A split-explizit time-stepping scheme for ICON-Ocean

The development and implementation of advantageous time-stepping schemes in existing ocean models bears the potential to improve the model performance in terms of higher numerical accuracy as well lower numerical costs in terms of increased stability (larger possible time-steps). Stability and accuracy of time-stepping schemes should be considered in coupled space-time discretization. In that respect, the derivation and analysis of a new space-time discretization especially within the novel spatial framework of ICON-O (ocean component of the ICON earth system model) is of significant interest. In this thesis, adapting and implementing a split-explicit time-stepping scheme into ICON-O, we address both accuracy and stability: (a) We reduce the propagation error of barotropic signals by up to two orders of magnitude within mainly barotropic experiments. Furthermore, choosing a more advanced baroclinic time-stepping scheme results in increased accuracy of the baroclinic signal for relevant large Courant numbers. (b) The new space-time discretization shows increased numerical stability by a factor of up to 1.3 for the analysed experiments. In addition to the new split-explicit space-time discretization based on a Leap-Frog Adams-Moulthon-3 (LF-AM3) baroclinic step, we also adapt split-explicit time-stepping for the Adams-Bashfort-2 (AB2) scheme which is originally used in ICON-O together with a semi-implicit scheme. A major effort was to bring together these time- stepping schemes with the unique spatial framework of ICON-O, which is based on a C-type staggering of variables on a triangular grid. Following this spatial framework, we preserve a mass-matrix that filters out a spurious mode and furthermore fullfill discrete conservation of volume and tracers. In experiments with increasing complexity, we compare the two new split-explicit space-time discretizations with the original AB2 semi-implicit scheme. We show higher accuracy of the barotropic mode of the split-explicit schemes within various gravity wave experiments. In a lock-exchange experiment, we find for small Courant numbers that a coupling-error of both split-explicit time-stepping schemes results in smaller accuracy in velocity compared to the AB2 semi-implicit scheme. This coupling-error can be avoided with further improvements to the split-explicit algorithm. For desired large Courant numbers, the new LF-AM3 split-explicit space-time discretization is more accurate in the velocity, even for a time step that exceeds the stability limit of both AB2 schemes. Furthermore, the new LF-AM3 space-time discretization is more accurate for tracers independent of the Courant number. LF-AM3 shows slightly larger spurious mixing which we also find for smaller time steps with both AB2 schemes. We argue that this is caused by larger noise of the velocity on grid scale due to smaller numerical velocity diffusion. This results in gain of control over the total velocity diffusion when using ICON-O. Within the coupled space-time discretizations of ICON-O, the new LF-AM3 split-explicit discretization shows a stability limit that is 1.3 times larger compared to the AB2 semi-implicit and up to 1.5 times larger stability limit compared to the new AB2 split-explicit discretization for our experiments.Die Entwicklung und Implementierung von vorteilhaften Zeitschrittverfahren für vorhandene Ozeanmodelle birgt das Potenzial, deren Ergebnis hinsichtlich höherer numerischer Genauigkeit und geringerer numerischer Kosten bezogen auf erhöhte Stabilität (größere mögliche Zeitschritte) zu verbessern. Stabilität und Genauigkeit von Zeitschrittverfahren sollten im Kontext einer gekoppelten Raum-Zeit-Diskretisierung betrachtet werden. Diesbezüglich ist die Herleitung und Analyse eines neuen Zeitschrittverfahrens innerhalb der innovativen räumlichen Diskretisierung von ICON-O (Ozeankomponente des Erdsystemmodells ICON) von bedeutendem Interesse. In dieser Dissertation passen wir ein split-explizites Zeitschrittverfahren auf ICON-O an und implementieren dieses. Damit gehen wir die beiden Punkte Genauigkeit und Stabilität an: (a) Innerhalb überwiegend barotroper Experimente verringern wir den Fehler, der durch die Ausbreitung eines barotropen Signals entsteht, um bis zu zwei Größenordnungen. Zusätzlich wählen wir ein fortschrittliches Zeitschrittverfahren für den baroklinen Zeitschritt und verbessern damit das barokline Signal für die für uns relevanten, hohen Courant-Zahlen. (b) Die neue Raum-Zeit-Diskretisierung zeigt eine 1.3-fach erhöhte numerische Stabilität für die ausgewerteten Experimente. Zusätzlich zu dem neuem split-expliziten Zeitschrittverfahren, welches auf einem Leap-Frog Adams-Moulthon-3 (LF-AM3) baroklinem Zeitschritt basiert, entwickeln wir das split-explizite Zeitschrittverfahren für das in ICON-O ursprünglich mit einem semi-impliziten Zeitschritt verwendete Adams-Bashfort-2 (AB2) Verfahren. Eine der großen Leistungen dieser Arbeit war das Entwickeln dieser Zeitschrittverfahren innerhalb der besonderen r¨aumlichen Diskretisierung von ICON-O. Dieser folgend, erhalten wir die Massen-Matrix, welche eine numerische Mode aufhebt, und erfüllen diskrete Volumen- und Tracererhaltung. In Experimenten mit ansteigender Komplexität vergleichen wir die zwei neuen split-expliziten Raum-Zeit Diskretisierungen mit dem ursprünglichen semi-impliziten AB2 Verfahren. Wir zeigen die höhere Genauigkeit der barotropen Mode beider neuer split-expliziten Verfahren anhand mehrerer Experimente von Schwerewellen. In einem Lock-exchange Experiment zeigt sich, dass für kleine Courant-Zahlen beide split- expliziten Verfahren aufgrund eines Kopplungsfehlers geringere Genauigkeit in der Geschwindigkeit haben als das semi-implizite AB2 Verfahren. Dieser Kopplungsfehler kann durch weiterführende Verbesserungen des split-expliziten Verfahrens vermieden werden. Für die üblichen großen Courant-Zahlen ist die split-explizite LF-AM3 Raum-Zeit-Diskretisierung in der Geschwindigkeit genauer, sogar außerhalb des Stabilitätslimits beider AB2 Verfahren. Zusätzlich ist LF-AM3 für Tracer, unabhängig der Courant-Zahl, genauer. LF-AM3 zeigt ein etwas höheres numerisches Vermischen von Tracern, auch beobachtbar bei der Verwendung kleinerer Zeitschritte in den AB2 Verfahren. Wir begründen dies mit erhöhtem Rauschen in der Geschwindigkeit auf Gitterskala, bedingt durch eine geringere numerische Geschwindigkeitsdiffusion. Daraus ergibt sich für den Nutzer von ICON-O wiederum eine erhöhte Kontrolle über die gesamte Diffusion der Geschwindigkeit. Innerhalb der Raum-Zeit-Diskretisierung von ICON-O zeigt die neue split-explizite LF-AM3 Diskretisierung ein 1.3-fach höheres Stabilitätslimit als das semi-implizite AB2 Verfahren und bis zu 1.5-fache erhöhte Stabilität als die neue split-explizite AB2 Diskretisierung in den durchgeführten Experimenten

Reichert, Folker, Stolberg-Vowinckel, Margit, Quellen zur Geschichte des Reisens im Spätmittelalter

L’histoire des voyages est, en Allemagne, un champ d’investigations relativement récent : sans colonies outre-mer et intéressés surtout par l’histoire nationale, les historiens outre-Rhin du XIXe siècle et de la première moitié du XXe siècle avaient peu de raisons d’intégrer les voyages sur d’autres continents dans leurs travaux. Grâce à des nouvelles approches liées à l’« histoire des mentalités », les voyages ont maintenant une place de choix dans l’historiographie allemande. Ce livre en es..

MÜLLER, Jörg R., Vir religiosus ac strenuus – Albero von Montreuil, Erzbischof von Trier (1132-1152)

Parmi les évêques médiévaux de Trèves, Albéron de Montreuil (1132-1152) figure parmi les plus célèbres et les mieux documentés. Pourtant, il n’avait jamais, jusqu’ici, fait l’objet d’une monographie. Grâce à la thèse de J.R.M., préparée sous la direction d’A. Haverkamp, c’est maintenant chose faite. Organisé de manière chronologique, le livre représente, autant qu’il est possible pour l’époque médiévale, une véritable biographie : en cinq grands chapitres, l’auteur aborde l’ensemble des affai..

Saint Martin, l’abbatiola de Trèves

Cet article a pour objectif d’étudier l’histoire de l’abbaye Saint-Martin à Trèves depuis ses débuts jusqu’au xie siècle. Bien que dédié à l’un des saints les plus populaires de la Gaule au haut Moyen Âge, ce monastère n’a jamais joué un rôle majeur dans la métropole mosellane, qui était l’un des sièges épiscopaux les plus importants de la Germanie avec ceux de Cologne et de Mayence. C’est sans doute dans la rivalité entre ces trois métropoles que l’on trouve la clef pour comprendre la faible vénération de l’évêque de Tours à Trèves. En effet, depuis la fin de l’époque carolingienne, les prélats de ces villes ont essayé d’obtenir des prérogatives telles que la primatie, notamment à travers la promotion du culte des évêques fondateurs des sièges ou celui d’Hélène, mère de Constantin. Martin de Tours bénéficiait lui aussi d’une vénération importante, mais seulement à Cologne et à Mayence. Cela explique certainement pourquoi Saint-Martin resta une abbatiola à Trèves : les clercs mosellans n’étaient pas en mesure de défier, dans le domaine de ce culte, leurs concurrents rhénans.This paper deals with the history of St Martin, one of the numerous abbeys of Trier, from its beginnings to the 11th century. Although dedicated to one of the most popular saints in Gaul during the early and the high Middle Ages, this monastery never played an important role in the city on the Mosel, the seat of one of the three main archbishoprics in the east Frankish realm and later in the German Empire. It is certainly the rivalry with the other two great metropolitan Churches – Cologne and Mainz – which offers the key to understand why the cult of St. Martin was less popular in Trier. Since the late Carolingian period, the archbishops of these seats claimed prerogatives like the primacy by celebrating outstanding cults as those of the founding bishops or of Helena, the mother of Constantine. The veneration of Martin of Tours, too, played an important role in the religious life, but only in Cologne and Mainz. This explains certainly why St Martin of Trier always remained an abbatiola: in the domain of this cult, the clergymen of the Mosel could never defy their rivals from the Rhine

THIMME, David, Percy Ernst Schramm und das Mittelalter. Wandlungen eines Geschichtsbildes

Chaque recherche historique est influencée par l’époque au cours de laquelle elle a été réalisée et par les expériences personnelles de celui qui l’a menée. L’écriture de l’histoire de la recherche s’avère ainsi indispensable non seulement pour comprendre les historiens eux-mêmes, mais aussi pour mieux saisir la période à laquelle ils se sont consacrés. La biographie de Percy Ernst Schramm (1894-1970) par D.T. le prouve de manière exemplaire : en abordant seulement ponctuellement les travaux ..

Joachim von Watt (Vadian), Die Grössere Chronik der Äbte. Abtei und Stadt St. Gallen im Hoch- und Spätmittelalter (1199-1491) aus reformatorischer Sicht

Déjà bien connu grâce au « ChroniconHelveticum » et la « KlingenbergerChronik » dont il est l’éditeur, ainsi que grâce à plusieurs recherches sur l’histoire helvétique du XVe siècle, B. Stettler présente ici une nouvelle édition commentée de la dite « Grösseren Chronik der Äbte » de Saint-Gall, rédigée entre 1529-1532 par Joachim von Watt ou Vadian, maire de la ville de Saint-Gall. Le titre traditionnel de l’ouvrage, préservé ici, peut facilement induire le lecteur en erreur : il s’agit en ré..

Der Einfluss einer perinatalen Glucocorticoid- oder Stressexposition auf die Aktivität der Stressachse, das Verhalten und das Outcome nach ischämischem Schlaganfall bei der adulten Maus

Eine pränatale sowie eine früh postnatale Glucocorticoid (GC)-Exposition kann die Reifung verschiedener Organsysteme beeinflussen, deren Funktion bis in postnatale Zeiträume hinein modulieren und unter anderem zu einer zeitlebens verstärkten GC-Ausschüttung führen. Dies prädisponiert im späteren Leben für stressassoziierte Erkrankungen (z. B. Depression und zerebrovaskuläre Erkrankungen). Hierzu können unter anderem GC-vermittelte Effekte auf die Reifung des vaskulären Systems oder des Gehirns beitragen. In der vorliegenden Arbeit wurden die Auswirkungen einer pränatale Glucocorticoidgabe und einer postnatalen Mutterseparation auf depressives Verhalten und das Schlaganfall-Outcome nach experimentell induzierter Ischämie im adulten Nagergehirn untersucht. Zudem wurde die Abhängigkeit der Effekte von der Aktivität der Stressachse und vom Geschlecht der Tiere analysiert. Eine pränatale GC-Gabe führte bei beiden Geschlechtern zu depressivem Verhalten. In Folge der Mutterseparation wiesen nur die Männchen depressives Verhalten auf. Ein vermutlich zu Grunde liegender Pathomechanismus, die Hyperaktivität der Stressachse, ließ sich sowohl nach pränataler GC-Gabe als auch nach Mutterseparation nur für weibliche Tiere nachweisen. Dies lässt auf eine komplexe Genese der depressiven Störung schließen, die über eine alleinige Erklärung einer hyperaktiven Stressachse hinausgeht. Männchen und Weibchen zeigten nach pränataler GC-Gabe ein schlechteres Schlaganfall-Outcome. Da die Männchen keine veränderte Stressachsenaktivität aufwiesen, scheinen dafür weitere Mechanismen ursächlich zu sein. Nach Mutterseparation zeigte sich bei beiden Geschlechtern kein Effekt auf das Schlaganfall-Outcome. Mit dem vorliegenden tierexperimentellen Versuch wurde gezeigt, dass perinataler Stress geschlechtsabhängig die Programmierung einer überschießenden Stressantwort und depressiven Verhaltens sowie ein verschlechtertes Schlaganfall-Outcome zur Folge haben kann

Réformer la vie monastique ou réformer l’Empire ? La Vie d’Eigil de Fulda par Brun Candidus (vers 840)

Quelle fonction la Vie d’Eigil de Fulda (BHL 2440-2441), rédigée vers 840 par Brun Candidus, pouvait-elle avoir dans la société de l’époque ? Le texte relate de manière détaillée, en prose et en vers, avec de surcroît une série d’enluminures, la situation critique que la communauté de Fulda a connue lors des réformes de 816/817 sous l’abbatiat de Ratgar, la destitution de ce dernier par Louis le Pieux, l’élection du nouvel abbé, Eigil, ainsi que son abbatiat qui parvint à sortir la communauté de la crise. Eigil est décrit comme un abbé qui a dirigé ses moines avec amour, sagesse et fermeté, qui a été à l’écoute des frères et qui a parfaitement répondu aux exigences de l’empereur, de sorte qu’il fit régner la paix et la concorde. Ce n’est cependant pas la crise de 816/817 qui préoccupait Brun Candidus lors qu’il écrivit cette Vie, mais les crises dans lesquelles la communauté de Fulda et l’Empire se trouvaient plongés dans les années 830 : les conflits liés aux thèses hérétiques du moine Gottschalk et la guerre civile entre Louis le Pieux et ses fils. À tous les acteurs de cette nouvelle période sombre, l’hagiographe proposait un modèle de bonne gouvernance, fondée sur la concorde, la charité, la sagesse, mais aussi sur la pratique de la correction et la recherche du consensus.The Life of Eigil of Fulda (BHL 2440-2441), written by Brun Candidus (about 840), is focused on the function that this Life devoted to the fourth abbot of Fulda had in the society of that time. The text relates with many details, in prose and in verses as well as a series of miniatures, the critical situation which the community of Fulda had experienced during the reform of 816/817 under abbot Ratger, his deposition by Louis the Pious, the election of a new abbot, Eigil, and how the latter succeeded in guiding his community out of the crisis. Eigil is described as an abbot who was leading his monks with love, wisdom and firmness, who was listening to his brothers and who came up the expectations of the emperor, so that he restored peace and concord. However, it was not the crisis of 816/817 that was worrying Brun Candidus, when he was writing this Life, but the new crises in which the community of Fulda and the Empire were involved in the third decade of the 9th century : i.e. the conflict concerning the heretic positions of the monk Gottschalk and the civil war among Louis the Pious, his sons and their allies. The hagiographer proposed to all these actors of this new dark period a model of a good government, founded on concord, charity, wisdom, the practice of correction and the quest for consensus

FRITSCH, Susanne, Das Refektorium im Jahreskreis. Norm und Praxis des Essens in Klöstern des 14. Jahrhunderts

Dans la plupart des sociétés, la nourriture occupe une telle importance qu’il n’est pas étonnant de constater qu’elle soit aujourd’hui de plus en plus intégrée aux recherches sur l’histoire culturelle. Dans une telle perspective, S.F. a essayé de confronter les normes et les idéaux que les ecclésiastiques du Moyen Âge se sont fixés, aux repas qu’ils ont réellement pris. En effet, le sujet du livre – et il est important de le souligner – est plus large que le titre le laisse supposer : l’auteu..

Schneider, Olaf, Erzbischof Hinkmar und die Folgen. Der vierhundertjährige Weg historischer Erinnerungsbilder von Reims nach Trier

Depuis quelques temps, Johannes Fried a relancé le débat sur la mémoire – et notamment la mémoire orale – dans la société médiévale. En s’inscrivant clairement dans cette démarche, l’un de ses élèves, O.S., s’est proposé comme objectif d’examiner les sources relatives à l’histoire des monastères de Mettlach et d’Echternach aux alentours de Trèves. La documentation très vaste – n’évoquons ici que le grand nombre de diplômes, dont beaucoup de faux, et des écrits historiographiques et hagiograph..