde eine starke atmosphärische Abkühlung an der Oberfläche in der Ostantarktis simuliert, die in guter Übereinstimmung mit den Trendanalysen aus Beobachtungen von Chapman und Walsh (2005) steht. Der Trend im mittleren Bodenluftdruck weist deutliche Unterschiede zwischen den ersten Periode 1958-1978 und der zweiten Periode 1979-1998 auf. Insgesamt verstärkt sich über die untersuchten 40 Jahre der zirkumpolare Tiefdruckwirbel und die kontinentale Antizyklone. Die Nettomassenbilanz und der Niederschlag zeigen einen positiven Trend über der Antarktischen Halbinsel, Wilkes Land und Dronning Maud Land. Das antarktische Eisschild wächst im östlichen Teil der Antarktis mit geringen Ausnahmen in Dronning Maud Land und Wilkes Land an und schächt sich über der antarktischen Halbinsel ab. Dieses Resultat befindet sich in Übereinstimmung mit den Akkumulationstrends von Davis (2005) auf der Basis von Satellitendaten. Die horizontalen Strukturen der simulierten antarktischen Trends im mittleren Bodenluftdruck, in der 2m Temperatur und der Netto Massenbilanz wurden mit Trends des globalen Telekonnektionsmusters der Südhemisphäre verglichen. Dazu wurden wesentliche atmosphärische Parameter für positive und negative Phasen der Antarktischen Oszillation (AAO) analysiert. Die positiven/negativen AAO Phasen gehen einher mit einer Verstärkung/Abschwächung des zirkumpolaren Tiefdruckwirbels, verstärkten/reduzierten Stormtracks und verstärkten/abgeschwächten Westwinden. Für eine tiefergehende Untersuchung wurden zwei positive und eine negative AAO Phase miteinander verglichen. Die Unterschiede im Bodenluftdruck und der 2m Temperatur zwischen den positiven und negativen AAO Perioden können den Abkühlungstrend während der letzten Dekaden zu großen Teilen erklären.
KW  - Antarktis
KW  - Klima
KW  - regionales Modell
KW  - Antarctic
KW  - Climate
KW  - regional modeling
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-17296
ER  - 
TY  - THES
A1  - Linckels, Serge
T1  - An e-librarian service : supporting explorative learning by a description logics based semantic retrieval tool
T1  - Ein E-Bibliothekar-Dienst : unterstütztes exploratives Lernen durch ein Beschreibungslogik basiertes, semantisches Retrievalwerkzeug
N2  - Although educational content in electronic form is increasing dramatically, its usage in an educational environment is poor, mainly due to the fact that there is too much of (unreliable) redundant, and not relevant information. Finding appropriate answers is a rather difficult task being reliant on the user filtering of the pertinent information from the noise. Turning knowledge bases like the online tele-TASK archive into useful educational resources requires identifying correct, reliable, and "machine-understandable" information, as well as developing simple but efficient search tools with the ability to reason over this information. Our vision is to create an E-Librarian Service, which is able to retrieve multimedia resources from a knowledge base in a more efficient way than by browsing through an index, or by using a simple keyword search. In our E-Librarian Service, the user can enter his question in a very simple and human way; in natural language (NL). Our premise is that more pertinent results would be retrieved if the search engine understood the sense of the user's query. The returned results are then logical consequences of an inference rather than of keyword matchings. Our E-Librarian Service does not return the answer to the user's question, but it retrieves the most pertinent document(s), in which the user finds the answer to his/her question. Among all the documents that have some common information with the user query, our E-Librarian Service identifies the most pertinent match(es), keeping in mind that the user expects an exhaustive answer while preferring a concise answer with only little or no information overhead. Also, our E-Librarian Service always proposes a solution to the user, even if the system concludes that there is no exhaustive answer. Our E-Librarian Service was implemented prototypically in three different educational tools. A first prototype is CHESt (Computer History Expert System); it has a knowledge base with 300 multimedia clips that cover the main events in computer history. A second prototype is MatES (Mathematics Expert System); it has a knowledge base with 115 clips that cover the topic of fractions in mathematics for secondary school w.r.t. the official school programme. All clips were recorded mainly by pupils. The third and most advanced prototype is the "Lecture Butler's E-Librarain Service"; it has a Web service interface to respect a service oriented architecture (SOA), and was developed in the context of the Web-University project at the Hasso-Plattner-Institute (HPI). Two major experiments in an educational environment - at the Lycée Technique Esch/Alzette in Luxembourg - were made to test the pertinence and reliability of our E-Librarian Service as a complement to traditional courses. The first experiment (in 2005) was made with CHESt in different classes, and covered a single lesson. The second experiment (in 2006) covered a period of 6 weeks of intensive use of MatES in one class. There was no classical mathematics lesson where the teacher gave explanations, but the students had to learn in an autonomous and exploratory way. They had to ask questions to the E-Librarian Service just the way they would if there was a human teacher.
N2  - Obwohl sich die Verfügbarkeit von pädagogischen Inhalten in elektronischer Form stetig erhöht, ist deren Nutzen in einem schulischen Umfeld recht gering. Die Hauptursache dessen ist, dass es zu viele unzuverlässige, redundante und nicht relevante Informationen gibt. Das Finden von passenden Lernobjekten ist eine schwierige Aufgabe, die vom benutzerbasierten Filtern der passenden Informationen abhängig ist. Damit Wissensbanken wie das online Tele-TASK Archiv zu nützlichen, pädagogischen Ressourcen werden, müssen Lernobjekte korrekt, zuverlässig und in maschinenverständlicher Form identifiziert werden, sowie effiziente Suchwerkzeuge entwickelt werden. Unser Ziel ist es, einen E-Bibliothekar-Dienst zu schaffen, der multimediale Ressourcen in einer Wissensbank auf effizientere Art und Weise findet als mittels Navigieren durch ein Inhaltsverzeichnis oder mithilfe einer einfachen Stichwortsuche. Unsere Prämisse ist, dass passendere Ergebnisse gefunden werden könnten, wenn die semantische Suchmaschine den Sinn der Benutzeranfrage verstehen würde. In diesem Fall wären die gelieferten Antworten logische Konsequenzen einer Inferenz und nicht die einer Schlüsselwortsuche. Tests haben gezeigt, dass unser E-Bibliothekar-Dienst unter allen Dokumenten in einer gegebenen Wissensbank diejenigen findet, die semantisch am besten zur Anfrage des Benutzers passen. Dabei gilt, dass der Benutzer eine vollständige und präzise Antwort erwartet, die keine oder nur wenige Zusatzinformationen enthält. Außerdem ist unser System in der Lage, dem Benutzer die Qualität und Pertinenz der gelieferten Antworten zu quantifizieren und zu veranschaulichen. Schlussendlich liefert unser E-Bibliothekar-Dienst dem Benutzer immer eine Antwort, selbst wenn das System feststellt, dass es keine vollständige Antwort auf die Frage gibt. Unser E-Bibliothekar-Dienst ermöglicht es dem Benutzer, seine Fragen in einer sehr einfachen und menschlichen Art und Weise auszudrücken, nämlich in natürlicher Sprache. Linguistische Informationen und ein gegebener Kontext in Form einer Ontologie werden für die semantische Übersetzung der Benutzereingabe in eine logische Form benutzt. Unser E-Bibliothekar-Dienst wurde prototypisch in drei unterschiedliche pädagogische Werkzeuge umgesetzt. In zwei Experimenten wurde in einem pädagogischen Umfeld die Angemessenheit und die Zuverlässigkeit dieser Werkzeuge als Komplement zum klassischen Unterricht geprüft. Die Hauptergebnisse sind folgende: Erstens wurde festgestellt, dass Schüler generell akzeptieren, ganze Fragen einzugeben - anstelle von Stichwörtern - wenn dies ihnen hilft, bessere Suchresultate zu erhalten. Zweitens, das wichtigste Resultat aus den Experimenten ist die Erkenntnis, dass Schuleresultate verbessert werden können, wenn Schüler unseren E-Bibliothekar-Dienst verwenden. Wir haben eine generelle Verbesserung von 5% der Schulresultate gemessen. 50% der Schüler haben ihre Schulnoten verbessert, 41% von ihnen sogar maßgeblich. Einer der Hauptgründe für diese positiven Resultate ist, dass die Schüler motivierter waren und folglich bereit waren, mehr Einsatz und Fleiß in das Lernen und in das Erwerben von neuem Wissen zu investieren.
KW  - Terminologische Logik
KW  - Deskriptive Logik
KW  - Semantische Suche
KW  - Ontologie
KW  - e-Learning
KW  - Semantik Web
KW  - Description Logics
KW  - Semantic Search
KW  - Ontologies
KW  - e-Learning
KW  - Semantic Web
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-17452
ER  - 
TY  - CHAP
ED  - Hamann, Wolf-Rainer
ED  - Feldmeier, Achim
ED  - Oskinova, Lidia M.
T1  - Clumping in hot-star winds : proceedings of an international workshop held in Potsdam, Germany, 18. - 22. June 2007
N2  - Stellar winds play an important role for the evolution of massive stars and their cosmic environment. Multiple lines of evidence, coming from spectroscopy, polarimetry, variability, stellar ejecta, and hydrodynamic modeling, suggest that stellar winds are non-stationary and inhomogeneous. This is referred to as 'wind clumping'. The urgent need to understand this phenomenon is boosted by its far-reaching implications. Most importantly, all techniques to derive empirical mass-loss rates are more or less corrupted by wind clumping. Consequently, mass-loss rates are extremely uncertain. Within their range of uncertainty, completely different scenarios for the evolution of massive stars are obtained. Settling these questions for Galactic OB, LBV and Wolf-Rayet stars is prerequisite to understanding stellar clusters and galaxies, or predicting the properties of first-generation stars. In order to develop a consistent picture and understanding of clumped stellar winds, an international workshop on 'Clumping in Hot Star Winds' was held in Potsdam, Germany, from 18. - 22. June 2007. About 60 participants, comprising almost all leading experts in the field, gathered for one week of extensive exchange and discussion. The Scientific Organizing Committee (SOC) included John Brown (Glasgow), Joseph Cassinelli (Madison), Paul Crowther (Sheffield), Alex Fullerton (Baltimore), Wolf-Rainer Hamann (Potsdam, chair), Anthony Moffat (Montreal), Stan Owocki (Newark), and Joachim Puls (Munich). These proceedings contain the invited and contributed talks presented at the workshop, and document the extensive discussions.
KW  - Sternwinde
KW  - Massenverlust
KW  - Strahlungstransport
KW  - hydrodynamische Modellierung
KW  - massereiche Sterne
KW  - stellar winds
KW  - mass loss
KW  - radiative transfer
KW  - hydrodynamic modeling
KW  - massive stars
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-13981
SN  - 978-3-940793-33-1
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - THES
A1  - Dronov, Roman
T1  - Multi-component protein films by layer-by-layer : assembly and electron transfer
T1  - Multikomponenten-Proteinfilme mittels Layer-by-Layer-Technik : Design und Elektronentransfer
N2  - Electron transfer phenomena in proteins represent one of the most common types of biochemical reactions. They play a central role in energy conversion pathways in living cells, and are crucial components in respiration and photosynthesis. These complex biochemical reaction cascades consist of a series of proteins and protein complexes that couple a charge transfer to different forms of chemical energy. The efficiency and sophisticated optimisation of signal transfer in these natural redox chains has inspired engineering of artificial architectures mimicking essential properties of their natural analogues. Implementation of direct electron transfer (DET) in protein assemblies was a breakthrough in bioelectronics, providing a simple and efficient way for coupling biological recognition events to a signal transducer. DET avoids the use of redox mediators, reducing potential interferences and side reactions, as well as being more compatible with in vivo conditions. However, only a few haem proteins, including the redox protein cytochrome c (cyt.c), and blue copper enzymes show efficient DET on different kinds of electrodes. Previous investigations with cyt.c have mainly focused on heterogeneous electron transfer of monolayers of this protein on gold. An important advance was the fabrication of cyt.c multilayers by electrostatic layer-by-layer self-assembly. The ease of fabrication, the stability, and the controllable permeability of polyelectrolyte multilayers have made them particularly attractive for electroanalytical applications. With cyt.c and sulfonated polyaniline it was for the first time possible that fully electro-active multilayers of the redox protein could be prepared. This approach was extended to design an analytical signal chain based on multilayers of cyt.c and xanthine oxidase (XOD). The system does not need an external mediator but relies on an in situ generation of a mediating radical and thus allows a signal transfer from hypoxanthine via the substrate converting enzyme and cyt.c to the electrode. Another kind of a signal chain is based on assembling proteins in complexes on electrodes in such a way that a direct protein-protein electron transfer becomes feasible. This design does not need a redox mediator in analogy to natural protein communication. For this purpose, cyt.c and the enzyme bilirubin oxidase (BOD, EC 1.3.3.5) are co-immobilized in a self-assembled polyelectrolyte multilayer on gold electrodes. Although these two proteins are not natural reaction partners, the protein architecture facilitates an electron transfer from the electrode via multiple protein layers to molecular oxygen resulting in a significant catalytic reduction current. Finally, we describe a novel strategy for multi-protein layer-by-layer self-assembly combining cyt.c with an enzyme sulfite oxidase (SOx) without use of any additional polymer. Electrostatic interactions between these two proteins with rather separated pI values during the assembly process from a low ionic strength buffer were found sufficient for the layer-by-layer deposition of the both biomolecules. It is anticipated that the concepts described in this work will stimulate further progress in multilayer design of even more complex biomimetic signal cascades taking advantage of direct communication between proteins.
N2  - Elektronentransferphänomene in Proteinen stellen den häufigsten Typ biochemischer Reaktionen dar. Sie spielen eine zentrale Rolle bei der Energieumwandlung in der Zelle und sind entscheidende Komponenten in der Atmung und Photosynthese. Diese komplexen Kaskaden biochemischer Reaktionen setzen sich aus einer Reihe von Proteinen und Proteinkomplexen zusammen, die den Energietransfer an verschiedene Formen chemischer Energie koppeln. Die große Effektivität und Selektivität des Signaltransfers in diesen natürlichen Redoxketten war Vorbild für die Entwicklung künstlicher Architekturen, die die wesentlichen Eigenschaften ihrer natürlichen Analoga nachahmen. Die Implementierung des direkten Elektronentransfers (DET) von Proteinen mit Elektroden war ein Durchbruch im Bereich der Bioelektronik. Sie lieferte einen einfachen und effizienten Weg für das Koppeln biologischer Erkennungsereignisse an einen Signalumwandler. Durch den DET können Redoxmediatoren vermieden und damit potentielle Grenzflächen und Nebenreaktionen reduziert werden. Ebenso wird damit die Kompatibilität für in vivo Bedingungen erhöht. Jedoch zeigen nur einige Hämproteine wie das Redoxprotein Cytochrom c (Cyt c) und blaue Kupferproteine einen effizienten DET auf verschiedenen Elektrodentypen. Bisherige Untersuchungen mit Cyt c konzentrierten sich hauptsächlich auf den heterogenen Elektronentransfer von Monoschichten dieses Proteins auf Gold. Ein wichtiger Fortschritt war die Herstellung von Cyt c Multischichten durch die elektrostatische Layer-by-Layer-Technik. Die einfache Herstellung, die Stabilität sowie die kontrollierbaren Permeationseigenschaften von Polyelektrolyt-Multischichten machte sie besonders attraktiv für elektroanalytische Anwendungen. So gelang es auch zum ersten Mal vollständig elektroaktive Multischichten aus Cyt c und Polyanilinsulfonsäure zu präparieren. Dieser Ansatz wurde hier erweitert, um eine analytische Signalkette auf der Basis von Multischichten aus Cyt c und Xanthinoxidase zu entwerfen. Das System bedarf keinen externen Mediator, es hängt jedoch von der in situ Generierung eines vermittelnden Radikals ab und erlaubt daher einen Signaltransfer von Hypoxanthin über ein substratumwandelndes Enzym und Cyt c zur Elektrode. Eine andere Art von Signalketten basiert auf der Assemblierung von Proteinen in Komplexen auf Elektroden in solcher Art und Weise, daß ein direkter Protein-Protein-Elektronentransfer möglich wird. Dieser Ansatz benötigt keinen Redoxmediator in Analogie zu Beispielen aus dem biologischen Signaltransfer. Zu diesem Zweck werden Cyt c und das Enzym Bilirubinoxidase mit einem selbst-assemblierenden Polyelektrolyten auf einer Goldelektrode koimmobilisiert. Obwohl diese zwei Proteine keine natürlichen Reaktionspartner sind, unterstützt die Protein-Architektur einen Elektronentransfer von der Elektrode über mehrere Proteinschichten zu molekularem Sauerstoff und ergibt einen signifikanten katalytischen Reduktionsstrom. Schließlich wird eine neue Strategie beschrieben für eine Selbstassemblierung von Proteinen ohne zusätzlichen Polyelektrolyten - am Beispiel der Kombination von Cyt c mit Sulfitoxidase. Es stellte sich heraus, daß die elektrostatische Wechselwirkung zwischen diesen zwei Proteinen mit ziemlich weit voneinander entfernt liegenden pI-Werten während des Assemblierungsprozesses durch einen Puffer mit geringer Ionenstärke ausreicht um die beiden Biomoleküle nach dem Layer-by-Layer-Prinzip auf einer Elektrode abzuscheiden. Es wird erwartet, daß das entwickelte Konzept von Multiprotein-Assemblaten auf Elektroden weitere Fortschritte bei dem Entwurf von Multischichten und sogar noch komplexeren biomimetischen Signalkaskaden anregen wird und dabei der Vorteil der direkten Kommunikation zwischen Proteinen genutzt wird.
KW  - Protein Multilayer
KW  - Electron transfer
KW  - Signal transfer chain
KW  - Cytochrome c
KW  - Polyelectrolyte
KW  - Bilirubin oxidase
KW  - Surface characterization
KW  - Raman
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-17281
ER  - 
TY  - THES
A1  - Lindenmaier, Falk
T1  - Hydrology of a large unstable hillslope at Ebnit, Vorarlberg : identifying dominating processes and structures
T1  - Hydrologie einer Grosshangbewegung bei Ebnit, Vorarlberg : Identifikation dominierender Prozesse und Strukturen
N2  - The objective of this thesis is to improve the knowledge of control mechanisms of hydrological induced mass movements. To this end, detailed hydrological process studies and physically-based hydrological modelling were applied. The study site is a hillslope in the Dornbirn Ache valley near Bregenz, Austria. This so called Heumös slope features a deep-seated translational shear zone and surface near creep movements of up to 10 cm a year. The Cretaceous marlstones of the Austrian Helveticum have a high susceptibility for weathering and might form clay-rich cohesive sediments. In addition, glacial and post-glacial processes formed an unstable hillslope. High yearly precipitation depths of about 2100 mm and rainstorms with both high intensities and precipitation depths govern surface and subsurface hydrological processes. Pressure propagation induced in hydrological active areas influences laterally the groundwater reactions of the moving mass. A complex three-dimensional subsurface pressure system is the cause for fast groundwater reactions despite low hydraulic conductivities. To understand hillslope scale variability, hydrotopes representing specific dominating processes were mapped using vegetation association distribution and soil core analysis. Detailed small-scale soil investigations followed to refine the understanding of these hydrotopes. A perceptional model was developed from the hydrotope distribution and was corroborated by these detailed investigations. The moving hillslope is dominated by surface-runoff generation. Infiltration and deep percolation of water is inhibited through clay-rich gleysols; the yearly average soil moisture is close to saturation. Steep slopes adjacent to the moving hillslope are far more active concerning infiltration, preferential flow and groundwater fluctuations. Spring discharge observations at the toe of the steep slopes are in close relation to groundwater table observations on the moving hillslope body. Evidence of pressure propagation from the steep slopes towards the hillslope body is gathered by comparison of dominating structures and processes. The application of the physically-based hydrological model CATFLOW substantiates the idea of pressure propagation as a key process for groundwater reactions and as a possible trigger for movement in the hillslope.
N2  - Diese Arbeit soll die Zusammenhänge von hydrologischen Rahmenbedingungen und Massenbewegungen besser erforschen, damit in Zukunft verbesserte Vorhersagen des Versagenszeitpunktes möglich werden. Das Untersuchungsgebiet besteht aus einem ca. 2 km langen und 500 m breiten Hang mit einem maximalen Höhenunterschied von ca. 400 m. Das dort vorkommende Festgestein besteht im Wesentlichen aus Mergelstein. Die vergangenen Eiszeiten haben dieses Gestein überarbeitet und Grundmoränenablagerungen auf dem Hang zurückgelassen. Diese wurden in den letzen 10.000 Jahren von Hangschutt, der aus den benachbarten Steilhängen stammt, überlagert. Der Hangschutt ist sehr verwitterungsanfällig, die Kalkkristalle lösen sich und wandeln den Hangschutt in lehmiges Material. Bewegungsmessungen an der Oberfläche zeigen, dass sich der Hang mit ca. 10 cm im Jahr talabwärts bewegt. Diese Bewegungen werden sehr wahrscheinlich durch kleine ruckartige Ereignisse in ca. 8 m Tiefe ausgelöst. Ziel der Untersuchungen war, den Wasserhaushalt des Hanges so gut wie möglich zu erfassen und mit Computermodellen abzubilden. Dabei spielt die Heterogenität der pedologischen Eigenschaften einen wesentliche Rolle, als Eingangsparameter für die Modelle. Grundwasserstandsmessungen in 5,5 m Tiefe auf dem Hang zeigen schnelle Reaktionen des Grundwasserspiegels nach Niederschlagsereignissen. Das Wasser dieser Ereignisse kann aber aufgrund des Lehms, der nur eine geringe Wasserdurchlässigkeit für Wasser besitzt, nicht in den tieferen Untergrund gelangen, sondern fließt fast vollständig an der Oberfläche ab. Dahingegen führt ein schnelles Versickern von Wasser in an den Hang anschließenden Steilhängen zu einem schnellen Grundwasseranstieg, der aufgrund eines gespannten Grundwasserleiters den Druck in die Hangrutschung weitergibt. Dort wird ein Überdruck aufgebaut, der sehr wahrscheinlich die Bewegungen auslöst. Die vorliegende Arbeit ist eine detaillierte Herangehensweise um Erkenntnisse aus der Hyrologie für die Bestimmung des Wasserhaushaltes von Massenbewegungen heranzuziehen.
KW  - Massenbewegung
KW  - Hangstabilität
KW  - Mergel
KW  - hydrologische Prozesse
KW  - prozeß-basierte Modellierung
KW  - landslide hydrology
KW  - marls
KW  - deep-seated landslide
KW  - hydrological processes
KW  - pressure propagation
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-17424
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TY  - THES
A1  - Rajkumar, Rajagopal
T1  - Development of a thermometric sensor for fructosyl valine and fructose using molecularly imprinted polymers as a recognition element
T1  - Entwicklung eines thermometrischen Sensors für Fructosyl-Valin und Fructose mittels molekular geprägter Polymere als Erkennungselemente
N2  - Nature has always served as a model for mimicking and inspiration to humans in their efforts to improve their life. Researchers have been inspired by nature to produce biomimetic materials with molecular recognition properties by design rather than evolution. Molecular imprinting is one way to prepare such materials. Such smart materials with new functionalities are at the forefront of the development of a relevant number of ongoing and perspective applications ranging from consumer to space industry. Molecularly imprinted polymers were developed by mimicking the natural enzymes or antibodies that serve as host for binding target molecules. These imprints were used as a recognition element to substitute natural biomolecules in biosensors. The concept behind molecular imprinting is to mold a material (with the desired chemical properties) around individual molecules. Upon removal of the molecular templates, one is left with regions in the molded material that fit the shape of the template molecules. Thus, molecular imprinting results in materials that can selectively bind to molecules of interest. Imprinted materials resulted in applications ranging from chemical separation to bioanalytics. In this work attempts were made particularly in the development of molecularly imprinted polymer based thermometric sensors. The main effort was focused towards the development of an covalently imprinted polymer that would be able to selectively bind fructosyl valine (Fru-Val), the N-terminal constituent of hemoglobin A1c ß-chains. Taking into account the known advantages of imprinted polymers, e.g. robustness, thermal and chemical stability, imprinted materials were successfully used as a recognition element in the sensor. One of the serious problems associated with the development of MIP sensors and which lies in the absence of a generic procedure for the transformation of the polymer-template binding event into a detectable signal has been addressed by developing the "thermometric" approach. In general the developed approach gives a new insight on MIP/Analyte interactions.
N2  - In dem Bestreben, ihr eigenes Leben zu verbessern, haben die Menschen stets die Natur nachgeahmt und sich von ihr inspirieren lassen. Die Natur hat Forscher zur Erzeugung smarter biomimetischer Stoffe mit molekularen Erkennungseigenschaften nach dem Vorbild der Evolution inspiriert. Eine der Methoden zur Herstellung solcher Substanzen ist das molekulare Prägen. Smarte Materialien mit neuen Eigenschaften stehen an der Spitze der Entwicklung potentieller Anwendungen vom Verbraucher bis hin zur Raumfahrtindustrie. Durch Nachahmung von natürlichen Enzymen oder Antikörpern wurden molekular geprägte Polymere (MIPs) entwickelt, die der Bindung von Zielmolekülen dienen. Diese geprägten Polymere (imprints) wurden anstelle von Biomolekülen als Erkennungselemente in Biosensoren eingesetzt. Das Konzept, das dem molekularen Prägen zugrunde liegt, besteht in der Formung eines Polymers (mit den entsprechenden chemischen Eigenschaften) um einzelne Zielmoleküle herum. Nach Entfernen dieser molekularen Template bleiben Abdrücke im Polymer übrig, die der Form der Templatmoleküle entsprechen. Mit Hilfe des molekularen Prägens kann man also Stoffe herstellen, die sich selektiv an bestimmte Moleküle binden können. Geprägte Polymere finden breite Anwendung, etwa in chemischen Aufreinigungsprozessen und der Bioanalytik. Hauptanliegen der vorliegenden Arbeit war es, thermometrische Sensoren auf der Basis molekular geprägter Polymere zu entwickeln. Die Anstrengungen richteten sich vor allem auf die Entwicklung eines kovalent geprägten Polymers, das in der Lage ist, selektiv Fruktosyl-Valin (Fru-Val), den N-terminalen Bereich von Hämoglobin A1c, zu binden. Aufgrund der bekannten Vorzüge geprägter Polymere – z. B. Robustheit und thermische und chemische Stabilität – wurden geprägte Polymere erfolgreich als Erkennungselement im Sensor angewendet. Eine der größten Herausforderungen bei der Entwicklung von MIP-Sensoren, das Fehlen eines generischen Verfahrens zur Umwandlung der Bindungsreaktion in ein nachweisbares Signal, wurde mit der Entwicklung der thermometrischen Methode in Angriff genommen. Diese Methode führt allgemein zu neuen Einsichten in die Interaktionen zwischen MIP und Analyt.
KW  - Covalent imprinting
KW  - Fructosyl valine
KW  - MIP sensor
KW  - Fructose
KW  - Glycated hemoglobin
KW  - HbA1c
KW  - Thermistor
KW  - Biosensor
KW  - Calorimetry
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-17272
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TY  - THES
A1  - Koh, Dennis
T1  - The evolution equation for closed magnetic geodesics
T1  - Die Evolutionsgleichung für geschlossene magnetische Geodäten
N2  - Orbits of charged particles under the effect of a magnetic field are mathematically described by magnetic geodesics. They appear as solutions to a system of (nonlinear) ordinary differential equations of second order. But we are only interested in periodic solutions. To this end, we study the corresponding system of (nonlinear) parabolic equations for closed magnetic geodesics and, as a main result, eventually prove the existence of long time solutions. As generalization one can consider a system of elliptic nonlinear partial differential equations whose solutions describe the orbits of closed p-branes under the effect of a "generalized physical force". For the corresponding evolution equation, which is a system of parabolic nonlinear partial differential equations associated to the elliptic PDE, we can establish existence of short time solutions.
N2  - Bahnen von geladenen Teilchen, die sich unter dem Einfluss eines Magnetfeldes bewegen, werden in der Mathematik durch magnetische Geodäten beschrieben. Sie ergeben sich als Lösungen eines Systems (nichtlinearer) gewöhnlicher Differentialgleichungen zweiter Ordnung. Wir interessieren uns ausschließich für periodische Lösungen. Dazu studieren wir das zugehörige System (nichtlinearer) parabolischer Differentialgleichungen für geschlossene magnetische Geodäten. Als Hauptresultat beweisen wir die Existenz von Langzeitlösungen. Verallgemeinernd betrachten wir noch ein System von elliptischen nichtlinearen partiellen Differentialgleichungen, dessen Lösungen die Orbiten von geschlossenen p-Branen unter dem Einfluss einer verallgemeinerten physikalischen Kraft beschreiben. Für die entsprechende Evolutionsgleichung, welche ein System von parabolischen nichtlinearen partiellen Differentialgleichungen ist, das dem elliptischen Problem zugeordnet ist, können wir die Existenz von Kurzzeitlösungen beweisen.
KW  - magnetisch
KW  - Geodäten
KW  - Evolutionsgleichung
KW  - Strings
KW  - p-Branen
KW  - magnetic
KW  - geodesics
KW  - evolution equation
KW  - p-branes
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-16647
SN  - 978-3-940793-24-9
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
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TY  - THES
A1  - Skirycz, Aleksandra
T1  - Functional analysis of selected DOF transcription factors in the model plant Arabidopsis thaliana
T1  - Funktionsanalyse ausgewählter DOF-Transkriptionsfaktoren bei der Modellpflanze Arabidopsis thaliana
N2  - Transcription factors (TFs) are global regulators of gene expression playing essential roles in almost all biological processes, and are therefore of great scientific and biotechnological interest. This project focused on functional characterisation of three DNA-binding-with-one-zinc-finger (DOF) TFs from the genetic model plant Arabidopsis thaliana, namely OBP1, OBP2 and AtDOF4;2. These genes were selected due to severe growth phenotypes conferred upon their constitutive over-expression. To identify biological processes regulated by OBP1, OBP2 and AtDOF4;2 in detail molecular and physiological characterization of transgenic plants with modified levels of OBP1, OBP2 and AtDOF4;2 expression (constitutive and inducible over-expression, RNAi) was performed using both targeted and profiling technologies. Additionally expression patterns of studied TFs and their target genes were analyzed using promoter-GUS lines and publicly available microarray data. Finally selected target genes were confirmed by chromatin immuno-precipitation and electrophoretic-mobility shift assays. This combinatorial approach revealed distinct biological functions of OBP1, OBP2 and AtDOF4;2. Specifically OBP2 controls indole glucosinolate / auxin homeostasis by directly regulating the enzyme at the branch of these pathways; CYP83B1 (Skirycz et al., 2006). Glucosinolates are secondary compounds important for defence against herbivores and pathogens in the plants order Caparales (e.g. Arabidopsis, canola and broccoli) whilst auxin is an essential plant hormone. Hence OBP2 is important for both response to biotic stress and plant growth. Similarly to OBP2 also AtDOF4;2 is involved in the regulation of plant secondary metabolism and affects production of various phenylpropanoid compounds in a tissue and environmental specific manner. It was found that under certain stress conditions AtDOF4;2 negatively regulates flavonoid biosynthetic genes whilst in certain tissues it activates hydroxycinnamic acid production. It was hypothesized that this dual function is most likely related to specific interactions with other proteins; perhaps other TFs (Skirycz et al., 2007). Finally OBP1 regulates both cell proliferation and cell expansion. It was shown that OBP1 controls cell cycle activity by directly targeting the expression of core cell cycle genes (CYCD3;3 and KRP7), other TFs and components of the replication machinery. Evidence for OBP1 mediated activation of cell cycle during embryogenesis and germination will be presented. Additionally and independently on its effects on cell proliferation OBP1 negatively affects cell expansion via reduced expression of cell wall loosening enzymes. Summing up this work provides an important input into our knowledge on DOF TFs function. Future work will concentrate on establishing exact regulatory networks of OBP1, OBP2 and AtDOF4;2 and their possible biotechnological applications.
N2  - Biologische Prozesse, wie beispielsweise das Wachstum von Organen und ganzen Organismen oder die Reaktion von Lebewesen auf ungünstige Umweltbedingungen, unterliegen zahlreichen Regulationsmechanismen. Besonders wichtige Regulatoren sind die sogenannten Transkriptionsfaktoren. Dabei handelt es sich um Proteine, die die Aktivität von Erbeinheiten, den Genen, beeinflussen. In Pflanzen gibt es etwa 2000 solcher Regulatoren. Da sie wichtige Kontrollelemente darstellen, sind sie von großem wissenschaftlichen und biotechnologischen Interesse. Im Rahmen der Doktorarbeit sollte die Funktion von drei Transkriptionsfaktoren, genannt OBP1, OBP2 und AtDOF4;2, untersucht werden. Sie wurden bei der Suche nach neuen Wachstumsregulatoren identifiziert. Als Untersuchungsobjekt diente die in der Öffentlichkeit kaum bekannte Pflanze Ackerschmalwand, lateinisch als Arabidopsis thaliana bezeichnet. Um die Funktion der Regulatoren zu entschlüsseln, wurden an der Modellpflanze genetische Veränderungen durchgeführt und die Pflanzen dann mit molekularbiologischen und physiologischen Methoden analysiert. Es zeigte sich, dass OBP1 an der Regulation der Zellteilung beteiligt ist. Alle Lebewesen sind aus Zellen aufgebaut. Gelingt es, die Zellteilung gezielt zu steuern, kann damit beispielsweise die Produktion von pflanzlicher Biomasse verbessert werden. Das OBP1-Protein übt auch einen Einfluss auf die Zellstreckung aus und beeinflusst auch auf diesem Wege das pflanzliche Wachstum. Die beiden anderen Proteine steuern Prozesse, die im Zusammenhang mit der Bildung von Pflanzeninhaltsstoffen stehen. OBP2 ist Teil eines zellulären Netzwerkes, dass die Synthese von sogenannten Glucosinolaten steuert. Glucosinolate kommen unter anderem in Broccoli und Kohl vor. Sie fungieren als Abwehrstoffe gegen Fraßinsekten. Einigen Glucosinolaten wird auch gesundheitsfördernde Wirkung zugesprochen. Das Protein AtDOF4;2 ist Komponente eines anderen Netzwerkes, dass die Bildung von Phenylpropanoiden steuert. Diese Substanzen haben strukturelle Funktion und spielen darüber hinaus eine Rolle bei der pflanzlichen Toleranz gegenüber tiefen Temperaturen. Mit der Doktorarbeit konnte das Wissen über die Transkriptionsfaktoren erheblich erweitert und die Grundlage für interessante zukünftige Arbeiten gelegt werden. Von großer Bedeutung wird es dabei sein, die Netzwerke, in die die Transkriptionsfaktoren eingebunden sind, noch besser zu verstehen. Dann wird es möglich sein, auch Teilnetzwerke gezielt zu beeinflussen, was für biotechnologische Anwendungen, beispielsweise bei der Präzisionszüchtung von nachwachsenden Rohstoffen, von zentraler Bedeutung ist.
KW  - Transkriptionsfaktoren
KW  - Arabidopsis thaliana
KW  - transcription factors
KW  - Arabidopsis thaliana
KW  - cell cycle
KW  - secondary metabolism
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-16987
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TY  - THES
A1  - Issaree, Arisara
T1  - Synthesis of Hetero-chitooligosaccharides
T1  - Synthese von Hetero-Chitooligosacchariden
N2  - Chitooligosaccharides are composed of linear β-(1→4)-linked 2-acetamido-2-deoxy-β-D-glucopyranose (GlcNAc) and/or 2-amino-2-deoxy-β-D-glucopyranose (GlcN). They are of interest due to their remarkable biological properties including antibacterial, antitumor, antifungal and elicitor activities. They can be obtained from the aminoglucan chitosan by chemical or enzymatic degradation which obviously affords rather heterogenous mixtures. On the other hand, chemical synthesis provides pure compounds with defined sequences of GlcNAc and GlcN monomers. The synthesis of homo- and hetero-chitobioses and hetero-chitotetraoses is described in this thesis. Dimethylmaleoyl and phthaloyl groups were used for protection of the amines. The donor was activated as the trichloroacetimidate in order to form the β-linkages. Glycosylation in the presence of trimethylsilyl trifluoromethanesulfonate, followed by N- and O-deprotection furnished chitobioses and chitotetraoses in good yields.
N2  - Chitooligosacchride bestehen aus linear β-(1→4)-verknüpften 2-acetamido-2-deoxy-β-D-glucopyranose (GlcNAc) and/or 2-amino-2-deoxy-β-D-glucopyranose (GlcN) Einheiten. Sie beanspruchen aufgrund ihrer bemerkenswerten biologischen Eigenschaften – u.a. antibakterielle, antitumor, antimykotische und Elicitor Aktivität - grosses Interesse. Sie sind durch chemischen oder enzymatischen Abbau von Chitosan zugänglich, wobei diese Methoden unausweichlich zu komplexen, sehr heterogenen Mischungen von Chiooligosacchariden führen. Chemische Synthesen von Chitooligosacchariden mit definierter Sequenz von GlcNAc und GlcN Einheiten sind daher von erheblichem Interesse. In der vorliegenden Arbeit werden Synthesen von partiell acetylierten Chitobiosen und –tetraosen beschrieben. Die Aminogruppen wurden als N-Dimethylmaleoyl- bzw. Phthaloylimide geschützt. Die Donoren wurden als Trichloacetimidate aktiviert, wobei aufgrund von Nachbargruppeneffekten ausschliesslich die β-Glycoside entstehen. Die Trimethylsilyltrifluoromethansulfonat-promovierte Glycosidierung geeigneter Akzeptoren lieferte schliesslich die Chitobiosen und die Chitotetraosen in guten Ausbeuten.
KW  - Kohlenhydrate
KW  - Chitooligosaccharide
KW  - Glycosylierung
KW  - Synthesemethoden
KW  - Trichloracetimidate
KW  - Carbohydrates
KW  - Chitooligosaccharides
KW  - Glycosylation
KW  - Synthetic methods
KW  - Trichloroacetimidates
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-17069
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TY  - THES
A1  - Krumpe, Mirko
T1  - X-ray and optical properties of X-ray luminous active galactic nuclei
T1  - Röntgen- und optische Eigenschaften von röntgenleuchtkräftigen aktiven Galaxienkernen
N2  - Giacconi et al. (1962) discovered a diffuse cosmic X-ray background with rocket experiments when they searched for lunar X-ray emission. Later satellite missions found a spectral peak in the cosmic X-ray background at ~30 keV. Imaging X-ray satellites such as ROSAT (1990-1999) were able to resolve up to 80% of the background below 2 keV into single point sources, mainly active galaxies. The cosmic X-ray background is the integration of all accreting super-massive (several million solar masses) black holes in the centre of active galaxies over cosmic time. Synthesis models need further populations of X-ray absorbed active galaxy nuclei (AGN) in order to explain the cosmic X-ray background peak at ~30 keV. Current X-ray missions such as XMM-Newton and Chandra offer the possibility of studying these additional populations. This Ph.D. thesis studies the populations that dominate the X-ray sky. For this purpose the 120 ksec XMM-Newton Marano field survey, named for an earlier optical quasar survey in the southern hemisphere, is analysed. Based on the optical follow-up observations the X-ray sources are spectroscopically classified. Optical and X-ray properties of the different X-ray source populations are studied and differences are derived. The amount of absorption in the X-ray spectra of type II AGN, which are considered as a main contributor to the X-ray background at ~30 keV, is determined. In order to extend the sample size of the rare type II AGN, this study also includes objects from another survey, the XMM-Newton Serendipitous Medium Sample. In addition, the dependence of the absorption in type II AGN with redshift and X-ray luminosity is analysed. We detected 328 X-ray sources in the Marano field. 140 sources were spectroscopically classified. We found 89 type I AGN, 36 type II AGN, 6 galaxies, and 9 stars. AGN, galaxies, and stars are clearly distinguishable by their optical and X-ray properties. Type I and II AGN do not separate clearly. They have a significant overlap in all studied properties. In a few cases the X-ray properties are in contradiction to the observed optical properties for type I and type II AGN. For example we find type II AGN that show evidence for optical absorption but are not absorbed in X-rays. Based on the additional use of near infra-red imaging (K-band), we were able to identify several of the rare type II AGN. The X-ray spectra of type II AGN from the XMM-Newton Marano field survey and the XMM-Newton Serendipitous Medium Sample were analysed. Since most of the sources have only ~40 X-ray counts in the XMM-Newton PN-detector, I carefully studied the fit results of simulated X-ray spectra as a function of fit statistic and binning method. The objects revealed only moderate absorption. In particular, I do not find any Compton-thick sources (absorbed by column densities of NH > 1.5 x 10^24 cm^−2). This gives evidence that type II AGN are not the main contributor of the X-ray background around 30 keV. Although bias effects may occur, type II AGN show no noticeable trend of the amount of absorption with redshift or X-ray luminosity.
N2  - Giacconi et al. (1962) entdeckten mit Hilfe von Raketenexperimenten auf der Suche nach Röntgenstrahlung vom Mond eine scheinbar diffuse extragalaktische Röntgenhintergrundstrahlung. Spätere Satellitenmissionen detektierten ein Maximum dieser Strahlung bei ~30 keV. Abbildenden Röntgensatelliten wie ROSAT (1990-1999) gelang es, bis zu 80% des diffusen Hintergrundes unter 2 keV in einzelne Punktquellen aufzulösen, von denen die überwiegende Mehrheit aktive Galaxienkerne waren. Der Röntgenhintergrund ist somit wahrscheinlich als die Emission der Gesamtheit aller akkretierenden superschweren (mehrere Millionen Sonnenmassen) schwarzen Löcher in den Zentren von Galaxien in der kosmischen Geschichte zu verstehen. Zur Erklärung des Maximums der spektralen Energieverteilung der Röntgenhintergrundstrahlung bei ~30 keV benötigen theoretische Modelle jedoch zusätzliche Populationen von röntgenabsorbierenden aktiven Galaxienkernen (AGN). Derzeitige Röntgenmissionen wie XMM-Newton und Chandra ermöglichen die Untersuchung dieser Quellklassen. Die vorliegende Arbeit untersucht die Quellpopulationen, die den Röntgenhimmel dominieren. Dazu wird die 120 ksec XMM-Newton Beobachtung im Marano Feld, Ziel einer früheren optischen AGN-Durchmusterung am Südhimmel, ausgewertet. Die optischen und Röntgeneigenschaften der unterschiedlichen Quellpopulationen werden untersucht und Unterschiede erarbeitet. Für die röntgenabsorbierende Objektklasse der Typ II AGN, die man als möglichen Erzeuger der Röntgenstrahlung um 30 keV betrachtet, wird aus den Röntgenspektren das Ausmaß der Absorption ermittelt. Um die Anzahl dieser selten gefundenen Objekte zu erhöhen, werden in dieser Arbeit zusätzliche Objekte aus der Röntgendurchmusterung des “XMM-Newton Serendipitous Medium Sample” einbezogen. Die Abhängigkeit der Absorption von der Rotverschiebung und der Röntgenleuchtkraft wird untersucht. Von 328 Röntgenquellen im Marano Feld konnten 140 spektroskopisch klassifiziert werden. Es wurden 89 Typ I AGN, 36 Typ II AGN, 6 Galaxien und 9 Sterne gefunden. Nur basierend auf den optischen und Röntgeneigenschaften können AGN, Galaxien und Sterne unterschieden werden. Typ I und II AGN lassen sich nicht klar trennen und zeigen große Gemeinsamkeiten in den untersuchten Eigenschaften. Mit Hilfe von zusätzlichen Aufnahmen im nahen Infraroten (K-Band) konnten erfolgreich mehrere seltene Typ II AGN identifiziert werden. Die Röntgenspektren von Typ II AGN aus dem XMM-Newton Marano Feld und dem “XMM-Newton Serendipitous Medium Sample” wurden ausgewertet. Die Objekte weisen nur eine mäßige Absorption auf und scheinen somit nicht einen Hauptbestandteil des Röntgenstrahlungshintergrundes um 30 keV zu erzeugen. Obwohl Selektionseffekte nicht vollständig verstanden sind, zeigen Typ II AGN keine erkennbare Abhängigkeit der Absorption von der Rotverschiebung oder der Röntgenleuchtkraft.
KW  - Aktive Galaxienkerne
KW  - Röntgenhintergrund
KW  - Quasare
KW  - Type I AGN
KW  - Type II AGN
KW  - Active Galactic Nuclei
KW  - X-ray background
KW  - quasars
KW  - type I AGN
KW  - type II AGN
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-16993
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TY  - THES
A1  - Blume, Theresa
T1  - Hydrological processes in volcanic ash soils : measuring, modelling and understanding runoff generation in an undisturbed catchment
T1  - Hydrologische Prozesse in vulkanischen Ascheböden : Messung, Modellierung und Verständnis der Abflussbildung in einem ungestörten Einzugsgebiet
N2  - Streamflow dynamics in mountainous environments are controlled by runoff generation processes in the basin upstream. Runoff generation processes are thus a major control of the terrestrial part of the water cycle, influencing both, water quality and water quantity as well as their dynamics. The understanding of these processes becomes especially important for the prediction of floods, erosion, and dangerous mass movements, in particular as hydrological systems often show threshold behavior. In case of extensive environmental changes, be it in climate or in landuse, the understanding of runoff generation processes will allow us to better anticipate the consequences and can thus lead to a more responsible management of resources as well as risks. In this study the runoff generation processes in a small undisturbed catchment in the Chilean Andes were investigated. The research area is characterized by steep hillslopes, volcanic ash soils, undisturbed old growth forest and high rainfall amounts. The investigation of runoff generation processes in this data scarce area is of special interest as a) little is known on the hydrological functioning of the young volcanic ash soils, which are characterized by extremely high porosities and hydraulic conductivities, b) no process studies have been carried out in this area at either slope or catchment scale, and c) understanding the hydrological processes in undisturbed catchments will provide a basis to improve our understanding of disturbed systems, the shift in processes that followed the disturbance and maybe also future process evolution necessary for the achievement of a new steady state. The here studied catchment has thus the potential to serve as a reference catchment for future investigations. As no long term data of rainfall and runoff exists, it was necessary to replace long time series of data with a multitude of experimental methods, using the so called "multi-method approach". These methods cover as many aspects of runoff generation as possible and include not only the measurement of time series such as discharge, rainfall, soil water dynamics and groundwater dynamics, but also various short term measurements and experiments such as determination of throughfall amounts and variability, water chemistry, soil physical parameters, soil mineralogy, geo-electrical soundings and tracer techniques. Assembling the results like pieces of a puzzle produces a maybe not complete but nevertheless useful picture of the dynamic ensemble of runoff generation processes in this catchment. The employed methods were then evaluated for their usefulness vs. expenditures (labour and financial costs). Finally, the hypotheses - the perceptual model of runoff generation generated from the experimental findings - were tested with the physically based model Catflow. Additionally the process-based model Wasim-ETH was used to investigate the influence of landuse on runoff generation at the catchment scale. An initial assessment of hydrologic response of the catchment was achieved with a linear statistical model for the prediction of event runoff coefficients. The parameters identified as best predictors give a first indication of important processes. Various results acquired with the "multi-method approach" show that response to rainfall is generally fast. Preferential vertical flow is of major importance and is reinforced by hydrophobicity during the summer months. Rapid lateral water transport is necessary to produce the fast response signal, however, while lateral subsurface flow was observed at several soil moisture profiles, the location and type of structures causing fast lateral flow on the hillslope scale is still not clear and needs to be investigated in more detail. Surface runoff has not been observed and is unlikely due to the high hydraulic conductivities of the volcanic ash soils. Additionally, a large subsurface storage retains most of the incident rainfall amount during events (>90%, often even >95%) and produces streamflow even after several weeks of drought. Several findings suggest a shift in processes from summer to winter causing changes in flow patterns, changes in response of stream chemistry to rainfall events and also in groundwater-surface water interactions. The results of the modelling study confirm the importance of rapid and preferential flow processes. However, due to the limited knowledge on subsurface structures the model still does not fully capture runoff response. Investigating the importance of landuse on runoff generation showed that while peak runoff generally increased with deforested area, the location of these areas also had an effect. Overall, the "multi-method approach" of replacing long time series with a multitude of experimental methods was successful in the identification of dominant hydrological processes and thus proved its applicability for data scarce catchments under the constraint of limited resources.
N2  - Die Abflussdynamik in Mittel- und Hochgebirgen wird durch die Abflussbildungsprozesse im Einzugsgebiet bestimmt. Diese Prozesse kontrollieren damit zu großen Teilen den terrestrischen Teil des Wasserkreislaufs und beeinflussen sowohl Wasserqualität als auch -quantität. Das Verständnis von Abflussbildungsprozessen ist besonders wichtig für die Vorhersage von Hochwasser, Erosion und Massenbewegungen (z.B. Erdrutsche) da hydrologische Systeme oft Schwellenwertverhalten aufweisen. Im Falle weit reichender Umweltveränderungen, wie z.B. Klima- oder Landnutzungsänderungen kann das Verständnis der Abflussbildungsprozesse ein verantwortungsvolleres Management sowohl der Ressourcen als auch der Risiken ermöglichen. In dieser Studie wurden die Abflussbildungsprozesse in einem kleinen, anthropogen unbeeinflussten Einzugsgebiet in den Chilenischen Anden untersucht. Das Untersuchungsgebiet ist durch steile Hänge, vulkanische Ascheböden, ungestörten Naturwald und hohe Niederschlagsmengen charakterisiert. Die Erforschung von Abflussbildungsprozessen ist hier von besonderem Interesse, da a) wenig über das hydrologische Verhalten der hochporösen und hochleitfähigen jungen Ascheböden bekannt ist, b) in dieser Region bisher keine Studien auf Hang- oder Einzugsgebietsskala durchgeführt wurden, und c) das Prozessverständnis in ungestörten Einzugsgebieten als Basis zum besseren Verständnis bereits anthropogen beeinflusster Gebiete dienen kann. Das hier untersuchte Gebiet hat daher das Potential zum Referenzgebiet für zukünftige Studien und Forschungsprojekte. Bedingt durch die Kürze der vorliegenden Abfluss- und Niederschlagszeitreihen war es nötig, den bestehenden Datenmangel durch eine Vielzahl von experimentellen Methoden und Ansätzen auszugleichen. Dieser Ansatz wird im Folgenden der "Multi-Methoden-Ansatz" genannt. Die ausgewählten Methoden sollten dabei so viele Aspekte der Abflussbildung abdecken wie möglich. Es wurden daher nicht nur Zeitreihen von Abfluss, Niederschlag, Bodenfeuchte- und Grundwasserdynamik gemessen, sondern auch eine große Zahl an Kurzzeitmessungen und Experimenten durchgeführt. Diese beinhalteten u.a. Messung des Bestandesniederschlags, Bestimmung der Wasserchemie, Bestimmung bodenphysikalischer Parameter und der Bodenmineralogie, sowie geophysikalische Messungen und Tracermethoden. Die Synthese der Resultate gleicht dem Zusammensetzen eines Puzzles. Das so entstandene Bild des dynamischen Prozess-Ensembles ist trotz möglicher fehlender Puzzlestücke hochinformativ. In einem nächsten Schritt wurden die ausgewählten Methoden im Hinblick auf Erkenntnisgewinn und Kosten (d.h. finanzielle Kosten und Arbeitszeit) evaluiert. Das durch die experimentellen Ergebnisse gewonnene Bild der Abflussbildung wurde anschließend mit Hilfe des physikalisch basierten Modells Catflow überprüft. Weiterhin wurde mit dem prozessbasierten Modell Wasim-ETH der Einfluss der Landnutzung auf die Abflussbildung auf Einzugsgebietsskala untersucht. Die Ergebnisse des "Multi-Methoden-Ansatzes" zeigen, dass die Abflussreaktion in diesem Gebiet sehr schnell erfolgt. Vertikales präferenzielles Fliessen ist hier von großer Bedeutung und wird in den Sommermonaten noch durch Hydrophobizitätseffekte verstärkt. Schneller lateraler Fluss im Untergrund ist eine weitere Vorraussetzung für die schnelle Reaktion des Abflusses (Oberflächenabfluss ist hier aufgrund der hohen hydraulischen Leitfähigkeiten unwahrscheinlich). Obwohl bei der Untersuchung der Bodenfeuchtedynamik in einigen Profilen laterale Fließmuster beobachtet wurden, ist die Art und Lage der Untergrundstrukturen, die auf der Hangskala schnellen lateralen Fluss verursachen, noch unklar und sollte genauer untersucht werden. Die Tatsache, dass bei Niederschlagsereignissen der Großteil der Niederschlagsmenge nicht zum Abfluss kommt (>90%, oft auch >95%), sowie der kontinuierliche Abfluss selbst nach Wochen der Trockenheit, lassen auf einen großen unterirdischen Speicher schließen. Der Wechsel von Winter (nass) zu Sommer (trocken) scheint Veränderungen im Prozess-Ensemble hervorzurufen, die sich in der Änderung von Fließmustern, von Grundwasser-Oberflächenwasser-Interaktionen, sowie veränderter Reaktion der Wasserchemie auf Niederschlagsereignisse beobachten ließ. Die Modellstudie bestätigte die Bedeutung der schnellen Fließwege. Als Folge von Informationsdefiziten über die Strukturen des Untergrunds ließ sich jedoch die Abflussbildung noch nicht vollständig reproduzieren. Die Untersuchung zur Bedeutung der Landnutzung für die Abflussbildung mit Hilfe eines Einzugsgebietsmodells zeigte die Zunahme der maximalen Abflüsse mit zunehmender Entwaldung. Weiterhin erwies sich auch die Lage der abgeholzten Flächen als ein wichtiger Faktor für die Abflussreaktion. Der "Multi-Methoden-Ansatz" lieferte wichtige Erkenntnisse zum Verständnis der Abflussbildungspozesse in den Anden Südchiles und zeigte sich als adäquates Mittel für hydrologische Prozess-Studien in datenarmen Gebieten.
KW  - Abflussbildungsprozesse
KW  - vulkanische Ascheböden
KW  - ungesättigte Zone
KW  - Chile
KW  - hydrological processes
KW  - data scarcity
KW  - volcanic ash soils
KW  - subsurface flow
KW  - Chile
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-16552
ER  - 
TY  - THES
A1  - Honka, Agnes
T1  - Writing an alternative Australia : women and national discourse in nineteenth-century literature
N2  - In this thesis, I want to outline the emergence of the Australian national identity in colonial Australia. National identity is not a politically determined construct but culturally produced through discourse on literary works by female and male writers. The emergence of the dominant bushman myth exhibited enormous strength and influence on subsequent generations and infused the notion of “Australianness” with exclusively male characteristics. It provided a unique geographical space, the bush, on and against which the colonial subject could model his identity. Its dominance rendered non-male and non-bush experiences of Australia as “un-Australian.” I will present a variety of contemporary voices – postcolonial, Aboriginal, feminist, cultural critics – which see the Australian identity as a prominent topic, not only in the academia but also in everyday culture and politics. Although positioned in different disciplines and influenced by varying histories, these voices share a similar view on Australian society: Australia is a plural society, it is home to millions of different people – women, men, and children, Aboriginal Australians and immigrants, newly arrived and descendents of the first settlers – with millions of different identities which make up one nation. One version of national identity does not account for the multitude of experiences; one version, if applied strictly, renders some voices unheard and oppressed. After exemplifying how the literature of the 1890s and its subsequent criticism constructed the itinerant worker as “the” Australian, literary productions by women will be singled out to counteract the dominant version by presenting different opinions on the state of colonial Australia. The writers Louisa Lawson, Barbara Baynton, and Tasma are discussed with regard to their assessment of their mother country. These women did not only present a different picture, they were also gifted writers and lived the ideal of the “New Women:” they obtained divorces, remarried, were politically active, worked for their living and led independent lives. They paved the way for many Australian women to come. In their literary works they allowed for a dual approach to the bush and the Australian nation. Louisa Lawson credited the bushwoman with heroic traits and described the bush as both cruel and full of opportunities not known to women in England. She understood women’s position in Australian society as oppressed and tried to change politics and culture through the writings in her feminist magazine the Dawn and her courageous campaign for women suffrage. Barbara Baynton painted a gloomy picture of the Australian bush and its inhabitants and offered one of the fiercest critiques of bush society. Although the woman is presented as the able and resourceful bushperson, she does not manage to survive in an environment which functions on male rules and only values the economic potential of the individual. Finally, Tasma does not present as outright a critique as Barbara Baynton, however, she also attests the colonies a fascination with wealth which she renders questionable. She offers an informed judgement on colonial developments in the urban surrounds of the city of Melbourne through the comparison of colonial society with the mother country England. Tasma attests that the colonies had a fascination with wealth which she renders questionable. She offers an informed judgement on colonial developments in the urban surrounds of the city of Melbourne through the comparison of colonial society with the mother country England and demonstrates how uncertainties and irritations emerged in the course of Australia’s nation formation. These three women, as writers, commentators, and political activists, faced exclusion from the dominant literary discourses. Their assessment of colonial society remained unheard for a long time. Now, after much academic excavation, these voices speak to us from the past and remind us that people are diverse, thus nation is diverse. Dominant power structures, the institutions and individuals who decide who can contribute to the discourse on nation, have to be questioned and reassessed, for they mute voices which contribute to a wider, to the “full”, and maybe “real” picture of society.
N2  - Das heutige Australien ist eine heterogene Gesellschaft, welche sich mit dem Vermächtnis der Vergangenheit – der Auslöschung und Unterdrückung der Ureinwohner – aber auch mit andauernden Immigrationswellen beschäftigen muss. Aktuelle Stimmen in den australischen Literatur-, Kultur- und Geschichtswissenschaften betonen die Prominenz der Identitätsdebatte und weisen auf die Notwendigkeit einer aufgeschlossenen und einschließenden Herangehensweise an das Thema. Vor diesem Hintergrund erinnern uns die Stimmen der drei in dieser Arbeit behandelten Schriftstellerinnen daran, dass es nicht nur eine Version von nationaler Identität gibt. Die Pluralität einer Gesellschaft spiegelt sich in ihren Texten wieder, dies war der Fall im neunzehnten Jahrhundert und ist es heute noch. So befasst sich die vorliegende Arbeit mit der Entstehung nationaler Identität im Australien des späten neunzehnten Jahrhunderts. Es wird von der Prämisse ausgegangen, dass nationale Identität nicht durch politische Entscheidungen determiniert wird, sondern ein kulturelles Konstrukt, basierend auf textlichen Diskurs, darstellt. Dieser ist nicht einheitlich, sondern mannigfaltig, spiegelt somit verschiedene Auffassungen unterschiedlicher Urheber über nationale Identität wider. Ziel der Arbeit ist es anhand der Texte australischer Schriftstellerinnen aufzuzeigen, dass neben einer dominanten Version der australischen Identität, divergierende Versionen existierten, die eine flexiblere Einschätzung des australischen Charakters erlaubt, einen größeren Personenkreis in den Rang des „Australiers“ zugelassen und die dominante Version hinterfragt hätten. Die Zeitschrift Bulletin wurde in den 1890ern als Sprachrohr der radikalen Nationalisten etabliert. Diese forderten eine Loslösung der australischen Kolonien von deren Mutterland England und riefen dazu auf, Australien durch australische Augen zu beschreiben. Dem Aufruf folgten Schriftsteller, Maler und Künstler und konzentrierten ihren Blick auf die für sie typische australische Landschaft, den „Busch“. Schriftsteller, allen voran Henry Lawson, glorifizierten die Landschaft und ihre Bewohner; Pioniere und Siedler wurden zu Nationalhelden stilisiert. Der australische „bushman“ - unabhängig, kumpelhaft und losgelöst von häuslichen und familiären Verpflichtungen - wurde zum „typischen“ Australier. Die australische Nation wurde mit männlichen Charaktereigenschaften assoziiert und es entstand eine Version der zukünftigen Nation, die Frauen und die Australischen Ureinwohner als Nicht-Australisch propagierte, somit von dem Prozess der Nationsbildung ausschloss. Nichtsdestotrotz verfassten australische Schriftstellerinnen Essays, Romane und Kurzgeschichten, die alternative Versionen zur vorherrschenden und zukünftigen australischen Nation anboten. In dieser Arbeit finden Louisa Lawson, Barbara Baynton und Tasma Beachtung. Letztere ignoriert den australischen Busch und bietet einen Einblick in den urbanen Kosmos einer sich konsolidierenden Nation, die, obwohl tausende Meilen von ihrem Mutterland entfernt, nach Anerkennung und Vergleich mit diesem durstet. Lawson und Baynton, hingegen, präsentieren den Busch als einen rechtlosen Raum, der vor allem unter seinen weiblichen Bewohnern emotionale und physische Opfer fordert.
KW  - Australien
KW  - Identität
KW  - Nation
KW  - Geschlecht
KW  - Literatur
KW  - Australia
KW  - Identity
KW  - Nation
KW  - Gender
KW  - Literature
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-16502
ER  - 
TY  - THES
A1  - Zou, Yong
T1  - Exploring recurrences in quasiperiodic systems
T1  - Untersuchung des Wiederkehrverhaltens in quasiperiodischen dynamischen Systemen
N2  - In this work, some new results to exploit the recurrence properties of quasiperiodic dynamical systems are presented by means of a two dimensional visualization technique, Recurrence Plots(RPs). Quasiperiodicity is the simplest form of dynamics exhibiting nontrivial recurrences, which are common in many nonlinear systems. The concept of recurrence was introduced to study the restricted three body problem and it is very useful for the characterization of nonlinear systems. I have analyzed in detail the recurrence patterns of systems with quasiperiodic dynamics both analytically and numerically. Based on a theoretical analysis, I have proposed a new procedure to distinguish quasiperiodic dynamics from chaos. This algorithm is particular useful in the analysis of short time series. Furthermore, this approach demonstrates to be efficient in recognizing regular and chaotic trajectories of dynamical systems with mixed phase space. Regarding the application to real situations, I have shown the capability and validity of this method by analyzing time series from fluid experiments.
N2  - In dieser Arbeit stelle ich neue Resultate vor, welche zeigen, wie man Rekurrenzeigenschaften quasiperiodischer, dynamischer Systeme für eine Datenanalyse ausnutzen kann. Die vorgestellten Algorithmen basieren auf einer zweidimensionalen Darstellungsmethode, den Rekurrenz-Darstellungen. Quasiperiodizität ist die einfachste Dynamik, die nicht-triviale Rekurrenzen zeigt und tritt häufig in nichtlinearen Systemen auf. Nicht-triviale Rekurrenzen wurden im Zusammenhang mit dem eingeschränkten Dreikörper-problem eingeführt. In dieser Arbeit, habe ich mehrere Systeme mit quasiperiodischem Verhalten analytisch untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse helfen die Wiederkehreigenschaften dieser Systeme im Detail zu verstehen. Basierend auf den analytischen Resultaten, schlage ich einen neuen Algorithmus vor, mit dessen Hilfe selbst in kurzen Zeitreihen zwischen chaotischem und quasiperiodischem Verhalten unterschieden werden kann. Die vorgeschlagene Methode ist besonders effizient zur Unterscheidung regulärer und chaotischer Trajektorien mischender dynamischer Systeme.Die praktische Anwendbarkeit der vorgeschlagenen Analyseverfahren auf Messdaten, habe ich gezeigt, indem ich erfolgreich Zeitreihen aus fluid-dynamischen Experimenten untersucht habe.
KW  - Wiederkehrverhalten
KW  - quasiperiodisches dynamisches System
KW  - Recurrence Plot
KW  - recurrence
KW  - quasiperiodic dynamical systems
KW  - recurrence plots
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-16497
ER  - 
TY  - THES
A1  - Zimmermann, Beate
T1  - Spatial and temporal variability of the soil saturated hydraulic conductivity in gradients of disturbance
T1  - Räumliche und zeitliche Variabilität der gesättigten Bodenwasserleitfähigkeit in Störungsgradienten
N2  - As land-cover conversion continues to expand into ever more remote areas in the humid tropics, montane rainforests are increasingly threatened. In the south Ecuadorian Andes, they are not only subject to man-made disturbances but also to naturally occurring landslides. I was interested in the impact of this ecosystem dynamics on a key parameter of the hydrologic cycle, the soil saturated hydraulic conductivity (synonym: permeability; Ks from here on), because it is a sensitive indicator for soil disturbances. My general objective was to quantify the effects of the regional natural and human disturbances on the saturated hydraulic conductivity and to describe the resulting spatial-temporal patterns. The main hypotheses were: 1) disturbances cause an apparent displacement of the less permeable soil layer towards the surface, either due to a loss of the permeable surface soil after land-sliding, or as a consequence of the surface soil compaction under cattle pastures; 2) ‘recovery’ from disturbance, either because of landslide re-vegetation or because of secondary succession after pasture abandonment, involves an apparent displacement of the less permeable layer back towards the original depth an 3) disturbances cause a simplification of the Ks spatial structure, i.e. the spatially dependent random variation diminishes; the subsequent recovery entails the re-establishment of the original structure. In my first study, I developed a synthesis of recent geostatistical research regarding its applicability to soil hydraulic data, including exploratory data analysis and variogram estimation techniques; I subsequently evaluated the results in terms of spatial prediction uncertainty. Concerning the exploratory data analysis, my main results were: 1) Gaussian uni- and bivariate distributions of the log-transformed data; 2) the existence of significant local trends; 3) no need for robust estimation; 4) no anisotropic variation. I found partly considerable differences in covariance parameters resulting from different variogram estimation techniques, which, in the framework of spatial prediction, were mainly reflected in the spatial connectivity of the Ks-field. Ignoring the trend component and an arbitrary use of robust estimators, however, would have the most severe consequences in this respect. Regarding variogram modeling, I encouraged restricted maximum likelihood estimation because of its accuracy and independence on the selected lags needed for experimental variograms. The second study dealt with the Ks spatial-temporal pattern in the sequences of natural and man-made disturbances characteristic for the montane rainforest study area. To investigate the disturbance effects both on global means and the spatial structure of Ks, a combined design-and model-based sampling approach was used for field-measurements at soil depths of 12.5, 20, and 50 cm (n=30-150/depth) under landslides of different ages (2 and 8 years), under actively grazed pasture, fallows following pasture abandonment (2 to 25 years of age), and under natural forest. Concerning global means, our main findings were 1) global means of the soil permeability generally decrease with increasing soil depth; 2) no significant Ks differences can be observed among landslides and compared to the natural forest; 3) a distinct permeability decrease of two orders of magnitude occurs after forest conversion to pasture at shallow soil depths, and 4) the slow regeneration process after pasture abandonment requires at least one decade. Regarding the Ks spatial structure, we found that 1) disturbances affect the Ks spatial structure in the topsoil, and 2) the largest differences in spatial patterns are associated with the subsoil permeability. In summary, the regional landslide activity seems to affect soil hydrology to a marginal extend only, which is in contrast to the pronounced drop of Ks after forest conversion. We used this spatial-temporal information combined with local rain intensities to assess the partitioning of rainfall into vertical and lateral flowpaths under undisturbed, disturbed, and regenerating land-cover types in the third study. It turned out that 1) the montane rainforest is characterized by prevailing vertical flowpaths in the topsoil, which can switch to lateral directions below 20 cm depth for a small number of rain events, which may, however, transport a high portion of the annual runoff; 2) similar hydrological flowpaths occur under the landslides except for a somewhat higher probability of impermeable layer formation in the topsoil of a young landslide, and 3) pronounced differences in runoff components can be observed for the human disturbance sequence involving the development of near-surface impeding layers for 24, 44, and 8 % of rain events for pasture, a two-year-old fallow, and a ten-year-old fallow, respectively.
N2  - Der tropische Bergregenwald in den Südecuadorianischen Anden unterliegt sowohl anthropogenen Eingriffen, d.h. der Umwandlung von Naturwald in Rinderweiden, als auch natürlichen Störungen in der Form von Hangrutschen. Ziel meiner Arbeit war es, die Auswirkungen dieser regionalen Störungsdynamik auf einen Schlüsselparameter des hydrologischen Kreislaufs, die gesättigte hydraulische Wasserleitfähigkeit (Ks), zu untersuchen und die resultierenden raum-zeitlichen Muster zu beschreiben. In der ersten Studie habe ich eine Synthese aktueller geostatistischer Forschung hinsichtlich ihrer Eignung für die Analyse bodenhydrologischer Daten entwickelt. Diese beinhaltet explorative Datenanalyse und verschiedene Techniken zur Schätzung der Kovarianzparameter; die Ergebnisse habe ich in Bezug auf die Ungenauigkeit räumlicher Vorhersagen bewertet. Es hat sich dabei herausgestellt, dass die Schätztechniken teilweise beachtliche Unterschiede in den Parametern hervorrufen, welche sich hauptsächlich in der räumlichen Konnektivität widergespiegeln. Die wichtigste Rolle im Zusammenhang mit der räumlichen Vorhersage kommt jedoch den vorgeordneten explorativen Analyseschritten zu. In der zweiten Studie habe ich mich mit der Beschreibung des raum-zeitlichen Muster der Wasserleitfähigkeit in den anthropogenen und natürlichen Störungsgradienten beschäftigt. Wichtigste Ergebnisse waren, dass es keine signifikanten Unterschiede der Wasserleitfähigkeit zwischen den verschieden alten Hangrutschen und dem Naturwald gibt. Daraus lässt sich schließen, dass die natürlichen Störungen im Untersuchungsgebiet lediglich marginale Auswirkungen auf die Bodenhydrology haben. Das steht in starkem Kontrast zum anthropogenen Störungskreislauf: die Wasserleitfähigkeit im Weideboden hat gegenüber dem Naturwald um zwei Größenordnungen abgenommen; eine „Erholung“ nach Nutzungsaufgabe scheint mindestens ein Jahrzehnt in Anspruch zu nehmen. Die räumlichen Abhängigkeit von Ks in den Oberböden von Wald und einer alten Brache ist stärker als in jenen der gestörten Flächen, was auf eine störungsbedingte Beeinträchtigung der räumlichen Struktur in geringer Bodentiefe schließen lässt. In der dritten Studie habe ich diese raum-zeitlichen Informationen mit dem örtlichen Niederschlagsregime in Verbindung gebracht, um Rückschlüsse auf die Auswirkungen der störungsbedingten Änderungen von Ks auf hydrologische Fließwege zu ziehen. Es hat sich gezeigt, dass im tropischen Bergregenwald und unter Hangrutschen ubiquitäre Tiefenversickerung dominiert, es allerdings zu einer Verschiebung in laterale Fließrichtungen für die seltenen intensiven Regenereignisse kommen kann. Anthropogene Störungen gehen mit einer um bis zu 50 Prozent erhöheren Wahrscheinlichkeit des Auftretens oberflächennaher Stauschichten einher, was die Bedeutung lateraler Fließwege erhöht. Dies trifft in vergleichbarer Größenordnung auch auf ein Vergleichsökosystem im Tieflandregenwald zu.
KW  - Bodenhydrologie
KW  - Tropen
KW  - Landnutzungswandel
KW  - Geostatistik
KW  - Abflussbildung
KW  - soil hydrology
KW  - tropics
KW  - landuse change
KW  - geostatistics
KW  - runoff generation
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-16402
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TY  - THES
A1  - Köchert, Karl
T1  - Development of a method to assess EAAT1 transcription levels in Alzheimer's disease
N2  - Zur Zeit leiden ca. 24 Millionen Menschen auf der ganzen Welt unter Demenz, Alzheimer macht dabei 50-60% aller Demenzfälle aus. Da der Anteil der Bevölkerung, der an Demenz leidet, proportional zum Alter zunimmt und der Anteil älterer Menschen in der Gesellschaft von Jahr zu Jahr steigt, wird Alzheimer immer mehr zu einem ernstzunehmenden, gesellschaftlichen Problem. Zum Stand der heutigen Forschung ist es etabliert, dass die Aminosäure Glutamat - quantitativ einer der wichtigsten Neurotransmitter im Zentralen Nervensystem (ZNS) - toxische Konzentrationen erreichen kann wenn sie - im Zuge der Übertragung von Aktionspotentialen - nach ihrer Freisetzung nicht aus dem Synaptischen Spalt entfernt wird. Viele Studien haben gezeigt, dass in der Alzheimerschen Krankheit die Glutamataufnahme beeinträchtigt ist, was zu toxischen Konzentrationen von Glutamat und dem daraus folgenden Absterben von Neuronen führt. Der exitatorische Aminosäuretransporter 1 (EAAT1) gehört zu der Familie der Na+-abhängigen Glutamattransporter und stellt nach EAAT2 den quantitativ wichtigsten Glutamattransporter im ZNS dar. In diesem Projekt wurde eine bis dahin für den Menschen nicht bekannte EAAT1 Spleißvariante, in der Exon 3 ausgeschnitten wird, nachgewiesen. Diese Variante wurde EAAT1Δ3 genannt und stellt damit mit EAAT1Δ9 die zweite für EAAT1 nachgewiesene Spleißvariante dar. Eine auf real-time RT-PCR basierende Methode wurde entwickelt, um die Transkripte von EAAT1 wildtyp (EAAT1 wt), EAAT1Δ3 und EAAT1Δ9 zu quantifizieren. Proben aus verschiedenen Hirnarealen wurden aus einem Set von Kontrollen und Alzheimerfällen bei der Quantifizierung verwendet. Die gewählten Areale sind von der Alzheimerschen Krankheit unterschiedlich stark betroffen. Dies diente als interne Kontrolle für die durchgeführten Experimente und ermöglichte so die Differenzierung zwischen beobachteten Effekten: Nur Effekte die alleinig in von Alzheimer betroffenen Gehirnarealen auftreten, können als spezifisch für die Krankheit angesehen werden. Die Resultate diese Projektes zeigen, dass EAAT1Δ3 in sehr geringer Anzahl transkribiert wird, die nur 0.15% der EAAT1 wt Transkription entspricht. Dahingegen entspricht das EAAT1 Δ9 Transkript im Durchschnitt 26.6% des EAAT1 wt Transkripts. Es wurde nachgewiesen, dass die Transkriptionsrate aller EAAT1 Varianten in Alzheimerfällen signifikant reduziert ist (P<0.0001). Dies unterstützt die Theorie, dass bei Alzheimerfällen die EAAT1 Proteinexpression stark reduziert und der Glutamattransport, der normalerweise durch diesen Transporter gewährleistet wird, stark eingeschränkt ist. Dies wiederum resultiert in toxisch hohen Glutamatkonzentrationen und damit dem Absterben von Neuronen. Die gefundene Reduktion der EAAT1Transkription ist nicht spezifisch für Gehirnareale die von Alzheimer betroffen sind, sondern tritt in selbem Maße in nicht von Alzheimer betroffenen Gehirnarealen auf. Daraus lässt sich schließen, dass die Reduktion der EAAT1 Transkription eher ein Resultat eines in der Alzheimerschen Krankheit präsenten, grundlegenden Krankheitsmechanismus ist als deren Ursache.
N2  - Today about 24 Million people worldwide suffer from dementia, Alzheimer’s Disease accounts for approximately 50-60% of all dementia cases. As the prevalence of dementia grows with increasing age Alzheimer’s Disease becomes more and more of an issue for society as the proportion of elderly people increases from year to year. It is well established, that the amino acid glutamate - quantitatively being the most important neurotransmitter in the central nervous system (CNS) - may reach toxic concentrations if not cleared from the synaptic cleft into which it is released during transmittance of action potentials. In Alzheimer’s Disease there is strong evidence for a generally impaired glutamate uptake system which in turn is thought to result in toxic levels of the amino acid with the potential to kill off neurons. The excitatory amino acid transporter 1 (EAAT1) belongs to the family of Na+-dependent glutamate transporter and accounts together with EAAT2 for most of the glutamate uptake in the CNS. In this project a new splice variant of EAAT1, skipping exon 3 was detected in human brain samples and subsequently called EAAT1Δ3, this being the second splice variant found after the recent detection of EAAT1Δ9. A method was developed to quantify the transcript of EAAT1 wt, EAAT1Δ3 and EAAT1Δ9 by means of real-time PCR. Samples were taken from different brain areas of a set of control and AD cases. The areas chosen for examination are affected differently in Alzheimer’s Disease, this was used an internal control for the experiments done in this project as to determine whether any effect observed is specific for AD, i.e. AD affected areas or is generally seen in all areas examined. The results of this project show that EAAT1Δ3 is transcribed in very low copy numbers making up a proportion of 0.15% of EAAT1 wt whereas EAAT1Δ9 is transcribed in a considerably large proportion of EAAT1 wt of 26.6%. It was moreover found that all EAAT1 variants are transcribed at significantly lower rates (P<0.0001) in AD cases, supporting the theory that EAAT1 protein expression is reduced to a point where glutamate uptake normally mediated by this transporter is impaired. This in turn is thought to result in toxic levels glutamate accounting for neuronal loss in the disease. No area-dependent effects were found, suggesting that the reduction of EAAT1 transcription is rather a result of an underlying general mechanism present in AD. Further research will have to be done to assess the degree of EAAT1 expression in AD and whether those future findings match with the result of this project.
KW  - Morbus Alzheimer
KW  - Glutamat
KW  - EAAT1
KW  - Spleißvariante
KW  - Alzheimer's Disease
KW  - Glutamate
KW  - EAAT1
KW  - Splice Variant
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15965
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TY  - THES
A1  - Gutjahr, Petra
T1  - Conformations of semiflexible polymers and filaments
T1  - Konformationen von semiflexiblen Polymeren und Filamenten
N2  - The biological function and the technological applications of semiflexible polymers, such as DNA, actin filaments and carbon nanotubes, strongly depend on their rigidity. Semiflexible polymers are characterized by their persistence length, the definition of which is the subject of the first part of this thesis. Attractive interactions, that arise e.g.~in the adsorption, the condensation and the bundling of filaments, can change the conformation of a semiflexible polymer. The conformation depends on the relative magnitude of the material parameters and can be influenced by them in a systematic manner. In particular, the morphologies of semiflexible polymer rings, such as circular nanotubes or DNA, which are adsorbed onto substrates with three types of structures, are studied: (i) A topographical channel, (ii) a chemically modified stripe and (iii) a periodic pattern of topographical steps. The results are compared with the condensation of rings by attractive interactions. Furthermore, the bundling of two individual actin filaments, whose ends are anchored, is analyzed. This system geometry is shown to provide a systematic and quantitative method to extract the magnitude of the attraction between the filaments from experimentally observable conformations of the filaments.
N2  - Die biologische Funktion und die technologischen Anwendungen semiflexibler Polymere, wie DNA, Aktinfilamente und Nanoröhren aus Kohlenstoff, werden wesentlich von deren Biegesteifigkeit bestimmt. Semiflexible Polymere werden charakterisiert durch ihre Persistenzlänge, mit deren Definition sich der erste Teil dieser Arbeit befasst. Anziehende Wechselwirkungen, wie sie z.B. bei der Adsorption, der Kondensation und der Bündelung von Filamenten auftreten, können die Konformation eines semiflexiblen Polymers verändern. Die Konformation ist dabei abhängig von der relativen Größe der Materialparameter und kann durch diese gezielt beeinflusst werden. Im Einzelnen werden hier die Morphologien semiflexibler Polymerringe, wie z.B. DNA oder ringförmiger Nanoröhren, untersucht, die auf drei verschieden strukturierten Substraten adsorbieren: (i) Ein topographischer Kanal, (ii) ein chemisch modifizierter Streifen und (iii) ein periodisches Muster topographischer Oberflächenstufen. Die Ergebnisse werden mit der Kondensation von Ringen durch anziehende Wechselwirkungen verglichen. Des Weiteren wird die Bündelung zweier Aktinfilamente, deren Enden verankert sind, untersucht. Diese Systemgeometrie liefert eine systematische Methode, um die Stärke der Anziehung zwischen den Filamenten aus experimentell beobachtbaren Konformationen zu berechnen.
KW  - Polymere
KW  - Filamente
KW  - Persistenzlänge
KW  - Adsorption
KW  - Filament-Bündel
KW  - polymers
KW  - filaments
KW  - persistence length
KW  - adsorption
KW  - filament bundles
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15918
ER  - 
TY  - RPRT
A1  - Kauffmann, Albrecht
T1  - Transport costs and the size of cities
BT  - the case of Russia
N2  - Real costs of freight transportation have strong increased in Russia particularly during the period of price liberalization 1992–93. This paper investigates possible connections between rising transport costs and the evolution of the size structure of the system of cities in the Russian Federation and its federal subjects. Empirical findings suggest that under conditions of a closed system agglomeration processes according to the predictions of the model of Tabuchi et al. (2005) would have taken place especially in the periphere regions of the North and Far East.
T3  - Volkswirtschaftliche Diskussionsbeiträge - 93 
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-16202
ER  - 
TY  - RPRT
A1  - Lkhagvadorj, Ariunaa
T1  - Status quo on fiscal decentralisation in Mongolia
N2  - This paper gives a review on the theoretical foundation for fiscal decentralisation and a status quo analysis of the intergovernmental relations in Mongolia. It consists of two parts. Part I briefly reviews the theories of fiscal decentralisation and its impact on the nations’ welfare considering the major challenges for a transition economy. Part II of the paper describes the general structure and scope of the government and examines the current fiscal autonomy in Mongolia focusing on the four main areas of intergovernmental relations. This paper concludes that local governments in Mongolia are still far away from having the political, administrative and fiscal autonomy. New approaches for the assignments of expenditures and revenues in Mongolia are urgently needed.
T3  - Finanzwissenschaftliche Diskussionsbeiträge - 54 
KW  - Fiscal decentralisation
KW  - fiscal federalism
KW  - intergovernmental relations
KW  - local and regional autonomy
KW  - revenue sharing
KW  - economic transformation
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-16159
ER  - 
TY  - RPRT
A1  - Petersen, Hans-Georg
T1  - UWM/UP joint study program: experience, problems, and future perspectives
BT  - to be presented at the 2nd Transatlantic Degree Program (TDP) workshop "Education for a globalized world: transatlantic alliances and joint programs in business education and economics between the US, Canada and Germany" Tampa, Florida, 20 - 22 April 2007
N2  - The paper describes the exchange program in between the University of Wisconsin/ Milwaukee and the University of Potsdam in the field of economics. It discusses in detail the development of the program, including the problems and challenges. Additionally a brief description of the curriculum is presented. Then the future possibilities of the Transatlantic Degree Program (TDP) are discussed and the influences and problems of the Bologna process analysed.
T3  - Finanzwissenschaftliche Diskussionsbeiträge - 53 
KW  - Joint study programs
KW  - Bologna process
KW  - economics curriculum
KW  - IASP Program of the DAAD
KW  - Transatlantic Degree Program (TDP)
KW  - tuition fees
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-16147
SN  - 1864-1431
ER  - 
TY  - BOOK
A1  - Weikard, Hans-Peter
T1  - The Rawlsian principles of justice reconsidered : paper prepared for the 3rd international meeting of the Society for Social Choice and Welfare, Maastricht, 22 - 25 June 1996
N2  - Of Rawls's two principles of justice only the second has received attention from economists. The second principle is concerned with the social and economic conditions in a just society. The first principle, however, has largely been neglected. It claims, that all people in society should have equal basic liberties. In this paper Rawls's first principle is characterised in a freedom of choice framework. The analysis reveals conceptual problems of the Rawlsian approach to justice.
T3  - Finanzwissenschaftliche Diskussionsbeiträge - Bd. 09 
Y1  - 1996
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-16128
ER  - 
TY  - THES
A1  - Grenzer, Marina
T1  - Photoinduced material transport in amorphous azobenzene polymer films
T1  - Lichtinduzierter Massetransport in amorphen azobenzenhaltigen Polymerfilmen
N2  - The role played by azobenzene polymers in the modern photonic, electronic and opto-mechanical applications cannot be underestimated. These polymers are successfully used to produce alignment layers for liquid crystalline fluorescent polymers in the display and semiconductor technology, to build waveguides and waveguide couplers, as data storage media and as labels in quality product protection. A very hot topic in modern research are light-driven artificial muscles based on azobenzene elastomers. The incorporation of azobenzene chromophores into polymer systems via covalent bonding or even by blending gives rise to a number of unusual effects under visible (VIS) and ultraviolet light irradiation. The most amazing effect is the inscription of surface relief gratings (SRGs) onto thin azobenzene polymer films. At least seven models have been proposed to explain the origin of the inscribing force but none of them describes satisfactorily the light induced material transport on the molecular level. In most models, to explain the mass transport over micrometer distances during irradiation at room temperature, it is necessary to assume a considerable degree of photoinduced softening, at least comparable with that at the glass transition. Contrary to this assumption, we have gathered a convincing evidence that there is no considerable softening of the azobenzene layers under illumination. Presently we can surely say that light induced softening is a very weak accompanying effect rather than a necessary condition for the formation of SRGs. This means that the inscribing force should be above the yield point of the azobenzene polymer. Hence, an appropriate approach to describe the formation and relaxation of SRGs is a viscoplastic theory. It was used to reproduce pulse-like inscription of SRGs as measured by VIS light scattering. At longer inscription times the VIS scattering pattern exhibits some peculiarities which can be explained by the appearance of a density grating that will be shown to arise due to the final compressibility of the polymer film. As a logical consequence of the aforementioned research, a thermodynamic theory explaining the light-induced deformation of free standing films and the formation of SRGs is proposed. The basic idea of this theory is that under homogeneous illumination an initially isotropic sample should stretch itself along the polarization direction to compensate the entropy decrease produced by the photoinduced reorientation of azobenzene chromophores. Finally, some ideas about further development of this controversial topic will be discussed.
N2  - Azobenzenhaltige Polymere sind in modernen photonischen, elektronischen und opto-mechanischen Anwendungen nicht mehr wegzudenken. Diese Polymere werden erfolgreich in der Bildschirm- und Halbleitertechnologie eingesetzt, um Ausrichtungsschichten für flüssig-kristalline fluoreszierende Polymere zu produzieren sowie Wellenleiter und Wellenleiterkoppler herzustellen. Auch dienen sie als Medien für Datenspeicher oder der Sicherung von Qualitätsprodukten. Ein wichtiges Thema in der modernen Forschung sind lichtgetriebene künstliche Muskeln basierend auf azobenzenhaltigen Elastomeren. Die Inkorporation von Azobenzene in Polymersysteme durch kovalente Bindungen oder durch Vermischung resultiert in einer Anzahl ungewöhnlicher Effekte, welche unter Bestrahlung mit sichtbarem und ultraviolettem Licht auftreten. Der erstaunlichste Effekt ist das Erzeugen von Oberflächengittern (Surface Relief Gratings - SRGs) auf dünnen azobenzenhaltigen Polymerfilmen. Es wurden mindestens sieben Modelle zur Erklärung der Herkunft der dieses Gitter erzeugenden Kraft vorgeschlagen aber keines von diesen kann befriedigend den lichtinduzierten Massetransport auf molekularem Niveau beschreiben. Um einen Massetransport über Mikrometerabstände zu erklären, ist es in den meisten Modellen notwendig, eine deutliche lichtinduzierte Erweichung, die mit der Erweichung bei dem Glasübergang vergleichbar ist, anzunehmen. Entgegen dieser Annahme wurden in dieser Arbeit überzeugende Beweise gesammelt, dass es keine signifikante Erweichung in azobenzenhaltigen Schichten bei homogener Bestrahlung gibt. Deshalb kann man davon ausgehen, dass die lichtinduzierte Erweichung eher ein schwacher begleitender Effekt als eine notwendige Voraussetzung für die Bildung derartiger Oberflächengitter ist. Aus dieser Beobachtung muss geschlussfolgert werden, dass die erzeugende Kraft oberhalb der Fließgrenze azobenzenhaltiger Polymer liegt. Deshalb ist die viskoplastische Theorie ein geeigneter Ansatz zur Beschreibung der Formation von Oberflächengittern und deren Relaxation. Dieser Ansatz wurde genutzt, um die beim pulsartigen Erzeugen von Oberflächengittern gemessene Lichtstreuung mit einem Modell zu beschreiben. Bei längeren Bestrahlungszeiten weist das Streumuster einige Besonderheiten auf, die durch die Bildung eines Dichtegitters erklärt werden können. Dieses Gitter entsteht infolge der begrenzten Kompressibilität des Polymerfilms. Als logische Konsequenz der oben genannten Erkenntnisse wird eine thermodynamische Theorie, die die lichtinduzierte Deformation des freistehenden Filmes und die Oberflächen-gitterbildung wiedergeben kann, vorgeschlagen. Die Hauptidee ist, dass eine ursprünglich isotrope Probe sich unter homogener Bestrahlung entlang der Polarisationsrichtung ausdehnen muss, um die Entropieabnahme, die durch die lichtinduzierte Reorientierung der Azobenzene entstanden ist, zu kompensieren. In der Folge werden einige Ideen über die weitere Entwicklung dieses interessanten Themas diskutiert.
KW  - azobenzenhaltige Polymere
KW  - Oberflächengitter
KW  - viskoplastische Theorie
KW  - azobenzene polymer
KW  - surface relief grating
KW  - viscoplastic theory
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15771
ER  - 
TY  - THES
A1  - Szklarski, Jacek T.
T1  - Helical magnetorotational instability in MHD Taylor-Couette flow
T1  - Helikale Magnetorotationsinstabilität in MHD Taylor-Couette Strömung
N2  - Magnetorotational instability (MRI) is one of the most important and most common instabilities in astrophysics. Today it is widely accepted that it serves as a major source of turbulent viscosity in accretion disks, the most energy efficient objects in the universe. The importance of the MRI for astrophysics has been realized only in recent fifteen years. However, originally it was discovered much earlier, in 1959, in a very different context. Theoretical flow of a conducting liquid confined between differentially rotating cylinders in the presence of an external magnetic field was analyzed. The central conclusion is that the additional magnetic field parallel to the axis of rotation can destabilize otherwise stable flow. Theory of non-magnetized fluid motion between rotating cylinders has much longer history, though. It has been studied already in 1888 and today such setup is usually referred as a Taylor-Couette flow. To prove experimentally the existence of MRI in a magnetized Taylor-Couette flow is a demanding task and different MHD groups around the world try to achieve it. The main problem lies in the fact that laboratory liquid metals which are used in such experiments are characterized by small magnetic Prandtl number. Consequently rotation rates of the cylinders must be extremely large and vast amount of technical problems emerge. One of the most important difficulties is an influence of plates enclosing the cylinders in any experiment. For fast rotation the plates tend to dominate the whole flow and the MRI can not be observed. In this thesis we discuss a special helical configuration of the applied magnetic field which allows the critical rotation rates to be much smaller. If only the axial magnetic field is present, the cylinders must rotate with angular velocities corresponding to Reynolds numbers of order Re ≈ 10^6. With the helical field this number is dramatically reduced to Re ≈ 10^3. The azimuthal component of the magnetic field can be easily generated by letting an electric current through the axis of rotation, In a Taylor-Couette flow the (primary) instability manifests itself as Taylor vortices. The specific geometry of the helical magnetic field leads to a traveling wave solution and the vortices are drifting in a direction determined by rotation and the magnetic field. In an idealized study for infinitely long cylinders this is not a problem. However, if the cylinders have finite length and are bounded vertically by the plates the situation is different. In this dissertation it is shown, with use of numerical methods, that the traveling wave solution also exists for MHD Taylor-Couette flow at finite aspect ratio H/D, H being height of the cylinders, D width of the gap between them. The nonlinear simulations provide amplitudes of fluid velocity which are helpful in designing an experiment. Although the plates disturb the flow, parameters like the drift velocity indicate that the helical MRI operates in this case. The idea of the helical MRI was implemented in a very recent experiment PROMISE. The results provided, for the first time, an evidence that the (helical) MRI indeed exists. Nevertheless, the influence of the vertical endplates was evident and the experiment can be, in principle, improved. Exemplary methods of reduction of the end-effect are here proposed. Near the vertical boundaries develops an Ekman-Hartmann layer. Study of this layer for the MHD Taylor-Couette system as well as its impact on the global flow properties is presented. It is shown that the plates, especially if they are conducting, can disturb the flow far more then previously thought also for relatively slow rotation rates.
N2  - Die magnetische Scherinstabilitaet (engl. MRI) ist eine sehr häufig in der Astrophysik anzutreffende Instabilität. Es wird heute weithin angenommen, dass sie die Ursache für die turbulente Viskosität in Akkretionsscheiben ist, den Objekten mit der höchsten Energieeffizienz im Kosmos. Die Bedeutung der MRI ist erst in den letzten fünfzehn Jahren klargeworden. Entdeckt wurde sie jedoch schon viel früher, im Jahre 1959 in einem völlig anderen physikalischen Kontext. Die Strömung in einer leitfähigen Flüssigkeit zwischen differentiell rotierenden Zylindern unter dem Einfluss eines externen Magnetfeldes wurde theoretisch untersucht. Die Schlussfolgerung war, dass das zugesetzte Magnetfeld eine sonst stabile Strömung destabilisieren kann. Die Geschichte der Theorie von Strömungen zwischen Zylindern reicht bis ins Jahr 1888 zurück. Heute wird ein solcher Aufbau üblicherweise als Taylor-Couette-Strömung bezeichnet. Ein System rotierender Zylinder, zwischen denen sich flüssiges Metall befindet, war Gegenstand des kürzlich durchgeführten Experiments PROMISE. Die Ergebnisse belegen zum ersten Mal experimentell die Existenz der MRI. Um die notwendigen Drehzahlen gering zu halten, wurde ein spezielles, helikales Magnetfeld angelegt. Gegenstand dieser Dissertation ist die theoretische Behandlung der magnetohydrodynamischen Taylor-Couette-Strömung, ähnlich der des Experiments PROMISE. Insbesondere der Einfluss der vertikalen Ränder (Deckel) wird untersucht. Es wird gezeigt, dass die MRI auch in Zylindern mit endlicher Höhe und mit begrenzenden Deckeln einsetzt. In der Nähe der vertikalen Ränder bildet sich eine Ekman-Hartmann-Schicht. Die Untersuchung dieser Schicht im Zusammenhang mit dem MHD-Taylor-Couette-System sowie ihr Einfluss auf die globalen Strömungseigenschaften werden vorgestellt. Es wird gezeigt, dass die Deckel - insbesondere wenn sie elektrisch leitend sind - die Strömung stärker beeinflussen können als bisher angenommen, selbst bei den geringen Drehzahlen. Es werden Methoden zur Verringerung dieser unerwünschten Effekte vorgeschlagen.
KW  - MHD
KW  - Simulationen
KW  - Taylor-Couette
KW  - Akkretion
KW  - MHD
KW  - Simulations
KW  - Taylor-Couette
KW  - Accretion
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-16002
ER  - 
TY  - BOOK
A1  - Petersen, Hans-Georg
T1  - Transformation process after five years: behavioral adaptation and institutional change : the polish case
N2  - Contents: - Monetary Stabilization and Budgetary Reforms - Restructuring the Tax System - Privatization - The Open Gap: Transfers - Social Reform: Acceptance and Feasibility - Some Public Choice Remarks
T3  - Finanzwissenschaftliche Diskussionsbeiträge - Bd. 05 
Y1  - 1995
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-16084
ER  - 
TY  - THES
A1  - Tönjes, Ralf
T1  - Pattern formation through synchronization in systems of nonidentical autonomous oscillators
T1  - Musterbildung durch Synchronisation in Systemen nicht identischer, autonomer Oszillatoren
N2  - This work is concerned with the spatio-temporal structures that emerge when non-identical, diffusively coupled oscillators synchronize. It contains analytical results and their confirmation through extensive computer simulations. We use the Kuramoto model which reduces general oscillatory systems to phase dynamics. The symmetry of the coupling plays an important role for the formation of patterns. We have studied the ordering influence of an asymmetry (non-isochronicity) in the phase coupling function on the phase profile in synchronization and the intricate interplay between this asymmetry and the frequency heterogeneity in the system. The thesis is divided into three main parts. Chapter 2 and 3 introduce the basic model of Kuramoto and conditions for stable synchronization. In Chapter 4 we characterize the phase profiles in synchronization for various special cases and in an exponential approximation of the phase coupling function, which allows for an analytical treatment. Finally, in the third part (Chapter 5) we study the influence of non-isochronicity on the synchronization frequency in continuous, reaction diffusion systems and discrete networks of oscillators.
N2  - Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich in Theorie und Simulation mit den raum-zeitlichen Strukturen, die entstehen, wenn nicht-identische, diffusiv gekoppelte Oszillatoren synchronisieren. Wir greifen dabei auf die von Kuramoto hergeleiteten Phasengleichungen zurück. Eine entscheidene Rolle für die Musterbildung spielt die Symmetrie der Kopplung. Wir untersuchen den ordnenden Einfluss von Asymmetrie (Nichtisochronizität) in der Phasenkopplungsfunktion auf das Phasenprofil in Synchronisation und das Zusammenspiel zwischen dieser Asymmetrie und der Frequenzheterogenität im System. Die Arbeit gliedert sich in drei Hauptteile. Kapitel 2 und 3 beschäftigen sich mit den grundlegenden Gleichungen und den Bedingungen für stabile Synchronisation. Im Kapitel 4 charakterisieren wir die Phasenprofile in Synchronisation für verschiedene Spezialfälle sowie in der von uns eingeführten exponentiellen Approximation der Phasenkopplungsfunktion. Schliesslich untersuchen wir im dritten Teil (Kap.5) den Einfluss von Nichtisochronizität auf die Synchronisationsfrequenz in kontinuierlichen, oszillatorischen Reaktions-Diffusionssystemen und diskreten Netzwerken von Oszillatoren.
KW  - Synchronisation
KW  - Musterbildung
KW  - Phasen-Gleichungen
KW  - Phasen-Oszillatoren
KW  - Kuramoto Modell
KW  - synchronization
KW  - pattern formation
KW  - phase equations
KW  - phase oscillators
KW  - Kuramoto model
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15973
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kellner, Antje
T1  - Different styles of deformation of the fore-arc wedge along the Chilean convergent margin : insights from 3D numerical experiments
T1  - Unterschiedliche Deformationsmuster des Fore-Arc Keils entlang des konvergenten chilenischen Plattenrandes : Einblicke aus 3D numerischen Experimenten
N2  - The styles of deformation of the fore-arc wedges along the Chilean convergent margin are observed to vary significantly, despite similar plate kinematic conditions. Here, I focus on the analysis of fore-arc deformation on two regions along the Chilean convergent margin at 20°-24°S and 37°-42°S. Although both regions are subjected to the oblique subduction of the oceanic Nazca plate and backstopped by the Andes mountain chain; they display different patterns of deformation. The northern Chilean study area (20° - 24°S) is characterized by an exceptionally thick crust of about 60 km beneath the Altiplano – Puna plateau, lack of an accretionary wedge in the fore-arc due to hyperarid climate, and consequently a sediment starved trench. Two major margin parallel strike slip faults are observed in this area, the Atacama Fault Zone (AFZ) and the Precordilleran Fault System (PFS). Both strike-slip faults do not exhibit significant recent displacement. The southern study area (37° - 42°S), compared to the northern study area, is characterized by lower topography, high precipitation rates (~2000 mm/yr), and a younger subducted oceanic plate. An active strike-slip fault, the Liquiñe-Ofqui-Fault-Zone (LOFZ), shows ~1 cm/yr recent dextral movement and shapes the surface of this area. Thus, the southern Chilean study area exhibits localized strike-slip motion. Within this area the largest earthquake ever recorded, the 1960 Valdivia earthquake, occurred with a moment magnitude of MW=9.5. I have constructed 2D thermal models and 3D mechanical models for both Chilean study areas to study processes related to active subduction. The applied numerical method is the finite element technique by means of the commercial software package ABAQUS. The thermal models are focused on the thermal conditions along the plate interface. The thermal structure along the plate interface reveals the limits of coupling but also the type of transition from coupled to uncoupled and vice versa. The model results show that shear heating at the plate interface is an important mechanism that should be taken into account. The models also show that the thermal condition at the downdip limit of the coupling zone leads to a sharp decrease of friction along the interface. Due to the different geometries of the two Chilean study areas, such as the slab dip and the thickness of the continental crust, the downdip limit of the southern study area is slightly shallower than that of the northern study area. The results of the 2D thermal models are used to constrain the spatial extent of the coupling zone in the 3D mechanical models. 3D numerical simulations are used to investigate how geometry, rheology and mechanical parameters influence strain partitioning and styles of deformation in the Chilean fore-arc. The general outline of the models is based on the fore-arc geometry and boundary conditions as derived from geophysical and geological field data. I examined the influence of different rheological approaches and varying physical properties of the fore-arc to identify and constrain the parameters controlling the difference in surface deformation between the northern and southern study area. The results of numerical studies demonstrate that a small slab dip, a high coefficient of basal friction, a high obliquity of convergence, and a high Young’s modulus favour localisation of deformation in the fore-arc wedge. This parameter study helped me to constrain preferred models for the two Chilean study areas that fit to first order observations. These preferred models explain the difference in styles of deformation as controlled by the angle of obliquity, the dip of subducting slab, and the strength of wedge material. The difference in styles can be even larger if I apply stronger coupling between plates within the southern area; however, several independent observations indicate opposite tendency showing southward decrease of intensity of coupling. The weaker wedge material of the preferred model for the northern study area is associated with advanced development of the adjacent orogen, the Central Andes. Analysis of world-wide examples of oblique subduction zones supports the conclusion that more mature subduction zones demonstrate less pronounced localization of strike-slip motion.
N2  - Die Deformationsmuster der Fore-Arc Keile entlang des chilenischen konvergenten Plattenrandes variieren beachtlich, trotz ähnlicher plattenkinematischer Randbedingungen. In dieser Arbeit konzentriere ich mich auf die Analyse der Deformation des Fore-Arcs in zwei Gebieten entlang des chilenischen konvergenten Plattenrandes zwischen 20°-24°S und 37°-42°S. Obwohl beide Gebiete durch schiefe Subduktion der ozeanischen Nazca Platte und der östlichen Begrenzung durch die Andine Gebirgskette gekennzeichnet sind, zeigen sie unterschiedliche Deformationsmuster an der Oberfläche. Das nördliche chilenische Gebiet (20° - 24°S) ist gekennzeichnet durch eine außergewöhnliche Krustendicke von ~ 60 km unterhalb des Altiplano - Puna Plateaus, dem Fehlen eines akkretionären Prismas im Fore-Arc aufgrund des trockenen Klimas und somit einer nahezu sedimentfreien Tiefseerinne. Zwei große Plattenrand-parallele Strike-Slip Störungen werden in diesem Gebiet beobachtet, die Atacama Fault Zone (AFZ) und das Precordilleran Fault System (PFS). Beide Strike-Slip Störungen zeigen keine signifikanten aktuellen Bewegungsraten. Das südliche Gebiet (37° - 42°S) ist im Vergleich zum nördlichen Gebiet durch eine niedrigere Topographie, hohe Niederschlagsraten (~2000 mm/a) und eine jüngere abtauchende ozeanische Platte gekennzeichnet. Die aktive Strike-Slip Störung, Liquiñe-Ofqui-Fault-Zone (LOFZ), ist gekennzeichnet durch aktuelle dextrale Bewegungsraten von 1 cm/a und prägt die Oberflächenstruktur in dieser Region. Folglich ist der südliche Arbeitsbereich durch lokalisierte Strike-Slip Bewegung charakterisiert. Innerhalb dieses Gebietes ereignete sich das größte instrumentell aufgezeichnete Erdbeben, das 1960 Valdivia Erdbeben, mit einer Stärke von MW=9.5. 2D thermische Modelle und 3D mechanische Modelle wurden für die beiden chilenischen Gebiete konstruiert, um Prozesse im Zusammenhang mit aktiver Subduktion zu untersuchen. Als numerisches Verfahren wurde die Finite Elemente Methode mit Hilfe des kommerziellen Softwarepakets ABAQUS angewandt. Die thermischen Modelle sind auf die thermischen Konditionen entlang der Plattengrenzfläche fokussiert. Die thermische Struktur entlang der Plattengrenzfläche zeigt die Grenzen der Kopplung an aber auch die Art des Überganges von gekoppelt zu nicht gekoppelt und umgekehrt. Die Modellergebnisse zeigen, dass Heizen infolge der Scherung an der Plattengrenzfläche ein wichtiger Faktor ist, der in Betracht gezogen werden sollte. Die Modelle zeigen auch, dass die thermische Struktur an der unteren Begrenzung der Koppelzone zu einer deutlichen Abnahme der Reibung entlang der Grenzfläche führt. Aufgrund der unterschiedlichen Geometrien der zwei chilenischen Untersuchungsgebiete, z.B. Abtauchwinkel der ozeanischen Platte und Krustendicke, ist die untere Begrenzung der Koppelzone des südlichen Untersuchungsgebietes in geringerer Tiefe als die des nördlichen Gebietes. Die Ergebnisse der thermischen 2D Modelle werden genutzt, um die räumliche Ausdehnung der Koppelzone in den mechanischen 3D Modellen festzulegen. Numerische 3D Simulationen werden genutzt, um zu verstehen, wie Geometrien, Rheologien und mechanische Parameter die Verformungspartitionierung und das Deformationsmuster im chilenischen Fore-Arc beeinflussen. Ich habe den Einfluss unterschiedlicher rheologischer Ansätze und unterschiedlicher physikalischer Eigenschaften auf den Fore-Arc untersucht, um Parameter zu identifizieren und zu bestimmen, die den Unterschied des Deformationsmusters zwischen dem nördlichen und südlichen Gebiet steuern. Die Ergebnisse der numerischen Studien stellen heraus, dass ein kleinerer Abtauchwinkel der ozeanischen Platte, ein hoher basaler Reibungskoeffizient, eine hohe Konvergenzschiefe und ein großer Elastizitätsmodul die Lokalisierung der Deformation im Fore-Arc Keil begünstigen. Basierend auf dieser Parameterstudie habe ich Modelle für die beiden chilenischen Gebiete ausgewählt, die in Beobachtungen erster Ordnung übereinstimmen. Diese ausgewählten Modelle erklären die unterschiedlichen Deformationsmuster durch eine größere Konvergenzschiefe, einen kleineren Abtauchwinkel der ozeanischen Platte und ein härteres Keilmaterial für das südliche Untersuchungsgebiet. Der Unterschied bezüglich der Deformationsmuster kann sogar größer sein, wenn ich eine größere Reibung zwischen den Platten im südlichen Gebiet anwende; jedoch zeigen einige unabhängige Beobachtungen eine umgekehrte Tendenz: eine Abnahme der Intensität der Koppelung von Nord nach Süd. Das schwächere Keilmaterial des ausgewählten Modells für das nördliche Untersuchungsgebiet steht im Zusammenhang mit der fortgeschrittenen Entwicklung des angrenzenden Orogens, der zentralen Anden. Die Analyse weltweiter Beispiele von schiefen Subduktionzonen unterstützt die Schlussfolgerung, dass ältere Subduktionzonen weniger ausgeprägte Lokalisierung von Strike-Slip Bewegung aufzeigen.
KW  - Fore-Arc
KW  - chilenische Anden
KW  - Subduktionszone
KW  - numerische Modelle
KW  - Strike-Slip Störungen
KW  - fore-arc
KW  - Chilean Andes
KW  - subduction zone
KW  - numerical models
KW  - strike-slip faults
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15898
ER  - 
TY  - THES
A1  - Sapei, Lanny
T1  - Characterisation of silica in Equisetum hyemale and its transformation into biomorphous ceramics
T1  - Charakterisierung von Siliciumdioxid in Winterschachtelhalmen und dessen Umwandlung in biomorphe Keramiken
N2  - Equisetum spp. (horsetail / “Schachtelhalm”) is the only surviving genus of the primitive Sphenopsids vascular plants which reached their zenith during the Carboniferous era. It is an herbaceous plant and is distinguished by jointed stems with fused whorl of nodal leaves. The plant has been used for scouring kitchen utensils and polishing wood during the past time due to its high silica encrustations in the epidermis. Equisetum hyemale (scouring rush) can accumulate silica up to 16% dry weight in its tissue, which makes this plant an interesting candidate as a renewable resource of silica for the synthesis of biomorphous ceramics. The thesis comprises a comprehensive experimental study of silica accumulations in E.hyemale using different characterisation techniques at all hierarchical levels. The obtained results shed light on the local distribution, chemical form, crystallinity, and nanostructure of biogenic silica in E.hyemale which were quite unclear until now. Furthermore, isolation of biogenic silica from E.hyemale to obtain high grade mesoporous silica with high purity is investigated. Finally, syntheses of silicon carbide (b-SiC) by a direct thermoconversion process of E.hyemale is attempted, which is a promising material for high performance ceramics. It is found that silica is deposited continuously on the entire epidermal layer with the highest concentration on the knobs. The highest silicon content is at the knob tips (≈ 33%), followed by epidermal flank (≈ 17%), and inner lower knob (≈ 6%), whereas there is almost no silicon found in the interior parts. Raman spectroscopy reveals the presence of at least two silica modifications in E.hyemale. The first type is pure hydrated amorphous silica restricted to the knob tips. The second type is accumulated on the entire continuous outer layer adjacent to the epidermis cell walls. It is lacking silanol groups and is intimately associated with polysaccharides (cellulose, hemicellulose, pectin) and inorganic compounds. Silica deposited in E.hyemale is found to be mostly amorphous with almost negligible amounts of crystalline silica in the form of a-quartz (< 7%). The silica primary particles have a plate-like shape with a thickness of about 2 nm. Pure mesoporous amorphous silica with an open surface area up to 400 m2/g can be obtained from E.hyemale after leaching the plant with HCl to remove the inorganic impurities followed by a calcination treatment. The optimum calcination temperature appears to be around 500°C. Calcination of untreated E.hyemale causes a collapse of the biogenic silica structure which is mainly attributed to the detrimental action of alkali ions present in the native plant. Finally, pure b-SiC with a surface area of about 12 m2/g is obtained upon direct pyrolysis of HCl-treated E.hyemale samples in argon atmosphere. The original structure of native E.hyemale is substantially retained in the biomorphous b-SiC. The results of this thesis lead to a better understanding of the silicification process and allow to draw conclusions about the role of silica in E.hyemale. In particular, a templating role of the plant biopolymers for the synthesis of the nanostructured silica within the plant body can be deduced. Moreover, the high grade ultrafine amorphous silica isolated from E.hyemale promises applications as adsorbent and catalyst support and as silica source for the fabrication of silica-based composites. The synthesis of biomorphous b-SiC from sustainable and low-cost E.hyemale is still in its initial stage. The present thesis demonstrates the principal possibility of carbothermal synthesis of SiC from E.hyemale with the prospect of potential applications, for instance as refractory materials, catalyst supports, or high performance advanced ceramics.
N2  - Equisetum spp. (Schachtelhalm) ist die einzige überlebende Gattung der Schachtelhalmgewächse, die ihren Zenit während der Karbon Ära erreichten. Der Schachtelhalm ist eine krautartige Pflanze und wird durch verbundene Stämme mit fixiertem Wirtel der Knotenblätter unterschieden. Aufgrund seiner hohen Siliciumdioxid Bedeckung in der Epidermis sind Winterschachtelhalmen lange Zeit zur Reinigung von Küchegeräten und zum Polieren von Holz verwendet worden. Der Winterschachtelhalm (auch Scheuerkraut genannt) kann Siliciumdioxid bis zu 16% Trockengewicht in seinem Gewebe ansammeln. Dies macht aus dieser Pflanze einen interessanten Kandidaten als erneubare Ressource von Siliciumdioxid für die Synthese von biomorphen Keramiken. Die vorliegende Doktorarbeit beinhaltet eine ausführliche experimentelle Studie der Siliciumdioxidansammlungen in Winterschachtelhalmen mittels unterschiedlicher Charakterisierungstechniken auf allen hierarchischen Ebenen. Die Ergebnisse der Arbeit werfen neues Licht auf die lokale Verteilung, die chemischen Form, die Kristallinität und die Nanostruktur des biogenen Siliciumdioxids, die bisher ziemlich unklar waren. Außerdem werden Möglichkeiten zur Isolierung des biogenen Siliciumdioxids aus Winterschachtelhalmen untersucht, um hochgradig reines Siliciumdioxid zu erhalten. Auch wird die direkte carbothermale Synthese von Siliciumkarbid (b-SiC) aus Schachtelhalmen untersucht, mit dem Ziel einer kostengünstigen Herstellung von Hochleistungskeramiken aus nachwachsenden Rohstoffen Es wird gezeigt, dass das Siliciumdioxid in einer kontinuierlichen Schicht in der Epidermis vorliegt, mit der höchsten Siliciumkonzentration in den auffälligen knopfartigen Ausbuchtungen. Den höchsten Siliciumgehalt zeigen die Knopfspitzen (≈ 33%), gefolgt von der epidermalen Flanke (≈ 17%) und inneren unteren Teile der Knöpfe (≈ 6%), während es in den inneren Teilen der Pflanze praktisch kein Silicium gibt. Ramanspektroskopie beweist eindeutig, dass mindestens zwei Siliciumdioxid Modifikationen vorhanden sind. Der erste Typ ist reines hydratisiertes amorphes Siliciumdioxid, das auf den Bereich der Knopfspitzen beschränkt ist. Der zweite Typ wird in der gesamten kontinuierlichen äußeren Schicht angesammelt, weist keine Ramanbanden von Silanolgruppen auf, und ist örtlich eng verknüpft mit Banden von Polysacchariden (Zellulose, Hemizellulose, Pektin) sowie anorganischen Verbindungen. Der Großteil des Siliciumdioxids in Winterschachtelhalmen ist amorph mit unwesentlichen Mengen an kristallinem a-Quarz (< 7%). Die primären Siliciumdioxidpartikel haben eine plattenähnliche Form mit einer Dicke von ungefähr 2 nm. Hochreines mesoporöses amorphes Siliciumdioxid mit offener Porosität und innerer Oberfläche bis zu 400 m2/g kann aus Winterschachtelhalmen isoliert werden. Dies wird erreicht indem man die Pflanze mit Salzsäure behandelt um die anorganischen Verunreinigungen zu entfernen, gefolgt von einer Kalzinierung, wobei die optimale Temperatur bei etwa 500°C liegt. Im Gegensatz zu den chemisch vorbehandelten Schachtelhalmen, verursacht die Kalzinierung von unbehandelten Winterschachtelhalmen einen Kollaps der biogenen Siliciumdioxidstruktur, und es werden nur sehr kleine innere Oberflächen erzielt. Dies wird hauptsächlich dem Einfluss der Alkaliionen zugeschrieben die in der unbehandelten Pflanze vorhanden sind. Es wird schließlich gezeigt, dass durch direkte Pyrolyse der HCl-behandelten Winterschachtelhalme in Argonatmosphäre reines b-SiC mit einer Oberfläche von ungefähr 12 m2/g erzeugt werden kann. Die ursprüngliche Struktur von natürlichen Winterschachtelhalmen bleibt dabei im Wesentlichen im biomorphen b-SiC erhalten. Die Ergebnisse dieser Arbeit führen zu einem besseren Verständnis des Silicifizierungsprozesses und erlauben es auch, Aussagen über die mögliche Rolle von Siliciumdioxid in E.hyemale zu treffen. Insbesondere kann den Pflanzenpolymeren die Rolle eines Templates bei der Synthese des biogenen Siliciumdioxids im Pflanzengewebe zugeschrieben werden. Das aus den Pflanzen isolierte ultrafeine amorphe Siliciumdioxid mit hoher Reinheit verspricht potentielle Anwendungen, z.B. als Adsorbent oder Katalysatorsupport, und auch als Füllmaterial für die Herstellung von Komopositmaterialien. Die Synthese von biomorphem b-SiC aus erneubaren und preiswerten Winterschachtelhalmen steht zwar erst am Anfang, jedoch konnte die vorliegende Arbeit die prinzipielle Machbarkeit aufzeigen. Dieses Material scheint sehr vielversprechend für eine Reihe technischer Anwendung, zum Beispiel als Refraktärmaterial, Katalysatorsupport oder neuartige Hochleistungskeramik.
KW  - Siliciumdioxid
KW  - Winterschachtelhalm
KW  - Raman
KW  - Röntgenbeugung
KW  - Mikrotomographie
KW  - silica
KW  - Equisetum hyemale
KW  - Raman
KW  - SAXS
KW  - microtomography
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15883
ER  - 
TY  - THES
A1  - Begu, Enkela
T1  - Elections in a spatial context : a case study of Albanian parliamentary elections, 1991-2005
T1  - Wahlen im räumlichen Kontext : eine Fallstudie über die Parlamentswahlen in Albanien, 1991-2005
N2  - Exploring elections features from a geographical perspective is the focus of this study. Its primary objective is to develop a scientific approach based on geoinformation technology (GIT) that promotes deeper understanding how geographical settings affect the spatial and temporal variations of voting behaviour and election outcomes. For this purpose, the five parliamentary elections (1991-2005) following the political turnaround in 1990 in the South East European reform country Albania have been selected as a case study. Elections, like other social phenomena that do not develop uniformly over a territory, inherit a spatial dimension. Despite of fact that elections have been researched by various scientific disciplines ranging from political science to geography, studies that incorporate their spatial dimension are still limited in number and approaches. Consequently, the methodologies needed to generate an integrated knowledge on many facets that constitute election features are lacking. This study addresses characteristics and interactions of the essential elements involved in an election process. Thus, the baseline of the approach presented here is the exploration of relations between three entities: electorate (political and sociodemographic features), election process (electoral system and code) and place (environment where voters reside). To express this interaction the concept of electoral pattern is introduced. Electoral patterns are defined by the study as the final view of election results, chiefly in tabular and/or map form, generated by the complex interaction of social, economic, juridical, and spatial features of the electorate, which has occurred at a specific time and in a particular geographical location. GIT methods of geoanalysis and geovisualization are used to investigate the characteristics of electoral patterns in their spatial and temporal distribution. Aggregate-level data modelled in map form were used to analyse and visualize the spatial distribution of election patterns components and relations. The spatial dimension of the study is addressed in the following three main relations: One, the relation between place and electorate and its expression through the social, demographic and economic features of the electorate resulting in the profile of the electorate’s context; second, the electorate-election interaction which forms the baseline to explore the perspective of local contextual effects in voting behaviour and election results; third, the relation between geographical location and election outcomes reflecting the implication of determining constituency boundaries on election results. To address the above relations, three types of variables: geo, independent and dependent, have been elaborated and two models have been created. The Data Model, developed in a GIS environment, facilitates structuring of election data in order to perform spatial analysis. The peculiarity of electoral patterns – a multidimensional array that contains information on three variables, stored in data layers of dissimilar spatial units of reference and scales of value measurement – prohibit spatial analysis based on the original source data. To perform a joint spatial analysis it is therefore mandatory to restructure the spatial units of reference while preserving their semantic content. In this operation, all relevant electoral as well as socio-demographic data referenced to different administrative spatial entities are re-referenced to uniform grid cells as virtual spatial units of reference. Depending on the scale of data acquisition and map presentation, a cell width of 0.5 km has been determined. The resulting fine grid forms the basis of subsequent data analyses and correlations. Conversion of the original vector data layers into target raster layers allows for unification of spatial units, at the same time retaining the existing level of detail of the data (variables, uniform distribution over space). This in turn facilitates the integration of the variables studied and the performance of GIS-based spatial analysis. In addition, conversion to raster format makes it possible to assign new values to the original data, which are based on a common scale eliminating existing differences in scale of measurement. Raster format operations of the type described are well-established data analysis techniques in GIT, yet they have rarely been employed to process and analyse electoral data. The Geovisualization Model, developed in a cartographic environment, complements the Data Model. As an analog graphic model it facilitates efficient communication and exploration of geographical information through cartographic visualization. Based on this model, 52 choropleth maps have been generated. They represent the outcome of the GIS-based electoral data analysis. The analog map form allows for in-depth visual analysis and interpretation of the distribution and correlation of the electoral data studied. For researchers, decision makers and a wider public the maps provide easy-to-access information on and promote easy-to-understand insight into the spatial dimension, regional variation and resulting structures of the electoral patterns defined.
N2  - Gegenstand der vorliegenden Studie ist die Erforschung der aus politischen Wahlen resultierenden Raumstrukturen mit Methoden und Techniken der Geoinformationsverarbeitung. Auf der Basis eines gemeinsamen räumlichen Bezuges wird es durch die Verknüpfung der Wahlergebnisse mit ausgewählten wirtschaftlichen, demographischen und sozialen Parametern möglich, die räumliche Verteilung, Kernräume (Hochburgen) und räumlich-strukturelle Verknüpfungen der Wahlergebnisse politischer Parteien zu untersuchen. Die Resultate tragen zu einem besseren Verständnis der Ergebnisse politischer Wahlen und deren räumliche Dimensionen auf nationaler bis lokaler Ebene bei. Die Studie wird am Beispiel der fünf Parlamentswahlen (1991-2005) des südosteuropäischen Reformstaates Albanien durchgeführt, die seit der politischen Wende 1990 stattgefunden haben. Ausgangspunkt der Untersuchung ist die Tatsache, dass Wahlen, wie zahllose andere gesellschaftliche Phänomene auch, eine räumliche Dimension besitzen. Diese kommt in der territorialen Organisation politischer Wahlen in Wahlkreisen explizit zum Ausdruck. In der parlamentarischen Vertretung der politischen Parteien spiegelt sich dies allerdings nur indirekt wider. Zwar waren die parteipolitischen Aspekte politischer Wahlen als auch die parlamentarische Repräsentation sowie die soziodemographischen Strukturen der Wahlbevölkerung Gegenstand einer Vielzahl von Studien aus Politik- und Sozialwissenschaften. Dies auch gilt für die Geographie. Die erwähnte räumliche Dimension politischer Wahlen wurde bislang aber seltener in das Zentrum von Untersuchungen gestellt. Es mangelt insofern auch an spezifischen Methodologien, die eine integrierte Untersuchung aller relevanten Wahlparameter ermöglichen und eine umfassende Bewertung alle Aspekte des Wahlwahlverhaltens einer Wahlbevölkerung bei politischen Wahlen unterstützen. Die vorliegende Studie untersucht strukturelle wie räumliche Merkmale und Zusammenhänge der wesentlichen Faktoren, die bei politischen Wahlen relevant sind. Ausgangspunkt ist die Untersuchung so genannter Wahlmuster, die durch das Zusammenwirken folgender Faktoren entstehen: Wahlprozess (Wahlsystem, Wahlcode), politische und soziodemographische Kenndaten der Wahlbevölkerung, räumliche Ausbreitung und regionale Struktur der Wahlbezirke sowie die räumliche Verteilung und Strukturierung der Wahlbevölkerung. Als Wahlmuster wird die endgültige Repräsentation von Wahlergebnissen, i.d.R. in Tabellen- und Kartenform, betrachtet. Wahlmuster entstehen durch komplexe Interaktion der sozialen, wirtschaftlichen, juristischen und räumlichen Merkmale der Wahlbevölkerung zu einer bestimmten Zeit (Wahltag) in einem bestimmten Raum (Wahlgebiet). Für die Untersuchung der räumlichen und zeitlichen Dimension der Wahlmuster werden Methoden und Techniken der Geoinformationsverarbeitung eingesetzt. Die räumliche Dimension wird dabei in drei Merkmalsgruppen untersucht: Erstens, die Beziehungen zwischen Raum (Standort) und Wahlbevölkerung, wie sie sich in den demographischen, wirtschaftlichen und sozialen Kennwerten der Wahlbevölkerung manifestieren. Zweitens, die Interaktion zwischen Walbevölkerung und Wahl, die die Grundlage bildet, um regionale Kontexteffekte bei Wahlverhalten und Wahlergebnissen zu untersuchen. Drittens, die Verknüpfung von Wahlergebnissen und deren räumlichen Bezügen, wie sie sich in der stetigen Veränderung der Wahlkreisgrenzen niederschlägt. Um die genannten Merkmalsgruppen zu untersuchen, werden drei Variablengruppen gebildet: räumliche, unabhängige, abhängige Variablen. Ihre raumzeitlichen Interaktionen werden mittels zweier raumbezogener Modelle untersucht. Das graphikfreie Datenmodell wird in einem Geoinformationssystem erstellt und erlaubt die Strukturierung der Wahldaten. Dies bildet eine Voraussetzung für die nachfolgende räumliche Analyse. Das besondere Kennzeichen der Wahlmuster – eine mehrdimensionale Matrix der Variableninformation, die in unterschiedlichen, nicht aggregierbaren administrativen Raumbezugseinheiten vorliegt – behindert die räumliche Analyse der Originaldaten. Um dennoch räumliche Analysen durchzuführen, ist es erforderlich, den Raumbezug zu verändern bei gleichzeitiger Beibehaltung der thematischen Merkmale. Hierbei werden alle Wahldaten sowie die relevanten soziodemographischen Daten auf eine gemeinsame Raumbezugseinheit bezogen. Statt unterschiedlich administrativ abgegrenzter Raumeinheiten werden regelmäßige Rasterzellen gleicher Maschenweite als Raumbezugseinheiten definiert und den bisherigen, separaten Raummustern der Variablen überlagert. Auf diese Weise wird die räumliche Gleichverteilung aller Variablen in eine gemeinsame räumliche Bezugsbasis überführt, ohne dass die semantischen Merkmale verändert werden. Entsprechend dem Erfassungs- und Präsentationsmaßstab wurde eine Maschenweite von 0,5 km gewählt. Der hieraus resultierende feingranulare Raumgitter bildet die gemeinsame Basis für die nunmehr möglich integrierte räumliche Analyse aller Merkmalsgruppen. Die hier beschriebene rasterbasierte Raumanalyse stellt eine eingeführte Methode der GIS-basierten Geoinformationsverarbeitung dar. Sie wurde bislang jedoch selten zur Verarbeitung und Analyse von Wahldaten eingesetzt. Das mit dem Datenmodell korrespondierende graphikbezogene Visualisierungsmodell wird in einer Kartenkonstruktionsumgebung erstellt und erlaubt die fachgerechte kartographische Veranschaulichung ausgewählter Analyseergebnisse des Datenmodells. Daten- und Kartenmodell sind durch einen Datenfilter verknüpft, der die erforderliche Datenkonversion ermöglicht. Auf Basis des Visualisierungsmodells wurden zweiundfünfzig Kartenmodelle des Kartogramm- bzw. Kartodiagrammtyps erzeugt. Sie ermöglichen die vertiefte visuelle Exploration, Analyse und Interpretation der räumlichen Verteilung und Korrelation der untersuchten Wahldaten. Komplementär zum graphikfreien Datenmodell eröffnet das Visualisierungsmodell Fachwissenschaftlern, politischen Entscheidungsträgern und - in begrenztem Umfang – einer interessierten Öffentlichkeit einen intuitiven Erkenntniszugang zur den räumlichen Dimensionen, der regionalen Variation der Wahlergebnisse und den resultierenden raumgebundenen Wahlmustern.
KW  - Wahlen
KW  - Wahlmuster
KW  - räumliche Analyse
KW  - Visualisierungsmodell
KW  - Wahlverhalten
KW  - elections
KW  - electoral patterns
KW  - spatial analysis
KW  - geovisualization
KW  - voting behaviour
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15923
ER  - 
TY  - BOOK
ED  - Tristram, Hildegard L. C.
T1  - The Celtic languages in contact : Papers from the workshop within the framework of the XIII International Congress of Celtic Studies, Bonn, 26-27 July 2007
N2  - This collection contains 13 papers presented in the workshop on the "The Celtic Languages in Contact" organised by Hildegard L. C. Tristram at the XIII International Celtic Congress in Bonn (Germany), July 23rd - 27th, 2007. The authors of two papers from another section also contributed their papers to this volume, as they deal with closely related issues. The time-span covered ranges from potential pre-historic contacts of Celtic with Altaic languages or Nostratic cognates in Celtic, through the hypothesis of Afro-Asiatic as a possible substrate for Celtic, Latin and Gaulish contacts in Gaul, the impact of Vulgar Latin on the formation of the Insular Celtic Languages as a linguistic area (Sprachbund), to various contact scenarios involving the modern Insular Celtic languages as well as English and French. The final paper reflects on the political status of the modern Insular Celtic languages in the Europe of the 27 EU countries.
KW  - keltische Sprachen
KW  - Sprachkontakt
KW  - Kontinentalkeltisch
KW  - Inselkeltisch
KW  - Celtic languages
KW  - language contact
KW  - Continental Celtic
KW  - Insular Celtic
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15682
SN  - 978-3-940793-07-2
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - BOOK
A1  - Petersen, Hans-Georg
T1  - Economic aspects of agricultural areas mangement and land/water ecotones conservation
N2  - Part of the intorduction: The task of writing a reliable and convincing paper on this topic is a very uneasy one because it is threefold: one has to know at least a bit about the agricultural sector, biology (or more precisely ecology), and about the sometimes beneficial but often distorting consequences of human activities. And all that has to be judged from the perspective of an economist who is aware of the steadily increasing uncertainties which are closely connected with post-modem sciences. Especially with regard to global, but also regional environmental issues, neither the conventional applied sciences nor the traditional professional consultancy deliver promising results. Today scientists have to tackle problems which are created by political necessities overwhelmingly caused by short-term human behavior, due in part to a serious lack of information on the longterm behavioral consequences. In these issues, typically, information stacks are high, scientific facts uncertain, individual as well as collective values disputed, and political decisions very urgent. "In general, the post-normal situation is one where the traditional opposition of 'hard'facts and 'soft' values is inverted. Here we find decisions that are 'hard' in every sense, for which the scientific inputs are irremediably 'soft'" (FUNTOWICZ/RAVETZ, 1991, p. 138).
T3  - Finanzwissenschaftliche Diskussionsbeiträge - Bd. 01 
Y1  - 1995
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15862
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wagner, Dirk
T1  - Microbial perspectives of the methane cycle in permafrost ecosystems in the Eastern Siberian Arctic : implications for the global methane budget
N2  - The Arctic plays a key role in Earth’s climate system as global warming is predicted to be most pronounced at high latitudes and because one third of the global carbon pool is stored in ecosystems of the northern latitudes. In order to improve our understanding of the present and future carbon dynamics in climate sensitive permafrost ecosystems, the present study concentrates on investigations of microbial controls of methane fluxes, on the activity and structure of the involved microbial communities, and on their response to changing environmental conditions. For this purpose an integrated research strategy was applied, which connects trace gas flux measurements to soil ecological characterisation of permafrost habitats and molecular ecological analyses of microbial populations. Furthermore, methanogenic archaea isolated from Siberian permafrost have been used as potential keystone organisms for studying and assessing life under extreme living conditions. Long-term studies on methane fluxes were carried out since 1998. These studies revealed considerable seasonal and spatial variations of methane emissions for the different landscape units ranging from 0 to 362 mg m-2 d-1. For the overall balance of methane emissions from the entire delta, the first land cover classification based on Landsat images was performed and applied for an upscaling of the methane flux data sets. The regionally weighted mean daily methane emissions of the Lena Delta (10 mg m-2 d-1) are only one fifth of the values calculated for other Arctic tundra environments. The calculated annual methane emission of the Lena Delta amounts to about 0.03 Tg. The low methane emission rates obtained in this study are the result of the used remotely sensed high-resolution data basis, which provides a more realistic estimation of the real methane emissions on a regional scale. Soil temperature and near soil surface atmospheric turbulence were identified as the driving parameters of methane emissions. A flux model based on these variables explained variations of the methane budget corresponding to continuous processes of microbial methane production and oxidation, and gas diffusion through soil and plants reasonably well. The results show that the Lena Delta contributes significantly to the global methane balance because of its extensive wetland areas. The microbiological investigations showed that permafrost soils are colonized by high numbers of microorganisms. The total biomass is comparable to temperate soil ecosystems. Activities of methanogens and methanotrophs differed significantly in their rates and distribution patterns along both the vertical profiles and the different investigated soils. The methane production rates varied between 0.3 and 38.9 nmol h-1 g-1, while the methane oxidation ranged from 0.2 to 7.0 nmol h-1 g-1. Phylogenetic analyses of methanogenic communities revealed a distinct diversity of methanogens affiliated to Methanomicrobiaceae, Methanosarcinaceae and Methanosaetaceae, which partly form four specific permafrost clusters. The results demonstrate the close relationship between methane fluxes and the fundamental microbiological processes in permafrost soils. The microorganisms do not only survive in their extreme habitat but also can be metabolic active under in situ conditions. It was shown that a slight increase of the temperature can lead to a substantial increase in methanogenic activity within perennially frozen deposits. In case of degradation, this would lead to an extensive expansion of the methane deposits with their subsequent impacts on total methane budget. Further studies on the stress response of methanogenic archaea, especially Methanosarcina SMA-21, isolated from Siberian permafrost, revealed an unexpected resistance of the microorganisms against unfavourable living conditions. A better adaptation to environmental stress was observed at 4 °C compared to 28 °C. For the first time it could be demonstrated that methanogenic archaea from terrestrial permafrost even survived simulated Martian conditions. The results show that permafrost methanogens are more resistant than methanogens from non-permafrost environments under Mars-like climate conditions. Microorganisms comparable to methanogens from terrestrial permafrost can be seen as one of the most likely candidates for life on Mars due to their physiological potential and metabolic specificity.
N2  - Die Arktis spielt eine Schlüsselrolle im Klimasystem unserer Erde aus zweierlei Gründen. Zum einen wird vorausgesagt, dass die globale Erwärmung in den hohen Breiten am ausgeprägtesten sein wird. Zum anderen ist ein Drittel des globalen Kohlenstoffs in Ökosystemen der nördlichen Breiten gespeichert. Um ein besseres Verständnis der gegenwärtigen und zukünftigen Entwicklung der Kohlenstoffdynamik in klimaempfindlichen Permafrostökosystemen zu erlangen, konzentriert sich die vorliegende Arbeit auf Untersuchungen zur Kontrolle der Methanflüsse durch Mikroorganismen, auf die Aktivität und Struktur der beteiligten Mikroorganismen-gemeinschaften und auf ihre Reaktion auf sich ändernde Umweltbedingungen. Zu diesem Zweck wurde eine integrierte Forschungsstrategie entwickelt, die Spurengasmessungen mit boden- und molekularökologischen Untersuchungen der Mikroorganismengemeinschaften verknüpft. Langzeitmessungen zu den Methanflüssen werden seit 1998 durchgeführt. Diese Untersuchungen zeigten beträchtliche saisonale und räumliche Schwankungen der Methanemissionen auf, die zwischen 0 und 362 mg m-2 d-1 für die untersuchten Landschaftseinheiten schwankten. Für die Bilanzierung der Methanemissionen für das gesamte Delta wurde erstmals eine Klassifikation der unterschiedlichen Landschaftseinheiten anhand von Landsat-Aufnahmen durchgeführt und für eine Hochrechnung der Methandaten genutzt. Die Mittelwerte der regional gewichteten täglichen Methanemissionen des Lenadeltas (10 mg m-2 d-1) sind nur ein Fünftel so hoch wie die berechneten Werte für andere arktische Tundren. Die errechnete jährliche Methanemission des Lenadeltas beträgt demnach ungefähr 0,03 Tg. Die geringen Methanemissionsraten dieser Studie können durch den bisher noch nicht realisierten integrativen Ansatz, der Langzeitmessungen und Landschafts-klassifizierungen beinhaltet, erklärt werden. Bodentemperatur und oberflächennahe atmosphärische Turbulenzen wurden als die antreibenden Größen der Methanfreisetzung identifiziert. Ein Modell, das auf diesen Variablen basiert, erklärt die Veränderungen der Methanflüsse gemäß der dynamischen mikrobiellen Prozesse und der Diffusion von Methan durch den Boden und die Pflanzen zutreffend. Die Ergebnisse zeigen, dass das Lenadelta erheblich zur globalen Methanemission aufgrund seiner weitreichenden Feuchtgebiete beiträgt. Die mikrobiologischen Untersuchungen zeigten, dass Permafrostböden durch eine hohe Anzahl von Mikroorganismen besiedelt wird. Die Gesamtbiomasse ist dabei mit Bodenökosystemen gemäßigter Klimate vergleichbar. Die Stoffwechselaktivitäten von methanogenen Archaeen und methanotrophen Bakterien unterschieden sich erheblich in ihrer Rate und Verteilung im Tiefenprofil sowie zwischen den verschiedenen untersuchten Böden. Die Methanbildungsrate schwankte dabei zwischen 0,3 und 38,9 nmol h-1 g-1, während die Methanoxidation eine Rate von 0,2 bis 7,0 nmol h-1 g-1 aufwies. Phylogenetische Analysen der methanogenen Mikro-organismengemeinschaften zeigten eine ausgeprägte Diversität der methanogenen Archaeen auf. Die Umweltsequenzen bildeten vier spezifische Permafrostcluster aus, die den Gruppen Methanomicrobiaceae, Methanosarcinaceae und Methano-saetaceae zugeordnet werden konnten. Die Ergebnisse zeigen, dass die Methanfreisetzung durch die zugrunde liegenden mikrobiologischen Prozesse im Permafrostboden gesteuert wird. Die beteiligten Mikroorganismen überleben nicht nur in ihrem extremen Habitat, sondern zeigten auch Stoffwechselaktivität unter in-situ-Bedingungen. Ferner konnte gezeigt werden, dass eine geringfügige Zunahme der Temperatur zu einer erheblichen Zunahme der Methanbildungsaktivität in den ständig gefrorenen Permafrostablagerungen führen kann. Im Falle der Permafrostdegradation würde dieses zu einer gesteigerten Freisetzung von Methan führen mit bisher unbekannten Auswirkungen auf das Gesamtbudget der Methanfreistzung aus arktischen Gebieten. Weitere Untersuchungen zur Stresstoleranz von methanogenen Archaeen – insbesondere des neuen Permafrostisolates Methanosarcina SMA-21 - weisen eine unerwartete Widerstandsfähigkeit der Mikroorganismen gegenüber ungünstigen Lebensbedingungen auf. Eine bessere Anpassung an Umweltstress wurde bei 4°C im Vergleich zu 28°C beobachtet. Zum ersten Mal konnte gezeigt werden, dass methanogene Archaeen aus terrestrischem Permafrost unter simulierten Marsbedingungen unbeschadet überleben. Die Ergebnisse zeigen, dass methanogene Archaeen aus Permafrostböden resistenter gegenüber Umweltstress und Marsbedingungen sind als entsprechende Mikroorganismen aus Habitaten, die nicht durch Permafrost gekennzeichnet sind. Mikroorganismen, die den Archaeen aus terrestrischen Permafrosthabitaten ähneln, können als die wahrscheinlichsten Kandidaten für mögliches Leben auf dem Mars angesehen werden.
KW  - Methankreislauf
KW  - mikrobielle Prozesse
KW  - Diversität
KW  - Spurengasflüsse
KW  - Permafrostökosysteme
KW  - methane cycle
KW  - microbial processes
KW  - diversity
KW  - trace gas fluxes
KW  - permafrost ecosystems
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15434
ER  - 
TY  - THES
A1  - Beeg, Janina
T1  - Cooperative behavior of motor proteins
T1  - Transportverhalten kollektiv arbeitender Motorproteine
N2  - The cytoskeletal motor protein kinesin-1 (conventional kinesin) is the fast carrier for intracellular cargo transport along microtubules. So far most studies aimed at investigating the transport properties of individual motor molecules. However, the transport in cells usually involves the collective work of more than one motor. In the present work, we have studied the movement of beads as artificial loads/organelles pulled by several kinesin-1 motors in vitro. For a wide range of motor coverage of the beads and different bead (cargo) sizes the transport parameters walking distance or run length, velocity and force generation are measured. The results indicate that the transport parameters are influenced by the number of motors carrying the bead. While the transport velocity slightly decreases, an increase in the run length was measured and higher forces are determined, when more motors are involved. The effective number of motors pulling a bead is estimated by measuring the change in the hydrodynamic diameter of kinesin-coated beads using dynamic light scattering. The geometrical constraints imposed by the transport system have been taken into account. Thus, results for beads of different size and motor-surface coverage could be compared. In addition, run length-distributions obtained for the smallest bead size were matched to theoretically calculated distributions. The latter yielded an average number of pulling motors, which is in agreement with the effective motor numbers determined experimentally.
N2  - Kinesin-1 (konventionelles Kinesin) ist ein Motorprotein des Zytoskeletts, das für den schnellen intrazellulären Lastentransport auf Mikrotubuli verantwortlich ist. Das Hauptinteresse vieler Studien lag bisher auf der Erforschung der Transporteigenschaften von Einzelmotormolekülen. Der Transport in der Zelle erfordert aber gewöhnlich kollektive Arbeit von mehreren Motoren. In dieser Arbeit wurde die Bewegung von Kugeln als Modell für Zellorganellen, die von Kinesin-1 Molekülen gezogen werden, in Anhängigkeit von der Motorendichte auf der Kugeloberfläche und unterschiedlichen Kugeldurchmessern in vitro untersuchten. Die Transportparameter Weglänge, Geschwindigkeit und die erzeugte Kraft wurden gemessen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Transportgeschwindigkeit leicht abnimmt, wohingegen die Weglänge und die erzeugten Kräfte mit steigender Molekülkonzentration zunehmen. Die tatsächliche Anzahl der Motoren, die aktiv am Transport der Kugeln beteiligt sind, wurde bestimmt, indem die Änderung des hydrodynamischen Durchmessers der mit Kinesin bedeckten Kugeln mittels dynamischer Lichtstreuung gemessen wurde. Außerdem wurden sterische Effekte des verwendeten Transportsystems in die Berechnung einbezogen. Damit werden Ergebnisse vergleichbar, die für unterschiedliche Kugeldurchmesser und Motorkonzentrationen ermittelt wurden. Zusätzlich wurden die Verteilungen der Weglängen für die kleinste Kugelgröße mit theoretisch ermittelten Verteilungen verglichen. Letzteres ergab durchschnittliche Anzahlen der aktiv am Transport beteiligten Motormoleküle, die mit den experimentell bestimmten Ergebnissen übereinstimmen.
KW  - Transport
KW  - Weglänge
KW  - Geschwindigkeit
KW  - erzeugte Kraft
KW  - Kinesin
KW  - transport
KW  - run length
KW  - velocity
KW  - generated force
KW  - kinesin
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15712
ER  - 
TY  - BOOK
ED  - Féry, Caroline
ED  - Fanselow, Gisbert
ED  - Krifka, Manfred
T1  - The notions of information structure
N2  - Contents: Introduction (The Editors) Basic Notions of Information Structure (Manfred Krifka) Notions of Focus Anaphoricity (Mats Rooth) Topic and Focus: Two Structural Positions Associated with Logical Functions in the Left Periphery of the Hungarian Sentence (Katalin É. Kiss) Direct and Indirect Aboutness Topics (Cornelia Endriss & Stefan Hinterwimmer) Information Structure as Information-based Partition (Satoshi Tomioka) Focus Presuppositions (Dorit Abush) Contrastive Focus, Givenness and the Unmarked Status of “Discourse-new”(Elisabeth O. Selkirk) Contrastive Focus (Malte Zimmermann) The Fallacy of Invariant Phonological Correlates of Information Structural Notions (Caroline Féry) Notions and Subnotions of Information Structure (Carlos Gussenhoven) The Restricted Access of Information Structure to Syntax – A Minority Report (Gisbert Fanselow) Focus and Tone (Katharina Hartmann)
T3  - Interdisciplinary studies on information structure : ISIS ; working papers of the SFB 632 - 6 
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15472
SN  - 978-3-939469-88-9
SN  - 1614-4708
SN  - 1866-4725
PB  - Universitätsverlag Potsdam
CY  - Potsdam
ER  - 
TY  - THES
A1  - Hoffmann, Toni
T1  - Cloning and characterisation of the HMA3 gene and its promoter from Arabidopsis halleri (L.) O'Kane and Al'Shehbaz and Arabidopsis thaliana (L.) Heynhold
T1  - Klonierung und Charakterisierung des HMA3 Genes und seines Promotors aus Arabidopsis halleri (L.) O'Kane und Al'Shehbaz und Arabidopsis thaliana (L.) Heynhold
N2  - Being living systems unable to adjust their location to changing environmental conditions, plants display homeostatic networks that have evolved to maintain transition metal levels in a very narrow concentration range in order to avoid either deficiency or toxicity. Hence, plants possess a broad repertoire of mechanisms for the cellular uptake, compartmentation and efflux, as well as for the chelation of transition metal ions. A small number of plants are hypertolerant to one or a few specific transition metals. Some metal tolerant plants are also able to hyperaccumulate metal ions. The Brassicaceae family member Arabidopis halleri ssp. halleri (L.) O´KANE and AL´SHEHBAZ is a hyperaccumulator of zinc (Zn), and it is closely related to the non-hypertolerant and non-hyperaccumulating model plant Arabidopsis thaliana (L.) HEYNHOLD. The close relationship renders A. halleri a promising emerging model plant for the comparative investigation of the molecular mechanisms behind hypertolerance and hyperaccumulation. Among several potential candidate genes that are probably involved in mediating the zinc-hypertolerant and zinc-hyperaccumulating trait is AhHMA3. The AhHMA3 gene is highly similar to AtHMA3 (AGI number: At4g30120) in A. thaliana, and its encoded protein belongs to the P-type IB ATPase family of integral membrane transporter proteins that transport transition metals. In contrast to the low AtHMA3 transcript levels in A. thaliana, the gene was found to be constitutively highly expressed across different Zn treatments in A. halleri, especially in shoots. In this study, the cloning and characterisation of the HMA3 gene and its promoter from Arabidopsis halleri (L.) O´KANE and AL´SHEHBAZ and Arabidopsis thaliana (L.) HEYNHOLD is described. Heterologously expressed AhHMA3 mediated enhanced tolerance to Zn and to a much lesser degree to cadmium (Cd) but not to cobalt (Co) in metal-sensitive mutant strains of budding yeast. It is demonstrated that the genome of A. halleri contains at least four copies of AhHMA3, AhHMA3-1 to AhHMA3-4. A copy-specific real-time RT-PCR indicated that an AhHMA3-1 related gene copy is the source of the constitutively high transcript level in A. halleri and not a gene copy similar to AhHMA3-2 or AhHMA3-4. In accordance with the enhanced AtHMA3mRNA transcript level in A. thaliana roots, an AtHMA3 promoter-GUS gene construct mediated GUS activity predominantly in the vascular tissues of roots and not in shoots. However, the observed AhHMA3-1 and AhHMA3-2 promoter-mediated GUS activity in A. thaliana or A. halleri plants did not reflect the constitutively high expression of AhHMA3 in shoots of A. halleri. It is suggested that other factors e. g. characteristic sequence inserts within the first intron of AhHMA3-1 might enable a constitutively high expression. Moreover, the unknown promoter of the AhHMA3-3 gene copy could be the source of the constitutively high AhHMA3 transcript levels in A. halleri. In that case, the AhHMA3-3 sequence is predicted to be highly homologous to AhHMA3-1. The lack of solid localisation data for the AhHMA3 protein prevents a clear functional assignment. The provided data suggest several possible functions of the AhHMA3 protein: Like AtHMA2 and AtHMA4 it might be localised to the plasma membrane and could contribute to the efficient translocation of Zn from root to shoot and/or to the cell-to-cell distribution of Zn in the shoot. If localised to the vacuolar membrane, then a role in maintaining a low cytoplasmic zinc concentration by vacuolar zinc sequestration is possible. In addition, AhHMA3 might be involved in the delivery of zinc ions to trichomes and mesophyll leaf cells that are major zinc storage sites in A. halleri.
N2  - Pflanzen sind lebende Systeme, die nicht in der Lage sind ihren Standort sich ändernden Umweltbedingungen anzupassen. Infolgedessen weisen Pflanzen homöostatischeNetzwerke auf, welche die Mengen an intrazellulären Übergangsmetallen in einem sehr engen Konzentrationsbereich kontrollieren um somit Vergiftungs- oder Mangelerscheinungen zu vermeiden. Eine kleine Anzahl von Pflanzen ist hypertolerant gegenüber einem oder mehreren Übergangsmetallen. Einige wenige dieser metalltoleranten Pflanzen sind fähig Übergangsmetalle in beträchtlichen Mengen zu speichern, sprich zu hyperakkumulieren, ohne Vergiftungserscheinungen zu zeigen. Die Haller’sche Schaumkresse (Arabidopis halleri ssp. halleri (L.) O´KANE und AL´SHEHBAZ) aus der Familie der Kreuzblütler (Brassicaceae) ist ein solcher Hyperakkumulator für Zink (Zn). Sie ist nah verwandt mit der Modellpflanze Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana (L.) HEYNHOLD), die jedoch nicht-hypertolerant und nicht-hyperakkumulierend für Übergangsmetalle ist. Diese nahe Verwandtschaft erlaubt vergleichende Studien der molekularen Mechanismen, die Hypertoleranz und Hyperakkumulation zu Grunde liegen. Zu der Gruppe von Kandidatengenen, die möglicherweise von Bedeutung für die Zink-hypertoleranten und -hyperakkumulierenden Eigenschaften von A. halleri sind, gehört AhHMA3, ein Gen mit großer Ähnlichkeit zu AtHMA3 (AGI Nummer: At4g30120) aus A. thaliana. Es kodiert ein Protein aus der Familie transmembraner Übergangsmetall-Transportproteine, den P-typ IB ATPasen. Im Gegensatz zu den niedrigen AtHMA3 Transkriptmengen in A. thaliana wird das AhHMA3 Gen in A. halleri in Gegenwart verschiedener Zn Konzentrationen konstitutiv hoch exprimiert, insbesondere im Spross der Pflanze. Diese Arbeit beschreibt die Klonierung und Charakterisierung des HMA3 Gens und seines Promoters aus A. halleri und A. thaliana. Es wurde gezeigt, dass heterolog exprimiertes AhHMA3 Protein in metallsensitiven Hefestämmen eine erhöhte Toleranz gegenüber Zink und zu einem geringen Grad gegenüber Kadmium (Cd) jedoch nicht gegenüber Kobalt (Co) vermittelt.Weiterhin wurden im Genom von A. halleri mindestens vier AhHMA3 Genkopien, AhHMA3-1 bis AhHMA3-4, nachgewiesen. Eine Genkopie-spezifische Echtzeit-RT-PCR (real-time RT-PCR) deutete darauf hin, dass eine zu AhHMA3-1 und nicht zu AhHMA3-2 oder AhHMA3-4 ähnliche Genkopie die Quelle der konstitutiv hohen Transkriptmengen in A. halleri ist. In Übereinstimmung mit erhöhten mRNS Transkriptmengen inWurzeln von A. thaliana, vermittelte ein AtHMA3 Promoter-GUS (ß-Glucuronidase) Genkonstrukt GUS-Aktivität hauptsächlich in den Leitgeweben der Wurzeln jedoch nicht des Sprosses. Die vermittelte GUS-Aktivität durch Promoterfragmente von AhHMA3-1 und AhHMA3-2 in A. thaliana oder A. halleri Pflanzen spiegelte jedoch nicht die konstitutiv hohe AhHMA3 Expression im Spross von A. halleri wieder. Es wird vermutet, dass andere Faktoren die konstitutiv hohe Expression ermöglichen wie zum Beispiel die gefundenen kopiespezifischen Sequenzinsertionen innerhalb des ersten AhHMA3-1 Introns. Weiterhin ist es denkbar, dass der unbekannte Promoter der AhHMA3-3 Genkopie die Quelle der konstitutiv hohen AhHMA3 Transkriptmengen ist. In diesem Fall wird eine sehr hohe Ähnlichkeit zwischen den Sequenzen von AhHMA3-3 und der AhHMA3-1 vorhergesagt. Es konnten keine deutlichen Ergebnisse zur intrazellulären Lokalisierung gemacht werden, die eine exakte Einordnung der Funktion des AhHMA3 Proteins erlauben würden. Die bisher ermittelten Ergebnisse schlagen jedoch mehrere mögliche Funktionen für AhHMA3 vor: Ähnlich den AhHMA3 homologen Proteinen, AtHMA2 und AtHMA4, könnte AhHMA3 in der Plasmamembran der Zelle sitzen und dort zur effizienten Translokation von Zink aus der Wurzel in den Spross und/oder zur Zell-zu-Zell Verteilung von Zn im Spross beitragen. Falls AhHMA3 in der Membran der Vakuole sitzt, könnte es eine Rolle bei der Aufrechterhaltung niedriger zytoplasmatischer Zinkkonzentrationen durch vakuoläre Zinksequestrierung spielen. Zusätzlich ist es denkbar, dass AhHMA3 an der Abgabe von Zinkionen an Trichome und Blattmesophyllzellen beteiligt ist, die die Haupteinlagerungsorte für Zink in A. halleri darstellen.
KW  - P-Typ ATPase
KW  - Übergangsmetalle
KW  - Hyperakkumulation
KW  - Zink
KW  - HMA
KW  - p-type ATPase
KW  - transition metals
KW  - hyperaccumulation
KW  - zinc
KW  - HMA
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15259
ER  - 
TY  - THES
A1  - Trappmann, Henryk
T1  - Arborescent numbers : higher arithmetic operations and division trees
T1  - Baumartige Zahlen : höhere arithmetische Operationen und Divisionsbäume
N2  - The overall program "arborescent numbers" is to similarly perform the constructions from the natural numbers (N) to the positive fractional numbers (Q+) to positive real numbers (R+) beginning with (specific) binary trees instead of natural numbers. N can be regarded as the associative binary trees. The binary trees B and the left-commutative binary trees P allow the hassle-free definition of arbitrary high arithmetic operations (hyper ... hyperpowers). To construct the division trees the algebraic structure "coppice" is introduced which is a group with an addition over which the multiplication is right-distributive. Q+ is the initial associative coppice. The present work accomplishes one step in the program "arborescent numbers". That is the construction of the arborescent equivalent(s) of the positive fractional numbers. These equivalents are the "division binary trees" and the "fractional trees". A representation with decidable word problem for each of them is given. The set of functions f:R1->R1 generated from identity by taking powers is isomorphic to P and can be embedded into a coppice by taking inverses.
N2  - Baumartige Zahlen und höhere arithmetische Operationen Von Schülern und Laienmathematikern wird oft die Frage gestellt, warum nach den Operationen Addition (1. Stufe), Multiplikation (2. Stufe), Potenzieren (3. Stufe) keine Operationen der 4. oder höheren Stufen betrachtet werden. Jede Operation der nächsthöheren Stufe ist die Wiederholung der vorhergehenden Operation, z.B. n * x = x + x + ... + x x^n = x * x * ... * x Das offensichtliche Problem mit der Wiederholung des Potenzierens besteht darin, dass das Potenzieren nicht assoziativ ist und es somit mehrere Klammerungsmöglichkeiten für die Wiederholung dieser Operation gibt. Wählt man eine spezifische Klammerungsmöglichkeit aus, z.B. x^^n = (x^(x^(x^(......)))), gibt es jedoch wieder verschiedene Möglichkeiten, diese Operation auf rationale oder reelle n fortzusetzen. In der Tat kann man im Internet verschiedene solcher Fortsetzungen beschrieben finden und keine scheint besonders ausgezeichnet zu sein. Das ganze Dilemma der verschiedenen Klammerungen kann man jedoch überwinden, in dem man den Zahlenbereich abstrakter macht. So dass statt nur der Anzahl auch eine Klammerungsstruktur in einer Zahl kodiert wird. Die ganz natürliche Verallgemeinerung der natürlichen Zahlen in dieser Hinsicht sind die Binärbäume. Und in der Tat lassen sich die 4. und höhere Operationen in einer eindeutigen Weise auf den Binärbäumen erklären. Vielmehr stellt sich sogar heraus, dass die Binärbäume zu viel Information mit sich tragen, wenn es nur darum geht, die höheren Operationen zu definieren. Es gibt eine Spezialisierung der Binärbäume, die aber allgemeiner als die natürlichen Zahlen (die die assoziative Spezialisierung der Binärbäume sind) ist, und die die passende Informationsmenge zur Definition der höheren Operationen kodiert. Dies sind die so genannten linkskommutativen Binärbäume. Es stellt sich heraus, dass die (linkskommutativen) Binärbäume viele Eigenschaften der natürlichen Zahlen teilen, so z.B. die Assoziativität der Multiplikation (die Operation der 2. Stufe) und eine eindeutige Primzahlzerlegung. Dies motiviert die Frage, ob man die Erweiterungskonstruktionen der Zahlen: „natürliche Zahlen zu gebrochenen Zahlen“ (macht die Multiplikation umkehrbar) „gebrochene Zahlen zu positiven reellen Zahlen“ (macht das Potenzieren umkehrbar und erlaubt Grenzwertbildung) auch ausgehend von (linkskommutativen) Binärbäumen vornehmen kann. In der vorliegenden Arbeit wird (neben unzähligen anderen Resultaten) gezeigt, dass die Zahlenbereichserweiterung „natürliche Zahlen zu gebrochenen Zahlen“ auch analog für (linkskommutative) Binärbäume möglich ist. Das Ergebnis dieser Konstruktion sind die Divisionsbinärbäume (bzw. die gebrochenen Bäume). Letztere lassen sich unerwartet in der Form von Brüchen darstellen, sind jedoch als Verallgemeinerung der gebrochenen Zahlen sehr viel komplexer als dieser. (Das kann man live nachprüfen mit dem dafür erstellten Online-Rechner für gebrochene Bäume (auf englisch): http://math.eretrandre.org/cgi-bin/ftc/ftc.pl ) Damit wird ein Programm „baumartige Zahlen“ gestartet, indem es darum geht, auch die Erweiterung „gebrochene Zahlen zu positiven reellen Zahlen“ für die Divisionsbinärbäume (bzw. die gebrochenen Bäume) durchzuführen, wobei die höheren Operationen auf dieser Erweiterung definiert werden könnten und umkehrbar sein müssten. Ob dies wirklich möglich ist, ist derzeit unklar (neben diversen anderen direkt aus der Dissertation sich ergebenden Fragen) und eröffnet damit ein enorm umfangreiches Feld für weitere Forschungen.
KW  - Tetration
KW  - höhere Operationen
KW  - strukturierte Zahlen
KW  - Divisionsbäume
KW  - tetration
KW  - higher operations
KW  - structured numbers
KW  - division trees
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15247
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TY  - THES
A1  - Förster, Hannah
T1  - Rationing & Bayesian expectations with application to the labour market
T1  - Rationierung und Bayesianische Erwartungen mit Anwendung auf den Arbeitsmarkt
N2  - The first goal of the present work focuses on the need for different rationing methods of the The Global Change and Financial Transition (GFT) work- ing group at the Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK): I provide a toolbox which contains a variety of rationing methods to be ap- plied to micro-economic disequilibrium models of the lagom model family. This toolbox consists of well known rationing methods, and of rationing methods provided specifically for lagom. To ensure an easy application the toolbox is constructed in modular fashion. The second goal of the present work is to present a micro-economic labour market where heterogenous labour suppliers experience consecu- tive job opportunities and need to decide whether to apply for employ- ment. The labour suppliers are heterogenous with respect to their qualifi- cations and their beliefs about the application behaviour of their competi- tors. They learn simultaneously – in Bayesian fashion – about their individ- ual perceived probability to obtain employment conditional on application (PPE) by observing each others’ application behaviour over a cycle of job opportunities.
N2  - In vorliegender Arbeit beschäftige ich mich mit zwei Dingen. Zum einen entwickle ich eine Modellierungstoolbox, die verschiedene Rationierungs- methoden enthält. Diese Rationierungsmethoden sind entweder aus der Literatur bekannt, oder wurden speziell für die lagom Modellfamilie ent- wickelt. Zum anderen zeige ich, dass man mit Hilfe von Rationierungsmetho- den aus der Modellierungstoolbox einen fiktiven Arbeitsmarkt modellie- ren kann. Auf diesem agieren arbeitssuchende Agenten, die heterogen im Bezug auf ihre Qualifikation und ihre Vorstellungen über das Bewerbungs- verhalten ihrer Konkurrenten sind. Sie erfahren aufeinanderfolgende Job- angebote und beobachten das Bewerbungsverhalten ihrer Konkurrenten, um in Bayesianischer Weise über ihre individuelle Wahrscheinlichkeit eine Stelle zu erhalten zu lernen.
KW  - Rationierung
KW  - Ungleichgewicht
KW  - Bayes
KW  - Interaktion
KW  - Lernprozesse
KW  - rationing
KW  - bayesian inference
KW  - learning processes
KW  - disequilibrium
KW  - agent interaction
Y1  - 2006
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15217
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TY  - BOOK
A1  - Gutlederer, Erwin Johann
T1  - On the morphology of vesicles. - [überarb. Diss.]
N2  - This dissertation contains theoretical investigations on the morphology and statistical mechanics of vesicles. The shapes of homogeneous fluid vesicles and inhomogeneous vesicles with fluid and solid membrane domains are calculated. The influence of thermal fluctuations is investigated. The obtained results are valid on mesoscopic length scales and are based on a geometrical membrane model, where the vesicle membrane is described as either a static or a thermal fluctuating surface. The thesis consists of three parts. In the first part, homogeneous vesicles are considered. The focus in this part is on the thermally induced morphological transition between vesicles with prolate and oblate shape. With the help of Monte Carlo simulations, the free energy profile of these vesicles is determined. It can be shown that the shape transformation between prolate and oblate vesicles proceeds continuously and is not hampered by a free energy barrier. The second and third part deal with inhomogeneous vesicles which contain intramembrane domains. These investigations are motivated by experimental results on domain formation in single or multicomponent vesicles, where phase separation occurs and different membrane phases coexist. The resulting domains differ with regard to their membrane structure (solid, fluid). The membrane structure has a distinct effect on the form of the domain and the morphology of the vesicle. In the second part, vesicles with coexisting solid and fluid membrane domains are studied, while the third part addresses vesicles with coexisting fluid domains. The equilibrium morphology of vesicles with simple and complex domain forms, derived through minimisation of the membrane energy, is determined as a function of material parameters. The results are summarised in morphology diagrams. These diagrams show previously unknown morphological transitions between vesicles with different domain shapes. The impact of thermal fluctuations on the vesicle and the form of the domains is investigated by means of Monte Carlo simulations.
N2  - Die vorliegende Arbeit enthält theoretische Untersuchungen zur Morphologie und statistischen Mechanik von Vesikeln. Es wird die Gestalt homogener fluider Vesikel und inhomogener Vesikel mit fluiden und festen Membrandomänen berechnet. Der Einfluss thermischer Fluktuationen wird untersucht. Die erzielten Ergebnisse beziehen sich auf mesoskopische Längenskalen und basieren auf einem geometrischen Membranmodell, in welchem die Vesikelmembran als statische, beziehungsweise thermisch fluktuierende Fläche beschrieben wird. Die Arbeit besteht aus drei Teilen. Im ersten Teil werden homogene fluide Vesikel betrachtet. Das Interesse gilt dem thermisch induzierten Morphologieübergang zwischen prolaten und oblaten Vesikelformen. Mit Hilfe von Monte-Carlo-Simulationen wird ein freies Energieprofil für diese Vesikel ermittelt. Es kann gezeigt werden, dass die Formumwandlung zwischen prolaten und oblaten Formen kontinuierlich verläuft und mit keiner freien Energiebarriere verbunden ist. Der zweite und dritte Teil beschäftigt sich mit inhomogenen Vesikeln, die intramembrane Domänen enthalten. Ausgangspunkt und Motivation der Berechnungen sind experimentelle Studien über Domänbildung in ein- oder mehrkomponentigen Vesikelmembranen, bei denen Phasentrennung stattfindet und unterschiedliche Membranphasen koexistieren. Die dabei auftretenden Domänen unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Membranstruktur (fest, fluid). Diese beeinflusst die Form der Domäne und des gesamten Vesikels auf entscheidende Weise. Im zweiten Teil werden Vesikel untersucht, bei denen feste und fluide Membrandomänen koexistieren, Teil drei widmet sich Vesikeln mit zwei koexistierenden fluiden Membranphasen. In Abhängigkeit von Materialparametern werden durch Minimierung der Membranenergie die Grundzustandsformen von Vesikeln mit einfachen und komplexen Domänenformen bestimmt. Die Ergebnisse werden in Morphologiediagrammen zusammengefasst. Dabei werden bisher unbekannte Morphologieübergänge zwischen Vesikeln mit unterschiedlichen Domänformen beobachtet. Die Auswirkungen thermischer Fluktuationen auf die Vesikel und die Form ihrer Domänen werden mittels Monte-Carlo-Simulationen untersucht.
KW  - Vesikel
KW  - Membran
KW  - Domänen
KW  - vesicle
KW  - membrane
KW  - domains
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15065
ER  - 
TY  - THES
A1  - Popp, Alexander
T1  - An integrated modelling approach for sustainable management of semi-arid and arid rangelands
T1  - Ein integrativer Modellierungsansatz für ein nachhaltiges Management semi-arider und arider Beweidungsgebiete
N2  - The need to develop sustainable resource management strategies for semi-arid and arid rangelands is acute as non-adapted grazing strategies lead to irreversible environmental problems such as desertification and associated loss of economic support to society. In such vulnerable ecosystems, successful implementation of sustainable management strategies depends on well-founded under-standing of processes at different scales that underlay the complex system dynamic. There is ample evidence that, in contrast to traditional sectoral approaches, only interdisciplinary research does work for resolving problems in conservation and natural resource management. In this thesis I combined a range of modeling approaches that integrate different disciplines and spatial scales in order to contribute to basic guidelines for sustainable management of semi-arid and arid range-lands. Since water availability and livestock management are seen as most potent determinants for the dynamics of semi-arid and arid ecosystems I focused on (i) the interaction of ecological and hydro-logical processes and (ii) the effect of farming strategies. First, I developed a grid-based and small-scaled model simulating vegetation dynamics and inter-linked hydrological processes. The simulation results suggest that ecohydrological interactions gain importance in rangelands with ascending slope where vegetation cover serves to obstruct run-off and decreases evaporation from the soil. Disturbances like overgrazing influence these positive feedback mechanisms by affecting vegetation cover and composition. In the second part, I present a modeling approach that has the power to transfer and integrate ecological information from the small scale vegetation model to the landscape scale, most relevant for the conservation of biodiversity and sustainable management of natural resources. I combined techniques of stochastic modeling with remotely sensed data and GIS to investigate to which ex-tent spatial interactions, like the movement of surface water by run-off in water limited environments, affect ecosystem functioning at the landscape scale. My simulation experiments show that overgrazing decreases the number of vegetation patches that act as hydrological sinks and run-off increases. The results of both simulation models implicate that different vegetation types should not only be regarded as provider of forage production but also as regulator of ecosystem functioning. Vegetation patches with good cover of perennial vegetation are capable to catch and conserve surface run-off from degraded surrounding areas. Therefore, downstream out of the simulated system is prevented and efficient use of water resources is guaranteed at all times. This consequence also applies to commercial rotational grazing strategies for semi-arid and arid rangelands with ascending slope where non-degraded paddocks act as hydrological sinks. Finally, by the help of an integrated ecological-economic modeling approach, I analyzed the relevance of farmers’ ecological knowledge for longterm functioning of semi-arid and arid grazing systems under current and future climatic conditions. The modeling approach consists of an ecological and an economic module and combines relevant processes on either level. Again, vegetation dynamics and forage productivity is derived by the small-scaled vegetation model. I showed that sustainable management of semi-arid and arid rangelands relies strongly on the farmers’ knowledge on how the ecosystem works. Furthermore, my simulation results indicate that the projected lower annual rainfall due to climate change in combination with non-adapted grazing strategies adds an additional layer of risk to these ecosystems that are already prone to land degradation. All simulation models focus on the most essential factors and ignore specific details. Therefore, even though all simulation models are parameterized for a specific dwarf shrub savanna in arid southern Namibia, the conclusions drawn are applicable for semi-arid and arid rangelands in general.
N2  - Nachhaltige Managementstrategien für semi-aride und aride Beweidungsgebiete sind äusserst bedeutend, da ein nicht nachhaltiges Management sehr schnell zu irreversiblen Umweltproblemen und damit verbundenem Verlust der ökonomischen Prosperität führt. Obwohl Wasserverfügbarkeit und Viehmanagement als die bedeutendsten Faktoren für die Dynamik semi-arider und arider Ökosysteme angesehen werden, ist deren Einfluss und Interaktion nicht genügend erforscht. Ziel der Dissertation war, das Wissen über diese Prozesse zu erweitern, um grundsätzliche Richtlinien für die nachhaltige Nutzung semi-arider und arider Beweidungsgebiete zu erstellen. Hierfür habe ich in dieser Arbeit, die aus drei aufeinander aufbauenden Teilen besteht, mehrere Modellierungstechniken kombiniert. Für den ersten Teil meiner Arbeit habe ich ein gitterbasiertes und kleinskaliges Modell entwickelt, welches die Vegetationsdynamik und damit verbundene hydrologische Prozesse wie Oberflächenabfluss und Evaporation simuliert. Da Entscheidungen zur nachhaltigen Nutzung von Resourcen auf der Landschaftsebene getroffen werden, stelle ich im zweiten Teil der Arbeit eine neue Methode vor, mit deren Hilfe man diese kleinskaligen ökologischen Informationen auf die Landschaftsebene übertragen kann. Um zu untersuchen wie Oberflächenabfluss das Funktionieren von Ökosystemen auf Landschaftsebene beeinflusst, habe ich Techniken der stochastischen Modellierung mit Techniken der Fernerkundung und GIS kombiniert.. Die Ergebnisse beider Simulationsmodelle implizieren, dass öko-hydrologische Interaktionen in Beweidungsgebieten mit ausgeprägter Topographie von Bedeutung sind. Verschiedene Vegetationstypen sollten nicht nur als Futterquelle für die Weidetiere betrachtet werden, sondern auch bezüglich ihrer Bedeutung als Regler der Ökosystemfunktion. Vegetationsbestände mit einem hohen Bedeckungsgrad an perennierender Vegetation können Oberflächenabfluss aus degradierten benachbarten Gebieten abfangen. Störungen wie Überweidung beeinflussen diesen positiven Rückkopplungsmechanismus negativ, indem sie Vegetationsbedeckung und -zusammensetzung verändern. Im letzten Teil der Arbeit habe ich mit Hilfe eines ökologisch-ökonomischen Simulationsmodells die Bedeutung des ökologischen Verständnisses der Farmer für ein langfristiges Funktionieren von semi-ariden und ariden Beweidungssystemen unter aktuellen und prognostizierten klimatischen Bedingungen untersucht. Auch hier wird die Vegetationsdynamik und – produktivität beider Module mit Hilfe des kleinskaligen Vegetationsmodells abgeleitet. Die Ergebnisse zeigen, dass ein nachhaltiges Management semi-arider und arider Savannen sehr stark vom Verständnis der Farmer für die Funktionsweise des Ökosystems abhängt. Des Weiteren weist das Modell darauf hin, dass ein durch den prognostizierten Klimawandel reduzierter Jahresniederschlag in Kombination mit nicht-angepassten Beweidungsstrategien ein hohes Risiko für diese Ökosysteme darstellt. Meine Arbeit trägt zu einem besseren Verständnis grundlegender Prozesse der Ökosystemdynamik einer ariden Zwergstrauchsavanne im südlichen Namibia bei. Da sich alle drei Simulationsmodelle auf grundlegende Faktoren konzentrieren und spezifische Details ignorieren, können die Schlussfolgerungen auch auf andere semi-aride und aride Beweidungsgebiete übertragen werden.
KW  - Simulationsmodell
KW  - nachhaltige Landnutzung
KW  - Klimawandel
KW  - arid
KW  - simulation model
KW  - sustainable management
KW  - climate change
KW  - arid
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15103
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TY  - THES
A1  - Adelhelm, Philipp
T1  - Novel carbon materials with hierarchical porosity : templating strategies and advanced characterization
T1  - Neue Kohlenstoffmaterialien mit hierarchischer Porosität : Strategien der Templatierung und erweiterte Charakterisierung
N2  - The aim of this work was the generation of carbon materials with high surface area, exhibiting a hierarchical pore system in the macro- and mesorange. Such a pore system facilitates the transport through the material and enhances the interaction with the carbon matrix (macropores are pores with diameters > 50 nm, mesopores between 2 – 50 nm). Thereto, new strategies for the synthesis of novel carbon materials with designed porosity were developed that are in particular useful for the storage of energy. Besides the porosity, it is the graphene structure itself that determines the properties of a carbon material. Non-graphitic carbon materials usually exhibit a quite large degree of disorder with many defects in the graphene structure, and thus exhibit inherent microporosity (d < 2nm). These pores are traps and oppose reversible interaction with the carbon matrix. Furthermore they reduce the stability and conductivity of the carbon material, which was undesired for the proposed applications. As one part of this work, the graphene structures of different non-graphitic carbon materials were studied in detail using a novel wide-angle x-ray scattering model that allowed precise information about the nature of the carbon building units (graphene stacks). Different carbon precursors were evaluated regarding their potential use for the synthesis shown in this work, whereas mesophase pitch proved to be advantageous when a less disordered carbon microstructure is desired. By using mesophase pitch as carbon precursor, two templating strategies were developed using the nanocasting approach. The synthesized (monolithic) materials combined for the first time the advantages of a hierarchical interconnected pore system in the macro- and mesorange with the advantages of mesophase pitch as carbon precursor. In the first case, hierarchical macro- / mesoporous carbon monoliths were synthesized by replication of hard (silica) templates. Thus, a suitable synthesis procedure was developed that allowed the infiltration of the template with the hardly soluble carbon precursor. In the second case, hierarchical macro- / mesoporous carbon materials were synthesized by a novel soft-templating technique, taking advantage of the phase separation (spinodal decomposition) between mesophase pitch and polystyrene. The synthesis also allowed the generation of monolithic samples and incorporation of functional nanoparticles into the material. The synthesized materials showed excellent properties as an anode material in lithium batteries and support material for supercapacitors.
N2  - Kohlenstoffmaterialien finden aufgrund ihrer Vielseitigkeit heute in den unterschiedlichsten Bereichen des täglichen Lebens ihren Einsatz. Bekannte Beispiele sind Kohlenstofffasern in Verbundwerkstoffen, Graphit als trockenes Schmiermittel, oder Aktivkohlen in Filtersystemen. Ferner wird Graphit als Elektrodenmaterial auch in Lithium-Ionen-Batterien verwendet. Wegen knapper werdender Ressourcen von Öl und Gas wurde in den letzten Jahren verstärkt an der Entwicklung neuer Materialien für die Speicherung von Wasserstoff und elektrischer Energie gearbeitet. Die Nanotechnologie ist dabei auch für neue Kohlenstoffmaterialien zukunftsweisend, denn sie stellt weitere Anwendungsmöglichkeiten in Aussicht. In dieser Arbeit wurden hierzu mittels des sogenannten Nanocastings neue Kohlenstoffmaterialien für Energieanwendungen, insbesondere zur Speicherung von elektrischer Energie entwickelt. Die Eigenschaften eines Kohlenstoffmaterials beruhen im Wesentlichen auf der Struktur des Kohlenstoffs im molekularen Bereich. Die in dieser Arbeit hergestellten Materialen bestehen aus nichtgraphitischem Kohlenstoff und wurden im ersten Teil der Arbeit mit den Methoden der Röntgenstreuung genau untersucht. Eine speziell für diese Art von Kohlenstoffen kürzlich entwickelte Modellfunktion wurde dazu an die experimentellen Streubilder angepasst. Das verwendete Modell basiert dabei auf den wesentlichen Strukturmerkmalen von nichtgraphitischem Kohlenstoff und ermöglichte von daher eine detaillierte Beschreibung der Materialien. Im Gegensatz zu den meisten nichtgraphitischen Kohlenstoffen konnte gezeigt werden, dass die Verwendung von Mesophasen-Pech als Vorläufersubstanz (Precursor) ein Material mit vergleichsweise geringem Grad an Unordnung ermöglicht. Solch ein Material erlaubt eine ähnlich reversible Einlagerung von Lithium-Ionen wie Graphit, weist aber gleichzeitig wegen des nichtgraphitischen Charakters eine deutlich höhere Speicherfähigkeit auf. Zur Beschreibung der Porosität eines Materials verwendet man die Begriffe der Makro-, Meso-, und Mikroporen. Die Aktivität eines Materials kann durch die Erhöhung der Oberfläche noch erheblich gesteigert werden. Hohe Oberflächen können insbesondere durch die Schaffung von Poren im Nanometerbereich erzielt werden. Um die Zugänglichkeit zu diesen Poren zu steigern, weist ein Material idealerweise zusätzlich ein kontinuierliches makroporöses Transportsystem (Porendurchmesser d > 50 nm) auf. Solch eine Art von Porosität über mehrere Größenordnungen wird allgemein als „hierarchische Porosität“ bezeichnet. Für elektrochemische Anwendungen sind sogenannte Mesoporen (d = 2 – 50 nm) relevant, da noch kleinere Poren (Mikroporen, d < 2 nm) z.B. zu einer irreversiblen Bindung von Lithium- Ionen führen können. Wird Mesophasen-Pech als Kohlenstoffprekursor verwendet, kann die Entstehung dieser Mikroporen verhindert werden. Im zweiten und dritten Teil der Arbeit konnte mit den Methoden des „Nanocastings“ zum ersten Mal die spezielle Struktur des Mesophasen-Pech basierenden Kohlenstoffmaterials mit den Vorteilen einer hierarchischen (makro- / meso-) Porosität kombiniert werden. Im ersten Syntheseverfahren wurde dazu ein sogenanntes „hartes Templat“ mit entsprechender Porosität aus Siliziumdioxid repliziert. Aufgrund der hohen Viskosität des Pechs und der geringen Löslichkeit wurde dazu ein Verfahren entwickelt, das die Infiltration des Templates auch auf der Nanometerebene ermöglicht. Das Material konnte in Form größerer Körper (Monolithen) hergestellt werden, die im Vergleich zu Pulvern eine bessere technische Verwendung ermöglichen. Im zweiten Syntheseverfahren konnte die Herstellung eines hierarchisch makro- / mesoporösen Kohlenstoffmaterials erstmals mittels eines weichen Templates (organisches Polymer) erreicht werden. Die einfache Entfernung von weichen Templaten durch eine geeignete Temperaturbehandlung, macht dieses Verfahren im Vergleich zu hart templatierten Materialien kostengünstiger und stellt eine technische Umsetzung in Aussicht. Desweiteren erlaubt das Syntheseverfahren die Herstellung von monolithischen Körpern und die Einbindung funktionaler Nanopartikel. Die hergestellten Materialien zeigen exzellente Eigenschaften als Elektrodenmaterial in Lithium-Ionen-Batterien und als Trägermaterial für Superkondensatoren.
KW  - Mesoporosität
KW  - hierarchische Porosität
KW  - weiche und harte Templatierung
KW  - Kohlenstoffmaterialien
KW  - Weitwinkelröntgenstreuung
KW  - Mesoporosity
KW  - hierarchical porosity
KW  - soft and hard templating
KW  - carbon materials
KW  - wide-angle x-ray scattering
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15053
ER  - 
TY  - THES
A1  - Goldobin, Denis S.
T1  - Coherence and synchronization of noisy-driven oscillators
T1  - Kohärenz und Synchronisation verrauschter Oszillatoren
N2  - In the present dissertation paper we study problems related to synchronization phenomena in the presence of noise which unavoidably appears in real systems. One part of the work is aimed at investigation of utilizing delayed feedback to control properties of diverse chaotic dynamic and stochastic systems, with emphasis on the ones determining predisposition to synchronization. Other part deals with a constructive role of noise, i.e. its ability to synchronize identical self-sustained oscillators. First, we demonstrate that the coherence of a noisy or chaotic self-sustained oscillator can be efficiently controlled by the delayed feedback. We develop the analytical theory of this effect, considering noisy systems in the Gaussian approximation. Possible applications of the effect for the synchronization control are also discussed. Second, we consider synchrony of limit cycle systems (in other words, self-sustained oscillators) driven by identical noise. For weak noise and smooth systems we proof the purely synchronizing effect of noise. For slightly different oscillators and/or slightly nonidentical driving, synchrony becomes imperfect, and this subject is also studied. Then, with numerics we show moderate noise to be able to lead to desynchronization of some systems under certain circumstances. For neurons the last effect means “antireliability” (the “reliability” property of neurons is treated to be important from the viewpoint of information transmission functions), and we extend our investigation to neural oscillators which are not always limit cycle ones. Third, we develop a weakly nonlinear theory of the Kuramoto transition (a transition to collective synchrony) in an ensemble of globally coupled oscillators in presence of additional time-delayed coupling terms. We show that a linear delayed feedback not only controls the transition point, but effectively changes the nonlinear terms near the transition. A purely nonlinear delayed coupling does not affect the transition point, but can reduce or enhance the amplitude of collective oscillations.
N2  - In dieser Dissertation werden Synchronisationsphänomene im Vorhandensein von Rauschen studiert. Ein Ziel dieser Arbeit besteht in der Untersuchung der Anwendbarkeit verzögerter Rückkopplung zur Kontrolle von bestimmten Eigenschaften chaotischer oder stochastischer Systeme. Der andere Teil beschäftigt sich mit den konstruktiven Eigenschaften von Rauschen. Insbesondere wird die Möglichkeit, identische selbsterregte Oszillatoren zu synchronisieren untersucht. Als erstes wird gezeigt, dass Kohärenz verrauschter oder chaotischer Oszillatoren durch verzögertes Rückkoppeln kontrolliert werden kann. Es wird eine analytische Beschreibung dieses Phänomens in verrauschten Systemen entwickelt. Außerdem werden mögliche Anwendungen im Zusammenhang mit Synchronisationskontrolle vorgestellt und diskutiert. Als zweites werden Oszillatoren unter dem Einfluss von identischem Rauschen betrachtet. Für schwaches Rauschen und genügend glatte Systeme wird bewiesen, das Rauschen zu Synchronisation führt. Für leicht unterschiedliche Oszillatoren und leicht unterschiedliches Rauschen wird die Synchronisation unvollständig. Dieser Effekt wird auch untersucht. Dann wird mit Hilfe von Numerik gezeigt, dass moderates Rauschen zur Desynchronisierung von bestimmten Systemen führen kann. Dieser Effekt wird auch in neuronalen Oszillatoren untersucht, welche nicht unbedingt Grenzzyklen besitzen müssen. Im dritten Teil wird eine schwache nichtlineare Theorie des Kuramoto-Übergangs, dem Übergang zur kollektiven Synchronisation, in einem Ensemble von global gekoppelten Oszillatoren mit zusätzlichen zeitverzögerten Kopplungstermen entwickelt. Es wird gezeigt, dass lineare Rückkopplung nicht nur den Übergangspunkt bestimmt, sondern auch die nichtlinearen Terme in der Nähe des Übergangs entscheidend verändert. Eine rein nichtlineare Rückkopplung verändert den Übergang nicht, kann aber die Amplitude der kollektiven Oszillationen vergrößern oder verringern.
KW  - Rauschen
KW  - Chaos
KW  - Phasendiffusion
KW  - Neuronsreliabilität
KW  - Synchronisation
KW  - Noise
KW  - Chaos
KW  - Phase Diffusion
KW  - Reliability of Neurons
KW  - Synchronization
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15047
ER  - 
TY  - THES
A1  - Ong, James Kwan Yau
T1  - The predictability problem
T1  - Das Vorhersagbarkeitsproblem
N2  - Wir versuchen herauszufinden, ob das subjektive Maß der Cloze-Vorhersagbarkeit mit der Kombination objektiver Maße (semantische und n-gram-Maße) geschätzt werden kann, die auf den statistischen Eigenschaften von Textkorpora beruhen. Die semantischen Maße werden entweder durch Abfragen von Internet-Suchmaschinen oder durch die Anwendung der Latent Semantic Analysis gebildet, während die n-gram-Wortmaße allein auf den Ergebnissen von Internet-Suchmaschinen basieren. Weiterhin untersuchen wir die Rolle der Cloze-Vorhersagbarkeit in SWIFT, einem Modell der Blickkontrolle, und wägen ab, ob andere Parameter den der Vorhersagbarkeit ersetzen können. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass ein computationales Modell, welches Vorhersagbarkeitswerte berechnet, nicht nur Maße beachten muss, die die Relatiertheit eines Wortes zum Kontext darstellen; das Vorhandensein eines Maßes bezüglich der Nicht-Relatiertheit ist von ebenso großer Bedeutung. Obwohl hier jedoch nur Relatiertheits-Maße zur Verfügung stehen, sollte SWIFT ebensogute Ergebnisse liefern, wenn wir Cloze-Vorhersagbarkeit mit unseren Maßen ersetzen.
N2  - We try to determine whether it is possible to approximate the subjective Cloze predictability measure with two types of objective measures, semantic and word n-gram measures, based on the statistical properties of text corpora. The semantic measures are constructed either by querying Internet search engines or by applying Latent Semantic Analysis, while the word n-gram measures solely depend on the results of Internet search engines. We also analyse the role of Cloze predictability in the SWIFT eye movement model, and evaluate whether other parameters might be able to take the place of predictability. Our results suggest that a computational model that generates predictability values not only needs to use measures that can determine the relatedness of a word to its context; the presence of measures that assert unrelatedness is just as important. In spite of the fact, however, that we only have similarity measures, we predict that SWIFT should perform just as well when we replace Cloze predictability with our measures.
KW  - Cloze-Vorhersagbarkeit
KW  - Blickbewegungen
KW  - Latente-Semantische-Analyse
KW  - Wort-n-Gramme-Wahrscheinlichkeit
KW  - Ähnlichkeit-Masse
KW  - Cloze predictability
KW  - eye movements
KW  - Latent Semantic Analysis
KW  - word n-gram probability
KW  - similarity measures
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15025
ER  - 
TY  - THES
A1  - Prohaska, Steffen
T1  - Skeleton-based visualization of massive voxel objects with network-like architecture
T1  - Skelettbasierte Visualisierung großer Voxel-Objekte mit netzwerkartiger Architektur
N2  - This work introduces novel internal and external memory algorithms for computing voxel skeletons of massive voxel objects with complex network-like architecture and for converting these voxel skeletons to piecewise linear geometry, that is triangle meshes and piecewise straight lines. The presented techniques help to tackle the challenge of visualizing and analyzing 3d images of increasing size and complexity, which are becoming more and more important in, for example, biological and medical research. Section 2.3.1 contributes to the theoretical foundations of thinning algorithms with a discussion of homotopic thinning in the grid cell model. The grid cell model explicitly represents a cell complex built of faces, edges, and vertices shared between voxels. A characterization of pairs of cells to be deleted is much simpler than characterizations of simple voxels were before. The grid cell model resolves topologically unclear voxel configurations at junctions and locked voxel configurations causing, for example, interior voxels in sets of non-simple voxels. A general conclusion is that the grid cell model is superior to indecomposable voxels for algorithms that need detailed control of topology. Section 2.3.2 introduces a noise-insensitive measure based on the geodesic distance along the boundary to compute two-dimensional skeletons. The measure is able to retain thin object structures if they are geometrically important while ignoring noise on the object's boundary. This combination of properties is not known of other measures. The measure is also used to guide erosion in a thinning process from the boundary towards lines centered within plate-like structures. Geodesic distance based quantities seem to be well suited to robustly identify one- and two-dimensional skeletons. Chapter 6 applies the method to visualization of bone micro-architecture. Chapter 3 describes a novel geometry generation scheme for representing voxel skeletons, which retracts voxel skeletons to piecewise linear geometry per dual cube. The generated triangle meshes and graphs provide a link to geometry processing and efficient rendering of voxel skeletons. The scheme creates non-closed surfaces with boundaries, which contain fewer triangles than a representation of voxel skeletons using closed surfaces like small cubes or iso-surfaces. A conclusion is that thinking specifically about voxel skeleton configurations instead of generic voxel configurations helps to deal with the topological implications. The geometry generation is one foundation of the applications presented in Chapter 6. Chapter 5 presents a novel external memory algorithm for distance ordered homotopic thinning. The presented method extends known algorithms for computing chamfer distance transformations and thinning to execute I/O-efficiently when input is larger than the available main memory. The applied block-wise decomposition schemes are quite simple. Yet it was necessary to carefully analyze effects of block boundaries to devise globally correct external memory variants of known algorithms. In general, doing so is superior to naive block-wise processing ignoring boundary effects. Chapter 6 applies the algorithms in a novel method based on confocal microscopy for quantitative study of micro-vascular networks in the field of microcirculation.
N2  - Die vorliegende Arbeit führt I/O-effiziente Algorithmen und Standard-Algorithmen zur Berechnung von Voxel-Skeletten aus großen Voxel-Objekten mit komplexer, netzwerkartiger Struktur und zur Umwandlung solcher Voxel-Skelette in stückweise-lineare Geometrie ein. Die vorgestellten Techniken werden zur Visualisierung und Analyse komplexer drei-dimensionaler Bilddaten, beispielsweise aus Biologie und Medizin, eingesetzt. Abschnitt 2.3.1 leistet mit der Diskussion von topologischem Thinning im Grid-Cell-Modell einen Beitrag zu den theoretischen Grundlagen von Thinning-Algorithmen. Im Grid-Cell-Modell wird ein Voxel-Objekt als Zellkomplex dargestellt, der aus den Ecken, Kanten, Flächen und den eingeschlossenen Volumina der Voxel gebildet wird. Topologisch unklare Situationen an Verzweigungen und blockierte Voxel-Kombinationen werden aufgelöst. Die Charakterisierung von Zellpaaren, die im Thinning-Prozess entfernt werden dürfen, ist einfacher als bekannte Charakterisierungen von so genannten "Simple Voxels". Eine wesentliche Schlussfolgerung ist, dass das Grid-Cell-Modell atomaren Voxeln überlegen ist, wenn Algorithmen detaillierte Kontrolle über Topologie benötigen. Abschnitt 2.3.2 präsentiert ein rauschunempfindliches Maß, das den geodätischen Abstand entlang der Oberfläche verwendet, um zweidimensionale Skelette zu berechnen, welche dünne, aber geometrisch bedeutsame, Strukturen des Objekts rauschunempfindlich abbilden. Das Maß wird im weiteren mit Thinning kombiniert, um die Erosion von Voxeln auf Linien zuzusteuern, die zentriert in plattenförmigen Strukturen liegen. Maße, die auf dem geodätischen Abstand aufbauen, scheinen sehr geeignet zu sein, um ein- und zwei-dimensionale Skelette bei vorhandenem Rauschen zu identifizieren. Eine theoretische Begründung für diese Beobachtung steht noch aus. In Abschnitt 6 werden die diskutierten Methoden zur Visualisierung von Knochenfeinstruktur eingesetzt. Abschnitt 3 beschreibt eine Methode, um Voxel-Skelette durch kontrollierte Retraktion in eine stückweise-lineare geometrische Darstellung umzuwandeln, die als Eingabe für Geometrieverarbeitung und effizientes Rendering von Voxel-Skeletten dient. Es zeigt sich, dass eine detaillierte Betrachtung der topologischen Eigenschaften eines Voxel-Skeletts einer Betrachtung von allgemeinen Voxel-Konfigurationen für die Umwandlung zu einer geometrischen Darstellung überlegen ist. Die diskutierte Methode bildet die Grundlage für die Anwendungen, die in Abschnitt 6 diskutiert werden. Abschnitt 5 führt einen I/O-effizienten Algorithmus für Thinning ein. Die vorgestellte Methode erweitert bekannte Algorithmen zur Berechung von Chamfer-Distanztransformationen und Thinning so, dass diese effizient ausführbar sind, wenn die Eingabedaten den verfügbaren Hauptspeicher übersteigen. Der Einfluss der Blockgrenzen auf die Algorithmen wurde analysiert, um global korrekte Ergebnisse sicherzustellen. Eine detaillierte Analyse ist einer naiven Zerlegung, die die Einflüsse von Blockgrenzen vernachlässigt, überlegen. In Abschnitt 6 wird, aufbauend auf den I/O-effizienten Algorithmen, ein Verfahren zur quantitativen Analyse von Mikrogefäßnetzwerken diskutiert.
KW  - Visualisierung
KW  - Bilddatenanalyse
KW  - Skelettberechnung
KW  - Geometrieerzeugung
KW  - I/O-effiziente Algorithmen
KW  - visualization
KW  - image data analysis
KW  - skeletonization
KW  - geometry generation
KW  - external memory algorithms
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-14888
ER  - 
TY  - INPR
A1  - Liperovskaya, E. V.
A1  - Parrot, M.
A1  - Bogdanov, V. V.
A1  - Meister, Claudia-Veronika
A1  - Rodkin, M. V.
A1  - Liperovsky, V. A.
T1  - On long-term variations of foF2 in the mid-latitude ionosphere before strong earthquakes
N2  - The statistical analysis of the variations of the dayly-mean frequency of the maximum ionospheric electron density foF2 is performed in connection with the occurrence of (more than 60) earthquakes with magnitudes M > 6.0, depths h < 80 km and distances from the vertical sounding station R < 1000 km. For the study, data of the Tokyo sounding station are used, which were registered every hour in the years 1957-1990. It is shown that, on the average, foF2 decreases before the earthquakes. One day before the shock the decrease amounts to about 5 %. The statistical reliability of this phenomenon is obtained to be better than 0.95. Further, the variations of the occurrence probability of the turbulization of the F-layer (F spread) are investigated for (more than 260) earthquakes with M > 5.5, h < 80 km, R < 1000 km. For the analysis, data of the Japanese station Akita from 1969-1990 are used, which were obtained every hour. It is found that before the earthquakes the occurrence probability of F spread decreases. In the week before the event, the decrease has values of more than 10 %. The statistical reliability of this phenomenon is also larger than 0.95. Examining the seismo-ionospheric effects, here periods of time with weak heliogeomagnetic disturbances are considered, the Wolf number is less than 100 and the index ∑ Kp is smaller than 30.
T3  - NLD Preprints - 66 
Y1  - 2006
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15017
ER  - 
TY  - INPR
A1  - Liperovskaya, E. V.
A1  - Meister, Claudia-Veronika
A1  - Parrot, M.
A1  - Bogdanov, V. V.
A1  - Vasil‘eva, N. E.
T1  - On Es-spread effects in the ionosphere connected to earthquakes
N2  - In the present work, phenomena in the ionosphere are studied, which are connected with earthquakes (16 events) having a depth of less than 50 km and a magnitude M larger than 4. Analysed are night-time Es-spread effects using data of the vertical sounding station Petropavlovsk- Kanchatsky (φ=53.0°, λ=158.7°) from May 2004 until August 2004 registered every 15 minutes. It is found that the maximum distance of the earthquake from the sounding station, where pre-seismic phenomena are yet observable, depends on the magnitude of the earthquake. Further it is shown that 1-2 days before the earthquakes, in the premidnight hours, the appearance of Es-spread increases. The reliability of this increase amounts to 0.95.
T3  - NLD Preprints - 65 
Y1  - 2006
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-15003
ER  - 
TY  - INPR
A1  - Liperovsky, V. A.
A1  - Meister, Claudia-Veronika
A1  - Doda, L. N.
A1  - Liperovskaya, E. V.
A1  - Davidov, V. F.
A1  - Bogdanov, V. V.
T1  - On the possible influence of radon and aerosol injection on the atmosphere and ionosphere before earthquakes
N2  - A model of the generation of pulses of local electric fields with characteristic time scales of 1–10 minutes is considered for atmospheric conditions above fracture regions of earthquakes. In the model, it is proposed that aerosols, increased ionization velocity and upstreaming air flows occur at night-time conditions. The pulses of local electric fields cause respective pulses of infrared emissions. But infrared emissions with time scales of 1–10 minutes were not observed up to now experimentally. The authors think, that the considered non-stationary field and radiation effects might be a new-type of applicable earthquake indicators and ask to perform special earth-based and satellite observations of the night-time atmosphere in seismoactive fracture regions.
T3  - NLD Preprints - 64 
Y1  - 2005
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-14995
ER  - 
TY  - INPR
A1  - Demircan, Ayhan
A1  - Seehafer, Norbert
T1  - Nonlinear square patterns in Rayleigh-Bénard convection
N2  - We numerically investigate nonlinear asymmetric square patterns in a horizontal convection layer with up-down reflection symmetry. As a novel feature we find the patterns to appear via the skewed varicose instability of rolls. The time-independent nonlinear state is generated by two unstable checkerboard (symmetric square) patterns and their nonlinear interaction. As the bouyancy forces increase, the interacting modes give rise to bifurcations leading to a periodic alternation between a nonequilateral hexagonal pattern and the square pattern or to different kinds of standing oscillations.
T3  - NLD Preprints - 62 
Y1  - 2000
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-14986
ER  - 
TY  - INPR
A1  - Meister, Claudia-Veronika
A1  - Dziourkevich, Natalia S.
T1  - Temperature-anisotropy driven mirror waves in space plasma
N2  - In this paper an analysis of the excitation conditions of mirror waves is done, which propagate parallel to an external magnetic field. There are found analytical expressions for the dispersion relations of the waves in case of different plasma conditions. These relations may be used in future to develop the nonlinear theory of mirror waves. In comparison with former analytical works, in the study the inuence of the magnetic field and nite temperatures of the ions parallel to the magnetic field are taken into account. Application is done for the earth's magnetosheath.
T3  - NLD Preprints - 61 
Y1  - 2000
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-14977
ER  - 
TY  - INPR
A1  - Volosevich, Alexandra
A1  - Meister, Claudia-Veronika
T1  - Nonlinear electrostatic ion-acoustic waves in the solar atmosphere
N2  - Basing on recent solar models, the excitation of ion-acoustic turbulence in the weaklycollisional, fully and partially-ionized regions of the solar atmosphere is investigated. Within the frame of hydrodynamics, conditions are found under which the heating of the plasma by ion-acoustic type waves is more effective than the Joule heating. Taking into account wave and Joule heating effects, a nonlinear differential equation is derived, which describes the evolution of nonlinear ion-acoustic waves in the collisional plasma.
T3  - NLD Preprints - 60 
Y1  - 2000
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-14968
ER  - 
TY  - INPR
A1  - Zakharov, Venjamin E.
A1  - Meister, Claudia-Veronika
T1  - Acceleration and heating in the auroral magnetosphere by current driven electrostatic ion cyclotron turbulence
N2  - A numerical MHD model is developed to investigate acceleration and heating of both thermal and auroral plasma. This is done for magnetospheric flux tubes in which intensive field aligned currents flow. To give each of these tubes, the empirical Tsyganenko model of the magnetospheric field is used. The parameters of the background plasma outside the flux tube as well as the strength of the electric field of magnetospheric convection are given. Performing the numerical calculations, the distributions of the plasma densities, velocities, temperatures, parallel electric field and current, and of the coefficients of thermal conductivity are obtained in a self-consistent way. It is found that EIC turbulence develops effectively in the thermal plasma. The parallel electric field develops under the action of the anomalous resistivity. This electric field accelerates both the thermal and the auroral plasma. The thermal turbulent plasma is also subjected to an intensive heating. The increase of the plasma of the Earth's ionosphere. Besides, studying the growth and dispersion properties of oblique ion cyclotron waves excited in a drifting magnetized plasma, it is shown that under non-stationary conditions such waves may reveal the properties of bursts of polarized transverse electromagnetic waves at frequencies near the patron gyrofrequency.
T3  - NLD Preprints - 59 
Y1  - 2000
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-14959
ER  - 
TY  - INPR
A1  - Mekler, A. A.
A1  - Böckmann, Christine
A1  - Sokolovskaia, N.
T1  - Particle distribution from spectral Mie-scattering: kernel representation and singular-value spectrum
N2  - This paper deals with the Mie scattering kernels for multi-spectral data. The kernels may be represented in form of power series. Furthermore, the singular-value spectrum and the degree of ill-posedness in dependence on the refractive index of the particles are numerically approximated. A special hybrid regularization technique allows us to determine via inversion the particle distributions of different types.
T3  - NLD Preprints - 58 
Y1  - 2000
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-14948
ER  - 
TY  - INPR
A1  - Guasti, Giovanna
A1  - Engbert, Ralf
A1  - Krampe, Ralf T.
A1  - Kurths, Jürgen
T1  - Phase transitions, complexity, and stationarity in the production of polyrhythms
N2  - Contents: 1 Introduction 2 Experiment 3 Data 4 Symbolic dynamics 4.1 Symbolic dynamics as a tool for data analysis 4.2 2-symbols coding 4.3 3-symbols coding 5 Measures of complexity 5.1 Word statistics 5.2 Shannon entropy 6 Testing for stationarity 6.1 Stationarity 6.2 Time series of cycle durations 6.3 Chi-square test 7 Control parameters in the production of rhythms 8 Analysis of relative phases 9 Discussion 10 Outlook
T3  - NLD Preprints - 57 
Y1  - 2000
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-14933
ER  - 
TY  - INPR
A1  - Schumacher, Jörg
A1  - Seehafer, Norbert
T1  - Bifurcation analysis of the plane sheet pinch
N2  - A numerical bifurcation analysis of the electrically driven plane sheet pinch is presented. The electrical conductivity varies across the sheet such as to allow instability of the quiescent basic state at some critical Hartmann number. The most unstable perturbation is the two-dimensional tearing mode. Restricting the whole problem to two spatial dimensions, this mode is followed up to a time-asymptotic steady state, which proves to be sensitive to three-dimensional perturbations even close to the point where the primary instability sets in. A comprehensive three-dimensional stability analysis of the two-dimensional steady tearing-mode state is performed by varying parameters of the sheet pinch. The instability with respect to three-dimensional perturbations is suppressed by a sufficiently strong magnetic field in the invariant direction of the equilibrium. For a special choice of the system parameters, the unstably perturbed state is followed up in its nonlinear evolution and is found to approach a three-dimensional steady state.
T3  - NLD Preprints - 56 
Y1  - 1999
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-14926
ER  - 
TY  - INPR
A1  - Demircan, Ayhan
A1  - Scheel, Stefan
A1  - Seehafer, Norbert
T1  - Heteroclinic behavior in rotating Rayleigh-Bénard convection
N2  - We investigate numerically the appearance of heteroclinic behavior in a three-dimensional, buoyancy-driven fluid layer with stress-free top and bottom boundaries, a square horizontal periodicity with a small aspect ratio, and rotation at low to moderate rates about a vertical axis. The Prandtl number is 6.8. If the rotation is not too slow, the skewed-varicose instability leads from stationary rolls to a stationary mixed-mode solution, which in turn loses stability to a heteroclinic cycle formed by unstable roll states and connections between them. The unstable eigenvectors of these roll states are also of the skewed-varicose or mixed-mode type and in some parameter regions skewed-varicose like shearing oscillations as well as square patterns are involved in the cycle. Always present weak noise leads to irregular horizontal translations of the convection pattern and makes the dynamics chaotic, which is verified by calculating Lyapunov exponents. In the nonrotating case, the primary rolls lose, depending on the aspect ratio, stability to traveling waves or a stationary square pattern. We also study the symmetries of the solutions at the intermittent fixed points in the heteroclinic cycle.
T3  - NLD Preprints - 55 
Y1  - 1999
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-14914
ER  - 
TY  - INPR
A1  - Runov, A. V.
A1  - Pudovkin, M. I.
A1  - Meister, Claudia-Veronika
T1  - The dynamics of tail-like current sheets under the influence of small-scale plasma turbulence
N2  - A 2D-magnetohydrodynamic model of current-sheet dynamics caused by anomalous electrical resistivity as result of small-scale plasma turbulence is proposed. The anomalous resistivity is assumed to be proportional to the square of the gradient of the magnetic pressure as may be valid for instance in the case of lower-hybrid-drift turbulence. The initial resistivity pulse is given. Then the temporal and spatial evolution of the magnetic and electric fields, plasma density, pressure, convection and resistivity are considered. The motion of the induced electric field is discussed as indicator of the plasma disturbances. The obtained results found using much improved numerical methods show a magnetic field evolution with x-line formation and plasma acceleration. Besides, in the current sheet, three types of magnetohydrodynamic waves occur, fast magnetoacoustic waves of compression and rarefaction as well as slow magnetoacoustic waves.
T3  - NLD Preprints - 54 
Y1  - 1999
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-14906
ER  - 
TY  - THES
A1  - Bielecka, Monika
T1  - Analysis of transcription factors under sulphur deficiency stress
T1  - Analyse von Transkriptionsfaktoren unter Schwefelstress
N2  - Sulphur, a macronutrient essential for plant growth, is among the most versatile elements in living organisms. Unfortunately, little is known about regulation of sulphate uptake and assimilation by plants. Identification of sulphate signalling processes will allow to control sulphate acquisition and assimilation and may prove useful in the future to improve sulphur-use efficiency in agriculture. Many of genes involved in sulphate metabolism are regulated on transcriptional level by products of other genes called transcription factors (TF). Several published experiments revealed TF genes that respond to sulphate deprivation, but none of these have been so far been characterized functionally. Thus, we aimed at identifying and characterising transcription factors that control sulphate metabolism in the model plant Arabidopsis thaliana. To achieve that goal we postulated that factors regulating Arabidopsis responses to inorganic sulphate deficiency change their transcriptional levels under sulphur-limited conditions. By comparing TF transcript profiles from plants grown on different sulphate regimes, we identified TF genes that may specifically induce or repress changes in expression of genes that allow plants to adapt to changes in sulphate availability. Candidate genes obtained from this screening were tested by reverse genetics approaches. Transgenic plants constitutively overproducing selected TF genes and mutant plants, lacking functional selected TF genes (knock out), were used. By comparing metabolite and transcript profiles from transgenic and wild type plants we aimed at confirming the role of selected AP2 TF candidate genes in plant adaptation to sulphur unavailability. After preliminary characterisation of WRKY24 and MYB93 TF genes, we postulate that these factors are involved in a complex multifactorial regulatory network, in which WRKY24 and MYB93 would act as superior factors regulating other transcription factors directly involved in the regulation of S-metabolism genes. Results obtained for plants overproducing TOE1 and TOE2 TF genes suggests that these factors may be involved in a mechanism, which is promoting synthesis of an essential amino acid, methionine, over synthesis of another amino acid, cysteine. Thus, TOE1 and TOE2 genes might be a part of transcriptional regulation of methionine synthesis. Approaches creating genetically manipulated plants may produce plant phenotypes of immediate biotechnological interest, such as plants with increased sulphate or sulphate-containing amino acid content, or better adapted to the sulphate unavailability.
N2  - Der fuer das Pflanzenwachstum essentielle Makro-Naehrstoff Schwefel gehoert zu den vielseitigsten Elementen in lebenden Organismen. Ungluecklicherweise ist nur wenig ueber die Regulation der Schwefel Aufnahme und Assimilation von Pflanzen bekannt. Die Identifizierung von Schwefel Signalweiterleitungsprozessen wird es erlauben, die Aufnahme und Assimilation von Schwefel zu kontrollieren und koennte sich in der Zukunft als nuetzlich erweisen, die Effizienz der Schwefel Nutzung in der Landwirtschaft zu verbessern. Viele Gene, die am Schwefel Metabolismus beteiligt sind, werden auf Transkriptionsebene durch die Produkte anderer Gene, sogenannter Transkriptionsfaktoren (TF), reguliert. Mehrere veroeffentlichte Versuche beschreiben TF Gene, die auf Schwefel Mangel reagieren, es wurde jedoch bisher keines dieser Gene funktionell charakterisiert. Daher war es unser Ziel die TF, die den Schwefel Metabolismus in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana kontrollieren, zu identifizieren und charakterisieren. Um dies zu erreichen postulierten wir, dass die Faktoren, die die Reaktion von Arabidopsis auf den Mangel an anorganischem Schwefel regulieren, das Mass ihrer Transkription unter Schwefelmangel aendern. Durch den Vergleich von TF Transkriptionsprofilen von Pflanzen, die unter verschiedenen Schwefelbedingungen aufgezogen wurden, identifizierten wir TF Gene, die moeglicherweise spezifisch Aenderungen in der Expression von Genen, die den Pflanzen erlauben sich an Aenderungen der Schwefel Verfuegbarkeit anzupassen, induzieren oder reprimieren. Die bei dieser Untersuchung erhaltenen Kandidaten Gene wurden in einen „reverse genetics“ Ansatz getestet. Es wurden transgene Pflanzen, die ausgewaehlte TF Gene konstitutiv ueberproduzieren, und Mutanten, denen ausgewaehlte funktionierende TF Gene fehlen („knock out“), benutzt. Durch den Vergleich von Metabolisten und Transkript Profilen transgener und wildtyp Pflanzen zielten wir auf die Bestaetigung der Rolle ausgewaehlter AP2 TF Kandidaten Gene bei der Anpassung an Schwefel Unverfuegbarkeit ab. Nach vorlaeufiger Charakterisierung von WRKY24 und MYB93 TF Genen postulieren wir, dass diese Faktoren an einem komplexen multifaktoriellen Regulationsnetzwerk beteiligt sind, in dem WRKY24 und MYB93 als uebergeordnete Faktoren agieren und andere TF regulieren, die direkt an der Regulation von Schwefel Metabolismus Genen beteiligt sind. Ergebnisse von Untersuchungen an Pflanzen, die TOE1 und TOE2 TF Gene ueberproduzieren deuten darauf hin, dass diese Faktoren an einem Mechanismus beteiligt sein koennten, der die Synthese einer essentiellen Aminosaeure, Methionin, zu Ungunsten der Synthese einer anderen Aminosaeure, Cystein, foerdert. Daher koennten TOE1 und TOE2 Gene Teil der transkriptionellen Regulation der Methionin Synthese sein. Die Herstellung genetisch manipulierter Pflanzen koennte Pflanzenphaenotypen erzeugen, die von sofortigem biotechnologischen Interesse sind, beispielsweise Pflanzen mit erhoehtem Gehalt an Schwefel oder schwefelhaltigen Aminosaeuren, oder Pflanzen, die besser an Schwefel Unverfuegbarkeit angepasst sind.
KW  - Schwefel
KW  - Transkriptionsfaktoren
KW  - Arabidopsis thaliana
KW  - sulphur
KW  - transcription factors
KW  - Arabidopsis thaliana
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-14812
ER  - 
TY  - THES
A1  - Miteva, Rositsa Stoycheva
T1  - Electron acceleration at localized wave structures in the solar corona
T1  - Elektronenbeschleunigung an lokalen Wellenstrukturen in der Sonnenkorona
N2  - Our dynamic Sun manifests its activity by different phenomena: from the 11-year cyclic sunspot pattern to the unpredictable and violent explosions in the case of solar flares. During flares, a huge amount of the stored magnetic energy is suddenly released and a substantial part of this energy is carried by the energetic electrons, considered to be the source of the nonthermal radio and X-ray radiation. One of the most important and still open question in solar physics is how the electrons are accelerated up to high energies within (the observed in the radio emission) short time scales. Because the acceleration site is extremely small in spatial extent as well (compared to the solar radius), the electron acceleration is regarded as a local process. The search for localized wave structures in the solar corona that are able to accelerate electrons together with the theoretical and numerical description of the conditions and requirements for this process, is the aim of the dissertation. Two models of electron acceleration in the solar corona are proposed in the dissertation: I. Electron acceleration due to the solar jet interaction with the background coronal plasma (the jet--plasma interaction) A jet is formed when the newly reconnected and highly curved magnetic field lines are relaxed by shooting plasma away from the reconnection site. Such jets, as observed in soft X-rays with the Yohkoh satellite, are spatially and temporally associated with beams of nonthermal electrons (in terms of the so-called type III metric radio bursts) propagating through the corona. A model that attempts to give an explanation for such observational facts is developed here. Initially, the interaction of such jets with the background plasma leads to an (ion-acoustic) instability associated with growing of electrostatic fluctuations in time for certain range of the jet initial velocity. During this process, any test electron that happen to feel this electrostatic wave field is drawn to co-move with the wave, gaining energy from it. When the jet speed has a value greater or lower than the one, required by the instability range, such wave excitation cannot be sustained and the process of electron energization (acceleration and/or heating) ceases. Hence, the electrons can propagate further in the corona and be detected as type III radio burst, for example. II. Electron acceleration due to attached whistler waves in the upstream region of coronal shocks (the electron--whistler--shock interaction) Coronal shocks are also able to accelerate electrons, as observed by the so-called type II metric radio bursts (the radio signature of a shock wave in the corona). From in-situ observations in space, e.g., at shocks related to co-rotating interaction regions, it is known that nonthermal electrons are produced preferably at shocks with attached whistler wave packets in their upstream regions. Motivated by these observations and assuming that the physical processes at shocks are the same in the corona as in the interplanetary medium, a new model of electron acceleration at coronal shocks is presented in the dissertation, where the electrons are accelerated by their interaction with such whistlers. The protons inflowing toward the shock are reflected there by nearly conserving their magnetic moment, so that they get a substantial velocity gain in the case of a quasi-perpendicular shock geometry, i.e, the angle between the shock normal and the upstream magnetic field is in the range 50--80 degrees. The so-accelerated protons are able to excite whistler waves in a certain frequency range in the upstream region. When these whistlers (comprising the localized wave structure in this case) are formed, only the incoming electrons are now able to interact resonantly with them. But only a part of these electrons fulfill the the electron--whistler wave resonance condition. Due to such resonant interaction (i.e., of these electrons with the whistlers), the electrons are accelerated in the electric and magnetic wave field within just several whistler periods. While gaining energy from the whistler wave field, the electrons reach the shock front and, subsequently, a major part of them are reflected back into the upstream region, since the shock accompanied with a jump of the magnetic field acts as a magnetic mirror. Co-moving with the whistlers now, the reflected electrons are out of resonance and hence can propagate undisturbed into the far upstream region, where they are detected in terms of type II metric radio bursts. In summary, the kinetic energy of protons is transfered into electrons by the action of localized wave structures in both cases, i.e., at jets outflowing from the magnetic reconnection site and at shock waves in the corona.
N2  - Die Sonne ist ein aktiver Stern, was sich nicht nur in den allseits bekannten Sonnenflecken, sondern auch in Flares manifestiert. Während Flares wird eine große Menge gespeicherter, magnetischer Energie in einer kurzen Zeit von einigen Sekunden bis zu wenigen Stunden in der Sonnenkorona freigesetzt. Dabei werden u.a. energiereiche Elektronen erzeugt, die ihrerseits nichtthermische Radio- und Röntgenstrahlung, wie sie z.B. am Observatorium für solare Radioastronomie des Astrophysikalischen Instituts Potsdam (AIP) in Tremsdorf und durch den NASA-Satelliten RHESSI beobachtet werden, erzeugen. Da diese Elektronen einen beträchtlichen Anteil der beim Flare freigesetzten Energie tragen, ist die Frage, wie Elektronen in kurzer Zeit auf hohe Energien in der Sonnenkorona beschleunigt werden, von generellem astrophysikalischen Interesse, da solche Prozesse auch in anderen Sternatmosphären und kosmischen Objekten, wie z.B. Supernova-Überresten, stattfinden. In der vorliegenden Dissertation wird die Elektronenbeschleunigung an lokalen Wellenstrukturen im Plasma der Sonnenkorona untersucht. Solche Wellen treten in der Umgebung der magnetischen Rekonnektion, die als ein wichtiger Auslöser von Flares angesehen wird, und in der Nähe von Stoßwellen, die infolge von Flares erzeugt werden, auf. Generell werden die Elektronen als Testteilchen behandelt. Sie werden durch ihre Wechselwirkung mit den elektrischen und magnetischen Feldern, die mit den Plasmawellen verbunden sind, beschleunigt. Infolge der magnetischen Rekonnektion als Grundlage des Flares werden starke Plasmaströmungen (sogenannte Jets) erzeugt. Solche Jets werden im Licht der weichen Röntgenstrahlung, wie z.B. durch den japanischen Satelliten YOHKOH, beobachtet. Mit solchen Jets sind solare Typ III Radiobursts als Signaturen von energiereichen Elektronenstrahlen in der Sonnenkorona verbunden. Durch die Wechselwirkung eines Jets mit dem umgebenden Plasma werden lokal elektrische Felder erzeugt, die ihrerseits Elektronen beschleunigen können. Dieses hier vorgestellte Szenarium kann sehr gut die Röntgen- und Radiobeobachtungen von Jets und den damit verbundenen Elektronenstrahlen erklären. An koronalen Stoßwellen, die infolge Flares entstehen, werden Elektronen beschleunigt, deren Signatur man in der solaren Radiostrahlung in Form von sogenannten Typ II Bursts beobachten kann. Stoßwellen in kosmischen Plasmen können mit Whistlerwellen (ein spezieller Typ von Plasmawellen) verbunden sein. In der vorliegenden Arbeit wird ein Szenarium vorgestellt, das aufzeigt, wie solche Whistlerwellen an koronalen Stoßwellen erzeugt werden und durch ihre resonante Wechselwirkung mit den Elektronen dieselben beschleunigen. Dieser Prozess ist effizienter als bisher vorgeschlagene Mechanismen und kann deshalb auch auf andere Stoßwellen im Kosmos, wie z.B. an Supernova-Überresten, zur Erklärung der dort erzeugten Radio- und Röntgenstrahlung dienen.
KW  - Elektronenbeschleunigung
KW  - Sonnenkorona
KW  - Jets
KW  - Stoßwellen
KW  - Nichtlineare Wellen
KW  - Electron acceleration
KW  - Solar corona
KW  - Jets
KW  - Shock waves
KW  - Nonlinear waves
Y1  - 2007
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-14775
ER  -