Mühler, Konrad; Hansen, Christian; Neugebauer, Mathias; Preim, Bernhard
In diesem Beitrag wird ein Verfahren vorgestellt, mit dessen Hilfe automatisch gute Blickpunkte auf dreidimensionale Planungsmodelle für die Leberchirurgie berechnet werden können. Das Verfahren passt die Position der virtuellen Kamera während einer Operation dynamisch an, insbesondere im Falle einer Aktualisierung von onkologischen Planungsdaten durch neue intra-operative Befunde.
Dauerhafter Unternehmenserfolg ist nur mit einer fortschrittlichen Instandhaltung zu erzielen. Durch den enormen Kostendruck infolge der Globalisierung und die Innovationssprünge auf der technischen Seite wird auch die Frage nach der modernen Organisationsform für die Instandhaltung gestellt. Eine Möglichkeit der Kostenoptimierung ist das Outsourcing von Instandhaltungsleistungen. Hierbei ist es unerlässlich, dass sich die Mitarbeiter zum Dienstleister entwickeln. In diesem Beitrag wird die Entwicklung der InfraServ Knapsack von einer internen Instandhaltungsabteilung hin zu einem Industriellen Dienstleister beschrieben und Aspekte der Zusammenarbeit mit externen Kunden aus der Sicht des outgesourcten Instandhalters geschildert. Es werden die wichtigen Entwicklungsschritte zur Dienstleistungsorientierung der früheren Eigeninstandhaltung aufgezeigt. Dieser Beitrag ist nicht als "Königsweg“ zu verstehen, er soll vielmehr anhand der Erfahrungen einer outgesourcten Eigeninstandhaltung Anregungen für die Entwicklung der eigenen Instandhaltungsorganisation liefern.
Tietjen, Christian; Kubisch, Christoph; Hiller, Stefan; Preim, Bernhard
Bei der Planung von Tumoroperationen ist die Einschätzung von Abständen und Infiltrationen zu vitalen Strukturen wichtig. Im Bereich der medizinischen Visualisierung wurden hierfür bereits zahlreiche Techniken entwickelt, die unter dem Begriff Smart Visibility zusammengefasst werden. Zu diesen zählen Ghost Views und Section Views. In diesem Beitrag wird eine GPU-basierte Realisierung dieser Techniken für polygonale Daten vorgestellt. Die Parametrisierung der Techniken erfolgt automatisch, um einen klinischen Einsatz ermöglichen zu können.
In diesem Beitrag wird gezeigt, wie der Arbeitsplatz der Zukunft aussehen könnte und wo das Semantic Web neue Möglichkeiten eröffnet. Dazu werden Ansätze aus dem Bereich Semantic Web, Knowledge Representation, Desktop-Anwendungen und Visualisierung vorgestellt, die es uns ermöglichen, die bestehenden Daten eines Benutzers neu zu interpretieren und zu verwenden. Dabei bringt die Kombination von Semantic Web und Desktop Computern besondere Vorteile - ein Paradigma, das unter dem Titel Semantic Desktop bekannt ist. Die beschriebenen Möglichkeiten der Applikationsintegration sind aber nicht auf den Desktop beschränkt, sondern können genauso in Web-Anwendungen Verwendung finden.
Für die Überwachung und Steuerung hochkomplexer Produktionsprozesse werden Prozessleitsysteme eingesetzt. Ständige Veränderungen zwingen Produktionsbetriebe wandlungsfähig zu sein. Entsprechend muss auch die Technik diese Flexibilität unterstützen. Jede Veränderung des Produktionsprozesses muss eingeplant, die Anlagen neu konfiguriert und projektiert werden. Dabei müssen auch neue Prozessbilder für die Bedien- und Steuerungssysteme erstellt werden. Am Fraunhofer IITB wurde ein Engineering-Framework entwickelt, das das Leitsystem automatisch projektiert und die zugehörige Prozessvisualisierung generiert. In diesem Beitrag wird das Modul vorgestellt, dass die Prozessabbilder erstellt. Neben der Visualisierung von Anlagen werden auch laufende Prozesse und bearbeitete Produkte dargestellt. So können beispielsweise Identsysteme mit der Leittechnik gekoppelt werden.
Die Analyse nichtlinearer dynamischer Schaltungen ist bis heute eine herausfordernde Aufgabe, da nur selten analytische Lösungen angegeben werden können. Daher wurden eine Vielzahl von Methoden entwickelt, um eine qualitative oder quantitative Näherung für die Lösungen der Netzwerkgleichung zu erhalten. Oftmals wird beispielsweise eine Kleinsignalanalyse mit Hilfe einer Taylorreihe in einem Arbeitspunkt durchgeführt, die nach den Gliedern erster Ordnung abgebrochen wird. Allerdings ist diese Linearisierung nur in der Nähe des stabilen Arbeitspunktes für hyperbolische Systeme gültig. Besonders für die Analyse des dynamischen Verhaltens von Oszillatoren treten jedoch nicht-hyperbolische Systeme auf, sodass diese Methode nicht angewendet werden kann Mathis (2000). Carleman hat gezeigt, dass nichtlineare Differentialgleichungen mit polynomiellen Nichtlinearitäten in ein unendliches System von linearen Differentialgleichungen transformiert werden können Carleman (1932). Wird das unendlichdimensionale Gleichungssystem für numerische Zwecke abgebrochen, kann bei Oszillatoren der Übergang in eine stationäre Schwingung (Grenzzyklus) nicht wiedergegeben werden. In diesem Beitrag wird eine selbstkonsistente Carleman Linearisierung zur Untersuchung von Oszillatoren vorgestellt, die auch dann anwendbar ist, wenn die Nichtlinearitäten keinen Polynomen entsprechen. Anstelle einer linearen Näherung um einen Arbeitspunkt, erfolgt mit Hilfe der Carleman Linearisierung eine Approximation auf einem vorgegebenen Gebiet. Da es jedoch mit der selbstkonsistenten Technik nicht möglich ist, das stationäre Verhalten von Oszillatoren zu beschreiben, wird die Berechnung einer Poincaré-Abbildung durchgeführt. Mit dieser ist eine anschließende Analyse des Oszillators möglich.
Westkämper, Engelbert; Niemann, Jörg; Warschat, Joachim; Scheer, August-Wilhelm; Thomas, Oliver
Die industrielle Produktion ist das Herz der verarbeitenden Industrie in Deutschland. Mit einem Beitrag von rund 500 Mrd. EUR pro Jahr erwirtschaftet das verarbeitende Gewerbe etwa ein Viertel der gesamtwirtschaftlichen Wertschöpfung in Deutschland. Gemessen am Produktionswert der Gesamtwirtschaft betrug der industrielle Anteil sogar über ein Drittel. Der Erhalt und der Ausbau der Wettbewerbsfähigkeit unter den gegebenen Rahmenbedingungen der globalen Märkte ist eine der größten Herausforderungen der deutschen Wirtschaft [5, 8]. In diesem Beitrag soll - ausgehend von einer Strategie der Ausrüster von Fabriken in einer globalen Produktion - diskutiert werden, wie mit der digitalen Fabrik Potentiale in den Planungs- und Wandlungsprozessen erschlossen werden können.
Partielle Differentialgleichungen des Reaktions-Diffusions-Typs beschreiben Phänomene wie Musterbildung, nichtlineare Wellenausbreitung und deterministisches Chaos und werden oft zur Untersuchung komplexer Vorgänge auf den Gebieten der Biologie, Chemie und Physik herangezogen. Zellulare Nichtlineare Netzwerke (CNN) sind eine räumliche Anordnung vergleichsweise einfacher dynamischer Systeme, die eine lokale Kopplung untereinander aufweisen. Durch eine Diskretisierung der Ortsvariablen können Reaktions-Diffusions-Gleichungen häufig auf CNN mit nichtlinearen Gewichtsfunktionen abgebildet werden. Die resultierenden Reaktions-Diffusions-CNN (RD-CNN) weisen dann in ihrer Dynamik näherungsweise gleiches Verhalten wie die zugrunde gelegten Reaktions-Diffusions-Systeme auf. Werden RD-CNN zur Identifikation neuronaler Strukturen anhand von EEG-Signalen herangezogen, so besteht die Möglichkeit festzustellen, ob das gefundene Netzwerk lokale Aktivität aufweist. Die von Chua eingeführte Theorie der lokalen Aktivität Chua (1998); Dogaru und Chua (1998) liefert eine notwendige Bedingung für das Auftreten von emergentem Verhalten in zellularen Netzwerken. Änderungen in den Parametern bestimmter RD-CNN könnten auf bevorstehende epileptische Anfälle hinweisen. In diesem Beitrag steht die Identifikation neuronaler Strukturen anhand von EEG-Signalen durch Reaktions-Diffusions-Netzwerke im Vordergrund der dargestellten Untersuchungen. In der Ergebnisdiskussion wird insbesondere auch die Frage nach einer geeigneten Netzwerkstruktur mit minimaler Komplexität behandelt.
Ein Hauptgebiet der Funkmesstechnik ist durch den Begriff RADAR (radio detection and ranging gekennzeichnet. Bei diesem Verfahren werden impulsförmige elektromagnetische Wellen von einer Antenne ausgesendet und an Körpern oder Stoffverteilungen (Wolken) reflektiert. Die Sendeantenne wird auf Empfang umgeschaltet, und anhand des Echos sind Rückschlüsse auf die Lage und die Beschaffenheit der Körper oder der Stoffverteilungen möglich. Angewendet wird die Radartechnik bei der Kontrolle und der Sicherung des Land-, Wasser- und Flugverkehrs, in der Meteorologie zur Wetterprognose, in der Astrologie und im militärischen Bereich.
Modernes Energiemanagement setzt auf ein intelligent gesteuertes Energieinformationsnetz, das Smart Grid. In diesem ist der Smart Meter, die intelligente Messstelle beim Nutzer, ein zentrales Instrument für den wechselseitigen Austausch von Informationen. Allerdings werfen die über diverse Gesetze forcierten Informationsströme erhebliche datenschutzrechtliche Fragen auf. Der Beitrag stellt zentrale datenschutzrechtliche Leitlinien und Probleme vor und behandelt auch offene Fragestellungen.
Im Beitrag "Digital Transformation Canvas - Übersicht behalten und Handlungsfelder gestalten" wird zunächst grob auf die wesentlichen Herausforderungen, die mit der zunehmenden Digitalisierung einhergehen, eingegangen. Anschließend werden ausgewählte Konzepte des Business Transformation Management vorgestellt, die sich mit der grundlegenden Weiterentwicklung von Organisationen - wie es die Digitalisierung erfordert - auseinandersetzen. Eine detaillierte Einführung in die Methodik des Business Transformation Canvas, der sich mit den unterschiedlichsten Gestaltungsfeldern der Transformation auseinandersetzt und ein Framework für Transformationsprojekte darstellt, rundet den Beitrag ab. Er schließt mit einem Fazit und Ausblick.
In der folgenden Ausführung geht es um eine Anwendung von Petri-Netzen im Bereich Musik. Ausgehend von der Implementierung einer speziellen Anwendung, dem Programmsystem ScoreSynth, wird das zugrundeliegende Konzept erläutert und anschließend an einem kleinen Beispiel veranschaulicht. Dieser Beitrag ist ein Auszug aus [Lev95b].
Kompakte Objekte besitzen zum einen eine sehr hohe Dichte, und zum anderen sind sie durch die Tatsache charakterisiert, dass keine nuklearen Reaktionen mehr in ihrem Inneren stattfinden können. Aus diesem Grund können sie im Unterschied zu gewöhnlichen Sternen der Gravitation nicht mehr mit dem Druck des thermischen Gases widerstehen. In den Weißen Zwergen bzw. Neutronensternen wird der Gravitation der Quantendruck eines Elektronengases bzw. einer Neutronenflüssigkeit entgegengesetzt. Ein solches Gas besteht aus Elektronen bzw. Neutronen, die auf ihr niedrigstes Energieniveau zusammengepresst wurden. Durch die daraus resultierende hohe Bewegungsenergie der Fermionen wird der sogenannte Quantendruck erzeugt.
Der vorliegende Beitrag beschreibt als Best Practice Beispiel die stufenweise Integration eines Learning Management Systems (LMS) in die Infrastruktur von Information und Kommunikation (IuK) der Technischen Universität München (TUM). Dabei wird sowohl die Konsolidierung mehrfach angebotener Funktionalitäten und Dienste in den verschiedenen Portalen der Universität als auch die sukzessive Optimierung der Abläufe aufgezeigt. Gleichzeitig wird auf zukünftige weitere Entwicklungen hin zu einer vollständigen Integration der IuK, aber auch auf die Probleme in den unterschiedlichen Stadien der Entwicklung eingegangen.
Der folgende Beitrag stellt eine formale, generische Verhaltensstruktur und Semantik vor, die die Basis für die konsistente Verknüpfung der drei wichtigsten UML Verhaltensdiagramme bildet. Es wird gezeigt, wie sich das grobe und übersichtliche Verhalten in Aktivitätsdiagrammen, das detaillierte Schnittstellenverhalten in Sequenzdiagrammen und detaillierte Verhaltensmodelle in Zustandsdiagrammen mit Hilfe der Semantik konsistent miteinander verknüpfen lassen und die Inhalte der drei genannten Verhaltensdiagramme eindeutig miteinander in Beziehung gebracht werden können. Als Anwendungsbeispiel wird die komplexe, sicherheits- und echtzeitkritische zugseitige Komponente des Europäischen Leit- und Sicherungstechnik Systems (ETCS) verwendet.
Die digitale Energiewende verändert nachhaltig die Systeme der "alten" Energiewelt. Ein Zusammenwachsen verschiedener Domänen im Energiesystem, die durch digitale Technologie möglich wird, birgt enorme Herausforderungen, ist aber notwendig, um die Energiewende und ihre Ziele zu meistern. Dieser Beitrag beschreibt die Wirkung der Digitalisierung auf das Energiesystem, listet Charakteristika der digitalen Energiewende auf und schildert für verschiedene Domänen mögliche Zielvorstellungen, die durch digitale Technologie umsetzbar sind. Am Ende erläutert der Beitrag Handlungsschritte, die auf dem Weg zu einem erneuerbaren Energiesystem gegangen werden sollten und zeigt Probleme und Risiken einer Fehlentwicklung auf.
Wichtiger Hinweis: Die Korrektur- und Umrechnungsfaktoren für die verschiedenen Dosimetrieaufgaben in diesem Tabellenanhang sind vom Autor mit Sorgfalt recherchiert und zusammengestellt. Der Anwender wird darauf hingewiesen, dass er für die Beschaffung und Überprüfung der Richtigkeit der Dosimetriefaktoren selbst die Verantwortung trägt, zumal je nach Normung und internationaler Festlegung von Zeit zu Zeit mit Änderungen zu rechnen ist.
In diesem Beitrag stellen wir neue, automatisierte Verfahren zur Visualisierung der Koronararterien einerseits und für eine direkte Vergleichbarkeit mit konventionellen Angiogrammen andererseits vor. Unser Ansatz umfasst Methoden für die automatische Extraktion des Herzens aus kontrastverstärkten CT-Daten, sowie für die Maskierung grosser kontrastmittelgefüllter Kavitäten des Herzens, um die Sichtbarkeit der Koronararterien bei der Darstellung mittels Volumenrendering zu verbessern. Zum direkten Vergleich mit konventionellen Angiographien wurde ein Verfahren zur automatischen Generierung von Projektionsansichten aus den CT-Daten entwickelt.
Wir werden uns in diesem Kapitel zunächst mit der van der Waals'schen Zustandsgleichung befassen. In dieser Gleichung wird versucht, die Abweichungen, die reale Gase vom Verhalten idealer Gase zeigen, durch physikalisch motivierte Korrekturterme zu berücksichtigen. Es zeigt sich, dass die van derWaals-Gleichung geeignet ist, nicht nur die Gasphase, sondern auch die Phänomene bei der Verflüssigung von Gasen und den kritischen Punkt zu beschreiben.
In diesem Beitrag werden verschiedene Ansätze zur Verlustleistungsschätzung von programmierbaren Prozessoren vorgestellt und bezüglich ihrer Übertragbarkeit auf moderne Prozessor-Architekturen wie beispielsweise Very Long Instruction Word (VLIW)-Architekturen bewertet. Besonderes Augenmerk liegt hierbei auf dem Konzept der sogenannten Functional-Level Power Analysis (FLPA). Dieser Ansatz basiert auf der Einteilung der Prozessor-Architektur in funktionale Blöcke wie beispielsweise Processing-Unit, Clock-Netzwerk, interner Speicher und andere. Die Verlustleistungsaufnahme dieser Bl¨ocke wird parameterabhängig durch arithmetische Modellfunktionen beschrieben. Durch automatisierte Analyse von Assemblercodes des zu schätzenden Systems mittels eines Parsers können die Eingangsparameter wie beispielsweise der erzielte Parallelitätsgrad oder die Art des Speicherzugriffs gewonnen werden. Dieser Ansatz wird am Beispiel zweier moderner digitaler Signalprozessoren durch eine Vielzahl von Basis-Algorithmen der digitalen Signalverarbeitung evaluiert. Die ermittelten Schätzwerte für die einzelnen Algorithmen werden dabei mit physikalisch gemessenen Werten verglichen. Es ergibt sich ein sehr kleiner maximaler Schätzfehler von 3%. In this contribution different approaches for power estimation for programmable processors are presented and evaluated concerning their capability to be applied to modern digital signal processor architectures like e.g. Very Long InstructionWord (VLIW) -architectures. Special emphasis will be laid on the concept of so-called Functional-Level Power Analysis (FLPA). This approach is based on the separation of the processor architecture into functional blocks like e.g. processing unit, clock network, internal memory and others. The power consumption of these blocks is described by parameter dependent arithmetic model functions. By application of a parser based automized analysis of assembler codes of the systems to be estimated the input parameters of the Correspondence to: H. Blume (blume@eecs.rwth-aachen.de) arithmetic functions like e.g. the achieved degree of parallelism or the kind and number of memory accesses can be computed. This approach is exemplarily demonstrated and evaluated applying two modern digital signal processors and a variety of basic algorithms of digital signal processing. The resulting estimation values for the inspected algorithms are compared to physically measured values. A resulting maximum estimation error of 3% is achieved.
Mit der Transformation der Wertschöpfungsstrukturen von Utility 1.0 zu Utility 4.0 erfolgt offensichtlich auch eine Veränderung des Produkts. Vor dem Hintergrund disruptiver Technologien (IoT, Big Data, Cloud, Robotics etc.) und auch gesellschaftlicher Veränderungen entstehen ständig neue Geschäftsmodelle und Produkte, die über die reine Versorgungsdienstleistung (z. B. Strom) hinausgehen. Dabei muss der wertvolle Rohstoff Produktdaten für smarte Produkte durchgängiger und schneller nutzbar gemacht werden. Die modularen und durchgängigen Produktstrukturen leisten einen Beitrag zur Beherrschung von Komplexität und stellen somit einen wesentlichen Hebel für erfolgreiche Produktentwicklung und -management dar. In diesem Beitrag werden Ansätze beschrieben, wie es den vor der Herausforderung Utility 4.0 stehenden Unternehmen gelingen kann, Smart-Energy-Produkte so zu modellieren, dass sie die Interoperabilität der einzelnen Produktionsmodule sicherstellt und ein Ende-zu-Ende-Management ermöglicht.
In diesem Beitrag werden Active Appearance Models (AAMs) zur Segmentierung der äußeren Kontur von Aortenaneurysmen eingesetzt. Diese Aufgabe ist wegen des geringen Kontrastes zum umliegenden Gewebe und des Aufbaus der teils thrombotisierten oder kalzifizierten Gefäßwände im Bereich eines Aneurysmas so komplex, dass sie aufgrund der Vielgestalt der Kontur in CT-Angiographie-Bildern die Verwendung eines statistischen Modells für Form und eingeschlossene Textur rechtfertigt. Für die Evaluation des Verfahrens wurden verschiedene statistische Modelle aus Schichten von neun CTA-Datensätzen trainiert und die Segmentierung anhand von Leave-One-Out-Tests überprüft.
Die Veränderung der Energiewirtschaft schreitet kontinuierlich voran - und wird mit Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende nicht abgeschlossen sein. Vielmehr steigen die Innovationsgeschwindigkeit und die Erwartungshaltung der Kunden. Dieses Kapitel beschreibt, wie intelligente Messsysteme die Basis für neue Möglichkeiten schaffen und wie sich diese Veränderungen auf die Wertschöpfung auswirken. Der Fokus liegt dabei auf dem Wandel der einzelnen Wertschöpfungsstufen im Verlauf der Liberalisierung des Messwesens und dem seit dem 02.09.2016 verbindlichen Messstellenbetriebsgesetzes. Der Beitrag zeigt auf, wie sich bisher getrennte Wertschöpfungsstufen nunmehr direkt berühren und miteinander interagieren. Deutlich wird dadurch, wie Informationen zu Mehrwert führen können - aber auch, welche Fragen noch zu beantworten sind und welche Hürden es zu überwinden gilt.
Dieser Beitrag präsentiert einen neuartigen Ansatz zur entkoppelten Regelung der Kamera-Blickrichtung und der Bewegung eines mobilen Roboters im Kontext der bildbasierten Navigation. Eine schwenkbare monokulare Kamera hält unabhängig von der Roboterbewegung die relevanten Merkmale für die Navigation im Sichtfeld. Die Entkopplung der Kamerablickrichtung von der eigentlichen Roboterbewegung wird durch die Projektion der Merkmale auf eine virtuelle Bildebene realisiert. In der virtuellen Bildebene hängt die Ausprägung der visuellen Merkmale für die bildbasierte Regelung nur von der Roboterposition ab und ist unabhängig gegenüber der tatsächlichen Blickrichtung der Kamera. Durch die Schwenkbarkeit der monokularen Kamera wird der Arbeitsbereich, über dem sich ein Referenzbild zur bildbasierten Regelung eignet, gegenüber einer statischen Kamera signifikant vergrößert. Dies ermöglicht die Navigation auch in texturarmen Umgebungen, die wenig verwertbare Textur- und Strukturmerkmale aufweisen.
Die energiewirtschaftliche Digitalisierung führt zu einem disruptiven Marktwandel. Der smarte, vernetzte Energiemarkt von morgen umfasst neue Player, neue Kommunikationsanforderungen, geändertes Kundenverhalten und mehr Daten. Etablierte Marktteilnehmer sind gezwungen, ihre bisherigen Geschäftsmodelle zu überdenken. IT wird dabei mehr und mehr zum Wettbewerbsfaktor. Ein erfolgreiches Managen der technologischen Veränderungsprozesse ist zwingende Voraussetzung für die nachhaltige Bewältigung der energiewirtschaftlichen Digitalisierung. In diesem Zusammenhang erweisen sich die daten- und entwicklungsspezifischen Synergieeffekte plattformbasierter Dienste als zentraler Mehrwert einer innovationsgetriebenen strategischen Marktpositionierung und damit als technologische Notwendigkeit.
In diesem Kapitel werden wir uns vornehmlich mit zwei Vorgängen befassen, ohne die das Erreichen des thermischen Gleichgewichts und die Veränderung des thermischen Zustands eines Systems unmöglich wäre: Wärmeleitung und Diffusion. Bei der Wärmeleitung wird die kinetische Energie der Teilchen durch Stöße auf die Nachbarn übertragen: Es handelt sich um den Transport von Wärmeenergie. Unter Diffusion versteht man den Transport von Molekülen aufgrund ihrer Wärmebewegung. Sie tritt in Erscheinung, wenn in einem System verschiedene Arten von Molekülen vorhanden und ungleichmäßig verteilt sind.
Es besteht wohl kaum Anlass zur Annahme, dass die seit Jahrzehnten etablierten Markt- und Technologiestrukturen der Energiewirtschaft sich nicht in einem radikalen Ablöseprozess mit Gewinnern und Verlierern befinden. Aber Vorsicht - vordergründig bereits verloren erscheinende Geschäftsmodelle erfahren im Zuge der Digitalisierung einerseits noch intensiveren Wettbewerbsdruck, können aber andererseits von diesem "technologischen Jungbrunnen" profitieren, um verlorenes Terrain zurückzugewinnen. Im folgenden Kapitel wird ein Managementzyklus aufgezeigt, der in Anlehnung an die bereits erfolgreiche Implementierung digitaler R/Evolutionen anderer Branchen aufzeigt, wie die Geschäftsleitung systematisch kostenbewusst und zielorientiert die Digitalisierung umsetzen kann.
In den zurückliegenden Jahren haben insbesondere zwei Trends die Stromversorgung bestimmt: der starke Anstieg der dezentralen und der Ausbau der regenerativen Stromerzeugung, die vor allem in den Verteilnetzen stattfinden. Angesichts dieser Entwicklung gewinnen virtuelle Kraftwerke (VK) immer mehr an Bedeutung. In der frühen Phase waren VK insbesondere eine Möglichkeit, kleine dezentrale Erzeuger zu einer größeren Einheit zu bündeln und sie so marktfähig zu machen. Heute werden sie - überwacht und gesteuert über ein Dezentrales Energie-Management-System (DEMS) - gemeinsam mit Demand Response betrieben, also dem Reagieren eines Energieabnehmers auf Marktpreise. Das Demand Side Management soll zur Flexibilisierung der Industrie beitragen. Da der Ausbau der Übertragungsnetze nur schleppend vorankommt, kann die Nutzung von lastseitiger Flexibilität einen wichtigen Beitrag zur Versorgungssicherheit leisten. Im zweiten Teil des Beitrags geht es um die Entwicklung der Märkte. Großes Interesse besteht immer noch an der Regelenergie, zumal der Bedarf bis 2050 deutlich steigen wird. Die Spotmärkte Intraday und Day-Ahead wachsen kontinuierlich, deshalb werden sie für VK immer wichtiger. Am Ende gibt der Beitrag einen Ausblick auf die künftige Entwicklung, in der Regelenergie- und Spotmärkte noch eine Rolle spielen, aber andere Geschäftsmodelle wichtiger werden. Darüber hinaus geht es um langfristige Entwicklungen, die z. B. zusätzliche Serviceleistungen durch VK betreffen.
Evolutionistische Argumentationen außerhalb der Biologie sind weit verbreitet. Wenn sie vertreten werden, heißt das mitnichten, dass sie notwendigerweise von darwinischen Argumenten geprägt sind. Wenn man Evolution und Kultur aus explizit darwinischer Perspektive zusammen bringt, bedeutet das noch lange nicht unbedingt Soziobiologie. Und es bedeutet sicherlich nicht Sozialdarwinismus. Dieser Beitrag soll einen Überblick der so genannten evolutionären Ansätze bzw. evolutionistischen Ansätze zu menschlichen Gesellschaften bzw. Kulturen geben. Es soll gezeigt werden, was in den Ansätzen analytisch zu trennen ist und was synthetisch zusammen gehört. Mein Beitrag ist nicht wissenschaftsgeschichtlich angelegt, sondern systematisch ausgerichtet und hat zwei Schwerpunkte (Antweiler 2008; Antweiler 2009b). Zum einen geht es um kausale Zusammenhänge von organischer Evolution und gesellschaftlichem Wandel. Auf der anderen Seite werden Analogien zwischen biotischer und kultureller Evolution erläutert, die als spezifische Ähnlichkeiten dieser beiden als grundsätzlich verschieden gesehenen Prozesse aufgefasst werden. Dadurch wird die Frage aufgeworfen, ob die Evolution von Organismen einerseits und die Transformation von Gesellschaften bzw. Kulturen andererseits, spezielle Fälle eines allgemeinen Modells von Evolution darstellen.
Der besondere Vorteil der OPs liegt darin, dass sich seine Eigenschaften durch einfache äußere Beschaltungen stark variieren lassen. OPs sind daher in immer größer werdendem Umfang in analogen Schaltungen, aber auch in Schaltungen der Digitaltechnik anwendbar und integrierbar. In diesem Kapitel wird das Bauelement ausführlich vorgestellt und ein Eindruck von seinen universellen Einsatzmöglichkeiten vermittelt. Behandelt werden dazu folgende Themen: Einführung; Differenzverstärker; Grundlagen des Operationsverstärkers; Operationsverstärker: Kennlinie, invertierender und nichtinvertierender Betrieb, Kenndaten; Operationsverstärker mit Gegenkopplung: frequenzabhängig und frequenzunabhängig, Schaltbeispiele. Operationsverstärker als Leistungsverstärker; Aktive Filterschaltungen (Gauß-Filter, Bandsperre).
Die kontinuierlich fortschreitende Miniaturisierung in integrierten Schaltungen führt zu einem Anstieg des intrinsischen Rauschens. Um den Einfluss von intrinsischem Rauschen auf die Zuverlässigkeit zukünftiger digitaler Schaltungen analysieren zu können, werden Methoden benötigt, die auf CAD-Verfahren wie Analogsimulation statt auf abschätzenden Berechnungen beruhen. Dieser Beitrag stellt eine neue Methode vor, die den Einfluss von intrinsischem Rauschen in digitalen Schaltungen für eine gegebene Prozesstechnologie analysieren kann. Die Amplituden von thermischen, 1/f und Schrotrauschen werden mit Hilfe eines SPICE Simulators bestimmt. Anschließend wird der Einfluss des Rauschens auf die Schaltungszuverlässigkeit durch Simulation analysiert. Zusätzlich zur Analyse werden Möglichkeiten aufgezeigt, wie die durch Rauschen hervorgerufenen Effekte im Schaltungsentwurf mit berücksichtigt werden können. Im Gegensatz zum Stand der Technik kann die vorgestellte Methode auf beliebige Logikimplementierungen und Prozesstechnologien angewendet werden. Zusätzlich wird gezeigt, dass bisherige Ansätze den Einfluss von Rauschen bis um das Vierfache überschätzen.
In einem vorhandenen Nachrichtennetz sorgt die Vermittlungstechnik dafür, dass Informationen zu jeder Zeit von einem beliebigen Zugangspunkt zu einem beliebigen anderen Zugangspunkt übertragen werden können. Der gesamte Vorgang wird mit Vermittlung bezeichnet. Das größte weltweit vorhandene Nachrichtennetz ist das kombinierte Internet-Telefonnetz. Die Zugangspunkte sind die Anschlusspunkte (ortsfeste Anschlussdosen) für die Endgeräte, wie z. B. Rechner, Telefonapparate, Faxgeräte oder Modems, oder aber ortsveränderliche Endgeräte wie Laptops, schnurlose Telefone oder Funktelefone ("Handys"). Die Vermittlungsstelle klassischer Art mit hierarchischem Aufbau ist nahezu vollständig durch komplexe rechnergesteuerte national arbeitende Anlagen ersetzt worden. In diesem Kapitel werden deshalb grundlegende Eigenschaften dargestellt. Stichworte: Grundbegriffe; Vermittlung; Verkehrstheorie; Endgeräte.
Mit der Wahl von Wolfgang Wetzel zum Vorsitzenden der Deutschen Statistischen Gesellschaft im Jahre 1972 begann eine 32jährige Ära, in der die praktische und die theoretische Statistik in einem ausgewogenen Verhältnis gepflegt wurden. Ein regelmäßiger vierjähriger Wechsel im Vorsitz stärkte die Gemeinschaft und die praktische wie die wissenschaftliche Arbeit gleichermaßen. Die jährlichen Hauptversammlungen behandelten gesellschaftlich aktuelle wie zukunftsorientierte Themen, und die Ausschüsse sowie weitere Veranstaltungen gaben Gelegenheit zur Förderung und Pflege einer Vielzahl von Arbeitsgebieten der Statistik. Darüber wird nicht nur in diesem Kapitel, sondern auch in den Teilen II und III des Bandes berichtet.
Bei der Befundung und Visualisierung von Blutgefäßen ist deren Centerline von zentraler Bedeutung. Die Unterscheidung zwischen unverzweigten Abschnitten des Gefäßes und Verzweigungsbereichen ermöglicht den Einsatz spezialisierter und sehr effizienter Algorithmen zur modellbasierten Extraktion der Centerline. In diesem Artikel wird ein robustes Verfahren zur Verzweigungserkennung vorgestellt. Das Verfahren beruht auf einem Front-Propagation-Ansatz mit dynamisch angepassten Schwellwerten und einer anschließenden Clusteranalyse. Die vorgestellte Methode zur Verzweigungserkennung wurde als Komponente einer Architektur zur Extraktion der Centerline auf handannotierten Datensätzen getestet. Erste Ergebnisse sind sehr vielversprechend und ermöglichen auch bei pathologischen Gefäßen eine robuste Detektion von Gefäßverzweigungen.
Die Übertragungsnetze stellen eine zuverlässige Versorgung von Haushalt, Gewerbe und Industrie mit elektrischer Energie sicher und sind damit Grundlage einer modernen Wirtschaft und Gesellschaft. Die mittlerweile unumkehrbaren Entwicklungen der nationalen und europäischen Energiewende stellen den Übertragungsnetzbetreiber in seinen Kernaufgaben, dem Bau und Betrieb von Netzen, dem Markt- und Netzzugang und der Integration der erneuerbaren Energien vor neue und große Herausforderungen. Verbrauchsnahe dezentrale Erzeugung wie verbrauchsferne zentrale Erzeugung muss im Sinne der Gewährleistung der Systemstabilität gemanagt und in Einklang mit dem Verbrauch gebracht werden. Erneuerbare Energien müssen zudem in einem solchen System ihren Beitrag zur System- und Marktintegration leisten. All das erfordert mehr Daten, um in einem Gesamtsystem dynamische Reaktionsmöglichkeiten gewährleisten zu können. Erst die "Digitalisierung" schafft dabei die notwendigen Voraussetzungen die Komplexität zu stemmen. Die Digitalisierung stellt daher ein Kernelement dieses Wandels des Übertragungsnetzbetreibers dar, die einerseits mit zum Entstehen der neuen Herausforderungen beiträgt, andererseits aber auch hilft Werkzeuge bereitzustellen, diesen Herausforderungen zu begegnen. Im folgenden Beitrag wird aufgezeigt, wie die Digitalisierung die Aufgaben und Instrumente des Übertragungsnetzbetreibers verändern. Ausgehend von den heutigen Aufgaben eines Übertragungsnetzbetreibers und dem gültigen Rechtsrahmen werden unter dem Begriff "Notwendiges Set für morgen" smarte Elemente und Werkzeuge beschrieben, die bereits heute im Einsatz sind oder in den nächsten Jahren notwendig werden. Im Anschluss erfolgt anhand einiger Beispiele aus unterschiedlichen Bereichen eine Konkretisierung der Einsatzzwecke der Digitalisierung beim Übertragungsnetzbetreiber. Ein kurzer Ausblick mit Fokus auf den weiteren Veränderungsprozess rundet den Beitrag ab.
Das Kapitel "Verbrennungsmotoren" gibt eine Einführung in das wichte und große Gebiet der Verbrennungsmotoren. Leserinnen und Lesern, die noch nie etwas über Verbrennungsmotoren gehört haben, wird empfohlen, zunächst den Abschnitt 1 zu lesen. Dieser ist bewusst einfach und anschaulich geschrieben, um den Zugang zum Thema zu erleichtern. Danach können gezielt weitergehende Informationen in den Abschnitten 2 bis 9 studiert werden. Diese Abschnitte wurden so verfasst, dass man sie nicht nacheinander lesen muss. Grundlage ist jeweils nur der Abschnitt 1. Dieser selbst ist so verfasst, dass das Wichtigste ganz am Anfang steht. Je weiter hinten man in diesem Abschnitt ankommt, umso spezieller werden die Themen. Bei nur begrenztem Interesse an dem Thema Verbrennungsmotoren kann man das Lesen des Abschnitts 1 jederzeit abbrechen und hat trotzdem das bis dahin Wichtigste erfahren.
Lernziel: Dieses Kapitel vermittelt einen ersten Eindruck von Werkstoffen, die bestimmte technische Eigenschaften besitzen müssen, dabei einfach herstellbar sein sollen und die Forderung der Wirtschaftlichkeit erfüllen müssen. Wir diskutieren Werkstoffe in einfachen, allgemeinen und speziellen Zusammenhängen und lernen das Wissensgebiet Werkstoffkunde kennen, das die Werkstoffwissenschaft und die Werkstofftechnik umfasst. Wir verschaffen uns einen ersten Eindruck vom mikroskopischen Aufbau der vier Werkstoffgruppen Metalle, Gläser/Keramiken, Kunststoffe und Verbundwerkstoffe. Wir lernen einige wichtige Werkstoffeigenschaften kennen. Es geht dann um zuverl ässige Datenüber Eigenschaften von Werkstoffen und in diesem Zusammenhang wird die Prüfung, die Normung und die Bezeichnung von Werkstoffen betrachtet. Schließlich befassen wir uns kurz mit der zeitlichen Entwicklung von Werkstoffen und führen den Begriff der Nachhaltigkeit ein.
Deuflhard, Peter; Dössel, Olaf; Louis, Alfred K.; Zachow, Stefan
In diesem Artikel wird an drei Erfolgsmodellen dargestellt, wie das Zusammenwirken von Mathematik und Medizin eine Entwicklung hin zu patientenspezifischen Modellen auf Basis moderner medizinischer Bildgebung angestoßen hat, die in naher Zukunft dynamisch weiter Raum greifen wird. Dabei existiert ein Gleichklang der Interessen von Medizin und Mathematik: Beide Disziplinen wollen die Resultate schnell und zuverlässig. Für die Klinik heißt dies, dass notwendige Rechnungen in möglichst kurzer Zeit, und zwar auf dem PC, ablaufen müssen und dass die Resultate so genau und belastbar sein müssen, dass medizinische Entscheidungen darauf aufbauen können. Für die Mathematik folgt daraus, dass höchste Anforderungen an die Effizienz der verwendeten Algorithmen und die darauf aufbauende Software in Numerik und Visualisierung zu stellen sind. Allerdings ist es noch ein weiter Weg, bis anatomische und medizinisch brauchbare funktionelle Modelle auch nur für die wichtigsten Körperteile und die häufigsten Krankheitsfälle verfügbar sein werden. Führende Universitätskliniken könnten, als Zentren einer interdisziplinären Kooperation von Medizinern, Ingenieuren und Mathematikern, eine Vorreiterrolle dabei übernehmen, mehr Mathematik in der Medizin zu wagen. Dies wäre zweifellos ein wichtiger Schritt in Richtung auf eine individuelle quantitative Medizin, bei dem Deutschland die besten Voraussetzungen hätte, die Rolle des "Schrittmachers“ zu übernehmen.
Vogl, Raimund; Gildhorn, Antje; Labitzke, Jörg; Wibberg, Michael
An der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) wurde bereits 1996 ein tragfähiges, kooperativ ausgerichtetes System der IT-Governance im Zusammenspiel zentraler und dezentraler IT-Leistungserbringer etabliert. Um den Anforderungen an ein integriertes Informationsmanagement im Überlappungsfeld von Information, Kommunikation und Medien (IKM) durch das Zusammenspiel der zentralen Einrichtungen Universitätsverwaltung (UniV), Universitäts- und Landesbibliothek (ULB) und Zentrum für Informationsverarbeitung (ZIV) gerecht zu werden, wurde 2003 der IKM-Service institutionalisiert. In diesem Rahmen wurde das Projekt Münster Information System for Research and Organization (MIRO) entwickelt, das als Leistungszentrum für Forschungsinformation von der DFG gefördert wird. Die bisherigen Projekterfahrungen, erreichten Ziele und verbleibenden Aufgaben werden dargestellt. Im Projektverlauf haben sich insbesondere die etablierten IT-Governance und Versorgungs-Strukturen sowie die Unterstützung der Hochschulleitung als essentielle Erfolgskriterien erwiesen.
Neue Treiber der Digitalisierung bestimmen die Geschicke der etablierten Unternehmen im Energiebereich, dabei haben diese in vielen Fällen noch nicht einmal adäquat auf die altbekannten Treiber der Energiewende reagiert. Eine ganze Branche ist im Umbruch, alte Erlösmodelle brechen ein und Einigkeit scheint bei den Verantwortlichen nur in der Frage zu herrschen, wie in Zukunft noch Geld verdient werden kann. Dieser Beitrag erklärt die prägenden Treiber der Veränderung, analysiert die Ausgangslage und nennt Herausforderungen der Branche. Darüber hinaus legt er den Fokus auf die Betrachtung der neuen digitalen Wertschöpfung. Dazu wird ein Modell eingeführt, welches von der klassischen Wertschöpfungskette über datenbasierte Geschäftsmodelle im Energiesystem bis hin zum Internet of Smart Services reicht. Mit dem Modell geben die Autoren gleichsam Einblick in das geplante Energiewendeprojekt enera.
Die traditionelle Energieversorgung befindet sich in einer Zäsur. Das seit Jahrzehnten bewährte und stabile Geschäftsmodell einer zuverlässig planbaren, zentralen Energieerzeugung mit anschließender unidirektionaler Verteilung geriet spätestens seit der Energiewende des Jahres 2011 immer mehr unter Druck. Angesichts fortschreitender Digitalisierung und Dezentralisierung einerseits und gestiegener Erwartungshaltung der Kunden gegenüber "ihrem" Versorger andererseits sieht sich die Energiebranche heute einem epochalen Transformationsprozess gegenübergestellt. Bei diesem entwickeln sich aus den monopolistischen Versorgern des 19. und 20. Jahrhunderts (Utility 1.0), über die liberalisierten Energieversorgungsunternehmen (Utility 2.0) und Energiedienstleistungsunternehmen (Utility 3.0) heutiger Prägung, die digitalen Energiedienstleistungsunternehmen (Utility 4.0) von morgen. Oliver D. Doleski beschränkt sich in seinem Beitrag nicht auf die reine Beschreibung dieses Veränderungsprozesses an sich. Vielmehr werden darüber hinaus sowohl die mit dieser Entwicklung verbundenen übergeordneten Ziele als auch die wesentlichen Anforderungen an erfolgreiche Utilities 4.0 skizziert. Das Kapitel endet mit einem prägnanten Überblick profitabler Betätigungsfelder, die zur Sicherung der ökonomischen Zukunft von Energiekonzernen, Regionalversorgern und Stadtwerken beitragen können.
Mit Daten aus eigenen Erhebungen können das einkaufsbezogene Informations- und Einkaufsverhalten im Zusammenhang mit den verkehrlichen Aspekten (Distanzen, Verkehrsmittel, Wegekopplungen) dargestellt werden. Die Differenzierung in die drei Produktkategorien des täglichen, mittelfristigen und des langfristigen Bedarfs berücksichtigt in erster Linie die Wertigkeit eines Gutes, die seine Erwerbshäufigkeit unmittelbar bestimmt. Der Einsatz moderner IKT wie das Internet eröffnet dem Endverbraucher neue Möglichkeiten bei Information und Einkauf. Die verkehrliche Relevanz von Online-Shopping wird deutlich, wenn man berücksichtigt, dass im Mittel rund 17% aller Online-Einkäufe, die die Probanden durchgeführt haben, Einkäufe in Ladengeschäften ersetzen. Dies gilt in verstärktem Maße für Online-Informationen: etwa die Hälfte hätte alternativ im stationären Einzelhandel stattgefunden. Da der Erwerb von Gütern des täglichen Bedarfs häufig nahräumlich und in relevantem Anteil nicht-motorisiert erfolgen kann, sind in diesem Segment - im Gegensatz zum mittel- und langfristigen Bedarf - nur geringe Substitutionseffekte zu beobachten.
Die Energiewirtschaft benötigt neue, digitale Geschäftsmodelle. Gegenwärtig folgt auf Liberalisierung und Energiewende die nächste Stufe einer weitreichenden Bereinigung des Versorgungsmarktes. Digitalisierung und Dezentralisierung sind heute in aller Munde und verlangen nach neuen Produkten und Dienstleistungen. Dabei wirken die immensen Herausforderungen einer digitalen Energiewelt wie Beschleuniger für die Transformation im Versorgungssektor und tragen damit zur breiten Etablierung von Utilities 4.0 bei. Dieser Entwicklungsprozess vollzieht sich mithilfe unterschiedlicher Methoden zur Realisierung neuer Geschäftsideen. Allerdings greifen die gängigen Konzepte zur Entwicklung von Geschäftsmodellen gerade im Hinblick auf die Berücksichtigung komplexer, unbeständiger Rahmenbedingungen und spezifischer Anforderungen der digitalen Energiewelt mitunter zu kurz. Vor diesem Hintergrund wird das auf dem ganzheitlichen St. Galler Management-Konzept beruhende Integrierte Geschäftsmodell iOcTen als geeignetes Instrumentarium zur Geschäftsmodellentwicklung vorgestellt. Neben der Modellbeschreibung unterstützt ein intuitiv verständlicher Leitfaden den Praktiker bei der Transformation vom klassischen Versorgungsunternehmen zum digitalen Energiedienstleistungsunternehmen.
Zunächst kurz vorweg zu den Formeln im Titel: "exzentrische Positionalität“ ist der Kategorienvorschlag der Philosophischen Anthropologie (genauer: von Helmuth Plessner) für den Menschen, für seine "Sonderstellung“ unter den Lebewesen - ich werde diesen Begriff erläutern. So viel kann man sagen: Der Terminus ist nicht schwieriger als "Transzendentalität“ oder das "Apriori“ oder "Autopoiesis“, also Begriffe, mit deren Orientierungswert in der intellektuellen Öffentlichkeit bereits gespielt wird, bietet aber möglicherweise mehr Erschließungskraft als die Kunstbegriffe z. B. von Kant, Maturana oder Luhmann. Und "tanzendes Tier“ ist ein glücklicher Anschauungsbegriff, eine Art Übersetzung für "exzentrische Positionalität“ - also ein "verrücktes“ Lebewesen, eine Verrückung im evolutionären Leben, die dieses Lebewesen von Natur aus zu einer bestimmten Art von Lebensführung, nämlich Kultur nötigt. Die Absicht des Beitrages ist es, die Philosophische Anthropologie als eine spezifische Theorietechnik zu präsentieren, um einen adäquaten Begriff des Menschen zu erreichen, und zwar eine Theoriestrategie angesichts des cartesianischen Dualismus - also des Dualismus zwischen Naturalismus und Kulturalismus.
Wir haben in (4.44) den II. Hauptsatz als empirische Tatsache folgendermaßen formuliert: (i) Wärmeenergie geht von selbst nur von einem wärmeren Körper auf einen kälteren über, niemals in der umgekehrten Richtung. Nun werden wir beweisen, dass sich aus diesem Prinzip folgende äquivalente Formulierungen für den II. Hauptsatz ableiten lassen: (ii) Es ist unmöglich, ein Perpetuum mobile zweiter Art zu bauen, d. h. eine Maschine, die fortlaufend Wärmeenergie vollständig in mechanische Arbeit umsetzen kann. Eine Wärmekraftmaschine, die einen Kreisprozess mit der höchsten Temperatur Tw und der niedrigsten Temperatur Tk durchläuft, hat höchstens den Carnotschen Wirkungsgrad c = (Tw - Tk)/Tw. Wenn in der Maschine nur reversible Prozesse ablaufen, die gesamte Wärmezufuhr bei der Temperatur Tw erfolgt und ausschließlich bei der Temperatur Tw gekühlt wird, ist ihr Wirkungsgrad = C. Es gibt keine Wärmekraftmaschine, die eine bessere Ausnutzung der Wärmeenergie ermöglicht. (iv) In jedem thermodynamischen System existiert die Zustandsgröße Entropie, definiert durch ihr Differential dS = (dQrev)/T . Entropie kann erzeugt, aber nicht vernichtet werden. Bei Zustandsänderungen, die in einem abgeschlossenen System ablaufen, nimmt die Entropie entweder zu (irreversible Prozesse), oder sie bleibt konstant (reversible Prozesse). Im Anschluss an (iii) werden wir zur Definition der thermodynamischen Temperatur und bei der Diskussion von (iv) zu einem tieferen Verständnis der Entropie gelangen. Es zeigt sich, dass die Entropie das eigentliche Bindeglied zwischen Mechanik und Wärmelehre darstellt. Am Ende des Kapitels werden wir einige Anwendungen des II. Hauptsatzes betrachten.
Bei der Dosimetrie von Photonenstrahlungen mit luftgefüllten Ionisationskammern werden in diesem Kapitel zwei Grenzfälle unterschieden. Der eine Fall ist die Bedingung des so genannten Sekundärelektronengleichwichts im Kammervolumen. In diesem Fall bestimmen ausschließlich die Photonen im Messvolumen die dosimetrische Anzeige. Der zweite Grenzfall ist gegeben, wenn das Luftvolumen und die Kammer das Strahlungsfeld im Phantom so wenig stören, dass der Sekundärelektronenfluss unverändert bleibt. Diese Bedingungen nennt man BRAGG-GRAY-Bedingungen. Beide Grenzfälle sind in der Praxis nur näherungsweise zu verwirklichen. Abweichungen müssen durch entsprechende Korrekturen oder Kalibrierungen berücksichtigt werden.
In Austria an index of 3 μg/kg of Ochratoxin A for coffee, 0,3 μg/kg for fruit juices and 0,2 μg/kg for beer is discussed. The laboratory of the food inspection authority of the state of Vorarlberg investigated the contribution of selected foodstuffs to the daily OTA intake and compared it with the recommendation of the scientific food committee of the EC. The focal point of this study was on beverages (coffee, coffee substitutes, beer and fruit juices) and their ingredients.ZUSAMMENFASSUNG: Die Untersuchungsergebnisse von Bier, Fruchtsaft und Kaffee [Diagramm 1] zeigen, dass die Mehrzahl der Proben nur sehr schwach bis gar nicht belastet waren. Die OTA-Belastung lag bei der Mehrzahl der Proben unter der Nachweisgrenze von 0,3 μg/kg bzw. 0,01μg/1. Einzelne Proben waren aber erheblich belastet, sodass bei starkem Konsum (Fruchtsaft im Sommer) eine überschreitung der vom SCF vorgeschlagenen Höchstmenge nicht auszuschließen ist. Die Ergebnisse der Kaffeemitteluntersuchung [Diagramm 2] belegen eine höhere OTA-Belastung bei mehr als der Hälfte der Proben. Wenn die vom SCF vorgeschlagene Höchstaufnahme von 5 ng pro Tag und kg Körpergewicht zu Grunde gelegt wird, resultiert für eine 60 kg schwere Person ein Wert von 0,3 μg/Tag. Das bedeutet bei einem mit 100 μg/kg OTA kontaminierten Kaffeeersatz und dem Konsum nur einer Tasse (5 - 7 g Pulver), dass alleine aus dieser Quelle diese Höchstaufnahme deutlich überschritten wird. Der Eintrag über die restliche Nahrung wie Cerealien, die für etwa die Hälfte der OTA-Aufnahme verantwortlich sind, bleibt hier unberücksichtigt. Die Untersuchungen belegen, dass die Einhaltung der in österreich vorgeschlagenen Richtwerte bei Bier, Fruchtsäften und Kaffee keine Schwierigkeiten bereitet. Für Kaffeemittel und andere Trockenfrüchte als Weintrauben [3] wurde allerdings noch kein Richtwert vorgeschlagen. Die Ergebnisse belegen aber, dass gerade für Kaffemittel und verschiedene Trockenfrüchte vor dem Hintergrund fehlender Höchstwerte ein Richtwert in der Größenordnung von 3 μg/kg bzw. 10 μg/kg hilfreich wäre, bis die Festlegung der gemeinschaftsrechtlicher Höchstgehalte erfolgt. Mit Hinblick auf die in der Einleitung beschriebene toxische Wirkung von OTA ist es im Sinne eines vorbeugenden Verbraucherschutzes wichtig, diese hochbelasteten Chargen zu erkennen und aus dem Verkehr zu nehmen. Ursache für die OTA-Kontamination ist vor allem eine mangelhafte Produktionshygiene in den Erzeugerländern. Dort liegt auch das größte Potential für eine Verringerung der OTA-Belastung. Die überprüfung der Lebensmittel auf Ochratoxin A durch die amtliche Lebensmittelkontrolle ist ein notwendiger Beitrag zum Schutz der öffentlichen Gesundheit und zur weiteren Reduktion der Aufnahme.
Zweitore (nach DIN 4899; alte Bezeichnung "Vierpole") sind Funktionseinheiten mit zwei Toren, wobei zu jedem Tor ein Klemmenpaar gehört. An eines der Tore wird das Eingangssignal angeschlossen, die zugehörigen Anschlüsse werden mit Eingangsklemmen bezeichnet. Entsprechend wird an den zwei Ausgangsklemmen das Ausgangssignal abgegriffen. Eventuell erforderliche Anschlüsse für eine Stromversorgung werden nicht mitgezählt. Der interne Aufbau besteht aus einer beliebigen Zusammenschaltung von Widerständen, Kondensatoren, Spulen, Transformatoren, Dioden, Transistoren usw. Es wird vorausgesetzt, dass die Zweitore zeitinvariant sind, d. h. die Eigenschaften hängen nicht von der Zeit ab.
Für die Stabilität eines linearen, zeitinvarianten Übertragungsgliedes existieren verschiedene Definitionen. Bei der asymptotischen Stabilität wird gefordert, dass der Systemausgang nach einer kurzzeitigen Systemanregung mit wachsender Zeit wieder gegen Null geht. Bei der BIBO-Stabilität (Bounded Input-Bounded Output) wird gefordert, dass bei einem beschränkten Systemeingang der Systemausgang ebenfalls beschränkt ist.
Die Nachrichtenübertragung über Richtfunkstrecken wird neben der Übertragung über Kabel eingesetzt. Gegenüber der Rundfunk- und Fernsehübertragung weist sie den Unterschied auf, dass Sender und Empfänger ortsfest sind. Da es nur einen Empfänger gibt, kann die Übertragung mit einem gerichteten elektromagnetischen Feld erfolgen. Die Besonderheit dieser Technik wird hier dargestellt.
"Wege entstehen dadurch, dass man sie geht." (Franz Kafka) Die Welt der Digitalisierung ist voll von Wegen, die jemand gegangen ist, bevor dort ein Weg war. Manche dieser Wege stellten sich als Sackgasse heraus, manche als Abkürzung und aus anderen wurden ganze Wegenetze und Städte. Die Energiewelt wird durch den digitalen Wandel nicht verschont bleiben. Durch die intelligenten Messsysteme und die zugehörigen, neuen Strukturen werden energiefremden Wettbewerbern Chancen zum Markteintritt eröffnet. EVUs müssen sich darauf einstellen, dass der permanente Wandel nicht mehr enden wird. Doch auch den EVUs eröffnen sich Optionen. Um erfolgreich zu sein, müssen sie lernen loszugehen, ohne das genaue Ziel zu kennen.
Analogsignale in digital codierter Form haben Vorteile (z. B. Speicherung, Übertragung). Ein Beispiel dafür ist die Musik-Film-CD/DVD. In diesem Kapitel werden entsprechende Verfahren vorgestellt. Themen: Grundlagen; Spannungs-Frequenz-Umsetzer: Sägezahn-Verfahren; Dual-Slope-Verfahren; Flash-Umsetzer; Umsetzer nach dem Wägeverfahren. Integrierte Umsetzer.
Die Detektion von Hindernissen vor dem Automobil ist eine Hauptanforderung an moderne Fahrerassistenzsysteme (FAS). In dieser Arbeit wird ein System vorgestellt, das mit Hilfe einer PMDKamera (Photomischdetektor) Hindernisse auf der Fahrspur erkennt und deren relevante Parameter bestimmt. Durch die PMD-Kamera werden zunächst 3D-Tiefenbilder der Fahrzeugumwelt generiert. Nach einem initialen Filterprozess werden im Tiefenbild mit Hilfe eines Bereichswachstumsverfahrens Hindernisse gesucht. Zur Stabilisierung des Verfahrens und zur Parameterberechnung wird ein Kaiman Filter eingesetzt. Das Ergebnis ist eine Liste aller Hindernisse im Fahrbereich des Automobils.
Die über 1.100 Arten der Knorpelfische sind nur etwa 4% aller heute lebenden Fischarten. Ihrknorpeliges Endoskelett kann zwar verkalken, wird abernie zu Knochen umgebaut. Der Schädel besteht nur aus Neurocranium und Viscerocranium, ein Dermatocranium fehlt. Knochen findet sich nur in den Plakoidschuppen der Körperdecke. Eine Schwimmblase wie bei den Knochenfischen wird nie gebildet. Mund- und Nasenöffnungen liegen ventral; der Endolymphgang bleibt zeitlebens mit der Epidermis verbunden. Der mediale Teil der Beckenflosse der Männchen dient als Kopulationsorgan (Mixopterygium, Klasper) (Abb. 208, 209B) bei der inneren Befruchtung.
Im Folgenden geht es um Einäugige, stereoskopisches Sehen, weite und enge Horizonte, Monokel und Sonnenbrillen. Der Beitrag versucht die Metapher des Sehens und der Sehhilfen anzuwenden, um so zu verdeutlichen, welchen Gewinn die herkömmliche Psychologie durch die Verwendung einer Darwin'schen Brille erlangen kann.
Konstruktion und Fertigung erfolgen in der Praxis fast ausschließlich rechnerunterstützt. Mit diesem Rechnereinsatz beim Konstruieren (CAD, Computer Aided Design) und Fertigen CAM (Computer Aided Manufacturing) scheint die technische Zeichnung an Bedeutung zu verlieren, da die Verständigung zwischen Konstruktions- und Fertigungsabteilung primär durch den Austausch digitaler Daten erfolgen kann.
Nachdem wir uns mit den Prinzipien der ART und einigen Beispielen vertraut gemacht haben, kommen wir nun zur Berechnung des Zwillingsparadoxons aus Sicht des reisenden Zwillings. Dabei spielt das Äquivalenzprinzip eine große Rolle. Deshalb wird die Bewegungssituation noch einmal erläutert, diesmal aus Sicht von Katrin. Sie befindet sich in ihrem System S'in Ruhe. In ihrem System läuft die Zeit t'ab. Nach dem Start fühlt Katrin jedoch eine Kraft, die sie als Gravitationskraft interpretieren kann. Sie merkt es daran, dass sie in den Sitz gedrückt wird. Nach einiger Zeit werden die Triebwerke abgeschaltet, und das Raumschiff fliegt mit konstanter Geschwindigkeit weiter, Phase 2. Anschließend wird der Schub der Triebwerke solange umgekehrt, bis das Raumschiff irgendwo mit der Geschwindigkeit null am Umkehrpunkt U landet, Phase 3 (Abb. 15.1). Die Erde, auf der sich Michael befindet, bewegt sich mit x'(t') aus Sicht von Katrin im freien Fall von ihr weg, s. das Experiment mit dem steigenden Fahrstuhl in Abschn. 13.2.1.
Calculated and experimental results for the neutron spectra at different radii in a graphite sphere irradiated with 14.1 MeV neutrons were shown to be in satisfactory agreement over the energy range 14.1 to 1.8 MeV neutrons. A group of curves were constructed which gives the radius of a graphite sphere shield required to attenuate the neutron intensity to a certain value. The data set used in the present work, with carbon-12 cross section, is shown to be useful for spherical calculations.Translated AbstractDie Bestimmung der Neutronenspektren in einer GraphitkugelDie Übereinstimmung experimentell bestimmter und berechneter Neutronenspektren in Abhängigkeit vom Ort in einer Graphitkugel wird in einem Energiebereich von 14,1 bis 1,8 MeV (bei einer Ausgangsenergie von 14,1 MeV je Neutron) gezeigt. Eine Gruppe von Kurven wird konstruiert, die den für eine bestimmte Dämpfung der Neutronenintensität notwendigen Radius einer Graphitkugel angeben. Es wird nachgewiesen, daß die in der Arbeit benutzte Datenbank für den 12C-Wirkungsquerschnitt in sphärischen Geometrien anwendbar ist.
Auf Basis von sechs PET/CT-Datensätzen des Pankreas wird eine Computerunterstützung für die Teilresektion der Bauchspeicheldr üse (Pankreas) bei fokalem Hyperinsulinismus von Kindern entwickelt. Ziel ist es, die Lokalisation des krankhaften Fokus im Pankreasgewebe präoperativ dreidimensional zu visualisieren, um so die Sicherheit des Eingriffs zu erhöhen. Die relevanten anatomischen Strukturen werden im CT segmentiert und anschließend dreidimensional visualisiert. Der im PET erkennbare Fokus wird in diese anatomische 3D-Visualisierung eingeblendet. Es zeigt sich eine klare Erkennbarkeit des Fokus in allen sechs Fällen.
Für das Zeichnen analoger Schaltpläne wird oft versucht, die Potentialverteilung in der entsprechenden Schaltung auszunutzen, um eine Platzierung der Bauteile nach abfallendem Potential vorzunehmen. Mit Hilfe von Computerunterstützung gelingt es, eine verallgemeinerte dreidimensionale Platzierungsstrategie anzuwenden, die allein auf Grund der Potentialwerte einer Schaltung die automatische Generierung einer technisch exakten Potentialdarstellung erlaubt. Somit ist es möglich, die Ergebnisse von transienten SPICE-Simulationen in jedem Zeitschritt darzustellen und eine Animation des zeitlichen Verhaltens zu erzeugen. Die Umsetzung dieser Methode zur Einbettung in eine webbasierte Lern - und Arbeitsplattform wird im Folgenden erläutert.
This book contains selected contributions from the international workshop Learning, "Adjustment and Stress Disorders--with special reference to Tsunami affected Regions" organised by Evelin Witruk and the team of Educational and Rehabilitative Psychology at the University of Leipzig in January 2006. The book contains new results and the…
Heinrich Bruns, director of the Leipzig University Observatory, was working on theoretical geometrical optics, and applied this to practical questions. His correspondence with opticians of the Zeiss Company in Jena gives evidence of their mutual regard and inspiration.
water where there is a sharp change in channel slope, such as a waterfall or lake, resulting from differential rates of erosion above and below the...Beitrage zur Lehre von der biologische Gewasserbeurteilung. International Review of Hydrobiology 2:126-52. ———. 1909. Oekologie der Saprobien. Uber
Die Digitalisierung schreitet mit großen Schritten voran. Dies wirkt sich nicht nur auf die Gesellschaft im Grundsatz, sondern auch auf das Verhalten der Kunden aus. Neue Kommunikationswege beschleunigen die Interaktion zwischen Unternehmen und Verbraucher. Im Vergleich mit großen Internetfirmen werden etablierte Dienstleistungsunternehmen - vom Energieversorger bis zu Versicherungen - stark unter Druck gesetzt, sich noch intensiver mit dem Kundenservice auseinanderzusetzen. Dies wird nur möglich sein, wenn sich die Organisationen entsprechend positionieren und sich frühzeitig auf die Veränderungen einstellen. Hieraus ergeben sich mehr Chancen als Risiken, zumal es nicht nur neue Prozesse, sondern auch neue Berufsbilder geben wird.
Brösdorf, Klaus-Dieter; Moser, Andreas; Burg, Jürgen
Unfälle ereignen sich in unterschiedlichen Schweregraden. Man unterscheidet zwischen Unfälle mit nur Sachschaden und in Unfälle mit Personenschaden. Gemäß Statistik [1] machten in Deutschland im Jahr 2005 Unfälle mit Personenschaden (336.619) etwa 15 % der Gesamtanzahl der polizeilich erfassten Unfälle (2.253.992) aus. In den amtlichen Statistiken sind nur polizeilich erfasste Unfälle enthalten. Eine größere Zahl von Unfällen, insbesondere leichtere Unfälle, wird offensichtlich polizeilich nicht gemeldet. Mit den Daten der Versicherungswirtschaft wird die Anzahl der Kfz-Schäden pro Jahr in Deutschland mit 8.673.000 angegeben [2].
Das Dampfkraftwerk beruht als thermisches Kraftwerk auf einem thermodynamischen Kreisprozess, der Wärme in technische Arbeit umwandelt. Die Arbeit wird mittels Elektrogenerator als elektrische Energie abgegeben.
The statistics of a system of four boson modes is treated with simultaneous Stokes-Antistokes interaction taking place. The time evolution is calculated in full quantum manner but in short time approximation. Mean photon numbers and correlations of second order are calculated. Antibunching can be found in the laser mode and in the system of Stokes and Antistokes mode.Translated AbstractStatistik in einem trilinear wechselwirkenden Stokes-Antistokes-BosonensystemDie Statistik eines Systems von vier Bosonenmoden mit gleichzeitiger Stokes-Antistokes-Wechselwirkung wird bei vollquantenphysikalischer Beschreibung in Kurzzeitnäherung untersucht. Mittlere Photonenzahlen und Korrelationen zweiter Ordnung werden berechnet. Dabei wird Antibunching sowohl in der Lasermode allein als auch im System aus Stokes- und Antistokesmode gefunden.
Astronomen schlagen vor, sich bei der Suche nach Signalen außerirdischer Zivilisationen auf einen schmalen Bereich am Himmel zu konzentrieren. Von Planeten um Sterne, die in diesem Streifen liegen, würde sich die Erde vergleichsweise leicht entdecken lassen. Sollte es dort intelligentes Leben geben, könnte uns dieses schon längst aufgespürt und eine Botschaft Richtung Erde geschickt haben.
Kapitel 8 wirft einen Blick hinter die Kulissen statistischer Arbeit und ihrer Methoden, insbesondere auch hinter die der amtlichen Statistik: Wie kommen die Myriaden von Zahlen zustande, die heute aus statistischen Quellenwerken aller Art und aus Datenbanken abgerufen werden können? Dabei wird deutlich, welche Schwierigkeiten bei Erhebungen, insbesondere bei Stichprobenerhebungen, zu überwinden sind, wie man Antwortverweigerer kooperativer stimmt, wie sich auch aus kleinen Stichproben auf intelligente Weise verlässliche Ergebnisse erzielen lassen und wie Großstichproben auf europäischer Ebene harmonisiert werden. Am Beispiel des Zensus 2011 wird gezeigt, wie sich eine Kombination von Stichproben und Registerauswertungen als Ersatz für eine Volkszählung nutzen lässt. Mitglieder der Deutschen Statistischen Gesellschaft waren daran kooperativ beteiligt.
Im Folgenden werden die Teilprozesse der Produktionslogistik bei Eigenfertigung unter Einsatz des ERP-Systems SAP R/3 beschrieben. Dabei wird die häufigste Fertigungsart, die kundenanonyme Losfertigung, zugrundegelegt.
Niederschlag kann in flüssiger Form als Niesel oder Regen oder in gefrorener, fester Form als Graupel, Hagel oder Schnee fallen. Durch die globale Erwärmung intensiviert sich der Wasserkreislauf, was zu einer Veränderung der Niederschlagsmuster führt. Außerdem ist zu erwarten, dass sich im Zuge des Klimawandels auch die Häufigkeit bestimmter Wetterlagen ändern wird, die das Niederschlagsgeschehen grundsätzlich bestimmen. Bereits heute ist in Deutschland eine Änderung der Niederschlagsaktivität zu beobachten. Das Kapitel beschäftigt sich neben den sommerlichen und winterlichen Starkniederschlagsereignissen auch mit Hagelereignissen und dem Schneefall. Neben einer Zusammenfassung der bereits beobachteten Änderungen dieser Niederschlagsformen in der Vergangenheit wird auch der Frage nachgegangen, inwieweit man für diese Ereignisse belastbare Aussagen für die Zukunft treffen kann.
hochviskoser Flassigkeiten. To be published in Acta Mechanica (1980) 8.36b K.O. Felsch Ein Beitrag zur Berechnung der Str ~ mung in einer Tesla- M...R. Schilling Berechnung der ausgebillten Str ~ mung in gekrummten Kanalen R. Simon mit rechteckigem Quersclnitt. Recent developments in theoretical an...package. co 12 REFERENCES No. Author Title, etc 1.4a S.G. Sundkvist V~rmek&llors inverkan pd str ~mning och temperatur i ventiler- ade lokaler (Numerisk
Referring to the Straus-Herrmann correspondence, we deal only with one aspect of the ``political Einstein'': his attitude towards Marx, Engels, Lenin and Stalin (who were in the past sometimes called the ``classics of Marxism-Leninism''). Einstein revered Marx, but condemned Stalin as a criminal. He also resisted attempts to be misused by representatives of ``dialectic materialism''.
Miftelzu- wachs profitieren mochten. Je st5rker eine Landesvereinigung Modellprojekte akqui- rieren muss, urn die eigene Funktionsf5higkeit...Denn 5hnlich wie die Krankenkas- sen stehen andere Institutionen und Bereiche wie Sozialversicherungstrager, die Arzteschaft, Institutionen des Sports
Das in der Medizin mit am häufigsten verwendete Implantat weltweit ist die Intraokulare Linse (IOL). Die Gründe hierfür sind vielschichtig: einmal haben die Operationstechniken in den letzten 30 Jahren eine wesentliche Steigerung an Gleichmäßigkeit, Erfolg und Effizienz erfahren, zum anderen verursachen die gestiegenen Anforderungen des Alltags in den Industrienationen und im Berufsleben den höheren Anspruch an das Sehvermögen. Ist die menschliche Linse Ursache für schlechtes Sehvermögen, besteht meist eine Trübung des Linsenproteins. Diese Trübung nennt wird Volksmund Grauer Star genannt, wissenschaftlich die Katarakt (cataracta). Es gibt unterschiedliche Formen wie angeborene (congenita) oder erworbene, traumatische, krankheitsoder altersbedingte Formen [45]. Wird die eingetrübte Linse nun mittels moderner Operationsverfahren entfernt, muss für Ersatz dieses lichtbrechenden Mediums gesorgt werden [2].
Die Aktivität von Galaxien ist eine relativ seltene und offenbar kurzlebige Erscheinung, die sich vor allem durch eine verstärkte Abstrahlung, oft über das ganze Spektrum hinweg, vom Röntgen- bis zum Radiobereich, bemerkbar macht. Dabei wird auf neue Befunde an Infrarotgalaxien eingegangen, die dafür sprechen, daß die gravitative Wechselwirkung zwischen Galaxien eine wesentliche Rolle spielt. Das Buch ist eine zusammenfassende Darstellung des heutigen Kenntnisstandes über "Aktive Galaxien", ein Thema, das gegenwärtig im Zentrum des astronomischen Interesses und der aktuellen Forschung steht. Nach einem Überblick über die seit längerem bekannten Phänomene und die Probleme ihrer Deutung wird auf neue, am Max-Planck-Institut für Astronomie mit den Teleskopen der Calar Alto Sternwarte (Südspanien) gewonnene, Ergebnisse eingegangen.
An einem Wochenende im Dezember 2009 beendete der chinesische Eisenbahn-Vizeminister Hu Yadong in Begleitung einer hochrangigen Delegation aus Experten des Department of Safety seines Ministeriums eine mehrtägige Europareise mit einem Besuch in der Konzernzentrale des weltweit führenden Herstellers von Bremssystemen für Schienen- und Nutzfahrzeuge in München. Schon in wenigen Jahren wird China über die weltweit größte Flotte an Hochgeschwindigkeitszügen verfügen und dabei sind Sicherheit und Qualität vorrangige Anforderungen. Knorr-Bremse liefert 100% der Bremsanlagen dieser Züge und hat vor kurzem mit rund 500 Millionen Euro den größten Auftrag in der Firmengeschichte erhalten. Das Unternehmen wird zusammen mit seinen chinesischen Partnern insgesamt 2.720 neue Wagen des chinesischen Hochgeschwindigkeitszuges CRH3 mit Brems- und Türsystemen ausrüsten.
In der Literatur wird Materialfluss überwiegend in Spezialdisziplinen betrachtet, etwa der Steuerungslogik, der Logistiktechnik oder dem Supply Chain Management. Ein charakterisierendes Merkmal des Materialflusses ist jedoch, dass er sich aus vielfältigen Einzelbausteinen zusammensetzt, die alle harmonisch abgestimmt sein müssen. Die maximal erreichbare Effizienz wird nicht durch Höchstleistungen in dem einen oder anderen Spezialthema bestimmt, sondern durch das schwächste Glied im gesamten komplexen Netzwerk. Den Schnittstellen zwischen den betroffenen Fachbereichen in einem Unternehmen kommt hier eine ganz besondere Bedeutung zu: Erst ein harmonischer Einklang ermöglicht hohe Effektivität. Dies setzt umfassendes Verständnis für interdisziplinäre Notwendigkeiten, ein hohes Maß an Abstimmung mit den operativen Prozessen und letztlich einen einvernehmlichen Umgang und den Respekt vor den Problemstellungen des Anderen voraus.
Ebert, Karl-Herbert; Ammer, Daniel; Hoffstetter, Marc; Wintermantel, Erich
Bei der Betrachtung von aktuellen Produktentwicklungen lässt sich durch alle Branchen hinweg ein deutlicher Trend zur Miniaturisierung und Funktionsintegration auf kleinstem Raum erkennen. Der Einsatz technischer Kunststoffe, die überwiegend im Thermoplast-Spritzgießverfahren verarbeitet werden, leistet dabei einen wichtigen Beitrag um diese Produktentwicklungen in marktfähige Artikel umsetzen zu können. Hierbei sind im Vergleich zum Standardspritzgießen einige Besonderheiten hinsichtlich des Formenbaus, der Anlagen- sowie Prozesstechnik und der Qualitätssicherung zu beachten.
Georg von Neumayer" dar. Der geo- ddtische Beitrag zu dern interdisziplinlren Forschungsprojekt. ,,Massenhaushalt und Dyna - mik" umnfasst im wesentlichen...zu robustifizieren. Es sind dabei zwei Entwicklungslinien festzustellen. Die eine ver- sucht, die in der Statistik entwickelte Theorie auf geodaitische...Hampel, F.R.: Contributions to the theory of robust estimation. Ph.D. Thesis, University of California, Berkeley, 1968, Hampel, F.R.: A general qualitative
Auf dem Höhepunkt der Verbreitung und astronomischen Anwendung von Schmidt-Teleskopen legen S. Marx und W. Pfau einen reich illustrierten Bildband zu diesem Fernrohrtyp vor. Der thematische Bogen reicht von der Teleskoptechnik und ihrer Geschichte über das Leben von Berhard Schmidt bis zu den schönsten, hier in hervorragender Qualität wiedergegebenen Himmelsaufnahmen und ihrer wissenschaftlichen Interpretation. Praktische Hinweise zu eigener fotografischer Tätigkeit und ein Glossar machen das Buch nützlich für jeden Liebhaber der Himmelskunde.
Die Aktivität von Galaxien ist eine relativ seltene und offenbar kurzlebige Erscheinung, die sich vor allem durch eine verstärkte Abstrahlung, oft über das ganze Spektrum hinweg, vom Röntgen- bis zum Radiobereich, bemerkbar macht. Dabei wird auf neue Befunde an Infrarotgalaxien eingegangen, die dafür sprechen, daß die gravitative Wechselwirkung zwischen Galaxien eine wesentliche Rolle spielt. Das Buch ist eine zusammenfassende Darstellung des heutigen Kenntnisstandes über "Aktive Galaxien", ein Thema, das gegenwärtig im Zentrum des astronomischen Interesses und der aktuellen Forschung steht. Nach einem Überblick über die seit längerem bekannten Phänomene und die Probleme ihrer Deutung wird auf neue, am Max-Planck-Institut für Astronomie mit den Teleskopen der Calar Alto Sternwarte (Südspanien) gewonnene, Ergebnisse eingegangen.
Widemann, C.; Zorn, C.; Brückner, T.; Ortmanns, M.; Mathis, W.
2012-09-01
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Signalübertragungsverhalten von single-bit continuous-time (CT) ΣΔ Modulatoren. Dabei liegt der Fokus der Untersuchung auf dem Peaking der Signaltransferfunktion (STF). Dieser Effekt kann die Performance und die Stabilität des Gesamtsystems negativ beeinflussen, da bei auftretendem STF-Peaking Signale außerhalb des Signalbands verstärkt werden. In dieser Arbeit wird ein neuer Ansatz zur Reduktion des Peakings vorgestellt, der auf der Optimierung der Systemdynamik basiert. Dabei werden die Filterkoeffizienten des Modulators systematisch angepasst. Anhand eines Beispielsystems wird gezeigt, dass der Ansatz genutzt werden kann, um das Übertragungsverhalten des Modulators abhängig vom Ausgangssystem zu verändern. So kann entweder die Systemsperformance verbessert werden, ohne Peaking in der STF zu erzeugen, oder das STF-Peaking reduziert werden, ohne die Systemperformance stark zu beeinflussen.
Astronomie, Astrophysik und Weltraumforschung haben innerhalb weniger Jahrzehnte eine geradezu explosive Entwicklung genommen. Die neuen Beobachtungsmöglichkeiten durch die Raumfahrt, die Entwicklung hochempfindlicher Lichtdetektoren und der Einsatz leistungsstarker Computer haben uns neuartige Aspekte in der faszinierenden Welt der Galaxien und Quasare, der Sterne und Planeten erschlossen. Nachdem die dritte Auflage vergriffen ist, trägt die vorliegende vierte, völlig neubearbeitete Auflage des NEUEN KOSMOS dieser stürmischen Entwicklung Rechnung. In überschaubarem Umfang wird - bei bescheidenen Ansprüchen an die mathematisch-naturwissenschaftliche Vorbildung des Lesers - eine zusammenhängende Einführung in das Gesamtgebiet der Astronomie und Astrophysik gegeben, welche die Beobachtungen und die Grundgedanken ihrer theoretischen Deutung in gleicher Weise berücksichtigt. Auch in seiner neuen Gestalt wird der NEUE KOSMOS den Studenten und Forschern in Bereichen der Astronomie, Physik und Geowissenschaften sowie einem weiten Kreis ernsthaft interessierter Amateure viel Neues und viel Freude bringen.
Nach Schätzungen von Mercer Management Consulting und dem Fraunhofer Institut wird der Wertschöpfungsanteil in der Automobilindustrie von durchschnittlich 35 % im Jahr 2002 auf 23 % im Jahr 2015 sinken [Merc 04]. Der Trend, die Produktionstiefe oder allgemeiner, die Wertschöpfungstiefe, zu reduzieren, hat zur Folge, dass die Kaufteile den größeren Teil der Wertschöpfung einnehmen. Die Optimierungspotentiale und der Einfluss auf die Kosten wandern immer mehr zu den Lieferanten, vor allem bei größeren Unternehmen oder Konzernen. Lieferanten-Philosophien, die auf oberflächlichen Verbindungen zu Lieferanten aufbauen, um immer optimal und schnell den günstigsten Teilepreis zu erhalten, haben sich in vielen Sparten oder Produktbereichen, z. B. im Maschinenbau, im besten Fall als kurzfristig erfolgreich erwiesen. Kooperative und nachhaltige Strategien sind der erfolgversprechendere Weg, zumindest mittelbis langfristig. In der Realität wird sehr wenig in Supply Chain-Konzepte investiert und die Umsetzungen sind daher vielmals oberflächlich.
Dem Allgemeinen steht begrifflich das Besondere gegenüber. In diesem Sinne sind allgemeine Überlegungen zum Verstehen von Mathematik zu ergänzen durch Untersuchungen hinsichtlich des Verstehens der einzelnen mathematischen Disziplinen, insbesondere der Geometrie. Hier haben viele Schülerinnen und Schüler Probleme. Diese rühren hauptsächlich daher, dass eine fertige geometrische Konstruktion in ihrer statischen Präsentation auf Papier nicht mehr die einzelnen Konstruktionsschritte erkennen lässt; zum Nachvollzug müssen sie daher ergänzend in einer Konstruktionsbeschreibung festgehalten werden.
In diesem Jahr, in dem wir Charles Darwins gedenken, möchte ich etwas riskieren und eine Frage erörtern, die für die Literatur ebenso wie für die Biologie zentral ist: Was ist das Leben? Die Antwort auf diese Frage finden wir nicht in der Bibliothek und nicht im Labor, zumindest nicht an diesen erkenntnisproduzierenden Stellen allein. Als Literaturwissenschaftlerin und ehemalige Naturwissenschaftlerin glaube ich, dass wir das Leben nur verstehen werden, wenn wir seinen Wirkungen überall nachforschen, inklusive in der Literatur.
Beim Zeichnen von Schaltplänen werden alle zugehörigen Maschinen, Geräte, Schaltteile und Leitungen nicht maßstabsgetreu und der tatsächlichen Ausführung ähnlich gezeichnet, sondern durch genormte graphische Symbole dargestellt. Die Ausführungen in diesem Kapitel sollen dazu eine Hilfestellung geben. Behandelt werden folgende Themen: Wichtige VDE-Bestimmungen; Diagrammdarstellungen; Schaltzeichen nach DIN; Kennzeichnung von elektrischen Betriebsmitteln; Schaltungsunterlagen der Energietechnik; Schaltungsunterlagen der Elektronik; Schaltzeichen für Binäre Elemente; Entwurf von Schaltungen: Einzelplatinen, Gedruckte Schaltungen; Projektierung. Zahlreiche Tabellen und Abbildungen dienen zur Erläuterung.
Die Erwähnungen und Zitierungen von Einsteins Arbeiten dokumentieren lediglich den quantifizierbaren Anteil von Einsteins Beitrag zur Physik. Gleichwohl belegen sie die außergewöhnliche Resonanz und Langzeitwirkung seiner Arbeiten. Die Häufigkeit der Zitierungen entspricht nicht der allgemeinen Einschätzung ihrer Bedeutung. Insbesondere die Pionierarbeiten werden inzwischen als bekannt vorausgesetzt und nicht mehr explizit zitiert. Interessanterweise ist seine nach 1945 meist zitierte Arbeit nicht eine der Pionierarbeiten zur Quantenphysik oder Relativitätstheorie, sondern jene aus dem Jahr 1935 zum berühmten Einstein-Podolsky-Rosen-Paradoxon.
The kinetics of lead oxidation during curing was studied by chemical analysis of the free lead content as well as by the gas volumetry of oxygen. The difference in the results in this research lies in the evolution of hydrogen as a curing reaction. This agrees with the results of curing the paste The optimal water content of the paste for lead oxidation was determined. A model for the electrolyte film during curing has been developed, which allows the results to be interpreted satisfactorily.
Die Energiewende wird ohne eine umfassende Digitalisierung der Energiewirtschaft Stückwerk bleiben. Die historisch gewachsene, aus hunderten fossilen Großkraftwerken getriebene Energieversorgung hat sich durch den Zubau von mehr als einer Millionen dezentraler Erzeugungseinheiten innerhalb der vergangenen 15 Jahren radikal verändert. Zum Ausgleich von Last und Erzeugung, aber auch zum Aufbau neuer Geschäftsfelder ist die digitale Technik unverzichtbar. Ihre Möglichkeiten scheinen nahezu unbegrenzt, ihre Rolle wird in einer zukünftig nahezu vollständig elektrifizierten Gesellschaft zunehmend wichtiger werden. Neue Anbieter drängen auf den Markt und setzen die traditionelle Energiewirtschaft unter Druck. Energieversorger, die sich dem Wandel nicht stellen, drohen den Anschluss zu verpassen. Noch werden Verbundunternehmen und Stadtwerke von weitreichenden regulatorischen Vorgaben geschützt. Beispiele aus anderen Branchen zeigen aber, dass die Digitalisierung im Stande ist, regulatorische Mechanismen außer Kraft zu setzen. Zugleich verhindert die enge Regulierung und ein falsch verstandener Datenschutzbegriff in Deutschland die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle, die energie- und volkswirtschaftlich sinnvoll wären.
Brennstoffzellen "verbrennen" einen Brennstoff nicht mit einer Feuererscheinung unter Freisetzung von Wärme. Anders als ihr Name vermuten lässt, wird üblicherweise Wasserstoff wie in einer Batterie durch elektrochemische Vorgänge verstromt statt verbrannt. Brennstoffzellen wandeln die im Brennstoff gespeicherte chemische Energie direkt in Elektrizität — ohne Umweg über Wärme!
Durch die Integration der neuen erneuerbaren Energien steht das Stromnetz vor großen Herausforderungen. Das Energiesystem als Gesamtes und die Verteilnetze im Speziellen werden smart. Anhand konkreter Beispiele wird aufgezeigt, wie die Digitalisierung im Elektrizitätsnetz voranschreitet. Diese Entwicklung ist eine Evolution, nicht aber eine Revolution.
wird vom Neorealismusparadigma unterstotzt, hier dargestel It durch Kenneth Waltz. Das liberate Paradigma unterstUtzt die Perspektive der "Kultur von Zur... Paradigma folgen. Urn diesen aktuellen Weg in Richtung Realismus zu andern, mul$ Deutschland bestimmte Institutionen verandern oder abschaffen. In der
Für eine erfolgreiche Transformation, vom reinen Energieversorger hin zum Energiedienstleister, werden innovative Business-Intelligence-Lösungen notwendig sein und eine zentrale Rolle einnehmen. Dabei ist es zunächst essenziell, die Herausforderungen zu kennen und ihnen mit geeigneten Analysen zu begegnen. Die Basis hierzu bildet eine abgestimmte und auf die strategischen Unternehmensziele ausgerichtete Architektur und Vorgehensweise. Zwei Beispiele veranschaulichen, wie ein gesamtheitlicher Ansatz, auch bei Datenvielfalt und hoher Komplexität, operative Prozesse optimiert, und fortgeschrittene Analysen zukünftig einen Beitrag zum Unternehmenserfolg liefern können.
Der vorliegende Beitrag präsentiert den humanoiden Roboter BART III, der am Institut für Regelungstechnik als eine robuste und erweiterbare Plattform für weiterführende Grundlagenforschung zur zweibeinigen Fortbewegung entwickelt wurde. Im Gegensatz zu den bisher am IRT genutzten Robotern BARt-UH und LISA besitzt der neue Roboter einen beweglichen Oberkörper mit einem Bauchgelenk und Armen. BART III besitzt insgesamt 19 aktive Freiheitsgrade, 12 davon im Unterkörper. Ein weiteres Merkmal des Roboters ist die im gesamten Körper verteilte Ansteuerelektronik, die neben der lokalen Motorregelung diverse sicherheitsrelevante Funktionen übernimmt.
Es wird ein statistisches Modell zum Einfluß der thermischen Bewegung auf die NMR-Linienform vorgestellt, das die Verschmälerung von Festkörper-Spektren bei wachsender Temperatur beschreibt. Das Modell geht von der Annahme aus, daß nach einer Ortsveränderung eines Kerns infolge thermischer Bewegung jede beliebige Kernresonanzfrequenz mit der durch das Festkörperspektrum vorgegebenen Wahrscheinlichkeit angenommen werden kann. Am Beispiel der Festkörper-Gaußlinie wird der Unterschied zu dem bekannten Modell von ANDERSON und WEISS verdeutlicht.Translated AbstractA Statistical Model for the Influence of Thermal Motion on N. M. R. Spectra in SolidsA theory is proposed which allows to describe the narrowing of n. m. r.-line width in the presence of thermal motions of the spins. The model is based on the assumption, that the local resonance frequency of a given spin immediately after the jump is distributed according to the n. m. r.-line shape of the rigid lattice. The difference to the well-known ANDERSON-WEISS-model of spectral narrowing is demonstrated for a gaussian line shape.
Windturbinenanlagen nutzen die kinetische Energie des Windes bei Geschwindigkeiten von c=4 m/s bis 25 m/s in Nabenhöhe des Windrades zur Stromerzeugung. Die oben genannten Windgeschwindigkeiten liegen im Grenzschichtbereich der ebenen Strömung (Abb. 67.1), die bei Höhen von h=100 m bis 1000 m liegen und in Großstädten mit Skylines bis 2000 m. Die größten Windturbinentürme erreichen gegenwärtig Nabenhöhen von h=160 m und Windraddurchmesser von d=130 m, d. h. mit Flügellängen von L=65 m. Die Windturbinen werden vorrangig mit 3 Schaufeln ausgeführt. Windturbinen mit einer und zwei Schaufeln waren Versuchsgeräte. Die Drehzahl von Windturbinen für Leistungen von P_{T}=2 MW betragen n=12 bis 20 min{}^{-1}. Das Windrad entzieht dem Wind mit der Anströmgeschwindigkeit c 1 nach Betz die Geschwindigkeitsdifferenz c2=(2/3) c1. Der Rest der Windgeschwindigkeit wird für die Abströmung des Windes im Leebereich c3=c1/3 benötigt. Durch den Entzug der Geschwindigkeit im Laufrad bläht sich der Abströmdurchmesser auf d3> d1 auf, der bei der Installation von Windturbinen zu beachten ist (Abb. 67.2) [Gasch und Twele(2013)]. Um die Windturbinen bei starkem Wind von c {}1> 25 m/s zu schützen, werden die Laufschaufeln durch Pitch- oder Stall-Anlagen aus dem Wind gedreht, so dass die Strömung an den Schaufeln abreißt und das Windrad in die Ruhestellung gelangt. Bei der Windgeschwindigkeit c1=25 m/s bis 34 m/s wird der Windrotor abgeschaltet. Die zulässige Maximalgeschwindigkeit liegt aus Festigkeitsgründen etwa bei . Die aktive Blattverdrehung (Pitchregelung) stellt eine Blattwinkelregelung dar, wobei die Profilnase in die Anströmung gedreht wird. Sie benötigen für die Drehzahlreduzierung keine mechanische Bremse.
Inspired by results of interfering signal and idler from a nondegenerate parametric amplifier we investigate the photon statistics of the resulting field after interference of two components subjected to double-mode two-photon absorption. This absorption process leads to a strong correlation of the participating modes, which can be used to generate fields with photon antibunching in interference experiments. In addition the photon number can be made small, which produces enhanced antibunching.Translated AbstractZwei-Photonen-Absorption aus zwei Moden und durch Interferenz verstärktes photon antibunchingDie quantenmechanische Betrachtung der Interferenz führt zu neuen Ergebnissen, wenn Felder ohne klassisches Analogon betrachtet werden. Insbesondere ergibt sich durch die Reduktion der Photonenzahl durch Interferenz eine effektive Verstärkung des Photon Antibunching, wie von den Verfassern in vorhergehenden Arbeiten gezeigt wurde. Die vorliegende Untersuchung betrachtet die Interferenz von zwei korrelierten Moden, wobei die Korrelation durch Zwei-Photonen-Absorption aus den beiden Moden zustande kommt. In jeder einzelnen Mode ergibt sich lediglich ein gewisses Bunching, wenn man mit kohärentem Licht in beiden Moden beginnt. Es wird die Interferenz der Feldstärke-Komponenten in bestimmten Polarisationsrichtungen untersucht. Zur Vereinfachung wird in den betrachteten Moden die gleiche Anfangsphotonenzahl vorausgesetzt und der Analysator auf minimale Transmittanz gebracht. Das eigentliche Signal entsteht dann durch Einführung einer endlichen Phasenverschiebung zwischen den beiden Moden. Dieses Signal zeigt Antibunching und kann in seiner Intensität beliebig variiert werden, was wegen des (1/n)-Charakters des Antibunching zu seiner Verstärkung führt. Ferner wird gezeigt, daß die zunächst für zwei linear polarisierte Moden durchgeführte Rechnung auf zwei zirkulare Moden sowie auf zwei gegenläufige Strahlen bei der dopplerfreien Zwei-Quanten-Absorption übertragen werden kann. Die Ergebnisse werden durch numerische Rechnungen gestützt und schließlich durch approximative Methoden reproduziert und erweitert.
Kommunikation ist der Austausch von Nachrichten und Informationen zwischen Mitarbeitern eines Unternehmens (O'Hair et al. 1997). Dieser Austausch kann persönlich, aber z.B. auch per Telefon, E-Mail oder durch Computersysteme erfolgen. In diesem Kapitel betrachten wir die persönliche Kommunikation zwischen Vorgesetzten und Mitarbeitern. Zur persönlichen Kommunikation mit Mitarbeitern zählen sowohl formelle Gespräche mit Mitarbeitern als auch eher informelle Gespräche zwischen Tür und Angel. Die Gespräche können dabei mit einzelnen Mitarbeitern (z.B. jährliches Mitarbeitergespräch) oder mit Gruppen von Mitarbeitern (z.B. regelmäßige Projekt- oder Teambesprechungen) stattfinden.
Die Gesellschaft des 21. Jahrhunderts wird ihre Anforderungen an Lebensqualität und Umweltstandards stetig erhöhen. Dies betrifft auch die Anforderungen an Qualität und Vorhersagegenauigkeit bei der Berechnung komplexer Probleme und umfasst insbesondere das Gesamtdesign von Produkten unserer unmittelbaren Umgebung wie Architektur- und Ingenieurbauwerken, aber auch von Industrieprodukten, die wir in unseremtäglichen Leben einsetzen.
In der Fördertechnik wird kaum ein größerer Einsatzfall so dem anderen gleichen, dass man zwei Anlagen nach denselben Zeichnungen fertigen kann. Konstruktionszeiten, Rüst- und Umstellungszeiten der Fertigung sind hoch; der Kunde muss bei Einzelanfertigung lange Lieferzeiten in Kauf nehmen. In der Fördertechnik haben sich daher Baukastenprinzip, Standardisierung und die Konstruktion von Erzeugnisreihen weitgehend durchgesetzt.
Der Beitrag beschreibt wesentliche seit dem Jahr 2005 an der Universität Karlsruhe bzw. am Karlsruher Institut für Technologie erzielte Ergebnisse in Bezug auf technische und organisatorische Integration für das Informationsmanagement. Insbesondere stehen die Portaldienste und das Identitätsmanagement im Fokus der technischen Innovation. Daneben werden zwei organisatorische Innovationen vorgestellt, die sich dediziert Fragestellungen zur IT-Governance und IT-Compliance widmen. Abschließend werden erzielte Schlüsselerfahrungen diskutiert, die im Zuge des Aufbaus eines integrierten Informationsmanagements gemacht wurden. Ausblickend wollen wir einen Bezug zu den allgegenwärtigen Problemstellungen und verbundenen Herausforderungen derartiger Vorhaben aufzeigen - Herausforderungen, die waren, sind und bleiben werden.
Seit 1990 waren mehrere der großen Flussgebiete Mitteleuropas wiederholt von extremen Hochwassern betroffen. Da sowohl die Landoberfläche als auch die Flusssysteme weiter Teile Mitteleuropas in der Vergangenheit weitreichenden Eingriffen ausgesetzt gewesen sind, wird bei der Suche nach den Ursachen für diese Häufung von Extremereignissen auch die Frage nach der Verantwortung des Menschen hierfür diskutiert. Gewässerausbau, Flächenversiegelung, intensive landwirtschaftliche Bodenbearbeitung, Flurbereinigung und Waldschäden sind nur einige Beispiele und Folgen der anthropogenen Eingriffe in die Landschaft. Aufgrund der Vielfalt der beteiligten Prozesse und deren Wechselwirkungen gibt es allerdings bislang nur Schätzungen darüber, wie sehr sich die Hochwassersituation hierdurch verändert hat. Vorrangiges Ziel dieser Arbeit ist es, mit Hilfe eines hydrologischen Modells systematisch darzustellen, in welcher Weise, in welcher Größenordnung und unter welchen Umständen die Art der Landnutzung auf die Hochwasserentstehung Einfluss nimmt. Dies wird anhand exemplarischer Modellanwendungen in der hydrologischen Mesoskala untersucht. Zu diesem Zweck wurde das deterministische und flächendifferenzierte hydrologische Modell wasim-eth ausgewählt, das sich durch eine ausgewogene Mischung aus physikalisch begründeten und konzeptionellen Ansätzen auszeichnet. Das Modell wurde im Rahmen dieser Arbeit um verschiedene Aspekte erweitert, die für die Charakterisierung des Einflusses der Landnutzung auf die Hochwasserentstehung wichtig sind: (1) Bevorzugtes Fließen in Makroporen wird durch eine Zweiteilung des Bodens in Makroporen und Bodenmatrix dargestellt, die schnelle Infiltration und Perkolation jenseits der hydraulischen Leitfähigkeit der Bodenmatrix ermöglicht. (2) Verschlämmung äußert sich im Modell abhängig von Niederschlagsintensität und Vegetationsbedeckungsgrad als Verschlechterung der Infiltrationsbedingungen an der Bodenoberfläche. (3) Das heterogene Erscheinungsbild bebauter Flächen mit einer Mischung aus versiegelten Bereichen und Freiflächen wird berücksichtigt, indem jede Teilfläche je nach Versiegelungsgrad in einen unversiegelten Bereich und einen versiegelten Bereich mit Anschluss an die Kanalisation aufgeteilt wird. (4) Dezentraler Rückhalt von Niederschlagswasser kann sowohl für natürliche Mulden als auch für gezielt angelegte Versickerungsmulden mit definierten Infiltrationsbedingungen simuliert werden. Das erweiterte Modell wird exemplarisch auf drei mesoskalige Teileinzugsgebiete des Rheins angewandt. Diese drei Gebiete mit einer Fläche von zwischen 100 und 500 km² wurden im Hinblick darauf ausgewählt, dass jeweils eine der drei Hauptlandnutzungskategorien Bebauung, landwirtschaftliche Nutzung oder Wald dominiert. Für die drei Untersuchungsgebiete sind räumlich explizite Landnutzungs- und Landbedeckungsszenarien entworfen worden, deren Einfluss auf die Hochwasserentstehung mit Hilfe des erweiterten hydrologischen Modells simuliert wird. Im Einzelnen werden die Auswirkungen von Verstädterung, Maßnahmen zur Niederschlagsversickerung in Siedlungsgebieten, Stilllegung agrarisch genutzter Flächen, veränderter landwirtschaftlicher Bodenbearbeitung, Aufforstung sowie von Sturmschäden in Wäldern untersucht. Diese Eingriffe beeinflussen die Interzeption von Niederschlag, dessen Infiltration, die oberflächennahen unterirdischen Fließprozesse sowie, zum Beispiel im Fall der Kanalisation, auch die Abflusskonzentration. Die hydrologischen Simulationen demonstrieren, dass die Versiegelung einer Fläche den massivsten Eingriff in die natürlichen Verhältnisse darstellt und deshalb die stärksten (negativen) Veränderungen der Hochwassersituation hervorbringt. Außerdem wird deutlich, dass eine bloße Änderung des Interzeptionsvermögens zu keinen wesentlichen Veränderungen führt, da die Speicherkapazität der Pflanzenoberflächen im Verhältnis zum Volumen hochwasserauslösender Niederschläge eher klein ist. Stärkere Veränderungen ergeben sich hingegen aus einer Änderung der Infiltrationsbedingungen. Die Grenzen der entwickelten Methodik zeigen sich am deutlichsten bei der Simulation veränderter landwirtschaftlicher Bewirtschaftungsmethoden, deren mathematische Beschreibung und zahlenmäßige Charakterisierung aufgrund der Komplexität der beteiligten Prozesse mit großen Unsicherheiten behaftet ist. Die Modellierungsergebnisse belegen darüber hinaus, dass pauschale Aussagen zum Einfluss der Landnutzung auf die Hochwasserentstehung aufgrund der entscheidenden Bedeutung der klimatischen und physiographischen Randbedingungen unzulässig sind. Zu den klimatischen Randbedingungen zählen sowohl Niederschlagsintensität und -dauer als auch die Feuchtebedingungen vor einem hochwasserauslösenden Niederschlag. Die physiographischen Randbedingungen sind von der geomorphologischen und geologischen Ausstattung des Gebiets vorgegeben. Weiterhin muss der räumliche und zeitliche Maßstab, über den Aussagen getroffen werden, klar definiert sein, da sich mit steigender Einzugsgebietsgröße die relative Bedeutung sowohl der verschiedenen Niederschlagstypen als auch der physiographischen Eigenschaften verschiebt. Dies wird in der vorliegenden Arbeit im Gegensatz zu vielen anderen Untersuchungen konsequent berücksichtigt. In Abhängigkeit von Randbedingungen und räumlichen Maßstab sind aufgrund der gewonnen Erkenntnisse folgende Aussagen zum Einfluss von Landnutzungsänderungen auf die Hochwasserentstehung möglich: (1) Für intensive konvektive Niederschlagsereignisse mit tendenziell geringer Vorfeuchte ist der Einfluss der Landnutzung größer als für langanhaltende advektive Niederschläge geringer Intensität, da im ersten Fall veränderte Infiltrationsbedingungen stärker zum Tragen kommen als bei kleinen Niederschlagsintensitäten. (2) In kleinen Einzugsgebieten, wo kleinräumige Konvektivzellen zu Hochwassern führen können, ist der Einfluss der Landnutzung dementsprechend größer als in großen Flussgebieten wie dem Rheingebiet, wo vor allem langanhaltende advektive Ereignisse (unter Umständen verbunden mit Schneeschmelze) relevant sind. (3) In Gebieten mit guten Speichereigenschaften wie mächtigen, gut durchlässigen Böden und gut durchlässigem Gesteinsuntergrund ist der Einfluss der Landnutzung größer als in Gebieten mit geringmächtigen Böden und geringdurchlässigem Festgestein. Dies ist darin begründet, dass in Gebieten mit guten Speichereigenschaften bei einer Verschlechterung der Infiltrationsbedingungen mehr Speicherraum für Niederschlag verloren geht als in anderen Gebieten. Since 1990, several of the large European river basins were affected repeatedly by extreme floods. As both the landscape and the river systems in large parts of Central Europe have undergone major changes in the past, during the search for the causes of this accumulation of extreme events also the impact of human activities on flooding has been discussed. River training, surface sealing, intensive agricultural land-use, consolidation of farmland, and damages to forests are only some examples and consequences of the anthropogenic interferences with the landscape. But due to the diversity of the processes and factors involved, by now it can only be estimated how far the flood situation has changed by these interferences. Therefore, the main target of this thesis is to describe systematically in which way, to what extent and under which circumstances the land-use exerts an influence on storm-runoff generation and subsequently the discharge of rivers. This is investigated by means of exemplary model applications at the hydrological meso-scale. For this task, the deterministic and distributed hydrological model wasim-eth was chosen due to its well-balanced mixture of physically-based and conceptual approaches. In the framework of this thesis, the model has been extended in order to cope with several phenomena which are important when aiming at a characterization of the influence of land-use on flood generation: (1) Preferential flow in macropores is treated by a division of the soil into macropores and a soil matrix. This so-called double-porosity approach allows for fast infiltration and percolation beyond the hydraulic conductivity of the soil matrix. (2) Siltation expresses itself within the model as a deterioration of infiltration conditions at the soil surface, depending on precipitation intensity and the degree of vegetation covering. (3) The heterogeneous appearance of built-up areas, consisting of both sealed areas and pervious areas, is taken into account by dividing each partial area into an unsealed part and a sealed part which is connected to the sewer system. (4) Decentralized storage can be simulated for natural depressions as well as for specific infiltration measures with defined infiltration conditions. The extended model is exemplarily applied to three meso-scale tributaries of the Rhine river. These three catchments with an area of between 100 and 500 km² were chosen with regard to their prevailing land-use, one of them being heavily urbanized, one dominated by agricultural use, and one being mainly forested. For these three catchments, spatially explicit land-use and land-cover scenarios were developed. The impact of these scenarios on storm-runoff generation is being simulated using the extended hydrological model. In this context, namely urbanization, infiltration measures in settlement areas, conversion of farmland to set-aside areas, altered agricultural management practices, affor estation and storm damages in forests are taken into account. These changes influence the interception of rainfall, its infiltration into the soil, the subsurface flow processes next to the soil surface as well as, for example in the case of sewer systems, also runoff concentration. The hydrological simulations demonstrate that sealing of the soil surface is the most intensive intervention in the natural conditions among the ones which are mentioned above. Therefore it results in the strongest (negative) changes of the flooding situation in a catchment. In addition to that, the simulations show that a simple alteration in the interception capacity does not yield significant changes in catchment response, because the storage capacity of vegetation surfaces is rather low compared to the volume of storm events which normally lead to significant floods. More pronounced changes arise from modifications in the infiltration conditions. The limits of the methodology which was chosen for this thesis become obvious when simulating altered agricultural management practices. Due the complexity of the processes involved, mathematical description and parameterization is difficult and therefore afflicted with high uncertainty. In addition to that, the modelling results prove that global statements on the influence of land-use on flood generation are illegitimate because of the paramount importance of the climatic and physiographic boundary conditions. Climatic boundary conditions are precipitation intensity and duration as well as the moisture conditions before a storm event. The physiographic boundary counditions are given by the geomorphological and geological catchment properties. Furthermore, with increasing scale there is a shift in the relative importance of the different types of rainfall as well as the different geophysical catchment properties. Therefore, the spatial and temporal scale for which the results are valid have to be clearly defined. This is taken into account consequently within this thesis - in contrast to many other studies on this topic. Depending on boundary conditions and spatial scale, the findings allow the following statements regarding the influence of land-use changes on storm-runoff generation: (1) For intensive convective storm events with generally low antecedent soil moisture, the influence of land-use is greater than for long-lasting advective storm events with low rainfall intensities, because in the first case changes in the infiltration conditions are more important than during times of low precipitation intensities. (2) In small catchments, where small-scale convective cells can lead to a flood, the influence of land-use is accordingly greater than in large river basins like the Rhine basin, where long-lasting advective rainfalls (possibly in combination with snowmelt) are relevant. (3) In areas with good storage conditions like thick, permeable soils and pervious rock underneath, the influence of land-use is greater than in areas with thin soils and only slightly permeable bedrock. This is due to the fact that in case of deteriorating infiltration conditions, more storage space for precipitation is lost in areas with good storage conditions than in other areas. siehe auch: http://opus.kobv.de/ubp/volltexte/2005/398/
Um Sprache und Musik über größere Entfernungen zu übertragen, wird der Hörschall mit einem Mikrofon in ein proportionales elektrisches Signal umgewandelt und auf drahtlosem Wege (Beispiel Rundfunkübertragung) oder drahtgebunden (Beispiel Telefon, Kabelrundfunk, oft in Kombination mit dem drahtlosen Weg) zum Empfänger übermittelt. Am Empfangsort setzt z. B. ein Lautsprecher das elektrische Signal wieder in ein akustisches Signal um.
Nach einleitender Erläuterung der unterschiedlichen Meßbedingungen in der Strahlentherapie und im Strahlenschutz werden die metrologischen Probleme am Beispiel der Größenkategorie Äquivalentdosis diskutiert. Als spezielle Größen werden effektive Äquivalentdosis und Umgebungs-Äquivalentdosis eingeführt. Es wird gezeigt, wie richtiges Messen durch ein konsistentes System von Bauartanforderungen an Meßgeräte, durch Kalibrieren und durch Eichen gewährleistet werden kann. Die Bedeutung von Meßunsicherheiten und Fehlergrenzen wird erläutert und ihre Auswirkung auf die Interpretation von Meßergebnissen behandelt.Translated AbstractMeasurements, Calibration, Verification in Radiology: Principles and PracticeThe different measuring conditions in radiotherapy and in radiation protection are discussed in the introduction. Then, the metrological problems are discussed exemplarily with the dose equivalent as a category of quantity. Effective dose equivalent and ambient dose equivalent are introduced as special quantities. It is demonstrated, how correct measurements can be secured by a consistent system of instrument pattern requirements, by calibration and verification. The importance of uncertainties of measurements and of error limits is illustrated and their influence on the interpretation of the results of measurements is treated.
Pfeiffer, Eva-Maria; Eschenbach, Annette; Munch, Jean Charles
Auch wenn die Risiken bisher kaum quantifizierbar sind, ist davon auszugehen, dass aufgrund der Einbindung des Bodens in die Energie-, Wasser- und Stoffkreisläufe die zu erwartenden Temperatur- und Niederschlagsänderungen die Funktionen dieser zentralen Lebensgrundlage auch in Deutschland gefährden. Nach einer Darstellung der Vielfältigkeit von Böden geht es in diesem Kapitel um mögliche Änderungen der Standortfunktion von Böden und der Leistungen im Ökosystem sowie um den Bodenwasserhaushalt. An herausgehobener Stelle diskutieren die Autoren die Klimafunktion von Böden und stellen mögliche Strategien zu ihrem Schutz vor. Eine große Rolle spielt die Verschränkung mit den anderen Themenbereichen von Teil III, etwa Landwirtschaft, Forstwirtschaft und Wasser.
developed an empirical model for calculating the wind shear velocity U,. The wird shear velocity is an indication of aerodynamic roughness at the...Fleming (1976) disc-isses the cause of scale variations. In 1978 a new digital side-scan system (SMS 960) was developed by EG & G which uses...Naval Postgraduate School Monterey, CA 93940 G. Z. Forristall Shell Development Company Houston, Texas 77001 ABSTRACT This paper catalogs and
zunehmenden Maße Möglichkeiten gesucht, lokale Unscharfen in dem Objektbild eines Fernrohres oder einer Kamera , welche beispielsweise durch...Verwendung von Kameras oder Fernrohren zur Beobachtung von Objekten innerhalb der Erdatmosphäre oder durch diese hindurch treten lokale Unscharfen in dem...Trägerschicht aufgebracht sind. Die Einrichtung wird in den Strahlengang des betreffenden Beobachtungsgerätes, beispielsweise einer Kamera oder eines
This paper describes the works of Heinrich Bruns, director of the Leipzig University Observatory, on theoretical geometrical optics, which followed an outstanding tradition in Leipzig. Bruns and his pupils did not stop at theoretical considerations, but applied their findings to practical questions. Bruns' correspondence with opticians of the Zeiss Company in Jena, so far known only fragmentarily, gives impressive evidence of their friendly relationship characterized by mutual regard and stimulation.
Widmer, Markus; von Felten-Rösler, Ursula; Wintermantel, Erich
Die Hüftgelenk-Endoprothese wird im vorliegenden Buch als herausragendes Beispiel eines lasttragenden orthopädischen Implantates aufgeführt. Lasttragende Implantate werden in dieser Monographie den metabolisch induktiven Implantaten gegenübergestellt, bei denen Kräfte eine untergeordnete Rolle sowohl in der Werkstoffentwicklung als auch beim späteren Einsatz im Empfängerorganismus darstellen. Zu den metabolisch induktiven Implantaten werden beispielsweise Zellträger und “drug-release”-Systeme gerechnet.
Wir bemühen uns, insbesondere bei Kindern, den Lernprozess auch im Mathematikunterricht durch den Einsatz von Materialien zu unterstützen. Die Arbeitsschritte dienen dabei oft der Vorbereitung oder Herleitung von Verfahren - in der Hoffnung, dass durch die Veranschaulichung Zusammenhänge besser verstanden werden. Worin dann das Verstehen besteht, wenn im Ergebnis ein Verfahren von den Kindern erfolgreich abgearbeitet wird, ist nicht unmittelbar zu sehen.
Die wichtigsten Entwicklungsvorgaben für hydrostatische Verdrängereinheiten sind: hohe Funktionalität, hohe Leistungsdichte, hohe Lebensdauer und geringe Geräuschemission. Hierbei können nicht nur für stationäre Anwendungen sondern auch für die Mobil-Industrie steigende Anforderungen insbesondere hinsichtlich Geräuschreduzierung beobachtet werden Eine generelle Tendenz zu geringeren umweltrelevanten Emissionen wird nicht zuletzt durch die Anforderungen der Gesetzgebung forciert [1].
Störungen der embryonalen Entwicklung in der frühen Phase der Schwangerschaft können zu Fehlbildungen am Herz- und Gefäßsystem führen. Die Häufigkeit liegt bei 0.8-1 % aller lebend geborenen Kinder. In Deutschland werden jedes Jahr etwa 6.000 Kinder mit einem Herzfehler geboren (Quelle: http://www.kompetenznetzahf.de). Das Spektrum reicht von einfachen Fehlern, die das Herz-Kreislauf-System wenig beeinträchtigen, bis zu sehr schweren Herzerkrankungen, die unbehandelt zum Tode führen. Fortschritte der Kinderkardiologie, Herzchirurgie und Anästhesie ermöglichen heute ein Überleben bei über 90 % der Patienten. Auch die spezialisierte Pränataldiagnostik (vorgeburtliche Diagnostik) ermöglicht schon die frühe Weichenstellung für mögliche Therapieoptionen. Bei der chirurgischen Therapie ist jedoch festzuhalten, dass ein Herzfehler entweder korrigierend behandelt wird oder nur "palliiert“ werden kann. Bei letzterer Therapie wird bei einem Patienten eine medizinische Maßnahme durchgeführt, die nicht die Herstellung normaler Körperfunktionen zum Ziel hat, sondern in Anpassung an die physiologischen Besonderheiten des Patienten dessen Zustand lediglich stabilisiert und optimiert. Dies kann beispielsweise bei einer nicht korrigierbaren angeborenen Fehlbildung notwendig sein, bei der lediglich eine funktionelle Herzkammer vorhanden ist (z. B. hypoplastisches Linksherz). Hierbei muss eine prothetische Verbindung zur Lungenstrombahn in der Folgezeit entfernt werden.
Digitalisierung muss im Stadtwerk dazu führen, Kundenerwartungen, die heutzutage schon vielfach durch digitales Know-how und Erfahrungen geprägt sind, in einzigartiger Weise zu entsprechen - in Form digitaler Kundenkontaktpunkte, automatisierter Prozesse oder plattformbasierter Geschäftsmodelle. Eine große Rolle spielen dabei unternehmensweit nutzbare Informationen, die eine 360-Grad-Sicht auf den Kunden ermöglichen. Nur in dieser Kombination werden sich nachhaltig Wettbewerbsvorteile generieren lassen. Manch ein Kunde wird die Lust, einen Prozess zu Ende zu gehen, schon vor dem Abschluss verlieren, wenn er nicht unmittelbar und ohne die digitale Welt zu verlassen zum Ziel kommt. Eine nur "halb digitale Kundenerfahrung" wird weder zu Neugeschäft noch zur positiven emotionalen Bindung zwischen Kunden und Stadtwerk führen. Nicht zu unterschätzen sind zudem Erwartungen hinsichtlich zukünftiger Geschäftsmodelle, aus denen sich disruptive Bedrohungen für die herkömmlichen Strom- und Gasangebote ergeben werden. Erste innovative Ansätze finden sich bereits im Markt, die erahnen lassen, dass zurzeit viel diskutierte Technologien wie die Blockchain nicht mehr nur hypothetischer Natur sind. Die Auseinandersetzung mit der Digitalisierung erfolgt dabei sinnvollerweise in einem unternehmensweit abgestimmten Rahmen, der eine zielgerichtete und ganzheitliche Vorgehensweise ermöglicht.
Die Evolutionstheorie ist eine der erfolgreichsten wissenschaftlichen Theorien. Sie erlaubt es, unsere Herkunft zu verstehen und riskante Merkmale gerade der menschlichen Spezies zu begreifen. Zugleich ist die Evolutionstheorie eine der umstrittensten Theorien. Das liegt nicht an ihrer empirischen Tragfähigkeit, sondern an ihrem Gegenstand. Sie handelt nämlich nicht nur - wie Hunderte andere wissenschaftliche Theorien - von der "Welt da draußen“, sondern vor allem auch von uns selbst und von unserem Platz in dieser Welt. Den einen gilt sie obendrein als Überwinderin religiösen Aberglaubens, den anderen als neuer Zugang zu Gott und seinem Wirken in der Welt. Ferner sehen die einen in der Evolution eine unbezweifelbare Tatsache gleich der Schwerkraft oder dem Holocaust, die anderen aber eine - noch oder dauerhaft - unbewiesene Hypothese oder gar eine falsche Schöpfungslehre. Und während die meisten Streitfragen solcher Art nach wechselseitig akzeptierten Regeln ‚normaler Wissenschaft‘ geklärt werden, wird bei der Frage nach dem Woher unserer Spezies und Kultur die intellektuelle Zuständigkeit von Wissenschaft mitunter überhaupt bezweifelt. Anscheinend geht es schon um recht tiefe Schichten unserer Kultur und nicht nur der wissenschaftlichen, wenn - wie seit 150 Jahren - um die Evolutionstheorie gestritten wird. Wie sehen diese Schichten aus?
The following talk has been given in a special session dedicated to Professor Heinz-Dietrich Doebner at QTS in Prague in August 2011 on the occasion of his 80th birthday. It documents my journey from being a PhD student in Mathematical Physics at the Arnold Sommerfeld Institute in Clausthal under his supervision, to becoming a Professor of Mathematical Biology at the University of York in the UK. I am currently heading an interdisciplinary research group of eight PDRAs and PhDs, focussed on investigating the structures of viruses from a symmetry perspective and unravelling the implications of virus structure on how viruses form and infect their hosts. A central element in my research is my fascination with the development and application of symmetry techniques, which stems from my time in Clausthal when working with Professor Doebner and colleagues. I would like to thank Professor Doebner for these important formative years in Clausthal. Der folgende Vortrag war mein Beitrag zu einer Festsitzung fuer Herrn Professor Heinz-Dietrich Doebner auf der Tagung QTS im August 2011 anläßlich seines achzigsten Geburtstags. Dieser Beitrag dokumentiert, wie sich meine Forschungen aus der Zeit als Doktorandin von Herrn Professor Doebner in Mathematischer Physik am Arnold Sommerfeld Institut in Clausthal weiterentwickelt haben, und zu meiner Professur in Mathematischer Biologie an der Universität York geführt haben. Ich leite dort zur Zeit eine interdisziplinäre Forschungsgruppe von acht Postdocs und Doktoranden, die sich mit der Entwicklung und Anwendung von Symmetrie-Techniken in der Virologie beschäftigt, und insbesondere untersucht, wie sich die Symmetrie-Eigenschaften von Viren auf deren Entstehung und Funktionsweise auswirken. Eine wichtige Vorraussetzung für dieses Forschungsprogramm ist meine Faszination für die Modellierung von Symmetrie-Eigenschaften, die ich während meiner Zusammenarbeit mit Herrn Professor Doebner und Kollegen in Clausthal entwickelt habe. Ich möchte Herrn Professor Doebner für diese wichtigen formativen Jahre besonderen Dank aussprechen.
Meist enden ähnliche Gespräche über Mathematik etwa an diesem Punkt, ohne dass der Nichtmathematiker von der Sinnhaftigkeit mathematischer Forschung, ja mathematischer Tätigkeit generell überzeugt werden konnte. Ich glaube nicht, dass dem Laien Blindheit für die Großartigkeit unserer Wissenschaft vorzuwerfen ist, wenn hier keine befriedigendere Kommunikation zustande kommt. Ich sehe als Ursache eher ein stark verkürztes Bild von der Mathematik, welches auch Fachleute oft zeichnen, weil ihnen eine angemessenere Darstellung ihres Faches zu viel Mühe macht - und das obwohl Mathematik nur betreiben kann, wer geistige Mühen sonst keineswegs scheut. Ich will versuchen, den Ursachen dieses eigentümlichen Phänomens auf den Grund zu gehen.
An Fahrerassistenzsysteme im industriellen Einsatz werden hohe Anforderungen bezüglich Zuverlässigkeit und Robustheit gestellt. In dieser Arbeit wird die Kombination robuster Verfahren wie der Hough-Transformation und Support-Vektor-Maschinen zu einem Gesamtsystem zur Erkennung von Geschwindigkeitsbeschränkungen beschrieben. Es setzt eine Farbvideokamera als Sensorik ein. Die Evaluation auf Testdaten bestätigt durch die ermittelte hohe Korrektklassifikationsrate bei gleichzeitig geringer Zahl Fehlalarme die Zuverlässigkeit des Systems.
This thesis deals with the encoding and transmission of information through a quantum channel. A quantum channel is a quantum mechanical system whose state is manipulated by a sender and read out by a receiver. The individual state of the channel represents the message. The two topics of the thesis comprise 1) the possibility of compressing a message stored in a quantum channel without loss of information and 2) the possibility to communicate a message directly from one party to another in a secure manner, that is, a third party is not able to eavesdrop the message without being detected. The main results of the thesis are the following. A general framework for variable-length quantum codes is worked out. These codes are necessary to make lossless compression possible. Due to the quantum nature of the channel, the encoded messages are in general in a superposition of different lengths. It is found to be impossible to compress a quantum message without loss of information if the message is not apriori known to the sender. In the other case it is shown that lossless quantum data compression is possible and a lower bound on the compression rate is derived. Furthermore, an explicit compression scheme is constructed that works for arbitrarily given source message ensembles. A quantum cryptographic protocol - the “ping-pong protocol” - is presented that realizes the secure direct communication of classical messages through a quantum channel. The security of the protocol against arbitrary eavesdropping attacks is proven for the case of an ideal quantum channel. In contrast to other quantum cryptographic protocols, the ping-pong protocol is deterministic and can thus be used to transmit a random key as well as a composed message. The protocol is perfectly secure for the transmission of a key, and it is quasi-secure for the direct transmission of a message. The latter means that the probability of successful eavesdropping exponentially decreases with the length of the message. Diese Dissertation behandelt die Kodierung und Verschickung von Information durch einen Quantenkanal. Ein Quantenkanal besteht aus einem quantenmechanischen System, welches vom Sender manipuliert und vom Empfänger ausgelesen werden kann. Dabei repräsentiert der individuelle Zustand des Kanals die Nachricht. Die zwei Themen der Dissertation umfassen 1) die Möglichkeit, eine Nachricht in einem Quantenkanal verlustfrei zu komprimieren und 2) die Möglichkeit eine Nachricht von einer Partei zu einer einer anderen direkt und auf sichere Weise zu übermitteln, d.h. ohne dass es einer dritte Partei möglich ist, die Nachricht abzuhören und dabei unerkannt zu bleiben. Die wesentlichen Ergebnisse der Dissertation sind die folgenden. Ein allgemeiner Formalismus für Quantencodes mit variabler Länge wird ausgearbeitet. Diese Codes sind notwendig um verlustfreie Kompression zu ermöglichen. Wegen der Quantennatur des Kanals sind die codierten Nachrichten allgemein in einer Superposition von verschiedenen Längen. Es zeigt sich, daß es unmöglich ist eine Quantennachricht verlustfrei zu komprimieren, wenn diese dem Sender nicht apriori bekannt ist. Im anderen Falle wird die Möglichkeit verlustfreier Quantenkompression gezeigt und eine untere Schranke für die Kompressionsrate abgeleitet. Des weiteren wird ein expliziter Kompressionsalgorithmus konstruiert, der für beliebig vorgegebene Ensembles aus Quantennachrichten funktioniert. Ein quantenkryptografisches Prokoll - das “Ping-Pong Protokoll” - wird vorgestellt, welches die sichere direkte übertragung von klassischen Nachrichten durch einen Quantenkanal ermöglicht. Die Sicherheit des Protokolls gegen beliebige Abhörangriffe wird bewiesen für den Fall eines idealen Quantenkanals. Im Gegensatz zu anderen quantenkryptografischen Verfahren ist das Ping-Pong Protokoll deterministisch und kann somit sowohl für die Übermittlung eines zufälligen Schlüssels als auch einer komponierten Nachricht verwendet werden. Das Protokoll is perfekt sicher für die Übertragung eines Schlüssels und quasi-sicher für die direkte Übermittlung einer Nachricht. Letzteres bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit eines erfolgreichen Abhörangriffs exponenziell mit der Länge der Nachricht abnimmt.
Das Lektin aus Pisum sativum, der Gartenerbse, ist Teil der Familie der Leguminosenlektine. Diese Proteine haben untereinander eine hohe Sequenzhomologie, und die Struktur ihrer Monomere, ein all-ß-Motiv, ist hoch konserviert. Dagegen gibt es innerhalb der Familie eine große Vielfalt an unterschiedlichen Quartärstrukturen, die Gegenstand kristallographischer und theoretischer Arbeiten waren. Das Erbsenlektin ist ein dimeres Leguminosenlektin mit einer Besonderheit in seiner Struktur: Nach der Faltung in der Zelle wird aus einem Loop eine kurze Aminosäuresequenz herausgeschnitten, so dass sich in jeder Untereinheit zwei unabhängige Polypeptidketten befinden. Beide Ketten sind aber stark miteinander verschränkt und bilden eine gemeinsame strukturelle Domäne. Wie alle Lektine bindet Erbsenlektin komplexe Oligosaccharide, doch sind seine physiologische Rolle und der natürliche Ligand unbekannt. In dieser Arbeit wurden Versuche zur Entwicklung eines Funktionstests für Erbsenlektin durchgeführt und seine Faltung, Stabilität und Monomer-Dimer-Gleichgewicht charakterisiert. Um die spezifische Rolle der Prozessierung für Stabilität und Faltung zu untersuchen, wurde ein unprozessiertes Konstrukt in E. coli exprimiert und mit der prozessierten Form verglichen. Beide Proteine zeigen die gleiche kinetische Stabilität gegenüber chemischer Denaturierung. Sie denaturieren extrem langsam, weil nur die isolierten Untereinheiten entfalten können und das Monomer-Dimer-Gleichgewicht bei mittleren Konzentrationen an Denaturierungsmittel auf der Seite der Dimere liegt. Durch die extrem langsame Entfaltung zeigen beide Proteine eine apparente Hysterese im Gleichgewichtsübergang, und es ist nicht möglich, die thermodynamische Stabilität zu bestimmen. Die Stabilität und die Geschwindigkeit der Assoziation und Dissoziation in die prozessierten bzw. nichtprozessierten Untereinheiten sind für beide Proteine gleich. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass auch unter nicht-denaturierenden Bedingungen die Untereinheiten zwischen den Dimeren ausgetauscht werden. Die Renaturierung der unprozessierten Variante ist unter stark nativen Bedingungen zu 100 % möglich. Das prozessierte Protein dagegen renaturiert nur zu etwa 50 %, und durch die Prozessierung ist die Faltung stark verlangsamt, der Faltungsprozess ist erst nach mehreren Tagen abgeschlossen. Im Laufe der Renaturierung wird ein Intermediat populiert, in dem die längere der beiden Polypeptidketten ein Homodimer mit nativähnlicher Untereinheitenkontaktfläche bildet. Der geschwindigkeitsbestimmende Schritt der Renaturierung ist die Assoziation der entfalteten kürzeren Kette mit diesem Dimer. The lectin from Pisum sativum (garden pea) is a member of the family of legume lectins. These proteins share a high sequence homology, and the structure of their monomers, an all-ß-motif, is highly conserved. Their quaternary structures, however, show a great diversity which has been subject to cristallographic and theoretical studies. Pea lectin is a dimeric legume lectin with a special structural feature: After folding is completed in the cell, a short amino acid sequence is cut out of a loop, resulting in two independent polypeptide chains in each subunit. Both chains are closely intertwined and form one contiguous structural domain. Like all lectins, pea lectin binds to complex oligosaccharides, but its physiological role and its natural ligand are unknown. In this study, experiments to establish a functional assay for pea lectin have been conducted, and its folding, stability and monomer-dimer-equilibrium have been characterized. To investigate the specific role of the processing for stability and folding, an unprocessed construct was expressed in E. coli and compared to the processed form. Both proteins have the same kinetic stability against chemical denaturant. They denature extremely slowly, because only the isolated subunits can unfold, and the monomer-dimer-equilibrium favors the dimer at moderate concentrations of denaturant. Due to the slow unfolding, both proteins exhibit an apparent hysteresis in the denaturation transition. Therefore it has not been possible to determine their thermodynamic stability. For both proteins, the stability and the rates of association and dissociation into processed or unprocessed subunits, respectively, are equal. Furthermore it could be shown that even under non-denaturing conditions the subunits are exchanged between dimers. Renaturation of the unprocessed variants is possible under strongly native conditions with 100 % yield. The processed protein, however, can be renatured with yields of about 50 %, and its refolding is strongly decelerated. The folding process is finished only after several days. During renaturation, an intermediate is populated, in which the longer of the two polypeptide chains forms a homodimer with a native-like subunit interface. The rate limiting step of renaturation is the association of the unfolded short chain with this dimer.
Aufgabe der Regler ist es, bei Abweichung der Regelgröße x von der Führungsgröße w die Reglerausgangsgröße y R so zu verändern, dass die Regelgröße x in möglichst kurzer Zeit optimal an die Führungsgröße w angeglichen wird. Ursache für die Abweichung kann eine aufgetretene Störgröße z oder die veränderte Führungsgröße w sein.
collapse of the enemy—tend to compete with the typically more restricted political objective(s). For example, during the Gulf War the ground component...under Clausewitz’s concept, determining the Iraqi CoG would have been unnecessary since the Gulf War was not a war of annihilation. Simply translating the...Schwerpunkt der Kraft erhalten wird, so ist es auch im Kriege. Die Streitkräfte jedes Kriegführenden, sei es ein einzelner Staat oder ein Bündnis von
Die Bibliothek des Dr. Johannes Häringshauser (1603-1642) weist ihren Besitzer als Arzt und Gelehrten mit großem geistigen Horizont aus. Hervorzuheben ist sein Interesse für Astronomie und Astrologie. Neben Werken, die unmittelbar mit seinen Studien in Wien und Padua und den Erfordernissen eines Arztes in Zusammenhang zu bringen sind (Klassiker der Heilkunde genauso wie aktuelle medizinische Publikationen), wird in seiner Büchersammlung eine reiche Palette an Themen abgedeckt: Theologie, Philosophie, Philologie, Politik, Geschichte und Länderkunde.
Soll eine Maschine ohne weitere Überprüfung in Europa in Verkehr gebracht werden, so ist nachzuweisen, dass diese die Forderungen der sogenannten Maschinenrichtlinie erfüllt. Durch Gesetzgebungen und Normen innerhalb der Mitgliedsstaaten wird das Einhalten dieser Richtlinie abgesichert. Ihr Ziel ist es, dass von der Maschine keine Gefahr für den Menschen ausgeht, d.h. sämtliche Sicherheits- und Gesundheitsschutzanforderungen erfüllt werden. Dieses Kapitel beschreibt das allgemeine Vorgehen, das zu einer funktional sicheren Maschine und somit der Erfüllung der Maschinenrichtlinie führt.
Zeitdiskrete Signale werden häufig aus zeitkontinuierlichen Signalen durch Abtastung erzeugt. Dass beide Signale gleichwertig sind, zeigt das Abtasttheorem (Kap. 116) von Shannon, sofern die Bedingung nach (116.2), f_{ab}≈(2{,}2 {\\ldots} 4)\\cdot fg) eingehalten wird. Digitale Signale haben Vorteile: Einfache Speicherung, Weiterverarbeitung in Rechnern, wenig störanfällige Übertragung. Für die Bearbeitung dieser Signale dienen die im Kapitel dargestellten Hilfsmittel: Diskrete Fouriertransformation; Schnelle Fouriertransformation; z-Transformation: Darstellung, Sätze zur z-Transformation, Korrespondenzen zu Zeitfunktionen, Beispiele.
Die Nachrichtentechnik hat die Aufgabe, Nachrichten auszutauschen. Nachrichten sind z. B. Fragen, Beobachtungen und Befehle. Unter dem Begriff Nachrichtenübertragung wird hier die elektrische Nachrichtenübertragung verstanden, denn zur Übermittlung von Nachrichten werden Spannungen und Ströme sowie elektrische und magnetische Felder eingesetzt. Die Übertragung beginnt mit der Nachrichtenquelle, die die Nachrichten aussendet, und endet mit der Nachrichtensenke, die sie empfängt. Zwischen beiden liegt das elektrische Nachrichtenübertragungssystem, dessen Funktionseinheiten dargestellt sind und erläutert werden.
Mit der zunehmenden Verfügbarkeit immer größerer Querschnitts- und Längschnittsdatensätze für Personen, Haushalte und Betriebe sowie deren Verknüpfungen hat sich die mikroökonometrische Forschung in den vergangenen Jahren rasant weiterentwickelt. Dies gilt sowohl aus methodischer als auch aus empirischer, anwendungsorientierter Sicht. Mikrodaten und mikroökonometrische Ansätze dienen dazu, aktuelle, politikrelevante Fragen aufzugreifen, sie zu analysieren und fundierte politische Empfehlungen zu geben, beispielsweise im Rahmen der Arbeitsmarkt- und Sozialpolitik, der Finanzanalyse und der Marketingforschung. Die Deutsche Statistische Gesellschaft (DStatG) und deren Mitglieder haben sich in den Ausschüssen und in Hauptversammlungen kontinuierlich mit den Weiterentwicklungen der mikroökonometrischen Methodik und den empirischen Anwendungen befasst. Zahlreiche Publikationen von Mitgliedern der DStatG haben entscheidend zum kritischen Diskurs und zum wissenschaftlichen Fortschritt in diesem Bereich beigetragen.
Das Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende ist verabschiedet. Ab 2017 sind moderne Messeinrichtungen (mME) und intelligente Messsysteme (iMSys) zu verbauen und zu betreiben. Der "deutsche Weg" für die Einführung von Smart Metern sieht einen stufenweisen Rollout sowie ein Höchstmaß an Informations- und Datensicherheit vor. Dabei spielen iMSys und mME eine wichtige Rolle bei der Neugestaltung der intelligenten Netze (Smart Grids) und des neuen Marktmodells (Smart Market). Dieser Beitrag beschäftigt sich mit den neuen Gesetzen, den Marktrollen und ihren Aufgaben, Datenschutz und Datensicherheit, dem iMSys als sichere Lösung, dem sicheren Betrieb von Smart Meter Gateways, Smart Grid - Smart Market, dem Zusammenspiel zwischen reguliertem Bereich und Markt, den Einsatzbereichen der iMSys sowie den Auswirkungen auf Prozesse und Systeme und gibt Handlungsempfehlungen.
Weiß, Oliver; Friedl, Sven; Kondruweit, Markus; Wittenberg, Thomas
Die hohe Zahl an Transplantationen von Herzklappen und viele nötige Re-Operationen machen eine detaillierte Analyse der Strömungen und Klappenbewegungen klinisch interessant. Ein neuer Ansatz ist hierbei der Einsatz von Hochgeschwindigkeitskameras um Bewegungsabl äufe der Herzklappen beobachten und auswerten zu können. Die hohen Datenraten erfordern allerdings eine möglichst automatisierte Analyse und möglichst komprimierte Darstellung des Schwingungsverhaltens. In dieser Arbeit wird ein Ansatz vorgestellt, bei dem Bewegungen nativer Herzklappen in-vitro aufgenommen, analysiert und kompakt visualisiert werden.
Gold, Peter Werner; Jacobs, Georg; Loos, J.; Rombach, Volker; Kurutas, Savas; Fröde, Astrid
Die Datenbank enthält die tribologischen und stofflichen Daten, die innerhalb des Sonderforschungsbereichs 442 ermittelt wurden. Sie wird genutzt, um Informationen über die Eigenschaften von Schmierstoffen und Werkstoffverbunden, sowie über Prüfstände und Versuchsergebnisse zu erhalten. Diese Wissensbasis kann dazu beitragen, ökologisch verträgliche Tribosysteme mit Hilfe der Auswerte-Systeme (Module) auszulegen. Dabei handelt es sich um Berechnungswerkzeuge und Expertenwissen z. B. in Bezug auf die Auswahl von Schichtsystemen. Eine nähere Beschreibung der Auswerte-Systeme kann den folgenden Abschnitten entnommen werden.
Seit der Antike wird der Aufbau des Universums mit einfachen und regulären (symmetrischen) Grundstrukturen verbunden. Diese Annahme liegt selbst noch den Standardmodellen der relativistischen Kosmologie zugrunde. Demgegenüber läßt sich die Emergenz neuer Strukturen von den Elementarteilchen über Moleküle bis zu den komplexen Systemen des Lebens als Symmetriebrechung verstehen. Symmetriebrechung und strukturelle Komplexität bestimmen die kosmische Evolution. Damit zeichnet sich ein fachübergreifendes Forschungsprogramm von Physik, Chemie und Biologie ab, in dem die Evolution des Universums untersucht werden kann.
Wenn man aktuell Produktionsbereiche in Deutschland und Europa besucht, fallen im Zusammenhang mit modernen Produktionsmethoden immer öfter die Begriffe Kanban (jap. Karte, Signal) und Pull-Produktion, und dies nicht ohne Stolz, da diese mit dem schillernden Vorbild des Toyota Produktionssystems in Zusammenhang stehen. Tatsächlich ist Kanban ein integraler Bestandteil moderner Produktionssysteme. Blickt man aber im Rahmen von Prozessanalysen hinter die Fassaden", d. h. in die tägliche Praxis der Arbeitsprozesse, wird man schnell desillusioniert - die viel gepriesenen klassischen Kanban-Regeln werden im Tagesgeschäft nicht eingehalten.
Bisher haben wir die Zustandsgrößen ν (Zahl der Mole) und N (Zahl der Teilchen im System) als konstant betrachtet. In diesem Kapitel wollen wir untersuchen, wie sich Veränderungen von ν bzw. von N beschreiben lassen. Dazu werden wir eine neue thermodynamische Größe einführen, das chemische Potential μ. Als Beispiele für die Veränderung von Teilchenzahlen werden wir diffusive Prozesse und chemische Reaktionen betrachten. Am Ende des Kapitels werden wir die quantenmechanische Gasentartung diskutieren, bei der das chemische Potential ebenfalls eine Rolle spielt. Wir werden feststellen, dass es nicht schwierig ist, einige Eigenschaften dieses interessanten Materiezustands zu verstehen. Wir behandeln das Thema bereits hier und nicht erst in der Quantenphysik am Ende des Buches, weil es in die Wärmelehre gehört und weil auf dieser Grundlage die elektrischen Eigenschaften von Metallen in Bd. III/9 leicht diskutiert werden können.
Big Data, Internet der Dinge, Mobile Computing und soziale Medien - die modernen Informationstechnologien durchdringen den Alltag der meisten Menschen und lösen hierdurch eine digitale Transformation aus. Im Unternehmenskontext manifestiert sich die Digitalisierung durch eine neue Qualität der wissensbasierten Entscheidungsunterstützung und der Automatisierung bzw. Autonomisierung der Geschäftsprozesse. Für Stadtwerke gilt es nun, die Chancen der Digitalisierung zu ihren Gunsten zu nutzen. Ein Startpunkt könnte hierbei sein, wie Stadtwerke zukünftig mit ihren Kunden interagieren. Ausgelöst durch die Liberalisierung der Märkte rückt der Kunde heute stärker in den Mittelpunkt - die Energiewirtschaft steht nun vor der Herausforderung, dem Wettbewerb einen Schritt voraus zu sein und dem Kunden ein absolut positives Kundenerlebnis (Customer Experience) sowohl als Maßnahme zur Kundenbindung als auch zum Kundenaufbau zu bieten. Das vorliegende Kapitel zeigt hierfür die Erfolgskriterien für die gelungene Etablierung des Kundenfokus im eigenen Unternehmen auf. Mit dem Customer-Focus-Cycle-Modell von Fujitsu, angelehnt an den Deming-Kreislauf, wird ein allgemeingültiger Ansatz für ein mögliches Vorgehen beim Aufbau des Kundenfokus vorgestellt. Die sechs Phasen werden dabei anhand praktischer Beispiele erläutert und geben zudem Hinweise zu Methoden und Tools. Aus dem vorgestellten "Werkzeugkasten" wird ferner die Customer-Journey-Methode im Detail erläutert. Weiter soll das präsentierte Reifegradmodell Unternehmen dabei unterstützen, den eigenen Status quo festzustellen und die persönlichen Ziele auf dem Weg zur kundenzentrierten Organisation festzulegen.
Aufbauend auf den Großteils bereits geschaffenen eLearning Infrastrukturen für eine moderne Organisation stehen nahezu alle Hochschulen vor der Aufgabe, geeignete Lern- und Wissensmanagementkonzepte in Hinblick auf die Dienstgüte und den Anwenderbezug zu realisieren. Ein möglicher Lösungsansatz ist dabei die Entwicklung und Umsetzung eines Rahmenkonzeptes zur Verbesserung und Weiterentwicklung der Lehr-/Lernprozesse für Dozenten und Studenten am Beispiel bereits vorhandener und etablierter Service-Management-Konzepte. Übertragen auf die universitäre Organisation und Lehre, wäre ein derartiges Rahmenwerk zur Planung, Erbringung und Unterstützung von Lehr-/Lerndienstleistungen mit Einbezug der wichtigsten Lehr-/Lernprozesse ein dringend benötigter und fundamentaler Schritt hin zu einer schrittweisen Professionalisierung und Verbesserung der Hochschullehre. Der Beitrag erschließt eine Konzeptskizze für professionelles Learning Service Management an Hochschulen und gibt einen Ausblick auf die mögliche Vorgehensweise bei dessen Implementierung und Evaluierung.
Heutige Pkw sind zum Schutz der Insassen bei Frontalkollisionen zu etwa 90 % fahrerseitig und zu ca. 70 % auf der Beifahrerseite mit Airbags ausgestattet, während die Seiten-Airbags zum Schutz des Kopfes und des Thorax von Insassen bei Seitenkollisionen nur mit ungefähr 40 bis 50% vertreten sind [1]. Weitere Schutzmaßnahmen wie Fuß- und Fond-Airbags befinden sich im Entwicklungsstadium, ihr Einsatz in der Serie ist umstritten und wird sich, wenn überhaupt, nur in Einzelfällen durchsetzen. In Bild C3-1 sind Airbags dargestellt, die heute serienmäßig in Pkw anzutreffen sind.
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Es ist eine wesentliche Aufgabe der Messtechnik, technische Vorgänge quantitativ zu erfassen und anhand der gemessenen Größen Funktionsabläufe zu steuern. Als Beispiel sei ein Kraftwerk zur Energieerzeugung genannt, bei dem nur über die Messung von Temperaturen, Leistungen, Drücken und anderen Größen Aussagen über den momentanen Zustand möglich sind und bei Abweichungen vom Sollwert geeignete Eingriffe in das System erfolgen können. Damit eine eindeutige Kommunikation möglich wird, sind die in der Messtechnik verwendeten Begriffe, Messverfahren und Maßeinheiten in entsprechenden Normen oder Vorschriften festgelegt.
This book is a German translation, by A. Ehlers, of the American original "Seeing the light. Optics in nature, photography, color, vision, and holography", published in 1986. Contents: 1. Die Haupteigenschaften des Lichts. 2. Grundlagen der geometrischen Optik. 3. Spiegel und Linsen. 4. Kamera und Fotografie. 5. Das menschliche Auge und sein Sehvermögen. I: Wie das Bild erzeugt wird. 6. Optische Instrumente. 7. Das menschliche Auge und sein Sehvermögen. II: Bildverarbeitung. 8. Räumliches Sehen und Tiefenwahrnehmung. 9. Farbe. 10. Farbwahrnehmung. 11. Farbfotografie. 12. Wellenoptik. 13. Streuung und Polarisation. 14. Holografie. 15. Ein Blick in die moderne Physik.
Dieses Kapitel präsentiert Ergebnisse einer umfassenden Literaturauswertung zu relevanten Klimawirkungen für Deutschland, die im Rahmen des Projekts "Netzwerk Vulnerabilität" vorgenommen wurde. Es zeigt auf, dass ein aggregiertes Gesamtbild der Klimawirkungen für Deutschland als Grundlage für Folgenabschätzungen und Anpassungsplanungen noch nicht gezeichnet werden kann, da eine große Bandbreite an Ansätzen zur Bewertung von Vulnerabilitäten oder Klimawandelfolgen existiert und die gegenwärtig vorhandenen Klimawirkungs- und Vulnerabilitätsstudien von großer Heterogenität gekennzeichnet sind. Als erster Schritt wird deshalb eine Zusammenschau bereits vorhandener Ansätze geliefert.
Haptische Simulationsmodelle dienen in der Medizin in erster Linie dem Training operativer Eingriffe. Sie basieren zumeist auf physikalischen Gewebemodellen, welche eine sehr genaue Simulation der biomechanischen Eigenschaften des betreffenden Gewebes erlauben, aber gleichzeitig sehr rechenintensiv und damit zeitaufwändig in der Ausführung sind. Die menschliche Wahrnehmung kann allerdings auch eine ungenaue haptische Modellierung psychooptisch ausgleichen. Daher kann es sinnvoll sein, haptische Simulationen auch mit nicht vollständig physikalisch definierten Deformationsmodellen durchzuführen. Am Beispiel der haptischer Simulation einer in-vitro Fertilisation wird gezeigt, dass durch die Anwendung eines geometrischen Deformationsmodells eine künstliche Befruchtung unter realistischen experimentellen Bedingungen in Echtzeit haptisch simuliert und damit trainiert werden kann.
Die Maske wird nochmals auf Dichtigkeit überprüft, der Knoten der Sicherungsleine mit zwei halben Schlägen fixiert, dann rutscht die Taucherin von der Eiskante in das kalte Wasser. Eine halbe Stunde vergeht, bevor ihr Kopf wieder aus dem Eisloch auftaucht und sie ein großes Sammelnetz nach oben reicht, gefüllt mit verschiedenen Arten von Makroalgen. Obwohl noch große Flächen des Kongsfjordes im arktischen Spitzbergen zugefroren sind und das Festland von einer dicken Schneedecke bedeckt ist, hat unter Wasser in den Algenwäldern bereits der Sommer und damit die Saison der Meeresbiologen begonnen.
Nerlich, Mark R.; Schiffner, Felix; Vogt, Walter; Rauh, Jürgen; Breidenbach, Petra
Für Güter des täglichen, mittelfristigen und langfristigen Bedarfs sowie für das Beispiel Baumarktartikel wird das Potenzial für Personenverkehrsaufwand von Einkaufsaktivtäten quantitativ abgeschätzt. Die entwickelten Algorithmen behandeln die einkaufsvorbereitende Information und den eigentlichen Einkauf, d.h. den Erwerb eines Gutes, separat. Informationsaktivitäten haben insbesondere bei höherwertigen Gütern einen hohen Stellenwert und damit auch verkehrliche Relevanz. Wie Berechnungen zeigen, spart Online-Shopping Informations- und Einkaufsverkehrsaufwand im Pkw-Verkehr ein. Die notwendigen Eingangsdaten wie differenzierte Informations- und Einkaufshäufigkeiten sowie verkehrliche Parameter zu Verkehrsmittelwahl, Entfernungen und Wegekopplungen wurden aus eigenen Erhebungen gewonnen.
In dieser Studie wurde untersucht ob in einem typischen OP-Aufbau mit dem da Vinci® Telemanipulator elektromagnetisches Tracking für die Realisation eines Navigationssystems eingesetzt werden kann. Hierfür wurde in einem realen OP-Aufbau untersucht, wie stark metallische und ferromagnetisch wirksame Objekte wie Operationstisch und Telemanipulator das elektromagnetische Feld des Trackingsystems beeinflussen. Die Ergebnisse zeigen, dass der Telemanipulator nur unwesentlich die Störung des Magnetfeldes durch den OP-Tisch verstärkt. Insbesondere die Bewegung der Instrumente im Trackingvolumen verursachte keine zusätzliche relevante Störung des Magnetfeldes. Bei Begrenzung des Trackingvolumens auf eine Länge von 190 mm, Höhe von 200mm und Breite von 400 mm war der maximale Fehler in diesem Bereich an allen Messpunkten kleiner 10 mm. Der Einsatz von elektromagnetischem Tracking für die Navigation mit dem da Vinci® Surgical System ist somit in einem begrenzten Arbeitsvolumen mit hinreichender Genauigkeit möglich.
Der vorliegende Beitrag diskutiert an einem konkreten Forschungsprojekt, wie aus den Überwachungsdaten von Photovoltaikanlagen Algorithmen entwickelt wurden, die zukünftig die automatisierte Fehlererkennung und damit eine verbesserte Betriebsführung ermöglichen können. Um von Daten zum optimierten Prozess zu gelangen, sind vier Stufen notwendig. Nach der Datenintegration folgen die Qualitätssicherung, dann die Analyse und schließlich die Umsetzung in eine betrieblich nutzbare Anwendung. Für die Entwicklung valider, praxisrelevanter Modelle stellte es sich als unumgänglich heraus, dass bereits frühzeitig die datengenerierenden Prozesse und damit auch die physikalischen Grundlagen der Anlagen nicht nur von den Prozessexperten, sondern genauso von den Data Scientists verstanden wurden: Es genügt eben nicht, Daten zu konsolidieren und in ein Analysetool zu stecken, sondern die Wertschöpfung aus Daten gelingt nur, wenn eine domänen- und kompetenzübergreifend interdisziplinäre Zusammenarbeit erfolgt, in der beide Seiten bereit sind, kontinuierlich voneinander zu lernen.
Obwohl Whitehead heute wie selbstverständlich als Philosoph rezipiert wird, so hat er seine wissenschaftliche Laufbahn doch als Mathematiker begonnen. Lange Zeit war er gemeinsam mit Bertrand Russell als Autor der Principia Mathematica unter Mathematikern und mathematischen Logikern deutlich besser bekannt als unter Philosophen. Doch selbst von denjenigen, die sich mit Whiteheads Überlegungen zur Metaphysik, zur Wissenschaftsgeschichte und zur Theologie befassen, werden seine Schriften zur Philosophie von Erziehung und Bildung häufig kaum beachtet. So entgeht es leicht, dass Whitehead nicht nur ein auf theoretischem Gebiet brillanter Mathematiker war, sondern sein theoretisches Fachwissen im Hinblick auf pädagogische und didaktische Relevanz fortwährend reflektiert hat.
Perea Saavedra, Héctor; Methe, Heiko; Wintermantel, Erich
Gegenwärtig sind kardiovaskuläre Erkrankungen, allen voran die Arteriosklerose koronarer und zerebraler Gefäße, Ursache für 38% aller Todesfälle in Nordamerika und häufigste Todesursache europäischer Männer < 65 Jahre und zweithäufigste Todesursache bei Frauen [4]. Es wird prognostiziert, dass innerhalb der nächsten 10-15 Jahre kardiovaskuläre Erkrankungen und deren Komplikationen weltweit die häufigste Todesursache stellen werden. Dies ist zum einen Folge der ansteigenden Prävalenz kardiovaskulärer Erkrankungen in Osteuropa und zunehmend auch in den Entwicklungsländern, zum anderen Folge der kontinuierlich ansteigenden Inzidenz von Übergewicht und Diabetes mellitus in den westlichen Ländern.
The usual continuum shell model is extended so as to include a statistical treatment of multi-doorway processes. The total configuration space of the nuclear reaction problem is subdivided into the primary doorway states which are coupled by the initial excitation to the nuclear ground state and the secondary doorway states which represent the complicated nature of multi-step reactions. The latter are evaluated within the exciton model which gives the coupling widths between the various finestructure subspaces. This coupling is determined by a statistical factor related to the exciton model and a dynamical factor given by the interaction matrix elements of the interacting excitons. The whole structure defines the multi-doorway continuum shell model. In this work it is applied to the highly fragmented magnetic dipole strength in 58Ni observed in high resolution electron scattering.Translated AbstractAnwendung des Multi-Doorway-Kontinuum-Schalenmodells auf die Verteilung der magnetischen Dipolstärke von 58NiDas Kontinuum-Schalenmodell wurde so erweitert, daß auch statistische Multi-Doorway-Prozesse berücksichtigt werden können. Hierzu wird der Konfigurationsraum unterteilt in den Raum der primären Doorway-Zustände, die direkt aus dem Grundzustand angeregt werden, und den der sekundären Doorway-Zustände, die die komplizierte Struktur der Multi-Step-Reaktionen repräsentieren. Während die primären Doorway-Zustände inclusive ihrer Anregungen mittels üblicher Schalenmodellmethoden beschrieben werden können, werden die sekundären Doorway-Zustände sowie ihre verschiedenen Kopplungen im Rahmen des Exciton-Modells behandelt. Diese Kopplungen sind durch einen aus dem Exciton-Modell resultierenden Faktor sowie durch einen dynamischen Faktor bestimmt, der sich aus dem Matrixelement der wechselwirkenden Excitonen berechnet. Die Struktur der Kopplungen definiert das Multi-Doorway-Kontinuum-Schalenmodell, das hier auf die Beschreibung der stark fragmentierten magnetischen Dipolstärke in 58Ni angewendet wird.
Die computergestützte bildbasierte Analyse der Herzfunktionen ist mittlerweile Standard in der Kardiologie. Die verfügbaren Produkte erfordern meist ein hohes Maß an Benutzerinteraktion und somit einen erhöhten Zeitaufwand. In dieser Arbeit wird ein Ansatz vorgestellt, der dem Kardiologen eine größtenteils automatische Analyse der Herzfunktionen mittels MRT-Bilddaten ermöglicht und damit Zeitersparnis schafft. Hierbei werden alle relevanten herzphysiologsichen Parameter berechnet und mithilfe von Diagrammen und Graphen visualisiert. Diese Berechnungen werden evaluiert, indem die ermittelten Werte mit manuell vermessenen verglichen werden. Der hierbei berechnete mittlere Fehler liegt mit 2,85 mm für die Wanddicke und 1,61 mm für die Wanddickenzunahme immer noch im Bereich einer Pixelgrösse der verwendeten Bilder.
Die Infektion mammalischer Zellen durch pathogene Bakterien ist biologisch immer noch nicht sicher geklärt. Mit Hilfe der Laserscanmikroskopie ist es mittlerweile aber möglich, räumliche Bilddaten von Zellproben zu erstellen, auf denen der Eindringvorgang der Bakterien in das Zellinnere durch verschieden leuchtende Fluoreszenzfarbstoffe visualisiert werden kann. Unter Verwendung bekannter und adaptierter 3D-Rekonstruktionsalgorithmen werden dreidimensionale Visualisierungen von Mikroskopiebildern vorgestellt, mit deren Hilfe die Analyse des Infektionsprozesses erleichtert wird. Dabei hat sich gezeigt, dass mit Oberflächenrekonstruktionsverfahren die Topografie der Zelloberfiäche korrekt dargestellt werden kann, während die Darstellung der Farbstoffverteilungen besser durch ein Texture-Mapping-Verfahren gelingt. Die Rekonstruktionen konnten insbesondere durch den Einsatz von stereoskopischen Visualisierungstechniken detailgenau analysiert werden.
Reichelt, Stephan; Schmidt, J.-F.; Neubauer, M.; Schade, A.; Andler, G.; Buerkle, G.; Hansen, H.; Hofmann, L.; Stiehler, J.; Janisch, S. D.
Obwohl walzplattierte Werkstoffe in der allgemeinen Öffentlichkeit nur wenig beachtet und behandelt werden, besitzen sie bereits heute eine hohe Bedeutung, um unterschiedliche Güter des täglichen Bedarfs realisieren und produzieren zu können. Durch eine hohe Produktivität und ein umfangreiches technologisches Wissen lassen sich bereits heute sehr anspruchsvolle und aufwändige Funktionswerkstoffe mittels Plattierverfahren herstellen, die maßgeschneiderte Produkteigenschaften für viele Halbzeuge und Fertigprodukte garantieren. Bedingt durch die konstruktiven Trends im Bereich von Automotive, Luft- und Raumfahrt sowie dem allgemeinen konstruktiven und materiellem Leichtbau ist davon auszugehen, dass die Bedeutung maßgeschneiderter Funktionswerkstoffe für spezifische Anwendungsfelder in naher Zukunft weiter wachsen und die Bedeutung einzelner Plattierverfahren für eine wirtschaftliche Produktionskette verschiedener Produkte wachsen wird.
Die PVD-Technologie umfasst eine Reihe von Beschichtungsverfahren zur Abscheidung von Metallen, Legierungen oder chemischen Verbindungen durch Zufuhr von thermischer Energie oder durch Teilchenbeschuss im Hochvakuum. PVDVerfahren gestatten u. a. die Beschichtung bei niedrigen Prozesstemperaturen, so dass thermisch sensible Substrate, z. B. wärmebehandelte Stähle oder ausgewählte Kunststoffe, beschichtet werden können. Insbesondere mit dem Magnetron Sputter Ion Plating-Verfahren (MSIP-Verfahren) und mit dem Arc Ion Plating-Verfahren (AIP-Verfahren) ist es möglich, thermisch vorbehandelte Werkstoffe zu beschichten, ohne den eingestellten Wärmebehandlungszustand (Härte, Spannungszustand) zu verändern. Ferner können endbearbeitete Bauteile mit der PVD-Technologie beschichtet werden, da die eingesetzten PVD-Verfahren die Ausgangsoberfläche konturgetreu abbilden, ohne dass eine Nachbearbeitung erforderlich wird.
Unter Extrusion wird das kontinuierliche Fördern von formbaren Massen verstanden. Dies können Kunststoffe, Teigwaren in der Lebensmittelindustrie oder auch keramische Massen sein. In der chemischen Industrie werden ebenfalls hochviskose (schwerfließende) Stoffe oder Pasten dosiert, gefördert und extrudiert. Früher waren vorzugsweise Kolbenstrangpressen im Einsatz, bis sich ab 1950 in steigendem Maße die Schneckenmaschinen durchgesetzt haben. Der weltweite Siegeszug der Kunststoffe ist zu einem erheblichen Teil auf die stetige technologische Weiterentwicklung im Bereich der Extrusionstechnik zurückzuführen. Der Markt der weltweit produzierten Maschinen für die Kunststoffverarbeitung erreichte im Jahr 2006 einen Wert von 20 Milliarden Euro und somit zählt dieser Bereich mittlerweile zu einem der großen Industriezweige [1].
Für den Tourismus haben Klima und Wetter eine große Relevanz: als Treiber des Verhaltens wie auch als Angebotsfaktor. Wetter und Klima sind demnach sowohl Bestandteil des touristischen Angebotes als auch limitierende Faktoren des Tourismus und Steuergrößen für die touristische Nachfrage. Insofern liegt es nahe, dass dieser Sektor vom Klimawandel betroffen sein wird. Der Tourismus ist aber auch ein Faktor, der seinerseits erheblich auf das Klima und den Klimawandel zurückwirkt. Dabei ist der Klimawandel aber nur einer von vielen voneinander abhängig erscheinenden Einflussfaktoren, denen der Sektor "Tourismus" ausgesetzt ist. Das heißt, es handelt sich um ein komplexes Wirkungsgefüge. Das Kapitel widmet sich den Klimawandelfolgen im Tourismus und macht diese beispielhaft an den Regionen "Küsten" sowie "Mittel- und Hochgebirge" fest, um Anpassungsmöglichkeiten anzufügen.
Sich kontinuierlich verändernde Rahmenbedingungen, wie beispielsweise eine steigende Variantenvielfalt, verkürzte Produktlebenszyklen sowie Kundenforderungen nach höherer Qualität, kürzeren Lieferzeiten und geringeren Kosten, fordern von produzierenden Unternehmen eine stetige Anpassung der Prozesse, der Organisation und der Strukturen. Seit den 90er Jahren versuchen immer mehr deutsche Unternehmen diesen veränderten Anforderungen mit der Einführung eines Ganzheitlichen Produktionssystems (GPS) zu begegnen. Ganzheitliche Produktionssysteme sind dabei in ihren Grundlagen an das Toyota Produktionssystem angelehnt, vereinigen aber auch weitere Methoden zu einem unternehmensspezifischen Regelwerk. Im Rahmen des langfristigen Trends zu unternehmensindividuellen Produktionssystemen wird sowohl in der Industrie als auch in der Forschung intensiv über das Toyota Produktionssystem, Lean Production, Lean Management und Ganzheitliche Produktionssysteme diskutiert, werden Konzepte zu Implementierung und Betrieb erstellt und die Wirtschaftlichkeit untersucht.
In seinem Kommentar schließt Traugott Scheytt die faunistische Bioindikation über die Nutzung von Grundwassermessstellen aus methodischen Gründen aus. Er postuliert auch, dass die faunistische Indikation hydrogeologischer Zusammenhänge wegen der eingeschränkten Ausbreitungsfähigkeit der Tiere in Porengrundwasserleitern nicht möglich sei und stellt grundsätzlich die Befunde unserer Untersuchungen am Kaiserstuhl in Frage. Dabei überträgt Herr Scheytt seine Erfahrungen aus der unbelebten Hydrogeologie direkt auf den Lebensraum Grundwasser. Seine Argumentation berücksichtigt dabei weder die Prinzipien der Ökologie noch den aktuellen Stand der grundwasserökologischen Forschung. Wir gehen davon aus, dass für die Untersuchungen am Kaiserstuhl sowohl unsere Arbeitshypothese wie auch die angewandten Methoden und die Interpretation der Ergebnisse der Fragestellung angemessen sind und internationalem, wissenschaftlichem Standard entsprechen. Aus den oben benannten Gründen bleiben wir dabei: Biondikation im Grundwasser funktioniert und sie bietet hervorragende Möglichkeiten, gerade auch für die Hydrogeologie.
Heutige Organisationen produzieren und speichern mehr Informationen als je zuvor. Der resultierende Informationsüberfluss, zusammen mit einem Mangel an Qualitätssicherung für das Information Lifecycle Management, führt zu einem unsicheren Status der Informationsqualität in vielen Organisationen. Weiterhin hat sich herausgestellt, dass das Bewerten, Verbessern und Steuern der Informationsqualität ein offenkundig schwieriges Unterfangen ist. Dieses Kapitel stellt ein Modell zur Bewertung und Verbesserung der Information Quality Management Capability Maturity (IQM-Reifegrad) vor. Es wird ein Satz von Kriterien vorgestellt, der aus Literaturrecherche und Fallstudien abgeleitet wurde. Die Reifegradindikatoren werden validiert und in einem mehrstufigen Reifegradmodell durch eine Delphi-Studie gruppiert. Das abgeleitete IQM-Reifegradmodell hilft Organisationen ihre bestehenden Praktiken im IQM zu bewerten und potentielle Lücken und Verbesserungsstrategien zu ermitteln.
Energieunternehmen haben auf dem Weg zur digitalen Transformation noch viele Herausforderungen zu bewältigen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt derzeit auf der Modernisierung der IT-Systeme. Ausgangspunkt hierzu ist, dass sich bei den Endkonsumenten Mobile Applikationen, Smartphones, Tablet-PCs oder Smart TVs einer immensen Beliebtheit erfreuen. Durch diese Technologien wird die physische und virtuelle Welt in immer weiter zunehmendem Maße miteinander verknüpft. Mobile Applikation können einen wahren Hype hervorrufen und Verhaltensweisen auch nachhaltig verändern (ein Beispiel hierfür ist Pokémon Go, eine App die ein virtuelles Spiel mit der realen Umgebung kombiniert und die erstmalig auch eingefleischte Zocker aus der Anonymität ihrer häuslichen Umgebung hervorlocken konnte und für analoge Bewegung im Freien sorgte).
Das im Rahmen von IntegraTUM für die TUM geschaffene Identity & Access Management System setzt das Paradigma unified login um, d. h. ein Benutzer kann alle für ihn relevanten Dienste innerhalb der Hochschule mit derselben Loginname-/Passwortkombination nutzen. Dieser Artikel zeigt, wie auf Basis der Software Shibboleth und der deutschlandweiten Hochschulföderation DFN-AAI als weitere Mehrwerte das campusweite web single sign-on und die nahtlose Nutzung zahlreicher externer Web-Anwendungen erreicht werden. Als Beispiel für die Abläufe bei der Erschließung neuer Dienste für die hochschulübergreifende Nutzung wird die Anbindung von Learning Management Systemen auf Basis des DFN-AAI E-Learning-Profils diskutiert. Den umfassenden Vorteilen werden schließlich die aktuellen technischen Grenzen bei der Umsetzung des hochschulübergreifenden Identity Management gegenübergestellt.
Wedde, Rorst F.; Lehnhoff, Sebastian; Rehtanz, Christian; Krause, Olav
Das Hauptanliegen des Papiers ist, ein Paradigma für Probleme mit neuartigen Integrationsanforderungen für Forschung und Entwicklung in verteilten eingebetteten Echtzeitsystemen zu motivieren und vorzustellen, nämlich den Begriff Cyber-Physical Systems. Bei einer in letzter Zeit stark zunehmenden Anzahl von Realzeitanwendungen können ohne die Berücksichtigung solcher Forderungen keine praktisch brauchbaren Lösungen erwartet werden. Einige Anwendungsfelder werden angesprochen. Im Einzelnen werden dann für Elektroautos, die mit erneuerbaren Energien betrieben werden sollen, einerseits die Management-, verteilte Verhandlungs- und Verteilungsprobleme der benötigten Energie in einem bottom-up Ansatz gelöst. Andererseits wird als Teil unserer Projektarbeit die Bereitstellung von Reserveenergie für den allgemeinen Bedarf durch Autobatterien vorgestellt. Es zeigt sich, dass dies effizienter und wesentlich kurzfristiger in unserem verteilten Vorgehen geschehen kann als in traditionellen Verfahren.
Bei krankhaften Vergrößerungen des linken Herzventrikels kann eine chirurgische Ventrikelrekonstruktion zur Verbesserung der Herzleistung beitragen. Die dabei erstellte Ventrikelgeometrie ist von entscheidender Bedeutung. Diese Studie befasst sich mit der computerbasierten Planung von individuellen Schablonen (Templates) für Ventrikelrekonstruktionen. Ziel ist es aus Cardio-CT-Daten, präoperativ, patientenindividuelle 3D-Modelle für Ventrikeltemplates zu erstellen. Hierfür wird aus CT-Daten der linksventrikuläre Blutpool segmentiert und daraus das Ventrikeltemplate modelliert. Dies geschieht anhand von zwei Kriterien: dem physiologischen Ventrikelfüllungsvolumen und der hämodynamisch günstigen ellipsoiden Form. Es konnten 20 3D-Templatemodelle mit einem durchschnittlichen Volumen von 144 ml erstellt werden. Die ellipsoide Form konnte durch manuelle Modellierung erreicht werden. Der Nachweis verbesserter Operationsergebnisse muss in nachfolgenden klinischen Studien erbracht werden.
Die thermischen Wirkungsgrade von Kraftwerken zur Stromerzeugung sind relativ gering. Beispielsweise erreichen moderne Kohlekraftwerke heute bis etwa 45 %, Gasturbinen maximal 40 % und Diesel-Motoren nicht über 50 %. Kombinations-Kraftwerke, Gas- und Dampfturbinen-Prozesse können an die 60 % thermischer Wirkungsgrad bei der Umwandlung der zugeführten Wärme in mechanische bzw. elektrische Energie erzielen. Ein ähnlich hoher Wert wird in Zukunft von den Brennstoffzellen erwartet. Der nicht in Arbeit umgewandelte Anteil der zugeführten Wärme fällt als Abwärme an und geht ungenutzt in die Umgebung. Ein Teil dieser Abwärme lässt sich durch entsprechende Installationen bei allen Kraftwerksprozessen zur Wassererwärmung oder zur Dampferzeugung für industrielle Zwecke nutzen. Für Heizzwecke genügt eine Temperatur der Abwärme von 60 %C bis 80 %C, während die Erzeugung von Industriedampf deutlich höhere Temperaturen voraussetzt.
Energie wird zum Gebrauchsgegenstand, zur Commodity und rückt doch in den Blickpunkt der Aufmerksamkeit. Volkswirtschaftliche, politische, gesellschaftliche und betriebswirtschaftliche Ansprüche lassen Services rund um die Energieversorgung (Energy-related Services) entstehen. Convenience Services, die den Ansprüchen der Konsumenten gerecht werden, wie Visualisierung von (dezentraler) Energieerzeugung und -verbrauch auf Basis digitaler Smart Meter, die den analogen Ferraris-Zähler ersetzen, sowie optimierter Energieeinsatz halten in Haushalten als digitalisierten Standorten (Smart Sites) Einzug. Energieoptimierung auf Basis des Paradigmas "Verbrauch folgt Erzeugung" stellt Nachfrageflexibilität industrieller Prozesse (Demand Response) als Energie-Effizienz-Faktor in den Vordergrund und lässt Services wie ihre Vermarktung als Regelenergie zur Stabilisierung der Netzfrequenz entstehen. Ein Innovation Action Plan liefert einen Ausblick, wohin die Integration neuer Technologien, die Steigerung der Kundennähe und die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle die Energiewirtschaft führen kann. Mit Eco-Home und Power-Pool werden zwei konkrete Beispiele für Energy as a Service vorgestellt.
Darwin war ein besonnener Mann; alles Aufsehen war ihm zuwider. Trotzdem hat er eine Revolution ausgelöst, deren Wirkung nicht auf die Biologie beschränkt blieb. Seine Theorie lässt sich in fünf Teiltheorien zerlegen, die sich durch die Begriffe Artenwandel, Verwandtschaft alles Lebendigen und gemeinsamer Ursprung, Artenaufspaltung und Artenvielfalt, Gradualismus, natürliche Auslese charakterisieren lassen. Dadurch wurden mehrere religiöse und weitere weltanschauliche Überzeugungen in Frage gestellt. Deshalb wird die Evolutionstheorie auch heute noch vielfach kritisiert, ja bekämpft. Die Vorwürfe lassen sich ordnen nach den Kriterien, mit denen wir erfahrungswissenschaftliche Theorien beurteilen. Haltbar ist daran nur, dass es für die Evolutionstheorie zwar beliebig viele Bestätigungen gibt, aber nur wenige Widerlegungsmöglichkeiten. Durch die neuerdings entwickelten und durchgeführten Evolutionsexperimente ist die empirische Situation allerdings deutlich besser geworden. Am (erfahrungs)wissenschaftlichen Charakter der Evolutionstheorie besteht deshalb kein Zweifel.
Grubert, J.; Heyen, J.; Metz, C.; Stange, L. C.; Jacob, A. F.
2003-05-01
A fully integrated planar sensor for 77 GHz automotive applications is presented. The frontend consists of a transceiver multichip module and an electronically steerable microstrip patch array. The antenna feed network is based on a modified Rotman-lens and connected to the array in a multilayer approach offering higher integration. Furthermore, the frontend comprises a phase lock loop to allow proper frequency-modulated continuous wave (FMCW) radar operation. The latest experimental results verify the functionality of this advanced frontend design featuring automatic cruise control, precrash sensing and cut-in detection. These promising radar measurements give reason to a detailed theoretical investigation of system performance. Employing commercially available MMIC various circuit topologies are compared based on signal-tonoise considerations. Different scenarios for both sequential and parallel lobing hint to more advanced sensor designs and better performance. These improvements strongly depend on the availability of suitable MMIC and reliable packaging technologies. Within our present approach possible future MMIC developments are already considered and, thus, can be easily adapted by the flexible frontend design. Es wird ein integrierter planarer Sensor für 77 GHz Radaranwendungen vorgestellt. Das Frontend besteht aus einem Sende- und Empfangs-Multi-Chip-Modul und einer elektronisch schwenkbaren Antenne. Das Speisenetzwerk der Antenne basiert auf einer modifizierten Rotman- Linse. Für eine kompakte Bauweise sind Antenne und Speisenetzwerk mehrlagig integriert. Weiterhin umfasst das Frontend eine Phasenregelschleife für eine präzise Steuerung des frequenzmodulierten Dauerstrichradars. Die aktuellen Messergebnisse bestätigen die Funktionalit¨at dieses neuartigen Frontend-Designs, das automatische Geschwindigkeitsregelung, Kollisionswarnung sowie Nahbereichsüberwachung ermöglicht. Die Qualität der Messergebnisse hat weiterführende theoretische Untersuchungen über die potenzielle Systemleistungsfähigkeit motiviert. Unter Berücksichtigung von kommerziell erhältlichenMMICs werden verschiedene Schaltungstopologien auf der Grundlage des Signal-Rausch-Verhältnisses verglichen. Sowohl für sequenzielle als auch für parallele Ansteuerung der Antennenkeulen wird eine deutliche Leistungssteigerung ermittelt. Diese Verbesserungen hängen maßgeblich von der Verfügbarkeit geeigneter MMICs und einer zuverlässigen Aufbau- und Verbindungstechnik ab. Das vorliegende Frontend-Konzept kann auf Grund seiner Flexibilität leicht an derlei zukünftige Entwicklungen angepasst werden.
Zusammenfassung In der Arbeit wird über die Ergebnisse einer numerischen Studie, betreffend die stationäre Konvektionsströmung und den stationären Wärmeübergang in einer rechteckigen, mit einem porösen, phasenveränderlichen Medium (PCM) verfüllten Kavität, berichtet. Den zwei vertikalen Berandungen der Kavität sind zwei, den Schmelzpunkt des PCM einschließende Temperaturen aufgeprägt, während die beiden horizontalen Berandungen adiabat gehalten werden. Das poröse Medium ist durch einen anisotropen Permeabilitätstensor charakterisiert, dessen Hauptachsen bezüglich des Gravitationsvektors beliebig orientiert sein können. Das Problem ist durch das Seitenverhältnis A, die Rayleigh-Zahl Ra, das Anisotropienverhältnis R und den Orientierungswinkel Θ des Permeabilitätstensor bestimmt. Hauptaugenmerk gilt dem Einfluß der anisotropen Permeabilität auf das Strömungsverhalten und den Wärme-übergang beim Phasenwechselprozeß flüssig/fest. Die Lösungsmethode basiert auf dem Kontrollvolumenprinzip in Verbindung mit der Landau-Transformation über welche das irreguläre Strömungsgebiet in ein rechteckiges abgebildet wird. Ergebnisse bezüglich Strömungsfeld, Temperaturverteilung, Phasengrenzenort und Wärmeübergang werden fürA=2,5Ra=40 0<=Θ<=π 0,25<=R<=4 mitgeteilt. Es zeigte sich, daß der Gleichgewichtszustand des Phasenwechselsprozesses fest/flüssig sowohl durch das Anisotropieverhältnis R als auch durch den Orientierungswinkel Θ des Permeabilitätstensors wesentlich beeinflußt werden kann. Zum einen existiert bei festgehaltenen ParameternA, Ra undR eine optimale Orientierung Θmax, bei der die Stromstärke, das Flüssigkeitsvolumen und der Wärmestrom Maximalwerte erreichen, während für Θmin=Θmax+π/2 Minimalwerte resultieren. Ist das anisotrope Medium entlang der Optimalrichtung Θmax orientiert, so ergibt sich zum anderen, daß eine Vergrößerung der in diese Richtung fallenden Permeabilitätskomponente die Stromstärke und den Wärmestrom in gleichem Maße erhöht, während eine Vergrößerung der anderen Permeabilitätskomponente nur vernachlässigbaren Einfluß hat. In den untersuchten Parameterbereichen lag die Optimalrichtung zwischen dem Gravitationsvektor und der Hauptstromrichtung.
Erstes wissenschaftliches Beobachtungsinstrument liefert eindrucksvolle Bilder Entsprechend dem straffen Zeitplan wird das ESO Very Large Teleskop Projekt (VLT-Projekt) auf dem Cerro Paranal in Nord-Chile verwirklicht: die volle Betriebsbereitschaft des ersten der vier 8,2m-Einzelteleskope wird Anfang des nächsten Jahres erreicht sein. Am 15. September 1998 wurde ein weiterer wichtiger Meilenstein erfolgreich, rechtzeitig und innerhalb des Kostenplans erreicht. Nur wenige Tage nach seiner Montage am ersten 8,2m-Einzelteleskop des VLT (UT1) konnte FORS1 ( FO cal R educer and S pectrograph) als erstes einer Gruppe leistungsfähiger und komplexer wissenschaftlicher Instrumente seine Beobachtungstätigkeit beginnen. Von Anfang an konnte es eine Reihe exzellenter astronomischer Bilder aufnehmen. Dieses bedeutende Ereignis eröffnet eine Fülle neuer Möglichkeiten für die europäische Astronomie. FORS - ein Höhepunkt an Komplexität FORS1 und das zukünftige Zwillingsinstrument (FORS2) sind das Ergebnis einer der eingehendsten und fortschrittlichsten technologischen Studien, die je für ein Instrument der bodengebundenen Astronomie durchgeführt wurden. Dieses einzigartige Instrument ist nun im Cassegrain-Fokus installiert und verschwindet beinahe, trotz seiner Dimensionen von 3 x 1.5m (Gewicht 2.3t), unterhalb des riesigen 53 m 2 großen Zerodurspiegels. Um die große Spiegelfläche und die hervorragende Bildqualität von UT1 optimal auszunützen, wurde FORS speziell so konstruiert, daß es die lichtschwächsten und entferntesten Objekte im Weltall untersuchen kann. Bald wird dieses komplexe VLT-Instrument den europäischen Astronomen erlauben, die derzeitigen Beobachtungshorizonte entscheidend zu erweitern. Die beiden FORS-Instrumente sind Vielzweck-Beobachtungsinstrumente, die in mehreren unterschiedlichen Beobachtungsarten eingesetzt werden können. Beispielsweise können Bilder mit zwei verschiedenen Abbildungsmaßstäben (Vergrößerungen) sowie Spektren mit unterschiedlicher spektraler Auflösung von einzelnen oder mehreren Objekten aufgenommen werden. Dabei erlaubt der schnelle Wechsel zwischen den unterschiedlichen Beobachtungsarten z.B. zunächst die Aufnahme und direkt anschließend die Spektroskopie weit entfernter Galaxien. Damit kann dann u.a. die stellare Zusammensetzung und die Entfernung bestimmt werden. Als eines der leistungsfähigsten astronomischen Instrumente seiner Art wird FORS1 ein wahres Arbeitspferd für die Untersuchung des fernen Universums darstellen. Der Bau von FORS Das FORS-Projekt wird unter ESO-Kontrakt von einem Konsortium dreier deutscher astronomischer Institute durchgeführt, der Landessternwarte Heidelberg und den Universitäts-Sternwarten von Göttingen and München. Bis zur Beendigung des Projekts werden die beteiligten Institute Arbeit im Umfang von ca. 180 Mann-Jahren eingebracht haben. Bei der Landessternwarte Heidelberg lag die Leitung des Projekts. Hier wurde außerdem das gesamte optische System konstruiert, die Beschaffung der Komponenten der abbildenden Optik und der Zusatzoptiken für Spektroskopie und Polarimetrie durchgeführt und die spezielle Computersoftware geschrieben, mit der die von FORS gelieferten Daten verarbeitet und ausgewertet werden. Darüber hinaus wurde in der Werkstatt der Sternwarte ein Teleskopsimulator gebaut, mit dem alle wesentlichen Funktionen von FORS in Europa getestet werden konnten, bevor das Instrument zum Paranal (Chile) transportiert wurde. An der Universitäts-Sternwarte Göttingen wurden Konstruktion, Herstellung und Zusammenbau der gesamten Mechanik von FORS durchgeführt. Der größte Teil der Präzisionsteile, insbesondere der Multispalteinheit, wurde in der feinmechanischen Werkstatt der Sternwarte hergestellt. Die Beschaffung der großen Instrumentengehäuse und Flansche, die Computeranalysen für mechanische und thermische Stabilität des empfindlichen Spektrographen und die Herstellung der speziellen Werkzeuge für Handhabung, Wartung und Justierung lag ebenso in der Verantwortung dieser Sternwarte wie die Tests der zahlreichen opto- und elektromechanischen Funktionen. Die Universitäts-Sternwarte München war verantwortlich für das Projektmanagement, Integration und Test des gesamten Instruments im Labor, für Planung und Einbau aller Elektronik und Elektromechanik, sowie für Entwicklung und Test der gesamten Software, die FORS in allen Teilen vollständig per Computer steuert (z.B. Filter- und Grismräder, Verschlüsse, Spalteinheit für die Vielspaltspektroskopie, Masken, alle optischen Komponenten, Elektromotoren, Encoder usw.). Zusätzlich wurde Computersoftware geschrieben, mit der die komplexen astronomischen Beobachtungen mit FORS vorbereitet werden und das Verhalten des Instruments durch eine ständige Kontrolle der gesammelten wissenschaftlichen Daten überwacht wird. Als Gegenleistung für den Bau von FORS erhalten die Astronomen der drei beteiligten Institute des FORS-Konsortiums eine gewisse Anzahl von Nächten an "garantierter Beobachtungszeit" am VLT. In dieser Beobachtungszeit werden verschiedene Forschungsprojekte durchgeführt, deren Themen unter anderem von kleinen Körpern im äußeren Sonnensystem über Untersuchungen von Sternen im Endstadium und den von ihnen abgestoßenen Gaswolken bis zur Erforschung ferner Galaxien und Quasare reichen, die Aufschluß über die frühen Zeiten unseres Universums geben. Erste Tests von FORS1 am VLT-UT1: ein großartiger Erfolg Nach sorgfältiger Vorbereitung hat das FORS-Konsortium nun mit der Inbetriebnahme ("Commissioning") des Instruments begonnen. Dazu gehören ein eingehender Nachweis der spezifizierten Leistungsfähigkeit am Teleskop, die Überprüfung der korrekten Funktionsweise unter Softwaresteuerung vom Kontrollraum auf Paranal, und am Ende dieses Prozesses eine Demonstration, daß das Instrument seinen angestrebten wissenschaftlichen Zweck erfüllt. Während der Durchführung dieser Tests gelangen dem Commissioning-Team auf Paranal eine Reihe von Aufnahmen verschiedener astronomischer Objekte, von denen einige hier wiedergegeben sind. Sie wurden alle mit FORS in der Standardauflösung gewonnen (Bildfeldgröße 6.8 x 6.8 Bogenminuten, Pixelgröße 0.20 Bogensekunden) und zeigen einige der eindrucksvollen Möglichkeiten, die das neue Instrument bietet. Spiralgalaxie NGC 1288 ESO PR Photo 37a/98 ESO PR Photo 37a/98 [Preview - JPEG: 800 x 908 pix - 224k] [High-Res - JPEG: 3000 x 3406 pix - 1.5Mb] Farbaufnahme der Spiralgalaxie NGC 1288, aufgenommen in der ersten Beobachtungsnacht von FORS ("Nacht des ersten Lichts"). Das erste Photo zeigt eine Dreifarbenaufnahme der schönen Spiralgalaxie NGC 1288 im südlichen Sternbild Fornax. PR Photo 37a/98 umfaßt das gesamte Feld, das mit der 2048 x 2048 Pixel großen CCD-Kamera abgebildet wurde. Es wurde aus drei CCD-Aufnahmen zusammengesetzt, die bei gutem Seeing in verschiedenen Farben in der "Nacht des ersten Lichts" (15. September 1998) aufgenommen wurden. Diese Galaxie mit einem Durchmesser von rund 200000 Lichtjahren ist etwa 300 Millionen Lichtjahre entfernt, ihre Fluchtgeschwindigkeit beträgt 4500 km/sec. Technische Informationen : Photo 37a/98 ist ein Komposit von drei Aufnahmen in den drei Filtern B (420nm, 6 Minuten belichtet), V (530nm, 3 Minuten) und I (800nm, 3 Minuten) während einer Periode mit 0.7 Bogensekunden Seeing. Das gezeigte Feld ist 6.8 x 6.8 Bogenminuten groß. Norden ist links, Osten unten. Entfernter Galaxienhaufen ESO PR Photo 37b/98 ESO PR Photo 37b/98 [Preview - JPEG: 657 x 800 pix - 248k] [High-Res - JPEG: 2465 x 3000 pix - 1.9Mb] Ein ungewöhnlicher Galaxienhaufen in der Umgebung des Quasars PB5763 . ESO PR Photo 37c/98 ESO PR Photo 37c/98 [Preview - JPEG: 670 x 800 pix - 272k] [High-Res - JPEG: 2512 x 3000 pix - 1.9Mb] Vergrößerung von PR Photo 37b/98; sie zeigt mehr Einzelheiten des ungewöhnlichen Galaxienhaufens. Die nächsten Photos wurden von einer 5-minütigen Aufnahme im Nahen Infrarot reproduziert, die ebenfalls in der "Nacht des ersten Lichts" von FORS1 (15. September 1998) gewonnen wurde. PR Photo 37b/98 zeigt einen Himmelsausschnitt in der Nähe des Quasars PB5763, in dem auch ein ungewöhnlicher, sehr weit entfernter Haufen von Galaxien zu sehen ist. Er besteht aus einer großen Zahl lichtschwacher Galaxien, die bisher noch nicht eingehend untersucht wurden. Dieser Haufen ist ein gutes Beispiel für die Art von Objekten, auf die viel Beobachtungszeit mit FORS verwendet werden wird, sobald der reguläre Beobachtungsbetrieb begonnen hat. Eine Vergrößerung des gleichen Feldes ist in PR Photo 37c/98 wiedergegeben. Sie zeigt die einzelnen Mitglieder dieses Galaxienhaufens im Detail. Man beachte besonders die interessante spindelförmige Galaxie, die anscheinend einen äquatorialen Ring aufweist. Neben einer schönen Spiralgalaxie sind auch noch viele weitere lichtschwache Galaxien zu erkennen. Sie sind entweder Zwerggalaxien und Mitglieder des Haufens oder befinden sich sehr viel weiter entfernt im Hintergrund des Haufens. Technische Informationen : PR Photos 37b/98 (als Negativ reproduziert) und 37c/98 (Positiv) stammen von einer Aufnahme, die bei 0.8 Bogensekunden Seeing durch ein I-Filter (nahes Infrarot, 800nm) gewonnen wurde. Die Belichtungszeit betrug 5 Minuten, und es wurde eine Flatfield-Korrektur durchgeführt. Das gezeigte Feld ist 6.8 x 6.8 Bogenminuten bzw. 2.5 x 2.3 Bogenminuten groß. Norden ist links oben, Osten links unten. Spiralgalaxie NGC 1232 ESO PR Photo 37d/98 ESO PR Photo 37d/98 [Preview - JPEG: 800 x 912 pix - 760k] [High-Res - JPEG: 3000 x 3420 pix - 5.7Mb] Ein Farbbild der Spiralgalaxie NGC 1232, aufgenommen am 21. September 1998. ESO PR Photo 37e/98 ESO PR Photo 37e/98 [Preview - JPEG: 800 x 961 pix - 480k] [High-Res - JPEG: 3000 x 3602 pix - 3.5Mb] Vergrößerung des Zentrums von PR Photo 37d/98. Dieses spektakuläre Bild der großen Spiralgalaxie NGC 1232 (Photo 37d/98) wurde am 21. September 1998 unter guten Beobachtungsbedingungen erhalten. Es wurde aus drei Einzelaufnahmen im ultravioletten, blauen und roten Licht zusammengesetzt. Die Farben der verschiedenen Regionen sind deutlich sichtbar: Das Zentralgebiet enthält ältere, rötlich leuchtende Sterne (Photo 37e/98), während die Spiralarme von jungen, bläulichen Sternen und roten Sternentstehungsgebieten bevölkert sind. Man beachte die gestörte Begleitgalaxie am linken Rand (Photo 37d/98), die wie der griechische Buchstabe "Theta" aussieht. NGC 1232 liegt 20 Grad südlich des Himmelsäquators im Sternbild Eridanus. Obwohl die Entfernung dieser Galaxie ungefähr 100 Millionen Lichtjahre beträgt, kann man auf Grund der exzellenten Bildqualität einen unglaublichen Reichtum an Details erkennen. Bei dieser Entfernung entspricht die Kantenlänge des Bildfeldes etwa 200000 Lichtjahren oder etwa der doppelten Größe unserer Milchstraße. Technische Informationen : Photos 37d/98 und 37e/98 sind ein Komposit von drei Aufnahmen in den drei Filtern U (360nm, 10 Minuten belichtet), B (420nm, 6 Minuten) und R (600nm, 2 Minuten 30 Sekunden) während einer Periode mit 0.7 Bogensekunden Seeing. Das gezeigte Feld ist 6.8 x 6.8 Bogenminuten bzw. 1.6 x 1.8 Bogenminuten groß. Norden ist oben, Osten links. Note: [1] Diese Pressemitteilung wird gemeinsam (auf Englisch und Deutsch) von der Europäischen Südsternwarte, der Landessternwarte Heidelberg und den Universitäts-Sternwarten Göttingen und München herausgegeben. An English Version of this Press Release is also available. Zugang zu ESO Presseinformationen ESO Presseinformationen werden im World Wide Web zur Verfügung gestellt (URL: http://www.eso.org/outreach/press-rel/). ESO Pressephotos dürfen veröffentlicht werden, wenn die Europäische Südsternwarte als Urheber genannt wird.
In this work we consider statistical learning problems. A learning machine aims to extract information from a set of training examples such that it is able to predict the associated label on unseen examples. We consider the case where the resulting classification or regression rule is a combination of simple rules - also called base hypotheses. The so-called boosting algorithms iteratively find a weighted linear combination of base hypotheses that predict well on unseen data. We address the following issues: o The statistical learning theory framework for analyzing boosting methods. We study learning theoretic guarantees on the prediction performance on unseen examples. Recently, large margin classification techniques emerged as a practical result of the theory of generalization, in particular Boosting and Support Vector Machines. A large margin implies a good generalization performance. Hence, we analyze how large the margins in boosting are and find an improved algorithm that is able to generate the maximum margin solution. o How can boosting methods be related to mathematical optimization techniques? To analyze the properties of the resulting classification or regression rule, it is of high importance to understand whether and under which conditions boosting converges. We show that boosting can be used to solve large scale constrained optimization problems, whose solutions are well characterizable. To show this, we relate boosting methods to methods known from mathematical optimization, and derive convergence guarantees for a quite general family of boosting algorithms. o How to make Boosting noise robust? One of the problems of current boosting techniques is that they are sensitive to noise in the training sample. In order to make boosting robust, we transfer the soft margin idea from support vector learning to boosting. We develop theoretically motivated regularized algorithms that exhibit a high noise robustness. o How to adapt boosting to regression problems? Boosting methods are originally designed for classification problems. To extend the boosting idea to regression problems, we use the previous convergence results and relations to semi-infinite programming to design boosting-like algorithms for regression problems. We show that these leveraging algorithms have desirable theoretical and practical properties. o Can boosting techniques be useful in practice? The presented theoretical results are guided by simulation results either to illustrate properties of the proposed algorithms or to show that they work well in practice. We report on successful applications in a non-intrusive power monitoring system, chaotic time series analysis and a drug discovery process. --- Anmerkung: Der Autor ist Träger des von der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Potsdam vergebenen Michelson-Preises für die beste Promotion des Jahres 2001/2002. In dieser Arbeit werden statistische Lernprobleme betrachtet. Lernmaschinen extrahieren Informationen aus einer gegebenen Menge von Trainingsmustern, so daß sie in der Lage sind, Eigenschaften von bisher ungesehenen Mustern - z.B. eine Klassenzugehörigkeit - vorherzusagen. Wir betrachten den Fall, bei dem die resultierende Klassifikations- oder Regressionsregel aus einfachen Regeln - den Basishypothesen - zusammengesetzt ist. Die sogenannten Boosting Algorithmen erzeugen iterativ eine gewichtete Summe von Basishypothesen, die gut auf ungesehenen Mustern vorhersagen. Die Arbeit behandelt folgende Sachverhalte: o Die zur Analyse von Boosting-Methoden geeignete Statistische Lerntheorie. Wir studieren lerntheoretische Garantien zur Abschätzung der Vorhersagequalität auf ungesehenen Mustern. Kürzlich haben sich sogenannte Klassifikationstechniken mit großem Margin als ein praktisches Ergebnis dieser Theorie herausgestellt - insbesondere Boosting und Support-Vektor-Maschinen. Ein großer Margin impliziert eine hohe Vorhersagequalität der Entscheidungsregel. Deshalb wird analysiert, wie groß der Margin bei Boosting ist und ein verbesserter Algorithmus vorgeschlagen, der effizient Regeln mit maximalem Margin erzeugt. o Was ist der Zusammenhang von Boosting und Techniken der konvexen Optimierung? Um die Eigenschaften der entstehenden Klassifikations- oder Regressionsregeln zu analysieren, ist es sehr wichtig zu verstehen, ob und unter welchen Bedingungen iterative Algorithmen wie Boosting konvergieren. Wir zeigen, daß solche Algorithmen benutzt werden koennen, um sehr große Optimierungsprobleme mit Nebenbedingungen zu lösen, deren Lösung sich gut charakterisieren laesst. Dazu werden Verbindungen zum Wissenschaftsgebiet der konvexen Optimierung aufgezeigt und ausgenutzt, um Konvergenzgarantien für eine große Familie von Boosting-ähnlichen Algorithmen zu geben. o Kann man Boosting robust gegenüber Meßfehlern und Ausreissern in den Daten machen? Ein Problem bisheriger Boosting-Methoden ist die relativ hohe Sensitivität gegenüber Messungenauigkeiten und Meßfehlern in der Trainingsdatenmenge. Um dieses Problem zu beheben, wird die sogenannte 'Soft-Margin' Idee, die beim Support-Vector Lernen schon benutzt wird, auf Boosting übertragen. Das führt zu theoretisch gut motivierten, regularisierten Algorithmen, die ein hohes Maß an Robustheit aufweisen. o Wie kann man die Anwendbarkeit von Boosting auf Regressionsprobleme erweitern? Boosting-Methoden wurden ursprünglich für Klassifikationsprobleme entwickelt. Um die Anwendbarkeit auf Regressionsprobleme zu erweitern, werden die vorherigen Konvergenzresultate benutzt und neue Boosting-ähnliche Algorithmen zur Regression entwickelt. Wir zeigen, daß diese Algorithmen gute theoretische und praktische Eigenschaften haben. o Ist Boosting praktisch anwendbar? Die dargestellten theoretischen Ergebnisse werden begleitet von Simulationsergebnissen, entweder, um bestimmte Eigenschaften von Algorithmen zu illustrieren, oder um zu zeigen, daß sie in der Praxis tatsächlich gut funktionieren und direkt einsetzbar sind. Die praktische Relevanz der entwickelten Methoden wird in der Analyse chaotischer Zeitreihen und durch industrielle Anwendungen wie ein Stromverbrauch-Überwachungssystem und bei der Entwicklung neuer Medikamente illustriert.
ABRIXAS (A BRoad band Imaging X-ray All-sky Survey) ist ein Röntgensatellit mit sieben 27-fach genesteten Wolterteleskopen, die sich in ihren Brennpunkten eine pn-CCD Kamera teilen. ABRIXAS soll im Frühjahr 1999 auf einer russischen Cosmos-Rakete gestartet werden und die erste abbildende Himmelsdurchmusterung oberhalb von 2.4 keV durchführen. Man erwartet während der dreijährigen Mission wenigstens 10.000 neue Röntgenquellen zu entdecken. Dies sind vor allem solche Quellen, die durch vorgelagerte Staub- und Gasschichten für den ABRIXAS-Vorgänger ROSAT unsichtbar blieben. Darüber hinaus wird ABRIXAS hervorragend geeignet sein, ausgedehnte, diffuse Quellen spektroskopisch zu studieren und Intensitätsvariationen von Röntgenquellen auf sehr unterschiedlichen Zeitskalen zu untersuchen. Das Projekt ist eine wissenschaftliche Zusammenarbeit zwischen dem Astrophysikalischen Institut Potsdam (AIP), dem Institut für Astronomie und Astrophysik der Universität Tübingen (IAAT) und dem Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE).
Es wird eine Untersuchung vorgestellt, in der Wissen und Überzeugungen von Lehramtsstudierenden aller Fächer zum Thema Evolution an zwei Universitäten in Deutschland und der Türkei erhoben worden sind. Die Befragung wurde in Dortmund und in Ankara durchgeführt. Es stellte sich heraus, dass ausgeprägte Defizite im Verständnis der Evolutionsmechanismen herrschen. Viele Studierende, insbesondere aus der Türkei, sind nicht von der Faktizität der Evolution überzeugt. Dies gilt sowohl für Studierende mit Fach Biologie als auch für Studierende mit anderen Fächern. Näher untersucht worden sind die Faktoren, die die Überzeugungen zur Evolution beeinflussen können, was ja in Anbetracht der hohen Ablehnungsrate der Evolution von besonderem Interesse ist. Das Vertrauen in die Wissenschaft spielt hierbei eine besondere Rolle: Wer der Wissenschaft vertraut, ist auch eher von der Evolution überzeugt, als diejenigen, die skeptisch gegenüber der Wissenschaft sind.
Die stark zunehmenden gesetzlichen und wirtschaftlichen Vorgaben zur Senkung von Kraftstoffverbrauch und Abgasemissionen stellen große Anforderungen an die weitere Entwicklung von Benzin- und Dieselmotoren. Hierbei sind grundlegende Fortschritte durch Konstruktion und auslegungsbedingte Maßnahmen im Bereich der Einspritzung, Gemischaufbereitung, Aufladung, Brennverfahren und Abgasnachbehandlung zu erreichen. Ein wesentlicher Teil dieser Verbesserungen wird jedoch durch eine Zunahme von Variabilitäten erreicht wie z.B. verstellbaren Vor-, Haupt- und Nacheinspritzungen, variablem Raildruck, variablen Nockenwellensteuerwinkeln, Ventilhüben, Drall-/Tumbleklappen sowie verstellbaren Abgasturbinen, Abgasrückführströmen und Abgasnachbehandlungssystemen. Dadurch steigt die Zahl der Stellglieder (Aktoren) stark an. Hinzu kommen zusätzliche Sensoren wie z.B. für Luftzahl, NOx, Brennraumdruck, Abgastemperatur und Abgasdruck. Deshalb nimmt der Umfang der Steuerungs-, Regelungs- und Diagnosefunktionen in der Motorelektronik (ECU) stark zu. Bild 7-1 zeigt als Beispiel den Signalfluss für die gesteuerten und geregelten Größen eines Dieselmotors in einer beispielhaften Prüfstandsumgebung.
In den vergangenen zwei Jahrzehnten wandelte sich das Internet von einer Spielwiese für technikbegeisterte Computerspezialisten zu einem vielseitig einsetzbaren weltweiten Netzwerk für Privatpersonen und Unternehmen. Maßgeblichen Anteil daran besaß die rasante Entwicklung des World Wide Web (WWW), das, durch die Möglichkeit multimediale Inhalte zu vermitteln, für einen großen Teil der Bevölkerung industrialisierter Länder zu einem wesentlichen Bestandteil des täglichen Lebens wurde. Dass diese Entwicklung noch lange nicht abgeschlossen ist, zeigt die derzeitige Diskussion zum Thema Web 2.0 bzw. 3.0. Waren es in den letzten Jahren die hohen Umsatzzuwächse im E-Commerce und multimedial gestaltete Webseiten in Kombination mit aufwändigen Applikationen, die für ständig steigende Nutzerzahlen im World Wide Web sorgten, so wird dieser Innovationsschub nunmehr durch eine Vielzahl von Anwendungen fortgesetzt, die sich durch die zunehmende Vernetzung der Nutzer untereinander auszeichnen.
Semi-arid areas are, due to their climatic setting, characterized by small water resources. An increasing water demand as a consequence of population growth and economic development as well as a decreasing water availability in the course of possible climate change may aggravate water scarcity in future, which often exists already for present-day conditions in these areas. Understanding the mechanisms and feedbacks of complex natural and human systems, together with the quantitative assessment of future changes in volume, timing and quality of water resources are a prerequisite for the development of sustainable measures of water management to enhance the adaptive capacity of these regions. For this task, dynamic integrated models, containing a hydrological model as one component, are indispensable tools. The main objective of this study is to develop a hydrological model for the quantification of water availability in view of environmental change over a large geographic domain of semi-arid environments. The study area is the Federal State of Ceará (150 000 km2) in the semi-arid north-east of Brazil. Mean annual precipitation in this area is 850 mm, falling in a rainy season with duration of about five months. Being mainly characterized by crystalline bedrock and shallow soils, surface water provides the largest part of the water supply. The area has recurrently been affected by droughts which caused serious economic losses and social impacts like migration from the rural regions. The hydrological model Wasa (Model of Water Availability in Semi-Arid Environments) developed in this study is a deterministic, spatially distributed model being composed of conceptual, process-based approaches. Water availability (river discharge, storage volumes in reservoirs, soil moisture) is determined with daily resolution. Sub-basins, grid cells or administrative units (municipalities) can be chosen as spatial target units. The administrative units enable the coupling of Wasa in the framework of an integrated model which contains modules that do not work on the basis of natural spatial units. The target units mentioned above are disaggregated in Wasa into smaller modelling units within a new multi-scale, hierarchical approach. The landscape units defined in this scheme capture in particular the effect of structured variability of terrain, soil and vegetation characteristics along toposequences on soil moisture and runoff generation. Lateral hydrological processes at the hillslope scale, as reinfiltration of surface runoff, being of particular importance in semi-arid environments, can thus be represented also within the large-scale model in a simplified form. Depending on the resolution of available data, small-scale variability is not represented explicitly with geographic reference in Wasa, but by the distribution of sub-scale units and by statistical transition frequencies for lateral fluxes between these units. Further model components of Wasa which respect specific features of semi-arid hydrology are: (1) A two-layer model for evapotranspiration comprises energy transfer at the soil surface (including soil evaporation), which is of importance in view of the mainly sparse vegetation cover. Additionally, vegetation parameters are differentiated in space and time in dependence on the occurrence of the rainy season. (2) The infiltration module represents in particular infiltration-excess surface runoff as the dominant runoff component. (3) For the aggregate description of the water balance of reservoirs that cannot be represented explicitly in the model, a storage approach respecting different reservoirs size classes and their interaction via the river network is applied. (4) A model for the quantification of water withdrawal by water use in different sectors is coupled to Wasa. (5) A cascade model for the temporal disaggregation of precipitation time series, adapted to the specific characteristics of tropical convective rainfall, is applied for the generating rainfall time series of higher temporal resolution. All model parameters of Wasa can be derived from physiographic information of the study area. Thus, model calibration is primarily not required. Model applications of Wasa for historical time series generally results in a good model performance when comparing the simulation results of river discharge and reservoir storage volumes with observed data for river basins of various sizes. The mean water balance as well as the high interannual and intra-annual variability is reasonably represented by the model. Limitations of the modelling concept are most markedly seen for sub-basins with a runoff component from deep groundwater bodies of which the dynamics cannot be satisfactorily represented without calibration. Further results of model applications are: (1) Lateral processes of redistribution of runoff and soil moisture at the hillslope scale, in particular reinfiltration of surface runoff, lead to markedly smaller discharge volumes at the basin scale than the simple sum of runoff of the individual sub-areas. Thus, these processes are to be captured also in large-scale models. The different relevance of these processes for different conditions is demonstrated by a larger percentage decrease of discharge volumes in dry as compared to wet years. (2) Precipitation characteristics have a major impact on the hydrological response of semi-arid environments. In particular, underestimated rainfall intensities in the rainfall input due to the rough temporal resolution of the model and due to interpolation effects and, consequently, underestimated runoff volumes have to be compensated in the model. A scaling factor in the infiltration module or the use of disaggregated hourly rainfall data show good results in this respect. The simulation results of Wasa are characterized by large uncertainties. These are, on the one hand, due to uncertainties of the model structure to adequately represent the relevant hydrological processes. On the other hand, they are due to uncertainties of input data and parameters particularly in view of the low data availability. Of major importance is: (1) The uncertainty of rainfall data with regard to their spatial and temporal pattern has, due to the strong non-linear hydrological response, a large impact on the simulation results. (2) The uncertainty of soil parameters is in general of larger importance on model uncertainty than uncertainty of vegetation or topographic parameters. (3) The effect of uncertainty of individual model components or parameters is usually different for years with rainfall volumes being above or below the average, because individual hydrological processes are of different relevance in both cases. Thus, the uncertainty of individual model components or parameters is of different importance for the uncertainty of scenario simulations with increasing or decreasing precipitation trends. (4) The most important factor of uncertainty for scenarios of water availability in the study area is the uncertainty in the results of global climate models on which the regional climate scenarios are based. Both a marked increase or a decrease in precipitation can be assumed for the given data. Results of model simulations for climate scenarios until the year 2050 show that a possible future change in precipitation volumes causes a larger percentage change in runoff volumes by a factor of two to three. In the case of a decreasing precipitation trend, the efficiency of new reservoirs for securing water availability tends to decrease in the study area because of the interaction of the large number of reservoirs in retaining the overall decreasing runoff volumes. Semiaride Gebiete sind auf Grund der klimatischen Bedingungen durch geringe Wasserressourcen gekennzeichnet. Ein zukünftig steigender Wasserbedarf in Folge von Bevölkerungswachstum und ökonomischer Entwicklung sowie eine geringere Wasserverfügbarkeit durch mögliche Klimaänderungen können dort zu einer Verschärfung der vielfach schon heute auftretenden Wasserknappheit führen. Das Verständnis der Mechanismen und Wechselwirkungen des komplexen Systems von Mensch und Umwelt sowie die quantitative Bestimmung zukünftiger Veränderungen in der Menge, der zeitlichen Verteilung und der Qualität von Wasserressourcen sind eine grundlegende Voraussetzung für die Entwicklung von nachhaltigen Maßnahmen des Wassermanagements mit dem Ziel einer höheren Anpassungsfähigkeit dieser Regionen gegenüber künftigen Änderungen. Hierzu sind dynamische integrierte Modelle unerlässlich, die als eine Komponente ein hydrologisches Modell beinhalten. Vorrangiges Ziel dieser Arbeit ist daher die Erstellung eines hydrologischen Modells zur großräumigen Bestimmung der Wasserverfügbarkeit unter sich ändernden Umweltbedingungen in semiariden Gebieten. Als Untersuchungsraum dient der im semiariden tropischen Nordosten Brasiliens gelegene Bundestaat Ceará (150 000 km2). Die mittleren Jahresniederschläge in diesem Gebiet liegen bei 850 mm innerhalb einer etwa fünfmonatigen Regenzeit. Mit vorwiegend kristallinem Grundgebirge und geringmächtigen Böden stellt Oberflächenwasser den größten Teil der Wasserversorgung bereit. Die Region war wiederholt von Dürren betroffen, die zu schweren ökonomischen Schäden und sozialen Folgen wie Migration aus den ländlichen Gebieten geführt haben. Das hier entwickelte hydrologische Modell Wasa (Model of Water Availability in Semi-Arid Environments) ist ein deterministisches, flächendifferenziertes Modell, das aus konzeptionellen, prozess-basierten Ansätzen aufgebaut ist. Die Wasserverfügbarkeit (Abfluss im Gewässernetz, Speicherung in Stauseen, Bodenfeuchte) wird mit täglicher Auflösung bestimmt. Als räumliche Zieleinheiten können Teileinzugsgebiete, Rasterzellen oder administrative Einheiten (Gemeinden) gewählt werden. Letztere ermöglichen die Kopplung des Modells im Rahmen der integrierten Modellierung mit Modulen, die nicht auf der Basis natürlicher Raumeinheiten arbeiten. Im Rahmen eines neuen skalenübergreifenden, hierarchischen Ansatzes werden in Wasa die genannten Zieleinheiten in kleinere räumliche Modellierungseinheiten unterteilt. Die ausgewiesenen Landschaftseinheiten erfassen insbesondere die strukturierte Variabilität von Gelände-, Boden- und Vegetationseigenschaften entlang von Toposequenzen in ihrem Einfluss auf Bodenfeuchte und Abflussbildung. Laterale hydrologische Prozesse auf kleiner Skala, wie die für semiaride Bedingungen bedeutsame Wiederversickerung von Oberflächenabfluss, können somit auch in der erforderlichen großskaligen Modellanwendung vereinfacht wiedergegeben werden. In Abhängigkeit von der Auflösung der verfügbaren Daten wird in Wasa die kleinskalige Variabilität nicht räumlich explizit sondern über die Verteilung von Flächenanteilen subskaliger Einheiten und über statistische Übergangshäufigkeiten für laterale Flüsse zwischen den Einheiten berücksichtigt. Weitere Modellkomponenten von Wasa, die spezifische Bedingungen semiarider Gebiete berücksichtigen, sind: (1) Ein Zwei-Schichten-Modell zur Bestimmung der Evapotranspiration berücksichtigt auch den Energieumsatz an der Bodenoberfläche (inklusive Bodenverdunstung), der in Anbetracht der meist lichten Vegetationsbedeckung von Bedeutung ist. Die Vegetationsparameter werden zudem flächen- und zeitdifferenziert in Abhängigkeit vom Auftreten der Regenzeit modifiziert. (2) Das Infiltrationsmodul bildet insbesondere Oberflächenabfluss durch Infiltrationsüberschuss als dominierender Abflusskomponente ab. (3) Zur aggregierten Beschreibung der Wasserbilanz von im Modell nicht einzeln erfassbaren Stauseen wird ein Speichermodell unter Berücksichtigung verschiedener Größenklassen und ihrer Interaktion über das Gewässernetz eingesetzt. (4) Ein Modell zur Bestimmung der Entnahme durch Wassernutzung in verschiedenen Sektoren ist an Wasa gekoppelt. (5) Ein Kaskadenmodell zur zeitlichen Disaggregierung von Niederschlagszeitreihen, das in dieser Arbeit speziell für tropische konvektive Niederschlagseigenschaften angepasst wird, wird zur Erzeugung höher aufgelöster Niederschlagsdaten verwendet. Alle Modellparameter von Wasa können von physiographischen Gebietsinformationen abgeleitet werden, sodass eine Modellkalibrierung primär nicht erforderlich ist. Die Modellanwendung von Wasa für historische Zeitreihen ergibt im Allgemeinen eine gute Übereinstimmung der Simulationsergebnisse für Abfluss und Stauseespeichervolumen mit Beobachtungsdaten in unterschiedlich großen Einzugsgebieten. Die mittlere Wasserbilanz sowie die hohe monatliche und jährliche Variabilität wird vom Modell angemessen wiedergegeben. Die Grenzen der Anwendbarkeit des Modell-konzepts zeigen sich am deutlichsten in Teilgebieten mit Abflusskomponenten aus tieferen Grundwasserleitern, deren Dynamik ohne Kalibrierung nicht zufriedenstellend abgebildet werden kann. Die Modellanwendungen zeigen weiterhin: (1) Laterale Prozesse der Umverteilung von Bodenfeuchte und Abfluss auf der Hangskala, vor allem die Wiederversickerung von Oberflächenabfluss, führen auf der Skala von Einzugsgebieten zu deutlich kleineren Abflussvolumen als die einfache Summe der Abflüsse der Teilflächen. Diese Prozesse sollten daher auch in großskaligen Modellen abgebildet werden. Die unterschiedliche Ausprägung dieser Prozesse für unterschiedliche Bedingungen zeigt sich an Hand einer prozentual größeren Verringerung der Abflussvolumen in trockenen im Vergleich zu feuchten Jahren. (2) Die Niederschlagseigenschaften haben einen sehr großen Einfluss auf die hydrologische Reaktion in semiariden Gebieten. Insbesondere die durch die grobe zeitliche Auflösung des Modells und durch Interpolationseffekte unterschätzten Niederschlagsintensitäten in den Eingangsdaten und die daraus folgende Unterschätzung von Abflussvolumen müssen im Modell kompensiert werden. Ein Skalierungsfaktor in der Infiltrationsroutine oder die Verwendung disaggregierter stündlicher Niederschlagsdaten zeigen hier gute Ergebnisse. Die Simulationsergebnisse mit Wasa sind insgesamt durch große Unsicherheiten gekennzeichnet. Diese sind einerseits in Unsicherheiten der Modellstruktur zur adäquaten Beschreibung der relevanten hydrologischen Prozesse begründet, andererseits in Daten- und Parametersunsicherheiten in Anbetracht der geringen Datenverfügbarkeit. Von besonderer Bedeutung ist: (1) Die Unsicherheit der Niederschlagsdaten in ihrem räumlichen Muster und ihrer zeitlichen Struktur hat wegen der stark nicht-linearen hydrologischen Reaktion einen großen Einfluss auf die Simulationsergebnisse. (2) Die Unsicherheit von Bodenparametern hat im Vergleich zu Vegetationsparametern und topographischen Parametern im Allgemeinen einen größeren Einfluss auf die Modellunsicherheit. (3) Der Effekt der Unsicherheit einzelner Modellkomponenten und -parameter ist für Jahre mit unter- oder überdurchschnittlichen Niederschlagsvolumen zumeist unterschiedlich, da einzelne hydrologische Prozesse dann jeweils unterschiedlich relevant sind. Die Unsicherheit einzelner Modellkomponenten- und parameter hat somit eine unterschiedliche Bedeutung für die Unsicherheit von Szenarienrechnungen mit steigenden oder fallenden Niederschlagstrends. (4) Der bedeutendste Unsicherheitsfaktor für Szenarien der Wasserverfügbarkeit für die Untersuchungsregion ist die Unsicherheit der den regionalen Klimaszenarien zu Grunde liegenden Ergebnisse globaler Klimamodelle. Eine deutliche Zunahme oder Abnahme der Niederschläge bis 2050 kann gemäß den hier vorliegenden Daten für das Untersuchungsgebiet gleichermaßen angenommen werden. Modellsimulationen für Klimaszenarien bis zum Jahr 2050 ergeben, dass eine mögliche zukünftige Veränderung der Niederschlagsmengen zu einer prozentual zwei- bis dreifach größeren Veränderung der Abflussvolumen führt. Im Falle eines Trends von abnehmenden Niederschlagsmengen besteht in der Untersuchungsregion die Tendenz, dass auf Grund der gegenseitigen Beeinflussung der großen Zahl von Stauseen beim Rückhalt der tendenziell abnehmenden Abflussvolumen die Effizienz von neugebauten Stauseen zur Sicherung der Wasserverfügbarkeit zunehmend geringer wird. --- Anmerkung: Der Autor ist Träger des von der Universitätsgesellschaft Potsdam e.V. vergebenen Wissenschaftspreises zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses für die beste Dissertation des Jahres 2002/2003 an der Universität Potsdam.
Die Landschaften Mitteleuropas sind das Resultat einer langwierigen Geschichte menschlicher Landnutzung mit ihren unterschiedlichen, z.T. konkurrierenden Nutzungsansprüchen. Durch eine überwiegend intensive Beanspruchung haben die direkten und indirekten Auswirkungen der Landnutzung in vielen Fällen zu Umweltproblemen geführt. Die Disziplin der Landschaftsökologie hat es sich zur Aufgabe gemacht, Konzepte für eine nachhaltige Nutzung der Landschaft zu entwickeln. Eine wichtige Fragestellung stellt dabei die Abschätzung der möglichen Folgen von Landnutzungsänderungen dar. Für die Analyse der relevanten Prozesse in der Landschaft werden häufig mathematische Modelle eingesetzt, welche es erlauben die Landschaft unter aktuellen Verhältnissen oder hinsichtlich veränderter Rahmenbedingungen zu untersuchen. Die hypothetische Änderung der Landnutzung, die als Landnutzungsszenario bezeichnet wird, verkörpert eine wesentliche Modifikation der Rahmenbedingungen, weil Landnutzung mageblich Einfluss auf die natürlichen Prozesse der Landschaft nimmt. Während die Antriebskräfte einer solchen Änderung überwiegend von sozio-ökonomischen und politischen Entscheidungen gesteuert werden, orientiert sich die exakte Verortung der Landnutzungsänderungen an den naturräumlichen Bedingungen und folgt z.T. erkennbaren Regeln. Anhand dieser Vorgaben ist es möglich, räumlich explizite Landnutzungsszenarien zu entwickeln, die als Eingangsdaten für die Modellierung verschiedener landschaftsökologischer Fragestellungen wie z.B. für die Untersuchung des Einflusses der Landnutzung auf den Wasserhaushalt, die Erosionsgefahr oder die Habitatqualität dienen können. Im Rahmen dieser Dissertation wurde das rasterbasierte deterministische Allokationsmodell luck (Land Use Change Scenario Kit) für die explizite Verortung der Landnutzungsänderungen entwickelt. Es basiert auf den in der Landschaftsökologie üblichen räumlichen Daten wie Landnutzung, Boden sowie Topographie und richtet sich bei der Szenarienableitung nach den Leitbildern der Landschaftsplanung. Das Modell fut auf der Hypothese, dass das Landnutzungsmuster als Funktion seiner landschaftsökologischen Faktoren beschrieben werden kann. Das Veränderungspotenzial einer Landnutzungseinheit resultiert im Modell aus einer Kombination der Bewertung der relativen Eignung des Standortes für die jeweilige Landnutzung und der Berücksichtigung von Standorteigenschaften der umliegenden Nachbarn. Die Durchführung der Landnutzungsänderung im Modell ist iterativ angelegt, um den graduellen Prozess des Landschaftswandels nachvollziehen zu können. Als Fallbeispiel für die Anwendung solcher räumlich expliziten Landnutzungsszenarien dient die Fragestellung, inwieweit Landnutzungsänderungen die Hochwasserentstehung beeinflussen. Um den Einfluss auf die Hochwasserentstehung für jede der Landnutzungskategorien – bebaute, landwirtschaftlich genutzte und naturnahe Flächen – abschätzen zu können, wird im Landnutzungsmodell luck exemplarisch für jede Kategorie ein Teilmodell für die Veränderung von Landnutzung angeboten: 1) Ausdehnung der Siedlungsfläche: Dieses Teilmodell fut auf der Annahme, dass sich Siedlungen nur in direkter Nachbarschaft bereits bestehender Bebauung und bevorzugt entlang von Entwicklungsachsen ausbreiten. Steile Hangneigungen stellen für potenzielle Standorte ein Hemmnis bei der Ausbreitung dar. 2) Stilllegung von Grenzertragsackerflächen: Gemä der Hypothese, dass sich die Stilllegung von Ackerflächen an der potenziellen Ertragsleistung der Standorte orientiert, werden in diesem Teilmodell alle Ackerstandorte dahingehend bewertet und die Flächen mit der geringsten Leistungsfähigkeit stillgelegt. Bei homogenen Gebietseigenschaften werden die Stilllegungsflächen zufällig auf die Ackerfläche verteilt. 3) Etablierung von Schutzgebieten in Ufer- und Auenbereichen: Ausgehend von der These, dass sich entlang von Flüssen sensible Flächen befinden, deren Schutz positive Folgen für das Leistungsvermögen der Landschaft haben kann, werden in diesem Teilmodell schützenswerte Ufer- und Auenbereiche auf derzeit landwirtschaftlich genutzten Flächen ausgewiesen. Die Gröe der Schutzgebietsfläche orientiert sich an der Morphologie der umgebenden Landschaft. Die drei Teilmodelle wurden hinsichtlich der implizierten Hypothesen mit vielen unterschiedlichen Ansätzen validiert. Das Resultat dieser intensiven Analyse zeigt für jedes Teilmodell eine zufriedenstellende Tauglichkeit. Die Modellierung der Landnutzungsänderungen wurden in drei mesoskaligen Flusseinzugsgebieten mit einer Fläche zwischen 100 und 500 km² durchgeführt, die sich markant in ihrer Landnutzung unterscheiden. Besonderer Wert wurde bei der Gebietsauswahl darauf gelegt, dass eines der Gebiete intensiv landwirtschaftlich genutzt wird, eines dicht besiedelt und eines vorwiegend bewaldet ist. Im Hinblick auf ihre Relevanz für die vorliegende Fragestellung wurden aus bestehenden Landnutzungstrends die Szenarien für (1) die prognostizierte Siedlungsfläche für das Jahr 2010, (2) die möglichen Konsequenzen des EU-weiten Beschlusses der Agenda 2000 und (3) die Novelle des Bundesnaturschutzgesetzes aus dem Jahr 2001 abgeleitet. Jedes Szenario wurde mit Hilfe des Modells auf die drei Untersuchungsgebiete angewendet. Dabei wurden für die Siedlungsausdehnung in allen drei Gebieten realistische Landnutzungsmuster generiert. Einschränkungen ergeben sich bei der Suche nach Grenzertragsstilllegungsflächen. Hier hat unter homogenen Gebietseigenschaften die zufällige Verteilung von Flächen für die Stilllegung zu einem unrealistischen Ergebnis geführt. Die Güte der Schutzgebietsausweisung ist mageblich an die aktuelle Landnutzung der Aue und die Morphologie des Geländes gebunden. Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn die Flächen in den Ufer- und Auenbereichen mehrheitlich unter derzeitiger Ackernutzung stehen und der Flusslauf sich in das Relief eingetieft hat. Exemplarisch werden für jeden Landnutzungstrend die hydrologischen Auswirkungen anhand eines historischen Hochwassers beschrieben, aus denen jedoch keine pauschale Aussage zum Einfluss der Landnutzung abgeleitet werden kann. Die Studie demonstriert die Bedeutung des Landnutzungsmusters für die natürlichen Prozesse in der Landschaft und unterstreicht die Notwendigkeit einer räumlich expliziten Modellierung für landschaftsökologische Fragestellungen in der Mesoskala. Today′s landscapes in Central Europe are the result of a long history of land-use, which is characterised by many different demands. The immediate and long-term consequences of predominantly intensive land-use have led to environmental problems in many cases. Therefore it is necessary to develop strategies for the maintenance of landscape efficiency which take into account the different claims of utilisation. In this context the estimation of possible impacts of land-use changes represents an important statement of problem. For the analysis of the relevant processes within the landscape, it is common to apply mathematical models. Such models enable the investigation of the landscape under current conditions or with regard to modified boundary conditions. A hypothetic alteration of land-use, which is termed as land-use scenario, represents a substantial modification of the boundary conditions, because land-use exerts a strong influence on the natural processes of the landscape. While the driving forces are predominantly governed by socio-economical and political decisions, the exact location of land-use changes within the landscape mainly depends on the natural conditions and follows partly transparent rules. With these presumptions it is possible to develop land-use scenarios, which can serve as input data for the modelling of different questions of landscape ecology such as the influence of land-use on the water balance, the danger of erosion or the quality of habitat characteristics. In the context of this thesis the grid-based deterministic allocation model luck (Land Use Change Scenario Kit) for the allocation of land-use changes was developed. It is based upon the types of spatial data, which are commonly used in landscape ecology, such as information on land-use, soils as well as topography. The derivation of scenarios follows the approaches of landscape planning. The model is based upon the hypothesis, that land-use structure can be described as a function of its landscape ecological factors. The potential of a site to become subject to land-use changes, results from a combination of its local qualities and the site characteristics of its neighbourhood. Land-use change is realised iteratively in order to simulate the gradual process of changes in the landscape. The influence of land-use changes on flood generation serves as a case study to demonstrate the need for spatial explicit land-use scenarios. For each land-use category – built up areas, agriculturally used areas and natural/semi-natural land – the model luck offers a submodel for investigating the effect of land-use changes on flood generation: 1) Expansion of settlement area: This submodel is based upon the assumption that settlements spread only in the neighbourhood of already existing built-up areas and preferentially along infrastructural axes of development. Steep slopes inhibit the spreading on potential locations. 2) Set-aside of marginal yield sites under agricultural use: Setting-aside of arable land is based on the hypothesis that the selection of arable land to be set-aside depends on the potential yield efficiency of the locations. Within this submodel all fields under agricultural use are valued to that effect and the ones with the least productive efficiency are selected as set-aside locations. In case of homogeneous area qualities the set-aside locations are selected randomly. 3) Establishment of protected areas in waterside and ripearian areas: This submodel takes into consideration that the protection of sensitive areas along the river courses may have positive consequences for the efficiency of the landscape. Therefore this submodel establishes protection zones on waterside and ripearian sites under currently agricultural use, that might be of value for nature conservation. The size of the protection area depends on the morphology of the surrounding landscape. The three submodels were validated with respect to the implied hypotheses by the help of many different approaches. The result of this intensive analysis shows a satisfying suitability for each of the submodels. The simulation of land-use changes was carried out for three mesoscale river catchments with an area between 100 and 500 km². Special attention was paid to the fact that these areas should be markingly different in their land-use: One study area is predominantly under intensive agricultural use, one is densely populated and the third one is covered by forest in large parts of the area. With regard to their relevance to the onhand question from existing land-use trends scenarios were derived for the prognosed settlement area for the year 2010, for the possible consequences of the EU-wide agreement of Agenda 2000 and for the amending federal conservation law dating to the year 2001, which enhances the enlargement of protected areas. Each scenario was applied to the three study areas utilizing the model luck. For the expansion of the settlement areas in all three study areas realistic land-use patterns were generated. Limitations arose only in the context of the search for marginal yield fields. Here, the random distribution of areas to be set-aside under homogeneous conditions led to unrealistic results. The quality of the establishment of protected areas in waterside and ripearian areas is substantially bound to current land-use and the morphology of the area. The best results for this submodel are achieved if waterside and ripearian areas are mainly arable land and if the river has lowered its course into the morphology. The hydrological consequences are described exemplarily for each land-use trend with a historical flood event. The interpretation of the hydrographs does not allow global statements about the influence of land-use. The study demonstrates the significance of land-use pattern for the natural processes in the landscape and underlines the necessity of spatially explicit modelling for landscape ecological questions at the mesoscale.
Wie Hilbert bereits feststellte, wirkt die Idee der Unendlichkeit, wie keine andere, schon seit Zeiten sehr anregend und fruchtbar auf den Verstand und bewegt das Gemüt der Menschen. Der Begriff der Unendlichkeit bedarf aber auch, wie kein anderer, der Aufklärung, denn mit ihm eröffnet sich ein weites Feld, welches nicht nur aus vielen verschiedenen Definitionen besteht, sondern auch aus völlig unterschiedlichen Disziplinen. Physiker suchen immer dringender nach einer "Theorie für Alles" oder einer "Weltformel", Kosmologen beschäftigen sich unter anderem mit der Ewigkeit des Universums, Theologen interessiert eher die Unendlichkeit Gottes, Philosophen diskutieren unter anderem Grenzfragen zwischen Naturwissenschaft und Philosophie und die Mathematiker versuchen den Paradoxien des Unendlichen einen Sinn zu geben. Und so wird ersichtlich, dass nichts abstrakter ist als das Unendliche: Obwohl die Unendlichkeit für die unterschiedlichsten Wissenschaften von großer Bedeutung ist, "[ist] in der Wirklichkeit das Unendliche nirgends zu finden, [egal] was für Erfahrungen und Beobachtungen und welcherlei Wissenschaft wir auch heranziehen".
Jedes Laboratorium führt Untersuchungen nach bestem Wissen und Gewissen durch, und jeder Analytiker weiß von sich, dass er/sie gute Arbeit macht. Trotzdem können Analysen des gleichen Probenmaterials in verschiedenen Laboren zu unterschiedlichen Ergebnissen führen. Sofern es sich dabei nicht um Untersuchungen im Bereich der Nachweisgrenze und damit letztlich um statistisch bedingte Unterschiede oder Inhomogenitäten im Probenmaterial handelt, trägt dies nicht zur Vertrauenswürdigkeit von analytischen Untersuchungsergebnissen bei. Mit der zunehmenden Globalisierung der Märkte rückt die gegenseitige Anerkennung von analytischen Resultaten immer stärker in den Vordergrund. Die Vergleichbarkeit von Laborresultaten wird erleichtert, wenn sich die Laboratorien auf die gleichen Richtlinien zur Vorgehensweise und Handhabung ihrer Arbeiten verständigen. Im Bereich der Laboruntersuchungen von Lebensmitteln, Futtermitteln und Saatgut ist als derartige Rischt-Schnur die EN ISO/IEC 17025 [1] anerkannt. Diese Norm enthält alle Anforderungen, die Prüflaboratorien erfüllen müssen, wenn sie nachweisen wollen, dass sie ein Qualitätsmanagementsystem betreiben, technisch (meint: fachlich) kompetent und fähig sind, fachlich fundierte Ergebnisse zu erzielen.
Zusammenfassung Plattenepithelkarzinome der Kopf-Hals-Region (HNSCC) zählen seit Jahren zu den weltweit häufigsten Krebsarten. Trotz vieler Bemühungen hat sich das 5-Jahres-Überleben bei Patienten mit HNSCC kaum verbessert. Um einen Fortschritt zu erzielen, ist es notwendig, die der Erkrankung zugrunde liegenden biologischen Prozesse besser zu verstehen. Neben den bekannten genetischen Veränderungen haben molekular-zytogenetische Untersuchungen bei HNSCC gezeigt, dass es weitere Veränderungen gibt, die mit Vermehrung und Verlust chromosomaler Bereiche einhergehen, für die jedoch die krankheitsverursachenden Gene bisher nicht identifiziert wurden. Darüberhinaus haben jüngste Forschungsergebnisse verdeutlicht, dass epigenetische Modifikationen wie die DNA Methylierung eine wichtige Rolle spielen. So konnte gezeigt werden, dass bei HNSCC eine Reihe von Genen (z.B. das Tumorsuppressorgen CDKN2A sowie DAPK1, MGMT, TIMP3, TCF21, und C/EBPα) hypermethylierte Bereiche in regulatorischen DNA Sequenzen aufweisen, wodurch ihre Expression verringert oder unterbunden wird. Die Hypermethylierung solcher Gene könnte als Biomarker zur Früherkennung von HNSCC genutzt werden und nicht zuletzt dadurch zur Verbesserung von Prävention und Therapieerfolg beitragen. PMID:18483718
Die Evolution hat viele spektakuläre Phänomene hervorgebracht - von der Eleganz des Vogelflugs über die gigantischen Körper der Dinosaurier und die farbenprächtige Vielfalt der Korallenriffe bis hin zu ihrem jüngsten Geniestreich - der menschlichen Kunst. Die schönen Künste - Malerei, Bildhauerei und Architektur, Theater, Tanz, Oper und Filmkunst, Musik und Literatur - Produkte der Evolution? Diese Vorstellung mutet vielen Menschen fremd an, aber wie könnte es anders sein? Denn wenn Charles Darwin recht hat, dann sind nicht nur die körperlichen Merkmale der Menschen als Antworten auf die Erfordernisse des Lebens entstanden, sondern auch ihre geistigen Fähigkeiten und Verhaltensweisen. Im Jahr 1859 hatte er auf den letzten Seiten seines berühmten Buches über die Entstehung der Arten eine kühne Prophezeiung gemacht: Durch die Evolutionstheorie werde es "zu einer bemerkenswerten Revolution in der Naturwissenschaft kommen […]. Die Psychologie wird auf die neue Grundlage gestellt, dass jede geistige Kraft und Fähigkeit notwendigerweise durch graduelle Übergänge erworben wird“ (Darwin 1859, S. 484, 488; Junker 2008).
Dieser Beitrag behandelt die Abbildung eines videobasierten Verfahrens zur echtzeitfähigen Auswertung von Winkelhistogrammen auf eine modulare Coprozessor-Architektur. Die Architektur besteht aus mehreren dedizierten Recheneinheiten zur parallelen Verarbeitung rechenintensiver Bildverarbeitungsverfahren und ist mit einem RISC-Prozessor verbunden. Eine konfigurierbare Architekturerweiterung um eine Recheneinheit zur Auswertung von Winkelhistogrammen von Objekten ermöglicht in Verbindung mit dem RISC eine echtzeitfähige Klassifikation. Je nach Konfiguration sind für die Architekturerweiterung auf einem Xilinx Virtex-5-FPGA zwischen 3300 und 12 000 Lookup-Tables erforderlich. Bei einer Taktfrequenz von 100 MHz können unabhängig von der Bildauflösung pro Einzelbild in einem 25-Hz-Videodatenstrom bis zu 100 Objekte der Größe 256×256 Pixel analysiert werden. This paper presents the mapping of a video-based approach for real-time evaluation of angular histograms on a modular coprocessor architecture. The architecture comprises several dedicated processing elements for parallel processing of computation-intensive image processing tasks and is coupled with a RISC processor. A configurable architecture extension, especially a processing element for evaluating angular histograms of objects in conjunction with a RISC processor, provides a real-time classification. Depending on the configuration of the architecture extension, 3 300 to 12 000 look-up tables are required for a Xilinx Virtex-5 FPGA implementation. Running at a clock frequency of 100 MHz and independently of the image resolution per frame, 100 objects of size 256×256 pixels are analyzed in a 25 Hz video stream by the architecture.
Moderne Hausautomatisierungssysteme, Alarmanlagen oder auch Funk-Zugangssysteme in Haus und Automobil setzen auf frei nutzbare Frequenzen in ISM/SRD-Bändern. Die rasante Zunahme an privaten und kommerziell genutzten Applikationen im SRD-Band bei 868 MHz und der Ausbau der LTE-Mobilfunknetze im Frequenzbereich unterhalb von 1 GHz ("Digital Dividend") wirft zunehmend die Frage nach der Funkverträglichkeit dieser Systeme untereinander auf. Während die SRD-Funkmodule auf eine geringe Sendeleistung von ~ +14 dBm beschränkt sind (Ralf and Thomas, 2009), beträgt die maximale LTE-Sendeleistung im Uplink nach (ETSI-Norm, 2011) +23 dBm. Zusammen mit der Einführung von LTE im Frequenzbereich unterhalb 1 GHz als DSL-Ersatz vor allem in ländlichen Gebieten, ergibt sich damit als mögliches Störszenario, dass durch die Aussendung des LTE-Endgerätes im Bereich von ca. 850 MHz die SRD-Funkverbindungen bei 868 MHz insbesondere dann gestört werden, wenn die Antennen beider Funksysteme räumlich nahe zueinander angeordnet sind und folglich nur eine geringe zusätzliche Entkopplung der Systeme bieten. In der vorliegenden Arbeit wird das LTE-Störpotential auf SRD-Empfänger praxisnah untersucht.
Hoffstetter, Marc; Pfeifer, Stefan; Schratzenstaller, Thomas; Wintermantel, Erich
In hoch entwickelten Industrieländern stehen laut Weltgesundheitsorganisation (WHO) Herz-Kreislauf-Erkrankungen und speziell die Koronare Herzkrankheit (KHK) an erster Stelle der Todesursachen. In Deutschland betrug die Zahl der erfassten, an KHK erkrankten Personen ohne Berücksichtigung der Dunkelziffer allein im Jahre 2001 über 473.000. Die KHK war im Jahre 2003 mit 92.673 erfassten Todesfällen immer noch die häufigste Todesursache, obgleich in Deutschland die Häufigkeit der Koronarinterventionen zur Behandlung der KHK zwischen 1984 und 2003 um fast das 80fache von 2.809 auf 221.867 Eingriffe pro Jahr gestiegen ist [1]. Neben der hohen Zahl an Todesfällen haben die betroffenen Personen durch chronische Schmerzen und eingeschränkte körperliche Leistungsfähigkeit zusätzlich eine starke Beeinträchtigung der Lebensqualität [2].In Folge dessen wird die erkrankte Person häufig zum Pflegefall was neben den gesundheitlichen Aspekten auch eine sozioökonomische Komponente in Form der fehlenden Arbeitskraft und den auftretenden Pflegekosten nach sich zieht. Die Kosten für die Behandlung der KHK in Deutschland beliefen sich im Jahre 2002 laut Statistischem Bundesamt auf rund 6,9 Mrd. €. Verglichen mit ähnlichen Zahlen der USA dürfte sich der entstandene Schaden für die deutsche Volkswirtschaft im zwei- bis dreistelligen Milliardenbereich bewegen [3].
We have observed that it is possible to extend the concept of the infinitesimal Bäcklund transformation of Steudel to the case of non-autonomous systems. We have discussed the situation with the cylindrical KdV as example. The interesting point to note is that though the B.T. for Ckdv does not possess the usual property of generating one soliton in a single operation, yet it generates an infinite number of symmetries, which corroborates with those obtained through the expansion of the resolvant of the linear operator associated with the equation.Translated AbstractInfinitesimale Bäcklund-Transformation und Erhaltungsgesetze nichtautonomer SystemeWir finden, daß es möglich ist, das Steudelsche Konzept der infinitesimalen Bäcklund-Transformation auf den Fall nichtautonomer Systeme zu übertragen. Als ein Beispiel wird die Situation bei einer zylindrischen KdV-Gleichung pehandelt. Der interessante Punkt ist dabei, daß die Bäcklund-Transformation - obwohl sie für die zylindrische KdV-Gleichung die übliche Eigenschaft, ein Soliton durch eine einzige Operation zu erzeugen, nicht besitzt - doch eine unendliche Zahl von Symmetrien erzeugt. Das bestätigt die Ergebnisse, die man durch Entwicklung der Resolvente des mit der Gleichung verknüpften linearen Operators erhält.
Zusammenfassung Hintergrund Das stetig wachsende Forschungsgebiet der “Frühe[n] Programmierung von Krankheit und Gesundheit” untersucht, inwieweit die individuelle Vulnerabilität für die Entstehung verschiedenster Erkrankungen über die Lebensspanne bereits während der frühen Entwicklung beeinflusst wird. Ziele der Arbeit In der vorliegenden Übersichtsarbeit werden das Konzept der frühen Programmierung von Krankheitsvulnerabilität erläutert sowie Befunde zu den Folgen frühkindlicher Traumatisierung und pränataler Stressexposition zusammenfassend dargestellt. Es werden außerdem biologische Mechanismen diskutiert, die das erhöhte Krankheitsrisiko nach lebensgeschichtlich früher Stresserfahrungen vermitteln. Die Möglichkeit der transgenerationalen Transmission frühkindlicher Erfahrungen an die nächste Generation und die zugrundeliegenden Mechanismen dieser Übertragung werden ebenfalls vorgestellt. Fazit Die Befundlage zu Stresserfahrungen im frühen Leben und der Entstehung von psychischen und körperlichen Störungen über die Lebensspanne wächst stetig. Die Mechanismen werden derzeit weiter bis hin zur molekularbiologischen und epigenetischen Ebene erforscht. Hier ergeben sich ganz neue Perspektiven, welche die Präzision klinischer Diagnostik und den Erfolg von Interventionen erheblich verbessern könnten. Momentan existiert jedoch noch ein erheblicher Mangel an Translation zwischen diesen Forschungserkenntnissen und deren Anwendung in der klinischen Versorgung. PMID:27604117
Das Werner-Syndrom ist eine segmental progeroide Erkrankung mit Beginn in der Adoleszenz oder im frühen Erwachsenenalter. Typische Symptome, die zum vorgealterten Phänotyp beitragen, sind ein post-pubertär auftretender Kleinwuchs, Katarakte, eine vorzeitige Ergrauung/Ausdünnung des Haupthaars, sklerodermieähnliche Hautveränderungen und eine regionale Atrophie des subkutanen Fettgewebes. Darüber hinaus kommt es früh und gehäuft zu „Alterserkrankungen“ wie z. B. einem Diabetes mellitus Typ 2, einer Osteoporose, einer Atherosklerose sowie verschiedenen malignen Tumoren. Das Werner-Syndrom wird autosomal- rezessiv vererbt und ist durch Mutationen im Werner-Gen (WRN) bedingt. Es wurden bis heute mehr als 70 über das gesamte Gen verteilte Mutationen identifiziert, die typischerweise zu einem Verlust der Genfunktion führen. WRN kodiert für eine RecQ-Typ- Helikase, die u. a. an der DNA-Reparatur und der Aufrechterhaltung der DNA-Integrität beteiligt ist, was sich in einer erhöhten genetischen Instabilität in Patientenzellen wider-spiegelt. Trotz der relativen Seltenheit ist die Analyse des Werner-Syndroms von allgemeiner Bedeutung, um die Rolle der DNA-Stabilität und Integrität für das Altern sowie die Entwicklung altersassoziierter Erkrankungen besser zu verstehen. PMID:25309043
In Deutschland leben ca. 12 Millionen Menschen, die an einer ein- oder beidseitigen Schwerhörigkeit leiden. Diese kann angeboren oder im Laufe des Lebens erworben sein. Klinisch und therapeutisch wichtig ist die Unterscheidung hinsichtlich des Schädigungsortes im Bereich des Mittelohres, d. h. eine Schalleitungsschwerhörigkeit, oder im Bereich des Innenohres, d. h. eine Schallempfindungsschwerhörigkeit, wobei hier der Schädigungsort auch am Hörnerven oder in den zentralen Hörabschnitten liegen kann. Therapeutisch lassen sich sowohl Schwerhörigkeiten im Bereich des Mittelohres als auch im Innenohr und sogar im Hirnstammbereich (Hirnstammimplantat) behandeln. 1,9 Millionen Schwerhörige haben eine Erkrankung im Mittelohrbereich, d. h. der Schall kann nur ungenügend auf das Innenohr übertragen werden. Die Ursache besteht meist in einer chronischen Mittelohrentzündung, die zu einer Zerstörung des Trommelfells und der Gehörknöchelchenkette geführt haben. Therapeutisch und damit als Prinzip der operativen Hörverbesserung steht primär der Verschluß des Trommelfells oder eine Rekonstruktion der Gehörknöchelchen. Mittelohroperationen werden mikrochirurgisch unter dem Operationsmikroskop durchgeführt, wobei zunächst durch eine sanierende Operation der Entzündungsprozeß entfernt wird und nach einer Ausheilungszeit die Gehörknöchelchenkette durch künstliche Prothesen rekonstruiert werden kann.
Die Organtransplantation stellt eine verbreitete Therapie dar, um bei krankheitsoder unfallbedingter Schädigung eines Organs die Gesamtheit seiner Funktionen wieder herzustellen, indem es durch ein Spenderorgan ersetzt wird. Organtransplantationen werden für die Leber, die Niere, die Lunge, das Herz oder bei schweren grossflächigen Verbrennungen der Haut vorgenommen. Der grosse apparative, personelle und logistische Aufwand und die Risiken der Transplantationschirurgie (Abstossungsreaktionen) sowie die mangelnde Verfügbarkeit von immunologisch kompatiblen Spenderorganen führen jedoch dazu, dass der Bedarf an Organtransplantaten nur zu einem sehr geringen Teil gedeckt werden kann. Sind Spenderorgane nicht verfügbar, können in einzelnen Fällen lebenswichtige Teilfunktionen, wie beispielsweise die Filtrationsfunktion der Niere durch die Blutreinigung mittels Dialyse ersetzt oder, bei mangelnder Funktion der Bauchspeicheldrüse (Diabetes), durch die Verabreichung von Insulin ein normaler Zustand des Gesamtorganismus auch über Jahre hinweg erhalten werden. Bei der notwendigen lebenslangen Anwendung apparativer oder medikamentöser Therapie können für den Patienten jedoch häufig schwerwiegende, möglicherweise lebensverkürzende Nebenwirkungen entstehen. Daher werden in der Forschung Alternativen gesucht, um die Funktionen des ausgefallenen Organs durch die Implantation von Zellen oder in vitro gezüchteten Geweben möglichst umfassend wieder herzustellen. Dies erfordert biologisch aktive Implantate, welche die für den Stoffwechsel des Organs wichtigen Zellen enthalten und einen organtypischen Stoffwechsel entfalten.
A novel direct sampling ionisation scheme for ambient mass spectrometry is presented. Desorption and ionisation are achieved by a quasi-continuous laser induced plasma in air. Since there are no solid or liquid electrodes involved the ion source does not suffer from chemical interferences or fatigue originating from erosive burning or from electrode consumption. The overall plasma maintains electro-neutrality, minimising charge effects and accompanying long term drift of the charged particles trajectories. In the airborne plasma approach the ambient air not only serves as the plasma medium but at the same time also slows down the nascent ions via collisional cooling. Ionisation of the analyte molecules does not occur in the plasma itself but is induced by interaction with nascent ionic fragments, electrons and/or far ultraviolet photons in the plasma vicinity. At each individual air-spark an audible shockwave is formed, providing new reactive species, which expands concentrically and, thus, prevents direct contact of the analyte with the hot region inside the plasma itself. As a consequence the interaction volume between plasma and analyte does not exceed the threshold temperature for thermal dissociation or fragmentation. Experimentally this indirect ionisation scheme is demonstrated to be widely unspecific to the chemical nature of the analyte and to hardly result in any fragmentation of the studied molecules. A vast ensemble of different test analytes including polar and non-polar hydrocarbons, sugars, low mass active ingredients of pharmaceuticals as well as natural biomolecules in food samples directly out of their complex matrices could be shown to yield easily accessible yet meaningful spectra. Since the plasma medium is humid air, the chemical reaction mechanism of the ionisation is likely to be similar to other ambient ionisation techniques. Wir stellen hier eine neue Ionisationsmethode für die Umgebungsionisation (ambient ionisation) vor. Sowohl die Desorption als auch die Ionisation erfolgen hierbei durch ein laserbetriebenes Luftplasma. Die Abwesenheit fester oder flüssiger Elektroden hat zur Folge, dass die Methode weder unter chemischen Interferenzen noch unter Verschleiß durch Korrosionsbrand oder abgetragenes Elektrodenmaterial leidet. Insgesamt betrachtet herrscht in dem Plasma Elektroneutralität, wodurch Aufladungseffekte minimiert werden, die andernfalls zu einer langfristigenÄderung der Flugbahnen von Ionen während der Experimente führen kann. In dem Ansatz eine freischwebende Luftentladung bei Atmosphärendruck zu verwenden agiert die Luft nicht nur als Plasmamedium sondert dient zusätzlich als Badgas für die stoßinduzierte Kühlung der entstehenden Ionen. Die Ionisierung der Analytmoleküle erfolgt nicht unmittelbar im Plasma sondern in dessen direkter Umgebung durch Wechselwirkung mit freigesetzten ionischen Luftspezies, freien Elektronen oder Photonen im kurzwelligen ultravioletten Bereich. Jede Laserentladung erzeugt eine hörbare Stoßwelle, in welcher neu produzierte reaktive Spezies freigesetzt werden, welche sich konzentrisch ausbreiten, so dass eine Diffusion der Analytmoleküle ins heiße Innere des Plasmas verhindert wird. Daraus folgt, dass im Interaktionsvolumen zwischen Plasma und Analyt der Temperaturgrenzwert für eine thermische Dissoziation oder Fragmentierung der Moleküle nicht überschritten wird. Experimentell konnte belegt werden, dass das vorgestellte Ionisierungsschema sehr unselektiv bezüglich der chemischen Analytklasse ist und kaum Fragmentierungsprodukte beobachtet werden können. Messungen einer breitgefächerten Auswahl unterschiedlicher Testsubstanzen, wie beispielsweise polarer und unpolarer Kohlenwasserstoffe, Zuckern, niedermolekularer pharmazeutischer Wirkstoffe, sowie natürlicher Biomoleküle in Lebensmittelproben unmittelbar aus ihren komplexen Matrizes, führten zu aussagekräftigen Massenspektren. Zumal das Lasermedium feuchte Luft ist, scheint der Reaktionsmechanismus dem anderer Atmosphärendruckionisierungsmethoden zuähneln.
During 2003 and 2004, increasing numbers of positive PRRSV RT-PCR results were reported from herds negative for PRRSV infection. Interestingly, three herds represent nucleus herds with no animal contacts from outside and without clinical symptoms of PRRS until now. Since these positive results that were obtained using a PCR protocol adapted to routine laboratory conditions could not be reproduced with other PRRSV specific RT-PCRs, controlled negative and positive samples were used to examine this phenomenon. A RT-PCR assay for detection and differential diagnosis of the European and North American genotypes of the porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) according to the method previously published by Oleksiewicz et al. [Oleksiewicz, M.B., Botner, A., Madsen, K.G., Storgaard, T., 1998. Sensitive detection and typing of porcine reproductive and respiratory syndrome virus by RT-PCR amplification of whole viral genes. Vet. Microbiol. 64, 7-22] was investigated in parallel to another recently published method [Pesch, S., 2003. Etablierung einer Nachweismethode für die zwei Genotypen von dem porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) und ein Beitrag zu seiner molekularen Epidemiologie. Thesis, Institute of Virology, Faculty of Veterinary Medicine, University of Leipzig]. A panel of 228 clinical samples sent in for PRRSV routine diagnostics served as test panel. It was found that both methods have similar analytical sensitivity. However, the primers published by Oleksiewicz were shown to yield a very high proportion of false positive results under routine diagnostic laboratory conditions, i.e. they resulted in RT-PCR products with non-PRRSV sequences, that were indistinguishable from truly positive reagents in standard gel electrophoresis settings. The reason for and possible implications of this finding as well as the risk of modifying published methods without control are discussed.
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. 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.
This study investigated the slope carbonates of two Miocene carbonate systems: the Maltese Islands (in the Central Mediterranean) and the Marion Plateau (Northeastern Australia, drilled during ODP Leg 194). The aim of the study was to trace the impact of the Miocene cooling steps (events Mi1-Mi6) in these carbonate systems, especially the Mi3 event, which took place around 13.6 Ma and deeply impacted the marine oxygen isotope record. This event also profoundly impacted oceanographic and climatic patterns, eventually leading to the establishment of the modern ice-house world. In particular, East Antarctica became ice covered at that period. The rational behind the present study was to investigate the impact that this event had on shallow water systems in order to complement the deep-sea record and hence acquire a more global perspective on Miocene climate change. The Maltese Islands were investigated for trends in bulk-rock carbon and oxygen isotopes, as well as bulk-rock mineralogy, clay minerals analysis and organic geochemisty. Results showed that the mid Miocene cooling event deeply impacted sedimentation at that location by changing sedimentation from carbonate to clay-rich sediments. Moreover, it was discovered that each phase of Antarctic glaciation, not just the major mid Miocene event, resulted in higher terrigenous input on Malta. Mass accumulation rates revealed that this was linked to increased runoff during periods when Antarctica was glaciated, and thus that the carbonate sediments were “diluted” by clay-rich sediments. The model subsequently developed to explain this implies feedback from Antarctic glaciations creating cold, dense air masses that push the ITCZ Northward, thus increasing precipitation on the North African subcontinent. Increased precipitation (or stronger African monsoon) accelerated continental weathering and runoff, thus bringing more terrigenous sediment to the paleo-location of the slope sediments of Malta. Spectral analysis of carbonate content and organic matter geochemical analysis furthermore suggest that the clay-rich intervals are similar to sapropelic deposits. On the Marion Plateau, trends in oxygen and carbon isotopes were obtained by measuring Cibicidoides spp foraminifers. Moreover, carbonate content was reconstructed using a chemical method (coulometer). Results show that the mid Miocene cooling step profoundly affected this system: a major drop in accumulation rates of carbonates occurs precisely at 13.8 Ma, around the time of the East Antarctic ice sheet formation. Moreover, sedimentation changes occurred at that time, carbonate fragments coming from neritic environments becoming less abundant, planktonic foraminifer content increasing and quartz and reworked glauconite being deposited. Conversely, a surprising result is that the major N12-N14 sea-level fall occurring around 11.5 Ma did not impact the accumulation of carbonates on the slope. This was unexpected since carbonate platform are very sensitive to sea-level changes. The model developed to explain that mass accumulation rates of carbonates diminished around 13.6 Ma (Mi3 Event) instead of 11.5 Ma (N12-N14 event), suggests that oceanic currents were controlling slope carbonate deposition on the Marion Plateau prior to the mid-Miocene, and that the mid Miocene event considerably increase their strength, hence reducing the amount of carbonate being deposited on slope sites. Moreover, by combining results from deep-sea oxygen isotopes with sea-level estimates based on coastal onlaps made during Leg 194, we constrain the amplitude of the N12-N14 sea-level fall to 90 meters. When integrating isotopic results from this study, this amplitude is lowered to 70 meters. A general conclusion of this work is that the mid Miocene climatic shift did impact carbonate systems, at least at the two locations studied. However, the nature of this response was highly dependant on the regional settings, in particular the presence of land mass (Malta) and the absence of a barrier to shelter from the effects of open ocean (Marion Plateau). Im Rahmen dieser Doktorarbeit wurden die Hangkarbonate von zwei miozänen heterozoischen Karbonatsystemen näher untersucht: die Malta Inselgruppe (zentrales Mittelmeer) und das Marion Plateau (Nordost Australien, ODP Leg 194). Die Auswirkungen der mittelmiozänen Abkühlung (Mi3), die auf 13.6 Ma datiert wird und starken Einfluß auf die Sauerstoffisotopenkurve hatte, in den oben genannten Flachwassersystemen stellten das Ziel dieser Arbeit dar. Dieses Abkühlungsereignis beeinflußte außerdem sehr stark die ozeanographischen und klimatischen Muster, die im weiteren Verlauf zum modernen Eishausklima führten. So steht insbesondere die Vereisung von Ostantarktika mit diesem Ereignis in Verbindung. Diese Arbeit untersucht den Einfluß dieses Ereignisses auf Flachwassersysteme, um vorliegende Untersuchungen in Tiefwassersystemen zu ergänzen und so zum globalen Verständnis des miozänen Klimawechsels beizutragen. Die Profile auf der Maltainselgruppe wurden mit Hilfe von Kohlenstoff- und Sauerstoffisotopen Auswertungen im Gesamtgestein, Gesamtgesteinmineralogie, Tonmineralanalyse und organischer Geochemie untersucht. Durch einen Wechsel von karbonatischeren zu tonigeren Sedimenten beeinflußte das mittelmiozäne Abkühlungsereignis die Sedimentation in diesem Gebiet sehr stark. Weiterhin wurde beobachtet, daß jede Phase der antarktischen Vereisung, nicht nur das mittelmiozäne Hauptereignis, zu einem erhöhten terrigenen Eintrag in den Hangsedimenten der Maltainselgruppe führte. Akkumulationsraten zeigen, daß dieser erhöhte terrigene Eintrag den einzelnen Vereisungsperioden zusammenhängt und die karbonatischen Sedimente durch tonreiche Sedimente “verunreinigt” wurden. Das daraufhin entwickelte Modell erklärt diesen erhöhten terrigenen Eintrag mit einer nordwärtigen Verlagerung der innertropischen Konvergenzzone durch die Bildung von kalten, dichten Luftmassen, die zu verstärkten Niederschlägen in Nordafrika führten. Diese verstärkten Niederschläge (oder verstärkter afrikanischer Monsun) beeinflußten die kontinentale Verwitterung und den Eintrag, mit der Folge, daß verstärkt terrigene Sedimente im Bereich der Hangsedimente der Maltainselgruppe abgelagert wurden. Die tonreichen Intervalle weisen Ähnlichkeiten zu sapropelischen Ablagerungen auf, was mit Hilfe der Spektral analyse des Karbonatgehalts und der geochemischen Analyse des organischen Materials gezeigt wurde. Auf dem Marion Plateau wurden die Sauerstoff- und Kohlenstoffisotopenkurven anhand von Foraminiferen der Gattung Cibicidoides spp. rekonstruiert. Der Karbonatgehalt wurde mit Hilfe einer chemischen Methode (Coulometer) ermittelt. Genauso wie die Sedimente der Maltainselgruppe beeinflußte das mittelmiozäne Abkühlungsereignis (Mi3) auch die Sedimente auf dem Marion Plateau. So kam es bei 13,8 Ma, in etwa zur Zeit der Vereisung von Ostantarktika, zu einem Abfall der Karbonatakkumulationsraten. Weiterhin traten Änderungen in der Zusammensetzung der Sedimente auf, so nehmen neritische Karbonatfragmente ab, der planktische Foraminiferengehalt nimmt zu und es wurden verstärkt Quarz und Glaukonit abgelagert. Ein überraschendes Ergebnis ist die Tatsache, daß der große N12-N14 Meeresspiegelabfall um 11,5 Ma die Akkumulationsraten der Karbonate auf dem Hang nicht beeinflußte. Dieses Ergebnis ist umso erstaunlicher, da Karbonatplattformen normalerweise sehr sensitiv auf Meeresspiegeländerungen reagieren. Der Grund, warum sich die Karbonatakkumulationsraten schon um 13,6 Ma (Mi3) und nicht erst um 11,5 Ma (N12-N14) verringerten, liegt in der Tatsache, daß die ozeanischen Strömungen die Karbonatsedimentation auf dem Hang des Marion Plateau schon im Miozän kontrollierten. Das mittelmiozäne Ereignis (Mi3) erhöhte die Stärke diese Strömungen und als eine Ursache wurde die Karbonatakkumulation auf den Hängen reduziert. Die Amplitude des N12-N14 Meeresspiegelabfalls liegt bei 90 m unter der Berücksichtigung der Sauerstoffisotopendaten aus der Tiefsee und Berechnungen des Meeresspiegels anhand des “coastal onlaps”, die während Leg 194 gemacht wurden. Die Isotopendaten dieser Arbeit weisen hingegen auf einen verringerten Meeresspiegelabfall von 70 m hin. Als allgemeine Schlußfolgerung kann gesagt werden, daß der mittelmiozäne Klimaumschwung die Karbonatsysteme zumindest an den beiden untersuchten Lokalitäten beeinflußt hat. Allerdings waren die Auswirkungen sehr von den unterschiedlichen lokalen Gegebenheiten abhängig. Insbesondere wirkten sich die Anwesenheit einer Landmasse (Malta) und die Abwesenheit einer Barriere vor den Einflüssen des offenen Ozeans (Marion Plateau) stark auf die Ablagerung der Karbonate aus.
Kiehn, J.; Kainer, K. U.; Vostrý, P.; Stulíková, I.
1997-05-01
The change of electrical properties of alumina short fibre reinforced Mg-Al-Zn-Mn alloy AZ91D during isochronal annealing up to 300 °C is discussed. The Saffil® fibres were incorporated into the magnesium alloy by direct squeeze casting. The fibre distribution is random planar parallel to the flat faces of the dc four-point resistivity specimens machined from the solution treated castings. A sharp drop of resistivity between 140 and 260 °C is explained by the formation of incoherent -phase particles. Some practical recommendations concerning the use of alumina short fibre reinforced AZ91 alloy are made on the basis of the results obtained. Es werden die Änderungen der elektrischen Eigenschaften der aluminiumoxid-kurzfaserverstärkten Mg-Al-Zn-Mn Legierung AZ91D während isochroner Wärmebehandlungen bis 300 °C diskutiert. Das direkte Preßgießverfahren diente zur Herstellung der Saffil®-Faser Magnesium Verbundwerkstoffe. Die Proben zur Widerstandsmessung nach der Vier-Punkt Methode wurden durch spanende Bearbeitung aus den lösungsgeglühten Preßgußstücken herausgearbeitet, so daß sie regellose Faserverteilung in den Ebenen parallel zu den flachen Probenseiten aufwiesen. Ein starker Abfall des elektrischen Widerstands im Temperaturbereich zwischen 140 und 260 °C wird durch die Bildung inkohärenter β-Phase erklärt. Auf Grundlage der Ergebnisse werden einige Empfehlungen zur Anwendung der kurzfaserverstärkten Legierung AZ91 gegeben.
Zimmermann, Hanngörg; Heinlein, Markus; Guldner, Norbert W.
Titan gilt seit Jahrzehnten als einer der wichtigsten Implantatwerkstoffe in der Medizin. Neben den guten mechanischen Eigenschaften (Leichtigkeit, hohe Festigkeit etc.), besitzen Titanimplantate vor allem eine hervorragende Körperverträglichkeit, so dass die Implantate optimal in den humanen Organismus integriert werden [1]. Ist jedoch aufgrund der Anforderungen an das Implantat eine hohe Flexibilität und/ oder Elastizität gefragt, so scheidet der Werkstoff Titan aufgrund seiner spröden und unflexiblen Materialeigenschaften aus. Die Folge ist der Einsatz von Implantatmaterialien, sowohl künstlichen als auch biologischen Ursprungs, welche nicht selten eine unzureichende Biokompatibilität aufweisen und somit zu Fremdköper- und immunologischen Reaktionen und Einkapselung des Implantates führen können. Die Erhöhung der Körperverträglichkeit, eine Adaption an das biologische Umfeld und eine hohe Biokompatibilität sind demzufolge die wichtigsten Eigenschaften bei der bedarfsgerechten Herstellung von Implantaten und Implantatoberflächen. Zur Gestaltung von innovativen, biokompatiblen Oberflächen stehen unterschiedliche technische Lösungsansätze zur Verfügung. Zum einen besteht die Möglichkeit, geeignete Oberflächeneigenschaften aus dem Grundmaterial selbst zu optimieren. Dies geschieht unter anderem durch Modifikation der Werkstoffoberflächen in Form von Texturierungen und Oberflächenrauhigkeiten. Zum anderen können die Oberflächeneigenschaften unabhängig von denen des Trägermaterials gestaltet werden. Durch Funktionalisierung der Oberflächen mit geeigneten Beschichtungen oder der Zugabe von Medikamenten (Drug Eluting) werden die Kunststoffimplantate dahingehend verändert, dass eine Steigerung der Körperakzeptanz erreicht wird. Die Titanbeschichtung von Implantatoberflächen kombiniert die positiven Materialeigenschaften von Titan und Polymer.
The incompressible laminar flow of air and heat transfer in a channel with a backward-facing step is studied for steady cases and for pulsatile inlet conditions. For steady flows the influence of the inlet velocity profile, the height of the step and the Reynolds number on the reattachment length is investigated. A parabolic entrance profile was used for pulsatile flow. It was found with amplitude of oscillation of one by Re=100 that the primary vortex breakdown through one pulsatile cycle. The wall shear rate in the separation zone varied markedly with pulsatile flows and the wall heat transfer remained relatively constant. The time-average pulsatile heat transfer at the walls was greater as with steady flow with the same mean Reynolds number. Zusammenfassung Es wird eine zweidimensionale numerische Untersuchung des instationären Wärmeübergangs und Druckverlustes im laminar durchströmten Spaltkanal mit einer plötzlichen Kanalerweiterung dargelegt und zwar für stationäre und periodische Geschwindigkeitsprofile am Eintritt des Kanals. Für stationäre Strömungen wurden die Form des Eintrittsprofils, die Reynoldszahl und die Kanalerweiterung variiert. Als Lösung der Navier/Stokes-und der Energiegleichungen mit periodischen Randbedingungen resultiert eine oszillierende Strömung, die das Aufplatzen des Primärwirbels in einer Schwingungsperiode zur Folge hat. Der Einfluß dieser Oszillation auf den Wärmeübergang und den Strömungsverlust wurde für die maximale Amplitude und für Re=100 eingehend untersucht.
Using James Scott’s (2009) theoretical framework of the interaction between the state and peripheral people, we argue that the welfare state should be regarded as a pull-factor in the context of the state’s endeavours to project its power to distant peoples in assigned state zones. Our discussion is based on interviews in Xinyuan County in the Western part of the Xinjiang Uyghur Autonomous Region, China. Presenting current policies and alternative policy options discussed at the local level for providing primary health care in rural China, we argue that decisions made in the implementation process did not respond to the special health needs of mobile pastoralists in the high plains, but were part of the central state logic of homogenising settlement efforts and health care. Der theoretische Ansatz von James Scott zu Expansion von staatlicher Ordnung auf periphere Randgebiete wird auf den Aufbau von Wohlfahrts- und Gesundheitspolitik des modernen Staates angewendet und weiterentwickelt. Anhand mehrjähriger Feldstudien zwischen 2005 und 2009 zur Gesundheitsversorgungsstruktur im Kreis Xinyuan der Autonomen Uighurischen Region Xinjiang in der Volksrepublik China werden zuerst die nationalen Restrukturierungsmaßnahmen vorgestellt und Lösungen für eine bessere Versorgung der halbnomadisierenden kasachischen Hirtenfamilien diskutiert. Lokal entwickelte und an die nomadischen Lebensformen angepasste mobile Lösungen zur Gesundheitsfürsorge konnten nicht implementiert werden. Die Anstrengungen der staatlichen Akteure sind als Versuch zu sehen, bisher marginalisierte Gruppen aus den peripheren Gebirgsregionen und über die Integration in eine staatliche Gesundheitsversorgung in den Tälern anzusiedeln. PMID:25729121
Classical and quantum mechanical Toda systems (Toda molecules, Toda lattices, Toda quantum fields) recently found growing interest as nonlinear systems showing solitons and chaos. In this paper the statistical thermodynamics of a system of quantum mechanical Toda oscillators characterized by a potential energy V(q) = Vo cos h q is treated within the Wigner function formalism (phase space formalism of quantum statistics). The partition function is given as a Wigner- Kirkwood series expansion in terms of powers of h2 (semiclassical expansion). The partition function and all thermodynamic functions are written, with considerable exactness, as simple closed expressions containing only the modified Hankel functions Ko and K1 of the purely imaginary argument i with = Vo/kT.Translated AbstractQuantenstatistik des Toda-Oszillators im Formalismus der Wigner-FunktionKlassische und quantenmechanische Toda-Systeme (Toda-Moleküle, Toda-Gitter, Toda-Quantenfelder) haben als nichtlineare Systeme mit Solitonen und Chaos in jüngster Zeit zunehmend an Interesse gewonnen. Wir untersuchen die statistische Thermodynamik eines Systems quantenmechanischer Toda-Oszillatoren, die durch eine potentielle Energie der Form V(q) = Vo cos h q charakterisiert sind, im Formalismus der Wigner-Funktion (Phasenraum-Formalismus der Quantenstatistik). Die Zustandssumme wird als Wigner-Kirkwood-Reihe nach Potenzen von h2 (semiklassische Entwicklung) dargestellt, und aus ihr werden die thermodynamischen Funktionen berechnet. Sämtliche Funktionen sind durch einfache geschlossene Formeln allein mit den modifizierten Hankel-Funktionen Ko und K1 des rein imaginären Arguments i mit = Vo/kT mit großer Genauigkeit darzustellen.
The widespread development and use of implants made from NiTi is accompanied by the publication of many NiTi material characterization studies. These publications have increased significantly the knowledge about the mechanical properties of NiTi. However, this knowledge also increased the complexity of the numerical simulation of NiTi implants or devices. This study is focused on the uniaxial behavior of NiTi tubing due to cyclic loading and had the goal to deliver both precise and application-oriented results. Single aspects of this study have already been published (Wagner in Ein Beitrag zur strukturellen und funktionalen Ermüdung von Drähten und Federn aus NiTi-Formgedaechtnislegierungen, Ph.D. Thesis, 2005; Eucken and Duerig in Acta Metall 37:2245-2252, 1989; Yawny et al. in Z Metallkd 96:608-618, 2005); however, there is no publication known that shows all the single effects combined in a "duty cycle case." It was of particular importance to summarize the main effects of pre-strain and subsequent small or large strain amplitudes on the material properties. The phenomena observed were captured in an extended Abaqus® Nitinol material model, presented by Rebelo et al. (A Material Model for the Cyclic Behavior of Nitinol, SMST Extended Abstracts 2010). The cyclic tensile tests were performed using a video extensometer to obtain accurate strain measurement on small electro-polished dog-bone specimen that were incorporated into a stent framework so that standard manufacturing methods could be used for the fabrication. This study indicates that a prestrain beyond 6% strain alters the transformation plateaus and if the cyclic displacement amplitude is large enough, additional permanent deformations are observed, the lower plateau and most notably the upper plateau change. The changes to the upper plateau are very interesting in the sense that an additional stress plateau develops: its "start stress" is lowered thereby creating a new plateau up to the highest level of cyclic strain, followed by resuming the original plateau until full transformation. This study was conducted in the course of the work of a consortium of several stent manufacturers, SAFE Technology Limited and Dassault Systèmes Simulia Corp., dedicated to the development of fatigue laws suitable for life prediction of Nitinol devices.
In recent years, there has been a dramatic increase in available compute capacities. However, these “Grid resources” are rarely accessible in a continuous stream, but rather appear scattered across various machine types, platforms and operating systems, which are coupled by networks of fluctuating bandwidth. It becomes increasingly difficult for scientists to exploit available resources for their applications. We believe that intelligent, self-governing applications should be able to select resources in a dynamic and heterogeneous environment: Migrating applications determine a resource when old capacities are used up. Spawning simulations launch algorithms on external machines to speed up the main execution. Applications are restarted as soon as a failure is detected. All these actions can be taken without human interaction. A distributed compute environment possesses an intrinsic unreliability. Any application that interacts with such an environment must be able to cope with its failing components: deteriorating networks, crashing machines, failing software. We construct a reliable service infrastructure by endowing a service environment with a peer-to-peer topology. This “Grid Peer Services” infrastructure accommodates high-level services like migration and spawning, as well as fundamental services for application launching, file transfer and resource selection. It utilizes existing Grid technology wherever possible to accomplish its tasks. An Application Information Server acts as a generic information registry to all participants in a service environment. The service environment that we developed, allows applications e.g. to send a relocation requests to a migration server. The server selects a new computer based on the transmitted resource requirements. It transfers the application's checkpoint and binary to the new host and resumes the simulation. Although the Grid's underlying resource substrate is not continuous, we achieve persistent computations on Grids by relocating the application. We show with our real-world examples that a traditional genome analysis program can be easily modified to perform self-determined migrations in this service environment. In den vergangenen Jahren ist es zu einer dramatischen Vervielfachung der verfügbaren Rechenzeit gekommen. Diese 'Grid Ressourcen' stehen jedoch nicht als kontinuierlicher Strom zur Verfügung, sondern sind über verschiedene Maschinentypen, Plattformen und Betriebssysteme verteilt, die jeweils durch Netzwerke mit fluktuierender Bandbreite verbunden sind. Es wird für Wissenschaftler zunehmend schwieriger, die verfügbaren Ressourcen für ihre Anwendungen zu nutzen. Wir glauben, dass intelligente, selbstbestimmende Applikationen in der Lage sein sollten, ihre Ressourcen in einer dynamischen und heterogenen Umgebung selbst zu wählen: Migrierende Applikationen suchen eine neue Ressource, wenn die alte aufgebraucht ist. 'Spawning'-Anwendungen lassen Algorithmen auf externen Maschinen laufen, um die Hauptanwendung zu beschleunigen. Applikationen werden neu gestartet, sobald ein Absturz endeckt wird. Alle diese Verfahren können ohne menschliche Interaktion erfolgen. Eine verteilte Rechenumgebung besitzt eine natürliche Unverlässlichkeit. Jede Applikation, die mit einer solchen Umgebung interagiert, muss auf die gestörten Komponenten reagieren können: schlechte Netzwerkverbindung, abstürzende Maschinen, fehlerhafte Software. Wir konstruieren eine verlässliche Serviceinfrastruktur, indem wir der Serviceumgebung eine 'Peer-to-Peer'-Topology aufprägen. Diese “Grid Peer Service” Infrastruktur beinhaltet Services wie Migration und Spawning, als auch Services zum Starten von Applikationen, zur Dateiübertragung und Auswahl von Rechenressourcen. Sie benutzt existierende Gridtechnologie wo immer möglich, um ihre Aufgabe durchzuführen. Ein Applikations-Information- Server arbeitet als generische Registratur für alle Teilnehmer in der Serviceumgebung. Die Serviceumgebung, die wir entwickelt haben, erlaubt es Applikationen z.B. eine Relokationsanfrage an einen Migrationsserver zu stellen. Der Server sucht einen neuen Computer, basierend auf den übermittelten Ressourcen-Anforderungen. Er transferiert den Statusfile des Applikation zu der neuen Maschine und startet die Applikation neu. Obwohl das umgebende Ressourcensubstrat nicht kontinuierlich ist, können wir kontinuierliche Berechnungen auf Grids ausführen, indem wir die Applikation migrieren. Wir zeigen mit realistischen Beispielen, wie sich z.B. ein traditionelles Genom-Analyse-Programm leicht modifizieren lässt, um selbstbestimmte Migrationen in dieser Serviceumgebung durchzuführen.
Vor über siebzig Jahren fand man in einer Höhle nahe Hohlenstein-Stadel, im heutigen Baden-Württemberg, eine Frau, die keiner bekannten Spezies und nicht einmal eindeutig den Hominiden zugeordnet werden konnte. Wegen ihres Aussehens wurde sie schon bald als "Löwenfrau“ bekannt (unterdessen wird sie als "Löwenmensch“ bezeichnet, da die in solchen Fragen Klarheit schaffenden Geschlechtsteile bei der Figur fehlen und in Zeiten von gender mainstreaming derartige Festlegungen gerne vermieden werden), denn sie hatte eine menschlich-aufrechte, unbehaarte Gestalt mit weiblichen Rundungen, aber zugleich eine Mähne, sowie Augen, Ohren und Schnauze eines Löwen. Eine sehr weitläufige Verwandte des Minotaurus, so schien es, und doch wesentlich älter als alle Bewohner des Olymps, denn vermutlich wurde die knapp 30 cm große Skulptur bereits in der Altsteinzeit vor etwa 32.000 Jahren aus Mammut-Elfenbein geschnitzt. Wir wissen nicht, ob sie kultischen Zwecken diente oder ein Kind mit ihr spielte, ob sie als Glücksbringer für die Jagd oder als Schamanin mit Löwenmaske verehrt und gefürchtet wurde. Aber die Löwenfrau legt nahe, dass der Mensch schon im Morgendämmern seiner Kultur über die eigene Nähe, aber auch Distanz zum Tier nachgedacht haben muss. Die Frage nach der menschlichen Selbstverortung begegnet uns in dieser Figur, und sie bestimmt viele Zeugnisse menschlichen Nachdenkens, welche uns die Altertumswissenschaften vorlegen. Mit dem Begriff "animal rationale“, wie er unter Bezug auf Aristoteles geprägt wurde, findet sie schließlich ihre klassische, für das Abendland lange Zeit maßgebliche Antwort: Der Mensch als Tier, dessen spezifisches Merkmal die Vernunftbegabtheit ist, die ihn zugleich von allen anderen Tieren abgrenzt und über sie stellt. Aber wo genau verläuft die Grenze? Und wie kann der Mensch beides zugleich sein? Die aristotelische Definition beantwortet diese Fragen nach der Doppelnatur nicht, sondern erhebt das offene Rätsel gleichsam zur Wesensbestimmung des Menschen.
Zusammenfassung Hintergrund Persistierende Infektionen mit humanen Papillomviren sind die notwendige Ursache des Zervixkarzinoms. Die Entwicklung von HPV-basierten Präventionsverfahren, der HPV Impfung und der HPV-Testung, führt derzeit zu umfangreichen Veränderungen von Zervixkarzinom-Vorsorgeprogrammen. Eine Dekade nach Einführung der HPV-Imfpung in vielen Ländern werden bereits Reduktionen von HPV-Infektionen und Krebsvorstufen in jungen Frauen beobachtet. Der Fokus liegt jetzt auf der Integration von neuen Testverfahren im Screening von Populationen mit zunehmenden Impfraten. Ergebnisse und Schlussfolgerung Ein erfolgreiches Zervixkarzinom-Vorsorgeprogramm besteht aus verschiedenen Komponenten, vom primären Screening über die Triage zur Kolposkopie mit Biopsie, um Frauen mit Kresbvorstufen zu identifizieren, die eine therapeutische Intervention benötigen. Im primären Screening wird eine kleine Gruppe von Frauen mit erhöhtem Risiko für eine Krebsvorstufe identifiziert, während die grosse Mehrheit kein erhöhtes Risiko hat. Je nach primärem Testverfahren werden in screen-positiven Frauen zusätzliche Triage-Tests durchgeführt, um zu entscheiden, wer zur Kolposkopie überwiesen werden sollte. Derzeit gibt es drei verschiedene Ansätze für das primäre Zervixkarzinomscreening: Die Zervix-Zytologie, die HPV-Testung, und die HPV-Zytologie Ko-Testung. Zahlreiche Triage-Tests für HPV-positive Frauen werden derzeit untersucht, darunter sind die Zytologie, HPV-Genotypisierung, p16/Ki-67 Zytologie, und diverse Methylierungstests. Die steigende Anzahl an Optionen für die Früherkennung des Zervixkarzinoms stellt eine Herausforderung für klinische Leitlinien dar. Die zunehmende Komplexität von Vorsorgeprogrammen kann zur Verunsicherung von Ärzten und von am Screening teilnehmenden Frauen führen. Die Präzisions-Prävention des Zervixkarzinoms ist eine neuer Ansatz, der umfangreiche Risikodaten basierend auf der individuellen Vorgeschichte und von Testergebnissen integriert und einheitliche, Risiko-basierte Managementempfehlungen gibt. PMID:28265177
Gleichgewichtsmodelle ein- und zweikomponentiger Satellitengalaxien werden erzeugt und die Gezeiteneinwirkungen der als starres äußeres Potential angenommenen Milchstraße auf sie betrachtet. Eine erste Reihe von Simulationen mit anfänglich kugelsymmetrischen einkomponentigen Satelliten zeigt, daß sich nach elliptischer Deformation ein Balken und Schweife ungleicher Länge ausbilden, deren Aussehen sich periodisch ändert. Mithilfe von Vergleichssimulationen wurden folgende Phänomene am Satelliten entdeckt: (1) Hochdichtebereiche in den Schweifen, (2) Niedrigdichtebereiche um den Kern bzw. Balken und (3) ein oft verdeckter Balken. Analysiert wird das Erscheinungsbild in Zeitabhängigkeit. Die Teilchen gehen dem Kern über den Balken verloren und bewegen sich entlang gewisser stets gleich aussehender charakteristischer Strukturen in die Schweife. Nach einer Herleitung allgemeiner Größen des mehrkomponentigen Kingprofils werden drei stabile Standardmodelle zweikomponentiger Satellitengalaxien mit Massenverhältnis 1:10 (baryonische zu dunkle Materie) und unterschiedlicher Verteilung der dunklen und sichtbaren Materie gefunden. Ohne die Allgemeinheit der Ergebnisse zu beeinträchtigen, wurde dabei die Große Magellanische Wolke als Grundlage der Modelle genommen. Nach geeigneter Wahl der Bahn, zu der der Gezeitenradius des verwendeten dreikomponentigen Milchstraßenpotentials sowohl analytisch als auch numerisch berechnet wird, werden Simulationen der Modelle analysiert. Hauptaugenmerk ist das unterschiedliche Verhalten der Komponenten. Hauptergebnisse: (1) Es ist möglich, große Anteile dunkler, jedoch nur geringe sichtbarer Materie abzulösen. Dunkle und sichtbare Materie können unterschiedliche morphologische Strukturen bilden. (2) Je nach Konzentration der Komponenten ist die Eigengravitation der Teilchen mehr oder weniger für das Aussehen bestimmend. (3) Die Kernauflösung des Satelliten findet im Perigalaktikum (PG), sein Zerfall aber erst im Apogalaktikum statt. (4) Die Geschwindigkeitsdispersionen der Komponenten im Kern sind im PG entlang der Sichtlinie kurzzeitig stark erhöht, sie fallen ebenso wie die Dichten und deren Verhältnis mit jedem PG stufenförmig ab; einiges davon sind nur Projektionseffekte. (5) Der radiale Verlauf der Geschwindigkeitsdispersion ist vom Bahnort abhängig er wurde genau untersucht. (6) Der Satellit zerfällt über einen Kreislauf aus Massenverlust, flacher werdendem Potential und kleiner werdendem Gezeitenradius. Equilibrium models of one- and two-component satellite galaxies are created. The tidal influence of the Milky Way, which is modeled as a rigid external potential, is examined. A first set of simulations adopting originally spherically-symmetric, one-component satellites show that after elliptical deformation, a bar and tails of unequal length arise which change their morphology cyclically. By considering comparative simulations, the following phenomena are discovered: (1) High-density regions in the tails, (2) low-density zones around the core or bar, (3) an often concealed bar. The overall morphology as function of time is analysed. The particles are lost from the core via the bar and move along certain morphologically characteristic structures into the tails. After deducing general quantities of the multi-component King model, three stable standard models of two-component satellite galaxies with different distributions of dark and visible matter are found. These models have a mass ratio of 1:10 for baryonic to dark matter. Without restriction to the universality of the results, the Large Magellanic Cloud was taken as basic prototype for these models. To choose the proper orbits, the tidal radius of the three-component model of the potential of the Galaxy is calculated both analytically and numerically. Then the simulations are analysed with the different behaviour of the components being the main focus of interest. Main results: (1) It is possible to detach a large fraction of dark matter but only a small amount of visible matter. Dark and visible matter may form different morphological structures. (2) Depending on the concentrations of the components, self-gravity may be the decisive factor for determining the morphology. (3) The dissolution of the core of the satellite occurs at perigalacticon (PG), but it does not decay before apogalacticon. (4) At PG the core densities of the components, their ratio and the velocity dispersions fall off in steps, the velocity dispersions along the line of sight show a high narrow peak. Some of these effects are just projection effects. (5) The radial dependence of the velocity dispersion is dependent on the orbital position; it is analysed in detail. (6) The satellite decays through a cycle of mass loss, an increasingly shallow potential and decreasing tidal radius.
Psychotic and borderline patients rated their self-image and their perception of their mother and father using the Structural Analysis of Social Behavior model (SASB). The borderline patients had more negative images of themselves and their parents, especially their fathers, than did the psychotic patients and the normal subjects, while the psychotic patients' ratings did not differ much from those of the normal subjects. The self-image was related to the images of both parents for borderline patients and normal subjects, while for the psychotic patients only the image of the mother was important for the self-image. In addition, the psychotic patients did not differentiate between the poles of control and autonomy in the introjected self-image. It was concluded that borderline patients are characterized by negative attachment, while psychotic patients are characterized by poor separation from the mother and poor differentiation between autonomy and control. The paper also discusses how this may influence the patients' relations to others. Psychotische und Borderline Patienten beurteilten ihr Selbstbild und ihre Wahrnehmung von Mutter und Vater mit Hilfe der strukturalen Analyse sozialen Verhaltens (SASB). Die Borderline Patienten hattten negativere Selbstbilder und Elternbilder (speziell Vaterbilder) als die psychotischen Patienten und gesunde Personen. Die Beurteilungen der psychotischen Patienten unterschieden sich dagegen nicht besonders von jenen Gesunder. Das Selbstbild stand in Beziehung zu beiden Elternbildern bei den Borderline Patienten und den Gesunden, während bei den psychotischen Patienten nur das Mutterbild für das Selbstbild bedeutsam war. Außerdem konnte bei den psychotischen Patienten nicht zwischen den Polen der Kontrolle und Autonomie bzgl. der introjizierten Selbstbilder differenziert werden. Aus den Ergebnissen wird gefolgert, dass Borderline Patienten durch eine negative Bindung charackterisiert sind, psychotische Patienten dagegen durch eine mangelnde Separation von ihren Müttern und eine geringe Differenzierung zwischen Autonomie und Kontrolle. Es wird außerdem diskutiert, wie die Ergebnisse auf die realen Beziehungen der Patienten zu anderen Menschen Einflus nehmen könnten. Des patients psychotiques et Borderline ont évalué leur image d'eux-mêmes et leur perception de leur mère et père à l'aide du modèle de l'Analyse Structural du Comportement Social (SASB. Les patients Borderline avaient des imagess plus négatives d'eux-mêmes et de leurs parents, surtout de leur père, que les patients psychotiques et les sujets normaux, alors que les patients psychotiques se jugeaient à peine différemment des sujets normaux. L'image de soi était en relation avec les images des deux parents pour les patients Borderline et pour les sujets normaux, alors que pour les patients psychotiques, seulement l'image de la mère jouait un rôle pour leur image. En plus, les patients psychotiques ne différenciaient pas entre les pôles de contrôle et d'autonomie dans l'image de soi introjectée. Nous en avons conclu que les patients Borderline se caractérisent par un attachement négatif, et les patients psychotiques par une faible séparation de la mère ainsi qu'une différenciation modeste entre autonomie et contrôle. L'influence de ceci sur les relations des patients avec les autrs est discutée dans cet article. Pacientes limítrofes y psicóticos evaluaron su autoimagen y la percepción que tenían de sus padres usando el modelo de Análisis estructural del comportamiento social (SASB). Los pacientes limítrofes registraron imágenes más negativas de sí mismos y de sus progenitores, especialmente de su padre, que los pacientes psicóticos y los normales, mientras que las evaluaciones de los pacientes psicóticos no difirieron mucho de las de los sujetos normales. La autoimagen tuvo relación con la imagen de ambos progenitores tanto en el caso de los pacientes limítrofes como de los sujetos normales, mientras que para los pacientes psicóticos no diferenciaron entre control y autonomía en la autoimagen introyectada. Se concluyó que los pacientes limítrofes se caracterizan por un apego negativo, mientras que los pacientes psicóticos muestran una pobre separación de su madre y también pobre discriminación entre autonomía y control. El trabajo también discute cómo esto puede influire sobre la relación de los pacientes con los demás.
1-Methylpyren (MP) ist hepatokanzerogen in neugeborenen männlichen Mäusen. Durch Hydroxylierung an der benzylischen Stelle und anschließende Sulfonierung wird MP zu DNA-reaktivem 1-Sulfooxymethylpyren (SMP) aktiviert. In der Ratte führt die Exposition des benzylischen Alkohols, 1-Hydroxymethylpyren (HMP), zur DNA-Adduktbildung in verschiedenen Geweben. Eventuelle Konsequenz der Toxifizierung ist die Ausscheidung entsprechender Mercaptursäure und Nukleosidaddukt im Harn, welche aufgrund ihrer Herkunft als Biomarker eignen könnten. In dieser Arbeit wird die Ausscheidung der Mercaptursäure und des N2-Desoxyguanosinadduktes in HMP-exponierten Ratten untersucht. Nach der Applikation von HMP bzw. MP wurden weniger als 1 % der Dosis als MPMA über Urin und Faeces ausgeschieden (0 - 48 h). Die Ausscheidung erfolgt hauptsächlich in den ersten 24 h nach der Applikation. MPdG konnte weder in Urin noch in Faeces der HMP-behandelten Tieren identifiziert werden. Nach direkter SMP-Applikation wurde MPdG nur in sehr geringe Menge (weniger als 0,9 ppm in 12 h) im Urin gefunden. Aufgrund der geringen Menge eignet sich MPdG nicht als Biomarker. MPMA dagegen, lässt sich analytisch gut erfassen. Es sollte daher untersucht werden, ob MPMA die Toxifizierung des HMP wiederspiegelt. Die Voraussetzung dafür ist die Kenntnisse über das Metabolismusmuster von HMP. Es wurde daher umfassende Untersuchungen zum Metabolismus des HMP durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass mehr als 80 % der Metaboiten in ihrer oxidierten Form (PCS, deren Glucuronsäure-Konjugate sowie phenolische Sulfatester der PCS) ausgeschieden wurden. Demnach spielt die Oxidation des HMP zu PCS eine sehr wichtige Rolle bei der Detoxifizierung und Ausscheidung von HMP. Ferne konnte nachgewiesen werden, dass die Enzyme Alkohol- und Aldehyd-Dehydrogenase an der Oxidation von HMP beteiligt waren. Die Inhibitoren Disulfiram und Ethanol der o. g. Enzyme wurde daher zur Modulation der Detoxifizierung in vivo eingesetzt. Die Veränderungen in der Toxifizierung von HMP zu SMP wurden durch die SMP-Konzentration im Plasma, die DNA-Addukthäufigkeit und die MPMA-Ausscheidung erfasst. Die Vorbehandlung von Disulfiram und Ethanol führte zu tendentielle Erhöhung der SMP-Konzentration im Plasma, DNA-Addukthäufigkeit in der Leber und die MPMA-Ausscheidung. Bemerkenswert ist jedoch, dass bereits eine Dosis von 0,2 g Ethanol/kg Körpermasse bereits zu statistisch signifikanten Erhöhungen der MPMA-Ausscheidung bei weiblichen Ratten. 1-Methylpyrene is hepatocarcinogenic in rodents. It is metabolized primarily to 1-hydroxymethylpyrene (HMP) by various cDNA-expressed rat and human cytochromes P450. HMP is activated to a highly reactive sulfuric acid ester, 1-sulfooxymethylpyrene (SMP), by sulphotransferases. In the rat, this activation pathway leads to the formation of DNA adducts in various tissues. Possible consequences of the toxification could be the excretion of the corresponding mercapturic acid and nucleosidadduct in urine and feces. Because of their origin, these substances should reflex the toxification process may be used as biomarkers. We investigate the excretion of 1-methylpyrenyl-mercapturic acid (MPMA) and the excretion of N2-(1-methylpyrenyl)-desoxyguanosin (MPdG) in urine and feces of HMP-treated rats. These studies showed that only a minor portion (< 1 %) of the administered dose of 1-HMP was excreted as mercapturic acid. MPdG could not be identified in urine and feces of HMP-treated rats. Treating rats with the active spieces sulfooxymethylpyrene, 0.9 ppm of the dose was found excreted within 12 h. I now investigated the alternative metabolic pathways of HMP. More than 50 % of the dose (administered intraperitoneally) was excreted as free 1-pyrenyl carboxylic acid and its glucuronic acid conjugate primarily in the urine. Other major urinary metabolites were phenolic sulpho conjugates of ring-oxidized 1-pyrenyl carboxylic acid (> 30 %). Minor metabolites were phenolic sulpho conjugates of HMP (< 5 %). The glucuronic acid conjugate of HMP was found in very small amounts. In total, > 80 % of the metabolites excreted were oxidized at the exocyclic carbon. This side-chain oxidation, probably catalyzed by alcohol and aldehyde dehydrogenases, appears to represent a detoxification pathway. Indeed, administration of ethanol shortly before the administration of HMP to rats increased the levels of SMP detected in blood, of DNA adducts formed in tissues and of mercapturic acid excreted. These effects were observed even at very low dose levels of ethanol (0.2 g per kg body weight). Similar effects were shown after administration of Disulfiram, an inhibitor of aldehyde dehydrogenase.
Human hirsuteness, or pathological hair growth, can be symptomatic of various conditions, including genetic mutation or inheritance, and some cancers and hormonal disturbances. Modern investigations into hirsuteness were initiated by nineteenth-century German physicians. Most early modern European cases of hypertrichosis (genetically determined all-over body and facial hair) involve German-speaking parentage or patronage, and are documented in German print culture. Through the Wild Man tradition, modern historians routinely link early modern reception of historical hypertrichosis cases to issues of ethnicity without, however, recognising early modern awareness of links between temporary hirsuteness and the pathological nexus of starvation and anorexia. Here, four cases of hirsute females are reconsidered with reference to this medical perspective, and to texts and images uncovered by my current research at the Herzog August Library and German archives. One concerns an Italian girl taken to Prague in 1355 by the Holy Roman Empress, Anna von Schweidnitz. Another focuses on Madeleine and Antonietta Gonzalez, daughters of the ‘Wild Man’ of Tenerife, documented at German courts in the 1580s. The third and fourth cases consider the medieval bearded Sankt Kümmernis (also known as St Wilgefortis or St Uncumber), and the seventeenth-century Bavarian fairground performer Barbara Urslerin. Krankhafter menschlicher Hirsutismus kann aufgrund unterschiedlicher Ursachen auftreten, zu denen u.a. genetische Veränderungen und Vererbung, verschiedene Krebserkrankungen und hormonelle Störungen gehören. Die moderne Hirsutismus-Forschung ist im 19. Jh. von deutschen Forschern initiiert worden. Die meisten europäischen frühneuzeitlichen Erscheinungen von Hypertrichose (dem genetisch bedingten Haarwuchs am gesamten Körper und im Gesicht) gehen auf deutschsprachige Eltern oder Förderer zurück und sind in Deutschland in den Druck gelangt. Bei Untersuchungen des Motivs des Wilden Mannes zieht die aktuelle geschichtswissenschaftliche Forschung in der Regel Verbindungslinien zwischen der frühneuzeitlichen Wahrnehmung von Hypertrichose-Fällen und Fragen der Ethnizität, ohne jedoch zu beachten, dass in der Frühen Neuzeit die Verbindung zwischen temporärem Hirsutismus und der krankhaften Verknüpfung von Unterernährung und Anorexie bekannt war. Im vorliegenden Beitrag werden vier Fälle von an Hirsutismus erkrankten Frauen neu analysiert, unter Einbezug dieser medizinischen Perspektive und unter Beachtung von Texten und Abbildungen, die meine jüngsten Forschungen in der Herzog August Bibliothek und an deutschen Archiven ans Licht gefördert haben. Die hier betrachteten Fälle betreffen ein italienisches Mädchen, das 1355 von Anna von Schweidnitz, Kaiserin des Hl. Römischen Reichs, nach Prag gebracht wurde; Madeleine und Antonietta Gonzalez, die Töchter des ‘Wilden Manns’ von Teneriffa, die in den 1580er Jahren an deutschen Höfen bezeugt sind; die bärtige Sankt Kümmernis (Wilgefortis), und die bayerische Jahrmarktkünstlerin Barbara Urslerin. PMID:25598545
This paper describes the historical background and early formation of Wilhelm Johannsen's distinction between genotype and phenotype. It is argued that contrary to a widely accepted interpretation (For instance, W. Provine, 1971. The Origins of Theoretical Population Genetics. Chicago: The University of Chicago Press; Mayr, 1973; F. B. Churchill, 1974. Journal of the History of Biology 7: 5-30; E. Mayr, 1982. The Growth of Biological Thought, Cambridge: Harvard University Press; J. Sapp, 2003. Genesis. The Evolution of Biology. New York: Oxford University Press) his concepts referred primarily to properties of individual organisms and not to statistical averages. Johannsen's concept of genotype was derived from the idea of species in the tradition of biological systematics from Linnaeus to de Vries: An individual belonged to a group - species, subspecies, elementary species - by representing a certain underlying type (S. Müller-Wille and V. Orel, 2007. Annals of Science 64: 171-215). Johannsen sharpened this idea theoretically in the light of recent biological discoveries, not least those of cytology. He tested and confirmed it experimentally combining the methods of biometry, as developed by Francis Galton, with the individual selection method and pedigree analysis, as developed for instance by Louis Vilmorin. The term "genotype" was introduced in W. Johannsen's 1909 (Elemente der Exakten Erblichkeitslehre. Jena: Gustav Fischer) treatise, but the idea of a stable underlying biological "type" distinct from observable properties was the core idea of his classical bean selection experiment published 6 years earlier (W. Johannsen, 1903. Ueber Erblichkeit in Populationen und reinen Linien. Eine Beitrag zur Beleuchtung schwebender Selektionsfragen, Jena: Gustav Fischer, pp. 58-59). The individual ontological foundation of population analysis was a self-evident presupposition in Johannsen's studies of heredity in populations from their start in the early 1890s till his death in 1927. The claim that there was a "substantial but cautious modification of Johannsen's phenotype-genotype distinction" (Churchill, 1974, p. 24) from a statistical to an individual ontological perspective derives from a misreading of the 1903 and 1909 texts. The immediate purpose of this paper is to correct this reading of the 1903 monograph by showing how its problems and results grow out of Johannsen's earlier work in heredity and plant breeding. Johannsen presented his famous selection experiment as the culmination of a line of criticism of orthodox Darwinism by William Bateson, Hugo de Vries, and others (Johannsen, 1903). They had argued that evolution is based on stepwise rather than continuous change in heredity. Johannsen's paradigmatic experiment showed how stepwise variation in heredity could be operationally distinguished from the observable, continuous morphological variation. To test Galton's law of partial regression, Johannsen deliberately chose pure lines of self-fertilizing plants, a pure line being the descendants in successive generations of one single individual. Such a population could be assumed to be highly homogeneous with respect to hereditary type, and Johannsen found that selection produced no change in this type. Galton, he explained, had experimented with populations composed of a number of stable hereditary types. The partial regression which Galton found was simply an effect of selection between types, increasing the proportion of some types at the expense of others.
A multidisciplinary study has been carried out to contribute to the understanding of the geologic evolution of the largest known occurrence of ultra-high-pressure (UHP) rocks on Earth, the Dabie Shan of eastern China. Geophysical data, collected along a ca. 20 km E-W trending seismic line in the eastern Dabie Shan, indicate that the crust comprises three layers. The upper crust has a homogeneously low reflectivity and exhibits roughly subhorizontal reflectors down to ca. 15 km. It is therefore interpreted to portray a crustal UHP slab thrust over non-UHP crust. An aprubt change in intensity and geometry of observed reflectors marks the boundary of a mid- to lower crustal zone which is present down to ca. 33 km. This crustal zone likely represents cratonal Yangtze crust that was unaffected by the Triassic UHP event and which has acted as the footwall during exhumation of the crustal wedge. Strong and continuous reflectors occurring at ca. 33-40 km depth most likely trace the Moho at the base of the crust. Any trace of a crustal root, that may have formed in response to collision tectonics, is therefore not preserved. A shollow tomographic velocity modell based on inversion of the first arrivals is constructed additionally. This model clearly images the distinct lithologies on both sides of the Tan Lu fault. Sediments to the east exhibit velocities of about 3.4 - 5.0 km* s^-1, whereas the gneisses have 5.2 - 6.0 km*s^-1. Geometry of velocity isolines may trace the structures present in the rocks. Thus the sediments dip shallowly towards the fault, whereas isoclinal folds are imaged to occur in the gneisses. Field data from the UHP unit of the Dabie Shan enables definition of basement-cover sequences that represent sections of the former passive margin of the Yangtze craton. One of the cover sequences, the Changpu unit, still displays a stratigraphic contact with basement gneisses, while the other, the Ganghe unit, includes no relative basement exposure. The latter unit is in tectonic contact with the basement of the former unit via a greenschist-facies blastomylonite. The Changpu unit is chiefly constituted by calc-arenitic metasediments intercalated with meta-basalts, whereas the Ganghe unit contains arenitic-volcanoclastic metasediments that are likewise associated with meta-basalts. The basement comprises a variety of felsic gneisses, ranging from preserved eclogitic- to greenschist-facies paragenesis, and locally contains mafic-ultramafic meta-plutons in addition to minor basaltic rocks. Metabasites of all lithologies are eclogite-facies or are retrogressed equivalents, which, with the exception of those from the Ganghe unit, bear coesite and thus testify to an UHP metamorphic overprint. Mineral chemistry of the analysed samples reveal large compositional variations among the main minerals, i.e. garnet and omphacite, indicating either distinct protoliths or different degrees of interaction with their host-rocks. Contents of ferric iron in low Fetot omphacites are determined by wet chemical titration and found to be rather high, i.e. 30-40 %. However, a even more conservative estimate of 50% is applied in the corresponding calculations, in order to be comparable with previous studies. Textural constraints and compositional zonation pattern are compatible with equilibrium conditions during peak metamorphism followed by a retrogressive overprint. P-T data are calculated with special focus on the application of the garnet-omphacite-phengite barometer, combined with Fe-Mg exchange thermometers. Maximum pressures range from 42-48 kbar (for the Changpu unit) to ~37 kbar (for the Ganghe unit and basement rocks). Temperatures during the eclogite metamorphism reached ca. 750 °C. Although the sample suite reveals variable peak-pressures, temperatures are in reasonable agreement. Pressure differences are interpreted to be due to strongly Ca-dominated garnet (up to 50 mol % grossular in the Changpu unit) and modification of peak-compositions during retrogressive metamorphism. The integrated geological data presented in this thesis allow it to be concluded that, i) basement and cover rocks are present in the Dabie Shan and both experienced UHP conditions ii) the Dabie Shan is the metamorphic equivalent of the former passive margin of the Yangtze craton iii) felsic gneisses undergoing UHP metamorphism are affected by volume changes due to phase transitions (qtz coe), which directly influence the tectono-metamorphic processes iv) initial differences in temperature may account for the general lack of lower crustal rocks in UHP-facies Um das Verständnis der geologischen Entwicklung des größten bekannten Vorkommens von ultra-hochdruck (UHP) Gesteinen auf der Erde, des Dabie Shan im östlichen China, zu erhöhen, wurde eine multidisziplinäre Studie durchgeführt. Geophysikalische Daten wurden entlang einer ca. 20 km langen seismischen Linie im östlichen Dabie Shan gesammelt. Diese reflektionsseismischen Daten zeigen, dass die Kruste aus drei Lagen besteht. Die Oberkruste besitzt eine durchgehend niedrige Reflektivität und meist subhorizontale Reflektoren bis in eine Tiefe von ca. 15 km. Aufgrund dieser Charakteristika wird diese Zone als UHP-bezogener krustaler Keil interpretiert, der auf nicht UHP Kruste überschoben wurde. Ein abrupter Wechsel in der Geometrie aber auch Intensität der Reflektoren markiert die Grenze zu einer mittel- bis unterkrustalen Zone, die sich bis ca. 33 km Tiefe erstreckt. Diese Zone repräsentiert wahrscheinlich kratonale Yangtze Kruste, die von der triassischen UHP-Orogenese nicht erfasst wurde, aber während der Exhumierung das Liegende relativ zum UHP Keil war. Starke und kontinuierliche Reflektoren im Tiefenintervall von 33-40 km bilden höchstwahrscheinlich die Moho an der Basis der Kruste ab. Relikte einer Krustenwurzel, die sich wahrscheinlich während der Kollisionstektonik gebildet hatte, sind nicht sichtbar. Ein flaches tomographisches Geschwindigkeitsmodell, das auf der Inversion der Ersteinsätze gründet, konnte zusätzlich erstellt werden. Dieses Modell bildet deutlich die unterschiedlichen Lithologien auf beiden Seiten der Tan Lu Störung ab. Sedimente östlich der Störung zeigen Geschwindigkeiten von 3.4 - 5.0 km* s^-1, wohingegen die Gneise im Westen 5.2 - 6.0 km*s^-1 aufweisen. Die Geometrie der Geschwindigkeits-Isolinien kann als Ausdruck der Strukturen der Gesteine angenommen werden. Somit zeigen die Sedimente ein nordwestliches Einfallen zur Störung hin, wohingegen isoklinale Falten in den Gneisen abgebildet werden. Geländedaten aus der UHP Einheit des Dabie Shan ermöglichen die Definition von Grundgebirgs- und Deckeinheiten, die Teile des ehemaligen passiven Kontinentalrandes des Yangtze Kratons repräsentieren. Eine der Deckeinheiten, die Changpu Einheit, besitzt nach wie vor einen stratigraphischen Kontakt zu den Grundgebirgs-Gneisen. Der anderen Einheit hingegen, der Ganghe Einheit, fehlt ein entsprechendes Grundgebirge. Diese Einheit steht vielmehr über einen Blasto-Mylonit in tektonischem Kontakt zum Grundgebirge der vorherigen. Die Changpu Einheit baut sich aus kalk-arenitischen Metasedimenten auf, die mit Metabasalten assoziiert sind. Die Ganghe Einheit wird von arenitisch-vulkanoklastischen Metasedimenten, die ebenfalls mit metabasaltischen Gesteinen vergesellschaftet sind, dominiert. Das Grundgebirge baut sich aus diversen felsischen Gneisen auf, die von reliktisch eklogitfaziell bis grünschieferfaziell ausgeprägt sind, und in denen, zusätzlich zu Metabasalten, sporadisch mafisch-ultramafische Meta-Plutone auftreten. Mit Ausnahme der Ganghe Einheit, führen die Metabasite Coesit und belegen somit das UHP Ereignis. Die Mineralchemie der analysierten Proben dokumentiert deutliche Variationen in der Zusammensetzung der Hauptminerale, Granat und Omphazit, was entweder unterschiedliche Protolithe oder unterschiedliche Grade von Stoffaustausch mit den Wirtsgesteinen reflektiert. Gehalte von dreiwertigem Eisen in Omphaziten mit geringen Gesamteisengehalten, wurden mittels Titration bestimmt, wobei sich Werte von 30-40 % ergaben. Dennoch wurde ein noch konservativerer Wert von 50% dreiwertigem Eisen in den entsprechenden Berechnungen angenommen, hauptsächlich, um mit anderen Arbeiten vergleichbar zu sein. Texturen und chemische Zonierungen in den Mineralen sind kompatibel mit Gleichgewichtsbedingungen während dem Höhepunkt der Metamorphose, der retrograd überprägt wird. P-T Daten wurden mit deutlicher Betonung auf das Granat-Omphazit-Phengit Barometer, das mit Fe-Mg Austausch-Thermometern kombiniert wurde, berechnet. Höchstdrucke reichen von 42-48 kbar (für die Changpu Einheit) bis ca. 37 kbar (für das Grundgebirge und die Ganghe Einheit). Während der eklogitfaziellen Metamorphose wurden Temperaturen von ca. 750 °C erreicht. Obwohl die maximalen Drucke deutlich schwanken, sind die Temperaturbestimmungen in guter Übereinstimmung. Die Druckschwankungen können zum einen durch deutlich Ca-dominierte Granate (bis zu 50 mol% Grossular in der Changpu Einheit) und/oder zum anderen durch Modifikationen der Mineralzusammensetzungen während der retrograden Metamorphose erklärt werden. Die präsentierten integrativen geologischen Daten ermöglichen die folgenden Schlussfolgerungen i) Grundgebirgs- und Deckeinheiten treten im Dabie Shan auf und wurden beide UHP metamorph überprägt ii) Der Dabie Shan ist das metamorphe Äquivalent des früheren passiven Kontinentalrandes des Yangtze Kratons iii) felsische Gneise, die eine UHP Metamorphose durchlaufen, sind von Volumenver-änderungen betroffen, die durch großräumige Phasenumwandlungen (Quarz Coesit) hervorgerufen werden, was direkt die tektono-metamorphen Prozesse beeinflusst iv) Initiale Unterschiede in der Temperatur sind möglicherweise dafür verantwortlich, dass generell Unterkrustengesteine in UHP Fazies fehlen
Background Henrich Klebahn was a German linguist, mycologist and phytopathologist, who was known as Dr. Dr. h. c. Henrich Klebahn, Hauptcustos a. D., Honorarprofessor an der Hanischen Universität. He was born February 20, 1859 in Bremen, and died October 5, 1942 in Hamburg. He taught linguistics from 1885-1899, studied Natural Science at the Universities of Jena and Berlin (1881) and received his PhD from the University of Jena. In 1899, he was appointed scientific assistant at the Hamburg botanical garden, where he worked until 1905. From 1905 to 1930, he was at the agricultural institute of Bromberg. In 1921, he was named honorary professor and lecturer in cryptogams and soil biology at the Institut für Allgemeine Botanik where he taught until 1934. He is well known for his work on gas vesicles and halophiles, among other topics. This re-print of 'Die Schädlinge des Klippfisches. Ein Beitrag zur Kenntnis der salzliebenden Organismen. Von H. Klebahn. Mit zwei Tafeln und vier Abbildungen im Text.' was originally published in 1919 in the Jahrbuch der Hamb. Wissensch. Anstaltes. XXXVI. Beiheft pages 11-69, by Latcke & Waltt, E. H. Buchdrucker. The translators have tried to remain faithful to the contents and to the original sense of the article by minimizing modifications. Results The original paper reported the conclusions of a 3 year long study of the microbes causing damage to the fish industry as well as a summation of work on the subject up until 1919. The findings were that the causative agents were fungi and other microbes, the chief of which was a red, Gram-negative rod-shaped bacillus, Bacillus halobius ruber, that formed pale reddish colonies and was found to oscillate, but after extensive testing, was found not possess flagella. The initial appearance of "a shiny corpuscle" at the ends of cells was determined not to be spores; rather that it was the "result of the coherence of the light beams due to a total reflection of the light in the optically denser little rods". The cells were osmotically sensitive to the addition of water. In addition, a Gram-negative, red Sarcina morrhuae that appeared pinker in color, was less salt-sensitive than the red bacillus, in fact surviving the transfer to water. These were "round individual cells or groups of only two or four cells, usually; however, there are eight or more round cells that are arranged like cube corners to great cube-like or irregular packages lying together, just in the same manner as with the familiar Sarcina ventriculi." This organism was also identified from the walls of a fish storage room. Finally, a third, red microorganism was isolated: a Gram-negative micrococcus, Micrococcus (Diplococcus) morrhuae, which was "spherically rounded" and barely sensitive to water: "If one distributes a sample of a colony in water, the cells partly separate, to a great degree; however, they stay together in groups of two or four cells." Conclusions This article provides evidence for identification of halophilic microbes as the major cause of fish spoilage, and is one of the earliest publications in the field of halophile microbiology. PMID:20569477
Our every-day experience is connected with different acoustical noise or music. Usually noise plays the role of nuisance in any communication and destroys any order in a system. Similar optical effects are known: strong snowing or raining decreases quality of a vision. In contrast to these situations noisy stimuli can also play a positive constructive role, e.g. a driver can be more concentrated in a presence of quiet music. Transmission processes in neural systems are of especial interest from this point of view: excitation or information will be transmitted only in the case if a signal overcomes a threshold. Dr. Alexei Zaikin from the Potsdam University studies noise-induced phenomena in nonlinear systems from a theoretical point of view. Especially he is interested in the processes, in which noise influences the behaviour of a system twice: if the intensity of noise is over a threshold, it induces some regular structure that will be synchronized with the behaviour of neighbour elements. To obtain such a system with a threshold one needs one more noise source. Dr. Zaikin has analyzed further examples of such doubly stochastic effects and developed a concept of these new phenomena. These theoretical findings are important, because such processes can play a crucial role in neurophysics, technical communication devices and living sciences. Unsere alltägliche Erfahrung ist mit verschiedenen akustischen Einfluessen wie Lärm, aber auch Musik verbunden. Jeder weiss, wie Lärm stören kann und Kommunikation behindert oder gar unterbindet. Ähnliche optische Effekte sind bekannt: starkes Schneetreiben oder Regengüsse verschlechtern die Sicht und lassen uns Umrisse nur noch schemenhaft erkennen. Jedoch koennen ähnliche Stimuli auch sehr positive Auswirkungen haben: Autofahrer fahren bei leiser Musik konzentrierter -- die Behauptung von Schulkindern, nur bei dröhnenden Bässen die Mathehausaufgaben richtig rechnen zu können, ist allerdings nicht wissenschaftlich erwiesen. Außerordentlich interessant aus dieser Sicht sind auch Reizleitungsprozesse: Reize werden nur weitergleitet, wenn die strukturlosen Signale der Neuronen mit ausreichend starker Intensität erfolgen, also ein Schwellwert überschritten ist. Der Physiker Dr. Alexei Zaikin von der Universität Potsdam beschäftigt sich mit sogenannten rauschinduzierten Phänomenen aus theorischer Sicht. Sein Forschungsgebiet sind Prozesse, bei denen Rauschen mehrfach das Systemverhalten beeinflusst: ist es ausreichend gross, d.h. größer als ein kritischer Wert, wird eine reguläre Struktur gebildet, die durch das immernoch vorhandene Rauschen mit der Struktur des Nachbarsystems synchronisiert. Um ein solches System mit kritischem Wert zu erhalten, bedarf es einer weiteren Rauschquelle. Herr Zaikin analysierte noch weitere Beispiele solcher doppelt stochastischen Effekte. Die Ausarbeitung derartiger theoretischer Grundlagen ist wichtig, da diese Prozesse in der Neurophysik, in technischen Kommunikationssystemen und in den Lebenswissenschaften eine Rolle spielen.
The theory of atomic Boson-Fermion mixtures in the dilute limit beyond mean-field is considered in this thesis. Extending the formalism of quantum field theory we derived expressions for the quasi-particle excitation spectra, the ground state energy, and related quantities for a homogenous system to first order in the dilute gas parameter. In the framework of density functional theory we could carry over the previous results to inhomogeneous systems. We then determined to density distributions for various parameter values and identified three different phase regions: (i) a stable mixed regime, (ii) a phase separated regime, and (iii) a collapsed regime. We found a significant contribution of exchange-correlation effects in the latter case. Next, we determined the shift of the Bose-Einstein condensation temperature caused by Boson-Fermion interactions in a harmonic trap due to redistribution of the density profiles. We then considered Boson-Fermion mixtures in optical lattices. We calculated the criterion for stability against phase separation, identified the Mott-insulating and superfluid regimes both, analytically within a mean-field calculation, and numerically by virtue of a Gutzwiller Ansatz. We also found new frustrated ground states in the limit of very strong lattices. ----Anmerkung: Der Autor ist Träger des durch die Physikalische Gesellschaft zu Berlin vergebenen Carl-Ramsauer-Preises 2004 für die jeweils beste Dissertation der vier Universitäten Freie Universität Berlin, Humboldt-Universität zu Berlin, Technische Universität Berlin und Universität Potsdam. Ziel der Arbeit war die systematische theoretische Behandlung von Gemischen aus bosonischen und fermionischen Atomen in einem Parameterbereich, der sich zur Beschreibung von aktuellen Experimenten mit ultra-kalten atomaren Gasen eignet. Zuerst wurde der Formalismus der Quantenfeldtheorie auf homogene, atomare Boson-Fermion Gemische erweitert, um grundlegende Größen wie Quasiteilchenspektren, die Grundzustandsenergie und daraus abgeleitete Größen über die Molekularfeldtheorie hinaus zu berechnen. Unter Zuhilfenahme der dieser Resultate System wurde ein Boson-Fermion Gemisch in einem Fallenpotential im Rahmen der Dichtefunktionaltheorie beschrieben. Daraus konnten die Dichteprofile ermittelt werden und es ließen sich drei Bereiche im Phasendiagramm identifizieren: (i) ein Bereich eines stabilen Gemisches, (ii) ein Bereich, in dem die Spezies entmischt sind und (iii) ein Bereich, in dem das System kollabiert. Im letzten dieser drei Fällen waren Austausch--Korrelationseffekte signifikant. Weiterhin wurde die Änderung der kritischen Temperatur der Bose-Einstein-Kondensation aufgrund der Boson-Fermion-Wechselwirkung berechnet. Verursacht wird dieser Effekt von Dichtumverteilungen aufgrund der Wechselwirkung. Dann wurden Boson-Fermion Gemische in optischen Gittern betrachtet. Ein Stabilitätskriterium gegen Phasenentmischung wurde gefunden und es ließen sich Bedingungen für einen supraflüssig zu Mott-isolations Phasenübergang angeben. Diese wurden sowohl mittels einer Molekularfeldrechnung als auch numerisch im Rahmen eines Gutzwilleransatzes gefunden. Es wurden weiterhin neuartige frustrierte Grundzustände im Fall von sehr großen Gitterstärken gefunden.
1. Die Deacetylierung von crabshell - Chitosan führte gleichzeitig zu einem drastischen Abfall der mittleren viscosimetrischen Molmasse ( Mv), insbesondere wenn die Temperatur und die Konzentration an NaOH erhöht werden. Diese Parameter beeinflussten jedoch nicht den Grad der Deacetylierung (DD). Wichtig ist jedoch die Quelle des Ausgangsmaterials: Chitin aus Pandalus borealis ist ein guter Rohstoff für die Herstellung von Chitosan mit niedrigem DD und gleichzeitig hoher mittlerer Mv, während Krill-Chitin (Euphausia superba) ein gutes Ausgangsmaterial zur Herstellung von Chitosan mit hohem DD und niedrigem Mv ist. Chitosan, das aus Insekten (Calliphora erythrocephala), unter milden Bedingungen (Temperatur: 100°C, NaOH-Konzentration: 40 %, Zeit: 1-2h ) hergestellt wurde, hatte die gleichen Eigenschaften hinsichtlich DD und Mv wie das aus Krill hergestellte Chitosan. Der Bedarf an Zeit, Energie und NaOH ist für die Herstellung von Insekten-Chitosan geringer als für crabshell-Chitosan vergleichbare Resultaten für DD und Mv. 2. Chitosan wurde durch den Schimmelpilz Aspergillus fumigatus zu Chitooligomeren fermentiert. Die Ausbeute beträgt 25%. Die Chitooligomere wurden mit Hilfe von HPLC und MALDI-TOF-Massenspektrmetrie identifiziert. Die Fermentationsmischung fördert die Immunität von Pflanzen gegen Bakterien und Virusinfektion. Die Zunahme der Immunität schwankt jedoch je nach System Pflanze-Pathogen. Die Fermentation von Chitosan durch Aspergillus fumigatus könnte eine schnelle und billige Methode zur Herstellung von Chitooligomeren mit guter Reinheit und Ausbeute sein. Eine partiell aufgereinigte Fermentationsmischung dieser Art könnte in der Landwirtschaft als Pathogeninhibitor genutzt werden. Durch kontrollierte Fermentation, die Chitooligomere in definierter Zusammensetzung (d.h. definierter Verteilung des Depolymerisationsgrades) liefert, könnte man zu Mischungen kommen, die für die jeweilige Anwendung eine optimale Bioaktivität besitzen. 3. Die aus Chitosan-Dispersionen hergestellten MCChB-Filme weisen bessere mechanische Eigenschaften (Bruchfestigkeit, Dehnung) und eine höhere Wasseraufnahmefähigkeit auf als Filme, die nach herkömmlichen Methoden aus sauerer Lösung hergestellt werden. Die Einführung von Proteinen ändert die mechanischen Eigenschaften der MCChB-Filme abhängig von der Art, der Proteine sowie des DD und der Mv des eingesetzte Chitosan. Die Zugabe von Protein beschleunigt den biologischen Abbau der MCChB-Filme. Aus den untersuchten MCChB-Filmen mit Proteinzusatz können leichte, reißfeste und dennoch elastische Materialen hergestellt werden. 4. Mit Hilfe von MCChB-Dispersion kann Papier modifiziert werden. Dadurch werden die mechanischen Eigenschaften verbessert und die Wasseraufnahme wird verringert. Die Zugabe von Proteinen verringert das Wasseraufnahmevermögen noch weiter. Ein geringes Wasseraufnahmevermögen ist der bedeutendste Faktor bei der Papierherstellung. Auch Papier, das mit einem MCChB-Protein-Komplexe modifiziert wurde, zeigt gute mechanische Eigenschaften. 5. Wird Chitosan durch unmittelbare Einführung von MCChB auf Cellulose-Fasern aufgebracht, so erhält man eine netzartige Struktur, während durch Ausfällung aufgebrachtes Chitosan eine dünne Schicht auf den Cellulose-Fasern bildet. Die netzartige Struktur erleichtert die Bioabbaubarkeit, während die Schichtstruktur diese erschwert. 6. Die guten mechanischen Eigenschaften, die geringe Wasseraufnahmefähigkeit und die mit Cellulose vergleichbare Bioabbaubarkeit von Papier, das mit MCChB modifiziert wurde, lassen MCChB für die Veredlung von Papier nützlich erscheinen. 1. Deacetylation of the crustacean chitosan causes drastically decrease in the Mv with increasing reaction temperature and time as well as the concentration of sodium hydroxide. However, the DD are relatively less affected. Pandalus borealis is a good source for production of chitosan having high Mv and low DD, whereas chitosan of medium to low Mv can ideally be prepared using krill chitin. Insect chitosan is prepared under milder condition as compared with the crustacean chitosan, showed similar Mv and DD. Moreover, the consumption of time, energy and sodium hydroxide is much lower than for crustacean chitosan used. The properties of chitin (type of source, crystallinity, DD, Mv, swelling properties, particle size) affect the deacetylated polymer parameters. 2. Fermentation of chitosan using fungus Aspergillus fumigatus resulted in a composition of oligosaccharides with controlled molecular weight and yield at least 25 wt%. The product of fermentation effectively inhibited the viral and/or bacterial infection of the plant. This method can be an excellent, inexpensive system for preparation of bioactive agent. The preliminary purified fermentation mixture due to its antiviral and antibacterial behaviour is capable to be used as a natural, plant protection agent. The controlled degradation of chitosan connected with the production of various oligosaccharides having specified molecular weight allows obtaining the product with optimum bioactivity for suitable applications. 3. The films formed form microcrystalline chitosan (MCChB) gel-like dispersion demonstrate the better mechanical properties and higher swelling behaviour than typical films prepared using acidic solution of chitosan. The introduction of proteins significantly changes the mechanical strength and swelling behaviour. Addition of proteins causes the increase in their biodecomposition. The blended films containing proteins could be the base for formation of the resistant materials showed excellent elongation at break. 4. The application of MCChB in a paper formation as a modificator of the fibre-water interactions allows producing the paper sheets indicating the high increase in the mechanical properties and significant decrease in swelling properties. The introduction of MCChB with proteins causes a slight decrease in paper mechanical strength, if determined at low relative humidity. However, the mechanical strength measured at high relative humidity differ less than for paper sheet containing only MCChB. 5. Direct introduction of MCChB to a paper pulp forms the "web-like" structure of cellulose fibres and MCChB. The "web-like" structure of MCChB enables the faster biodecomposition of formed paper sheets. The precipitation of MCChB as wells as introduction of MCChB with proteins causes the "coat-like" structure. MCChB creates a thin layers coated the cellulose fibres lowering a biodecomposition rate. 6. The properties of paper sheets modified by MCChB such as: similar to cellulose biodegradation, excellent mechanical properties at rel. high humidity and the decrease in swelling properties as well as various possibilities to introduce MCChB allow to apple microcrystalline chitosan with or without proteins as the modificator of the fibre-water interactions in paper.
This article proposes a new method for evaluating the effects of therapist and patient work in the transference. Work in the transference is often difficult for the patient, and may show a characteristic pattern of lag between a transference interpretation and its therapeutic effect. To account for this lag, we assessed patient responses to interpretations over the course of entire sessions. The narratives patients told about others, or Relationship Episodes (REs), were used as units of study. In a sample of three consecutive sessions taken from each of three psychodynamic cases, we identified several instances when transference work appeared to have an initial inhibitory effect, but facilitated progress over the course of the entire session. We recommend that to examine the effects of interpretations future studies use longer, more clinically meaningful segments of patient speech than have been used in the past. Dieser Beitrag propagiert eine neue Methode zur Evaluierung der Effekte von Übertragungsarbeit durch Therapeut und Patient. Arbeit in der Übertragung ist für den Patienten oftmals schwierig und zeigt häufig eine charakteristisches Muster von zeitlichen Verzögerungen bzgl. Übertragungsdeutungen und deren therapeutischen Effekten. Um diese zeitliche Verzögerung zu erklären, untersuchten wir die Reaktionen von Patienten auf derartige Deutungen im Verlauf ganzer Sitzungen. Narrative, in denen die Patienten über andere berichteten, also Beziehungsepisoden, dienten in dieser Studie als Einheit. In einter Stichprobe dreier aufeinanderfolgender Sitzugnen, die sich auf drei Fälle bezogen, identifizierten wir verschiedene Umstände, unter denen Übertragungsarbeit anfänglich einen hemmenden Affekt zu haben schien, letztlich aber den Gesamtverlauf der Sitzung günstig beeinflussten. Wir empfehlen, in Zukunft die Effekte von Übertragungsdeutungen auf der Basis längerer, klinische sinnvoller Segmente von Patientenäußerungen zu untersuchen als dies in der Vergangenheit der Fall war. Cet article propose une nouvelle méthode pour évaluer les effets du travail sur le transfert entre thérapeute et patient. Ce travail est souvent difficile pour le patient, et il peut y avoir un pattern caractéristique de délai entre une înterprétation de transfert et son effet thérapeutique. Pour expliquer ce délai, nous avons évalué les réponses des patients à des interprétatios au cours de séances entières. C'est les narrations des patients sur d'autres, ou Episodes Relationnels (ERs), qui ont constitué les unités de base de cette étude. Dans un échantillon de 3 séances consécutives venant de 3 cas psychodynamiques, nous avons identifié plusieurs moments où le traail sur le transfert semblait avoir un effet inhibitoire initial, mais favorisait le progrès en regardant la séance entière. Nous recommandons pour de futures études sur l'effet des interprétations de prendre des segments plus longs et cliniquement significatifs du récit du patient que ceux utilisés dans le passé. Este artículo propone un nuevo método para evaluar los efectos del trabajo de terapeuta y paciente en la transferencia. El trabajo en la transferencia es, con frecuencia, dificil para el paciente y puede mostrar un lapso característico entre una interpretación transferencial y sus efectos terapéuticos. Para explicar este lapso, hemos evaluado las respuestas del paciente a las interpretaciones a lo largo de sesiones enteras. Como unidad de estudio se usaron las narrativas de los pacientes acerca de otros, o sea, los episodios relacionales (REs). En una muestra de tres sesiones consecutivas tomadas de tres casos psicodinámicos, identificamos varioss casos en los que la trasferencia parecía tener un efecto inicial inhibitorio, aunque se vio que a lo largo de la sesión facilitaba el progreso. Recomendamos que, para examinar los efectos de las interpretaciones, los futuros estudios usen segmentos más largos y clínicamente más significativos del habia del paciente que los que se usaron en el pasado.
The colloidal systems are present everywhere in many varieties such as emulsions (liquid droplets dispersed in liquid), aerosols (liquid dispersed in gas), foam (gas in liquid), etc. Among several new methods for the preparation of colloids, the so-called miniemulsion technique has been shown to be one of the most promising. Miniemulsions are defined as stable emulsions consisting of droplets with a size of 50-500 nm by shearing a system containing oil, water, a surfactant, and a highly water insoluble compound, the so-called hydrophobe 1. In the first part of this work, dynamic crystallization and melting experiments are described which were performed in small, stable and narrowly distributed nanodroplets (confined systems) of miniemulsions. Both regular and inverse systems were examined, characterizing, first, the crystallization of hexadecane, secondly, the crystallization of ice. It was shown for both cases that the temperature of crystallization in such droplets is significantly decreased (or the required undercooling is increased) as compared to the bulk material. This was attributed to a very effective suppression of heterogeneous nucleation. It was also found that the required undercooling depends on the nanodroplet size: with decreasing droplet size the undercooling increases. 2. It is shown that the temperature of crystallization of other n-alkanes in nanodroplets is also significantly decreased as compared to the bulk material due to a very effective suppression of heterogeneous nucleation. A very different behavior was detected between odd and even alkanes. In even alkanes, the confinement in small droplets changes the crystal structure from a triclinic (as seen in bulk) to an orthorhombic structure, which is attributed to finite size effects inside the droplets. An intermediate metastable rotator phase is of less relevance for the miniemulsion droplets than in the bulk. For odd alkanes, only a strong temperature shift compared to the bulk system is observed, but no structure change. A triclinic structure is formed both in bulk and in miniemulsion droplets. 3. In the next part of the thesis it is shown how miniemulsions could be successfully applied in the development of materials with potential application in pharmaceutical and medical fields. The production of cross-linked gelatin nanoparticles is feasible. Starting from an inverse miniemulsion, the softness of the particles can be controlled by varying the initial concentration, amount of cross-link agent, time of cross-linking, among other parameters. Such particles show a thermo-reversible effect, e.g. the particles swell in water above 37 °C and shrink below this temperature. Above 37 °C the chains loose the physical cross-linking, however the particles do not loose their integrity, because of the chemical cross-linking. Those particles have potential use as drug carriers, since gelatin is a natural polymer derived from collagen. 4. The cross-linked gelatin nanoparticles have been used for the biomineralization of hydroxyapatite (HAP), a biomineral, which is the major constituent of our bones. The biomineralization of HAP crystals within the gelatin nanoparticles results in a hybrid material, which has potential use as a bone repair material. 5. In the last part of this work we have shown that layers of conjugated semiconducting polymers can be deposited from aqueous dispersion prepared by the miniemulsion process. Dispersions of particles of different conjugated semiconducting polymers such as a ladder-type poly(para-phenylene) and several soluble derivatives of polyfluorene could be prepared with well-controlled particle sizes ranging between 70 - 250 nm. Layers of polymer blends were prepared with controlled lateral dimensions of phase separation on sub-micrometer scales, utilizing either a mixture of single component nanoparticles or nanoparticles containing two polymers. From the results of energy transfer it is demonstrated that blending two polymers in the same particle leads to a higher efficiency due to the better contact between the polymers. Such an effect is of great interest for the fabrication of opto-electronic devices such as light emitting diodes with nanometer size emitting points and solar cells comprising of blends of electron donating and electron accepting polymers. populärwissenschaftlicher Abstract: Kristallisation, Biomimetik und halbleitende Polymere in räumlich begrenzten Systemen: Äl und Wasser mischen sich nicht, man kann aber aus beiden Flüssigkeiten Emulsionen herstellen, bei denen Tröpfchen der einen Flüssigkeit in der anderen Flüssigkeit vorliegen. Das heit, es können entweder Ältröpfchen in Wasser oder Wassertröpfchen in Äl erzeugt werden. Aus täglichen Erfahrungen, z.B. beim Kochen wei man jedoch, dass sich eine Emulsion durch Schütteln oder Rühren herstellen lässt, diese jedoch nicht besonders stabil ist. Mit Hilfe von hohen Scherenergien kann man nun sehr kleine, in ihrer Gröe sehr einheitliche und auerdem sehr stabile Tröpfchen von 1/10000 mm erhalten. Eine solche Emulsion wird Miniemulsion genannt. In der Dissertation wurden nun z.B. Miniemulsionen untersucht, die aus kleinen Wassertröpfchen in einem Äl bestehen. Es konnte gezeigt werden, dass das Wasser in diesen Tröpfchen, also in den räumlich begrenzten Systemen, nicht bei 0 °C, sondern bei -22 °C kristallisierte. Wie lässt sich das erklären? Wenn man einen Eimer Wasser hat, dann bildet sich normalerweise bei 0 °C Eis, da nämlich in dem Wasser einige (manchmal ganz wenige) Keime (z.B. Schutzteilchen, ein Fussel etc.) vorhanden sind, an denen sich die ersten Kristalle bilden. Wenn sich dann einmal ein Kristall gebildet hat, kann das Wasser im gesamten Eimer schnell zu Eis werden. Ultrareines Wasser würde bei -22 °C kristallisieren. Wenn man jetzt die Menge Wasser aus dem Eimer in kleine Tröpfchen bringt, dann hat man eine sehr, sehr groe Zahl, nämlich 1017 Tröpfchen, in einem Liter Emulsion vorliegen. Die wenigen Schmutzpartikel verteilen auf sehr wenige Tröpfchen, die anderen Tröpfchen sind ultrarein. Daher kristallisieren sie erst bei -22 °C. Im Rahmen der Arbeit konnte auch gezeigt werden, dass die Miniemulsionen genutzt werden können, um kleine Gelatine-Partikel, also Nanogummibärchen, herzustellen. Diese Nanogummibärchen quellen bei Erhöhung der Temperatur auf ca. 38 °C an. Das kann ausgenutzt werden, um zum Beispiel Medikamente zunächst in den Partikeln im menschlichen Körper zu transportieren, die Medikamente werden dann an einer gewünschten Stelle freigelassen. In der Arbeit wurde auch gezeigt, dass die Gelatine-Partikel genutzt werden können, um die Natur nachzuahnen (Biomimetik). Innerhalb der Partikel kann nämlich gezielt Knochenmaterial aufgebaut werden kann. Die Gelatine-Knochen-Partikel können dazu genutzt werden, um schwer heilende oder komplizierte Knochenbrüche zu beheben. Gelatine wird nämlich nach einigen Tagen abgebaut, das Knochenmaterial kann in den Knochen eingebaut werden. LEDs werden heute bereits vielfältig verwendet. LEDs bestehen aus Halbleitern, wie z.B. Silizium. Neuerdings werden dazu auch halbleitende Polymere eingesetzt. Das groe Problem bei diesen Materialien ist, dass sie aus Lösungsmitteln aufgebracht werden. Im Rahmen der Doktorarbeit wurde gezeigt, dass der Prozess der Miniemulsionen genutzt werden kann, um umweltfreundlich diese LEDs herzustellen. Man stellt dazu nun wässrige Dispersionen mit den Polymerpartikeln her. Damit hat man nicht nur das Lösungsmittel vermieden, das hat nun noch einen weiteren Vorteil: man kann nämlich diese Dispersion auf sehr einfache Art verdrucken, im einfachsten Fall verwendet man einfach einen handelsüblichen Tintenstrahldrucker.
Der Buchfinkengesang wurde in Potsdam in zwei Hauptpopulationen über drei Jahre aufgenommen. Jedes Individuum wurde eindeutig am individuellen Strophentypenrepertoire identifiziert. Ein weiterer Punkt der die individuelle Wiedererkennung bestätigt ist die hohe Standorttreue der adulten Männchen. Die beschriebene Methode eignet sich für die Untersuchung von gesamten Populationen, um den Wandel des Gesangs von Populationen in Raum und Zeit zu beschreiben. Die Haupterkenntnisse der Arbeit sind: - Die Gesamtanzahl der Grundstrophentypen innerhalb einer Population bleibt über Jahre konstant. - Die relative Häufigkeit jedes einzelnen Strophentyps variiert von Jahr zu Jahr und von Population zu Population. - Gesangslernen erfolgt exakt mit einem Korrektheitsgrad von mindestens 96%. - Das Song-Sharing ist innerhalb der Population hoch. Die diskutierten Mechanismen für das Song-Sharing sind: Die Lebenserwartung, das Zugverhalten, das Lernverhalten, die Etabliertheit von Strophentypen, Weibchenpräferenzen und die Reaktionen der territorialen Männchen. - Weiterhin wurde ein Modell zur kulturellen Evolution des Buchfinkengesangs programmiert, um die Rolle der Einflussfaktoren, wie Fehlerquote, Abwanderungsrate und Laufzeit zu ermitteln. Der Wandel des Dialektes erfolgt graduell in Raum und Zeit. Daher sind keine scharfen Dialektgrenzen anzutreffen. Trotz dieser Tatsache markieren die etablierten Strophentypen die Population. 50 % der Juvenilen siedeln am Geburtsort, auf diese Weise bleibt der Dialekt erhalten und Inzest wird vermieden. -Analysiert man das Repertoire benachbarten Männchen bei isolierten Alleen, so entspricht die Gesangsangleichung in etwa dem Zufall. -Intraindividuelle Vergleiche der quantitativen Parameter des jeweiligen Strophentyps wurden saisonal und annuell durchgeführt. Saisonal konnten für einen Strophentyp ein Trend ermittelt werden. Bei jährlichen Vergleichen konnten intraindividuell ausschließlich nicht signifikante Ergebnisse ermittelt werden, wohingegen die interindividuelle Variation in zwei Fällen signifikant war. In einem Fall bestand ein Trend und in einem weiteren Fall war die Variationsunterschiede nicht signifikant. - Der Verlauf der Brutsaison lässt sich an der jährlichen Gesangsaktivität nachvollziehen. Chaffinch song was recorded in Potsdam in two major populations of chaffinches over a period of three years. Each male was identified unambiguously because of their individual song type repertoires. These are usually easy to distinguish from sonagrams as the variation is discontinuous. A further point for individual recognition is the fixed territorial behaviour of adult males. The described method is employed to examine whole populations and to observe changes with space and time in the song of a population. The major findings of the study are: - The total amount of basic song types in each population is constant over years. - The quantity of each basic song type is different and varies from year to year and from population to population. - Song copying is extremely accurate on at least 96% of occasions. - Song-type sharing is high within populations. Discussed mechanisms for song neighbourhoods are: expectation of life, semi-migratory behaviour, learning skills, establishment of song types, female choice and male vs male interaction. Furthermore a model of cultural evolution of chaffinch song was programmed to determine the role of factors like error rate, rate of emigration and running time. The changes are gradual in space and time. Hence the dialect borders are smooth. Despite this fact established song types mark the population. As every second juvenile bird settles in the population of his birth inbreeding is avoided and the dialect structure is retained. - Analysing the repertoires of neighbouring males (“next door neighbours”) in isolated avenues to examine mutual influences suggests that these have the same amount of song types in common than would be expected by chance. - Within intraindividual comparisons the quantitative parameters of the same song types remain seasonal and annual constant, whereas interindividual variations within the same song tip are statistically significant. - The breeding biology of the chaffinch can be observed by seasonal singing activity during the breeding cycle.
In this work, different aspects and applications of the recurrence plot analysis are presented. First, a comprehensive overview of recurrence plots and their quantification possibilities is given. New measures of complexity are defined by using geometrical structures of recurrence plots. These measures are capable to find chaos-chaos transitions in processes. Furthermore, a bivariate extension to cross recurrence plots is studied. Cross recurrence plots exhibit characteristic structures which can be used for the study of differences between two processes or for the alignment and search for matching sequences of two data series. The selected applications of the introduced techniques to various kind of data demonstrate their ability. Analysis of recurrence plots can be adopted to the specific problem and thus opens a wide field of potential applications. Regarding the quantification of recurrence plots, chaos-chaos transitions can be found in heart rate variability data before the onset of life threatening cardiac arrhythmias. This may be of importance for the therapy of such cardiac arrhythmias. The quantification of recurrence plots allows to study transitions in brain during cognitive experiments on the base of single trials. Traditionally, for the finding of these transitions the averaging of a collection of single trials is needed. Using cross recurrence plots, the existence of an El Niño/Southern Oscillation-like oscillation is traced in northwestern Argentina 34,000 yrs. ago. In further applications to geological data, cross recurrence plots are used for time scale alignment of different borehole data and for dating a geological profile with a reference data set. Additional examples from molecular biology and speech recognition emphasize the suitability of cross recurrence plots. Diese Arbeit beschäftigt sich mit verschiedenen Aspekten und Anwendungen von Recurrence Plots. Nach einer Übersicht über Methoden, die auf Recurrence Plots basieren, werden neue Komplexitätsmaße eingeführt, die geometrische Strukturen in den Recurrence Plots beschreiben. Diese neuen Maße erlauben die Identifikation von Chaos-Chaos-Übergängen in dynamischen Prozessen. In einem weiteren Schritt werden Cross Recurrence Plots eingeführt, mit denen zwei verschiedene Prozesse untersucht werden. Diese bivariate Analyse ermöglicht die Bewertung von Unterschieden zwischen zwei Prozessen oder das Anpassen der Zeitskalen von zwei Zeitreihen. Diese Technik kann auch genutzt werden, um ähnliche Abschnitte in zwei verschiedenen Datenreihen zu finden. Im Anschluß werden diese neuen Entwicklungen auf Daten verschiedener Art angewendet. Methoden, die auf Recurrence Plots basieren, können an die speziellen Probleme angepaßt werden, so daß viele weitere Anwendungen möglich sind. Durch die Anwendung der neu eingeführten Komplexitätsmaße können Chaos-Chaos-Übergänge in Herzschlagdaten vor dem Auftreten einer lebensbedrohlichen Herzrhythmusstörung festgestellt werden, was für die Entwicklung neuer Therapien dieser Herzrhythmusstörungen von Bedeutung sein könnte. In einem weiteren Beispiel, in dem EEG-Daten aus einem kognitiv orientierten Experiment untersucht werden, ermöglichen diese Komplexitätsmaße das Erkennen von spezifischen Reaktionen im Gehirn bereits in Einzeltests. Normalerweise können diese Reaktionen erst durch die Auswertung von vielen Einzeltests erkannt werden. Mit der Hilfe von Cross Recurrence Plots wird die Existenz einer klimatischen Zirkulation, die der heutigen El Niño/ Southern Oscillation sehr ähnlich ist, im Nordwesten Argentiniens vor etwa 34000 Jahren nachgewiesen. Außerdem können mit Cross Recurrence Plots die Zeitskalen verschiedener Bohrlochdaten aufeinander abgeglichen werden. Diese Methode kann auch dazu genutzt werden, ein geologisches Profil mit Hilfe eines Referenzprofiles mit bekannter Zeitskala zu datieren. Weitere Beispiele aus den Gebieten der Molekularbiologie und der Spracherkennung unterstreichen das Potential dieser Methode.
Shenton, Martha E.; Dickey, Chandlee C.; Frumin, Melissa; McCarley, Robert W.
2009-01-01
After more than 100 years of research, the neuropathology of schizophrenia remains unknown and this is despite the fact that both Kraepelin (1919/1971: Kraepelin,E., 1919/1971. Dementia praecox. Churchill Livingston Inc., New York) and Bleuler (1911/1950: Bleuler, E., 1911/1950. Dementia praecox or the group of schizophrenias. International Universities Press, New York), who first described ‘dementia praecox’ and the ‘ schizophrenias’, were convinced that schizophrenia would ultimately be linked to an organic brain disorder. Alzheimer (1897: Alzheimer, A., 1897. Beitrage zur pathologischen anatomie der hirnrinde und zur anatomischen grundlage einiger psychosen. Monatsschrift fur Psychiarie und Neurologie. 2, 82–120) was the first to investigate the neuropathology of schizophrenia, though he went on to study more tractable brain diseases. The results of subsequent neuropathological studies were disappointing because of conflicting findings. Research interest thus waned and did not flourish again until 1976, following the pivotal computer assisted tomography (CT) finding of lateral ventricular enlargement in schizophrenia by Johnstone and colleagues. Since that time significant progress has been made in brain imaging, particularly with the advent of magnetic resonance imaging (MRI), beginning with the first MRI study of schizophrenia by Smith and coworkers in 1984 (Smith, R.C., Calderon, M., Ravichandran, G.K., et al. (1984). Nuclear magnetic resonance in schizophrenia: A preliminary study. Psychiatry Res. 12, 137–147). MR in vivo imaging of the brain now confirms brain abnormalities in schizophrenia. The 193 peer reviewed MRI studies reported in the current review span the period from 1988 to August, 2000. This 12 year period has witnessed a burgeoning of MRI studies and has led to more definitive findings of brain abnormalities in schizophrenia than any other time period in the history of schizophrenia research. Such progress in defining the neuropathology of schizophrenia is largely due to advances in in vivo MRI techniques. These advances have now led to the identification of a number of brain abnormalities in schizophrenia. Some of these abnormalities confirm earlier post-mortem findings, and most are small and subtle, rather than large, thus necessitating more advanced and accurate measurement tools. These findings include ventricular enlargement (80% of studies reviewed) and third ventricle enlargement (73% of studies reviewed). There is also preferential involvement of medial temporal lobe structures (74% of studies reviewed), which include the amygdala, hippocampus, and parahippocampal gyrus, and neocortical temporal lobe regions (superior temporal gyrus) (100% of studies reviewed). When gray and white matter of superior temporal gyrus was combined, 67% of studies reported abnormalities. There was also moderate evidence for frontal lobe abnormalities (59% of studies reviewed), particularly prefrontal gray matter and orbitofrontal regions. Similarly, there was moderate evidence for parietal lobe abnormalities (60% of studies reviewed), particularly of the inferior parietal lobule which includes both supramarginal and angular gyri. Additionally, there was strong to moderate evidence for subcortical abnormalities (i.e. cavum septi pellucidi—92% of studies reviewed, basal ganglia—68% of studies reviewed, corpus callosum—63% of studies reviewed, and thalamus—42% of studies reviewed), but more equivocal evidence for cerebellar abnormalities (31% of studies reviewed). The timing of such abnormalities has not yet been determined, although many are evident when a patient first becomes symptomatic. There is, however, also evidence that a subset of brain abnormalities may change over the course of the illness. The most parsimonious explanation is that some brain abnormalities are neurodevelopmental in origin but unfold later in development, thus setting the stage for the development of the symptoms of schizophrenia. Or there may be additional factors, such as stress or neurotoxicity, that occur during adolescence or early adulthood and are necessary for the development of schizophrenia, and may be associated with neurodegenerative changes. Importantly, as several different brain regions are involved in the neuropathology of schizophrenia, new models need to be developed and tested that explain neural circuitry abnormalities effecting brain regions not necessarily structurally proximal to each other but nonetheless functionally interrelated. Future studies will likely benefit from: (1) studying more homogeneous patient groups so that the relationship between MRI findings and clinical symptoms become more meaningful; (2) studying at risk populations such as family members of patients diagnosed with schizophrenia and subjects diagnosed with schizotypal personality disorder in order to define which abnormalities are specific to schizophrenia spectrum disorders, which are the result of epiphenomena such as medication effects and chronic institutionalization, and which are needed for the development of frank psychosis; (3) examining shape differences not detectable from measuring volume alone; (4) applying newer methods such as diffusion tensor imaging to investigate abnormalities in brain connectivity and white matter fiber tracts; and, (5) using methods that analyze brain function (fMRI) and structure simultaneously. PMID:11343862
In der randomisierten, multizentrischen DASH-Studie (Dietary Approaches to Stop Hy-pertension), die unter kontrollierten Bedingungen stattfand, führte eine fettreduzierte Mischkost, reich an Obst, Gemüse und Milchprodukten, bei Borderline-Hypertonikern zu einer signifikanten Blutdrucksenkung. Während der Studienphase wurden Körpermasse, Natrium-Aufnahme sowie Alkoholzufuhr aufgrund der bekannten Einflussnahme auf den Blutdruck konstant gehalten. In der eigenen Pilot-Studie sollte untersucht werden, ob das Ergebnis der DASH-Studie (i) mit deutschen Hypertonikern und (ii) unter habituellen Ernährungs- und Lebensbedingungen mit regelmäßig durchgeführter Ernährungsberatung und ad libitum Verzehr anstelle des streng kontrollierten Studienansatzes bestätigt werden kann. Eine Konstanz der Körpermasse, der Natrium-Urinausscheidung (unter diesem Studienansatz valider als die Aufnahme) und des Alkoholkonsums wurde vorausgesetzt. Die Studienpopulation setzte sich aus 53 übergewichtigen Probanden mit einer nicht medikamentös therapierten Borderline-Hypertonie und ohne Stoffwechselerkrankungen zusammen. Die Studienteilnehmer wurden randomisiert entweder der Idealgruppe mit einer fettarmen Kost reich an Milchprodukten, Obst und Gemüse (ähnlich der DASH-Idealgruppe) oder der Kontrollgruppe mit habitueller Ernährungsweise zugeteilt. Über einen Zeitraum von fünf Wochen wurde den Probanden etwa 50% ihres täglichen Lebensmittelbedarfes entsprechend ihrer Gruppenzugehörigkeit kostenfrei zur Verfügung gestellt. Gelegenheitsblutdruckmessungen und 24h-Blutdruckmessungen, Ernährungs- und Aktivitätsprotokolle, Blut- und Urinproben sowie anthropometrische Messungen wurden vor, während und fünf Wochen nach der Interventionsphase durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass in der Idealgruppe keine signifikante Blutdrucksenkung beobachtet werden konnte. Dies lässt sich durch die Tatsache erklären, dass die Lebens-mittel- und Nährstoffaufnahme der deutschen Kontrollgruppe eher der amerikanischen Idealgruppe entsprach. In der Pilot-Studie waren die Unterschiede in der Nährstoffzufuhr zwischen den beiden Gruppen viel geringer als in der DASH-Studie; für eine blutdrucksenkende Ernährungsumstellung bestand somit nur ein geringer Spielraum. Eine weitere Erklärung besteht in der unterschiedlichen Zusammensetzung der Studienpopulation. Bei DASH wurden vorwiegend farbige Probanden (40% höhere Hypertonieprävalenz) untersucht. Die Studienergebnisse lassen also den Schluss zu, dass Ernährungs- und Lebensstilgewohnheiten sowie der genetische Hintergrund der entsprechenden Bevölkerungsgruppe bei der Formulierung von nährstoff- oder lebensmittelbezogenen Empfehlungen zur Senkung des Bluthochdruckes Berücksichtigung finden müssen. The Dietary Approaches to Stop Hypertension trial (DASH), a randomized well-controlled feeding study conducted at 4 medical centers, demonstrated that a low-fat diet, rich in fruits, vegetables and dairy products is able to lower blood pressure of borderline-hypertensive people significantly. Body weight, sodium intake and alcohol consumption were kept constant during the whole study period, due to the known influence on hypertension. Aim of our study project was to investigate whether the results of the DASH study can be confirmed by (i) using a German hypertensive population and (ii) replacing the well-controlled feeding design by allowing ad libitum intake according to dietary ad-vice. The participants were asked to keep their body weight, sodium urine excretion (un-der this study design more valid than sodium intake) and their alcohol consumption con-stant. Our pilot study population consisted of 53 mainly overweight participants with borderline hypertension and without medication or any metabolic disorders. They were randomly assigned to either an ideal diet low in fat and rich in dairy products, fruits and vegetables (similar to the DASH I-group) or a habitual diet as control (C-group). During five weeks the subjects were provided 50 % of their daily intake for free according to their dietary pattern. Single and 24h-blood pressure measurements, dietary weighed and physical activity records, blood and urine samples and anthropometric measurements were collected before, during and five weeks after the intervention period. The study results indicated that no significantly reduction of blood pressure could be observed for both methods in the I-group of our trial. This is due to the fact that the baseline intake of foods and nutrients of the German subjects was nearly corresponding to the intake targeted for the DASH I-group. Therefore, it was impossible to increase the intake of these nutrients in our I-group by the same percentage as in the DASH study. Another explanation may be the different consistency of the study population. About 60% of the DASH study population were African Americans with a known higher prevalence of hy-pertension (about 40%) than Caucasians. The conclusion is that even convincing results of a controlled trial cannot be simply transferred into dietary advice for the general public. For addressing food-based dietary guidelines to reduce the risk of hypertension it is necessary to consider the genetic background as well as the dietary and the lifestyle situation of the target population carefully.
In this thesis, I investigated the factors influencing the growth and vertical distribution of planktonic algae in extremely acidic mining lakes (pH 2-3). In the focal study site, Lake 111 (pH 2.7; Lusatia, Germany), the chrysophyte, Ochromonas sp., dominates in the upper water strata and the chlorophyte, Chlamydomonas sp., in the deeper strata, forming a pronounced deep chlorophyll maximum (DCM). Inorganic carbon (IC) limitation influenced the phototrophic growth of Chlamydomonas sp. in the upper water strata. Conversely, in deeper strata, light limited its phototrophic growth. When compared with published data for algae from neutral lakes, Chlamydomonas sp. from Lake 111 exhibited a lower maximum growth rate, an enhanced compensation point and higher dark respiration rates, suggesting higher metabolic costs due to the extreme physico-chemical conditions. The photosynthetic performance of Chlamydomonas sp. decreased in high-light-adapted cells when IC limited. In addition, the minimal phosphorus (P) cell quota was suggestive of a higher P requirement under IC limitation. Subsequently, it was shown that Chlamydomonas sp. was a mixotroph, able to enhance its growth rate by taking up dissolved organic carbon (DOC) via osmotrophy. Therefore, it could survive in deeper water strata where DOC concentrations were higher and light limited. However, neither IC limitation, P availability nor in situ DOC concentrations (bottom-up control) could fully explain the vertical distribution of Chlamydomonas sp. in Lake 111. Conversely, when a novel approach was adopted, the grazing influence of the phagotrophic phototroph, Ochromonas sp., was found to exert top-down control on its prey (Chlamydomonas sp.) reducing prey abundance in the upper water strata. This, coupled with the fact that Chlamydomonas sp. uses DOC for growth, leads to a pronounced accumulation of Chlamydomonas sp. cells at depth; an apparent DCM. Therefore, grazing appears to be the main factor influencing the vertical distribution of algae observed in Lake 111. The knowledge gained from this thesis provides information essential for predicting the effect of strategies to neutralize the acidic mining lakes on the food-web. Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit den Faktoren, die das Wachstum und die Vertikalverteilung von Planktonalgen in extrem sauren Tagebaurestseen (TBS; pH 2-3) beeinflussen. Im exemplarisch untersuchten TBS 111 (pH 2.7; Lausitzer Revier) dominiert die Goldalge Ochromonas sp. in oberen und die Grünalge Chlamydomonas sp. in tieferen Wasserschichten, wobei letztere ein ausgeprägtes Tiefenchlorophyll-Maximum (DCM) ausbildet. Es wurde ein deutlicher Einfluss von Limitation durch anorganischen Kohlenstoff (IC) auf das phototrophe Wachstum von Chlamydomonas sp. in oberen Wasserschichten nachgewiesen, die mit zunehmender Tiefe von Lichtlimitation abgelöst wird. Im Vergleich mit Arbeiten aus neutralen Seen zeigte Chlamydomonas sp. erniedrigte maximale Wachstumsraten, einen gesteigerten Kompensationspunkt und erhöhte Dunkelrespirationsraten, was auf gesteigerte metabolische Kosten unter den extremen physikalisch-chemischen Bedingungen hinweist. Die Photosyntheseleistungen von Chlamydomonas sp. waren in Starklicht-adaptierten Zellen durch IC-Limitation deutlich verringert. Außerdem ergaben die ermittelten minimalen Zellquoten für Phosphor (P) einen erhöhten P-Bedarf unter IC-Limitation. Anschließend konnte gezeigt werden, dass Chlamydomonas sp. ein mixotropher Organismus ist, der seine Wachstumsraten über die osmotrophe Aufnahme gelösten organischen Kohlenstoffs (DOC) erhöhen kann. Dadurch ist dieser Organismus fähig, in tieferen, Licht-limitierten Wasserschichten zu überleben, die einen höheren DOC-Gehalt aufweisen. Da die Vertikalverteilung der Algen im TBS 111 jedoch weder durch IC-Limitation, P-Verfügbarkeit noch die in situ DOC-Konzentrationen abschließend erklärt werden konnte (bottom-up Kontrolle), wurde eine neue Theorie zur Entstehung der Vertikalverteilung geprüft. Grazing der phagotrophen und phototrophen Alge Ochromonas sp. auf der phototrophen Alge Chlamydomonas sp. erwies sich als herausragender Faktor, der über top-down Kontrolle die Abundanz der Beute in höheren Wasserschichten beeinflussen kann. Gemeinsam mit der Tatsache, dass Chlamydomonas sp. DOC zur Wachstumssteigerung verwendet, führt dies zu einer Akkumulation von Chlamydomonas sp. in der Tiefe, ausgeprägt als DCM. Daher erscheint grazing als der Hauptfaktor, der die beobachtete Vertikalschichtung der Algen im TBS 111 hervorruft. Die erzielten Ergebnisse liefern grundlegende Informationen, um die Auswirkungen von Strategien zur Neutralisierung der TBS auf das Nahrungsnetz abschätzen zu können.
Calving success (CS), days to calving (DC), birth weight (BW) and calving ease (CE) were studied in a mixed breed (Hereford, Jersey × Hereford and Simmental × Hereford) beef cattle herd. DC was not normally distributed and a number of transformations failed in normalising it. Repeatabilities were estimated by analysis of variance. Inclusion (or exclusion) of non calvers and the transformations studied had little effect on the repeatability of DC, which ranged from 0.10 to 0.12. The repeatabilities for CS, BW and CE were 0.08, 0.26 and 0.03, respectively. The residual correlations of CS with DC and functions of DC were high (-0.68 or greater), whereas the correlations among DC and functions of DC were close to one. The correlations of DC with BW and CE varied little with the transformation applied to DC, ranging from 0.26 to 0.28 and 0.10 to 0.12, respectively. The correlation between BW and CE was 0.06. The study points to a number of problems associated with the use of DC as a reproductive variable in beef cattle. It is concluded that although DC is currently a useful field reproductive variable, the search for appropriate female reproductive traits should continue. ZUSAMMENFASSUNG: Reproduktions- und Perinatal-Variable in einer gemischtrassigen Fleisch-Rinderherde Abkalbeerfolg (CS), Tage bis Abkalbung (DC), Geburtsgewicht (BW) und Kalbeleichtigkeit (CE) wurden in einer gemischtrassigen (Hereford, Jersey × Hereford und Simmental × Hereford) Mutterkuhherde untersucht. DC waren nicht normalverteilt und konnte auch durch eine Reihe von Transformationen nicht normalisiert werden. Wiederholbarkeiten wurden mit Varianzanalyse geschätzt. Berücksichtigung (oder Nichtberücksichtigung) von Nichtkalbungen und die Transformationen hatten wenig Wirkung auf Wiederholbarkeit von DC, die zwischen 0,10 und 0,12 war. Wiederholbarkeiten für CS, BW und CE waren 0,08, 0,26 und 0,03. Die Restkorrelation von CS mit DC und Funktionen von DC waren hoch (- 0,68 oder stärker), während Korrelationen zwischen DC und Funktionen von DC auch nahe 1 waren. Die Korrelationen von DC mit BW und CE schwankten wenig nach den verschiedenen Transformationen und bewegten sich zwischen 0,26 und 0,28 sowie 0,10 und 0,12. Die Korrelation zwischen BW und CE war 0,06. Die Untersuchung weist auf eine Reihe von Problemen, die sich durch die Verwendung von DC als Reproduktionsvariable von Fleischrindern ergeben. Es wird der Schluß gezogen, daß DC derzeit zwar nützliche Information für die Praxis ist, daß aber das Suchen nach wissenschaftlich angemessenen weiblichen Reproduktionsmerkmalen fortgesetzt werden sollte. RESUMEN: Variables reproductivas y peri-natales en un rodeo de vacunos de carne de varias razas Las variables éxito al parto (CS), dias al parto (DC), peso al nacer (BW) y facilidad de parto (CE) se estudiaron en un rodeo de vacunos de carne compuesto de varias razas (Hereford, Jersey × Hereford y Simmental × Hereford). DC no estaba normalmente distribuida y una serie de transformaciones ensayadas fracasaron en normalizar esta variable. Las repetibilidades se estimaron por análisis de variancia. La inclusión (o exclusión) de las vacas falladas (no paridas) del análisis y las transformaciones estudiadas tuvieron poco efecto en la repetibilidad de DC, que varió de 0.10 a 0.12. Las repetibilidades de CS, BW y CE fueron 0.08, 0.26 y 0.03, respectivamente. Las correlaciones residuales de CS con DC y con funciones de DC fueron altas (valor absoluto 0.68 o mayor), mientras que las correlaciones entre DC y funciones de DC fueron cerca de uno. Las correlaciones de DC con BW y CE variaron poco con la transformación aplicada a DC, yendo (en valor absoluto) de 0.26 a 0.28 y 0.10 a 0.12, respectivamente. La correlación entre BW y CE fue de 0.06. El estudio apunta a una serie de problemas asociados con el uso de DC como variable reproductiva en vacunos de carne. Se concluye que aunque DC es actualmente una útil variable reproductiva de campo, la búsqueda de rasgos reproductivos de la hembra a ser incluídos en esquemas de evaluación genética de vacunos de carne debe continuar. 1994 Blackwell Verlag GmbH.
In order to face the rapidly increasing need for computational resources of various scientific and engineering applications one has to think of new ways to make more efficient use of the worlds current computational resources. In this respect, the growing speed of wide area networks made a new kind of distributed computing possible: Metacomputing or (distributed) Grid computing. This is a rather new and uncharted field in computational science. The rapidly increasing speed of networks even outperforms the average increase of processor speed: Processor speeds double on average each 18 month whereas network bandwidths double every 9 months. Due to this development of local and wide area networks Grid computing will certainly play a key role in the future of parallel computing. This type of distributed computing, however, distinguishes from the traditional parallel computing in many ways since it has to deal with many problems not occurring in classical parallel computing. Those problems are for example heterogeneity, authentication and slow networks to mention only a few. Some of those problems, e.g. the allocation of distributed resources along with the providing of information about these resources to the application have been already attacked by the Globus software. Unfortunately, as far as we know, hardly any application or middle-ware software takes advantage of this information, since most parallelizing algorithms for finite differencing codes are implicitly designed for single supercomputer or cluster execution. We show that although it is possible to apply classical parallelizing algorithms in a Grid environment, in most cases the observed efficiency of the executed code is very poor. In this work we are closing this gap. In our thesis, we will - show that an execution of classical parallel codes in Grid environments is possible but very slow - analyze this situation of bad performance, nail down bottlenecks in communication, remove unnecessary overhead and other reasons for low performance - develop new and advanced algorithms for parallelisation that are aware of a Grid environment in order to generelize the traditional parallelization schemes - implement and test these new methods, replace and compare with the classical ones - introduce dynamic strategies that automatically adapt the running code to the nature of the underlying Grid environment. The higher the performance one can achieve for a single application by manual tuning for a Grid environment, the lower the chance that those changes are widely applicable to other programs. In our analysis as well as in our implementation we tried to keep the balance between high performance and generality. None of our changes directly affect code on the application level which makes our algorithms applicable to a whole class of real world applications. The implementation of our work is done within the Cactus framework using the Globus toolkit, since we think that these are the most reliable and advanced programming frameworks for supporting computations in Grid environments. On the other hand, however, we tried to be as general as possible, i.e. all methods and algorithms discussed in this thesis are independent of Cactus or Globus. Die immer dichtere und schnellere Vernetzung von Rechnern und Rechenzentren über Hochgeschwindigkeitsnetzwerke ermöglicht eine neue Art des wissenschaftlich verteilten Rechnens, bei der geographisch weit auseinanderliegende Rechenkapazitäten zu einer Gesamtheit zusammengefasst werden können. Dieser so entstehende virtuelle Superrechner, der selbst aus mehreren Grossrechnern besteht, kann dazu genutzt werden Probleme zu berechnen, für die die einzelnen Grossrechner zu klein sind. Die Probleme, die numerisch mit heutigen Rechenkapazitäten nicht lösbar sind, erstrecken sich durch sämtliche Gebiete der heutigen Wissenschaft, angefangen von Astrophysik, Molekülphysik, Bioinformatik, Meteorologie, bis hin zur Zahlentheorie und Fluiddynamik um nur einige Gebiete zu nennen. Je nach Art der Problemstellung und des Lösungsverfahrens gestalten sich solche "Meta-Berechnungen" mehr oder weniger schwierig. Allgemein kann man sagen, dass solche Berechnungen um so schwerer und auch um so uneffizienter werden, je mehr Kommunikation zwischen den einzelnen Prozessen (oder Prozessoren) herrscht. Dies ist dadurch begründet, dass die Bandbreiten bzw. Latenzzeiten zwischen zwei Prozessoren auf demselben Grossrechner oder Cluster um zwei bis vier Grössenordnungen höher bzw. niedriger liegen als zwischen Prozessoren, welche hunderte von Kilometern entfernt liegen. Dennoch bricht nunmehr eine Zeit an, in der es möglich ist Berechnungen auf solch virtuellen Supercomputern auch mit kommunikationsintensiven Programmen durchzuführen. Eine grosse Klasse von kommunikations- und berechnungsintensiven Programmen ist diejenige, die die Lösung von Differentialgleichungen mithilfe von finiten Differenzen zum Inhalt hat. Gerade diese Klasse von Programmen und deren Betrieb in einem virtuellen Superrechner wird in dieser vorliegenden Dissertation behandelt. Methoden zur effizienteren Durchführung von solch verteilten Berechnungen werden entwickelt, analysiert und implementiert. Der Schwerpunkt liegt darin vorhandene, klassische Parallelisierungsalgorithmen zu analysieren und so zu erweitern, dass sie vorhandene Informationen (z.B. verfügbar durch das Globus Toolkit) über Maschinen und Netzwerke zur effizienteren Parallelisierung nutzen. Soweit wir wissen werden solche Zusatzinformationen kaum in relevanten Programmen genutzt, da der Grossteil aller Parallelisierungsalgorithmen implizit für die Ausführung auf Grossrechnern oder Clustern entwickelt wurde.
Mit der vorliegenden Arbeit werden exemplarisch Chancen und Grenzen der Integration von Umwelt- und Naturschutz in Verfahren der ackerbaulichen Landnutzung aufgezeigt. Die Umsetzung von Zielen des Umwelt- und Naturschutzes in Verfahren der Landnutzung ist mit verschiedenen Schwierigkeiten verbunden. Diese liegen zum einen in der Konkretisierung der Ziele, um diese umsetzen zu können, zum anderen in vielfach unzulänglichem Wissen über den Zusammenhang zwischen unterschiedlichen Formen der Landnutzung und insbesondere den biotischen Naturschutzzielen. Zunächst wird die Problematik der Zielfestlegung und Konkretisierung erörtert. Das Umweltqualitätszielkonzept von Fürst et al. (1992) stellt einen Versuch dar, Ziele des Umwelt- und Naturschutzes zu konkretisieren. Dieses Konzept haben Heidt et al. (1997) auf einen Landschaftsausschnitt von ca. 6000 ha im Biosphärenreservat Schorfheide-Chorin im Nordosten Brandenburgs angewendet. Eine Auswahl der von Heidt et al. (1997) formulierten Umweltqualitätsziele bildet die Basis dieser Arbeit. Für die ausgewählten Umweltqualitätsziele wurden wesentliche Einflussfaktoren der Landnutzung identifiziert und ein Bewertungssystem entwickelt, mit dem die Auswirkungen von landwirtschaftlichen Anbauverfahren auf diese Umweltqualitätsziele abgebildet werden können. Die praktizierte Landnutzung von 20 Betrieben im Biosphärenreservat Schorfheide-Chorin wurde von 1994 bis 1997 hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Umweltqualitätsziele analysiert. Die Analyse ergab ein sehr differenziertes Bild, das zum Teil Unterschiede in der Auswirkung auf die Umweltqualitätsziele für den Anbau einzelner Kulturen oder für bestimmte Betriebstypen zeigte. Es zeigte sich aber auch, dass es bei der Gestaltung des Anbaus einzelner Kulturarten große Unterschiede gab, die für Umweltqualitätsziele Bedeutung haben. Neben der Analyse der Landnutzung im Biosphärenreservat Schorfheide-Chorin wurde ein System entwickelt, mit dem die modellhafte Abbildung von Verfahren der Landnutzung möglich ist. Die Modellverfahren wurden in eine umfangreiche Datenbank eingebunden. Sie wurden mit Hilfe eines Fuzzy- Regelsystems hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Umweltqualitätsziele bewertet. Die systematisch bewerteten Verfahren wurden in ein Betriebsmodell integriert, womit eine weitergehende Analyse der Zielbeziehungen und die Berechnung von Szenarien mit unterschiedlichen Rahmenbedingungen ermöglicht wurde. Die Analyse der Beziehung verschiedener Ziele zueinander (Zieldivergenz, Zielkonvergenz) zeigte, dass sich mit der Verfolgung vieler Umweltqualitätsziele auch positive Effekte für andere Umweltqualitätsziele ergaben. Teilweise konnte allerdings auch eine Zieldivergenz festgestellt werden, die auf mögliche Zielkonflikte hinweist. Bei der Analyse der Szenarienergebnisse zeigte sich, dass die vorgeschlagenen Veränderungen von Rahmenbedingungen vielfach eine Verschlechterung für verschiedene Umweltqualitätsziele mit sich bringen. Eine Ursache dafür liegt darin, dass bei der Definition der Szenarien die Bedeutung der Stilllegungen unterschätzt wurde. The objective of this research was to show the opportunities and limitations associated with integrating of environmental goals into agricultural land use management. For this purpose, the impact of agricultural land uses on six environmental quality goals was analysed for an approximately 16.000 ha study region within the biosphere reserve Schorfheide-Chorin in north-eastern Brandenburg (Germany). The environmental quality goals considered were protection of ground water, preservation of groundwater recharge, protection of the soil against wind and water erosion and preservation of animal species typical of the agricultural landscape, in particular partridge, amphibians and cranes. For each environmental quality goal, an evaluation framework is presented which enables an assessment of the impact of agricultural land uses on the environmental quality goals. The evaluation framework was applied to assess the impact of land uses of twenty farms in the study area from 1994 to 1997. It was demonstrated that the impact of agricultural land uses on the environmental quality of the region is very complex, and - although some crops did significantly impact certain aspects, one factor did not overwhelmingly contribute to the overall environmental quality. The evaluation framework was integrated further into a system of modelled cropping practices for optimisation calculations. For this purpose, a model framework was established based on a MS Access database. In the database, cropping practices for 17 crops are stored. Inputs and yields are adapted to the site-specific yield potential. In addition to the cropping practices, the model framework is comprised of an evaluation module and optimisation module. Hence, the impact of the cropping practices can be assessed for each site. This model framework provides the basis for optimisation calculations to forecast various land uses under different conditions. A step-wise integration of the environmental quality goals into the optimisation algorithm of a model farm allows for showing trade-offs between economic and ecological goals. The results of the trade-offs show that an improvement of ecological goal achievement is possible with little impact on the gross margin, as long as the improvement is less than 30% of the starting situation. If improvements greater than 30% are desired, very high losses of gross margin must be taken into consideration. Another result of the calculations shows that high achievements of environmental quality goals often correlate with the percentage of set-aside land within the total area.
In der vorliegenden Arbeit wurden Tumorimpfstoffe auf der Basis des Plasmid-Vektors pCI, modified vaccinia virus Ankara (MVA) und MVA-infizierten dendritischen Zellen entwickelt und durch Sequenzierung, Western blotting und durchflußzytometrische Analyse überprüft. Die in vivo Wirksamkeit der Vakzinen wurde in verschiedenen Tumormodellen in C57BL/6 Mäusen verglichen. Die auf dem eukaryotischen Expressionsvektor pCI basierende DNA-Vakzinierung induzierte einen sehr wirksamen, antigenspezifischen und langfristigen Schutz vor Muzin, CEA oder beta-Galactosidase exprimierenden Tumoren. Eine MVA-Vakzinierung bietet in den in dieser Arbeit durchgeführten Tumormodellen keinen signifikanten Schutz vor Muzin oder beta-Galactosidase exprimierenden Tumoren. Sowohl humane, als auch murine in vitro generierte dendritische Zellen lassen sich mit MVA – im Vergleich zu anderen viralen Vektoren – sehr gut infizieren. Die Expressionsrate der eingefügten Gene ist aber gering im Vergleich zur Expression in permissiven Wirtszellen des Virus (embryonale Hühnerfibroblasten). Es konnte gezeigt werden, daß eine MVA-Infektion dendritischer Zellen ähnliche Auswirkungen auf den Reifezustand humaner und muriner dendritischer Zellen hat, wie eine Infektion mit replikationskompetenten Vakzinia-Stämmen, und außerdem die Hochregulation von CD40 während der terminalen Reifung von murinen dendritischen Zellen inhibiert wird. Die während der langfristigen in vitro Kultur auf CEF-Zellen entstandenen Deletionen im MVA Genom führten zu einer starken Attenuierung und dem Verlust einiger Gene, die immunmodulatorische Proteine kodieren, jedoch nicht zu einer Verminderung des zytopathischen Effekts in dendritischen Zellen. Die geringe Expressionsrate und die beobachtete Inhibition der Expression kostimulatorischer Moleküle auf dendritischen Zellen kann für eine wenig effektive Induktion einer Immunantwort in MVA vakzinierten Tieren durch cross priming oder die direkte Infektion antigenpräsentierender Zellen verantwortlich sein. Durch die Modifikation einer Methode zur intrazellulären IFN-gamma Färbung konnten in vakzinierten Mäusen tumorantigenspezifische CTL sensitiv und quantitativ detektiert werden. Die so bestimmte CTL-Frequenz, nicht jedoch die humorale Antwort, korrelierte mit der in vivo Wirksamkeit der verschiedenen Vakzinen: DNA vakzinierte Tiere entwickeln starke tumorantigenspezifische CTL-Antworten, wohingegen in MVA-vakzinierten Tieren überwiegend gegen virale Epitope gerichtete CD4 und CD8-T-Zellen detektiert wurden. Die Wirksamkeit der pCI-DNA-Vakzine spricht für die Weiterentwicklung in weiteren präklinischen Mausmodellen, beispielsweise unter Verwendung von MUC1 oder HLA-A2 transgenen Mäusen. Die Methoden zur Detektion Tumorantigen-spezifischer CTL in 96-Loch-Mikrotiterplatten können dabei zur systematischen Suche nach im Menschen immundominanten T-Zell-Epitopen im Muzin-Molekül genutzt werden. Der durchgeführte Vergleich der auf den Vektoren pCI und MVA basierenden Vakzinen und die Analyse neuerer Publikationen führen zu dem Ergebniss, daß vor allem DNA-Vakzinen in Zukunft eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von aktiven Tumorimpfstoffen spielen werden. Rekombinante MVA-Viren, eventuell in Kombination mit DNA- oder anderen Vektoren, haben sich dagegen in zahlreichen Studien als wirksame Impfstoffe zur Kontrolle von durch Pathogene hervorgerufenen Infektionserkrankungen erwiesen. In this study, tumor vaccines based on the plasmid pCI, the attenuated vaccinia virus strain modified vaccinia virus Ankara (MVA) and MVA-infected dendritic cells were constructed and characterized by sequencing, Western blot and flow cytometric analysis. The efficiency to induce tumor immunity in vivo was compared in several C57BL/6 mouse tumor models. Naked DNA Vaccination based on the eukaryotic expression vector pCI did induce very effective, antigen-specific and long-term protection against tumor cell lines expressing mucin, CEA or beta-Gal whereas MVA vaccination did not elicit protective immunity against Mucin or beta-Gal expressing tumors. MVA does infect human or murine in vitro generated dendritic cells very efficiently compared to other viral vectors, however expression levels of the inserted antigens in dendritic cells are significantly lower than in permissive host cells (chicken embryo fibroblasts). It could be shown that the effect of MVA infection on the maturation status of dendritic cells is similar to the effects described for dendritic cells infected with replication competent vaccinia strains. In addition it was shown that the upregulation of the important costimulatory molecule CD40 through LPS stimulation is strongly inhibited in MVA infected cells. During passage in tissue culture, MVA has accumulated a number of large deletions, including a number of immunomodulatory molecules and resulting in a strong attenuation. However the strong cytopathic effect on dendritic cells is maintained. The low level of expression and the effect on dendritic cell maturation may be responsible for the failure of MVA to induce tumor immunity through either cross presentation or direct infection of antigen presenting cells. To detect and quantify tumor-antigen-specific CTL a method based on intracellular IFN-gamma staining was modified and it could be shown that the cellular – but not the humoral – response does correlate with in vivo protection: DNA but not MVA vaccines do induce high levels of tumorantigen-specific CTL whereas MVA-vaccines do induce strong and long lasting CD4 and CD8-T-cell responses against vaccinia antigens. The excellent protection induced by pCI-DNA-vaccination in different tumor models does encourage us to further investigate the elicitation of tumor immunity in MUC1 or HLA-A2 transgenic mice. In mice transgenic for human MHC-I, the IFN-gamma staining protocol could be used to systematically screen for mucin T-cell epitopes that are relevant in humans.
Elmquist, J K; Ross, L R; Hsu, W; Rothschild, M F; Jacobson, C D
1993-01-12
Cholecystokinin (CCK), a peptide found in both the gastrointestinal tract and brain, has been shown to be involved in the control of feed intake in a variety of animals including the pig. Chinese breeds of pigs such as the Meishan are noted for slow growth and heavy adipose deposition. In this study we have described the regional cholecystokinin-like immunoreactivity (CCK-IR) concentrations in the brain of young Duroc and Meishan pigs utilizing radioimmunoassay. Brains of days 1, 10, and 20 postnatal pigs from each breed were examined. The CCK-IR increased with age in all three areas examined (cortex, medulla, and hypothalamus). The cortical concentrations rose significantly from days 1 to 10 and from days 10 to 20. The levels in the hypothalamus and medulla increased significantly between days 1 and 20. There were no statistically significant differences in CCK-IR between the breeds at any of the three ages examined. Our results indicate that a rise in CCK-IR in the regions of the brain involved in the control of feed intake may parallel the ability of the young pigs to assimilate nutrients from a solid diet. ZUSAMMENFASSUNG: Cholecystokinin-ähnliche Immunreaktivität in den Gehirnen junger Meishan- und Durocschweine Das Peptid Cholecystokinin (CCK) wird im Gastrointestinaltrakt und im Gehirn gefunden und beeinflußt Futteraufnahme in einer Reihe von Tieren einschließlich Schwein. Chinesische Rassen wie Meishan sind wegen ihres langsamen Wachstums und der starken Fettablagerung bekannt. In dieser Studie beschreiben wir regionale Cholecystokinin-ähnliche Immunreaktivitäts-(CCK-IR)Konzentrationen im Gehirn junger Duroc- und Meishantiere, mittels Radioimmunassay bestimmt. Gehirne von 1, 10 und 20 Tage alten Ferkeln jeder Rasse wurden untersucht. CCK-IR nahm mit dem Alter in allen drei untersuchten Organen zu (Kortex, Medulla und Hypothalamus). Die kortikalen Spiegel stiegen vom Tag 1 bis 10 und vom Tag 10 bis 20 signifikant, die des Hypothalamus und der Medulla zwischen Tag 1 und 20. Zwischen Rassen waren keine statistisch signifikanten Unterschiede in CCK-IR. Unsere Ergebnisse zeigen einen Anstieg in CCK-IR in Gehirnregionen, die bei Futteraufnahme involviert sind, und könnten der Fähigkeit junger Schweine zur Assimilation von Nährstoffen aus festen Rationen parallel sein. RÉSUMÉ: Immunoréactivité de type cholécyctokinine dans le cerveau de jeunes porcs Meishan et Duroc La cholécystokinine (CCK) est peptide présent à la fois dans le tractus gastro-intestinal et le cerveau. Son influence sur le contrôle de la consommation alimentaire a été mise en évidence dans plusieurs espèces d'animaux dont le porc. Les races porcines chinoises comme la Meishan présentent une faible croissance et un dépôt de gras important. Cette étude décrit les concentrations régionales des composés présentant une réactivité immunologique similaire à la cholécystokinine (CCK-IR), déterminés par dosage radio-immunologique, dans le cerveau de porcelets Duroc et Meishan. Des cerveaux de porcelets de chacune des deux races ont été examinés à 1, 10 et 20 jours après la naissance. La CCK-IR augmente avec l'âge dans les trois zones du cerveau examinées (cortex, moelle et hypothalamus). Les concentrations corticales augmentent significativement etre 1 et 10 jours d'â ainsi qu'entre 10 et 20 jours d'âge. Les concentrations dans l'hypothalamus et la moelle croissent significativement entre 1 et 20 jours d'âge. Les différences de CCK-IR entre races ne sont statistiquement significatives pour aucun des trois âges étudiés. Nos résultats montrent qu'un accroissement de CCK-IR dans les régions du cerveau impliquées dans le contrôle de la consommation alimentaire peutètre mis en parallèle avec la capacité de porcelets à assimiler les éléments nutritifs d'un régime alimentaire solide. RESUMEN: Immunoreactividad similar a la de la colecistoquinina en los cerebros de lechones jovenes Meishan y Duroc La colecistoquinina (CCK), un péptido que se encuentra en el sistema digestivo y el cerebro, esta rela-cionado con el control del apetito en varias especies, incluido el cerdo. Las razas chinas como la Meishan se distinguen por su crecimiento lento y deposición de tejido adiposo. En este estudio hemos descrito las concentraciones de sustancias immunoló-gicamente similares a la colecistoquinina (CCK-IR) en tres regiones del cerebro de lechones Duroc y Meishan utilizando radioimmunoensayo. Los cerebros de cerdos de 1, 10 y 20 días de edad de cada raza fueron examinados. La CCK-IR aumentó con la edad en las tres áreas examinadas (córtex, médula e hipotálamo). Las concentraciones en el córtex aumentaron significativamente de 1 a 10 y de 10 a 20 dias de edad. Las concentraciones en el hipotálamo y médula aumentaron significativamente entre los días 1 y 20. No hubo diferencias significativas en CCK-IR entre las razas en ninguna de las edades estudiadas. Nuestros resultados indican que un aumento en CCK-IR en las regiones del cerebro que participan en el control del consumo de alimente podrían ir paralelas a la habilidad de los lechones para asimilar nutrientes de una dieta sólida. 1993 Blackwell Verlag GmbH.
New polymers and low molecular compounds, suitable for organic light emitting devices and organic electronic applications, have been synthesised in this years in order to obtain electron transport characteristics compatible with requirements for applications in real plastic devices. However, despite of the technological importance and of the relevant progress in devices manufacture, fundamental physical properties of such class of materials are still not enough studied. In particular extensive presence of distributions of localised states inside the band gap has a deep impact on their electronic properties. Such presence of shallow traps as well as the influence of the sample preparation conditions on deep and shallow localised states have not been, until now, systematically explored. The thermal techniques are powerful tools in order to study localised levels in inorganic and organic materials. Thermally stimulated luminescence (TSL), thermally stimulated currents (TSC) and thermally stimulated depolarisation currents (TSDC) allow to deeply look to shallow and deep trap levels as well as they permit to study, in synergy with dielectric spectroscopy (DES), polarisation and depolarisation effects. We studied, by means of numerical simulations, the first and the second order kinetic equations characterised by negligible and strong re-trapping respectively. We included in the equations Gaussian, exponential and quasi-continuous distributions of localised states. The shapes of the theoretical peaks have been investigated by means of systematic variation of the two main parameters of the equations, i. e. the energy trap depth E and the frequency factor a and of the parameters regulating the distributions, in particular for a Gaussian distribution the distribution width s and the integration limits. The theoretical findings have been applied to experimental glow curves. Thin films of polymers and low molecular compounds. Polyphenylquinoxalines, trisphenylquinoxalines and oxadiazoles, studied because of their technological relevance, show complex thermograms, having several levels of localised states and depolarisation peaks. In particular well ordered films of an amphiphilic substituted 2-(p-nitrophenyl)-5-(p-undecylamidophenyl)-1,3,4-oxadiazole (NADPO) are characterised by rich TSL thermograms. A wide region of shallow traps, localised at Em = 4 meV, has been successfully fit by means of a first order kinetic equation having a Gaussian distribution of localised states. Two further peaks, having a different origin, have been characterised. The peaks at Tm = 221.5 K and Tm = 254.2 have activation energy of Em= 0.63 eV and Em = 0.66 eV, frequency factor s = 2.4x1012 s-1 and s = 1.85x1011 s-1, distribution width s = 0.045 eV and s = 0.088 eV respectively. Increasing the number of thermal cycle, a peak, probably connected with structural defects, appears at Tm = 197.7 K. The numerical analysis of this peak was performed by means of a first order equation containing a Gaussian distribution of traps. The activation energy of the trap level is centred at Em = 0.55 eV. The distribution is perfectly symmetric with a quite small width s = 0.028 eV. The frequency factor is s = 1.15 x 1012 s-1, resulting of the same order of magnitude of its neighbour peak at Tm = 221.5 K, having both, probably, the same origin. Furthermore the work demonstrates that the shape of the glow curves is strongly influenced by the excitation temperature and by the thermal cycles. For that reason Gaussian distributions of localised states can be confused with exponential distributions if the previous thermal history of the samples is not adequately considered. In den letzten Jahren ist eine Vielzahl neuer organischer Polymere und niedermolekularer Verbindungen synthetisiert worden, die sich als aktive Komponente für Elektrolumineszenz-Bauelemente und andere elektronische Anwendungen eignen. Trotz der großen technologischen Bedeutung und des erheblichen Fortschrittes, der bei der Herstellung solcher Materialien erzielt worden ist, sind grundlegende physikalische Eigenschaften dieser Materialklassen noch nicht ausreichend erforscht. Insbesondere das Auftreten lokalisierter Zustände innerhalb der Bandlücke hat besondere Bedeutung für ihre elektronischen Eigenschaften. Sowohl die Präsenz dieser flachen traps (Fallen, Löcher) als auch der Einfluß der Herstellungsbedingungen auf die tiefen und flachen lokalisierten Zustände wurden bisher nicht systematisch untersucht. Thermische Techniken sind wichtige Methoden, um lokalisierte Niveaus in organischen und anorganischen Materialien zu erforschen. Themisch-Stimulierte Lumineszenz (TSL), Thermisch-Stimulierte Ströme (TSC) und Thermisch-Stimulierte Depolarisierte Ströme (TSDC) ermöglichen die Untersuchung flacher und tiefer traps; in Verbindung mit DiElektrischer Spektroskopie (DES) können außerdem Polarisations- und Depolarisationseffekte studiert werden. Mit Hilfe numerischer Simulationen haben wir die kinetischen Gleichungen erster und zweiter Ordnung untersucht, die sich durch schwaches bzw. starkes Wieder-Fangen beschreiben lassen. In diesen Gleichungen haben wir Gaussian-, exponentielle und quasi-kontinuierliche Verteilungen von lokalisierten Zustände berücksichtigt. Durch Veränderung der beiden wichtigsten Parameter (Tiefe der traps E und Häufigkeit) konnte die Form der thermischen Maxima untersucht werden. Auch die die Gaussian-Verteilung bestimmenden Faktoren wurden verändert. Diese theoretischen Ergebnisse wurden auf die experimentellen Glow-Kurven angewandt. Dünne Filme aus polymeren und niedermolekularen Verbindungen (Polyphenylquinoxaline, Trisphenylquinoxaline und Oxadiazole), die wegen ihrer technologischen Bedeutung ausgewählt wurden, zeigen komplexes thermisches Verhalten. Insbesondere hoch geordnete Filme eines amphiphil substituierten 2-(p-nitrophenyl)-5-(p-undecylamidophenyl)-1,3,4-oxadiazols (NADPO) zeichnen sich durch komplexe TSL-Diagramme aus. Im Bereich von Em = 4 meV wurde eine Region flacher traps gefunden. Zwei weitere TSL-Maxima treten bei Tm = 221.5 K bzw. Tm = 254.2 K auf. Sie besitzen Aktivierungsenergien von Em= 0.63 eV bzw. Em = 0.66 eV, ihre Frequenzfaktoren betragen s = 2.4x1012 s-1 bzw. s = 1.85x1011 s-1, sie zeigen Breiten der Verteilung von s = 0.045 eV bzw. s = 0.088 eV. Des weiteren zeigt diese Arbeit, daß die Form der Glow-Kurven stark von der Anregungstemperatur und vom thermischen Kreislauf beeinflußt wird.
Im Rahmen dieser Arbeit gelang es, katalytische Antikörper zur Hydrolyse von Benzylphenylcarbamaten sowie zahlreiche monoklonale Antikörper gegen Haptene herzustellen. Es wurden verschiedene Hapten-Protein-Konjugate unter Verwendung unterschiedlicher Kopplungsmethoden hergestellt und charakterisiert. Zur Generierung der hydrolytisch aktiven Antikörper wurden Inzuchtmäuse mit KLH-Konjugaten von 4 Übergangszustandsanaloga (ÜZA) immunisiert. Mit Hilfe der Hybridomtechnik wurden verschiedene monoklonale Antikörper gegen diese ÜZA gewonnen. Dabei wurden sowohl verschiedene Immunisierungsschemata als auch verschiedene Inzuchtmausstämme und Fusionstechniken verwendet. Insgesamt wurden 32 monoklonale Antikörper gegen die verwendeten ÜZA selektiert. Diese Antikörper wurden in groen Mengen hergestellt und gereinigt. Zum Nachweis der Antikörper-vermittelten Katalyse wurden verschiedene Methoden entwickelt und eingesetzt, darunter immunologische Nachweismethoden mit Anti-Substrat- und Anti-Produkt-Antikörpern und eine photometrische Methode mit Dimethylaminozimtaldehyd. Der Nachweis der hydrolytischen Aktivität gelang mit Hilfe eines Enzymsensors, basierend auf immobilisierter Tyrosinase. Die Antikörper N1-BC1-D11, N1-FA7-C4, N1-FA7-D12 und R3-LG2-F9 hydrolysierten die Benzylphenylcarbamate POCc18, POCc19 und Substanz 27. Der Nachweis der hydrolytischen Aktivität dieser Antikörper gelang auch mit Hilfe der HPLC. Der katalytische Antikörper N1-BC1-D11 wurde kinetisch und thermodynamisch untersucht. Es wurde eine Michaelis-Menten-Kinetik mit Km von 210 µM, vmax von 3 mM/min und kcat von 222 min-1 beobachtet. Diese Werte korrelieren mit den Werten der wenigen bekannten Diphenylcarbamat-spaltenden Abzyme. Die Beschleunigungsrate des Antikörpers N1-BC1-D11 betrug 10. Das ÜZA Hei3 hemmte die hydrolytische Aktivität. Dies beweist, dass die Hydrolyse in der Antigenbindungsstelle stattfindet. Weiter wurde zwischen der Antikörperkonzentration und der Umsatzgeschwindigkeit eine lineare Abhängigkeit festgestellt. Die thermodynamische Gleichtgewichtsdissoziationskonstante KD des Abzyms von 2,6 nM zeugt von einer sehr guten Affinität zum ÜZA. Hydrolytisch aktiv waren nur Antikörper, die gegen das Übergangszustandsanalogon Hei3 hergestellt worden waren. Es wird vermutet, dass die Hydrolyse der Benzylphenylcarbamate über einen Additions-Eliminierungsmechanismus unter Ausbildung eines tetraedrischen Übergangszustandes verläuft, dessen analoge Verbindung Hei3 ist. Im Rahmen der Generierung von Nachweisantikörpern zur Detektion der Substratabnahme bei der Hydrolyse wurden Anti-Diuron-Antikörper hergestellt. Einer der Antikörper (B91-CG5) ist spezifisch für das Herbizid Diuron und hat einen IC50-Wert von 0,19 µg/l und eine untere Nachweisgrenze von 0,04 µg/l. Ein anderer Antikörper (B91-KF5) reagiert kreuz mit einer Palette ähnlicher Herbizide. Mit diesen Antikörpern wurde ein empfindlicher Labortest, der ein Monitoring von Diuron auf Grundlage des durch die Trinkwasserverordnung festgeschriebenen Wertes für Pflanzenschutzmittel von 0,1 µg/l erlaubt, aufgebaut. Der Effekt der Anti-Diuron-Antikörper auf die Diuron-inhibierte Photosynthese wurde in vitro und in vivo untersucht. Es wurde nachgewiesen, dass sowohl in isolierten Thylakoiden, als auch in intakten Algen eine Vorinkubation der Anti-Diuron-Antikörper mit Diuron zur Inaktivierung seiner Photosynthese-hemmenden Wirkung führt. Wurde der Elektronentransport in den isolierten Thylakoiden oder in Algen durch Diuron unterbrochen, so führte die Zugabe der Anti-Diuron-Antikörper zur Reaktivierung der Elektronenübertragung. Attempts to produce catalytic antibodies for hydrolysis of arylcarbamates and arylureas: The aim of the investigations was to produce antibodies which are able to cleave herbicides resistant to naturally occuring enzymes. Structurally similar carbamate and urea derivatives were chosen for the experiments. Phosphonate derivatives were synthesized that mimick possible transition state analogues in structure and charge. Mice were immunized with 4 different derivatives after conjugating them to carrier proteins. 32 hybridomas were established that produce monoclonal antibodies binding to these derivatives. The possible cleavage of substrates was determined by immunoassays with monoclonal antibodies against the substrate and the products and with a photometric method based on dimethylaminocinammonaldehyde. The measuring of cleavage products was succeeded by an amperometric method. The enzyme sensor was based on immobilized tyrosinase which oxidizes p-chlorophenol and phenol. The antibodies N1-BC1-D11, N1-FA7-C4, N1-FA7-D12 und R3-LG2-F9 hydrolysed the benzylphenylcarbamates POCc18, POCc19 und Substance 27. The hydrolytic activity of these antibodies was also succeeded with HPLC. The catalytic antibody N1-BC1-D11 was investigated kinetically and thermodynamically. A Michaelis-Menten-Kinetic was observed (at pH 8.0 exhibited a Km 210 µM, a vmax 3 mM/min and a kcat 222 min-1). These values are in the range of the values obtained for the antibody-catalysed hydrolysis of diphenylcarbamates. The rate enhancement of N1-BC1 was 10. The reaction was completely inhibited by stoichiometric quantities of the transition state analogue Hei3. This is consistent with the affinity of the abzyme to Hei3 of 2.6 nM, determined by BIAcore assay. Only antibodies generated against Hei3 showed hydrolytic activity. The hydrolysis of benzylphenylcarbamates presumably occurs via an addition-elimination-Mechanism involving a tetrahedral intermediate. In summary, this work presents the first example of antibody-catalysed hydrolysis of benzylphenylcarbamates. Monoclonal anti-diuron antibodies were generated that bind to the herbicide diuron with an extremely low equilibrium dissociation constant. A sensitive immunoassay with a low detection limit of 0.2 nM for diuron was established. This is the most sensitive immunological method for detection of diuron known so far. These antibodies were also used in vitro and in vivo to prevent diuron-dependent inhibition of photosynthesis or to restore photosynthesis after inhibition. In isolated thylakoids prepared from spinach leaves (Spinacia oleracea L.) the diuron-inhibited Hill reaction was reconstituted immediately following the addition of the monoclonal antibodies. In an in vivo approach the photosynthetic oxygen evolution of the cell wall deficient mutant (cw 15) of the green alga Chlamydomonas reinhardtii Dangeard was monitored. The antibodies prevented the diuron-dependent inhibition of photosynthesis and restored photosynthesis after inhibition. Transgenic plants that synthesize and accumulate these antibodies or antibody fragments and are therefore diuron-resistant can be created.
After a quarter century of discoveries that rattled the foundations of classical mechanics and electrodynamics, the year 1926 saw the publication of two works intended to provide a theoretical structure to support new quantum explanations of the subatomic world. Heisenberg's matrix mechanics and Schrödinger's wave mechanics provided compatible but mathematically disparate ways of unifying the discoveries of Planck, Einstein, Bohr and many others. Efforts began immediately to prove the equivalence of these two structures, culminated successfully by John von Neumann's 1932 volume Mathematical Foundations of Quantum Mechanics. This forms the springboard for the current effort. We begin with a presentation of a minimal set of von Neumann postulates while introducing language and notation to facilitate subsequent discussion of quantum calculations based in finite dimensional Hilbert spaces. Chapters that follow address two-state quantum systems (with spin one-half as the primary example), entanglement of multiple two-state systems, quantum angular momentum theory and quantum approaches to statistical mechanics. A concluding chapter gives an overview of issues associated with quantum mechanics in continuous infinite-dimensional Hilbert spaces. [Planck1900] PlanckM1900Zur Teorie des Gesetzes der Energieverteilung in NormalspektrumVerhandlung der Deutscher Physikalischen Gesellschaft 2 237[Heisenberg1925] HeisenbergW1925Über quantentheoretische Umdeutung kinematischer und mechanischer BeziehungenZ. Phys. 33 87993879-9310.1007/BF01328377[Schrödinger1926] SchrödingerE1926Quantisierung als Eigenwert ProblemAnn. 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