TY - JOUR A1 - Totz, Sonja Juliana A1 - Tziperman, Eli A1 - Coumou, Dim A1 - Pfeiffer, Karl A1 - Cohen, Judah T1 - Winter precipitation forecast in the European and mediterranean regions using cluster analysis JF - Geophysical research letters N2 - The European climate is changing under global warming, and especially the Mediterranean region has been identified as a hot spot for climate change with climate models projecting a reduction in winter rainfall and a very pronounced increase in summertime heat waves. These trends are already detectable over the historic period. Hence, it is beneficial to forecast seasonal droughts well in advance so that water managers and stakeholders can prepare to mitigate deleterious impacts. We developed a new cluster-based empirical forecast method to predict precipitation anomalies in winter. This algorithm considers not only the strength but also the pattern of the precursors. We compare our algorithm with dynamic forecast models and a canonical correlation analysis-based prediction method demonstrating that our prediction method performs better in terms of time and pattern correlation in the Mediterranean and European regions. KW - precipitation anomaly KW - seasonal forecast KW - cluster analysis Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1002/2017GL075674 SN - 0094-8276 SN - 1944-8007 VL - 44 SP - 12418 EP - 12426 PB - American Geophysical Union CY - Washington ER - TY - GEN A1 - Shan, Yuli A1 - Guan, Dabo A1 - Hubacek, Klaus A1 - Zheng, Bo A1 - Davis, Steven J. A1 - Jia, Lichao A1 - Liu, Jianghua A1 - Liu, Zhu A1 - Fromer, Neil A1 - Mi, Zhifu A1 - Meng, Jing A1 - Deng, Xiangzheng A1 - Li, Yuan A1 - Lin, Jintai A1 - Schroeder, Heike A1 - Weisz, Helga A1 - Schellnhuber, Hans Joachim T1 - City-level climate change mitigation in China T2 - Postprints der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - As national efforts to reduce CO2 emissions intensify, policy-makers need increasingly specific, subnational information about the sources of CO2 and the potential reductions and economic implications of different possible policies. This is particularly true in China, a large and economically diverse country that has rapidly industrialized and urbanized and that has pledged under the Paris Agreement that its emissions will peak by 2030. We present new, city level estimates of CO2 emissions for 182 Chinese cities, decomposed into 17 different fossil fuels, 46 socioeconomic sectors, and 7 industrial processes. We find that more affluent cities have systematically lower emissions per unit of gross domestic product (GDP), supported by imports from less affluent, industrial cities located nearby. In turn, clusters of industrial cities are supported by nearby centers of coal or oil extraction. Whereas policies directly targeting manufacturing and electric power infrastructure would drastically undermine the GDP of industrial cities, consumption based policies might allow emission reductions to be subsidized by those with greater ability to pay. In particular, sector based analysis of each city suggests that technological improvements could be a practical and effective means of reducing emissions while maintaining growth and the current economic structure and energy system. We explore city-level emission reductions under three scenarios of technological progress to show that substantial reductions (up to 31%) are possible by updating a disproportionately small fraction of existing infrastructure. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 1096 KW - carbon-dioxide emissions KW - fired power plants KW - co2 emissions KW - energy use KW - cluster analysis KW - uncertainties KW - urbanization KW - methodology KW - combustion KW - inventory Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-471541 SN - 1866-8372 IS - 1096 ER - TY - THES A1 - Sterzel, Till T1 - Analyzing global typologies of socio-ecological vulnerability BT - the cases of human security in drylands, and rapid coastal urbanization N2 - On a planetary scale human populations need to adapt to both socio-economic and environmental problems amidst rapid global change. This holds true for coupled human-environment (socio-ecological) systems in rural and urban settings alike. Two examples are drylands and urban coasts. Such socio-ecological systems have a global distribution. Therefore, advancing the knowledge base for identifying socio-ecological adaptation needs with local vulnerability assessments alone is infeasible: The systems cover vast areas, while funding, time, and human resources for local assessments are limited. They are lacking in low an middle-income countries (LICs and MICs) in particular. But places in a specific socio-ecological system are not only unique and complex – they also exhibit similarities. A global patchwork of local rural drylands vulnerability assessments of human populations to socio-ecological and environmental problems has already been reduced to a limited number of problem structures, which typically cause vulnerability. However, the question arises whether this is also possible in urban socio-ecological systems. The question also arises whether these typologies provide added value in research beyond global change. Finally, the methodology employed for drylands needs refining and standardizing to increase its uptake in the scientific community. In this dissertation, I set out to fill these three gaps in research. The geographical focus in my dissertation is on LICs and MICs, which generally have lower capacities to adapt, and greater adaptation needs, regarding rapid global change. Using a spatially explicit indicator-based methodology, I combine geospatial and clustering methods to identify typical configurations of key factors in case studies causing vulnerability to human populations in two specific socio-ecological systems. Then I use statistical and analytical methods to interpret and appraise both the typical configurations and the global typologies they constitute. First, I improve the indicator-based methodology and then reanalyze typical global problem structures of socio-ecological drylands vulnerability with seven indicator datasets. The reanalysis confirms the key tenets and produces a more realistic and nuanced typology of eight spatially explicit problem structures, or vulnerability profiles: Two new profiles with typically high natural resource endowment emerge, in which overpopulation has led to medium or high soil erosion. Second, I determine whether the new drylands typology and its socio-ecological vulnerability concept advance a thematically linked scientific debate in human security studies: what drives violent conflict in drylands? The typology is a much better predictor for conflict distribution and incidence in drylands than regression models typically used in peace research. Third, I analyze global problem structures typically causing vulnerability in an urban socio-ecological system - the rapidly urbanizing coastal fringe (RUCF) – with eleven indicator datasets. The RUCF also shows a robust typology, and its seven profiles show huge asymmetries in vulnerability and adaptive capacity. The fastest population increase, lowest income, most ineffective governments, most prevalent poverty, and lowest adaptive capacity are all typically stacked in two profiles in LICs. This shows that beyond local case studies tropical cyclones and/or coastal flooding are neither stalling rapid population growth, nor urban expansion, in the RUCF. I propose entry points for scaling up successful vulnerability reduction strategies in coastal cities within the same vulnerability profile. This dissertation shows that patchworks of local vulnerability assessments can be generalized to structure global socio-ecological vulnerabilities in both rural and urban socio-ecological systems according to typical problems. In terms of climate-related extreme events in the RUCF, conflicting problem structures and means to deal with them are threatening to widen the development gap between LICs and high-income countries unless successful vulnerability reduction measures are comprehensively scaled up. The explanatory power for human security in drylands warrants further applications of the methodology beyond global environmental change research in the future. Thus, analyzing spatially explicit global typologies of socio-ecological vulnerability is a useful complement to local assessments: The typologies provide entry points for where to consider which generic measures to reduce typical problem structures – including the countless places without local assessments. This can save limited time and financial resources for adaptation under rapid global change. N2 - Menschliche Gesellschaften müssen sich weltweit an sozioökonomische und ökologische Probleme unter rapidem globalen Wandel anpassen. Dies gilt für gekoppelte Mensch-Umwelt-Systeme (sozio-ökologische Systeme) in ländlichen und in städtischen Gebieten. Beispiele sind Trockengebiete oder urban geprägte Küsten. Solche sozio-ökologischen Systeme haben eine globale Ausdehnung. Daher ist es nicht praktikabel, die Wissensbasis zur Ermittlung des sozio-ökologischen Anpassungsbedarfs allein mit lokalen Vulnerabilitätsanalysen voranzutreiben: Die Systeme decken große Gebiete ab, während finanzielle Mittel, Zeit und Personal für lokale Analysen begrenzt sind. In Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen (LICs und MICs) mangelt es daran besonders. Aber Orte in einem konkreten sozioökologischen System sind nicht nur einzigartig und komplex – sie weisen auch Gemeinsamkeiten auf. Ein globaler Flickenteppich lokaler Vulnerabilitätsanalysen von Gesellschaften gegenüber sozioökonomischen und ökologischen Problemen in Trockengebieten wurde bereits auf eine begrenzte Anzahl von Problemstrukturen reduziert, die typischerweise Verwundbarkeiten verursachen. Es stellt sich jedoch die Frage, ob dies auch in urbanen sozioökologischen Systemen möglich ist. Es stellt sich auch die Frage, ob diese Typologien über die Forschung zum globalen Wandel hinaus einen Mehrwert bieten. Schließlich muss die für Trockengebiete angewandte Methodik verfeinert und standardisiert werden, um ihre Aufnahme in der Wissenschaft zu erhöhen. In dieser Dissertation habe ich versucht, diese drei Forschungslücken zu schließen. Der geografische Schwerpunkt meiner Dissertation liegt auf LICs und MICs, die im Allgemeinen über geringere Anpassungskapazitäten und einen größeren Anpassungsbedarf gegenüber schnellen globalen Wandels verfügen. Unter Verwendung einer räumlich expliziten, indikatorgestützten Methodik kombiniere ich raumbezogene und Clustering-Methoden, um typische Konfigurationen von Schlüsselfaktoren in Fallstudien zu identifizieren, die Verwundbarkeiten für Gesellschaften in zwei spezifischen sozio-ökologischen Systemen verursachen. Dann benutze ich statistische und analytische Methoden, um sowohl die typischen Konfigurationen als auch die globalen Typologien zu interpretieren und zu bewerten. Im ersten Teil verbessere ich die indikatorbasierte Methodik und reanalysiere dann typische globale Problemstrukturen sozioökologischer Verwundbarkeit in ländlichen Trockengebieten mit sieben Indikatordatensätzen. Die Reanalyse bestätigt die Kernaussagen und führt zu einer realistischeren und differenzierteren Typologie von acht räumlich expliziten Problemstrukturen bzw. Vulnerabilitätsprofilen: Zwei neue Profile mit typischer hoher natürlicher Ressourcenausstattung treten auf, in denen Überbevölkerung zu mittlerer bis hoher Bodenerosion geführt hat. Im zweiten Teil stelle ich fest, ob die neue Trockengebietstypologie und ihr sozioökologisches Vulnerabilitätskonzept eine thematisch verknüpfte wissenschaftliche Debatte über menschliche Sicherheit vorantreiben können: Was treibt gewalttätige Konflikte in Trockengebieten an? Die Typologie ist ein deutlich besserer Prädiktor für die Verteilung und Inzidenz von Konflikten in Trockengebieten als Regressionsmodelle, die typischerweise in der Friedensforschung verwendet werden. Im dritten Teil analysiere ich mit elf Indikatordatensätzen globale Problemstrukturen, die in einem urbanen sozioökologischen System - der rapide urbanisierenden Küstenzone (RUCF) – typischerweise Verwundbarkeiten verursachen. Die RUCF weist ebenfalls eine robuste Typologie auf und ihre sieben Profile zeigen große Asymmetrien in Bezug auf Vulnerabilität und Anpassungskapazität. Der schnellste Bevölkerungszuwachs, das niedrigste Einkommen, die ineffektivsten Regierungen, die am weitesten verbreitete Armut und die geringste Anpassungskapazität sind typischerweise in zwei Profilen in LICs geballt. Dies zeigt jenseits von lokalen Analysen, dass tropische Wirbelstürme und / oder Überschwemmungen im RUCF weder schnelles Bevölkerungswachstum noch städtische Expansion verhindern. Ich schlage Einstiegspunkte für die Skalierung erfolgreicher Strategien zur Reduzierung von Vulnerabilität in Küstenstädten innerhalb des gleichen Vulnerabilitätsprofils vor. Diese Dissertation zeigt, dass Flickenteppiche lokaler Vulnerabilitätsanalysen verallgemeinert werden können, um globale sozioökologische Vulnerabilitäten in ländlichen und städtischen sozioökologischen Systemen nach typischen Problemstrukturen zu systematisieren. In Bezug auf klimatische Extremereignisse drohen sich entgegenstehende Problemstrukturen und Mittel, um mit ihnen umzugehen, die Entwicklungslücke zwischen LICs und Ländern mit hohem Einkommen in der RUCF zu vergrößern, wenn erfolgreiche Maßnahmen zur Vulnerabilitätsreduzierung nicht umfassend ausgeweitet werden. Die Erklärungskraft für menschliche Sicherheit in Trockengebieten berechtigt weitere Anwendungen der Methodik über die globale Umweltforschung hinaus. Die Analyse räumlich expliziter globaler Typologien sozio-ökologischer Vulnerabilität ist daher eine sinnvolle Ergänzung zu lokalen Analysen: Die Typologien bieten Einstiegspunkte dafür, welche generischen Maßnahmen wo in Betracht zu ziehen, um typische Problemstrukturen zu reduzieren - einschließlich der unzähligen Orte ohne lokale Analysen. Dies kann begrenzte Zeit und finanzielle Ressourcen für Anpassung unter rapidem globalen Wandel sparen. KW - vulnerability KW - global environmental change KW - patterns KW - drylands KW - indicator-based analysis KW - adaptation KW - Socio-ecological system KW - cluster analysis KW - subnational resolution KW - resource scarcity KW - environment KW - coastal cities KW - coastal urbanization Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-428837 ER - TY - JOUR A1 - Paasche, Hendrik A1 - Eberle, Detlef T1 - Automated compilation of pseudo-lithology maps from geophysical data sets a comparison of Gustafson-Kessel and fuzzy c-means cluster algorithms JF - Exploration geophysics : the bulletin of the Australian Society of Exploration Geophysicists N2 - The fuzzy partitioning Gustafson-Kessel cluster algorithm is employed for rapid and objective integration of multi-parameter Earth-science related databases. We begin by evaluating the Gustafson-Kessel algorithm using the example of a synthetic study and compare the results to those obtained from the more widely employed fuzzy c-means algorithm. Since the Gustafson-Kessel algorithm goes beyond the potential of the fuzzy c-means algorithm by adapting the shape of the clusters to be detected and enabling a manual control of the cluster volume, we believe the results obtained from Gustafson-Kessel algorithm to be superior. Accordingly, a field database comprising airborne and ground-based geophysical data sets is analysed, which has previously been classified by means of the fuzzy c-means algorithm. This database is integrated using the Gustafson-Kessel algorithm thus minimising the amount of empirical data processing required before and after fuzzy c-means clustering. The resultant zonal geophysical map is more evenly clustered matching regional geology information available from the survey area. Even additional information about linear structures, e. g. as typically caused by the presence of dolerite dykes or faults, is visible in the zonal map obtained from Gustafson-Kessel cluster analysis. KW - cluster analysis KW - data integration KW - airborne KW - South Africa KW - Gustafson-Kessel KW - fuzzy c-means Y1 - 2011 U6 - https://doi.org/10.1071/EG11014 SN - 0812-3985 VL - 42 IS - 4 SP - 275 EP - 285 PB - CSIRO CY - Collingwood ER - TY - THES A1 - Williges, Esther S. G. T1 - Steuerverwaltung in Polen : eine europäische Verwaltung? [vollständige Fassung] T1 - Tax administration in Poland : a European administration? N2 - Die Arbeit geht der Frage nach, ob man die Steuerverwaltung in Polen als europäische Verwaltung bezeichnen kann. Es werden drei Aspekte vertiefend untersucht: 1.Verortung der polnischen Steuerverwaltung in der OECD und ausgewählten Nicht-OECD-Ländern mittels einer Clusteranalyse auf Grundlage verschiedener Daten zum Aufbau, Aufgabenprofil und zur Performanz unter gleichzeitiger Beachtung der möglichen Abzeichnung eines europäischen Steuerverwaltungsraums; 2.Verbreitung des CAF in den Steuerverwaltungen der MOE-8, insbesondere in Polen, als vom EUPAN unterstütztes Qualitätsmanagementsystem, das geeignet erscheint, die Entstehung eines gemeinsamen europäischen Qualitätsverständnisses zu fördern; 3.Wahrnehmung der polnischen Steuerverwaltung durch deutsche Finanzbeamte erhoben mit Hilfe eines semantischen Differentials. Die Clusteranalyse ergibt keinen Hinweis auf einen einheitlichen europäischen Steuerverwaltungsraum in Abgrenzung von den übrigen einbezogenen Staaten. Polen fällt nicht als Ausreißer auf und weist Ähnlichkeiten zu anderen europäischen Ländern auf. In Steuerverwaltungen lässt sich das CAF so gut wie gar nicht finden. Polen bildet in der Hinsicht eine Ausnahme. Allerdings befindet sich die polnische Steuerverwaltung auf einem europäischen Weg, den andere Sektoren der Verwaltung (auch in MOE-8) bereits vielfach beschritten haben. Aus der Untersuchung des Images der polnischen Steuerverwaltung bei deutschen Finanzbeamten geht die Abwesenheit starker negativer Stereotype hervor. Die Einschätzungen sind sehr zurückhaltend in der Nähe des Mittelwertes zwischen den beiden Polen des semantischen Differentials. Das vorläufige Ergebnis lautet: Die Steuerverwaltung in Polen ist eine europäische Verwaltung. N2 - This thesis discusses the question, if the Polish tax administration can be called a European administration. Three aspects are analysed: 1.Placement of the Polish tax administration among OECD and selected non-OECD countries by means of a cluster analysis based on various data concerning structure, tasks and performance with special attention to the emergence of a European administrative space of tax administrations; 2.Spread of the CAF among the tax administrations of CEE-8, especially in Poland, as quality management system supported by the EUPAN, that seems suitable to enhance the emergence of a common European unterstanding of quality; 3.Perception of the Polish tax administration by German tax collectors gathered with a semantic differential. The cluster analysis does not hint at a uniform European administrative space of tax administrations separated from the other included countries. Poland does not stand out as an outlier and shows similarities to other European countries. Hardly can the CAF be found in tax administrations. Poland is an exception. But the Polish tax administration is on a European path, which the other sectors of administration (also in CEE-8) have already followed in many cases. The absence of strong negative stereotypes among German tax collectors is a result of the analysis of the image of the Polish tax administration. The assessment is diffident near the mean value between the two poles of the semantic differential. The preliminary result is: The Polish tax administration is a European administration. KW - Polen KW - Steuerverwaltung KW - Europäisierung KW - Clusteranalyse KW - Polaritätsprofil KW - Poland KW - tax administration KW - Europeanization KW - cluster analysis KW - semantic differential Y1 - 2008 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-33877 ER - TY - THES A1 - Schorsch, Andrea T1 - Statistische Eigenschaften von Clusterverfahren T1 - Statistical properties of cluster procedures N2 - Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit zwei Aspekten der statistischen Eigenschaften von Clusterverfahren. Zum einen geht die Arbeit auf die Frage der Existenz von unterschiedlichen Clusteranalysemethoden zur Strukturfindung und deren unterschiedlichen Vorgehensweisen ein. Die Methode des Abstandes zwischen Mannigfaltigkeiten und die K-means Methode liefern ausgehend von gleichen Daten unterschiedliche Endclusterungen. Der zweite Teil dieser Arbeit beschäftigt sich näher mit den asymptotischen Eigenschaften des K-means Verfahrens. Hierbei ist die Menge der optimalen Clusterzentren konsistent. Bei Vergrößerung des Stichprobenumfangs gegen Unendlich konvergiert diese in Wahrscheinlichkeit gegen die Menge der Clusterzentren, die das Varianzkriterium minimiert. Ebenfalls konvergiert die Menge der optimalen Clusterzentren für n gegen Unendlich gegen eine Normalverteilung. Es hat sich dabei ergeben, dass die einzelnen Clusterzentren voneinander abhängen. N2 - The following thesis describes two different views onto the statistical characterics of clustering procedures. At first it adresses the questions whether different clustering methods exist to ascertain the structure of clusters and in what ays the strategies of these methods differ from each other. The method of distance between the manifolds as well as the k-means method provide different final clusters based on equal initial data. The second part of the thesis concentrates on asymptotic properties of the k-means procedure. Here the amount of optimal clustering centres is consistent. If the size of the sample range is enlarged towards infinity, it also converges in probability towards the amount of clustering centres which minimized the whithin cluster sum of squares. Likewise the amount of optimal clustering centres converges for infinity towards the normal distribution. The main result shows that the individual clustering centres are dependent on each other. KW - Clusteranalyse KW - K-Means Verfahren KW - asymptotische Normalverteilung KW - cluster analysis KW - k-means clustering KW - asymptotical normal distribution Y1 - 2008 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-29026 ER -