Using Richard Wright's novel "Black Boy" as a model to work on, the author illustrates a 4-dimensional approach to the teaching of foreign literature: (1) scientific definition of the goals, (2) making a teaching plan, (3) defining methods, and (4) actual use on a teaching model. (Text is in German.) (IFS/WGA)
Scheler, Fabian; Mitzlaff, Martin; Schröder-Preikschat, Wolfgang
Die Entscheidung, einen zeit- bzw. ereignisgesteuerten Ansatz für ein Echtzeitsystem zu verwenden, ist schwierig und sehr weitreichend. Weitreichend vor allem deshalb, weil diese beiden Ansätze mit äußerst unterschiedlichen Kontrollflussabstraktionen verknüpft sind, die eine spätere Migration zum anderen Paradigma sehr schwer oder gar unmöglich machen. Wir schlagen daher die Verwendung einer Zwischendarstellung vor, die unabhängig von der jeweils verwendeten Kontrollflussabstraktion ist. Für diesen Zweck verwenden wir auf Basisblöcken basierende Atomic Basic Blocks (ABB) und bauen darauf ein Werkzeug, den Real-Time Systems Compiler (RTSC) auf, der die Migration zwischen zeit- und ereignisgesteuerten Systemen unterstützt.
Universal gebildete und interessierte Menschen sind selten geworden in unserer Zeit. Victor F. Weisskopf war einer von ihnen. Sein geistiger Horizont umfasste nicht nur sein eigentliches Fachgebiet, die Physik, wo er sich durch fundamentale Arbeiten in den Bereichen der Quantenfeldtheorie, der Kern- und Elementarteilchenphysik hervortat. Daneben bildeten Kunst und Musik sowie ein außergewöhnliches Engagement in sozialen und politischen Angelegenheiten die Eckpunkte seines Lebens. Der Einsatz für die Verständigung zwischen den Machtblöcken während des Kalten Krieges war für ihn ebenso selbstverständlich wie das Bedürfnis, die neuen Ideen der Physik einem breiten Publikum nahe zu bringen. Die Wissenschaft erschien ihm als das geeignete Mittel, um zum Wohle der Menschheit zu wirken.
Zusammenfassung Hintergrund Trotz großer Fortschritte in der Entwicklung der Hard- und Software von Navigationssystemen finden diese aufgrund ihrer vermeintlichen Komplexität, umständlichen Integration in klinische Arbeitsabläufe und fraglichen Vorteilen gegenüber konventionellen bildgebenden Verfahren bisher wenig Einsatz in den heutigen Operationssälen. Ziel der Arbeit Entwicklung einer „Augmented-reality“(AR)-Darstellung zur chirurgischen Navigation ohne Infrarot(„IR“)-Tracking-Marker und Vergleich zum konventioneller Röntgen in einem simulierten Eingriff. Material und Methoden Navigationssystem bestehend aus „Cone-beam-CT“(CBCT)-fähigem C-Bogen und „Red-green-blue-depth“(RGBD)-Kamera. Testung durch Kirschner(K)-Draht-Platzierung in Modellen unter Berücksichtigung der benötigten Zeit, der Strahlendosis und der Benutzerfreundlichkeit der Systeme. Ergebnisse Eine signifikante Reduktion der benötigten Zeit, der Röntgenbilder und der gesamten Strahlendosis bei der AR-Navigation gegenüber dem konventionellen Röntgen bei gleichbleibender Präzision. Schlussfolgerung Die AR-Navigation mithilfe der RGBD-Kamera bietet flexible und intuitive Darstellungsmöglichkeiten des Operations-situs für navigierte Osteosynthesen ohne Tracking-Marker. Hiermit ist es möglich, Operationen schneller, einfacher und mit geringerer Strahlenbelastung für Patient und OP-Personal durchzuführen. PMID:29500506
Werner Heisenberg war eine der prägendsten Gestalten der Physik des 20. Jahrhunderts. Zu seinen wichtigsten Verdiensten gehören die Grundlegung der Quantenmechanik, die Formulierung der Unschärferelationen sowie die Beteiligung an der Ausarbeitung der Kopenhagener Deutung der Quantenmechanik. Darüber hinaus lieferte er Arbeiten von fundamentalem Charakter zur Theorie des Atomkerns, zur kosmischen Strahlung und zur Quantenfeldtheorie. Während des Krieges war er an den Arbeiten des Uranvereins beteiligt, der die Möglichkeit einer Entwicklung von Kernwaffen untersuchte, jedoch über Vorarbeiten zur Reaktorphysik nicht hinauskam. Wegen dieser Tätigkeit wurde er bei Kriegsende für einige Monate in England interniert. Nach seiner Rückkehr widmete er sich vor allem dem Aufbau der Physik in Deutschland, die während der NS-Zeit nahezu ihrer gesamten Substanz beraubt worden war.
Contents: Einleitung(P. C. Aichelburg). 1. Über Zeit, Bewegung und Veränderung (Aristoteles). 2. Ewigkeit und Zeit (Plotin). 3. Was ist die Zeit? (Augustinus). 4. Von der Zeit (Immanuel Kant). 5. Newtons Ansichten über Zeit, Raum und Bewegung (Ernst Mach). 6. Über die mechanische Erklärung irreversibler Vorgänge (Ludwig Boltzmann). 7. Das Maß der Zeit (Henri Poincaré). 8. Dauer und Intuition (Henri Bergson). 9. Die Geschichte des Unendlichkeitsproblems (Bertrand Russell). 10. Raum und Zeit (Hermann Minkowski). 11. Der Unterschied von Zeit und Raum (Hans Reichenbach). 12. Newtonscher und Bergsonscher Zeitbegriff (Norbert Wiener). 13. Die Bildung des Zeitbegriffs beim Kinde (JeanPiaget).14. Eine Bemerkung über die Beziehungen zwischen Relativitätstheorie und der idealistischen Philosophie (Kurt Gödel). 15. Der zweite Hauptsatz und der Unterschied von Vergangenheit und Zukunft (Carl Friedrich v. Weizsäcker). 16. Zeit als physikalischer Begriff (Friedrich Hund). 17. Zeitmessung und Zeitbegriff in der Astronomie (Otto Heckmann). 18. Kann die Zeit rückwärts gehen? (Martin Gardner). 19. Zeit und Zeiten (Ilya Prigogine, Isabelle Stengers). 20. Zeit als dynamische Größe in der Relativitätstheorie (P. C. Aichelburg).
Lautstarker Applaus erhob sich im Salon III/IV des Marriott-Hotels von Crystal City im amerikanischen Bundesstaat Virginia. In dem überfüllten Konferenzraum starrten alle wie gebannt auf die Leinwand, wo nicht mehr zu sehen war als ein nüchternes Diagramm aus zahlreichen Punkten und einer geschwungenen Kurve. Nureine eigenartige Personengruppe konnte sich davon zu Emotionen hinreißen lassen - Physiker auf der Jahrestagung der Astronomischen Gesellschaft, die ihren Begeisterungssturm noch minutenlang fortsetzten. Was war geschehen? Die im Diagramm aufgetragenen Daten bestätigten mit einer nie da gewesenen Genauigkeit ein fundamentales Naturgesetz zur Wärmeabstrahlung von heißen Körpern. 1900 von Max Planck entdeckt, leuchtete es nun in geradezu mathematischer Reinheit auf. Noch sensationeller war der Ursprung der Daten - Mikrowellensignale verschiedener Frequenzen, die nicht aus einem irdischen Labor stammten, sondern von einem heißen Urzustand des Universums! Ein Feuerball aus Wasserstoff und Helium, noch ohne jegliche Strukturen, die irgendwann Leben ermöglichen sollten, ließ damals seinem Licht freien Lauf. Mehr als zehn Milliarden Jahre war es bis zu den Detektoren des vom Menschen gebauten Satelliten COBE unterwegs, der wenige Tage zuvor die Daten übertragen hatte. Wenn ich das alles wie einen Film in meiner Vorstellung ablaufen lasse, bekomme ich immer eine Gänsehaut, als würde ich die inzwischen extrem abgekühlte Strahlung tatsächlich spüren. Ihre Gleichverteilung im Raum macht uns auch deutlich, dass wir uns nicht einbilden dürfen, an einem besonderen Ort im Universum zu leben - intelligente Aliens könnten sich seitdem überall entwickelt haben! Sollten sie - was nicht wahrscheinlich ist - uns wirklich von Zeit zu Zeit über die Schulter schauen, dann hätten sie an jenem Nachmittag des 13. Januar 1990, als der Vortrag stattfand, bestimmt anerkennend mit ihrem großen Kopf genickt.
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.
Ist Biologie das jüngste Mitglied in der Familie von Big Science? Die vermehrte Zusammenarbeit in der biologischen Forschung wurde in der Folge des Human Genome Project zwar zum Gegenstand hitziger Diskussionen, aber Debatten und Reflexionen blieben meist im Polemischen verhaftet und zeigten eine begrenzte Wertschätzung für die Vielfalt und Erklärungskraft des Konzepts von Big Science. Zur gleichen Zeit haben Wissenschafts- und Technikforscher/innen in ihren Beschreibungen des Wandels der Forschungslandschaft die Verwendung des Begriffs Big Science gemieden. Dieser interdisziplinäre Artikel kombiniert eine begriffliche Analyse des Konzepts von Big Science mit unterschiedlichen Daten und Ideen aus einer Multimethodenuntersuchung mehrerer großer Forschungsprojekte in der Biologie. Ziel ist es, ein empirisch fundiertes, nuanciertes und analytisch nützliches Verständnis von Big Biology zu entwickeln und die normativen Debatten mit ihren einfachen Dichotomien und rhetorischen Positionen hinter sich zu lassen. Zwar kann das Konzept von Big Science als eine Mode in der Wissenschaftspolitik gesehen werden – inzwischen vielleicht sogar als ein altmodisches Konzept –, doch lautet meine innovative Argumentation, dass dessen analytische Verwendung unsere Aufmerksamkeit auf die Ausweitung der Zusammenarbeit in den Biowissenschaften lenkt. Die Analyse von Big Biology zeigt Unterschiede zu Big Physics und anderen Formen von Big Science, namentlich in den Mustern der Forschungsorganisation, der verwendeten Technologien und der gesellschaftlichen Zusammenhänge, in denen sie tätig ist. So können Reflexionen über Big Science, Big Biology und ihre Beziehungen zur Wissensproduktion die jüngsten Behauptungen über grundlegende Veränderungen in der Life Science-Forschung in einen historischen Kontext stellen. PMID:27215209
Araya, Mesfin; Chotai, Jayanti; Komproe, Ivan H; de Jong, Joop T V M
2011-07-01
The resilience of post-war displaced persons is not only influenced partly by the nature of premigration trauma, but also by postmigration psychosocial circumstances and living conditions. A lengthy civil war leading to Eritrea separating from Ethiopia and becoming an independent state in 1991 resulted in many displaced persons. A random sample of 749 displaced women living in the shelters in the Ethiopian capital Addis Ababa was compared with a random sample of 110 displaced women living in the community setting of Debre Zeit, 50 km away from Addis Ababa, regarding their quality of life, mental distress, sociodemographics, living conditions, perceived social support, and coping strategies, 6 years after displacement. Subjects from Debre Zeit reported significantly higher quality of life and better living conditions. However, mental distress did not differ significantly between the groups. Also, Debre Zeit subjects contained a higher proportion born in Ethiopia, a higher proportion married, reported higher traumatic life events, employed more task-oriented coping, and perceived higher social support. Factors that accounted for the difference in quality of life between the shelters and Debre Zeit groups in three of the four quality of life domains of WHOQOL-BREF (physical health, psychological, environment), included protection from insects/rodents and other living conditions. However, to account for the difference in the fourth domain (social relationships), psychosocial factors also contributed significantly. Placement and rehabilitation in a community setting seems better than in the shelters. If this possibility is not available, measures to improve specific living conditions in the shelters are likely to lead to a considerable increase in quality of life.
Zeit Bay Field is one of the most important oil-bearing fields in the Gulf of Suez, Egypt, producing oil from the fractured basement rocks. Due to the complex structural setting of the area and the classical exploration concept that was based mainly on 2D seismic survey data, the area suffered from limited hydrocarbon interest for several years. During this time, most of the drilled wells hit structural highs and resulted in several dry holes. The present study is based on the interpretation of more recently acquired 3D seismic survey data as, matched with the available well logs, used to understand the complex structural setting of the Zeit Bay Field and provide insight into the entrapment style of the implied hydrocarbons. Several selected seismic cross sections were constructed, to extract subsurface geologic information, using available seismic profiles and wells. In addition, structure contour maps (isochronous maps, converted to depth maps) were constructed for the peaks of the basement, Nubian Sandstone, Kareem and Belayim Formations. Folds (anticlines and synclines) and faults (dip-slip) are identified on these maps, both individually and in groups, giving rise to step-like belts, as well as graben and horst blocks.
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.
This study aims at evaluating perceived service quality in Zanjan University of Medical Sciences (ZUMS). This study was cross-sectional and authors surveyed educational services at ZUMS. Through stratified random sampling, 384 students were selected and an adapted SERVQUAL instrument was used for data collection. Data analysis was performed by…
This experiment was conducted at Debre Zeit and Akaki during 2004-2005 cropping season on F2-derived F4 bulk families of three crosses, viz, DZ-01-974 x DZ-01-2786, DZ-01-974 x DZ-Cr-37 and Alba x Kaye Murri. To estimate the correlations and path coefficients between yield and yield components, 63 F4 families were taken randomly from each of the three crosses. The 189 F4 families, five parents and two checks were space planted following in 14 x 14 simple lattice design. Study of associations among traits indicated that yield was positively associated with shoot biomass, harvest index, lodging index and panicle kernel weight at phenotypic level at Debre Zeit. At Akaki, yield had significant positive correlation with shoot biomass, harvest index, plant height, panicle length and panicle weight. At genotypic level, grain yield per plot exhibited positive association with harvest index, shoot biomass, lodging index and panicle kernel weight at Debre Zeit. By contrast, days to heading, days to maturity, plant height and panicle length showed negative association with yield. At Akaki, kernel yield per plot was positively correlated at genotypic level with all the traits considered where lodging index had the highest correlation followed by shoot biomass, panicle kernel weight and harvest index. Path coefficient analysis at both phenotypic and genotypic levels for both the locations suggested those shoot biomass and harvest indexes are the two important yield determining traits. These two traits might be useful in indirect selection for yield improvement in the material generated from the three crosses under consideration.
Im Mai 1752 wurde in Marly bei Paris auf Anregung des amerikanischen Forschers und Politikers Benjamin Franklin erstmals die elektrische Natur des Blitzes nachgewiesen. Damals beschrieb Franklin auch eine technische Vorrichtung, die als Schutz von Gebäuden vor Blitzschlägen dienen sollte: den Blitzableiter. Diese aus heutiger Sicht scheinbar triviale Vorrichtung wurde aber keineswegs unmittelbar akzeptiert. Und bis heute ist die Forschung zum Schutz von Einrichtungen vor Blitzschlägen nicht abgeschlossen.
Mann, Andrew; Gaidos, Eric; Newton, Elisabeth R.; Rizzuto, Aaron C.; Vanderburg, Andrew; Mace, Gregory N.; Kraus, Adam L.
2017-01-01
Planets and their host stars evolve with time, and the first few hundred million years are thought to be the most formative. However, the majority of known exoplanets orbit stars older than the timescales of interest (>1 Gyr). We have launched the Zodiacal Exoplanets in Time (ZEIT) survey with the goal of identifying and characterizing young (<1 Gyr) transiting planets. To this end, we have utilized high-precision photometry of nearby young clusters and stellar associations taken as part of the K2 mission. Thus far we have discovered transiting planets in the Hyades and Praesepe clusters (˜800 Myr), and the Upper Scorpius OB association (˜11 Myr), but interestingly none in the Pleiades (˜125 Myr). These discoveries can be used to set limits on the migration timescale, estimate atmosphere loss around young planets, and provide independent tests of pre-main sequence stellar models. Here I overview some key science results from our survey and briefly discuss our plans to identify more young planetary systems.
Physical inactivity is a major public health concern since it increases individuals’ risk of morbidity and mortality. A subgroup at particular risk is postmenopausal overweight women. The aim of this study was to assess the feasibility and effect of a 12-week ZumBeat dance intervention on cardiorespiratory fitness and psychosocial health. Postmenopausal women with a body mass index (BMI) >30 kg/m2 or a waist circumference >94 cm who were not regularly physically active were asked to complete a 12-week ZumBeat dance intervention with instructed and home-based self-training sessions. Before and after the intervention, peak oxygen consumption (VO2peak) was assessed on a treadmill; and body composition and several psychometric parameters (including quality of life, sports-related barriers and menopausal symptoms) were investigated. Of 17 women (median age: 54 years; median BMI: 30 kg/m2) enrolled in the study, 14 completed the study. There was no apparent change in VO2peak after the 12-week intervention period (average change score: −0.5 mL/kg/min; 95% confidence interval: −1.0, 0.1); but, quality of life had increased, and sports-related barriers and menopausal symptoms had decreased. A 12-week ZumBeat dance intervention may not suffice to increase cardiorespiratory fitness in postmenopausal overweight women, but it increases women’s quality of life. PMID:29910253
Für die Erforschung von Biomolekülen bieten Neutronen einzigartige Eigenschaften. Vor allem ihre unterschiedliche Wechselwirkung mit dem natürlichen Wasserstoff und seinem schweren Isotop Deuterium ermöglicht tiefe Einblicke in Struktur, Funktion und Dynamik von Proteinen, Nukleinsäuren und Biomembranen. Bei vielen Fragestellungen zur Strukturaufklärung gibt es kaum oder keine Alternative zum Neutron. Das Institut Laue-Langevin trägt Bahnbrechendes zum Erfolg der Neutronen-Methoden in der Biologie bei.
Der Name des österreichischen Forschers Ernst Mach ist heute noch mit der Schallgeschwindigkeit verbunden. Diese Auszeichnung resultiert aus Machs Untersuchungen, wie sich Projektile mit Überschallgeschwindigkeit durch die Luft bewegen. Gerade in jüngster Zeit hat die Anwendung derartiger Methoden durch technische Modifikationen wieder einen Aufschwung erfahren.
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.
Das beliebte Arbeitsbuch "Probleme aus der Physik" bietet nun auch zur 17. Auflage von Gerthsen Vogel "Physik" (ISBN 3-540-56638-4) mit über 1150 gelösten Aufgaben aus der Physik und ihren Anwendungen in Technik, Astrophysik, Geound Biowissenschaften eine Fülle an Material zum Üben und Weiterlernen, zur Prüfungsvorbereitung und zum Selbststudium. Neu hinzugekommen ist ein Kapitel zur nichtlinearen Dynamik. Aufgaben aller Schwierigkeitsgrade machen "Probleme aus der Physik" unentbehrlich für Studenten der Physik im Haupt- und Nebenfach; Schüler der Leistungskurse Physik finden hier eine hervorragende Ergänzung.
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.
Nakayama, M; Natori, Y; Tachi, H; Yoshizawa, M; Takayama, S; Miura, H; Kanayama, M; Kamei, T
1986-01-01
Vestibular function testing was done regularly on the cases given streptomycin, kanamycin, or enviomycin and a method to detect the cases of vestibular dysfunction at an early stage was discussed, as well as the time these drugs should be discontinued. Subjects were 85 cases of tuberculosis treated with streptomycin, kanamycin, or enviomycin who were admitted to our hospital from December 1984 to May 1986. The method of equilibrium examination performed at regular intervals is as follows: standing test (Romberg test), stepping test, and Meyer zum Gottesberge's head-shaking test were done once a week for a month after starting antituberculous injections and they were re-examined once every 2 weeks for at least 3 months after beginning the injections. After the 3 months these tests were done once a month. Eight cases of vestibular damage due to streptomycin or enviomycin could be easily detected at an early stage by performing Meyer zum Gottesberge's head-shaking test, together with the standing test and the stepping test. Vestibular dysfunction is apt to occur after about 1 month or within a month from the start of daily injections especially with streptomycin. Therefore, the method of equilibrium examination, we suggest, is that the Meyer zum Gottesberge's head-shaking test, the standing test (Romberg test), and the stepping test should be performed once a week during the first month after the start of this drug. When the result of the Meyer zum Gottesberge's head-shaking test is less than 50% and swaying and/or rotation occur in the stepping test, the drugs being given should be discontinued.
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.
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.
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.
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.
Die jüngst erfolgte Veröffentlichung von Dokumenten aus dem Privatarchiv der Familie Bohr [1] über den geheimnisumwitterten Besuch von Werner Heisenberg in Kopenhagen im September 1941 hat in den deutschen Medien große Resonanz gefunden [2]. Tatsächlich verraten uns die jetzt veröffentlichten Dokumente sehr viel mehr über die Zeit ihres Entstehens als über den Besuch selbst.
North American durum lines, selected for resistance to TTKSK and related races of Puccinia graminis f. sp. tritici in Kenya, became highly susceptible in Debre Zeit, Ethiopia, suggesting the presence of stem rust races that were virulent to the TTKSK-effective genes in durum. The objective of this s...
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.
Central aspects of intra-familiar violence and of their causes are discussed. The first results of the study "Handeln statt Misshandeln" (HSM, Action against Violence) are presented. Data were collected in Bonn, Germany, by the means of a postal questionnaire. Approximately 10 percent of old people reported experiences of violence in their families during the past five years. Most often mental violence and financial deceit were mentioned. Experiences of violence mainly caused psychological and emotional problems. If at all, victims searched for support in their immediate social network. Persons who were married or of bad physical health had often experiences of violence. Significant difference between victims and non-victims were detected for experiences of violence, the victims' subjective well-being, the quality of the families' external relations and the victims' socio-economic status.
Consolidation of Fe-N Magnets Using Equal Channel Angular Extrusion SG Sankar Advanced Materials Corporation (AMC), Pittsburgh, PA LJ Kecskes Weapons and...at the US Army Research Laboratory (ARL), Weapons and Materials Research Directorate, at Aberdeen Proving Ground, Maryland. Unlike conventional...Widenmeyer M, Hansen TC, Niewa R. Formation and decomposition of metastable α’’-Fe16N2 from in-situ powder neutron diffraction and thermal analysis. Zeit
knocked off by the airborne ice crystals when they make glancing collisions with the target, thus charging the ice target positively. Findeisen (1940...long when it encounters the passing ice crystals. Such a fiber is very different from the substantial frost fibers noted by Findeisen and may not be...Niederschlagselektrizitat, Phys. Z. 14, 1287-1292, 1913. Findeisen , W., Uber die Entstehung der Gewittelektrizitat, Meteor. Zeit, 57, 201, 1940. Fletcher N. H., The physics
done by an external force. In the 1930’s, Trefftz and Kappus [8 ] also applied this principle to derive the elastic buckling equation and stability...theorie der stabilitat des elastischen gleichgewichts, Zeit. fur Angew. Math. u Mech. B13 (1933), L... 160. 120 [8] Kappus , R., Zur elastizitats...strain relations and boundary condiiomns for the prebeckling fundamental path solution. As Kappus had done in 1939, a new variation 6* can be imposed m
circadian geber , 97,98 system precision, 4 Form factor Damped oscillators, mutual excitation of, and relationship to ratio of deviations, 37 self-sustainment...rhythms, 5-6 Forced internal desynebronization, by Zeit- incorporation of, into models of circadian geber , 97,98 system precision, 4 Form factor Damped...equation, for modeling of circadian geber phase, and modification by fre- rhythms, 19 quency coefficient, 54,55,56 Oscillatory range, effects of
melting layer done over the past 40 years, or since Findeisen (1940) 14 first looked at isothermal layers in the atmosphere at temperatures close to 0°C...Atmospheric Science, University of Wyoming, Laramie, Wyoming, 204 pp. 14. Findeisen , W. (1940) The formation of the 00C-isothermal layer and fracto...Wyoming, Laramie, Wyoming, 204 pp. 14. Findeisen , W. (1940) The formation of the 0°C-isothermal layer and fracto- cumulus under nimbostratus, Met. Zeit 57
Responds to arguments that environmental education must be backed up by a theory of society. Sketches a paradigm that would be broad enough to cover all object areas relevant to a well-grounded pedagogy of environment, and links the basic idea of ecology with insights on scales and rhythms of time. (DSK)
Alfred Bentz was the leading oil geologist in Germany during the Third Reich, the World War II and thereafter. His relevant activities are treated here mainly on the base of documents in the Geologenarchiv Freiburg. In spite of his prominent position during the Nazi Regime he can obviously not be blamed for personal guilt. As a loyal civil servant he was embedded in the tragic German fate in these years.
Unter Starterkulturen versteht man Mikroorganismen (Bakterien, Hefen, Pilze), die pflanzlichen bzw. tierischen Rohstoffen zur gezielten Veränderung ihrer chemischen Zusammensetzung zugesetzt werden. Sie dienen im Wesentlichen der Aromabildung, der Strukturveränderung und der Konservierung der Lebensmittel und werden aufgrund spezieller, funktioneller Eigenschaften selektiert. Die Zugabe von Starterkulturen erfolgt in der Regel in relativ hohen Keimzahlen in Form von Rein- oder Mischkulturen. Die zum Einsatz kommenden Mikroorganismen sind ebenso zahlreich wie die daraus resultierenden Produkte und reichen von der Fermentation von Milchprodukten, Fleisch und Gemüse durch Milchsäurebakterien über die Essigsäureherstellung bis hin zum Einsatz von Hefen in der Brau- und Weinindustrie. Hieraus ergibt sich auch eine zunehmende Bedeutung schneller und zuverlässiger Methoden zur taxonomischen Identifizierung, aber auch zur Charakterisierung des genetischen Potenzials der jeweiligen Starterkulturen.
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.
Die Geschichte des Kalten Krieges eröffnet viele Möglichkeiten, sich näher mit den Schnittstellen von Physik und Biologie während des 20. Jahrhunderts zu befassen. Nicht nur das Unglück in Tschernobyl aus dem Jahr 1986, auch das Beispiel der nuklearen Anlagen in Hanford in den Vereinigten Staaten zeigt die biologischen Folgen von nuklearer Physik.
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.
Tissue Engineering ist eine Schlüsseltechnologie für den Gewebeersatz der Zukunft. Am Beispiel der Hals-Nasen-Ohrenheilkunde, Kopf- und Halschirurgie werden klinisch etablierte Gewebeersatzmethoden und aktuelle Entwicklungen des Tissue Engineering gegenübergestellt. Die Besonderheiten der zu ersetzenden Gewebe im Kopf- und Halsbereich erfordert vielfältige Ersatzverfahren. Im klinischen Alltag werden heute vor allem autogene Transplantate und Implantate für den Gewebeersatz verwendet [1]. In vitro hergestellte Gewebe werden abgesehen von Einzelanwendungen zur Zeit noch nicht am Patienten eingesetzt.
Kraftwerk Qinshan, VR China 0 1984 bis 1987 Studiumn des Markscheidewesens am Shandong Institute of Mining and Technology, VR China * 1984 bis 1993...die zur Wasserversorgung eines Kraftwerkes der ALCAN dienen sollte. Verbunden mit dem Tunnelprojekt war auch der Bau einer 80 km langen Hoch...spannungsleitung durch unverdorbene Wildnis vom Kraftwerk zur Aluminium-Schmelze in Ki- timat. Zu dieser Zeit war es das gr66Bte hydro-elektrische Projekt, das
... or bruxism (say: BRUK-sih-zum), which is grinding your teeth while you sleep. Grinding stretches the muscles and joints in your mouth ... closing completely at night, which keeps you from grinding your teeth. Getting Fitted for and Wearing a ...
Während mittlerweile rund 950 Planeten außerhalb des Sonnensystems gefunden wurden, steht der Nachweis von extrasolaren Monden noch aus. Aktuelle Studien zeigen, dass dies mit der heutigen Technologie zum ersten Mal möglich ist.
die elektrische Leitfiihigkeit a,. und die relative Permeabilitat Yrn auf. In die Leiter sind harmonisch von der Zeit abhdngige Str ~me eingeprligt, die...Zusammengefasst werden die Beziehungen (5.15) dann durch Mit den Maschen- und Knotengleichungen sind die Abhdngigkeiten der Str ~ime und Span- nungen...besteht aus t Spalten und kennzeichnet die Tore, an denen Str ~me eingeprdgt sind. Daher ist sie gemdl3 [TnT] J,,,5, wenn in Tor bein Strom eingepriigt ist
Normung ist aus dem täglichen Leben nicht wegzudenken. In allen Bereichen des Lebens begegnet man Normen, die Aktivitäten reichen von Festlegungen für Kindersitze im Auto über Implantate zum Gelenkersatz bis zu Schraubengrößen oder Verfahren zur Optimierung von Unternehmen.
Val, Jose Cajide; Philipp, Rita Radl; Castro, Ana Porto
1998-01-01
Investigates the teaching, research, and management entailed in four new degree programs--physics, agricultural engineering, agricultural food-processing technology, and pharmacy courses--at Spain's University of Santiago de Compostela. Reports students' opinions of reforms in these courses, revealing dissatisfaction with facilities for practical…
"Dies ist kein Lehrbuch der theoretischen Physik, auch kein Kompendium der Physikgeschichte ... , vielmehr eine recht anspruchsvolle Sammlung historischer Miniaturen zur Vergangenheit der theoretischen Physik - ihrer "Sternstunden", wenn man so will. Frei vom Zwang, etwas Erschöpfendes vorlegen zu müssen, gelingt dem Autor etwas Seltenes: einen "lebendigen" Zugang zum Ideengebäude der modernen Physik freizulegen, ... zu zeigen, wie Physik in praxi entsteht... Als Vehikel seiner Absichten dienen dem Autor geschichtliche Fallstudien, insgesamt sieben an der Zahl. Aus ihnen extrahiert er das seiner Meinung nach Lehrhafte, dabei bestrebt, mathematische Anachronismen womöglich zu vermeiden... Als Student hätte ich mir diese gescheiten Essays zum Werden unserer heutigen physikalischen Weltsicht gewünscht. Sie sind originell, didaktisch klug und genieren sich auch nicht, von der Faszination zu sprechen, die ... von der Physik ausgeht. Unnötig darauf hinzuweisen, das sie ein gründliches "konventionelles" Studium weder ersetzen wollen noch können, sie vermögen aber, dazu zu ermuntern." #Astronomische Nachrichten (zur englischen Ausgabe)#1
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.
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.
Die Nachweise einer schadlosen Ableitung von Abwässern lassen sich bis weit in die Vergangenheit zurückverfolgen. Sie waren bereits zur damaligen Zeit eine Forderung zur Pflege der öffentlichen Reinlichkeit. Der Kanalisationsbau ist auch immer ein Ausdruck der Kultur eines Volkes gewesen. So kann festgestellt werden, dass im Zusammenhang mit der Hochkultur eines Volkes auch der Kanalbau ein vorherrschendes Thema war. Der Kanalbau steht auch in einem engen Zusammenhang mit dem Wasserleitungsbau. Es ist nur logisch, dass dort wo Wasser teilweise aus großer Entfernung herangeführt worden ist, dieses dann nach Gebrauch auch wieder schadlos beseitigt werden musste.
This paper approaches the question of space dimensionality by discussing a neglected argument proposed by Hermann Weyl in 1955. In Why is the World Four-Dimensional? (1955), Weyl offered a different argument from the one generally attributed to him and presented in Raum-Zeit-Materie. In the first sections of the paper, this new argument and its features are spelled-out, and in the last section, I shall develop some useful remarks on the concept of topology of causation that can still inform our reflection on the dimensionality of the world.
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.
Eine topologische Oberflächenmodifikation von metallischen Implantaten kann aus verschiedenen Gründen sinnvoll sein. Im Allgemeinen lassen sich zwei Hauptziele unterscheiden. Zum einen dienen Oberflächen dazu, bestimmte Zellreaktionen zu forcieren. Die Anwendungsbeispiele reichen hier von sehr rauen Oberflächen in Fällen wo eine gute Integration eines Permanentimplantates in das Gewebe erwünscht ist bis hin zu glatt polierten Oberflächen. Letztere werden in erster Linie dort eingesetzt, wo das Implantat in direktem Kontakt mit Blut ist. Ein Beispiel für die Erforderlichkeit einer hohen Rauheit (Rz > 100 μm) sind meist aus Titan gefertigte Schäfte von Gelenksimplantaten [1,2]. Die Autoren machten den Vorschlag, die Aufrauung von Titan- und Edelstahl-Stents analog der Aufrauung bei Hüftprothesenschäften zu versuchen, um eine noch bessere Biokompatibilität zu erreichen. [7, 8 ,9]. Sehr glatte Oberflächen, in der Regel mit Rz Werten von unter 0,1 μm, sind z. B. bei Herzklappenprothesen und der Innenseite von Gefäßstützen gefordert. Mittlere Rauheiten werden oft bei temporären Implantaten eingesetzt, in die in reguliertem Maße Gewebe einwachsen, allerdings keine unlösbare Verbindung bilden sollen. Sehr genau eingestellt werden müssen auch die Oberflächentopographien bei Implantaten in sehr empfindlichen Gebieten wie z. B. der Gehirnregion. Hierbei muss eine gute Verankerung im Gewebe vorhanden sein, um ein Verrutschen des Implantates zu verhindern. Zum anderen darf keine überschüssige Zellproliferation entstehen, um ein Einwachsen in sensible Regionen zu verhindern. Zum anderen werden Oberflächenmikrostrukturen genutzt, um Wirkstoffe in Implantate einzubringen, die lokal über einen bestimmten Zeitraum freigesetzt werden sollen. Als wichtigste Wirkstoffe sind hier Antibiotika und entzündungshemmende Mittel sowie im kardiovaskulären Bereich Proliferationshemmer zu nennen.
Discussion of two basic conceptions: Wilhelm von Humboldt's idea of language as energeia'' existing within and without man, and Noam Chomsky's idea of language generated by the speaker according to an innate apparatus. Revised version of lectures presented at the University of Bonn, West Germany in August 1971. (RS)
Describes work at a Goethe Institute branch with two groups of foreign students learning German, in which radio news, after preparatory work by the teacher, was used to induce question-and-answer dialogue. Many types of teaching aids and exercises used are described, including three-way conversation. (Text is in German.) (IFS/WGA)
Ball lightning phenomena and properties gleaned from a collection of observations are examined. The observations of a diffusion combustion of minute gas admixtures in air are thoroughly examined because they display the greatest resemblance to natural ball lightning. A comparison of properties with the qualities of the luminous clouds during diffusion combustion shows very good agreement. (W.D.M.)
Charles Darwin hat eindrucksvoll gezeigt, dass der Mensch ebenso wie alle anderen Lebewesen ein Produkt der biologischen Evolution ist. Die sich an Darwin anschließende Forschung hat außerdem plausibel gemacht, dass sich nicht nur viele der körperlichen Merkmale des Menschen, sondern auch (zumindest einige) seiner Verhaltensdispositionen in adaptiven Selektionsprozessen herausgebildet haben. Die Vorstellung, dass auch die menschliche Moralität evolutionär bedingt ist, scheint daher auf den ersten Blick ganz überzeugend. Schließlich hat die Evolutionstheorie in den vergangenen Jahrzehnten in vielen Bereichen (auch außerhalb der Biologie) ihre weitreichende Bedeutung unter Beweis gestellt. Warum sollte, so könnte man beispielsweise fragen, gerade die Fähigkeit des Menschen, moralische Normen aufzustellen und gemäß ihnen zu handeln, nicht evolutionär erklärt werden können? Und warum sollte eine solche evolutionäre Erklärung der menschlichen Moralität irrelevant für die Rechtfertigung moralischer Normen sein? Warum sollte die Ethik eine Bastion der Philosophen bleiben, für die evolutionsbiologische Forschungsergebnisse über den Menschen und seine nächsten Verwandten keinerlei Relevanz besitzen?
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.
In keinem anderen Land der Erde ist der Anteil ausländischer Studenten im Fach Physik größer als in den USA. Nach den Terroranschlägen vom 11. September werden jedoch zunehmend ausländische Studenten, insbesondere aus China und dem mittleren Osten, abgewiesen - zum Leidwesen der Studenten und der Universitäten.http://www.aip.org/statistics
products and for occupational safety and health protection, into a majority rule, the elaboration and adoption of directives was additionally speeded up...they contain. Safety standards serve to protect life, health and material goods and so, for the field of technology, express the requirements laid...p. 19, 13.02.1996 Press release 05-97: Entscheidung zum Arbeitsschutzmanagement (Decision on industrial safety management ) http://www.din.de
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.
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.
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.
Aus den Besprechungen: "... Wem bei seinen philosophischen Höhenflügen allerdings die einfachsten Grundlagen fehlen, wer sich am Himmel ähnlich zurechtfindet wie ein Amazonasindianer im Großstadtverkehr, dem seien die Sternbilder und ihre Mythen ans Herz gelegt, die der Wiener Universitätsprofessor Gerhard Fasching zusammengestellt hat... Da werden Wegweiser-Sternkarten für das ganze Jahr gezeigt, die auch einem astronomischen Ignoranten die nächtliche Orientierung ermöglichen. Daneben werden die Sternsagen des Ovid opulent ausgebreitet, das überlieferte Wissen aus verschiedenen Kulturkreisen zitiert und wissenschaftliche Erklärungsmodelle zusammengetragen. Die moderne Weltsicht erscheint dabei nicht als der Weisheit letzter Schluß, sondern nur als derzeit anerkanntes Abbild der Wirklichkeit..." #Ulrich Schnabel/Die Zeit#
A critical re-examination of the history of the concepts of space (including spacetime of general relativity and relativistic quantum field theory) reveals a basic ontological elusiveness of spatial extension, while, at the same time, highlighting the fact that its epistemic primacy seems to be unavoidably imposed on us (as stated by A.Einstein "giving up the extensional continuum … is like to breathe in airless space"). On the other hand, Planck's discovery of the atomization of action leads to the fundamental recognition of an ontology of non-spatial, abstract entities (Quine) for the quantum level of reality (QT), as distinguished from the necessarily spatio-temporal, experimental revelations ( measurements). The elementary quantum act (measured by Planck's constant) has neither duration nor extension, and any genuinely quantum process literally does not belong in the Raum and time of our experience. As Heisenberg stresses: "Während also die klassische Physik ein objectives Geschehen in Raum and Zeit zum Gegenstand hat, für dessen Existenz seine Beobachtung völlig irrelevant war, behandelt die Quantentheorie Vorgänge, die sozusagen nur in den Momenten der Beobachtung als raumzeitliche Phänomene aufleuchten, und über die in der zwischenzeit anschaulische physikalische Aussagen sinloss sind". An admittedly speculative, hazardous conjecture is then advanced concerning the relation of such quantum ontology with the role of the pre-phenomenal continuum (Husserl) in the perception of macroscopically distinguishable objects in the Raum and time of our experience. Although rather venturesome, it brings together important philosophical issues. Coherently with recent general results in works on the foundations of QT, it is assumed that the linearity of quantum dynamical evolution does not apply to the central nervous system of living beings at a certain level of the evolutionary ramification and at the pre-conscious stage of subjectivity. Accordingly, corresponding to the onset of a non-linear dynamic evolution, a `primary spatial' reduction is `continually' taking place, thereby constituting the neural precondition for the experience of distinguishable macroscopic objects in the continuous spatial extension. While preventing the theoretically possible quantum superpositions of macroscopic objects from being perceivable by living beings, the `primary reduction' has no effect on the standard processes concerning quantum level entities involved in laboratory man-made experiments. In this connection, an experimental check which might falsify the conjecture is briefly discussed. The approach suggested here, if sound, leads to a naturalization of that part of Kant's Transcendental Aesthetics than can survive the Euclidean catastrophe. According to such naturalized transcendentalism, "space can well be transcendental without the axioms being so", in agreement with a well-known statement by Boltzman. Finally, as far as QT is concerned, the conjecture entails that a scheme for quantum measurement of the von Neumann type cannot even `leave the ground', vindicating Bohr's viewpoint. A quantum theory of measurement, in a proper sense, turns out to be unnecessary and in fact impossible.
Thermal modeling can demonstrate that stratal salt deposits may provide a significant heat conduit and conceptually provide a basis for hypothermal fairways of hydrocarbon aspiration in regions of dominant thermal overmaturity. However, accurate evaluation of thermal maturity suppression by modeling must be geologically constrained. With respect to the Tertiary Tokar Delta of offshore Sudan, ID tectonic subsidence analysis of boreholes in the region reveals at least two major pu1ses of crustal extension and associated heating (24-20 m.a. and 5.4-2.7 m.a.). Integrating the borehole geochemical information with a Tokar Delta seismic stratigraphic interpretation allows the construction of constrained 2D thermal basinmore » models through time using Procom BMT. The best match between the observed and modelled vitrinite reflectance values is achieved by using a two phase tectonic stretching model with pulses at 22{+-}2 m.a. and 4{+-}1.5 m.a. and incremental subcrustal stretching factors which vary between 2.65-2.75. Utilizing these parameters suggests the top of the oil window to occur within the Zeit Formation and bottom of the oil window to exist at the base of the Dungunab Salt. As only subsalt source rocks are observed, this model would tend to negate the possibility of the occurrence of liquid hydrocarbons. For the Tokar Delta the presently observed general high heat flow is so high that it leads in all cases to overcooked organics for a subsalt source. However, that hydrocarbons in the post-salt Zeit Formation of the Tokar Delta have been discovered suggests significant secondary hydrocarbon migration to have occurred within the late Miocene (15.4 - 5.4 m.a.). Potential migration pathways would be a1ong basement-induced fault conduits. If true, similar secondary migration play concepts may be applicable elsewhere in the Red Sea.« less
The Middle Miocene Kareem sandstones are important oil reservoirs in the southwestern part of the Gulf of Suez basin, Egypt. However, their diagenesis and provenance and their impact on reservoir quality, are virtually unknown. Samples from the Zeit Bay Oil Field, and the East Zeit Oil Field represent the Lower Kareem (Rahmi Member) and the Upper Kareem (Shagar Member), were studied using a combination of petrographic, mineralogical and geochemical techniques. The Lower Rahmi sandstones have an average framework composition of Q95F3.4R1.6, and 90% of the quartz grains are monocrystalline. By contrast, the Upper Shagar sandstones are only slightly less quartzose with an average framework composition of Q76F21R3 and 82% of the quartz grains are monocrystalline. The Kareem sandstones are mostly quartzarenite with subordinate subarkose and arkose. Petrographical and geochemical data of sandstones indicate that they were derived from granitic and metamorphic terrains as the main source rock with a subordinate quartzose recycled sedimentary rocks and deposited in a passive continental margin of a syn rift basin. The sandstones of the Kareem Formation show upward decrease in maturity. Petrographic study revealed that dolomite is the dominant cement and generally occurs as fine to medium rhombs pore occluding phase and locally as a grain replacive phase. Authigenic quartz occurs as small euhedral crystals, locally as large pyramidal crystals in the primary pores. Authigenic anhydrites typically occur as poikilotopic rhombs or elongate laths infilling pores but also as vein filling cement. The kaolinite is a by-product of feldspar leaching in the presence of acidic fluid produced during the maturation of organic matter in the adjacent Miocene rocks. Diagenetic features include compaction; dolomite, silica and anhydrite cementation with minor iron-oxide, illite, kaolinite and pyrite cements; dissolution of feldspars, rock fragments. Silica dissolution, grain replacement and carbonate dissolution greatly enhance the petrophysical properties of many sandstone samples.
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.
New placement procedure at Humboldt University includes interviews and placement tests. Interviews reveal response ability, tempo, pronunciation, comprehension, etc. The 60-minute test that follows is described and results discussed, as well as difficulty level and grading. Results: better grouping of students, less shifting, better work. (Text is…
Anmerkungen zum Balassa - Samuelson -Effekt, Nr. 3/2002, erschienen in: Stefan Reitz (Hg.): Theoretische und wirtschaftspolitische Aspekte der internatio- nalen...However, the argument is slightly more complex. Using a simple model with differentiated networks, Buehler and Haucap (2004) show that the incumbent’s...Elasticities The above arguments suggest that it is more difficult to gain market share in the presence of switching costs, as undercutting needs to be
Wolf, EU-Erweiterung: Anmerkungen zum Balassa - Samuelson -Effekt, Nr. 3/2002, erschienen in: Stefan Reitz (Hg.): Theoretische und wirtschafispolitische...the individualistic norm. Their main argument is that the contradiction between collective coercion and individual freedom cannot be dissolved at the... arguments against this way of reasoning for there usually will be holes in that veil, so that it may be possible to draw conclusions from the past with
This article talks about the subjunctive of indirect speech, in which its important functions and meanings are depicted. An analysis of the instructional materials used in the first and second years of language study, followed by practical curriculum recommendations, demonstrates how this grammatical phenomenon can be established in an advanced…
The questionnaire dealt with: earmarks of weaker students, parents' attitude, the teachers' training and working conditions, problems of individual instruction, time-frame, existence of professional associations, evaluation of professional conferences, and the use of media. Some evaluations are appended. (IFS/WGA)
Die "Technische Chemie" ist ein Lehrfach an Universitäten und Hochschulen. Nach dem die Studierenden der Chemie in den ersten Semestern ihres Studiums ausrei chen de theoretische Kenntnisse in Allgemeiner, Anorganischer, Organischer und Physikalischer Chemie erlangt haben, soll die Technische Chemie einen Blick auf die praktische Anwendung dieser Naturwissenschaft in unserer Wirtschaft lenken. Es gibt keine "biologische Industrie", "physikalische Industrie" oder "mathematische Industrie", wohl aber seit über 150 Jahren eine "chemische Industrie", die in dieser lan gen Zeit zahlreiche chemische Prozesse entwickelt und dazu vielfältige Methoden erarbeitet hat. Das Lehrfach Technische Chemie gibt einen Überblick über diese Pro zesse und Methoden und erleichtert dadurch den Schritt von der Universität zur be ruflichen Praxis.
Argues that the thesis of discrimination against girls in coeducation schools has been replaced by a belief that, during certain phases or in specific subjects, abandonment of coeducation would promote equal opportunities. Questions whether classic or recent surveys provide empirical evidence for this moderate skeptical attitude towards…
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.
The typical traits of a ready-made system as well as those of an individualized system are constituent characteristics of distance education. Within the framework set by these qualities and the extent to which they differ from one another, one seeks to achieve the fundamental educational aim of distance students' autonomy. The way institutions see…
Michael, Social Capital and Regional Mobility, Nr. 4/2002. "* Schdfer, Wolf, EU-Erweiterung: Anmerkungen zum Balassa - Samuelson -Effekt, Nr. 3/2002...variations, while the argument of both the present paper and most of the previous literature on inequality and growth refers to long-run growth effects of...Diskussionsbeitriige zur Finanzwissenschaft " Josten, Stefan, Crime, Inequality, and Economic Growth. A Classical Argument for Distributional Equality
Nearly all German textbooks currently used in the USA either entirely fail to mention Austria, or else portray it by means of myths, cliches (Apfelstrudel, Sachertorte, Gemuetlichkeit), and often with outright untruths. The American student gets a picture of Austria as an "underdeveloped Disneyland of Europe". (WGA)
Reports on the introduction of video recorders at various branches of the Goethe Institute. The characteristics of video are compared with those of films, tapes and printed matter. Video's advantage is that through it authentic, unprepared material can be presented, and it provides strong motivation. (Text is in German.) (IFS/WGA)
The phonetic symbols in the "Advanced Learners Dictionary" (Oxford University Press, London) are discussed critically in articles by L. Alfes, H. Arndt, E. Bauch, G. Dahlmann-Resing, W. Friedrich, E. Germer, B. Haycraft, H. P. Kelz. Reference is made to an earlier article "Neue Zeichen", by H. G. Hoffmann. (Text is in German.)…
The ten papers in this document were developed for a meeting prepared for the Third International Congress on Mathematical Education. Each paper is concerned with research from 1970-1975 related to the mathematical learning process. The first paper describes projects conducted in England on both content and process learning. The second paper…
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.
This bibliography lists publications concerned with bilingual education and immersion programs and how they are used in and outside of Canada. In the beginning, an overview is provided of publications from related disciplines that have brought crucial recognition to the fields of bilingual and immersion education. These include: second and foreign…
Bock JM et al. Evaluation of the natural history of patients who aspirate. Laryngoscope 2017; 127: S1–S10 DIE KLINISCHE PROGRESSION DER ASPIRATION BIS ZU EVENTUELLEN PULMONALEN STöRUNGEN IST NICHT VOLLSTäNDIG VERSTANDEN. EMPFEHLUNGEN ZUR ERNäHRUNGSUMSTELLUNG, SCHWERE VON PENETRATION UND ASPIRATION GEMäß PAS SOWIE DIE ÄTIOLOGIE DER DYSPHAGIE BEEINFLUSSEN MöGLICHERWEISE DIE ZEITSPANNE BIS ZUM AUFTRETEN DES ERSTEN PULMONALEN EREIGNISSES SOWIE DAS GESAMTüBERLEBEN VON PATIENTEN MIT VFS-DOKUMENTIERTER, ASYMPTOMATISCHER PENETRATION UND ASPIRATION.
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.
environ- mental conditions, the growth of Hydri a and Myriophylwn is relatively poor on low density, highly organic sediments and on high density sands. Whi...A1jriophyZum 5.08 1 0.33 0.93 K HydritZa 27.8 t 0.8 0,98 M-plroph,,Uum 20.4 t 0.6 0.98 Na Hydri Z 0.42 ± 0.03 0.93 MyxiophyTZum 8.03 t 0.43 0.95 H9
Reports on an 18-hour teaching project with students at a teachers' college. Four Baldwin texts were used. Questions considered included whether Baldwin's treatment of the race problem reveals any changes or shifts of emphasis. Suggestions are made for adaptation to teaching in grades 11-13. (Text is in German.) (IFS/WGA)
Die Balanced Scorecard (BSC) ist ein Ansatz zum strategischen Management, der neben der Ausrichtung des Unternehmens auf finanzielle Zielwerte ebenso großes Gewicht auf so genannte weiche Faktoren legt, die den wirtschaftlichen Erfolg eines Unternehmens erst ermöglichen. Das entscheidende Merkmal der Balanced Scorecard ist dabei, dass sie ein ausgewogenes System strategischer Ziele herstellt, welches das Unternehmen hinsichtlich der vier Perspektiven Finanzen, Kunden, interne Prozesse und Mitarbeiter und Potenziale strategisch ausrichtet (Kaplan u. Norton 1997).
sums of exponentials of quadratics, he reduced such ýzums to exponentials of linears (geometric sums!) by simplg multiplying by their conjugates...n, the same algebraic manipulations as before lead to rn V`-~ v ie ? --8-- el4V’ .fk ts with = a+(2r+l)t, A = a+(2r+2m+l)t. To estimate the right...coefficients. These random polynomials represent the deviation in frequency response of a linear , equispaced antenna array cauised by coefficient
Die Transformation des Energiesystems von einer zentral geprägten, unidirektional orientierten und in unterschiedliche Sektoren separierten Struktur hin zu einer umfassenden, multimodalen, dezentralen und flexiblen Erzeuger- und Verbraucherlandschaft findet auf verschiedenen Ebenen statt. Randbedingung bei dieser Umwälzung ist immer die Einhaltung der Teilziele Versorgungssicherheit, Wirtschaftlichkeit und Effizienz. Im Einzelnen schlägt sich diese Transformation in einer Diversifizierung der Akteurslandschaft durch die Mechanismen des Unbundling nieder. Weiterhin finden eine Dezentralisierung der Erzeugerlandschaft und damit eine Substitution von mehrheitlich fossil betriebener Großkraftwerkstechnologie durch eine Vielzahl dezentraler Erzeuger mit zumeist regenerativem Charakter statt. Dieser Wandel hat im Wesentlichen zwei Hauptkonsequenzen. Zum einen ergeben sich durch dezentrale, flächige Verteilung der Erzeuger neue Anforderungen an den Energieaustausch, bspw. aus der Erweiterung der Stromnetze für einen bidirektionalen Energieaustausch, zum anderen werden Abstimmungsmechanismen erforderlich, welche die fluktuierende Einspeisung derart mit dem Verbrauch in Waage hält, dass sowohl elektrische Netzrestriktionen, die Qualität der Versorgung und Aspekte der Energieeffizienz und damit der Wirtschaftlichkeit berücksichtigt werden. Mögliche Antworten auf die mit dieser Betrachtung einhergehenden Fragen liegen in der Konzeption eines multimodalen Energiesystems, also in der Gesamtbetrachtung der Sektoren Strom, Wärme und Verkehr. Dieses Kapitel soll Mechanismen darlegen und Wege aufzeigen, wie eine solche Konzeption gestaltet werden kann und wie solche komplexen Systeme in der Praxis betrieben werden können.
Local actors, such as municipal authorities, can promote and shape the settlement of foreign companies in a particular manner. In many instances, actions of economic promotion can lead to several conflicts; firstly between foreign investors and their national representatives, and secondly with (supra)regional industries or business circles. Here, flexible and long-term settlement projects, the permission of migrant infrastructure, and moreover, their high-profile marketing may attract foreign companies and long-term investors.
Regional Mobility, Nr. 4/2002. "* Schafer, Wolf, EU-Erweiterung: Anmerkungen zum Balassa - Samuelson -Effekt, Nr. 3/2002, erschienen in: Stefan Reitz (Hg...generations with high long-term external costs as it is the case in the dry tomb technology. Besides the efficiency aspect an argument of justice is... argument of time- consistency according to Strotz does not play any role because the assumed "rational" way of planning cannot be realized due to the non
Umfassende Einführung in die Grundlagen der Bewegtbild-Übertragung von den Anfängen bis zum heutigen Stand des digitalen Fernsehens mit einer aus der Praxis entstandenen systemtheoretischen Analyse. Die kompakte und anschaulich bebilderte Darstellung mit elementaren mathematischen Beschreibungen macht es dem Leser leicht, sich in die Bildübertragungstechnik einzuarbeiten. Thematische Einheiten erweitern den Wissensstoff - u.a. zu den Themen visuelle Wahrnehmung, mehrdimensionale Signaldarstellung, Farbmetrik, Digitalisierung, Elektronenoptik - und zeigen deren Anwendung auf die elektronische Bildübertragung.
cross - Bruttoquerschni tt section Zahl der Flugstunden = number of flight hours Fig 2.8 Fatigue strength of ...Relationship between residual strength, strain increase and development of damage as a function of the number of cycles (Ref 732) 118 / 0 /+45 / 90 /- CFK ... cross -section) only the nett cross -section. Number of 900 where intralaminar cracks ha! increased further. cracks had occurred 4. Delaminations
Describes work at an American college with students who are receiving an introduction to colloquial German. Role-playing and picture stories prove useful in learning, in both productive and receptive aspects. Describing a picture on three levels--factual, psychological and contemplative--is shown to be very useful. (IFS/WGA)
This article examines West German images of old age and the elderly in a period when this increasingly became a topical issue. Between the 1970s and the 1990s, the elderly were the subject of socio-critical reports in leading political magazines like Der Spiegel, Die Zeit and Stern. In these specific journalistic formats, the media entered unfamiliar places like old people's homes, the elderly's private apartments or tea dances for senior citizens. By analysing the language used in such media reports, this article shows continuity and change in attitudes towards the elderly, explores the impact of the new old-age model 'the young at heart', and the relevance of gender and generational ascriptions. In doing so, this article uncovers the recent historical context of current social debates about old age.
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.
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.
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.
„Ich habe doch nur mit dem Finger gedroht“, sagte der Angeklagte, und unterließ es unfairerweise darauf hinzuweisen, dass dieser am Abzug einer Pistole gelegen hatte. Der Bezug dieses Bonmots zum Gesundheitswesen soll im Folgenden weniger auf die konkreten gesundheitlichen Risiken durch Schusswaffen gelegt werden, sondern vielmehr auf die nicht weniger bedeutsame Rolle des Kontextes für Gesundheit, Krankheit und Wohlbefinden. Dass der „Kontext“, verstanden als System- und Sinnzusammenhang, sowohl das objektive Auftreten von Krankheiten in ihrer Häufigkeit und Schwere als auch das subjektive Erleben von Gesundheitszuständen beeinflusst, ist hinreichend bekannt.
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.
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.
Das Spritzgießen ist neben der Extrusion das wichtigste Verarbeitungsverfahren für Kunststoffe [1]. Das Verfahren hat sich seit seinen Ursprüngen Ende des 19. Jahrhunderts bis heute stetig weiterentwickelt [2]. In neuerer Zeit steigt die Anzahl komplexer Anwendungen, die die gezielte Kombination verschiedener Funktionalitäten in einem Formteil erfordern. Das Standard-Spritzgießen kann diese Anforderungen immer weniger befriedigen. Daher gewinnen die Sonderverfahren des Spritzgießens zunehmend an Bedeutung [3]. Ihre Anzahl beträgt inzwischen über 100. Die Aufgabe des Anwenders ist es, aus der Vielzahl der möglichen Verfahren, ein anforderungsgerechtes auszuwählen, das sowohl unter technischen wie wirtschaftlichen Gesichtspunkten die optimale Lösung darstellt. Dies setzt die ständige Auseinandersetzung mit Entwicklungstendenzen im Bereich der Spritzgießtechnologie voraus. Daher soll im folgenden Abschnitt ein Überblick über die wichtigsten Spritzgieß-Sonderverfahren gegeben werden.
This paper analyzes correspondence between Reichenbach and Einstein from the spring of 1926, concerning what it means to 'geometrize' a physical field. The content of a typewritten note that Reichenbach sent to Einstein on that occasion is reconstructed, showing that it was an early version of Section 49 of the untranslated Appendix to his Philosophie der Raum-Zeit-Lehre, on which Reichenbach was working at the time. This paper claims that the toy-geometrization of the electromagnetic field that Reichenbach presented in his note should not be regarded as merely a virtuoso mathematical exercise, but as an additional argument supporting the core philosophical message of his 1928 monograph. This paper concludes by suggesting that Reichenbach's infamous 'relativization of geometry' was only a stepping stone on the way to his main concern-the question of the 'geometrization of gravitation'.
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.
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.
Kohlenstoff-Nanoröhren sind einzelne oder mehrfach ineinander gesteckte molekulare Hohlzylinder. In ihnen bilden Kohlenstoffatome ein Graphit ähnliches Kristallgitter. Diese Fullerene zeichnen sich durch eine außerordentlich hohe Elastizität und Zugfestigkeit aus. In ihren elektronischen Eigenschaften verhalten sie sich entweder wie Halbleiter oder wie metallische Leiter. Aus halbleitenden Nanoröhren konnten bereits winzige Feldeffekttransistoren hergestellt werden, ein erster Schritt hin zu einer molekularen Elektronik. Die Grundlagenforscher interessiert vor allem das Verhalten metallischer Nanoröhren bei tiefen Temperaturen. An ihren elektronischen Systemen lassen sich zum Beispiel Quanteninterferenzphänomene oder Elektron-Elektron-Wechselwirkungen untersuchen.
Künstliche organische Materialien werden in Zukunft vermehrt in der Elektronik eingesetzt werden. Obwohl sie gute Isolatoren sind, kann ein ausreichend großes elektrisches Feld in ihnen einen elektrischen Strom fließen lassen. Dazu injizieren Metallelektroden freie Ladungsträger wie Elektronen oder Löcher in das organische Material. Diese Ladungsträgerinjektion kann die elektrischen Eigenschaften geeigneter organischer Materialien vom Isolator bis zum Leiter steuern. Eine zukünftige Domäne solcher Kunststoffe werden einfache, billige Chips sein. Bei den Displays könnten sie bald die konventionellen Flüssigkristallanzeigen technisch überflügeln.
Auf einer außerörtlichen Bundesstraße geriet ein mit vier Personen besetzter Pkw Toyota Corolla aus letztlich nicht vollständig geklärten Gründen ins Schleudern. Nachdem sich das Fahrzeug beträchtlich entgegen dem Uhrzeigersinn ausgedreht hatte, prallte ein entgegenkommender Kleintransporter VW T4 frontal an die rechte Flanke des Toyota. Der Transporter wurde gedreht, ausgehoben und durch einen Pkw Ford Escort unterfahren. Alle Fahrzeuge kamen in Kollisionsortnähe zum Endstand. Die vier Toyota-Insassen wurden getötet. Aus den anderen Fahrzeugen wurden sechs Personen überwiegend schwer verletzt. Unbeteiligte Zeugen waren nicht vorhanden.
Concerning following Books: (I) Transmitting knowledge - words, images, and instruments in early modern Europe. Kusukawa and Maclean (eds.), OUP, Oxford, 2006; (II) Widmung, Welterklärung und Wissenschaftslegitimierung: Titelbilder und ihre Funktionen in der wissenschaftlichen Revolution. Remmert, Harrassowitz, Wiesbaden, 2005; (III) The power of images in early modern science. Lefevre, Renn and Schoepflin (eds.), Birkhäuser, Basel, 2003; (IV) Immagini per conoscere - dal Rinascimento alla rivoluzione scientifica. Meroi and Pogliano (eds.), Olschki, Florenz, 2001; (V) Erkenntnis Erfindung Konstruktion - Studien zur Bildgeschichte von Naturwissenschaften und Technik vom 16. bis zum 19. Jahrhundert. Holländer (ed.), Mann, Berlin, 2000.
Jones, Gregory S.; Bangert, Linda S.; Garber, Donald P.; Huebner, Lawrence D.; McKinley, Robert E.; Sutton, Kenneth; Swanson, Roy C., Jr.; Weinstein, Leonard
2000-01-01
This report is a review of a team effort that focuses on advanced aerospace concepts of the 21st Century. The paper emphasis advanced technologies, rather than cataloging every unusual aircraft that has ever been attempted. To dispel the myth that "aerodynamics is a mature science" an extensive list of "What we cannot do, or do not know" was enumerated. A zeit geist, a feeling for the spirit of the times, was developed, based on existing research goals. Technological drivers and the constraints that might influence these technological developments in a future society were also examined. The present status of aeronautics, space exploration, and non-aerospace applications, both military and commercial, including enabling technologies are discussed. A discussion of non-technological issues affecting advanced concepts research is presented. The benefit of using the study of advanced vehicles as a tool to uncover new directions for technology development is often necessary. An appendix is provided containing examples of advanced vehicle configurations currently of interest.
Die im Titel genannte Aussage findet sich in den Lebenserinnerungen von Laurent Schwartz (1915-2002), einem der fruchtbarsten Mathematiker, Mitglied der Gruppe Bourbaki. Im Original lautet die Aussage: "un objet concret est un objet abstrait auquel on a fini par s'habituer." Schwartz erläutert sie am Beispiel des Integrals über {e^{-1/2{x^2}}} , das den Wert Wurzel aus 2π hat und in dem sich also die Zahlen e und π verknüpfen. Was Schwartz aber vor allem ausdrücken will, ist dies: Das mathematische Verständnisd geht langsam vor sich und es bedarf der Anstrengung. "Es ist eine Frage der Zeit und der Energie", sagt Schwartz, und gerade dies mache es so schwer, die höhere Mathematik unter das Volk zu bringen. Das Lernen und Lehren von Mathematik laufe eben mühevoll und langsam ab.
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.
Dem nuklearen Patt zwischen Ostblock und westlichem Staatenbündnis ist es nach weitgehend übereinstimmender Auffassung von Politik und Wissenschaft zu danken, dass der "Kalte Krieg" in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts nicht zum weltumfassenden Flächenbrand eskalierte. An der raschen Herstellung dieses Patts waren zwei Dresdner Physiker maßgeblich beteiligt, deren einer im Manhattan-Projekt in den USA gearbeitet hatte und später in England der Spionage für die Sowjetunion und des Verrats des Know-how der Atombombe überführt wurde.
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.
Die moderne Evolutionsbiologie hat ihren Ursprung in den Arbeiten von Charles Darwin und Alfred Wallace (Darwin 1963). Der gemeinsame Ausgangspunkt des Evolutionsgedanken ist dabei die Beobachtung, dass die biologische Welt nicht konstant ist. Biologische Systeme und alle darin lebenden Organismen unterliegen über längere Zeiträume hinweg einer stetigen Veränderung. Diese grundlegende Eigenschaft biologischer Systeme macht die Biologie zu einer historischen Wissenschaft und stellt einen wichtigen Gegensatz zu großen Teilen der Physik dar. Obwohl die Aussage von der Veränderlichkeit der Arten heute trivial klingt, war sie im 19. Jahrhundert eine Revolution, da die Konstanz der Arten und der Welt eine vorherrschende Stellung im damaligen Weltbild hatte (Amundson 2005).
Viele Aufgaben in Politik, Wirtschaft und Gesellschaft erfordern nicht nur globale, sondern auch regionale Lösungen. Die Regionalstatistik ist deshalb unentbehrlich für viele Planungs- und Entscheidungsprozesse. Ihren Ausbau und ihre Nutzung zu fördern, hat sich der Ausschuss für Regionalstatistik der Deutschen Statistischen Gesellschaft zum Ziel gesetzt. Dieses Kapitel stellt zunächst einige Grundlagen der Regionalstatistik und die Aufgaben des Ausschusses dar. Es folgen das umfangreiche regionalstatistische Datenangebot der Statistischen Ämter des Bundes und der Länder und seine Nutzung. Ein ergänzender Abschnitt ist der Arbeit des Instituts für Bau-, Stadt- und Raumforschung gewidmet. Das Kapitel schließt mit einem Ausblick auf die Weiterentwicklung des regionalstatistischen Datenangebotes aus Sicht der amtlichen Statistik.
This article deals with the cultural framing of the near sequencing of the human genome and its impact on the media coverage in Germany. It investigates in particular the way in which the weekly journal Die Zeit and the daily newspaper Frankfurter Rundschau reported this media event and its aftermath between June 2000 and June 2001. Both newspapers are quality papers that played an essential role in framing the human genome debate--alongside the Frankfurter Allgemeine Zeitung--which became the most prominent genomic forum. The decoding of the human genome prompted a huge controversy concerning the ethics of human engineering, research on stem cells and Preimplantation Genetic Diagnosis. The main aim of this article is to show how this controversy was structured by metaphor. The media coverage of the genome generated DNA-factishes--a neologism designating the ambivalence of something as fact (fait) and as a fetish (fetiche)--that mostly propagated images of a new DNA-scienticism or biological determinism. Mediated by cultural experiences, the human genome became a highly artificial and social construct of a 'NatureCulture'.
Die guten Resultate und langen Standzeiten von bis zu 15 und 20 Jahren von implantierten Hüftendoprothesen führen dazu, immer jüngere Patienten mit einem Hüftgelenkersatz zu behandeln. Die Versorgung von jungen aktiven Patienten mit einer Hüftendoprothese stellt jedoch eine besondere Herausforderung dar [1]. Trotz umfangreicher Materialentwicklungen, Designoptimierungen und Verbesserungen der Operationstechnik, haben sich die Standzeiten der Prothesen zwar wesentlich verbessert, ist jedoch bei jungen Patienten verglichen mit denen von älteren Patienten deutlich verkürzt [2, 3]. Zudem kann die Hüftprothesenverankerung durch Knochenresektion im Rahmen der Erstimplantation, Adaptionsvorgängen im Knochen (stress shielding) aufgrund unphysiologischer Krafteinleitung, abriebbedingte Osteolyse und während der Implantat- bzw. Knochenzemententfernung auftretende knöcherne Defekte zu unbefriedigende Reimplantationsbedingungen im Fall einer Revision führen [4]. Dies hat in jüngerer Zeit zur Entwicklung von verschiedenen Endoprothesensystemen mit einem möglichst geringen Knochenverlust und damit einhergehenden verbesserten Rückzugsmöglichkeit im Revisionsfall geführt. Bei den knochensparend verankerten Hüftprothesen werden allgemein zwei Typen, die Schenkelhalsprothese und der Oberflächenersatz, unterschieden.
One of the aims of management priorities in medical universities is the evaluation of learning in educational departments in order to prevent educational retardation and to improve the quality of education. The aim of this study was to evaluate the interns' learning in the obstetrics and gynecology (O&G) department at Zahedan University of Medical Sciences (ZUMS). The study was performed in ZUMS, Iran, in 2002-2003 on all interns at the O&G department, including 30 men and 40 women. For data collection, a questionnaire was used and included some questions regarding the common emergencies and diseases in O&G, together with different learning indicators such as reading, observation, hearing, management, and the capability of management. The data were analyzed using descriptive statistics, tables, t test, and chi-square test using the SPSS software. The mean percentages of learning indicators of observation, bedside teaching, supervised management, and personal management in the common emergencies and diseases of O&G in male interns were significantly lower than those in female interns. Also, the mean percentages of managing capabilities were 12% and 70.5% in common emergencies and 14.2% and 59.3% in common diseases for male and female interns, respectively. The chi-square test showed a significant difference between the mean percentages of the managing capabilities in male and female interns for the majority of the common emergencies and diseases. Also, the chi-square test revealed a significant relationship between the learning indicators and the interns' managing capabilities for common emergencies and diseases. Some learning indicators in the male interns were very low. This needs urgent improvement of the learning quality in the O&G department, especially for the male interns, particularly those who are supposed to work in the deprived areas of the country after graduation in the public service.
"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.
Die Digitalisierung erfasst sämtliche Bereiche des Lebens und Wirtschaftens. Auch die Kommunalwirtschaft - insbesondere die kommunale Energiewirtschaft - sieht sich perspektivisch disruptiven Entwicklungen gegenüber. Stadtwerke haben bereits viele Herausforderungen erfolgreich gemeistert und stehen auch der Digitalisierung positiv gegenüber. Vielerorts gestalten kommunale Unternehmen den digitalen Wandel bereits aktiv mit. Dieser Artikel arbeitet die Assets kommunaler Unternehmen heraus und zeigt Strategien und Handlungsoptionen zum Umgang mit der digitalen Transformation für kommunale Energieversorgungsunternehmen auf. Dabei zeigt sich, dass das politische und regulatorische Umfeld für das positive Gelingen der Digitalisierung entscheidend sind. Kommunale Unternehmen benötigen die gleichen Marktzugangsbedingungen wie andere Akteure. Ferner profitieren kommunale Unternehmen von einigen Wettbewerbsvorteilen, etwa hohen Vertrauenswerten ihrer Kunden und umfangreiches Know-how im Datenmanagement.
In der Statistischen Physik befassen wir uns mit Systemen aus sehr vielen Teilchen. Beispiele hierfür sind die Atome eines Gases oder einer Flüssigkeit, die Phononen eines Festkörpers oder die Photonen in einem Plasma. Die Gesetze für die Bewegung einzelner Teilchen sind durch die Mechanik oder die Quantenmechanik gegeben. Aufgrund der großen Zahl der Teilchen (zum Beispiel N = 6 • 1023 für ein Mol eines Gases) sind die Bewegungsgleichungen jedoch nicht auswertbar. Das Ergebnis einer solchen Auswertung, also etwa die Bahnen von 6•1023 Teilchen, wäre auch uninteressant und irrelevant. Die Behandlung dieser Systeme erfolgt daher statistisch, das heißt auf der Grundlage von Annahmen über dieWahrscheinlichkeit verschiedener Bahnen oder Zustände.
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.
Bildgebende Verfahren haben sich in den letzten Jahren einen festen Platz in der Medizin erobert und die medizinische Forschung und Diagnostik revolutioniert. Sie ermöglichen Ärzten und Forschern einen Einblick in lebendes Gewebe. Mit der fortschreitenden technischen Entwicklung liefern die Verfahren immer höhere Auflösungen, schärfere Bilder und mehr Details. Bildgebende Verfahren sind ohne Mathematik undenkbar, von der Bildrekonstruktion aus den gemessenen Signalen, bis hin zur Auswertung der Bildinformation. Für die Analyse der großen Menge an Bilddatenpunkten (Voxel, volume element, im Gegensatz zum zweidimensionalen Pixel, picture element) werden häufig insbesondere Methoden der mathematischen Statistik benötigt. Zufällige Fehler in der Messung äußern sich als Bildrauschen, die Bilder wirken unscharf und gestört. Dadurch werden diagnostische Entscheidungen erschwert.
Im Jahr 1859 veröffentlichte Charles Darwin "On the Origin of Species“. Seine Evolutionstheorie ist das wohl spektakulärste Beispiel einer naturwissenschaftlichen Theorie großer gesellschaftlicher Relevanz. Ihre verschiedenen Facetten wurden in der Öffentlichkeit kontrovers diskutiert, unter anderem auch ihre Anwendung zur Erklärung von Zuständen und Prozessen menschlicher Gesellschaften. Zum Teil wurde die Seiensweise der Natur - scheinbar unabhängig von gesellschaftlichen Interessen - für die Erklärung und Legitimation gesellschaftlicher Zustände oder die Legitimation von politischen Ideologien herangezogen (Sozialdarwinismus). Denn Gesellschaft funktioniere ja so, wie Darwin die Natur erklärt habe: es herrsche z. B. Konkurrenzkampf, Auslese und Arbeitsteilung, Erfolg hätten diejenigen, die sich an die Bedingungen am Besten anpassten.
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.
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].
Since the successful reactivation of the schönbuch railway between Böblingen and Dettenhausen the number of passengers has increased continuously. Due to this high demand of over 8000 people per day and the increase of popularity the current expansion projects include the electrification of the 17 km long track and the installation of double-track sections for providing a 15-minute-service between Böblingen and Holzgerlingen. To realize the new operational concept, Zweckverband Schönbuchbahn (ZVS), the public transport authority, has ordered nine light rail-styled vehicles (with costs around 51,3 mio. euro for developing and construction). In this way the schönbuch railway is an important factor to guarantee a sustainable and forward-looking mobility in the metropolitan area of Stuttgart and for restricting car traffic.
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.
Elektrotechnik und Mechanik verknüpfen sich zunehmend, z. B. bei der Konstruktion von Maschinen. Als Beispiel sei ein Roboter genannt, dessen Bewegungsabläufe elektrisch gespeichert sind und über elektrische Antriebe ausgeführt werden. Bei der Bewegung eines massebehafteten Roboterarmes kommen u. a. Begriffe wie Geschwindigkeit, Beschleunigung, Bewegung im Koordinatensystem und Energie bewegter Massen zum Tragen. Dieses Kapitel erfasst die grundlegenden Gesetze der Mechanik. Behandelt werden folgende Themen: Kinematik des Massenpunktes (Geschwindigkeit, Beschleunigung, Freier Fall, Senkrechter Wurf); Zusammengesetzte Bewegungen (Schiefer Wurf, Kreisbewegung); Dynamik; Newtonsche Axiome; Kraft; Zerlegung und Zusammensetzung von Kräften; Impuls; Impulserhaltungssatz; Arbeit; Leistung; Wirkungsgrad; Energie; Stoß (elastisch und unelastisch); Rotation (Drehmoment, Schwerpunkt, Drehimpuls, Trägheitsmoment, Rotationsenergie); Gravitation; Elastische Verformung fester Körper; Mechanik der ruhenden Flüssigkeiten und Gase (Druck, Kompressibilität); Hydrostatischer Druck; Schweredruck in Gasen (Auftrieb); Hydrodynamik (Kontinuitätsgleichung, Bernoulli-Gleichung).
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.
Periwinkles, as typical inhabitants of sea-shores, are subjected to extreme changes of environmental conditions, which affect their excretion. In Littorina littorea uric acid, urea and ammonium were detected particularly in the kidney, but the only metabolite excreted was ammonium. Only the concentration of uric acid was dependent on the availability of water; decreasing periods of submersion during low tide and raised salinities caused a higher concentration of uric acid, while increasing periods of submersion and lowered salinities effected the opposite. Transfer of periwinkles within their intertidal habitat and laboratory experiments to test the effect of salinity showed that the concentration of uric acid in the kidney is adaptable. The dependence of uric acid concentration in the kidney on environmental conditions and the ammoniotelic excretion of L. littorea are discussed with regard to its particular living conditions. It is suggested that uric acid serves as nitrogen depot and has a particular function in osmoregulation.
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.
Until now, Philipp Feselius has been perceived only indirectly as Kepler's antagonist. Not much is known about his life besides his work as Baden private physician and his book against astrology which was cited intensely in Kepler's «Tertius Interveniens». This paper traces the stations of his career as a physician, about his presumable provenance and education in Strasbourg, his academic career in Tübingen, Strasbourg, Rostock and Padua, the doctorate in Basel in 1592, up to his employment, in 1599, as a court physician in Sulzburg and later in Durlach. Further hand-written and printed traces of Feselius are presented, and his social environment is investigated so that his personality becomes clearer, and relations can be established between his education and his writing against astrology.
Kaum eine Branche hat in den letzten zehn Jahren einen tiefgreifenderen Wandel erfahren als die Energiewirtschaft. Einstmals geprägt durch Großkonzerne, die flächendeckend alle Formen von Energiedienstleistungen erbracht haben, stellt sich heute eine gänzlich veränderte Landschaft dar. Nicht nur das es heute eine Vielzahl von Erzeugern gibt, die zunehmend dezentral aufgestellt sind, auch die klassischen Marktrollen wechseln: Erzeuger werden zu Händlern, Verbraucher werden zu Erzeugern. Darüber hinaus drängen heute neue, vormals branchenfremde, Marktteilnehmer in die Energiewirtschaft. Leicht nachzuvollziehen, dass es eine neue Art der Kommunikation braucht. Ziel ist alle Akteure zu vernetzen, um so neuartige Geschäftsmodelle zu ermöglichen. Das Internet of Things (IoT) und die Serviceplattformen bieten hierzu die geeignete Grundlage und Lösungen für neue und zukünftige Prozesse in der Energiebranche. Hierbei stehen auch Themen, wie Big Data, Datenformate, Datennutzung und -sicherheit im Fokus.
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.
Representatives of the family Myxococcaceae, Myxococcus fulvus and M. virescens as well as Archangium gephyra could be isolated from marine sediments (depth range 5 58 m), collected near the island of Helgoland (North Sea); dunes and rudiments of salt marshes additionally yielded M. coralloides and the rare species Melittangium licenicola and M. boletus (Cystobacteriaceae). In soil samples from the island, M. fulvus, M. virescens, M. coralloides, A. gephyra, Cystobacter fuscus and Stigmatella erecta were found. These results were confirmed by data, obtained from the coastal zone of the island of Amrum and marine sediments from various regions. On the other hand samples from shallow fresh water (depth range 0.3 1 m) proved to be richer in species. It is assumed that the myxobacteria found in marine sediments occur as resting cells.
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.
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.
Jets are highly collimated flows of matter. They are present in a large variety of astrophysical sources: young stars, stellar mass black holes (microquasars), galaxies with an active nucleus (AGN) and presumably also intense flashes of gamma-rays. In particular, the jets of microquasars, powered by accretion disks, are probably small-scale versions of the outflows from AGN. Beside observations of astrophysical jet sources, also theoretical considerations have shown that magnetic fields play an important role in jet formation, acceleration and collimation. Collimated jets seem to be systematically associated with the presence of an accretion disk around a star or a collapsed object. If the central object is a black hole, the surrounding accretion disk is the only possible location for a magnetic field generation. We are interested in the formation process of highly relativistic jets as observed from microquasars and AGN. We theoretically investigate the jet collimation region, whose physical dimensions are extremely tiny even compared to radio telescopes spatial resolution. Thus, for most of the jet sources, global theoretical models are, at the moment, the only possibility to gain information about the physical processes in the innermost jet region. For the first time, we determine the global two-dimensional field structure of stationary, axisymmetric, relativistic, strongly magnetized (force-free) jets collimating into an asymptotically cylindrical jet (taken as boundary condition) and anchored into a differentially rotating accretion disk. This approach allows for a direct connection between the accretion disk and the asymptotic collimated jet. Therefore, assuming that the foot points of the field lines are rotating with Keplerian speed, we are able to achieve a direct scaling of the jet magnetosphere in terms of the size of the central object. We find a close compatibility between the results of our model and radio observations of the M87 galaxy innermost jet. We also calculate the X-ray emission in the energy range 0.2--10.1,keV from a microquasar relativistic jet close to its source of 5 solar masses. In order to do it, we apply the jet flow parameters (densities, velocities, temperatures of each volume element along the collimating jet) derived in the literature from the relativistic magnetohydrodynamic equations. We obtain theoretical thermal X-ray spectra of the innermost jet as composition of the spectral contributions of the single volume elements along the jet. Since relativistic effects as Doppler shift and Doppler boosting due to the motion of jets toward us might be important, we investigate how the spectra are affected by them considering different inclinations of the line of sight to the jet axis. Emission lines of highly ionized iron are clearly visible in our spectra, probably also observed in the Galactic microquasars GRS 1915+105 and XTE J1748-288. The Doppler shift of the emission lines is always evident. Due to the chosen geometry of the magnetohydrodynamic jet, the inner X-ray emitting part is not yet collimated. Ergo, depending on the viewing angle, the Doppler boosting does not play a major role in the total spectra. This is the first time that X-ray spectra have been calculated from the numerical solution of a magnetohydrodynamic jet. Astrophysikalische Jets sind stark kollimierte Materieströmungen hoher Geschwindigkeit. Sie stehen im Zusammenhang mit einer Fülle verschiedener astrophysikalischer Objekte wie jungen Sternen, stellaren schwarzen Löchern ('Mikro-Quasare'), Galaxien mit aktivem Kern (AGN) und wahrscheinlich auch mit dem beobachteten intensiven Aufblitzen von Gamma-Strahlung (Gamma Ray Bursts). Insbesondere hat sich gezeigt, dass die Jets der Mikro-Quasare wahrscheinlich als kleinskalige Version der Jets der AGN anzusehen sind. Neben den Beobachtungen haben vor allem auch theoretische Überlegungen gezeigt, dass Magnetfelder bei der Jetentstehung, -beschleunigung und -kollimation eine wichtige Rolle spielen. Weiterhin scheinen Jets systematisch verknüpft zu sein mit dem Vorhandensein einer Akkretionsscheibe um das zentrale Objekt. Insbesondere wenn ein schwarzes Loch den Zentralkörper darstellt, ist die umgebende Akkretionsscheibe der einzig mögliche Ort um Magnetfeld erzeugen zu können. Wir sind speziell interessiert am Entstehungsprozess hoch relativistischer Jets wie sie bei Mikro-Quasaren und AGN beobachtet werden. Insbesondere untersuchen wir die Region, in der der Jet kollimiert, eine Region, deren räumliche Ausdehnung extrem klein ist selbst im Vergleich zur Auflösung der Radioteleskope. Dies ist ein Grund, wieso zum heutigen Zeitpunkt für die meisten Quellen die theoretische Modellierung die einzige Möglichkeit darstellt, um Information über die physikalischen Prozesse in der innersten Region der Jetentstehung zu erhalten. Uns ist es zum ersten Mal gelungen, die globale zwei-dimensionale Magnetfeldstruktur stationärer, axialsymmetrischer, relativistischer und stark magnetisierter (kräfte-freier) Jets zu berechnen, die zum einen asymptotisch in einen zylindrischen Jet kollimieren, zum anderen aber in einer differential rotierenden Akkretionsscheibe verankert sind. Damit erlaubt dieser Ansatz eine physikalische Verkn¨upfung zwischen Akkretionsscheibe und dem asymptotischen Jet. Nimmt man also an, dass die Fupunkte der Magnetfeldlinien mit Keplergeschwindigkeit rotieren, so kann man eine direkte Skalierung der Jetmagnetosphere mit der Gröe des Zentralobjektes erhalten. Unsere Resultate zeigen eine gute Übereinstimmung zwischen unserem Modell und Beobachtungen des Jets von M87. Für das Beispiel eines relativistischen Mikroquasarjets haben wir die Röntgenemission im Bereich von 0.2-10.1 keV berechnet. Dafür haben wir in der Literatur aus den relativistischen magnetohydrodynamischen Gleichungen berechnete Jetgröen (Dichte-, Geschwindigkeits-, und Temperaturprofil) verwendet und das Spektrum für jeden Punkt entlang der Jetströmung abgeleitet. Das theoretische thermische Röntgenspektrum des innersten, heien Teils des Jets erhalten wir zusammengesetzt aus den spektralen Anteilen der einzelnen Volumenelemente entlang des Jets. Um relativistische Effekte wie Dopplerverschiebung und -verstärkung (boosting) aufgrund der Jetbewegung zu untersuchen, haben wir für verschiedene Inklinationswinkel des Jets zur Sichtlinie berechnet, wie die erhaltenen Spektren davon beeinflusst werden. Unsere Spektren zeigen deutlich die hochionisierten Eisen-Emissionslinien, die in den galaktischen Mikroquasaren GRS 1915+105 und XTE J1748-288 andeutungsweise beobachtet wurden. Eine Dopplerverschiebung dieser Linien ist in unseren Spektren deutlichzu sehen. Da die innerste, Röntgenstrahlung emittierende Region des magnetohydrodynamischen Jets allerdings noch unkollimiert ist, spielt Dopplerboosting in unseren Spektren, abhängig vom Sichtwinkel, keine groe Rolle. Mit unseren Resultaten konnte zum ersten Mal ein Röntgenspektrum gewonnen werden, das auf der numerischen Lösung eines magnetohydrodynamischen Jets beruht.
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.
Mann, Andrew W.; Vanderburg, Andrew; Rizzuto, Aaron C.; Kraus, Adam L.; Berlind, Perry; Bieryla, Allyson; Calkins, Michael L.; Esquerdo, Gilbert A.; Latham, David W.; Mace, Gregory N.; Morris, Nathan R.; Quinn, Samuel N.; Sokal, Kimberly R.; Stefanik, Robert P.
2018-01-01
Planets in young clusters are powerful probes of the evolution of planetary systems. Here we report the discovery of three planets transiting EPIC 247589423, a late-K dwarf in the Hyades (≃800 Myr) cluster, and robust detection limits for additional planets in the system. The planets were identified from their K2 light curves as part of our survey of young clusters and star-forming regions. The smallest planet has a radius comparable to Earth ({0.99}-0.04+0.06{R}\\oplus ), making it one of the few Earth-sized planets with a known, young age. The two larger planets are likely a mini-Neptune and a super-Earth, with radii of {2.91}-0.10+0.11{R}\\oplus and {1.45}-0.08+0.11{R}\\oplus , respectively. The predicted radial velocity signals from these planets are between 0.4 and 2 m s-1, achievable with modern precision RV spectrographs. Because the target star is bright (V = 11.2) and has relatively low-amplitude stellar variability for a young star (2-6 mmag), EPIC 247589423 hosts the best known planets in a young open cluster for precise radial velocity follow-up, enabling a robust test of earlier claims that young planets are less dense than their older counterparts.
While establishing new norms for the questionnaire Aussagen-Liste zum Selbstwertgefühl für Kinder und Jugendliche (ALS; Schauder, 1991, 1996, 2011) data from the year 1989 were compared to the new data from 2009. The expected differences in the areas school, leisure and family and a certain trend during puberty towards a decrease of self-esteem between the agegroups 10/11 and 12/13 could be shown for both times of examination. The difference in experiencing their self-esteem for boys and girls is not relevant anymore in 2009. Girls show higher scores today and express an equally high self-esteem as boys. Changes in the self-esteem over the period of times can be seen as follows: overall the tested children in 2009 express a higher self-esteem than in 1989. This applies to all age groups and boys and girls for all tested areas and is partly statistically very significant. Girls show the most obvious improvement in self-esteem.
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.
Gilfedder, Benjamin; Peiffer, Stefan; Pöschke, Franziska; Spirkaneder, Andrea
2018-06-01
Groundwater can play an important role in lake water and chemical budgets. The aim of this study was to map and quantify groundwater discharge to Lake Steißlingen, a small lake in south-west Germany, using Rn as a natural groundwater tracer. 222Rn, nutrients, temperature and oxygen concentration were measured in depth profiles and in sediment-near water samples during April and June 2016. The spatial distribution of Rn activities (max. 944 Bq m-3) showed that groundwater discharges into the middle of the lake and along the northeastern shore from springs in the hypolimnion (11-14 m depth). Based on a Rn mass-balance groundwater accounts for 70% of the total water input (GWflux = 11 l s-1) to the lake. There were significant positive correlations between methane and nitrite with Rn activity, suggesting the groundwater as a common source. Overall the inflow of groundwater causes a deterioration in lake water quality.
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.
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.
Viktor von Weizsäcker (1886-1957) founded his concept of medical anthropology as a clinician educated in internal medicine and neurology. He tried to broaden natural scientific medicine psychosomatically focussing on the "sick human". The natural scientific approach would exclude subjectivity, and therefore he propagated the "introduction of the subject' (Einführung des Subjekts) into the life sciences. His own sensory physiological experiments and Sigmund Freud's psychoanalysis inspired him essentially since the 1920s. In his main work Der Gestaltkreis (gestalt circle) published in 1940 he stressed the "entity of perceiving and moving" (Einheit von Wahrnehmen und Bewegen) in regard to relevant aspects of medicine. In 1932, Weizsäcker became a member of the Heidelberg Academy of Sciences, whose president he was from 1947 till 1949; 1942 he became a member of the Leopoldina. Primarily his merits as a neurologist were highly appreciated. His medical anthropology was not relevant for his election by the two academies. Nevertheless, there was a certain repudiation against the objectivistic and materialistic Weltanschauung within the scientific community. So, Paracelsus and Goethe were highly estimated as natural philosophical guides for own conceptions. This was especially evident for the circle around Wilhelm Troll and Karl Lothar Wolf in Halle, both members of the Leopoldina, who were fascinated by Goethe's concept of "Gestalt". Weizsäcker's lecture on "Gestalt und Zeit" in Halle in 1942 fitted in the concept of those natural scientists.
Digital subtraction angiography (DSA), also known as Dichromography, using synchrotron radiation beams has been developed at Stanford University (R. Hofstadter) and was subsequently taken over at the Brookhaven Synchrotron and later at Hamburg (HASYLAB) [see, e.g., W.R. Dix, Physik in unserer Zeit. 30 (1999) 160]. The imaging of coronary arteries is carried out with an iodine-based contrast agent which need not be injected into the heart. The radiation must be monochromatized and is applied above and below the K-edge of iodine (33.16 keV), with a subsequent digital subtraction of the two images. Monochromatization of the synchrotron radiation causes a loss of intensity of 10 -3. We propose instead the use of coherent bremsstrahlung [see, e.g., A.W. Saenz and H. Uberall, Phys. Rev. B25 (1982) 448] which is inherently monochromatic, furnishing a flux of 10 12 photon/sec. This requires a 10-20 MeV electron linac which can be obtained by many larger hospitals, eliminating the scheduling problems present at synchrotrons. The large, broad incoherent bremsstrahlung background underlying the monochromatic spike would lead to inadmissible overexposure of the patient. This problem can be solved with the use of Kumakhov's capillary optics [see e.g., S.B.Dabagov, Physics-Uspekhi 46 (2003) 1053]: the low-energy spiked radiation can be deflected towards the patient, while the higher energy incoherent background continues forward, avoiding the patient who is placed several meters from the source.
Nach anfänglichen Schwierigkeiten durch den 1. Weltkrieg erlangte die Deutsche Statistische Gesellschaft (DStatG) unter dem renommierten Statistiker und Vorsitzenden der DStatG, Friedrich Zahn, durch eine Vielzahl von Aktivitäten hohes Ansehen. Es gab Bestrebungen, Statistiker aus allen Arbeitsfeldern der Statistik in die DStatG zu integrieren, wobei die "Mathematische Statistik" nur zögerlich akzeptiert wurde (Konjunkturforschung, Zeitreihenanalyse). Nach der Machtübernahme 1933 durch Adolf Hitler geriet die DStatG in das Fahrwasser nationalsozialistischer Ideologie und Politik (Führerprinzip, Gleichschaltung des Vereinswesens). Damit war eine personelle Umstrukturierung in der DStatG verbunden. Politisch Missliebige und rassisch Verfolgte mussten die DStatG verlassen (Bernstein, Freudenberg, Gumbel u.a.). Unter den Statistikern gab es alle Abstufungen im Verhalten zum Regime von Ablehnung und zwangsweiser Anpassung über bereitwilliges Mitläufertum bis zu bewusster Täterschaft. Besonders die Bevölkerungsstatistik wurde durch die NS- Rassenpolitik auf lange Sicht diskreditiert. Im Rahmen von Wirtschaftsplanung und Aufrüstung wurden neue zukunftsträchtige statistische Modelle (Grünig, Bramstedt, Leisse) entwickelt.
Dieses Zitat des britischen Mathematikers G. H. Hardy bringt pointiert die unter praktizierenden Mathematikern, aber auch unter Philosophen der Mathematik weithin akzeptierte Ansicht zum Ausdruck, dass mathematische Schönheit eine nicht zu vernachlässigende Rolle in der mathematischen Forschungspraxis spielt und sowohl interessante ästhetiktheoretische, epistemische als auch ontologische Aspekte aufweist. Danach beeinflusst also das Verständnis dessen, was mathematische Schönheit ist, auch das Verständnis dessen, was Mathematik ist: "Was sind die Träger mathematischer Schönheit?" ist die Frage nach der Art der Gegenstände, für deren Schönheit Mathematiker sich begeistern und nach der sie streben. "Was sind die Kriterien für mathematische Schönheit?" ist die Frage nach den Kategorien, unter denen Mathematiker ihre Arbeit bewerten. Egal, ob sich das Phänomen mathematischer Schönheit als Ausnahmemerkmal oder als ständiger Begleiter mathematischen Tuns erweist - ein adäquates allgemeines Mathematikverständnis sollte dieses Phänomen berücksichtigen und bestenfalls auch erklären können.
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.
Medical end-of-life decisions that potentially shorten life (Sterbehilfe) are normally divided into four categories: Passive Sterbehilfe refers to withholding or withdrawing life-prolonging measures, indirect Sterbehilfe refers to the use of agents such as opioids or sedatives to alleviate symptoms of a terminally ill patient, assisted suicide (Suizidbeihilfe or Beihilfe zum Suizid) refers to prescribing and/or supplying a lethal drug in order to help someone to end his own life, and active euthanasia - which is illegal in any circumstances - means a doctor actively ending a patients life. In passive and indirect euthanasia, the will of a competent patient, or the presumed will of an incompetent patient respectively, is crucial. Assisted suicide is not illegal according to the Swiss Penal Code as long as there are no motives of self-interest of the individual assisting, and the individual assisted has decisional capacity. However, for doctors participating in assisted suicide, specific requirements of medical due care have to be met. What this means in the context of assisted suicide has recently been elaborated by the Swiss Federal Court of Justice.
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.
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.
Gaidos, E.; Mann, A. W.; Rizzuto, A.; Nofi, L.; Mace, G.; Vanderburg, A.; Feiden, G.; Narita, N.; Takeda, Y.; Esposito, T. M.; De Rosa, R. J.; Ansdell, M.; Hirano, T.; Graham, J. R.; Kraus, A.; Jaffe, D.
2017-01-01
We describe a `super-Earth'-size (2.30 ± 0.16 R⊕) planet transiting an early K-type dwarf star in the Campaign 4 field observed by the K2 mission. The host star, EPIC 210363145, was identified as a candidate member of the approximately 120 Myr-old Pleiades cluster based on its kinematics and photometric distance. It is rotationally variable and exhibits near-ultraviolet emission consistent with a Pleiades age, but its rotational period is ≈20 d and its spectrum contains no Hα emission nor the Li I absorption expected of Pleiades K dwarfs. Instead, the star is probably an interloper that is unaffiliated with the cluster, but younger (≲1.3 Gyr) than the typical field dwarf. We ruled out a false positive transit signal produced by confusion with a background eclipsing binary by adaptive optics imaging and a statistical calculation. Doppler radial velocity measurements limit the companion mass to <2 times that of Jupiter. Screening of the light curves of 1014 potential Pleiades candidate stars uncovered no additional planets. An injection-and-recovery experiment using the K2 Pleiades light curves with simulated planets, assuming a planet population like that in the Kepler prime field, predicts only 0.8-1.8 detections (versus ˜20 in an equivalent Kepler sample). The absence of Pleiades planet detections can be attributed to the much shorter monitoring time of K2 (80 d versus 4 yr), increased measurement noise due to spacecraft motion, and the intrinsic noisiness of the stars.
Mann, Andrew W.; Gaidos, Eric; Vanderburg, Andrew; Rizzuto, Aaron C.; Ansdell, Megan; Medina, Jennifer Vanessa; Mace, Gregory N.; Kraus, Adam L.; Sokal, Kimberly R.
2017-02-01
Open clusters and young stellar associations are attractive sites to search for planets and to test theories of planet formation, migration, and evolution. We present our search for, and characterization of, transiting planets in the 800 Myr old Praesepe (Beehive, M44) Cluster from K2 light curves. We identify seven planet candidates, six of which we statistically validate to be real planets, the last of which requires more data. For each host star, we obtain high-resolution NIR spectra to measure its projected rotational broadening and radial velocity, the latter of which we use to confirm cluster membership. We combine low-resolution spectra with the known cluster distance and metallicity to provide precise temperatures, masses, radii, and luminosities for the host stars. Combining our measurements of rotational broadening, rotation periods, and our derived stellar radii, we show that all planetary orbits are consistent with alignment to their host star’s rotation. We fit the K2 light curves, including priors on stellar density to put constraints on the planetary eccentricities, all of which are consistent with zero. The difference between the number of planets found in Praesepe and Hyades (8 planets, ≃ 800 Myr) and a similar data set for Pleiades (0 planets, ≃125 Myr) suggests a trend with age, but may be due to incompleteness of current search pipelines for younger, faster-rotating stars. We see increasing evidence that some planets continue to lose atmosphere past 800 Myr, as now two planets at this age have radii significantly larger than their older counterparts from Kepler.
Levels of the heavy metals Copper (Cu), Zinc (Zn), Lead (Pb), Cadmium (Cd), Chromium (Cr), Nickel (Ni), Iron (Fe) and Manganese (Mn) were determined in coastal water, sediments and soft tissues of the gastropod limpet, Patella caerulea, and the bivalve, Barbatus barbatus, from seven different stations in the western coast of the Gulf of Suez. The concentrations of heavy metals in water ranged between 3.37-4.78, 18.83-21.46, 2.75-3.17, 0.22-0.27, 0.99-1.21, 2.69-3.65, 3.75-4.56 μg L - 1 and 23.82-32.78 mg g - 1 for Cu, Zn, Pb, Cd, Cr, Ni, Mn and Fe, respectively. The corresponding concentration values in the sediments were 8.65-12.16, 51.78-58.06, 36.52-42.15, 3.23-3.98, 9.03-12.75, 34.31-49.63, 3.28-4.56 and 64.20-70.22 μg g - 1 for Cu, Zn, Pb, Cd, Cr, Ni, Mn and Fe, respectively. The highest accumulated metals were Fe, Zn and Mn in both P. caerulea and B. barbatus, while the lowest one was Cd. The accumulation of metals was more pronounced in P. caerulea than B. barbatus. The highest concentrations of all metals in water, sediments and mollusca were recorded at Adabiya harbour north of the Gulf, while the lowest concentrations were recorded at Gabal El-Zeit and Hurghada. Land based activities and ships awaiting berth are the main source of metal pollution in the northern part of the Gulf.
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.
Der bekannte Astronom Karl Schwarzschild (1873-1916) gilt als der Begründer der Astrophysik und als hervorragender Forscher mit einer erstaunlichen Bandbreite seiner Interessen. Arbeiten zur Himmelsmechanik, Elektrodynamik und Relativitätstheorie weisen ihn als vorzüglichen Mathematiker und Physiker auf der Höhe seiner Zeit aus. Untersuchungen zur Photographischen Photometrie, Optik und Spektroskopie zeigen den versierten Beobachter, der sein Meßinstrumentarium beherrscht, und schließlich arbeitete Schwarzschild als Astrophysiker an Sternatmosphären, Kometen, Struktur und Dynamik von Sternsystemen. Die in seinem kurzen Leben entstandene Fülle an wissenschaftlichen Arbeiten ist in drei Bänden der Gesamtausgabe gesammelt, ergänzt durch biographisches Material, Annotationen von Fachleuten und einen Essay des Nobelpreisträgers S. Chandrasekhar. The well-known astronomer Karl Schwarzschild (1873-1916) is regarded as the founder of astrophysics and as an exceptionally talented researcher whose interests spanned a remarkably broad spectrum. His work on celestial mechanics, electrodynamics, and relativity theory demonstrates his great abilities as a mathematician and physicist who significantly influenced the science of his times. His investigations of photographic photometry, optics, and spectroscopy display his strengths as an observer who knew his instruments. But above all Schwarzschild pursued questions of astrophysics, addressing in particular stellar atmospheres, comets, and the structure and dynamics of stellar systems. The host of scientific works that he authored in his short life is now collected in the form of this three-volume complete works; it is supplemented by biographical material, notes from some of todays experts, and an essay by the Nobel Laureate S. Chandrasekhar.
The cytoprotective agent amifostine (AMI) is capable to protect healthy cells (contrary to tumor cells) due to higher activity of alkaline phosphatase at the membrane site of normal cells. In seven clinical trials the influence of AMI on the pharmacokinetics of different cytostatics was investigated. Preadministration of AMI increased Cmax of doxorubicin (+ 44 %, p < 0.06), epirubicin (+ 31 %, P < 0.08), mitomycin C (+ 41 %, p < 0.01) and docetaxel (+ 31 % and + 17 %, not significant). In contrary, the peak concentration of pirarubicin , the tetrahydropyranyl-prodrug of doxorubicin was decreased (- 50 %, P < 0.03), leading to an equal higher concentrationof doxorubicin in the blood . In accordance to the peak concentrations, the AUC'ast was increased by chemoprotection: doxorubicin + 53 % (p < 0.01) and epirubicin + 23 % (not significant), docetaxel + 25 % and + 31 % (not significant). AUC'ast of mitomycin C and paclitaxel seemed to be unaffected by preadministered AMI. A particular inhibition of the protein binding by AMI has been identified as one reason for higher serum concentrations of anthracycline drugs. After cytoprotection, a possible increase of the cytostatic's Serum concentrations should be taken into account for optimal dosage schedules.
Der Aufbau des menschlichen Körpers ist derart komplex, dass die vollständige funktionelle Substitution seiner Strukturen mit künstlichen Werkstoffen und Bauteilen unwahrscheinlich ist. Die meisten heute klinisch eingesetzten Implantate ersetzen in der Regel einfache mechanische oder andere physikalische Funktionen des menschlichen Körpers, die aufgrund eines singulären Defektes im Gewebe oder als Ergebnis einer chronischen Erkrankung substituiert werden müssen. Gelenkprothesen beispielsweise übertragen Lasten, eine künstliche intraokulare Linse ermöglicht Lichttransmission und eine künstliche Arterie sorgt für die Aufrechterhaltung der Blutversorgung. Neben der Funktionserfüllung müssen die medizinisch eingesetzten Werkstoffe zusätzlich den Anforderungen der Körperverträglichkeit genügen, die die vollständige und dauerhafte Aufnahme des Implantates im Körper zum Ziel hat. Die Erkenntnisse der Werkstoffwissenschaft und deren Umsetzung in neue Produkte hat die Entwicklung und Fortschritte in der Medizin und in der Chirurgie entscheidend geprägt. Werkstoffe stehen in ihrem klinischen Einsatz als Temporärimplantate (z. B. Kathetersysteme) sowie als Langzeitimplantate (z. B. Hüftgelenksimplantate oder Herzschrittmacher) in direktem Kontakt mit den Geweben des Körpers und müssen deshalb biokompatibel sein.
Die Behandlung der Knochentumoren unterlag in den letzten 20 Jahren einem raschen und stetigen Wandel, was zum einen auf die verbesserten Therapieerfolge durch den Einsatz von neoadjuvanten Therapieformen zurückzuführen ist, und andererseits von medizintechnischen Entwicklungen bezüglich moderner Schnittbilddiagnostik, neuer 3D Operationsplanungsverfahren wie das Rapid Prototyping und adaptiv modularer Tumorendoprothesensystemen u. a. begleitet wurde. Gerade die technischen Entwicklungen haben dazu geführt, daß im Bereich der Extremitäten und der Wirbelsäule radikalere Eingriffe durchgeführt werden können, was die lokale Tumorkontrolle wesentlich verbessert hat. In zunehmenden Maße werden deshalb nicht nur Kurzzeiterfolge sondern auch mittel- und langfristige Fortschritte bei der Behandlung der malignen Knochentumoren einschließlich der Metastasenbehandlung erreicht. Grundlage der Therapie ist dabei immer primär die Sicherung der Diagnose mittels Biopsie und die bildgebende sowie histologische Stadieneinteilung des malignen Tumors. Nach der Tumorresektion kann die Rekonstruktion biologisch oder mit Endoprothesensystemen erfolgen. Gerade die weiterentwickelten modularen Systeme führen zu guten funktionellen Ergebnissen mit langen Standzeiten und einer reduzierten Komplikationsrate. Individuell angefertigte Implantate sind vor allem im Bereich der Rekonstruktion komplexer Beckentumoren von großer klinischer Bedeutung.
In early-twentieth-century Berlin, agents of speed and industrialisation, such as the railway, contributed to the seemingly unbridled velocity of urban life. Doctors and cultural critics took an ambivalent stance toward the impact of speed and technology on the human body. Critics argued that these factors, in conjunction with sexual excess and prostitution, accelerated the sexual maturation of young men, thereby endangering ‘healthy’ male sexuality. This comparison of Hans Ostwald's socio-literary study Dunkle Winkel in Berlin (1904) with Georg Buschan's sexual education primer Vom Jüngling zum Mann (1911) queries the extent to which speed shaped the understanding of ‘the masculine’ in pre-World-War-I Germany. The essay thus examines Ostwald's and Buschan's arguments and postulates that speed in the city (Berlin) can be seen as a feminised, sexualised force that determined sex in the city. According to this reading, the homosexual urban dandy resisted the accelerated modernist urban tempo, whereas the heterosexual man and hegemonic, heteronormative masculinity yielded to speed. ‘“Das Verhältnis”’ became a fleeting, momentary alternative to stable marital relationships, which in turn contributed to the general ‘crisis’ of – and in– masculinity in early-twentieth-century Berlin.
Rizzuto, Aaron C.; Mann, Andrew W.; Vanderburg, Andrew; Kraus, Adam L.; Covey, Kevin R.
2017-12-01
Detection of transiting exoplanets around young stars is more difficult than for older systems owing to increased stellar variability. Nine young open cluster planets have been found in the K2 data, but no single analysis pipeline identified all planets. We have developed a transit search pipeline for young stars that uses a transit-shaped notch and quadratic continuum in a 12 or 24 hr window to fit both the stellar variability and the presence of a transit. In addition, for the most rapid rotators ({P}{rot}< 2 days) we model the variability using a linear combination of observed rotations of each star. To maximally exploit our new pipeline, we update the membership for four stellar populations observed by K2 (Upper Scorpius, Pleiades, Hyades, Praesepe) and conduct a uniform search of the members. We identify all known transiting exoplanets in the clusters, 17 eclipsing binaries, one transiting planet candidate orbiting a potential Pleiades member, and three orbiting unlikely members of the young clusters. Limited injection recovery testing on the known planet hosts indicates that for the older Praesepe systems we are sensitive to additional exoplanets as small as 1-2 R ⊕, and for the larger Upper Scorpius planet host (K2-33) our pipeline is sensitive to ˜4 R ⊕ transiting planets. The lack of detected multiple systems in the young clusters is consistent with the expected frequency from the original Kepler sample, within our detection limits. With a robust pipeline that detects all known planets in the young clusters, occurrence rate testing at young ages is now possible.
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].
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.
Background: Accurate prediction of in vivo toxicity from in vitro testing is a challenging problem. Large public–private consortia have been formed with the goal of improving chemical safety assessment by the means of high-throughput screening. Methods and results: A database containing experimental cytotoxicity values for in vitro half-maximal inhibitory concentration (IC50) and in vivo rodent median lethal dose (LD50) for more than 300 chemicals was compiled by Zentralstelle zur Erfassung und Bewertung von Ersatz- und Ergaenzungsmethoden zum Tierversuch (ZEBET ; National Center for Documentation and Evaluation of Alternative Methods to Animal Experiments) . The application of conventional quantitative structure–activity relationship (QSAR) modeling approaches to predict mouse or rat acute LD50 values from chemical descriptors of ZEBET compounds yielded no statistically significant models. The analysis of these data showed no significant correlation between IC50 and LD50. However, a linear IC50 versus LD50 correlation could be established for a fraction of compounds. To capitalize on this observation, we developed a novel two-step modeling approach as follows. First, all chemicals are partitioned into two groups based on the relationship between IC50 and LD50 values: One group comprises compounds with linear IC50 versus LD50 relationships, and another group comprises the remaining compounds. Second, we built conventional binary classification QSAR models t
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 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.
Schumacher, Jörg; Stöbel-Richter, Yve; Brähler, Elmar
2002-07-01
The present study concerns the impact of recalled parental rearing behaviour on both the intensity of the wish to have a child and on different motives to have a child. Until now there are no empirical studies as to this objective. Our study is based on a representative sample of 1509 persons aged 18 to 50 years. The statistical analyses were restricted to those subjects who lived in partnership and reported an actual wish to have a child (n = 331). The data were assessed by self-reporting scales: The Questionnaire of Recalled Parental Rearing Behaviour "Fragebogen zum erinnerten elterlichen Erziehungsverhalten, FEE", the Partnership Questionnaire "Partnerschaftsfragebogen, PFB", and the Leipzig Questionnaire of Motives to Have a Child "Leipziger Fragebogen zu Kinderwunschmotiven, LKM". A recalled parental rearing behaviour, which was characterized as having been rejective, overprotective and less emotionally warm was associated with such motives which do not promote the wish to have own children (fear of personal restrictions and a low degree of social support). Simultaneously, a negative parental rearing behaviour was correlated with a stronger desire for social recognition by an own child. The recalled maternal rearing behaviour was altogether stronger associated with motives to have a child than the paternal. On the other hand, no relevant associations could be found between the recalled parental rearing behaviour and the intensity of the wish to have a child.
Abstract Return and adjustment to school in adolescents who have survived cancer have become of increasing interest as the numbers of childhood cancers survivors have grown due to advances in treatments. Perceived parental rearing behavior is an important factor related to school adjustment. This study examined the relationships between maternal and parental rearing practices, general characteristics, and school adjustment in adolescent cancer survivors in Korea. We conducted a descriptive, exploratory study of 84 adolescents with cancer using the Korean version of the Fragebogen zum erinnerten elterlichen Erziehungsverhalten: FEE (Recalled Parental Rearing Behavior) and a school adjustment measurement. Descriptive, Pearson correlational, and multiple regression analyses were used to investigate the data. In bivariate analysis, age (r = −0.358, P < .05), mother's emotional warmth (r = 0.549, P < .01), and father's emotional warmth (r = 0.391, P < .05) were significantly associated with school adjustment. However, the results of multiple regression analysis showed that only mother's emotional warmth (β = .720, P < .05) was significantly associated with school adjustment. Adolescent cancer survivors who reported higher mother's emotional warmth exhibited better school adjustment. This finding indicates that it is important to help parents of adolescent cancer survivors enhance their parental rearing behaviors, such as emotional warmth, to help adolescents adjust to school. PMID:28796068
In the archives of the Astronomisches Rechen-Institut at Heidelberg, there is an old set of 31 documents which are related to the calendar used in Prussia and which originated in the period from 1700 to 1854. The oldest document is an original print of the 'Calendar Edict' issued on 10 May 1700. In this edict, Friedrich III., Elector of Brandenburg, gave a monopoly for issuing calendars in his country to an academy which was founded slightly later. He founded at the same time an observatory in Berlin. The main task of the employed astronomers was to edit the 'Improved Calendar' which was newly introduced in his Protestant country. The Astronomisches Rechen-Institut, which was founded in Berlin and was moved to Heidelberg in 1945, considers this Calendar Edict as his foundation document too. All the other documents are handwritten, mainly letters, but also a detailed expose 'On the Calendar Issues in the Prussian State' from 1843. Two of the scripts stem from the 18th century. The remaining documents are related to the work of the Royal Prussian Calendar Deputation and were written between 1816 and 1854. In this paper we describe, commentate, and transliterate all the documents of this 'Kalender-Konvolut'.
Sambo, Emmanuel; Bettridge, Judy; Dessie, Tadelle; Amare, Alemayehu; Habte, Tadiose; Wigley, Paul; Christley, Robert M.
2015-01-01
Chicken production has a major role in the economy of developing countries and backyard production is particularly important to women. Several programmes, in Ethiopia and elsewhere, have attempted to improve chicken production as a means to reduce poverty. A key constraint to chicken production identified by farmers is disease. This study used participatory rural appraisal methods to work with chicken-keepers in order to prioritise chicken diseases, place these within the context of other production constraints, and to explore perceptions of disease risk factors and biosecurity measures. The study, focused on Debre Zeit, Ethiopia, included 71 poultry keepers (41 backyard and 30 semi-intensive chicken producers). Although women played an important role in backyard production systems, semi-intensive farms were more likely to be controlled by men. Participants identified 9 constraints to production: 7 of 8 groups of backyard producers and 15/31 semi-intensive producers ranked diseases as the most important constraint to chicken production. In contrast to previous reports, farmers in both groups had considerable knowledge of diseases and of factors affecting disease risk. Both groups, but particularly semi-intensive producers, highlighted access to feed as a constraint. Many of the challenges faced by both groups were associated with difficulty accessing agricultural and veterinary inputs and expertise. Whilst many of the constraints identified by farmers could be viewed as simply technical issues to be overcome, we believe it is important to recognise the social factors underpinning what are, in reality, relatively modest technical challenges. The low involvement of women in semi-intensive production needs to be recognised by poultry development schemes. Provision needs to be made to allow access to inputs for a wide range of business models, particularly for those, such as women, who have limited access to the capital to allow them to make the jump from backyard to semi-intensive producer, and require support to slowly build up a flock into a profitable venture. PMID:25466215
Mann, Andrew W.; Newton, Elisabeth R.; Rizzuto, Aaron C.; Irwin, Jonathan; Feiden, Gregory A.; Gaidos, Eric; Mace, Gregory N.; Kraus, Adam L.; James, David J.; Ansdell, Megan; Charbonneau, David; Covey, Kevin R.; Ireland, Michael J.; Jaffe, Daniel T.; Johnson, Marshall C.; Kidder, Benjamin; Vanderburg, Andrew
2016-09-01
We confirm and characterize a close-in ({P}{{orb}} = 5.425 days), super-Neptune sized ({5.04}-0.37+0.34 {R}\\oplus ) planet transiting K2-33 (2MASS J16101473-1919095), a late-type (M3) pre-main-sequence (11 Myr old) star in the Upper Scorpius subgroup of the Scorpius-Centaurus OB association. The host star has the kinematics of a member of the Upper Scorpius OB association, and its spectrum contains lithium absorption, an unambiguous sign of youth (\\lt 20 Myr) in late-type dwarfs. We combine photometry from K2 and the ground-based MEarth project to refine the planet’s properties and constrain the host star’s density. We determine K2-33’s bolometric flux and effective temperature from moderate-resolution spectra. By utilizing isochrones that include the effects of magnetic fields, we derive a precise radius (6%-7%) and mass (16%) for the host star, and a stellar age consistent with the established value for Upper Scorpius. Follow-up high-resolution imaging and Doppler spectroscopy confirm that the transiting object is not a stellar companion or a background eclipsing binary blended with the target. The shape of the transit, the constancy of the transit depth and periodicity over 1.5 yr, and the independence with wavelength rule out stellar variability or a dust cloud or debris disk partially occulting the star as the source of the signal; we conclude that it must instead be planetary in origin. The existence of K2-33b suggests that close-in planets can form in situ or migrate within ˜10 Myr, e.g., via interactions with a disk, and that long-timescale dynamical migration such as by Lidov-Kozai or planet-planet scattering is not responsible for all short-period planets.
Brucellosis is one of the major zoonoses globally with great veterinary and public health importance, particularly in developing countries where people are having frequent contact with livestock and animal products. This cross sectional study was carried out from November 2013 to May 2014 to determine the seroprevalence and assess the potential risk factors of brucellosis in abattoir workers of five export abattoirs at Debre Ziet and Modjo, Central Ethiopia. Serology and structured questionnaire were the methods used. In this study, 156 abattoir workers participated in the questionnaire survey and among them, 149 agreed for blood sample collection. Rose Bengal Plate Test and Complement Fixation Test were conducted using sera samples at serology laboratory of the National Animal Health Diagnostic and Investigation Center. Data collection sheets were used to gather information on possible risk factors believed to influence the spread of Brucella infection in abattoir workers such as sex, age, marital status, duration on job, types of work, educational level, etc. and further information obtained include knowledge of brucellosis and other zoonotic diseases infection, symptoms of the disease, milk and meat consumption habits and work related risk factors. Chi-square and Fisher's exact tests were used for data analysis. The overall seroprevalence of brucellosis in abattoir workers was found to be 4.7 and 1.3% using Rose Bengal plate test and Compliment fixation test, respectively. Based on the questionnaire survey, 66 (44.2%) and 85 (53.21%) of abattoir workers were aware of brucellosis and other zoonotic diseases, and 29 (18.6%) and 21 (13.5%) were using gloves and cover their mouth while slaughtering, respectively. Brucellosis in abattoir workers could be prevented by using protective closing and measures. Concerned body should educate occupationally exposed groups and the general public regarding e prevention and control of brucellosis and other zoonotic diseases.
Hoisl, A; Barbey, R; Graf, B M; Briegel, J; Bein, T
2015-01-01
The press is an important medium and plays a significant role as an information source for people. Moreover, the daily press transmits opinion-forming contents. During the German "transplantation scandal" various articles were published in the German press focusing on organ donation, transplantation, allocation of organs and brain death determination. Selected important newspaper articles were analyzed using a scientific text analysis as it was assumed that the publications might have had an important influence on attitudes or mistrust of transplantation medicine. A total of 216 articles from Süddeutsche Zeitung, Die Welt, Frankfurter Allgemeine Zeitung and Die Zeit published between summer 2012 and early 2013, which focused on the transplantation scandal were analyzed using a modern form of scientific text analysis. From these articles 12 categories of contents were identified which were analyzed quantitatively and qualitatively. Most articles were published between June and August 2012 when the accusations of organ allocation manipulation were made public. A second wave was found in the early months of 2013, when the court proceedings against the predominantly blamed physician began. Most of the categories (63.8 %) transmitted a negative evaluative opinion (i.e. loss of confidence, enrichment of the persons involved, fraud, misconduct, rejection of brain death and disturbing the peace of the dead) leading to mistrust of transplantation per se, while the minority (36.2 %) were categorized as endeavoring to convey objective information, focus on ethical responsibility for organ donation or the problems of organ shortage. Furthermore, a striking increase of articles doubting the concept of brain death was observed. German newspapers as important opinion-leading and opinion-forming media have a substantial impact in accomplishing the demands for objective and factual information of transplantation medicine. Physicians, ethicists, journalists and politicians are invoked to have a closer collaboration in the future.
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.
Background Parental rearing behavior is a significant etiological factor for the vulnerability of psychopathology and has been an issue of clinical research for a long time. For this scope instruments are important who asses economically recalled parental rearing behavior in a clinical practice. Therefore, a short German instrument for the assessment of the recalled parental rearing behavior Fragebogen zum erinnerten elterlichen Erziehungsverhalten (FEE) was psychometrically evaluated [Recalled Parental Rearing Behavior]. Methods This questionnaire was evaluated in a representative population sample (N = 2.948) in Germany which included 44.2% male and 55.8% female persons with a mean age of M = 47.35 (SD = 17.10, range = 18–92). For the content evaluation of the FEE the Life Satisfaction Questionnaire (FLZ) and the Inventory of Interpersonal Problems (IIP) was filled out by the participants. Results The FEE scales yielded a good to satisfactory internal consistency and split-half reliability. Its three factors (rejection/punishment, emotional warmth, control/overprotection) correlated positively with most of the areas of life satisfaction. Furthermore, positive associations between interpersonal problems and parental rejection and control could be identified. Conclusion The FEE is a short, reliable and valid instrument that can be applied in the clinical practice. In addition, the data proved an association between recalled parental rearing behavior, life satisfaction and interpersonal problems conform to the literature. Finally, specific problems with the retrospective assessment of parental rearing behavior were addressed as well. PMID:19267894
Der Zweck dieser Studie (zwecks Überblick siehe dazu Abb. 9.1) war zu untersuchen, wie die Schüler der Sekundarstufe II ein Verständnis von der Theorie der biologischen Evolution entwickeln. Vom Ausgangspunkt "Vorurteile der Schüler“ ausgehend wurden Unterrichtssequenzen entwickelt und drei verschiedene Lernexperimente in einem zyklischen Prozess durchgeführt. Das Wissen der Schüler wurde vor, während und nach den Unterrichtssequenzen mit Hilfe von schriftlichen Tests, Interviews und Diskussionsrunden in kleinen Gruppen abgefragt. Etwa 80 % der Schüler hatten vor dem Unterricht alternative Vorstellungen von Evolution, und in dem Nachfolgetest erreichten circa 75 % ein wissenschaftliches Niveau. Die Argumentation der Schüler in den verschiedenen Tests wurde sorgfältig unter Rücksichtnahme auf Vorurteile, der konzeptionellen Struktur der Theorie der Evolution und den Zielen des Unterrichts analysiert. Daraus konnten Einsichten in solche Anforderungen an Lehren und Lernen gewonnen werden, die Herausforderungen an Schüler und Lehrer darstellen, wenn sie anfangen, evolutionäre Biologie zu lernen oder zu lehren. Ein wichtiges Ergebnis war, dass das Verständnis existierender Variation in einer Population der Schlüssel zum Verständnis von natürlicher Selektion ist. Die Ergebnisse sind in einer inhaltsorientierten Theorie zusammengefasst, welche aus drei verschiedenen Aspekten besteht: 1) den inhaltsspezifischen Aspekten, die einzigartig für jedes wissenschaftliche Feld sind; 2) den Aspekten, die die Natur der Wissenschaft betreffen; und 3) den allgemeinen Aspekten. Diese Theorie kann in neuen Experimenten getestet und weiter entwickelt werden.
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.
Gross, Katharina M.; Schote, Andrea B.; Schneider, Katja Kerstin; Schulz, André; Meyer, Jobst
2014-01-01
Primary hyperhidrosis is defined as excessive sweating of certain body areas without physiological reasons. Hyperhidrotic individuals report a high psychological strain and an impairment of their quality of life. Thus, the aim of the study is to investigate the relation between hyperhidrosis and different psychological as well as physiological aspects of chronic stress as a co-factor for the etiology of depression. In this study, forty hyperhidrotic subjects were compared to forty age- and sex-matched healthy control subjects. The Trier Inventory of Chronic Stress (‘Trierer Inventar zum chronischen Stress’: TICS), the Beck Depression Inventory (BDI-II) and the Screening for Somatoform Disorders (SOMS-2) were used to examine the correlation between primary hyperhidrosis and stress as well as accompanying depressive and somatic symptoms. The cortisol awakening response of each subject was analyzed as a physiological stress correlate. In hyperhidrotics, we found a significant lack of social recognition as well as significantly more depressive symptoms compared to the control subjects. A subgroup of patients with axillary hyperhidrosis had the highest impact on these increased issues of chronic stress, pointing to a higher embarrassment in these subjects. Especially in social situations, hyperhidrotics showed higher stress levels, whereby a vicious circle of stress and sweating is triggered. However, the cortisol awakening response did not significantly differ between hyperhidrotics and controls. Moreover, affected persons suffer from more depressive symptoms, which may be caused by feelings of shame and a lack of self-confidence. This initial study provides an impetus for further investigation to reveal a causative relationship between hyperhidrosis and its psychological concomitants. PMID:24647796
The phenomenon of the rise of the Scandinavian shield during the Holocene and the concomitant fall in level of the Baltic Sea has been investigated for centuries. Already in medieval times, there were reports about the coastlines of the Gulf of Bothnia that are full of relevant observations. During the eighteenth century, scientists such as Celsius and Linnaeus collected observations such as these. The result was that the search for the possible explanations of this rise-and-fall phenomenon intensified. The generally favoured explanation was that there was an active sinking of sea level in the Baltic rather than an active rising of the land surface in Fennoscandia. This was because water was seen as mobile, in contrast to a "terra firma". The relevant discussion was often emotional, and here, we try to illustrate it using material from the Geologenarchiv Freiburg (von Hoff, von Buch and Goethe). No more than a few decades later, it became obvious by the theory of Ice Age that both the sea level and the land could be mobile (eustatic sea level changes—glacial isostasy). Additionally, of course, plate tectonics had some influence: Norway is situated at the western end of the Eurasian plate and is part of a passive continental margin. There are still open research problems, many of which can be addressed using modern methods of satellite-based geophysics and geodesy. Some other aspects as the permanent uplift trend of Scandinavia since the Cambrium or the rhythmic to and fro of magma in the upper mantle during the Pleistocene are mentioned.
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.
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.
The prevalence of tobacco smoking in Germany is high (~27%). Monitoring of national patterns of smoking behaviour and data on the "real-world" effectiveness of cessation methods are needed to inform policies and develop campaigns aimed at reducing tobacco-related harm. In England, the Smoking Toolkit Study (STS) has been tracking such indicators since 2006, resulting in the adaptation of tobacco control policies. However, findings cannot be directly transferred into the German health policy context. The German Study on Tobacco Use (DEBRA: "Deutsche Befragung zum Rauchverhalten") aims to provide such nationally representative data. In June 2016, the study started collecting data from computer-assisted, face-to-face household interviews in people aged 14 years and older. Over a period of 3 years, a total of ~36,000 respondents will complete the survey with a new sample of ~2000 respondents every 2 months (=18 waves). This sample will report data on demographics and the use of tobacco and electronic (e-)cigarettes. Per wave, about 500-600 people are expected to be current or recent ex-smokers (<12 months since quitting). This sample will answer detailed questions about smoking behaviour, quit attempts, exposure to health professionals' advice on quitting, and use of cessation aids. Six-month follow-up data will be collected by telephone. The DEBRA study will be an important source of data for tobacco control policies, health strategies, and future research. The methodology is closely aligned to the STS, which will allow comparisons with data from England, a country with one of the lowest smoking prevalence rates in Europe (18%). This study has been registered at the German Clinical Trials Register ( DRKS00011322 ) on 25th November 2016.
Plasmodium vivax is the second most important cause of morbidity in Ethiopia. There is, however, little information on P. vivax resistance to chloroquine and chloroquine plus primaquine treatment although these drugs have been used as the first line treatment for over 50 years. We assessed the efficacy of standard chloroquine and chloroquine plus primaquine treatment for P. vivax infections in a randomized open-label comparative study in Debre Zeit and Nazareth in East Shoa, Ethiopia. A total of 290 patients with microscopically confirmed P. vivax malaria who presented to the outpatient settings of the two laboratory centers were enrolled: 145 patients were randomized to receive CQ and 145 to receive CQ+PQ treatment. Participants were followed-up for 28-157 days according to the WHO procedures. There were 12 (6.5%) lost to follow-up patients and 9 (3.1%) withdrawals. In all, 96% (277/290) of patients were analysed at day 28. Baseline characteristics were similar in all treatment groups. In all, 98.6% (275/277) of patients had cleared their parasitemia on day 3 with no difference in mean parasite clearance time between regimens (48.34+/-17.68, 50.67+/-15.70 h for the CQ and CQ+PQ group, respectively, P=0.25). The cumulative incidence of therapeutic failure at day 28 by a life-table analysis method was 5.76% (95% CI: 2.2-14.61) and 0.75% (95% CI: 0.11-5.2%) in the CQ and CQ+PQ group, respectively (P=0.19). The relapse rate was 8% (9/108) for the CQ group and 3% (4/132) for the comparison group (P=0.07). The cumulative risk of relapse at day 157 by a life-table method was 61.8% (95% CI: 20.1-98.4%) in the CQ group, compared with 26.3% (95% CI: 7.5-29.4%) in the CQ+PQ group (P=0.0038). The study confirms the emergence of CQ and PQ resistance/treatment failure in P. vivax malaria in Ethiopia. Although treatment failures were detected, they were similar between the treatment groups. We recommend regular monitoring and periodic evaluation of the efficacy of these antimalarial drugs in systematically selected sentinel sites to detect further development of resistance and to make timely national antimalarial drug policy changes. Copyright 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.
The study was conducted with the objective of isolation and molecular characterization of infectious bursal disease virus (IBDV) circulating in Ethiopia and to assess the immunogenicity of different commercially available live attenuated IBD vaccines and finally to select the appropriate vaccine strain for the existing IBDV. Outbreak samples collected from different poultry farms with IBD infection between 2013 and 2015 were used for the virus isolation and molecular characterization. IBD vaccine immunogenicity test was conducted using four different commercially available live attenuated IBD vaccine strains: namely D78, B2K, LC75, and EXTREM. Day-old Bowman brown chickens purchased from commercial farm in Debre Zeit were used for the experiment. Serum samples were collected at days 14 and 21 and screened for the presence of maternal IBDv antibodies. The screening test result revealed that most of the chickens from vaccinated progeny were positive at the age of day 14 with mean antibody titer of .42, but declined at day 21 to 0.049 below cut-off point (S/P < 0.3). Chickens were divided into five different groups (four vaccinal and one control) and vaccinated at the age of day 21 and boosted after 14 days. Serum samples were collected and all of them were challenged at their 42 days of age with locally isolated very virulent infectious bursal disease virus (vvIBDV). From four of the vaccine strains used for immunogenicity study, the intermediate plus strains (LC75 and EXTREM) found to be superior and efficiently cross protect against the challenge with locally isolated vvIBDV. The development of clinical signs was studied and post-mortem examinations were conducted both on dead and sacrificed birds. From a total of 25 tissue samples processed for virus isolation on chicken fibroblast cell culture, 95% (18/20) of bursa and 80% (4/5) of the spleen samples showed visible cytopathic effect (CPE). The positive samples were tested by PCR and 19 of them had the expected band (643 bp). Further 11 representative samples were sequenced and confirmed that the circulating virus among poultry population in the country is vvIBDV. The study has recommended to produce vaccine using intermediate plus strains to prevent and control currently circulating vvIBDV.
Background Toxoplasma gondii infections during pregnancy can result in abortion or congenital defects. Prevalence and risk factors of toxoplasmosis in women of child-bearing age in Ethiopia are unknown. The current study was conducted with the objectives of estimating the seroprevalence and potential risk factors in acquiring T. gondii infection by women of child-bearing age in Central Ethiopia. Methods A cross-sectional study was conducted from March 2011 to September 2011. Sera of 425 women were analyzed by indirect enzyme linked immunosorbent assay (ELISA). A questionnaire survey was administered for all study participants to gather information on risk factors. Results The study revealed that anti- T. gondii IgG antibodies were detected in 81.4% of the samples of which 78.4% were positive for only IgG and 3.06% positive for both IgG and IgM antibodies. Seroprevalence of IgM antibodies to T. gondii (4.0%, 95% CI: 2.14, 5.86) was suggestive of recent infections. Of the 213 pregnant women 9 (4.2 %) were IgM reactive. Out of 17 potential risk factors investigated, univariate logistic regression showed significant association of T. gondii infection with study area, age, pregnancy status, raw vegetable consumption, source of water, presence of cats at home, contact with cats, HIV status and precaution during cats’ feces cleaning (P ≤ 0.05). The final logistic regression model revealed that: the probability of acquiring T. gondii infection by women of Debre-Zeit was 4.46 times (95% CI of adjusted odds ratio [aOR]: 1.67, 11.89; P =0.003) higher compared to women of Ambo, pregnant women were twice (95% CI aOR: 1.13, 3.59; P = 0.018) more likely to be seropositive than non-pregnant women and women who consume raw vegetable were at increased risk of infection (aOR = 2.21, 95% CI: 1.03, 4.78; P = 0.043) than women who didn’t consume. Conclusion The seroprevalence of T. gondii infection in women of child-bearing age in Central Ethiopia is high. Study area, pregnancy and raw vegetable consumption are risk factors to acquire T. gondii infection. Educational program, antenatal screening of pregnant women and further epidemiological studies to uncover the economic and health impact of toxoplasmosis are suggested. PMID:23442946
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
The nineteenth century witnessed many advances in neuroscientific concepts. Among the notable are Charles Bell's (1774-1842) and François Magendie's (1783-1855) identification of sensory and motor pathways, Thomas Henry Huxley's (1825-1895) elaboration of evolutionary theory in the context of comparative neuroanatomy, and Emile Du Bois-Reymond's (1818-1896) and Hermann von Helmholtz's (1821-1894) work in experimental neurophysiology and on the concept of nervous energy. In Germany, the idea that the nervous system consisted of two elements, one that generated nervous energy and another that conducted it throughout the body, had wide currency in mid-nineteenth century. In France, Pierre Jean Georges Cabanis (1757-1808), physician, philosopher, and one of the founders of modern psychophysiology, argued that the brain is the part of the body in which electricity is stored. In his Rapports du Physique et du Moral de l'Homme, published between 1796 and 1802 (translated into German under the title Verhältnis der Seele zum Körper (1808)), Cabanis proposed new ideas on brain function, on the brain's own sensibility, on the concept of will, and on the chemical basis of nervous activity. In the Rapports Cabanis proposed a theory of how brain and nerves relate to thought and behavior. Foreshadowing later developments in neuropsychology, he suggested that different parts of the nervous system have separate functions. Despite the fact that Cabanis had many interesting ideas about brain function, he has been largely ignored by historians of neuroscience; e. g., he is mentioned briefly in Clark and Jacyna (1989), in only two footnotes in Neuburger (1897/1981), and not at all in Finger (1994). Cabanis's far-reaching theory of how the brain works helped shape understanding of the general notion of nervous energy in nineteenth-century European neuroscience.
USP 1995 (The United States Pharmacopeia, 23rd Edit., (1995), potassium iodide p. 1265, sodium iodide p. 1424), PH. EUR. 1997 (European Pharmacopoeia, third ed., Council of Europe, Strasbourg, (1997), potassium iodide p. 1367, sodium iodide p. 1493) and JAP 1996 (The Japanes Pharmacopoeia, 13th ed. (1996), potassium iodide p. 578, sodium iodide p. 630) determine iodide with the ICl-method (J. Am. Chem. Soc. 25 (1903) 756-761; Z. Anorg. Chem. 36 (1903) 76-83; Fresenius Z. Anal. Chem. 106 (1936) 12-23; Arzneibuch-Kommentar, Wissenschaftliche Erläuterungen zum Europäischen Arzneibuch, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH, Stuttgart, Govi-Verlag - Pharmazeutischer Verlag GmbH, Eschborn, 12th suppl. (1999), K10 p. 2), using chloroform, which is toxic and hazardous to environment. Without the application of chlorinated hydrocarbons USP 2000 (The United State Pharmacopeia, 24th ed. (2000), potassium iodide p. 1368, sodium iodide p. 1535) and Brit 1999 (British Pharmacopoeia London, (1999), Appendix VIII C, p. A162) titrate iodide with the redox indicator amaranth. A titration with potentiometric indication giving two end-points at the step of I(2) and [ICl(2)](-) is described. Due to the high concentration of hydrochloric acid required for the ICl-method, the determination with DBH (1,3-dibromo-5,5-dimethylhydantoin; 1,3-dibromo-5,5-dimethyl-2,4-imidazolidinedione) can be recommended and is performed easily. Similarly, the iodide content of gallamine triethiodide may be analyzed with DBH by application of a visual two-phase titration in water and ethyl acetate or with potentiometric indication in a mixture of 2-propanol and water. During the removal of the excess of DBH 4-bromo-triethylgallamine (2,2',2"-[1-bromo-benzene-2,3,4-triyltris(oxy)]N,N,N-triethylethanium) is formed.
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/
Herrle, Jens O.; Schröder-Adams, Claudia J.; Galloway, Jennifer M.; Pugh, Adam T.
2013-04-01
Understanding the evolution of Canada's Arctic region, as a crucial component of Earth's climate system, is fundamental to assess short and long-term climate, environmental, and paleogeographic change. However, the stratigraphy and paleoenvironmental evolution of the Cretaceous Arctic is poorly constrained and a detailed bio- and chemostratigraphic correlation of major mid-Cretaceous paleoceanographic turning points such as Oceanic Anoxic Events, cold snaps, and biotic turnovers with key locations of the high- and low latitudes is missing. Here we present for the first time a high resolution bio- and carbon isotope stratigraphy of the Arctic Albian Christopher Formation of the Sverdrup Basin at Glacier Fiord in the southern part of Axel Heiberg Island, Canadian High Arctic. By using these techniques we developed a high temporal framework to record major environmental changes as it is indicated by the occurrence of glendonites and sandstone intervals of our studied Albian succession. The Albian Christopher Formation is a shale dominated marine unit with a thickness of approximately 1200 m. Several transgressive/ regressive cycles can be recognized by prograding shoreface units that break up mudrock deposition. In addition, glendonites are mainly found in the lower part of the Christopher Formation. Glendonites are pseudomorphs of calcite, after the metastable mineral ikaite, and have been often described from high latitude Permian, Jurassic and Cretaceous marine environments from the Canadian Arctic, Spitsbergen and Australia. The formation of glendonites takes place in the uppermost layer of the sediment and requires near-freezing temperatures, high salinity, and orthophosphate-rich bottom water. Although the presence of glendonites implies a range of paleoenvironmental conditions there is a consensus in the scientific literature that they reflect cooler paleoenvironmental conditions. Preliminary bio- and carbon isotope stratigraphic results suggest that the glendonites are concentrated in regular beds during the late Aptian to early Albian of the Christopher Formation supporting the idea of a cold snap (Kemper, 1987; Herrle & Mutterlose 2003; Mutterlose et al. 2009) within the mid-Cretaceous greenhouse period. References Herrle, J.O., Mutterlose, J., 2003. Calcareous nannofossils from the Aptian - early Albian of SE France: Paleoecological and biostratigraphic implications. Cretaceous Research 24, 1-22. Kemper, E., 1987. Das Klima der Kreide-Zeit. Geologisches Jahrbuch 96, 185 pp. Mutterlose, J., Bornemann, A., Herrle, J.O., 2009. The Aptian - Albian cold snap: Evidence for "mid" Cretaceous icehouse interludes. Neues Jahrbuch für Geologie und Palaeontologie, Abhandlungen 252, 217-225.
Zhu, Hao; Ye, Lin; Richard, Ann; Golbraikh, Alexander; Wright, Fred A.; Rusyn, Ivan; Tropsha, Alexander
2009-01-01
Background Accurate prediction of in vivo toxicity from in vitro testing is a challenging problem. Large public–private consortia have been formed with the goal of improving chemical safety assessment by the means of high-throughput screening. Objective A wealth of available biological data requires new computational approaches to link chemical structure, in vitro data, and potential adverse health effects. Methods and results A database containing experimental cytotoxicity values for in vitro half-maximal inhibitory concentration (IC50) and in vivo rodent median lethal dose (LD50) for more than 300 chemicals was compiled by Zentralstelle zur Erfassung und Bewertung von Ersatz- und Ergaenzungsmethoden zum Tierversuch (ZEBET; National Center for Documentation and Evaluation of Alternative Methods to Animal Experiments). The application of conventional quantitative structure–activity relationship (QSAR) modeling approaches to predict mouse or rat acute LD50 values from chemical descriptors of ZEBET compounds yielded no statistically significant models. The analysis of these data showed no significant correlation between IC50 and LD50. However, a linear IC50 versus LD50 correlation could be established for a fraction of compounds. To capitalize on this observation, we developed a novel two-step modeling approach as follows. First, all chemicals are partitioned into two groups based on the relationship between IC50 and LD50 values: One group comprises compounds with linear IC50 versus LD50 relationships, and another group comprises the remaining compounds. Second, we built conventional binary classification QSAR models to predict the group affiliation based on chemical descriptors only. Third, we developed k-nearest neighbor continuous QSAR models for each subclass to predict LD50 values from chemical descriptors. All models were extensively validated using special protocols. Conclusions The novelty of this modeling approach is that it uses the relationships between in vivo and in vitro data only to inform the initial construction of the hierarchical two-step QSAR models. Models resulting from this approach employ chemical descriptors only for external prediction of acute rodent toxicity. PMID:19672406
Objective Epididymo-orchitis (EO) potentially results in reduced fertility in up to 60% of affected patients. The anti-inflammatory effects of Korean red ginseng (KRG) and its ability to act as an immunoenhancer in parallel with the beneficial effects of this ancient herbal medicine on the reproductive systems of animals and humans led us to evaluate its protective effects against acute EO. Materials and Methods This animal experimental study was conducted in the Department of Anatomical Sciences, Faculty of Medicine, Zanjan University of Medical Sciences (ZUMS), Zanjan, Iran during 2013-2015. We divided 50 Wistar rats into five following groups (n=10 per group): i. Control-intact animals, ii. Vehicle-phosphate buffered saline (PBS) injection into the vas deferens, iii. KRG-an intraperitoneal (IP) injection of KRG, iv. EO-an injection of uropathogenic Escherichia coli (UPEC) strain M39 into the vas defer- ens, and v. EO/ KRG-injections of both UPEC strain M39 and KRG. The treatment lasted seven days. We then evaluated sperm parameters, number of germ cell layers, Johnson’s criteria, germ cell apoptosis, body weight and relative sex organs weight. Results Acute EO increased the relative weight of prostate and seminal vesicles (P≤0.05). It also reduced sperm quality such as total motility, sperm concentration (P≤0.01), and the percentage of normal sperm (P≤0.001). Moreover, acute EO decreased Miller’s (P≤0.05) and Johnsen’s scores and increased apoptotic indexes of spermatogenic cells (P≤0.001). KRG treatment decreased prostate weight gain (P≤0.05) and improved the percentage of sperm with normal morphology, total motility (P≤0.01), and progressive motility (P≤0.05). The apoptotic indexes of spermatogenic cells reduced (P≤0.001), whereas both Johnsen’s (P≤0.01) and Miller’s criteria increased in the KRG-treated EO testis (P≤0.05). Conclusion Consequently, KRG ameliorated the devastating effects of EO on the sperm retrieved from either epididymis or testicle in rats. PMID:27602327
Zhu, Hao; Ye, Lin; Richard, Ann; Golbraikh, Alexander; Wright, Fred A; Rusyn, Ivan; Tropsha, Alexander
2009-08-01
Accurate prediction of in vivo toxicity from in vitro testing is a challenging problem. Large public-private consortia have been formed with the goal of improving chemical safety assessment by the means of high-throughput screening. A wealth of available biological data requires new computational approaches to link chemical structure, in vitro data, and potential adverse health effects. A database containing experimental cytotoxicity values for in vitro half-maximal inhibitory concentration (IC(50)) and in vivo rodent median lethal dose (LD(50)) for more than 300 chemicals was compiled by Zentralstelle zur Erfassung und Bewertung von Ersatz- und Ergaenzungsmethoden zum Tierversuch (ZEBET; National Center for Documentation and Evaluation of Alternative Methods to Animal Experiments). The application of conventional quantitative structure-activity relationship (QSAR) modeling approaches to predict mouse or rat acute LD(50) values from chemical descriptors of ZEBET compounds yielded no statistically significant models. The analysis of these data showed no significant correlation between IC(50) and LD(50). However, a linear IC(50) versus LD(50) correlation could be established for a fraction of compounds. To capitalize on this observation, we developed a novel two-step modeling approach as follows. First, all chemicals are partitioned into two groups based on the relationship between IC(50) and LD(50) values: One group comprises compounds with linear IC(50) versus LD(50) relationships, and another group comprises the remaining compounds. Second, we built conventional binary classification QSAR models to predict the group affiliation based on chemical descriptors only. Third, we developed k-nearest neighbor continuous QSAR models for each subclass to predict LD(50) values from chemical descriptors. All models were extensively validated using special protocols. The novelty of this modeling approach is that it uses the relationships between in vivo and in vitro data only to inform the initial construction of the hierarchical two-step QSAR models. Models resulting from this approach employ chemical descriptors only for external prediction of acute rodent toxicity.
Hermann Abich was born in 1806 in Berlin and died in 1886 in Graz. He grew up in a wealthy family which had friendly relations with famous scientists like Alexander von Humboldt, Leopold von Buch or Carl Ritter. After his studies in Heidelberg and Berlin he turned to extended fieldwork at the volcanoes of Italy. In 1833 1834 he published excellent petrological/chemical results and got soon a good scientific reputation. Thus he was nominated as Professor for Geology and Mineralogy of the prestigious Russian University in Dorpat (now Tartu, Esthonia) in 1842. In 1844 he was sent to Armenia by the Russian authorities. For the next three decades his fieldwork with about 190 publications was concentrated on the Great and Lesser Caucasus. This was a period of Russian expansion to the South with long-lasting regional fights. But he enjoyed the support of powerful governors. He was an indefatigable and enthusiastic explorer and a precise observer and designer. His interests covered many fields: morphology, glaciology, structural geology, volcanology with Thermal Springs, mineral resources from hydrocarbons, coal, salt to ores, stratigraphy and paleontology as a base for geological maps. But he also gave advice for practical problems, and he was active in meteorology, botany and archaeology. Alltogether he became “the Father of Caucasus Geology”. The following sketch stresses only on three aspects of his activities. He was one of the first pioneers in hydrocarbon exploration, especially around the anticlines with the mud volcanoes near Baku. In many respects, however, his fundamental ideas were erronous. He explained the structure of the Great Caucasus by the traditional theories of Leopold von Buch and Elie de Beaumont. The Caucasus anticline “was elevated by forces acting from beneath”. Following them he tried to discover regularities in the strike of mountain chains. Similarily he treated volcanism like Alexander von Humboldt and Leopold von Buch with their two groups of phenomena: voluminous, mostly basaltic “elevation craters” versus isolated, mostly trachytic and relatively small cones of “true volcanoes”. In spite of the isolation of the Caucasus region he had cultivated continuously contacts with leading geologists in Europe and was honoured by many institutions. He left Russia in 1876 for Vienna planning to write there the final monograph volumes about his investigations but he died before he could complete them.
Botulism is one of the most important bird diseases world-wide and is caused by the intoxication with Botulinum-Neurotoxin-C1 (BoNt-C1), which is produced by toxigenic clostridia under appropriate conditions. Avian botulism leads regularly to large losses among the migrating bird populations breeding and resting at the saltwater pools of the Austrian national park Neusiedler See-Seewinkel. Despite of its ethical dubiousness and its high technical expense the mouse-bioassay is still used as the routine standard method for the detection of BoNt-C1. According to the 3R-concept, in vitro alternative methods for the qualitative detection of BoNt-C1 (immunostick-ELISA) and a corresponding BoNt-C1 gene fragment (nested-PCR) were established. In order to estimate the BoNt-C1 production potential the methods were tested with sediment samples from different saltwater pools subjected to cultivation conditions appropriate for in vitro BoNt-C1-production. With the mouse-bioassay, 52 out of 77 samples were found to have a positive toxin production potential. The immunostick-ELISA showed a similar sensitivity as the mouse-bioassay and exhibited a highly significant positive correlation (r=0.94; p<0.001) with the mouse-bioassay in detecting BoNt-C1. The nested-PCR approach revealed higher numbers of positive BoNt-C1 gene fragment detections as compared to the direct toxin analysis approaches. A weak correlation (r=0.21; p=0.07) with the mouse-bioassay was discernible, no correlation was found with the immunostick-ELISA (r=0.09; p=0.46). Obviously, the PCR approach detected the BoNt-C1 gene fragment in some of the samples where no toxin expression has occurred. Thus it is suggested that the qualitative immunostick-ELISA represents a potential in vitro alternative to the mouse-bioassay for assessing the BoNt-C1 production potential in environmental samples. In contrast, qualitative BoNt-C1 gene fragment detection via PCR led to an overestimation of the actual toxin production potential.
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.
Vorwort. Teil I: Rißbreiten (Gert König) 1 Ein mechanisches Modell zur Erhöhung der Vorhersagegenauigkeit über die Rißbreiten unter Betriebsbedingungen (Gert König und Michael Fischer). 1.1 Einleitung und Zielsetzung. 1.2 Versuchsprogramm. 1.3 Meßtechnik. 1.4 Belastung und Versuchsdurchführung. 1.5 Literatur. 2 Rißbreiten und Verformungszunahme vorgespannter Bauteile unter wiederholter Last - und Zwangbeanspruchung (Gert König und Michael Fischer). 2.1 Einleitung und Zielsetzung. 2.2 Versuchsprogramm. 2.3 Auswertung. 2.4 Ausblick. 2.5 Literatur. 3 Rißverhalten von Beton bei plötzlicher Abkühlung (Viktor Mechtcherine und Harald S. Müller). 3.1 Einleitung. 3.2 Experimentelle Untersuchungen. 3.3 Formulierung eines Stoffgesetzes für thermisch beanspruchten Beton. 3.4 Riß entwicklung in einer Betonplatte unter Temperaturschock. 3.5 Zusammenfassung. 3.6 Literatur. 4 Stahlfaserbeton unter Betriebsbedingungen bei Dauerbeanspruchung (Bo Soon Kang, Bernd Schnütgen und Friedhelm Stangenberg). 4.1 Einleitung. 4.2 Wirkung von Stahlfasern im Beton. 4.3 Versuchsprogramm. 4.4 Untersuchungen zum Verbundverhalten. 4.5 Untersuchungen zum Verhalten unter Biegebeanspruchung. 4.6 Theoretische Untersuchungen. 4.7 Literatur. 5 Experimentelle Untersuchungen an Stahlbeton-Zugkörpern unter wiederholter Belastung zur Ermittlung des versteifenden Einflusses der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen (Petra Seibel und Gerhard Mehlhorn). 5.1 Einleitung. 5.2 Ansatz zur Bestimmung der Mitwirkung des Betons zwischen den Rissen nach Eurocode 2, Model Code 90 und Günther. 5.3 Experimentelle Untersuchungen. 5.4 Ergebnisse. 5.5 Zusammenfassung. 5.6 Literatur. 6 Riß- und Verformungsverhalten von vorgefertigten Spannbetonträgern unter Betriebsbedingungen bei besonderer Berücksichtigung des Betonalters (Monika Maske, Heinz Meichsner und Lothar Schubert). 6.1 Einleitung. 6.2 Beschreibung der Fertigteilträger. 6.3 Belastungsversuche. 6.4 Ergebnisse. 6.5 Zusammenfassung. 6.6 Literatur. Teil II: Verbundfragen (Rolf Eligehausen). 1 Ein mechanisches Modell zur Beschreibung des Verbundverhaltens zwischen Stahl und Beton (Gert König, Nguyen V. Tue und Wolfgang Kurz). 1.1 Einleitung. 1.2 Beschreibung der Kraftübertragung zwischen Stahl und Beton. 1.3 Vorstellung des Modells. 1.4 Materialgesetze für die Berechnung der Verformung des Fachwerks. 1.5 Vergleich zwischen Versuch und Modell. 1.6 Zusammenfassung und Ausblick. 1.7 Literatur. 2 Verbund unter nicht ruhender Beanspruchung (Rainer Koch und György L. Balázs). 2.1 Übersicht über die durchgeführten Versuche. 2.2 Versuchkörper und Materialien. 2.3 Versuchseinrichtungen. 2.4 Versuche und Ergebnisse. 2.5 Zusammenfassung und Ausblick. 2.6 Literatur. 3 Trag- und Verformungsverhalten von Stahlbetontragwerken unter Betriebsbelastung (Thomas M. Sippel und Rolf Eligehausen). 3.1 Einleitung. 3.2 Allgemeines. 3.3 Rechenmodell und Materialmodelle. 3.4 Vergleich zwischen Versuchen und Rechnung. 3.5 Parameterstudien. 3.6 Vereinfachtes Rechenmodell. 3.7 Zusammenfassung. 3.8 Literatur. 4 Verbundverhalten von Spanngliedern mit nachträglichem Verbund unter Betriebsbedingungen (Josef Hegger, Norbert Will und Heiner Cordes). 4.1 Einführung. 4.2 Verbundverhalten von Spanngliedern. 4.3 Zeitabhängige Effekte des Verbunds. 4.4 Versuche unter statischer Langzeitbeanspruchung. 4.5 Versuche unter dynamischer Langzeitbeanspruchung. 4.6 Bemessungsvorschlag für Verbundkennwerte. 4.7 Zusammenfassung. 4.8 Literatur. 5 Spannungsumlagerungen in gemischt bewehrten Querschnitten (Josef Hegger, Heiner Cordes und Matthias Rudlof). 5.1 Problemstellung und Zielsetzung. 5.2 Spannungsumlagerungen bei gemischter Bewehrung. 5.3 Versuche an zentrischen Zugkörpern. 5.4 Versuchsergebnisse. 5.5 Ermittlung und Vergleich von Verbundkennwerten. 5.6 Zusammenfassung. 5.7 Literatur. Teil III: Bauteile (Karl Kordina). 1 Einfluß von Längsbeanspruchungen auf den Neigungswinkel der Schubrisse (Marek Los und Ulrich Quast). 1.1 Einleitung. 1.2 Ungerissener Zustand. 1.3 Gerissener Zustand. 1.4 FEM-Berechnungen. 1.5 Zusammenfassung. 1.6 Literatur. 2 Auswirkungen des unterschiedlichen Verformungsverhaltens bei Beund Entlastung auf die Beanspruchungen im Gebrauchszustand (Jochen Keysberg). 2.1 Einleitung und Zielsetzung. 2.2 Modelle für die Momenten-Verkrümmungs-Beziehung. 2.3 Programm zur nichtlinearen Berechnung. 2.4 Einfluß von Lastwechseln auf nichtlineare Berechnungen. 2.5 Zusammenfassung. 2.6 Literatur. 3 3D-Analyse von Balken-Stützen-Verbindungen aus normal- und hochfestem Beton unter zyklischer Beanspruchung (Josko Ozbolt, Yijun Li und Rolf Eligehausen). 3.1 Einleitung. 3.2 Materialmodell und FE-Diskretisierung. 3.3 Numerische Analyse. 3.4 Schlußfolgerungen. 3.5 Zusammenfassung. 3.6 Literatur. 4 Der Einfluß von freien Schwingungen infolge dynamischer Belastung auf die Deterioration eines Bauwerks (Manfred Specht und Michael Kramp). 4.1 Veranlassung des Forschungsvorhabens. 4.2 Forschungsziele. 4.3 Versuchsträger, Versuchsdurchführung und Versuchsergebnisse. 4.4 Auswertung. 4.5 Ergebnisse für die Systemidentifikation von Stahlbetonkonstruktionen. 4.6 Literatur. 5 Lokale Schwind- und Temperaturgradienten in bewehrten, oberflächennahen Zonen von Betonkonstruktionen (Josef Eibl und Stephan Kranz). 5.1 Problemstellung. 5.2 Temperatur- und Feuchtefeldberechnung. 5.3 Numerisches Berechnungsmodell zur Spannungsanalyse im Beton. 5.4 Durchgeführte Versuche. 5.5 Rechnerische Untersuchungen. 5.6 Zusammenfassung. 5.7 Literatur. 6 Wassereindringverhalten von Flüssigkeiten beim Biegeriß (Gert König und Christian Brunsch). 6.1 Problemstellung. 6.2 Experimentelle Untersuchungen. 6.3 Entwicklung eines Modells zur rechnerischen Abschätzung des zeitlichen Eindringens einer Wassermenge in Biegerisse von Stahlbetonbauteilen. 6.4 Zusammenfassung und Diskussion der Versuchsreihe. 6.5 Literatur. 7 Dauerhaftigkeitsprobleme von offenen Becken (György Iványi, Wilhelm Buschmeyer und Udo Paas). 7.1 Einleitung. 7.2 Bestandsaufnahme. 7.3 Felduntersuchungen. 7.4 Laboruntersuchungen. 7.5 Berechnungen. 7.6 Entwurfs- und Ausführungskriterien. 7.7 Literatur. Teil IV: Korrosion und Ermüdung (Peter Schießl). 1 Ermüdungskorrosion von Spannstahl (Herbert Kupfer und Hans H. Müller). 1.1 Forschungsziel. 1.2 Korrosionsversuche an Spannstählen. 1.3 Methoden zur Erkennung von Anrissen. 2 Korrosionsermüdung von Stahl in Betonbauteilen (J. W. Weber, Peter Schießl und Jörg Moersch). 2.1 Allgemeines. 2.2 Wesentliche Einflüsse bei der Schwingungsrißkorrosion. 2.3 Ziel der Untersuchungen. 2.4 Prüfkörper und Betone. 2.5 Chloridbeaufschlagung. 2.6 Ergebnisse. 2.7 Zusammenfassung. 2.8 Literatur. 3 Untersuchungen zum Rißkorrosionsverhalten von Spannstählen unter Betriebsbedingungen (Jörg Moersch und Peter Schießl). 3.1 Einführung und Ziel. 3.2 Untersuchungsprogramm. 3.3 Ergebnisse. 3.4 Zusammenfassung der Ergebnisse. 3.5 Literatur. 4 Schwingfestigkeit von Stahlbeton bei Beanspruchung mit Meerwasser (Ulf Nürnberger und Willibald Beul). 4.1 Einführung. 4.2 Mechanismus. 4.3 Schwingfestigkeitsuntersuchungen. 4.4 Folgerungen. 4.5 Literatur. 5 Wasserstoffinduzierte Spannungsrißkorrosion von zugschwellbeanspruchten Spannstählen (Ulf Nürnberger und Willibald Beul). 5.1 Einführung. 5.2 Untersuchungen. 5.3 Folgerung. 5.4 Literatur. 6 Selbstheilung und Bewehrungskorrosion bei von schwach sauren Wässern durchströmten Trennrissen in bewehrtem Beton (Wieland Ramm und Michaela Biscoping). 6.1 Übersicht. 6.2 Einleitung. 6.3 Versuchsprogramm. 6.4 Versuchsergebnisse. 6.5 Zusammenfassung. 6.6 Literatur. 7 Untersuchungen zur Reibermüdung bei teilweise vorgespannten Bauteilen (Heiner Cordes, Josef Hegger und Jens U. Neuser). 7.1 Einleitung. 7.2 Stand der Forschung. 7.3 Versuchsaufbau und Versuchsdurchführung. 7.4 Versuchsergebnisse. 7.5 Zusammenfassung und Ausblick. 7.6 Literatur. Teil V: Junger Beton (Ferdinand S. Rostásy). 1 Ermittlung und Berechnung des Nullspannungstemperaturgradienten im jungen Beton (Rupert Springenschmid und Jean-Louis Bostvironnois). 1.1 Einleitung. 1.2 Der Nullspannungstemperaturgradient. 1.3 Ergebnisse und Schußfolgerungen. 1.4 Literatur. 2 Experimentelle Ermittlung der Verformungskennwerte von jungem Beton und der Zwangspannungen in situ (Markus Plannerer und Rupert Springenschmid). 2.1 Einleitung. 2.2 Versuche zur Ermittlung der Verformungskennwerte und der Zwangspannungen. 2.3 Laborergebnisse. 2.4 In-situ-Ergebnisse. 2.5 Zusammenfassung. 2.6 Literatur. 3 Werkstoffeigenschaften jungen Betons--Experimente und Modellierung (Ferdinand S. Rostásy und Alex-W. Gutsch). 3.1 Einleitung. 3.2 Versuche und Modellbildung. 3.3 Zusammenfassung. 3.4 Literatur.
The first popular lecture on the Einstein theory of relativity was given in Estonia already in 1914 by Jaan Sarv (1877-1954)[1],afterwards a professor of mathematics at the Tartu University. The first student courses on special relativity were delivered by Professor of Mathematics Juri Nuut (1892-1952): non-Euclidean geometry (1930), the mathematical theory of relativity (1932/1933),the Lorenz transformations (1937). His own research work concerned the Lobachevsky geometry [7] and its application to cosmology [6]. Harald Keres qraguated from the Tartu University in 1936. He gave the first student course on general relativity (based on books [11-14]in 1940.In 1942,he got the dr.phil.nat degree form the Tartu University for his theses "Raum und Zeit in der allgemeinen Relativitatstheorie". The degree of the doctor of mathematical and physical sciences was confirmed by VAK (the All-Union Higher Attestation Commission) in 1949.In this period, he got aquainted with the leading Soviet scientists working on General Relativity, prof.V.A.Fock,Prof.D.D.Ivanenko,Prof.A.Z.Petrov,and Prof.M.F.Shirokov. After World War two all-union university courses were introduced in Tartu State University. According to the curriculum of the course the special theory of relativity is a part of electrodynamics obligatory for all students of the department of Physics. From 1947 till 1985 this course was delivered by Prof.PaulKard(1914-1985).He also published a number of text-books on the subject [15-19]. The general theory of relativity was read by Prof.H.Keres in 1951-1960 and later by his pupils R.Lias and A.Koppel [20-23] as a special course for students specializing in theoretical Physics. The first PHD-s in general relativity were made by R.Lias [27](1954) and I.Piir [28] (1955). In 1961, Prof.H.Keres was elected a member of the Academy of Sciences of the Estonian S.S.R. He left the TArtu State University and began to work in the Institute of Physics as the head of the Department of THeoretical Physics.His main scientific works [35-40]were made in the sixties.In his works he introduced inertial systems that can be used in the Einstein theory as well as in the Newton theory of gravitation.these systems are determined by freely falling particles and clocks and cannot be realized as a rigid frame of references. In these frames, the non-relativistic Newtonian theory can be considered as a limit of the relativistic Einstein theory. Currently the main directions of the research on general relativity in Tartu are the following: 1) connections between the relativistic and non-relativistic theories of gravitation and the corresponding exact solutions (A.Koppel), 2) radiation fields fields in a curved space-time,especially the propagation and detection of gravitational waves (I.Piir,V.Unt, R.Tamello, R.Mankin). The modern trends in theoretical physics are represented by the investigations in supergravity,curved superspace and superstrings (P.Kuusk). A detailed history of the research work on cosmology in Estonia is the subject of a subsequent paper.
Selection response rates are predicted for nucleus progeny testing, adult multiple ovulation and embryo transfer (MOET) sib testing, and juvenile MOET pedigree testing in closed populations. Deterministic models are adapted to adjust predicted genetic gains for the effects of population size and structure, selection disequilibrium, sampling losses, and inbreeding depression. The improvement schemes were optimized for different numbers of sires used and first lactation females recorded per year. The number of nucleus daughters tested per sire, and of females per MOET full sibship, that maximize the predicted response to selection per year, were determined. Annual genetic gains and inbreeding rates were interpolated to the same planning horizon (20 years) to compare the optimized schemes for a wide range of situations. The predicted maximum genetic gain per year is higher for adult MOET than for juvenile MOET (due to the proportional extra time to collect the embryos needed) and for nucleus progeny testing. Average annual inbreeding rates are much higher for MOET schemes than for nucleus progeny testing. The advantages of adult and juvenile over nucleus progeny testing are little affected by planning horizon, but are higher with more females recorded per year, higher heritability, and higher reproductive and MOET success rates. Comparison of the schemes at the same level of inbreeding is fairer for fixed testing resources. At the same inbreeding level, the genetic advantage of adult MOET was generally maintained, but juvenile MOET then lost its advantage over progeny testing in these closed populations. ZUSAMMENFASSUNG: Optimierte Prüfpläne für Nukleusnachkommen, adulte MOET Geschwister oder juvenile MOET Pedigrees in geschlossenen Milchviehpopulationen Selektionserfolge werden für Nukleusnachkommenprüfung, adulte multiple Ovulation (MOET) und Embryotransfer, Geschwisterprüfung und juvenile MOET Pedigreeprüfung geschlossener Populationen geschätzt. Deterministische Modelle werden modifiziert zur Berücksichtigung geschätzter genetischer Fortschritte für die Wirkungen von Populationsgröße, Struktur, Selektionsungleichgewicht, Stichprobenungenauigkeit und Inzuchtdepression. Die Zuchtpläne werden für verschiedene Zahlen von Stieren und Erstlaktationskühe pro Jahr optimiert. Die Zahl der geprüften Nukleustöchter je Stier und Kühe je MOETVollgeschwistergruppe, die den geschätzten Erfolg maximieren, werden bestimmt. Um die optimierten Pläne über einen weiten Bereich zu vergleichen, werden jährlicher Zuchtfortschritt und Inzuchtzuwachs für den gleichen Planungshorizont von 20 Jahren interpoliert. Der geschätzte maximale Zuchtfortschritt pro Jahr ist für adultes MOET höher als bei juvenilem (wegen zusätzlicher Zeit zur Embryonengewinnung) und bei Nukleusnachkommenschaftsprüfung. Durchschnittliche jährliche Inzuchtraten sind viel höher für MOET Pläne als für das Nachkommenschaftsprüfsystem. Die Vorteile des adulten und juvenilen MOET über Nukleusnachkommenprüfung werden durch den Planungshorizont nur geringfügig tangiert, werden aber höher, wenn mehr weibliche Tiere je Jahr geprüft werden bei höherer Heritabilität, höherer Reproduktions- und Erfolgsrate. Der Vergleich der Pläne beim gleichen Inzuchtniveau ist für gegebene Testresourcen angemessener. 1993 Blackwell Verlag GmbH.
Aerosols play an important role in the chemistry and physics of the atmosphere. Hence, they have a direct as well as an indirect impact on the earth's climate. Depending on their formation, one distinguishes between primary and secondary aerosols[1]. Important groups within the secondary aerosols are the secondary organic aerosols (SOAs). In order to improve predictions about these impacts on the earth's climate the existing models need to be optimized, because they still underestimate SOA formation[2]. Glyoxal, the smallest α-dicarbonyl, not only acts as a tracer for SOA formation but also as a direct contributor to SOA. Because glyoxal has such a high vapour pressure, it was common knowledge that it does not take part in gas-particle partitioning and therefore has no impact on direct SOA formation. However, the Henry's law constant for glyoxal is surprisingly high. This has been explained by the hydration of the aldehyde groups, which means that a species with a lower vapour pressure is produced. Therefore the distribution of glyoxal between gas- and particle phase is atmospherically relevant and the direct contribution of glyoxal to SOA can no longer be neglected[3]. Besides this particulate glyoxal is able to undergo heterogeneous chemistry with gaseous ammonia to form imidazoles. This plays an important role for regions with aerosols exhibiting alkaline pH values for example from lifestock or soil dust because imidazoles as nitrogen containing compounds change the optical properties of aerosols[4]. A high salt concentration present in chamber seed aerosols leads to an enhanced glyoxal uptake into the particle. This effect is called "salting-in". The salting effect depends on the composition of the seed aerosol as well as the soluble compound. For very polar compounds, like glyoxal, a "salting-in" is observed[3]. Glyoxal particle formation during a smog chamber campaign at Paul-Scherrer-Institut (PSI) in Switzerland was examined using different seed aerosols such as ammonium sulfate, sodium chloride and sodium nitrate. The aim of this campaign was to investigate Henry's law constants for different seed aerosols. Additionally imidazole formation was studied. During the campaign filter samples were taken to investigate the amount of glyoxal and imidazole in the particle phase. After filter extraction and derivatisation of glyoxal, the compounds were measured using UHPLC-ESI-HR-MS. Additionally, gas-phase glyoxal has been analysed during the campaign. The results will be used to calculate the Henry's law constants. In this work, results of the glyoxal study as well as imidazole formation are presented. [1] J. Schnelle-Kreis, M. Sklorz, H. Herrmann, R. Zimmermann, Chem. Unserer Zeit, 2007, 41, 220-230 [2] M. M. Galloway, P. S. Chhabra, A. W. H. Chan, J. D. Surratt, R. C. Flagan, J. H. Seinfeld, F. N. Keutsch, Atmos. Chem. Phys, 9, 3331-3345, 2009 [3] C. J. Kampf, E. M. Waxman, J. G. Slowik, J. Dommen, L. Pfaffenberger, A. P. Praplan, A. S. H. Prévôt, U. Baltensperger, T. Hoffmann, R. Volkamer, Environ. Sci. Technol., 2013, 47, 4236-4244 [4] C. J. Kampf, R. Jakob, T. Hoffmann, Atmos. Chem. Phys., 12, 6323-6333, 2012
A few weeks ago, Astrobites reported on a Neptune-sized planet discovered orbiting a star in the Hyades cluster. A separate study submitted at the same time, however, reveals that there may be even more planets lurking in this system.Thanks, KeplerArtists impression of the Kepler spacecraft and the mapping of the fields of the current K2 mission. [NASA]As we learn about the formation and evolution of planets outside of our own solar system, its important that we search for planets throughout different types of star clusters; observing both old and young clusters, for instance, can tell us about planets in different stages of their evolutionary histories. Luckily for us, we have a tool that has been doing exactly this: the Kepler mission.In true holiday spirit, Kepler is the gift that just keeps on giving. Though two of its reaction wheels have failed, Kepler now as its reincarnation, K2 just keeps detecting more planet transits. Whats more, detailed analysis of past Kepler/K2 data with ever more powerful techniques as well as the addition of high-precision parallaxes for stars from Gaia in the near future ensures that the Kepler data set will continue to reveal new exoplanet transits for many years to come.Image of the Hyades cluster, a star cluster that is only 800 million years old. [NASA/ESA/STScI]Hunting in the Young HyadesTwo studies using K2 data were recently submitted on exoplanet discoveries around EPIC 247589423 in the Hyades cluster, a nearby star cluster that is only 800 million years old. Astrobites reported on the first study in October and discussed details about the newly discovered mini-Neptune presented in that study.The second study, led by Andrew Mann (University of Texas at Austin and NASA Hubble Fellow at Columbia University), was published this week. This study presented a slightly different outcome: the authors detect the presence of not just the one, but three exoplanets orbiting EPIC 247589423.New DiscoveriesMann and collaborators searched through the K2 light curves of young stars as part of the ZEIT (Zodiacal Exoplanets in Time) Survey. Using these data, they identified the presence of three planets in the EPIC 247589423 system:a roughly Earth-sized planet ( 1.0 Earth radii) with a period of 8.0 days,the mini-Neptune identified in the other study, with a size of 2.9 Earth radii and period of 17 days, anda super-Earth, with a size of 1.5 Earth radii and period of 26 days.Light curve of EPIC 247589423 from K2, with the lower panels showing the transits of the three discovered planets. [Mann et al. 2018]The smallest planet is among the youngest Earth-sized planets ever discovered, allowing us a rare glimpse into the history and evolution of planets similar to our own.But these planetary discoveries are additionally exciting because theyre orbiting a bright star thats relatively quiet for its age making the system an excellent target for dedicated radial-velocity observations to determine the planet masses.Since most young star clusters are much further away, they lie out of range of radial-velocity follow-up, rendering EPIC 247589423 a unique opportunity to explore the properties of young planets in detail. With more discoveries like these from Keplers data, we can hope to soon learn more about planets in all their stages of evolution.CitationAndrew W. Mann et al 2018 AJ 155 4. doi:10.3847/1538-3881/aa9791
Von den Anfängen der Quantenmechanik bis heute gibt es Versuche, sie als statistische Theorie über Ensembles individueller klassischer Systeme zu interpretieren. Die Bedingungen, unter denen Theorien verborgener Parameter zu deterministischen Beschreibungen dieser individuellen Systeme als klassisch angesehen werden können, wurden von Einstein, Podolsky und Rosen 1935 formuliert: 1. Physikalische Systeme sind im Prinzip separierbar. 2. Zu jeder physikalischen Größe, deren Wert man ohne Störung des betrachteten Systems mit Sicherheit voraussagen kann, existiert ein ihr entsprechendes Element der physikalischen Realität.Zusammen sind sie, wie Bell 1964 gezeigt hat, prinzipiell unverträglich mit der Quantenmechanik und unhaltbar angesichts neuerer Experimente. Diese erweisen einmal mehr die Quantenmechanik als richtige Theorie. Um ihre Ergebnisse zu verstehen, müssen wir entweder die in der klassischen Physik als selbstverständlich angesehene Annahme der Separierbarkeit physikalischer Systeme aufgeben oder unseren Begriff der physikalischen Realität revidieren. Eine Untersuchung des Begriffs der Separabilität und einige Überlegungen zum Problem der Messung von Observablen zeigen, daß eine Änderung des Begriffs der physikalischen Realität unumgänglich ist. Der revidierte Realitätsbegriff sollte mit klassischer Physik und Quantenmechanik verträglich sein, um ein einheitliches Weltbild zu ermöglichen.Translated AbstractDo Quantum Mechanics Force us to Drastically Change our View of the World? Thoughts and Experiments after Einstein, Podolsky and RosenSince the advent of quantum mechanics there have been attempts of its interpretation in terms of statistical theory concerning individual classical systems. The very conditions necessary to consider hidden variable theories describing these individual systems as classical had been pointed out by Einstein, Podolsky and Rosen in 1935: 1. Physical systems are in principle separable. 2. If it is possible to predict with certainty the value of a physical quantity without disturbing the system under consideration, then there exists an element of physical reality corresponding to this physical quantity.
Together they are, as was shown by Bell in 1964, incompatible in principle with quantum mechanics and no more tenable in view of recent experiments. These experiments once more corroborate quantum theory. In order to understand their results we are forced either to drop the assumption of separability of physical systems (taken for self-evident in classical physics) or to change our concept of physical reality. After investigating the notion of separability and connecting the EPR-correlations to the measurement problem we, conclude that a change of the concept of physical reality is indispensable. The revised concept should be compatible with both classical and quantum physics in order to allow a uniform view of the physical world.
Humus balances are simple mathematical tools used by farmers for assessing the overall performance of their management in terms of soil organic matter changes. They are based on humus reproduction factors which themselves mainly depend on crop rotation, residue management, and amount and type of organic fertilization. Dynamic models, on the other hand, are typically complex and need more detailed input data and are designed to calculate the time course of soil carbon content. In both cases, thorough validation is needed to utilize their potential for estimating carbon stock changes. We compared the results of three humus balance methods SALCA-SQ (Neyroud 1997), VDLUFA method (VDLUFA 2004), Humod (Brock et al. 2008) and the RothC model with measured soil carbon stocks in a long-term experiment in Switzerland for the period 1977-2005 (Fliessbach et al 2007). The field trial comprises various minerally and organically fertilized treatments, the latter differing in the amount and composition of organics applied. All methods were able to distinguish systematic management effects on soil organic carbon (SOC). However, only those SOC trajectories calculated with the dynamic model RothC matched measured stocks quantitatively. For both, humus balances and dynamic modelling the result strongly depended on parameterization of organic fertilizers, i.e. its stability and organic matter content. Therefore, incomplete information on the amount and composition of organic fertilizer and lack of knowledge about its potential for humus reproduction is regarded an uncertainty in both dynamic modelling and humus balance calculation, and seems to be a major drawback for the reliable application of these approaches at the regional scale. Our results stress the need for more detailed and harmonized data bases of organic fertilizer composition and application rates. References Brock C., Hoyer U., Leithold G., Hülsbergen K.-J., 2008. Entwicklung einer praxisanwendbaren Methode der Humusbilanzierung im ökologischen Landbau. Abschlussbericht zum Projekt 03OE084, http://forschung.oekolandbau.de unter der BÖL-Bericht-ID 16447,184 pp. Fliessbach A, Oberholzer H.-R., Gunst L., Mäder P., 2007. Soil organic matter and biological soil quality indicators after 21 years of organic and conventional farming. Agriculture, Ecosystems and Environment 118, 273-284. Leifeld J., Reiser R., Oberholzer H.-R., 2009. Consequences of conventional vs. organic farming on soil carbon: Results from a 27-year field experiment. Agronomy Journal 101, 1204-1218. Neyroud J.-A., 1997. La part du sol dans la production intégrée 1. Gestion de la matière organique et bilan humique. Revue suisse d'agriculture, 29, 45-51. VDLUFA, 2004. VDLUFA-Standpunkt: Humusbilanzierung - Methode zur Beurteilung und Bemessung der Humusversorgung von Ackerland. Verband Deutscher Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten, Selbstverlag.
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.
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.
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.
In many cases, composition and characteristics of hillslope sediments are of particular importance related to landslide research in low mountain areas. The interaction of geologic, geomorphologic, and hydrologic factors determines the susceptibility for mass movements, which is affected by human impact as well. The present study aims to investigate factors that control mass movements and natural and anthropogenic impacts. On March 8th 2009, a landslide of 30.000 to 50.000 m³ occurred that destroyed a large part of a sports ground in the village of Hintersdorf, municipality of St. Andrä-Wördern (Lower Austria). As a result of extensive water supply ground liquefaction was initiated and the slide mass moved in form of a mud flow about 200 m down slope. As a consequence a small forest area and a fishpond were destroyed and an adjacent road was damaged. Closely to the event, first studies started and showed that the Hintersdorf landslide was triggered by extensive water saturation combined with hydrostatic pressure inside the slide mass. Heavy and long-lasting rainfalls and the start of snowmelt caused strong seepage and soil water saturation. Furthermore, insufficient ground drainage and overflow of a small retention pond intensified the unfavourable impact on soil-mechanical stability. Further studies included archive data analyse, field survey, as well as laboratory analyse and showed that high landslide susceptibility at the Hintersdorf landslide site was caused by a bundle of factors that control the process: The sports ground was built nearby the head of a trough valley that collects interflow and surface run-off from the surrounding slopes. The Flysch bedrock is covered extensively by clayey slope deposits. Furthermore, in the area of the valley head a waste deposit was operated up to the 1980's that resulted in a thick waste filling there. The Hintersdorf sports ground was constructed in 1984 on top of the waste body. Preliminary results show that hillslope sediments and soils in the landslide area are almost impermeable due to their high amount of clay. On the one hand, they are able to seal the floor and to prevent the penetration of polluted water. On the other hand they provide a slide plane for mass movements. In contrast, the comparably low consolidated waste body forms a water reservoir. Due to technical operation, for example the deposition and mechanical compaction of soil material in context with the construction of the Hintersdorf sports ground, the waste body was partly sealed. To outline the result it can be stated that the unfavourable meteorological conditions during the first days of March 2009 caused an increased water pressure in the waste body, which triggered the landslide with damages to forest and infrastructure in Hintersdorf. References Damm, B., Terhorst, B., 2009. A model of slope formation related to landslide activity in the Eastern Prealps, Austria. Geomorphology, doi:10.1016/j.geomorph.2009.11.001. Damm, B., Terhorst, B., Köttritsch, E., Ottner, F., Mayrhofer, M., 2008. Zum Einfluss bodenphysikalischer und bodenmechanischer Parameter in quartären Deckschichten auf Massenbewegungen im Wienerwald. Abh. Geol. B.-A. 62: 33-37. Terhorst, B., Damm, B., Peticzka, R., Köttritsch, E., 2009. Reconstruction of Quaternary landscape formation as a tool to understand present geomorphological processes in the Eastern Prealps (Austria). Quaternary International, 209: 66-78.
In Germany more than 99 % of fens have lost their carbon and nutrient sink function due to heavy drainage and agricultural land use especially during the last decades and thus resulted in compression and heavy peat loss (CHARMAN 2002; JOOSTEN & CLARKE 2002; SUCCOW & JOOSTEN 2001; AUGUSTIN et al. 1996; KUNTZE 1993). Therefore fen peatlands play an important part (4-5 %) in the national anthropogenic trace gas budget. But only a small part of drained and agricultural used fens in NE Germany can be restored. Knowledge of the influence of land use to trace gas exchange is important for mitigation of the climate impact of the anthropogenic peatland use. We study carbon exchanges between soil and atmosphere on several fen peatland use areas at different sites in NE-Germany. Our research covers peatlands of supposed strongly climate forcing land use (cornfield and intensive pasture) and of probably less forcing, alternative types (meadow and extensive pasture) as well as rewetted (formerly drained) areas and near-natural sites like a low-degraded fen and a wetted alder woodland. We measured trace gas fluxes with manual and automatic chambers in periodic routines since spring 2007. The used chamber technique bases on DROESLER (2005). In total we now do research at 22 sites situated in 5 different locations covering agricultural, varying states of rewetted and near-natural treatments. We present results of at least 2 years of measurements on our site of varying types of agricultural land use. There we found significant differences in the annual carbon balances depending on the genesis of the observed sites and the seasonal dynamics. Annual balances were constructed by applying single respiration and photosynthesis CO2 models for each measurement campaign. These models were based on LLOYD-TAYLOR (1994) and Michaelis-Menten-Kinetics respectively. Crosswise comparison of different site treatments combined with the seasonal environmental observations give good hints for the identification of main flux driving parameters. Based on this procedure we developed a specific methane efflux model, mainly driven by the observed groundwater fluctuation and soil temperature. Depending on the observed timescale initial starting points of the model showed up to be remarkably different. We also will present suggestions for an advanced CO2 modelling as the present approaches are both based on single parameters. Generally our experiences from our field studies show that mono-parameterized models often fail in reproducing measured flux values. References: Augustin, J., Merbach, W., Käding, H., Schnidt, W. & Schalitz, G. 1996. Lachgas- und Methanemissionen aus degradierten Niedermoorstandorten Nordostdeutschlands unter dem Einfluß unterschiedlicher Bewirtschaftung. Alfed-Wegener-Stiftung (ed.): Von den Ressourcen zum Recycling: Geoanalytik-Geomanagement-Geoinformatik. Ernst & Sohn Verlag. Berlin Charman, D. 2002: Peatland and environmental change. John Wiley & Sons, LTD, Chichester Droesler, M. 2005. Trace Gas Exchange and climatic relevance of bog ecosystems, Southern Germany, phD-thesis, TU München, München Joosten, H. & Clarke, D. 2002: Wise use of mires and peatlands-background and principles including a framework for decision-making. International Mire Conservation Group and International Peat Society (eds.), Finland Kuntze 1993: Moore als Senken und Quellen für C und N, Mitt. Deutsche Bodenkundliche Gesellschaft 69, 277-280 Lloyd, J., Taylor, J. A. 1994. On the Temperature Dependence of Soil Respiration, Functional Ecology, Vol. 8, No. 3, pp. 315-323 Succow, M. & Joosten, H. 2001: Landschaftsökologische Moorkunde, 2nd edition, Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart
Thermochemical models devoted to the comprehension of reactive and mixing properties of silicate melts and slags may be roughly grouped into four main classes: 1) fictive chemical; 2) quasi chemical; 3) fictive structural; 4) polymeric. In the first class we may group the fictive regular mixture approach of Ghiorso and Carmichael [1,2]and its extensions [3-5]and the subregular model of Berman and Brown [6]. To the second class belong the modified quasi chemical approach of Pelton and coworkers [7,8] , and the Kapoor - Froberg cellular model and its extensions [9-11]. The third class has much to share with the second one (and indeed the cellular model could be ascribed to this class as well). To this class belong the "central surround model" of Sastri and Lahiri [12] , the associated solution models of Bjorkman [13], Hastie and coworkers [14]and Goel and coworkers [15], the two sublattice model of Hillert and coworkers [16]and the polynomial expansions of Hoch and Arpshofen [17] . The fourth class encompasses the models of Masson[18-20] , Toop-Samis [21,22]and its extensions [23-25] . The phylosophy beyond each one of the four classes is basically different. Benefits and drawbacks are present in any of them, and applications are often limited to simple systems (or to sufficiently complex systems, in the case of arbitrary deconvolutions of type 1) and to limited P-T ranges. The crucial aspects of the various models will be outlined to some extent. It will be shown that, often, model conflictuality is only appartent and that, in some cases, model failure is unperceived by acritical utilizers. New perspectives in the future research devoted to the comprehension of melt reactivity in compositionally complex systems, with special enphasis on the solubility of gaseous components and unmixing, will be finally discussed. References: [1] Ghiorso M.S. and Carmichael I.S.E. (1980) Contrib. Mineral. Petrol., 71, 323-342. [2] Ghiorso M.S., Carmichael I.S.E., Rivers M.L. and Sack R.O. (1983) Contrib. Mineral. Petrol., 84, 107-145. [3] Papale P. (1997) Contrib. Mineral. Petrol., 126, 237-251. [4] Papale P. (1999) Amer. Mineral., 84, 477-492. [5] Nuccio P.M. and Paonita A. (2999) Earth Planet. Sci. Letters., 183, 499-512. [6] Berman R.G. and Brown T.H. (1984) Geochim. Cosmochim. Acta, 48, 661-678. [7] Lin P.L. and Pelton A.D. (1979) Metall. Trans. B., 10B, 667-675. [8] Pelton A.D. and Blander M. (1986) Metall. Trans. B., 17B, 805-15. [9] Kapoor M.L., Mehrotre G.M. and Frohberg M.G. (1975) Proc. Aust. Inst. Mining Metall., 254, 11. [10] Kapoor M.L., Frohberg G.M. (1971) Proc. Symp. "Chemical Metallurgy of Iron and Steel" Sheffield. [11] Taylor J.R. and Dinsdale A.T. (1990] CALPHAD, 14, 71-88. [12] Sastri P. and Lahiri A.K. (1986) Metall. Trans. B., 17B, 105-110. [13] Bjorkman B. (1985) CALPHAD, 9, 271-282. [14] Hastie J.W., Horton W.S., Plante E.R. and Bonnell D.W. (1982) High Temp. High Press., 14, 669-679. [15] Goel R.P., Kellogg H.H. and Larrain J.M. (1980) Metall. Trans. B., 11B, 107-117. [16] Hillert M., Sundman B. and Wang X. (1990) Metall. Trans. B., 21B, 303-12. [17] Hoch M. and Arpshofen I. (1984) Zeits. fur Metallkde., 75, 23-29. [18] Masson C.R. (1965) Proc. Roy. Soc. London, A287, 201-221. [19] Masson C.R. (1968) J. Amer. Ceram. Soc., 51, 134-143. [20] Masson C.R. (1972) Jour. Iron Steel Inst., 210, 89-96. [21] Toop G.W. and Samis C.S. (1962) Can. Met. Quart., 1, 129-52. [22] Toop G.W. and Samis C.S. (1962) Trans. AIME, 224, 878-87. [23] Ottonello G., Moretti R., Marini L. and Vetuschi Zuccolini M. (2000) Chem. Geol., 174, 157-179. [24] Ottonello G. (2001) J. Non-Cryst. Solids, 282, 72-85. [25] Moretti R. and Ottonello G. (2002) , Metall. Trans. (submitted).
In Germany more than 99 % of fens have lost their carbon and nutrient sink function due to heavy drainage and agricultural land use especially during the last decades and thus resulted in compression and heavy peat loss (CHARMAN 2002; JOOSTEN & CLARKE 2002; SUCCOW & JOOSTEN 2001; AUGUSTIN et al. 1996; KUNTZE 1993). Therefore fen peatlands play an important part (4-5 %) in the national anthropogenic trace gas budget. But only a small part of drained and agricultural used fens in NE Germany can be restored. Knowledge of the influence of land use to trace gas exchange is important for mitigation of the climate impact of the anthropogenic peatland use. We study carbon exchanges of several fen peatland use areas between soil and atmosphere at different sites in NE-Germany. Our research covers peatlands of supposed strongly climate forcing land use (cornfield and intensive pasture) and of probably less forcing, alternative types (meadow and extensive pasture) as well as rewetted (formerly drained) areas and near-natural sites like a low-degraded fen and a wetted alder woodland. We measured trace gas fluxes with manual and automatic chambers in periodic routines since spring 2007. The used chamber technique bases on DROESLER (2005). In total we now do research at 22 sites situated in 5 different locations covering agricultural, varying states of rewetted and near-natural treatments. We present results of at least 2 years of measurements and show significant differences in their annual trace gas balances depending on the genesis of the observed sites and the seasonal dynamics. Crosswise comparison of different site treatments combined with the seasonal environmental observations give good hints for the identification of main flux driving parameters. That is that a reduced intensity in land use as a supposed mitigating treatment did not show the expected effect, though a normal meadow treatment surprisingly resulted in the lowest balances in both years. For implementing a further trace gas flux model observations will proceed at least until the end of year 2011. Regarding restoration sites we present newly installed locations of observing especially methane fluxes. To assure our results (presented at last years EGU conference, GIEBELS et al. 2009) from our in 2005 rewetted site we started observations at sites with advanced states of rewetting and alternative management respectively. I.e. one alternative aim to mitigate the heavy methane efflux after rewetting is observed at a site with removed canopy. Other experiments are conducted by freshly reforested alders and reed grass. References: Augustin, J., Merbach, W., Käding, H., Schnidt, W. & Schalitz, G. 1996. Lachgas- und Methanemissionen aus degradierten Niedermoorstandorten Nordostdeutschlands unter dem Einfluß unterschiedlicher Bewirtschaftung. Alfed-Wegener-Stiftung (ed.): Von den Ressourcen zum Recycling: Geoanalytik-Geomanagement-Geoinformatik. Ernst & Sohn Verlag. Berlin Charman, D. 2002: Peatland and environmental change. John Wiley & Sons, LTD, Chichester Droesler, M. 2005. Trace Gas Exchange and climatic relevance of bog ecosystems, Southern Germany, phD-thesis, TU München, München Giebels, M., Augustin, J., Minke, M., Halle, E., Beyer, M., Ehrig, B., Leitholdt, E., Chojnicki, B., Juszczak, R., Serba, T. 2009. Anthropogenic impact on the carbon cycle of fen peatlands in NE-Germany, EGU General Assembly 2009 Joosten, H. & Clarke, D. 2002: Wise use of mires and peatlands-background and principles including a framework for decision-making. International Mire Conservation Group and International Peat Society (eds.), Finland Kuntze 1993: Moore als Senken und Quellen für C und N, Mitt. Deutsche Bodenkundliche Gesellschaft 69, 277-280 Succow, M. & Joosten, H. 2001: Landschaftsökologische Moorkunde, 2nd edition, Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart
In Germany more than 99 % of fens have lost their carbon and nutrient sink function due to heavy drainage and agricultural land use especially during the last decades and thus resulted in compression and heavy peat loss (CHARMAN 2002; JOOSTEN & CLARKE 2002; SUCCOW & JOOSTEN 2001; AUGUSTIN et al. 1996; KUNTZE 1993). Therefore fen peatlands play an important part (4-5 %) in the national anthropogenic trace gas budget. But only a small part of drained and agricultural used fens in NE Germany can be restored. Knowledge of the influence of land use to trace gas exchange is important for mitigation of the climate impact of the anthropogenic peatland use. We study carbon exchanges of several fen peatland use areas between soil and atmosphere at different sites in NE-Germany. Our research covers peatlands of supposed strongly climate forcing land use (cornfield and intensive pasture) and of probably less forcing, alternative types (meadow and extensive pasture) as well as rewetted (formerly drained) areas and near-natural sites like a low-degraded fen and a wetted alder woodland. We measured trace gas fluxes with manual and automatic chambers in periodic routines since spring 2007. The used chamber technique bases on DROESLER (2005). In total we now do research at 22 sites situated in 5 different locations covering agricultural, varying states of rewetted and near-natural treatments. We present results of at least 2 years of measurements and show significant differences in their annual carbon balances depending on the genesis of the observed sites and the seasonal dynamics. Crosswise comparison of different site treatments combined with the seasonal environmental observations give good hints for the identification of main flux driving parameters. That is that a reduced intensity in land use as a supposed mitigating treatment did not show the expected effect, though a normal meadow treatment surprisingly resulted in the lowest CO2 balances in both years. For implementing a further trace gas flux model observations will proceed at least until the end of year 2011. Regarding restoration sites we present newly installed locations of observing especially methane fluxes. To assure our results (presented at last years EGU conference, GIEBELS et al. 2009) from our in 2005 rewetted site we started observing carbon exchange at sites with advanced states of rewetting and alternative management respectively. I.e. one alternative aim to mitigate the heavy methane efflux after rewetting is observed at a site with removed canopy. Other experiments are conducted by freshly reforested alders and reed grass. References: Augustin, J., Merbach, W., Käding, H., Schnidt, W. & Schalitz, G. 1996. Lachgas- und Methanemissionen aus degradierten Niedermoorstandorten Nordostdeutschlands unter dem Einfluß unterschiedlicher Bewirtschaftung. Alfed-Wegener-Stiftung (ed.): Von den Ressourcen zum Recycling: Geoanalytik-Geomanagement-Geoinformatik. Ernst & Sohn Verlag. Berlin Charman, D. 2002: Peatland and environmental change. John Wiley & Sons, LTD, Chichester Droesler, M. 2005. Trace Gas Exchange and climatic relevance of bog ecosystems, Southern Germany, phD-thesis, TU München, München Giebels, M., Augustin, J., Minke, M., Halle, E., Beyer, M., Ehrig, B., Leitholdt, E., Chojnicki, B., Juszczak, R., Serba, T. 2009. Anthropogenic impact on the carbon cycle of fen peatlands in NE-Germany, EGU General Assembly 2009 Joosten, H. & Clarke, D. 2002: Wise use of mires and peatlands-background and principles including a framework for decision-making. International Mire Conservation Group and International Peat Society (eds.), Finland Kuntze 1993: Moore als Senken und Quellen für C und N, Mitt. Deutsche Bodenkundliche Gesellschaft 69, 277-280 Succow, M. & Joosten, H. 2001: Landschaftsökologische Moorkunde, 2nd edition, Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart
Hämoglobin-A1c (HbA1c) ist ein Hämoglobin (Hb)-Subtypus, der durch nicht-enzymatische Glykierung des N-terminalen Valinrestes der Hämoglobin-beta-Kette entsteht. Das gemessene Verhältnis von HbA1c zum Gesamt-Hämoglobin (5-20 % bei Diabetikern) repräsentiert den Mittelwert der Blutglucosekonzentration über einen zweimonatigen Zeitraum und stellt zur Beurteilung der diabetischen Stoffwechsellage eine Ergänzung zur Akutkontrolle der Glukosekonzentration dar. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, einen amperometrischen Biosensor für die Bestimmung des medizinisch relevanten Parameters HbA1c zu entwickeln. Durch Selektion geeigneter Bioerkennungselemente und deren Immobilisierung unter Erhalt der Bindungsfunktion für die Zielmoleküle Hämoglobin bzw. HbA1c wurden spezifische, hochaffine und regenerationsstabile Sensoroberflächen geschaffen. Für die Entwicklung des HbA1c-Biosensors wurden zwei Konzepte - Enzymsensor und Immunosensor - miteinander verglichen. Die enzymatische Umsetzung von HbA1c erfolgte mit der Fructosylamin Oxidase (FAO) aus Pichia pastoris N 1-1 unter Freisetzung von H2O2, welches sowohl optisch über eine Indikatorreaktion als auch elektrochemisch nach Einschluss der FAO in PVA-SbQ und Fixierung des Immobilisats vor einer H2O2-Elektrode nachgewiesen wurde. Die Kalibration des Enzymsensors mit der HbA1c-Modellsubstanz Fructosyl-Valin ergab Nachweisgrenzen, die ausserhalb des physiologisch relevanten HbA1c-Konzentrationsbereich lagen. Aus der Umsetzung von glykierten Peptiden mit einer nicht HbA1c analogen Aminosäurensequenz, z.B. Fructosyl-Valin-Glycin wurde zudem eine geringe HbA1c-Spezifität abgeleitet. Für den Immunosensor wurden zwei heterogene Immunoassay-Formate unter Verwendung von hochaffinen und spezifischen Antikörpern in Kombination mit Glucose Oxidase (GOD) als Markerenzym zum Nachweis von HbA1c untersucht. Beim indirekt-kompetitiven Immunoassay wurde anstelle des kompletten HbA1c-Moleküls das glykierte Pentapeptid Fructosyl-Valin-Histidin-Leucin-Threonin-Prolin (glkPP) als Kompetitor und Affinitätsligand immobilisiert und so eine regenerierfähige Oberfläche geschaffen. Beim Sandwich-Immunoassay wurde im ersten Schritt Gesamt-Hämoglobin an die mit Haptoglobin (Hp) modifizierte Festphase angereichert und im zweiten Schritt der gebundene HbA1c-Anteil nachgewiesen. Für die Konstruktion des HbA1c-Immunosensors wurden Affinitätsmatrizen durch Modifizierung von Cellulose-Dialysemembranen mit glkPP bzw. Hp hergestellt. Grundlegend studiert wurde die Aktivierung der Cellulose-Membranen mit 1,1'-Carbonyldiimidazol (CDI) und 1-Cyano-4-dimethylaminopyridintetrafluoroborat (CDAP) als Aktivierungsagenzien. Eine gerichtete Immobilisierung der Liganden wurde realisiert, indem glkPP über dessen C-Terminus (einzige Carboxylatgruppe) und Hp über dessen periodat-oxidiertem Kohlenhydratrest an die amino- oder hydrazidfunktionalisierte Membranen kovalent gekoppelt wurden. Mit dem Einsatz der glkPP- und Hp-modifizierten Membranen in der elektrochemischen Messzelle war erstmalig der biosensorische Nachweis von HbA1c möglich. Als Transduktor diente eine Pt-Elektrode, an der das von der GOD generierte H2O2 umgesetzt und ein mit der HbA1c-Konzentration korrelierendes Stromsignal erzeugt wurde. Die Immunosensoren zeigten Ansprechzeiten von 3 s. Mit dem Immunosensor auf Basis des indirekt-kompetitiven Testprinzips wurde eine Kalibrationskurve für HbA1c im Bereich von 0,25-30 µg/ml (3,9-465 nM, CV 3-9 %) mit Assayzeiten von 60 min und mit dem Immunosensor im Sandwich-Format eine Kalibrationskurve im Bereich von 0,5-5 µg/ml (7,8-78 nM; 5-50 % HbA1c vom Gesamt-Hb, CV 6-10 %, 3 h) aufgenommen. Hemoglobin-A1c (HbA1c) is a hemoglobin subtype formed by non-enzymatic reaction of glucose with the N-terminus of the beta-polypeptide chains. As it reflects the glycemic status of diabetics over the preceding 8-12 weeks, the determination of HbA1c has become an established procedure in the management of diabetes mellitus. It is measured as the percentage of total hemoglobin. Up to 5 % HbA1c are considered as normal whereas in diabetic subjects it could be elevated from 5-20 %. In addition to amperometric biosensors for glucose self monitoring which have been successfully applied in diabetes management, biosensors for HbA1c would be an useful supplement for a comprehensive diabetes control. Objective of this work was to develop and compare amperometric biosensors for determination of HbA1c based on enzymatic and immunochemical methods. For the enzyme based HbA1c assay a novel fructosamine oxidase (FAO) derived from marine yeast Pichia pastoris, strain N1-1 was utilized. It recognizes and oxidatively degrades fructosyl-valine (FV) which corresponds to the glycated N-terminus of the beta-chain of HbA1c and therefore is regarded as a model compound for HbA1c. Hydrogen peroxide which is liberated by the FAO during FV conversion was indicated optically in a horseradish peroxidase (POD) coupled reaction and electrochemically. For the biosensor the FAO was embedded in polyvinyl alcohol-stylbazole (PVA-SbQ) and fixed it in front of a Pt-electrode. So far, the measuring range of FV did not cover the clinically relevant range of HbA1c. Low specificity was assumed since enzyme activity also was obtained with glycated peptides, e.g. fructosyl-valine-glycine, not corresponding to the glycated N-terminus of the hemoglobin-beta-chain. For the immunosensor two immunoassays formats - heterogeneous sandwich and heterogeneous competitive - were tested. The assays were designed as follows: The competitive immunoassay was based on the immobilized synthetic glycated pentapeptide fructosyl-valine-histidine-leucine-threonine-proline (glkPP) utilized as HbA1c analogue. The peptide has an amino acid sequence corresponding to the N-terminus of the hemoglobin beta-chains and is capable for competition together with the HbA1c of the sample for the amount of a glucose oxidase (GOD)-labelled anti-HbA1c antibody. In the sandwich-type assay haptoglobin (Hp), a natural hemoglobin binding molecule with antibody characteristic properties, was used as bioreceptor for enrichment of total hemoglobin onto the surface. In a subsequent step the HbA1c fraction was quantified by a GOD-labelled HbA1c specific antibody. Cellulose dialysis membrane was used as the solid support for immobilization of Hp and glkPP near the sensor surface. For activation of the membrane two reagents, 1,1‧-carbonyldiimidazole (CDI) and 1-cyano-4-dimethylamino pyridinium tetrafluoroborate (CDAP), were compared with respect to the degree of activation and coupling efficiency. Site-directed immobilization of Hp and glkPP was achieved by coupling Hp via its carbohydrate residue and glkPP via its C-terminus to the activated membrane using a bis-amine or bis-hydrazide spacer. The affinity membranes were placed in front of a modified Clark-type hydrogen peroxide electrode in an electrochemical measuring cell and HbA1c analysis was carried out within the stirred cell. Detection of the bound GOD-label was achieved by measurement of the electrocatalytic oxidation of hydrogen peroxide at +600 mV vs. Ag/AgCl. The indication was done in only 3 s. For the competitive principle a typical inhibition curve with a linear range between 0,25-30 µg/ml (3,9-465 nM, CV 3-9 %, 60 min per sample) HbA1c was obtained. Due to the high functional stability of the peptide multiple regeneration of the affinity surface was possible without loss of binding capacity. With the sandwich assay configuration the clinically relevant range could easily be covered (calibration curve: 5-50 % HbA1c corresponding to 7,8-78 nM, CV 6-10 %, 3 h per sample).
Dauphin, Y.; Cuif, J. P.; Salomé, M.; Williams, C. T.
2009-04-01
The main components of Mollusc shells are carbonate minerals: calcite and aragonite. ACC is present in larval stages. Calcite and aragonite can be secreted simultaneously by the mantle. Despite the small number of varieties, the arrangement of the mineral components is diverse, and dependant upon the taxonomy. They are also associated with organic components much more diverse, the diversity of which reflects the large taxonomic diversity. From TGA analyses, the organic content (water included) is high (>5% in some layers). The biomineralisation process is not a passive precipitation process, but is strongly controlled by the organism. The biological-genetic control is shown by the constancy of the arrangement of the layers, the mineralogy and the microstructure in a given species. Microstructural units (i.e. tablets, prisms etc.) have shapes that do not occur in non-biogenic counterparts. Nacreous tablets, for example, are flattened on their crystallographic c axis, which is normally the axis of maximum growth rate for non-biogenic aragonite. Morever, their inner structure is species-specific: the arrangements of nacreous tablets in Gastropoda - Cephalopoda, and in Bivalvia differ, and the inner arrangement of the nacreous tablets is different in ectocochlear and endocochlear Cephalopoda. The organic-mineral ratios also differ in the various layers of a shell. Differences in chemical composition also demonstrates the biological-genetic control: for example, aragonite has a low Sr content unknown in non-biogenic samples; two aragonitic layers in a shell have different Sr and Mg contents, S is higher in calcitic layers. Decalcification releases soluble (SOM) and insoluble (IOM) organic components. Insoluble components form the main part of the intercrystalline membranes, and contain proteins, polysaccharides and lipids. Soluble phases are present within the crystals and the intercrystalline membranes. These phases are composed of more or less glycosylated proteins and polysaccharides, with a large range of molecular weights. Proteins are rich in acidic aminoacids (aspartic and glutamic acids). Sugars are usually sulphated, and very acidic. Several hundreds of proteins and sugars are present in the SOM. The compositions of IOM and SOM are characteristic for each layer present in a shell. Topographical relationships of mineral and organic components are visible at different scales of observation. SEM images of etched surfaces display the growth line rhythmicity and concordance between adjacent microstructural units. EPMA maps show similar chemical growth lines in various structures. Whatever the taxa, the average thickness of growth lines is about 2-3 µm, indicating an inner biological rhythm, not dependant on the environmental conditions. Such growth lines are observed in deep sea molluscs at depth where diurnal changes in light and temperature are absent. However, the role of the environment is shown by larger periodicities. Sulphur deserves a special interest, because it is associated with the organic matrices. Electrophoretic data have shown that acidic sulphated sugars are abundant in some layers. XANES analyses confirm these results. New microscopic techniques allow us to obtain images at a submicrometer scale. AFM images show that all the microstructural units (i.e. tablets, prisms etc.), calcite or aragonite, are composed of small sub-spherical granules with a diameter typically of about 50 nm. These granules are surrounded by a thin cortex (about 8 nm) of organic and/or amorphous material, and are organo-composite material as shown by phase images. They do not have crystalline shapes, despite the fact that the units they build are often monocrystalline. Molecular biology and genetic studies confirm that the control of the biomineralisation process is exerted at the scale of the whole organism: the expression of genes encoding major shell matrix proteins clearly indicates a regular separation of calcite and aragonite secretory activity. The main control on the structural and compositional features of mollusc shells is genetic. However, environmental influences do exist. Due to the complex structures and composition of these shells, localized analyses must be preferred. The role of the composition and distribution of the organic matrix in fossilisation processes, and any potentially induced alterations is not yet known. Mutvei 1970, Biomineralisation 2, 48. Mutvei 1977, Calc. Tiss. Res. 24, 1. Cuif et al.1980, C. R. Acad. Sc. Paris 290, ser. D: 759. Dauphin & Cuif 1999, Ann. Sci. Nat. 2:73. Dauphin & Denis 2000, Comp. Biochem. Physiol. A126: 367. Dauphin 2001, N. Jb. Geol. Palaont. Mh. 2 : 103. Dauphin 2001, Palaont. Zeit. 75, 1: 113. Levi-Kalisman et al. 2001, J. Struct. Biol. 135:8. Dauphin 2002, Comp. Biochem. Physiol. A132, 3: 577. Dauphin et al. 2003, J. Struct. Biol., 142: 272. Gotliv et al. 2003, Chem. Biochem. 4: 522. Gotliv et al. 2004, ChemBioChem. 6:304. Dauphin et al. 2005, Amer. Mineral. 90: 1748. Nudelman et al. 2006, J. Struct. Biol. 153:176. Takeushi & Endo 2006, mar. Biotech. 8: 52. Dauphin 2008, Anal. Bioanal. Chem. 309: 1659. Cuif et al. 2008, Mineral. Mag. 72, 1: 233. This work has been made possible thanks to the support from ANR-06-BLANC-0233-01 project (BIOCRISTAL).
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.
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.
One of the rules-of-thumb of colloid and surface physics is that most surfaces are charged when in contact with a solvent, usually water. This is the case, for instance, in charge-stabilized colloidal suspensions, where the surface of the colloidal particles are charged (usually with a charge of hundreds to thousands of e, the elementary charge), monolayers of ionic surfactants sitting at an air-water interface (where the water-loving head groups become charged by releasing counterions), or bilayers containing charged phospholipids (as cell membranes). In this work, we look at some model-systems that, although being a simplified version of reality, are expected to capture some of the physical properties of real charged systems (colloids and electrolytes). We initially study the simple double layer, composed by a charged wall in the presence of its counterions. The charges at the wall are smeared out and the dielectric constant is the same everywhere. The Poisson-Boltzmann (PB) approach gives asymptotically exact counterion density profiles around charged objects in the weak-coupling limit of systems with low-valent counterions, surfaces with low charge density and high temperature (or small Bjerrum length). Using Monte Carlo simulations, we obtain the profiles around the charged wall and compare it with both Poisson-Boltzmann (in the low coupling limit) and the novel strong coupling (SC) theory in the opposite limit of high couplings. In the latter limit, the simulations show that the SC leads in fact to asymptotically correct density profiles. We also compare the Monte Carlo data with previously calculated corrections to the Poisson-Boltzmann theory. We also discuss in detail the methods used to perform the computer simulations. After studying the simple double layer in detail, we introduce a dielectric jump at the charged wall and investigate its effect on the counterion density distribution. As we will show, the Poisson-Boltzmann description of the double layer remains a good approximation at low coupling values, while the strong coupling theory is shown to lead to the correct density profiles close to the wall (and at all couplings). For very large couplings, only systems where the difference between the dielectric constants of the wall and of the solvent is small are shown to be well described by SC. Another experimentally relevant modification to the simple double layer is to make the charges at the plane discrete. The counterions are still assumed to be point-like, but we constraint the distance of approach between ions in the plane and counterions to a minimum distance D. The ratio between D and the distance between neighboring ions in the plane is, as we will see, one of the important quantities in determining the influence of the discrete nature of the charges at the wall over the density profiles. Another parameter that plays an important role, as in the previous case, is the coupling as we will demonstrate, systems with higher coupling are more subject to discretization effects than systems with low coupling parameter. After studying the isolated double layer, we look at the interaction between two double layers. The system is composed by two equally charged walls at distance d, with the counterions confined between them. The charge at the walls is smeared out and the dielectric constant is the same everywhere. Using Monte-Carlo simulations we obtain the inter-plate pressure in the global parameter space, and the pressure is shown to be negative (attraction) at certain conditions. The simulations also show that the equilibrium plate separation (where the pressure changes from attractive to repulsive) exhibits a novel unbinding transition. We compare the Monte Carlo results with the strong-coupling theory, which is shown to describe well the bound states of systems with moderate and high couplings. The regime where the two walls are very close to each other is also shown to be well described by the SC theory. Finally, Using a field-theoretic approach, we derive the exact low-density ("virial") expansion of a binary mixture of positively and negatively charged hard spheres (two-component hard-core plasma, TCPHC). The free energy obtained is valid for systems where the diameters d_+ and d_- and the charge valences q_+ and q_- of positive and negative ions are unconstrained, i.e., the same expression can be used to treat dilute salt solutions (where typically d_+ ~ d_- and q_+ ~ q_-) as well as colloidal suspensions (where the difference in size and valence between macroions and counterions can be very large). We also discuss some applications of our results. Eine der Faustregeln der Kolloid- und Oberflächenphysik ist, dass die meisten Oberflächen geladen sind, wenn sie mit einem Lösungsmittel, normalerweise Wasser, in Kontakt treten. Dies ist zum Beispiel bei ladungsstabilisierten Kolloidalen Suspensionen der Fall, bei denen die Oberfläche der Kolloidteilchen geladen ist (gewöhnlich mit einer Ladung von mehreren Hunderttausend Elementarladungen), oder bei Monoschichten ionischer Tenside, die auf einer Luft-Wasser Grenzfläche sitzen (wobei die wasserliebenden Kopfgruppen durch die Freisetzung von Gegenionen geladen werden), sowie bei Doppelschichten, die geladene phospholipide enthalten (wie Zellmembranen). In dieser Arbeit betrachten wir einige Modellsysteme, die zwar eine vereinfachte Fassung der Realität darstellen, von denen wir aber dennoch erwarten koennen, dass wir mit ihrer Hilfe einige physikalische Eigenschaften realer geladener Systeme (Kolloide und Elektrolyte) einfangen können.
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.
Four lines of Tribolium castaneum were selected in each of three replicates for increased ratio of (pupal-larval) to (adult-larval) weight gains, using selection for increased (pupal-larval) weight gain (PL), selection for decreased (adult-larval) weight gain (AL), direct selection for the ratio (R) and linear selection index of larval, pupal and adult weights (I), respectively, for four generations. Linear index was calculated with economic weights of m(2) -m(3) , m(3) -m(1) and m(1) -m(2) , respectively, with m(1) , m(2) and m(3) being the means for larval, pupal and adult weights. Selection to increase the ratio is considered to be a method to maximize the mean response in (adult-larval) weight while controlling the response in (pupal-adult) weight, and as a form of antagonistic selection to increase the weight gain during a given age period relative to the gain at another age period. Larval, pupal and adult weights were measured at 14, 21 and 28 days after adult emergence, respectively. The selected proportion was 20 % in all lines. The response observed for the ratio differed significantly among lines (p < 0.01), with the I and AL lines having the greatest responses. Line R was less effective in improving the objective of selection, while line PL appeared to be inappropriate. The observed responses for the numerator and denominator weight gains were positive in line PL, and negative in the AL, R and I lines. All lines apart from line PL decreased the (adult-larval) weight, holding (pupal-adult) weight constant. Larval weight showed the greatest influence on the response for the objective of selection. The results for this greater than 1 ratio are compared with results of others for smaller than 1 ratios, in which indirect selection for increased numerator is the more efficient alternative to the selection index. ZUSAMMENFASSUNG: Effizienz Selektionsverfahren zur Verbesserung des Quotienten der Gewichtsentwicklung zwischen Puppe/Larve und Käfer/Larve bei Tribolium. In den jeweils drei Versuchsserien zur Erhöhung des Quotienten (Gewicht von Puppe-Larve/Gewicht von Käfer-Larve) wurden vier Versuchsreihen von Tribolium castaneum untersucht: die Versuchsreihe PL wurde gewählt um die Differenz (Puppengewicht-Larvengewicht) zu erhöhen, die Versuchsreihe AL wurde gewählt um die Differenz (Käfergewicht-Larvengewicht) zu reduzieren, die Versuchsreihe R wurde direkt für den Koeffizienten gewählt und die Auswahl der Versuchsreihe I erfolgte über einen linearen Index, errechnet aus dem Gewicht von Larven, Puppen und Käfern über vier Generationen. Der lineare Index wurde berechnet aus den Gewichten von (m(2) -m(3) ), (m(3) -m(1) ) bzw. (m(1) -m(2) ), wobei m(1) , m(2) und m(3) die Mittelwerte für das Gewicht von Larven, Puppen bzw. Käfern sind. Die Auswahl zur Erhöhung des Quotienten ist eine Methode zur Maximierung des Durchschnittsgewichtsverhältnisses Käfer/Larve, sowie eine antagonische Auswahlform zur Erhöhung der Gewichtszunahme während einer bestimmten Wachstumsperiode im Vergleich zur Gewichtszunahme während einer anderen Wachstumsperiode. Das Selektionsverhältnis belief sich auf 20%. Die beim Quotienten beobachtete Antwort wies bedeutende Unterschiede zwischen Versuchsreihen auf (p < 0.01), wobei die höchsten Antworten bei den Versuchsreihen I und AL beobachtet wurden. Versuchsreihe R war am wenigsten effektiv, während Versuchsreihe PL nicht geeignet schien, das Auswahlziel zu verbessern. Die bei Nenner und Zähler beobachteten Antworten waren positiv bei der Versuchsreihe PL und negativ bei den anderen drei Versuchsreihen. Die Ergebnisse für diesen Quotient größer als 1 wurden mit denen anderer Versuche für Quotienten kleiner als 1 verglichen, bei denen die Auswahl zur Erhöhung des Zählers die effizienteste Alternative zum Auswahlindex ist. RESUMEN: Eficiencia de métodos de selección para incrementar el cociente entre la ganancia en peso de pupa-peso de larva y la ganancia en peso de adulto-peso de larva en Tribolium Cuatro líneas de Tribolium castaneum fueron seleccionadas en cada una de tres repeticiones para incrementar el cociente (peso de pupa-peso de larva)/(peso de adulto-peso de larva); la línea PL fue seleccionada para aumentar la diferencia (peso de pupa-pesp de larva), la línea AL fue seleccionada para disminuir la diferencia (peso de adulto-peso de larva), fa línea R fue seleccionada directamente para el cociente, y la línea I fue seleccionada por medio de un índice lineal basado en los pesos de larva, pupa y adulto, durante cuatro generaciones. El índice lineal se calculó con pesos económicos de (m(2) -m(3) ), (m(3) -m(1) ), y (m(1) -m(2) ) respectivamentee, siendo m(1) , m(2) , y m(3) los valores medios para el peso de larva, pupa y adulto. La selección para aumentar el cociente indicado es un método para maximizar la respuesta en (peso de adulto-peso de larva) controlando al tiempo la respuesta en (peso de pupa-peso de adulto), y es una forma de selección antagónica para aumentar la ganancia de peso durante un periodo de edad en relación con la ganancia en peso durante otro periodo. La proporción de selección due el 20 %. La respuesta observada en el cociente difería significativamente entre lineas (p < 0.01), teniendo las líneas I y AL las mayores respuestas. La línea R fue menos efectiva, mientras que la línea PL parecía inapropiada para mejorar el objetiyo de selección. Las respuestas observadas en el denominador y en el numerador fueron positivas en la línea PL, y negativas en las otras tres líneas. Los resultados para este cociente mayor que 1 se comparan con los de otros experimentos para cocientes menores que 1, en los que la selección para incrementar el numerador es la alternativa más eficiente al índice de selección. 1994 Blackwell Verlag GmbH.
Two different breeds of Andalusian sheep, 'Grazalema Merino' and 'Lebrijan Churro', and two different breeds of Andalusian goats, 'Andalusian White' and 'Andalusian Black', chosen by previous studies (Rodero et al. 1992a) as priority breeds for conservation, were studied. The systems used corresponded to ethnozootechnic characteristics, as well as the different biochemical-polymorphism variables. Farms were differentiated within breeds, or between themselves, and different tests were used of genetic and genotypic frequencies: Wright's indices, medium heterozygosities, Whalund's variances, G test of probability of reason, etc. Also Cavalli-Sforza's genetic distance was obtained. In the Andalusian Black and Grazalema Merino breeds, the Whalund's variances obtained were a result of selection, that has divided the breeds into distinct populations differentiated spatially. Medium heterozygosities of each breed do not differ much within themselves, but when each system is considered alone, discrepancies between ethnic groups are relevant. Wright's F indices demonstrated in the Andalusian White and Grazalema Merino breeds, genetic heterozygosities between populations or studied herds can be deduced, but this is not possible in the Andalusian Black. The F(IS) values indicated, despite the small size of the populations, that inbreeding has been avoided, probably because of the entry of foreign sires. In none of the breeds is there a significant excess of heterozygosis. The genetic distances between flocks within breeds do not differ from those found between breeds. RÉSUMÉ: On a travallé avec, differents troupeau des races de montons de l'Andalusie, Grazalema Merino et Lebrija Churro, et avec les races caprines Andalusian White et Andalusian Black, choisie entre les races Andaluciennes comme prioritaires pour la conservation, dans un etudie avant (Rodero et col. 1992a). Les sistémes utilicés dans cette travaille correspondent á charactérés etnozootechniques et á differents variables de polymorphism biochimique. Lorsque on fait differences entre troupeau, dedans de races, ou entre elles, on a utilicés differents preuves, á partir des fréquences géniques et génotipiques: l'index de Wright, hétérozygotie moyennes, variances de Whalund, preuve G de raison de probabilité, etc. Aussi le distance de Cavalli-Sforza. Comme conclusion, dans les races Andalusian Black et Grazalema Merino les variances de Whalund obtenues sont cosequences de l'action de la selection, donant different populations avec differentiation spaciale. Les hétérozygoties moyennes de chaque race sont parus, mais lorsque on considérent chaque systéme separé, les differences entre groupes ethniques sont importantes. Les indexes F de Wright demonstrent que, dans le races Andalusian White et Grazalema Merino on peuvent déduire d'heterozygoties génétique entre les populations ou troupeau analicées, dans le race Andalusian Black les differences valeurs de FIS indiquent que, malgré les petites dimensions des populations, on a evité la consanguinitée, due, probablement, á l'entrée d'étalons externes. Il n'y a pas, chez auqune race, d'un signifivative accroissement d'hétérizygosis. Les distances génétiques entre troupeau, dedans des races, en different pas des distances obtenues entre races. RESUMEN: Se ha trabajado con diferentes ganaderias de las razas ovinas andaluzas Merino de Grazalema y Churra Lebrijana, y con las caprinas Blanca Serrana y Negra Serrana, elegidas entre el resto de las razas de Andalucia como prioritarias pra la conservación, por estudio previo (Rodero y col., 1992a). Los sistemas utilizados en este trabajo corresponden tanto a caracteres etnozootécnicos como a diferentes variables de polimorfismos bioquimicos. Cuando se han diferenciado las ganaderias dentrde razas, o las ganaderias entre si, se han utilizado diferentes pruebas, a partir de las frecuencias genéticas y genotipicas: indices de Wright, heterocigosidades media, varianzas de Whalund, prueba G de razón de probabilidad, etc. También se obtuvieron las distancia genéticas de Cavalli-Sforza. Se concluye que en las razas Negra Serrana y Merino de Grazalema las varianzas de Whalund obtenidas son consecuencia de la acción de la selección que ha actuado dividiendo las razas en distintas poblaciones con diferenciación espacial. Las heterocigosidades medias de cada raza no difieren mucho entre si, pero cuando se considera cada sistema aisladamente, las discrepancias entre grupos étnicos son acusadas. Los indices F de Wright ponen de manifiesto que, mientras en las razas Blanca Serrana y Merino de Grazalema se pueden deducir heterocigosidades genéticas entre las problaciones o ganaderias estudiadas, no ocurre otro tanto en la raza Negra Serrana. Los valores de F(IS) parecen indicar que, a pesar del tamaño pequeño de las poblaciones, se ha evitado la consanguinidad, probablemente por la entrada de sementales externos. No se produce en ninguna de las razas un exceso significativo de heterocigosis. Las distancias genéticas entre ganaderias dentro de razas no difieren de lashalladas entre razas. ZUSAMMENFASSUNG: Es wurde mit verschiedenen andalusischen Zuchten der Schafrassen 'Grazalema Merino' and 'Lebrijan Churro' und der Ziegenrassen 'Andalusian White' und 'Andalusian Black' gearbeitet, die man von den andalusichen Rassen im Hinblick auf Erhaltung ausgewählt hat. Die benutzten Systeme in dieser Forschungsarbeit entsprechen Merkmalen, die sich sowohl auf ethnisch wie auch auf die verschiedenen Variablen des biochemischen Polimorfismius bezichen. Zur Unterschlidung von Zuchten innerhalb die Rassen oder von zuchten untereinander wurden verschiedene Tests benutzt, die von den genetischen und genotypischen Frequenzen ausgehen: Wright-Index, Durchschnittsheterozygositäten, Wahl und Varianz G-Test der Wahrscheinlichkeit, etc. Außerdem wurden die genetischen Distanzen nach Cavalli-Sforza errechnet. Man Kommt zum Schluß, daß in den Andalusian Black und Grazalema Merino die Wahl und Varianz das Ergebnis einer Selektionsaktivität ist, die die Rassen in Verschiedenen Populationen und unterschiedlichen Räumen aufgeteilt hat. Die durchschnittlichen Heterozygositäten jeder Rasse unterscheiden sich wenig voneinander, aber wenn man jedes System für sich betrachtet, stell man doch erhebliche Diskrepanzen zwischen den ethnischen Gruppen fest. Der Wright-Index offenbart, daß man in den Rassen Andalusian White und Grazalema Merino genetische Heterozygositäten ableiten kann zwischen den Populationen oder den untersuchten Zuchten; dies ist nicht der Fall inder Rasse Andalusian Black. Die F(IS) werte scheinen anzugeben, da trotz der kleinen Größe der Populationen die Blutsverwandschaft vermieden wurde, wahrscheinlich durch von außerhalb kommenden Böcken. In keiner der Rassen existiert übermässige Heterozygotie Die genetischen Distanzen zwischer der Zuchten unterscheiden sich nicht van dener der Rassen. 1997 Blackwell Verlag GmbH.
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.
In der vorliegenden Arbeit habe ich wichtige Teilmechanismen der Erregungs-Sekretionskopplung in der Speicheldrüse der Schabe Periplaneta americana (L.) untersucht. Die Speicheldrüse ist von dopaminergen und serotonergen Fasern innerviert (Baumann et al., 2002). Beide Transmitter stimulieren eine unterschiedliche Reaktion der Drüse: Dopamin (DA) stimuliert die P-Zellen der Acini und die Ausführgangzellen, während Serotonin (5-HT) die P- und C-Zellen der Acini stimuliert, nicht jedoch die Ausführgangzellen. Der Endspeichel ist nach einer DA-Stimulierung proteinfrei. Dagegen enthält er nach einer 5-HT-Stimulierung Proteine, die von den C-Zellen sezerniert werden (Just & Walz, 1996). Im ersten Teil meiner Arbeit habe ich mittels Kapillarelektrophoretischer Analyse (CE-Analyse) die Elektrolytkonzentrationen im Endspeichel untersucht sowie die Raten der Flüssigkeitssekretion gemessen. Damit wollte ich klären, welche Transporter an der Sekretion des Primärspeichels und an dessen Modifikation beteiligt sind. Ausserdem wollte ich die Rolle der transportaktiven Epithelzellen der Ausführgänge für die Modifikation des Primärspeichels untersuchen. Dafür habe ich einen Vergleich der Elektrolytkonzentrationen im DA- und 5-HT-stimulierten Endspeichel durchgeführt. Der Elektrolytgehalt des DA- und 5-HT-stimulierten Endspeichels unterscheidet sich nicht signifikant voneinander. Er ist nach beiden Stimulierungen hypoosmotisch zum verwendeten Ringer. Die Ausführgangzellen werden durch DA stimuliert und modifizieren den Primärspeichel durch eine netto-Ionenreabsorption. Meine Versuche zeigen jedoch, dass auch die während einer 5-HT-Stimulierung der Drüse unstimulierten Ausführgangzellen den Primärspeichel modifizieren. In einer nachfolgenden Versuchsreihe habe ich den Einfluss von Ouabain, einem Hemmstoff der Na+-K+-ATPase, und Bumetanid, einem Hemmstoff des NKCC, auf die Raten der Flüssigkeitssekretion sowie den Elektrolytgehalt des Endspeichels untersucht. Ich habe gefunden, dass die Aktivität der Na+-K+-ATPase wichtig für die Modifikation des DA-stimulierten Primärspeichels ist. Im Gegensatz dazu ist sie für die Modifikation des 5-HT-stimulierten Primärspeichels nicht von Bedeutung. Bezüglich der Flüssigkeitssekretion habe ich keinen Einfluss der Na+-K+-ATPase-Aktivität auf die DA-stimulierten Sekretionsraten gefunden, dagegen ist die 5-HT-stimulierte Sekretionsrate in Anwesenheit von Ouabain gesteigert. Die Aktivität des NKCC ist für beide sekretorische Prozesse, die Ionen- und die Flüssigkeitssekretion, wichtig. Eine Hemmung des NKCC bewirkt eine signifikante Verringerung der Raten der Flüssigkeitssekretion nach DA- und 5-HT-Stimulierung sowie in beiden Fällen einen signifikanten Abfall der Ionenkonzentrationen im Endspeichel. Im zweiten Teil meiner Arbeit habe ich versucht, Änderungen der intrazellulären Ionenkonzentrationen in den Acinuszellen während einer DA- oder 5-HT-Stimulierung zu messen. Diese Experimente sollten mit der Methode des "ratiometric imaging" durchgeführt werden. Messungen mit dem Ca2+-sensitiven Fluoreszenzfarbstoff Fura-2 zeigten keinen globalen Anstieg in der intrazellulären Ca2+-Konzentration der P-Zellen. Aufgrund von Problemen mit einer schlechten Beladung der Zellen, einer starken und sich während der Stimulierung ändernden Autofluoreszenz der Zellen sowie Änderungen im Zellvolumen wurden keine Messungen mit Na+- und K+-sensitiven Fluoreszenzfarbstoffen durchgeführt. Im dritten Teil dieser Arbeit habe ich die intrazellulären Signalwege untersucht, die zwischen einer 5-HT-Stimulierung der Drüse und der Proteinsekretion vermitteln. Dazu wurde der Proteingehalt im Endspeichel biochemisch mittels eines modifizierten Bradford Assay gemessen. Eine erstellte Dosis-Wirkungskurve zeigt, dass die Rate der Proteinsekretion von der zur Stimulierung verwendeten 5-HT-Konzentration abhängt. In einer Serie von Experimenten habe ich die intrazellulären Konzentrationen von Ca2+, cAMP und / oder cGMP erhöht und anschließend den Proteingehalt im Endspeichel gemessen. Ein Anstieg der intrazellulären Ca2+-Konzentration aktiviert nur eine geringe Rate der Proteinsekretion. Dagegen kann die Steigerung der intrazellulären cAMP-Konzentration eine stärkere Proteinsekretion aktivieren, die sich nicht signifikant von der nach 5-HT-Stimulierung unterscheidet. Die cAMP-stimulierte Proteinsekretion kann durch gleichzeitige Erhöhung der intrazellulären Ca2+-Konzentration weiter gesteigert werden. Dagegen aktivierte eine Erhöhung der intrazellulären cGMP-Konzentration die Proteinsekretion nicht. Aufgrund dieser Ergebnisse postuliere ich die Existenz eines die Adenylatcyclase aktivierenden 5-HT-Rezeptors in der Basolateralmembran der C-Zellen. The aim of this PhD-work was to investigate major mechanisms of excitation-secretion coupling in the salivary gland of the cockroach Periplaneta americana (L.). This salivary gland is innervated by dopaminergic and serotonergic fibres (Baumann et al., 2002). The two transmitters stimulate different processes in the gland: Dopamine (DA) stimulates the p-cells of the acini and the salivary duct cells, whereas 5-HT (serotonin) activates the p- and the c-cells of the acini, but not the salivary duct cells. Final saliva is completely protein-free after dopamine stimulation. It contains proteins, which are secreted by the c-cells of the acini, after a 5-HT-stimulation (Just & Walz, 1996). In the first part of my work I measured the electrolytic composition of the final saliva by capillary electrophoretic analysis and measured the rates of fluid secretion, in order to answer the following questions: 1.) Which transporters affect the production of primary saliva and its modification? 2.) What is the function of the transport-active salivary duct cells for the modification of the primary saliva? Electrolytic composition of the DA- and 5-HT-stimulated final saliva is not significantly different from each other, and is hypoosmotic to the Ringer used. Salivary duct cells are stimulated by DA and modify the primary saliva by a netto ion-reabsorption. My experiments also show that the duct cells, which are unstimulated during a 5-HT-stimulation of the gland, modify the primary saliva. In the next series of experiments I investigated the effects of ouabain, an inhibitor of the Na+-K+-ATPase, and bumetanide, an inhibitor of the NKCC on the rates of fluid secretion and the electrolytic composition of the final saliva. I found, that the activity of the Na+-K+-ATPase is important for the modification of DA-stimulated primary saliva during its flow through the stimulated duct system. In contrast, it is not important for modification of the 5-HT-stimulated primary saliva. Inhibition of the Na+-K+-ATPase does not affect rates of DA-stimulated fluid secretion, but it increases the rates of 5-HT-stimulated fluid secretion. Activity of the NKCC is important for both secretory processes: the ion and the fluid secretion. Inhibition of the NKCC results in a significant drop in the rates of fluid secretion after DA- and 5-HT-stimulation, as well as a drop in electrolytic concentrations in the saliva. In the second part of my work, I tried to measure changes in the intracellular ionic concentrations (Ca2+, Na+, and K+) within the acinar cells during a DA- or 5-HT-stimulation. The experiments should be performed by ratiometric imaging. Measurements with the Ca2+-sensitive dye Fura-2 did not show any global increase in the intracellular Ca2+-concentration in the p-cells of the acini. Problems concerning a bad loading of the cells, a strong autofluorescence which changed during the time course of the stimulation, as well as changes in the cell volume were the reason, that no measurements using Na+- or K+-sensitive dyes were performed. In the third part of my work I investigated the intracellular signalling pathways, which activate protein secretion after 5-HT-stimulation of the gland. A modified Bradford Assay was used for measuring the protein content in the final saliva. In a dose-response curve I showed that rates of protein secretion are dependent on the 5-HT-concentrations used to stimulate the glands. In another set of experiments I increased the intracellular concentrations of Ca2+, cAMP and / or cGMP, and measured the protein content in the final saliva. An increase in the intracellular Ca2+-concentration activates only a low rate of protein secretion. After an increase in the intracellular cAMP-concentration a much higher rate of protein secretion can be activated, which is not significantly different from the 5-HT stimulated rate of protein secretion. The cAMP-stimulated protein secretion can be further increased by a simultaneous rise in the intracellular Ca2+-concentration. In contrast, cGMP does not activate protein secretion. Therefore I propose the expression of an adenylyl cyclase activating 5-HT-receptor in the basolateral membrane of the protein secreting c-cells.
In the Eemian to Early/Middle Weichselian (Late Pleistocene), when the Scandinavian and Alpine Glaciers were still small, and northern Germany under mammoth steppe to taiga palaoenvironment conditions, Late Quaternary steppe lions were well distributed in northern to central Germany, whereas generally all over Central Europe bones and rarely articulated skeletons were found less at open air but mainly at cave sites (Diedrich 2007a, 2008a-b, 2009a-b, 2010a-c, k, in review a-b; Diedrich and Rathgeber in review). A similar distribution, but more dense, is reported for the Late Quaternary Ice Age spotted hyenas (Diedrich 2005, 2006, 2007b-c, 2008a, c, 2010f-j, in review c-d, Diedrich and Žák 2006). The last lions of northern Europe were thought to have reached into the final Magdalénan (cf. Musil 1980). This can be not concluded with a restudy of the bone material from the Late Magdalenian (V-VI) Teufelsbrücke stone arch site near Saalfeld (Thuringia, Central Germany) and many other Magdalenian stations (open air and caves) in northern to central Germany (Münsterland Bay, Sauerland Karst, Harz Mountain Karst, Thuringian Karst). None of those sites yield remains of final Upper Pleistocene spotted hyenas or steppe lion bones anymore, nor in the few preserved Late Magdalenian mobile art can those be recognized in those regions. The last lion remains seem to reach into the Aurignacian or possibly into the Early Gravettian (early Late Weichselian) documented especially at the cave bear den, hyena den and overlapping Neandertalian to Modern human camp site Balve Cave (Sauerland Karst, cf. archaeology in Günther 1964) where still a mammoth fauna is documented for that time (Diedrich 2010a). The last and by archaeological layers dated hyena remains were also found in the Balve Cave and are from the Late Middle Palaeolithic cave site reaching a maximum Aurignacian age documenting an overlapping of hyena den and human camp site use (Diedrich 2010a, b). In northern Germany there are no records of indirectly dated hyena and lion remains being younger then even Aurignacian/Early Gravettian (35.000-28.000 BP). Those largest Late Quaternary predators must have got extinct in northern Germany with the Late Weichselian/Wuermian extending Skandinavian Glacier, which reached northern Europe between Hamburg and Berlin its maximum extension about 24.000 BP (Skupin et al. 1993). The two largest predators of the Late Quaternary of Europe seem to have been well represented in the Gravettian and up to Magdalénian Late Palaeolithic of southern Europe, in which mainly lions, but only rarely hyenas are well documented within the cave and mobile art (e.g Breuil 1952, Begouen and Clottes 1987, Chauvet et al. 1995, Diedrich and Rathgeber in review, Diedrich 2005). Hyenas and lions must have been represented in the Gravettian, Early and Middle and possibly even ?Late Magdalenian in southern Europe, which must have resulted from a southern migration of those predators during the Late Weichselian/Wuermian together with the megafauna and humans. The disappearance of hyenas and lions also correlate with the extinction of mammoth and woolly rhinoceros in northern Germany. The large mammals such as elephants and rhinoceroses were highly important for hyenas and lions during the Late Quaternary. Hyenas had a systematic scavenging strategy on both large prey which was even "transferred" until today compared to modern spotted hyenas and lions of Africa (Diedrich 2010d, e, in prep). Where those Late Quaternary giant mammals such as woolly mammoth and woolly rhinoceros were absent in middle mountainous regions (e.g. Sauerland Karst, Harz Mountain Karst, Bohemian Karst, Thuringian Karst) those had to kill other medium sized animals such as horse or steppe bison and those in larger amounts (Diedrich 2008, 2010c). Woolly rhinoceros and woolly mammoth seem to be not known in northern Germany after Aurignacian/?Early Gravettian times (Sauerland Karst and Münsterland Bay, Harz Mountain Karst) such as humans (archaeology cf. Günther 1988) but there are also lacking radiocarbon dating series or new excavations. Humans must have been in antagonism to the large predators about their prey and also their Late Palaeolithic sanctuaries - the large caves especially in southern Europe, in which they left thousands of animal figurations mainly during the Gravettian to Late Magdalenian periods (e.g. Breuil 1952, Begouen and Clottes 1987, Chauvet et al. 1995). Therefore the extinction reason of the largest predators of the Late Quaternary seems to be a complex combination of climate change with resulting maximum glacier extension which finally caused a southern directed megafaunal migration and reduction of the available caves and habitat areas in general. Finally in those southern European regions a higher competition about larger caves as cave bear hibernation places, hyena den sites and human settlement/sanctuary sites must have happened. Therefore an active hunt onto lions and hyenas can not be excluded nor be proven well yet, even if there are finds of necklesses in Europe from Late Palaeolithic ages made of mainly carnivore teeth including rare lion and hyena teeth, which might have been only collected. The resettlement of the northern European region by humans and a reduced "reindeer fauna" and its main and largest predators such as wolves and wolverines after the maximum glacier extension in the middle Late Weichselian started not before the Late Magdalenian (Magdalénian V: e.g. Perick Caves, Martins Cave - Sauerland Karst; Rübeland Caves - Harz Mountain Karst, Teufelsbrücke stone arch - Thuringian Karst). Humans occupied at that post-maximum glaciation time many caves in the Sauerland Karst region and even at open air sites in the Münsterland Bay or central Germany (cf. Bosinski 1987, Günther 1988). Within this Late Magdalénian V-VI times in the record of ten thousands of bones from more then 100 sites no hyena or lion remains are recorded anymore in northern and central Germany, such as cave bears. References Begouen R. and Clottes J. 1987. Les Trois Frères after Breuil. Antiquity, 61: 180-187. Bosinski, G. 1987. Die große Zeit der Eiszeitjäger. Europa zwischen 40.000 und 10.000 v.Chr. Jahrbuch des Römisch-Germanischen Zentralmuseums, 34: 13-139. Breuil, H. 1952. Four Hundred Centuries of Cave Art. Montignac, Dordogne, 414 pp. Chauvet, J.-M., Deschamps B.E, and Hillaire C. 1995. Grotte Chauvet. Altsteinzeitliche Höhlenkunst im Tal der Ardèche. Thorbecke Speläo 1, Sigmaringen, 120 pp. Diedrich, C. 2005. Eine oberpleistozäne Population von Crocuta crocuta spelaea (GOLDFUSS 1823) aus dem eiszeitlichen Fleckenhyänenhorst Perick-Höhlen von Hemer (Sauerland, NW Deutschland) und ihr Kannibalismus. Philippia, 12 (2): 93-115, Kassel. Diedrich, C. 2006. 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Die Eiszeit in Nordwestdeutschland. GLA Nordrhein-Westfalen, Krefeld, 143 pp.
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.
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.
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.
Nine Middle Triassic paleogeographical maps comprising the uppermost Upper Bunter, Lower to Middle Muschelkalk and Upper Muschelkalk to Lower Keuper time frame (Diedrich 2008b) show the marine ingression and regression cycle of the Middle Triassic Germanic Basin (Diedrich 2010c). For bathymetrical and palaeoenvironmental interpretations especially reptiles and their footprints are used. This Germanic Basin as analogon for the Arabian Gulf (Knaust 1997), north of the Tethys, was under marine and finally terrestrial influenced sediments in a time frame (after Kozur and Bachmann 2008) between 247.2 My (Myophoria Fm, Aegean, Lower Anisian) to 237.9 My (Grabfeld Fm, Longobardian, Lower Ladinian). In a duration of 9.3 My the Germanic Basin was filled up mainly with marine carbonates and at the end by siliciclastics influenced by the northern Tethys through the Silesian, Carpathian and later the Burgundian Gates which connected the Germanic Basin to the Northern Tethys. With the marine ingression from the East via the Silesian Gate (Poland) a ten to hundred kilometers extended intertidal flat to sabkha facies belt surrounded first only the central and then the Western Germanic Basin (Winterswijk, Netherlands). Those intertidal zones were used mainly by two different small reptiles as their primary habitat. Hereby they left Millions of the small tom medium sized footprints of the ichnogenera Rhynchosauroides and Procolophonichnium (Diedrich 2005, 2008a). Larger terrestrial and beach and sabkha adapted reptiles were Tanystrophaeus antiquus and unknown archosaurs, which are recorded only by their footprints. At the beginning of the ingression at the uppermost Bunter a shallow marine invertebrate fauna and coastal reptiles appeared in the Germanic Basin which must have originated mainly from the Northern Tethys. Especially all marine reptiles immigrated from the Tethys which is proven not only by assamblaged Tethyan cephalopod Ceratite species (cf. Diedrich 2008a). The coastal intertidal zones appeared with mud cracked biolaminate and sabkha dolomites ("Biolaminate and Sabkha facies") and expanded further west and south within the Lower Muschelkalk Winterswijk Fm (Aegean/Bithynian boundary), Osnabrück Fm, and Jena Fm (Bithynian to Pelsonian) (Diedrich and Trostheide 2007, Diedrich 2008a). The intertidal zones changed their extensions several times in the Lower Muschalkalk due to the less eustatically and more tectonically controlled very shallow relief cratonic basin morphology and were more stable in the western part of the flat carbonate ramp basin (Winterswijk, Netherlands) and in coastal zones in general. In the Germanic Basin centre (Rüdersdorf to Gogolin, Germany/Poland) the conditions were all that time under very shallow carbonate sand barr (Oolithtic, Terebratula or Shell bioclastic facies) or shallow subtidal ("Wellenkalk facies") conditions, whereas even extended seagrass meadows in shallow carbonate facies types are indirectly proven by invertebrate communities, especially snails. Those algae attracted especially placodontids which were the "Triassic seacows" feeding on such algae (Diedrich, 2010a), which immigrated with Paraplacodus, Placodus and Cyamodus already with the first Lower Muschelkalk ingression sequence. Also other reptiles such as nothosaurs Nothosaurus (small species), Cymatosaurus, the pachypleurosaurids Dactylosaurus, Neusticosaurus or Serpianosaurus must have originated from the tethys and were shallow marine and even lagoonary adapted paraxial swimming smaller marine reptiles. This "Lower Muschelkalk" time was highly tectonically active represented by several seismic layers (slumps, sigmoidal shocked layers, etc.) (cf. Schwarz 1975, Rüffer 1996, Knaust 2000, Diedrich 2008a), which were also reaching the intertidal beach zones, possibly even with tsunamite hazard events (Diedrich 2008b, 2009b). Such tsunamis or quick floodings due to storm events must have had hazardous impacts on marine reptiles or fishes, and the beach inhabiting terrestrial reptiles, which could have been killed by high amounts which explains the presence of many skeletons, bonebeds, and footprint preservations in the Germanic Basin biolaminate and lagoonal facies. With a high seismic peak during the Middle Muschelkalk Karlstadt Fm (Pelsonian/Illyrian boundary) in the intertidal zones up to 19 tectonically shocked biolaminate layers (locality Bernburg, Central Germany, Diedrich 2009b) prove the beginning of the Alpine tectonics and its raise (fold belt structure: Müller et al. 1964), but also the opening of the Carpathian Gate (graben structure: Szulc 1998), from which the epicenters were estimated by two main slickenside directions. Those can be found all over the Germanic Basin "Lower Muschelkalk" sediments (Szulc 1998, Föhlisch 2007, Diedrich 2009b). This time period of the Pelsonian/Illyrian boundary gave even such extended intertidal zones, that reptiles left Millions of tracks all over those biolaminate facies types, allowing those to migrate and distribute East (Bohemian Island) - West (Rhenisch Massif, London-Brabant Massif) due to "intertidal flat bridges". Therefore chirotherid archosaur trackmakers left Chirotherium, Isochirotherium and Brachychirotherium trackways quite abundantly not anymore in the typical Bunter red sandstone facies; now they appeared in the new environments, the intertidal biolaminates such as well documented at Bernburg (Central Germany, Diedrich 2009b), but also on other Middle Triassic coast east of the Massif Central (Demathieu 1985) or the Alps (e.g. Avanzini 2002). The only surviving marine reptiles were smaller lagoonal adapted pachypleurosaurs such as the common Anarosaurus and smaller sized Nothosaurus. Placodontids disappeared with the loss of the palaeoenvironment of the macroalgae meadows and seem to have migrated to the Carpathian gate and northern Tethys, where those habitats were still present. The dramatical habitat change with terrestrial territory loss, and marginal marine beach zone extensions seem to be also the reason for the beginning of the dinosaur raise in the world. Within the Middle Muschelkalk Heilbronn and Diemel Formations a massive sea level fall caused a new extension of intertidal zones and sabkhas, but also halite and gypsum evaporates ("Domolite-evaporate facies") in the basin center including the southern Germanic Basin branch (region Tübingen/Stuttgart, Southwestern Germany). The "Middle Muschelkalk" shallow relief and lagoon to intertidal dominated period changed again drastically within a new tectonic active "Upper Muschelkalk" time and strong "ingression" of the northern Tethys into the Germanic Basin within the Illyrian time (Bad Sulza Fm, Trochitenkalk Fm). A shallow marine, with shallow water carbonates filled Germanic Basin developed again, but this time with different consequences onto the former coastal zones, in which intertidal biolaminated and sabkhas disappeared as a result of steeper coastal morphologies. Whereas in the first ingression a shallow marine reptile fauna was present (Nothosaur-Pachypleurosaur taphocoenosis, Lower Bad Sulza Fm, Diedrich in prep.). The fauna changed with the main transgression within the Upper Bad Sulza Fm to a Placodontid-Pistosaur taphocoenosis with more open marine adapted forms (Diedrich in prep.). At those time also crinoid bioherms developed massively all over the central and southern Germanic Basin in front of the costs at the "steeper coast margins" (which were still hot high angled), as a "crinoid belt" (e.g. Aigner and Bachmann 1991), which was responsible for massive crinoidal limestones (= "Trochitenkalk facies"). In this period again "Triassic seacows" seem to have populated well the entire Germanic Basin, and here again seagrass meadow areas documented by benthic invertebrate palaeocommunities (Diedrich 2009a, 2010a). The marine macroplants must have built extended meadows on the shallow marine and oxygen-rich seafloor conditions of the "Tonplatten facies" on which many different invertebrates settled in- or epifaunistic. This tectonical deepening controlled situation continued with the Meißner Fm and aequivalent Formations and its cephalopod Ceratite rich "Tonplatten facies", whereas the "maximum flooding" (if the term can be used here in a cratonic and tectonically controlled basin: cf. definition of marine cycles in: Aigner and Bachmann 1991) was in the compressus biozone (ceratite biozone, middle Meißner Fm, Anisian/Ladinian boundary, cf. Diedrich 2009a). The high stand is underlined by now full adapted marine reptiles such as nothosaurs (Nothosaurus mirabilis, Simosaurus gaillardodti), pistosaurs (Pistosaurus longaevus) and especially the open marine ichtyosaurs (Shastasaurus, Mixosaurus, Omphtalmosaurus) support the full marine and highest water level conditions. The "regression" or better suggested here "basin uplifting" started in the upper Meißner Fm with a reducing carbonate sedimentation which was overtaken slowly by terrestrial sediments already within the Warburg/Erfurt Formations (Fassanian/Longobardian boundary, Lower Ladinian). The fresh water and clay mineral influence caused a reduction of the marine benthic community biodiversity and the development of brackish lagoons, in which some invertebrate faunas and dominantly small marine reptiles pachypleurosaurs lived. At that time all placodontid reptiles disappeared, which must have been the chain reaction of the macroalgae loss and environmental changes. A change of terrestrial influence and periodic marine influence is documented in repeating intercalated massive dolomites (Alberti-Bed, Anthraconit-Bed and others) and clay layers of the Lower Keuper Erfurt and especially Grabfeld Fm (Longobardian). In this final period the Lower Keuper Germanic Basin was less and less marine influenced, finally dominated at that time on the limnic influenced costs by large amphibians such as Mastodonsaurus, Gerrhothorax or Plagiosuchus, which were found especially at southern German and Central german sites (Schoch and Wild 1999, Diedrich 2010b), including the famous southern German "Grenzbonebed" (Fassanian/Longobardian boundary) (Reif 1982, Hagdorn 1990). This bonebed already contains a strongly reduced marine reptile fauna with pachypleurosaurs and giant lagoon-adapted nothosaurs (N. giganteus, S. gaillardoti) and few marine hypersaline adapted shells such as Costatoria costata (cf. Hagdorn et al. 2009). The absence of cephalopod ceratites and rare nautilid presence are the last proves for the periodic restricted lagoon situations- being comparable in its facies and reptile fauna to the lagoon of the Northern Tethys Monte San Giorgio, Switzerland/Italy (e.g. De Zanche and Farabegoli 1988, Furrer 1995) to which the Germanic Basin was connected through the Burgundian Gate, France. The marine influence and marine sediment fill of the Germanic Basin stopped finally at the beginning of the Middle Keuper (lower Upper Triassic), diachronously more earlier in northern Germany (Warburg/Erfurt Fm, cf.: Kozur and Bachmann 2008, Diedrich 2010b) as in southern Germany (cf. Hagdorn et al. 2009) indicating a periodic marine influence from the Northern Tethys through the Burgundian Gate. At the final tectonical stage (last seismits in the Grabfeld Fm, Longobardian: cf. Bachmann and Aref 2005) no intertidal flats nor biolamnintes developed anymore in a low relief Germanic Basin morphology, which reason can be explained be the carbonate reduction, strong terrigenous clay input, and brakish-lagoonary conditions, in which cyanobacterial mats of the low-relief intertidal zones could not develop. References Aigner, T. and Bachmann, G.H. 1991. Sequence Stratigraphy of the German Muschelkalk. In: Hagdorn, H. and Seilacher, A. (Eds.): Muschelkalk. Schöntaler Symposium. 15-18. Goldschneck-Verlag, Stuttgart. Avanzini, M. 2002. Dinosauromorph tracks from the Middle Triassic (Anisian) of the Southern Alps (Valle di Non-Italy). Bolletino della Società Paleontologica Italiana, 41 (1), 37-40. Bachmann, G.H. and Aref, M.A.M., 2005. A seismite in Triassic gypsum deposits (Grabfeld Formation, Ladinian), Southwest Germany. Sedimentary Geology 180, 75-89. De Zanche, V. and Farabegoli, E. 1988. Anisian paleogeographic evolution in the Central-Western Southern Alps. 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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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