Including but not limited to: How Brussels is emerging as a global regulatory superpower, establishing its data protection standard worldwide

Can the European Union shape global regulatory policy? If it can, what conditions exist? This is the essential question at the centre of this thesis. This thesis will employ the case of global data protection regulation and put the two opposing theories of realist Daniel Drezner and institutionalist Anu Bradford against each other. To answer the first questions data protection authorities around the world have been asked to complete questionnaires on principles in their laws and these have been matched with common European and non-European data protection frameworks. The data indicates that the European Union is able to shape global data protection legislation. Two answer the second question, the two theories have been compared and confronted with the results from the first research question. While both authors cannot be completely proven or disproven, taking only their central disagreement if the European Union can shape policy against the preferences of the United States, Bradford having answered this positively emerges with the data on her side

Exploration and Imagination of City Futures in Science-Fiction

Whilst urban planning is regularly based on the scientific state of the art, Science-Fiction (Sci-Fi) creators are free to implement more improbable aspects which may look ‘mad’ from today’s view. This paper focuses on the question what urban planning can learn from urban future created in Sci-Fi works. The articleis based on empirical data from a research project named “Sci-Fi Cities – urban futures in art, literature and video". The study was conducted by an interdisciplinary team of researchers at Brandenburg University of Technology, Germany, including experts from media science, urban planning, architecture and visual arts. The aim of the study is to analyze how future cities work in Sci-Fi and if respective what urban policy formulation can learn out of it. The timeframe set starts from the 1970ies and focuses on Sci-Fi works dealing with a future being still prospective from today’s view. The geografical emphasis is put on the Western culture (Europe, US, Japan) since the study aims in providing deductions for the German context. Sci-Fi works from different media as movies, literature, comics, computer games are taken into account.The project was assigned by the Federal Institute for Research on Building, Urban Affairs and Spatial Development in Germany (October 2014 until March 2015)

Variability of continental riverine freshwater and nutrient inputs into the North Sea for the years 1977-2000 and its consequences for the assessment of eutrophication

We determined the monthly and annual riverine freshwater, nitrogen (N) and phosphorus (P) loading into the North Sea from Belgium, The Netherlands, and Germany for the years 1977-2000. An average of 133 km3 yr-1 of the 309 km3 yr-1 precipitation into the watershed is carried by the rivers into the sea. Total freshwater discharge fluctuates with a strong 6-7 yr periodicity, is strongly correlated with precipitation, and exhibits a slight long-term decrease. The temporal changes of regional patterns of precipitation lead to changing ratios of annual discharge of the western rivers compared to the eastern rivers, varying between 2.2 and 3.5. The long-term oscillations in discharge were more pronounced as discharge increased. The annual means of total and dissolved inorganic N and P loads were estimated to be 722 and 582 kt N yr-1 and 48 and 26 kt P yr-1, respectively. The monthly N loads were much more strongly correlated with discharge, compared to the monthly P loads. Total N and P as well as dissolved inorganic N also demonstrated a 6-7 yr periodicity. The annual N loads decreased by about 17 kt N yr-1 from 1977 to 2000. The total phosphorus and phosphate loads decreased from about 80 and 50 kt P yr-1 in the 1980s to 25 and 12 kt P yr, respectively, in the 1990s. The western rivers contributed the major part of the nutrient loads. The long-term oscillations in their nutrient loads were much more pronounced, compared to the eastern rivers. The area-specific loading rates estimated for all rivers are comparable to earlier estimates using shorter data records, smaller sample sizes, and a less complete watershed monitoring program. The monthly and annual average N:P ratios and their variability increased considerably for individual rivers during the study interval. These results confirm that the water quality of European continental rivers is strongly influenced by intense land use. They demonstrate the necessity for using long time series monitoring results to assess change and evaluate the effects of climate change on the North Sea coastal ecosystems, using ecosystem models on decadal time scales

Looking beyond stratification: a model-based analysis of the biological drivers of oxygen deficiency in the North Sea

Low oxygen conditions, often referred to as oxy- gen deficiency, occur regularly in the North Sea, a temperate European shelf sea. Stratification represents a major process regulating the seasonal dynamics of bottom oxygen, yet, low- est oxygen conditions in the North Sea do not occur in the regions of strongest stratification. This suggests that stratifi- cation is an important prerequisite for oxygen deficiency, but that the complex interaction between hydrodynamics and the biological processes drives its evolution. In this study we use the ecosystem model HAMSOM- ECOHAM to provide a general characterisation of the dif- ferent zones of the North Sea with respect to oxygen, and to quantify the impact of the different physical and biological factors driving the oxygen dynamics inside the entire sub- thermocline volume and directly above the bottom. With respect to oxygen dynamics, the North Sea can be subdivided into three different zones: (1) a highly produc- tive, non-stratified coastal zone, (2) a productive, season- ally stratified zone with a small sub-thermocline volume, and (3) a productive, seasonally stratified zone with a large sub- thermocline volume. Type 2 reveals the highest susceptibility to oxygen deficiency due to sufficiently long stratification pe- riods (textgreater60 days) accompanied by high surface productivity resulting in high biological consumption, and a small sub- thermocline volume implying both a small initial oxygen in- ventory and a strong influence of the biological consumption on the oxygen concentration. Year-to-year variations in the oxygen conditions are caused by variations in primary production, while spatial dif- ferences can be attributed to differences in stratification and water depth. The large sub-thermocline volume dominates the oxygen dynamics in the northern central and northern North Sea and makes this region insusceptible to oxygen de- ficiency. In the southern North Sea the strong tidal mixing inhibits the development of seasonal stratification which pro- tects this area from the evolution of low oxygen conditions. In contrast, the southern central North Sea is highly suscep- tible to low oxygen conditions (type 2). We furthermore show that benthic diagenetic processes represent the main oxygen consumers in the bottom layer, consistently accounting for more than 50% of the overall consumption. Thus, primary production followed by rem- ineralisation of organic matter under stratified conditions constitutes the main driver for the evolution of oxygen defi- ciency in the southern central North Sea. By providing these valuable insights, we show that ecosystem models can be a useful tool for the interpretation of observations and the es- timation of the impact of anthropogenic drivers on the North Sea oxygen conditions

Between land and sea — saline and brackish grasslands of the Baltic Sea coast

The study of vegetation-plot data on a broad geographical scale is of increasing importance in vegetation science. It significantly contributes to the transnational characterisation of vegetation types as well as the better understanding of their large-scale patterns and to habitat typologies, which are important for decision-making processes in European nature conservation. I examined semi-natural, saline and brackish Baltic Sea grasslands which occur on sedimentary flats at the transition between land and sea. Their diverse vegetation is dependent on low intensity grazing (Dijkema 1990). This valuable part of the European cultural landscape (Küster 2004), which is recognized as Annex I priority habitat type (Natura 2000; European Commission 2013), underwent an overall decrease in quality and quantity within the last 150 years, which is frequently related to abandonment. Thus, the coastal grasslands of the Baltic Sea have been assessed as Endangered in the European Red List of Habitats (Janssen et al. 2016). Within this thesis I (i) developed a proposal to integrate vegetation data using non-standard scales into general vegetation analyses, (ii) characterised the vegetation of Baltic Sea grasslands on transnational level, (iii) regarded them from a North-west European perspective, (iv) discussed their nature conservation aspects on European scale, (v) investigated changes in their plant species composition and discussed its possible relation to cessation of grazing and (vi) formulated a monitoring concept important for management planning in nature conservation.Die Untersuchung plot-basierter vegetationskundlicher Daten innerhalb eines geographisch weitgefassten Gebietes ist in der vegetationskundlichen Forschung von zunehmender Bedeutung. Sie trägt erheblich zur transnationalen Charakterisierung von Pflanzen-gesellschaften, zum Verständnis über großräumige Vegetationsmuster und zur Charakterisierung von Habitattypen (European Commission 2013), die für Entscheidungsprozesse im europäischen Naturschutz von Bedeutung sind, bei. Ich untersuchte die Salzgrasländer der Ostseeküste, die auf Sedimentflächen am Übergang zwischen Land und Meer vorkommen. Die von komplexen abiotischen Faktoren beeinflusste, facettenreiche Vegetation ist stark abhängig von einer präzise gesteuerten, extensiven Beweidung (Dijkema 1990). Innerhalb der letzten 150 Jahre sind diese kulturell wertvollen Grasländer (Küster 2004), die als prioritärer Lebensraumtyp des Anhangs I (Natura 2000; European Commission 2013) anerkannt sind, stark im Rückgang begriffen. Dies steht in Zusammenhang mit ihrer Nutzungsaufgabe. Demzufolge wurden die Salzgrasländer der Ostseeküste in der europäischen Roten Liste der Lebensräume als gefährdet eingestuft (Janssen et al. 2016). In meiner Arbeit habe ich (i) einen Vorschlag zur möglichen Nutzung von bisher übergangenen fennoskandischen Vegetationsdaten erarbeitet, die auf wenig bekannten Artmengen-Skalen beruhen, (ii) die Vegetation der Ostseesalzgrasländer auf transnationaler Ebene charakterisiert, (iii) sie aus einer nord-west-europäischen Perspektive betrachtet, (iv) auf europäischer Ebene relevante naturschutzfachliche Aspekte diskutiert, (v) Veränderungen in der Zusammensetzung der Pflanzenarten untersucht und deren möglichen Zusammenhang zur Beweidungsaufgabe diskutiert und (vi) eine Empfehlung für ein naturschutzrelevantes Monitoring von Salzgrasländern konzipiert

Analyse des Depots des Nitratumsatzes und dessen Heterogenität im quartären Grundwasserleiter des Wasserwerks Thülsfelde / Emsland - Berücksichtigung bei der Modellierung des Transportes

Im Einzugsgebiet der Fassung A des Wasserwerks Thülsfelde wurden in langjährigen Beobachtungen Nitratgehalte an einzelnen Lokationen von bis zu 300 mg/L im oberflächennahen Grundwasser gemessen. Dennoch ist die betrachtete Fassung A des 27 km2 großen Einzugsgebietes weitgehend nitratfrei. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, welche Prozesse im Untersuchungsgebiet wirken, wie die hierfür in Frage kommenden Abbauprozesse und das für die Prozesse notwendige reaktive Material verteilt sind. Es ist bekannt, dass mikrobielle Reduktionsprozesse die effektivsten Nitratsenken sind. Diese Prozesse benötigen geeignete Reaktionspartner, die im Untergrund auch vorhanden sind, z.B. organischer Kohlenstoff oder Disulfidschwefel. In der vorliegenden Arbeit wurden folgende Teilaufgaben bearbeitet: • Identifikation reaktiver Zonen • Identifikation der Umsetzungsprozesse • Identifikation ihrer räumlichen Lage • Identifikation der Verteilung reaktiven Materials • Aufbau eines Prognosewerkzeuges. Mit den Ergebnissen der Untersuchungen (Gesamtschwefelgehalt, Gesamtkohlenstoffgehalt) an Gesteinsmaterial aus 13 Rammkernsondierungen bis in eine Tiefe von 19 m uGOK sowie einer Bohrung bis in eine Tiefe von 40 m uGOK, konnte im Grundwasserleiter eine vertikale Zonierung des reaktiven Materials abgebildet werden. Bis in eine Tiefe von 20 m uGOK sind nur geringe Gehalte reaktiven Materials gefunden worden (gemessen als Schwefelgesamtgehalte: kleiner 100 [mg/kg]). Erst darunter wurden bis 26 m uGOK Schwefelgesamtgehalte zwischen 100 und 1000 [mg/kg] und in Tiefen bis zu 36 m uGOK bis zu 6400 [mg/kg] Gesamtschwefel gefunden. Die Auswertung der Beschaffenheitsdaten an Vorfeldmessstellen und an der für diese Arbeit projektierten Mehrstufenmessstelle SGM (7 Beprobungshorizonte, bis in 35,6 m uGOK) zeigten, dass genau in den Tiefenbereichen mit ansteigenden Gehalten reaktiven Materials die Redoxgrenze verläuft. Unterhalb von 25 m uGOK ist das Grundwasser praktisch nitratfrei. Untersuchungen zum Grundwasseralter ergaben für den Bereich der Redoxgrenze ein Alter zwischen 15 und 25 Jahren. Dies konnte als Hinweis darauf gedeutet werden, zusammen mit den beschriebenen Erkenntnissen zur Zonierung des reaktiven Materials und der Nitratkonzentrationen in diesem Bereich, dass der Grund für die praktische Nitratfreiheit unterhalb von 20 bis 25 m uGOK Umsatzprozesse im Grundwasserleiter sind. Die durchgeführten Batch-und Säulenversuche zum Abbau von Nitrat an Material aus dem Grundwasserleiter zeigten in ihren Ergebnissen ebenfalls eine vertikale Zonierung über die Tiefe. Mit zunehmender Tiefe wurde eine höhere Abbauleistung (bezogen auf die Ausgangsmassenkonzentrationen von Nitrat in den Versuchsgefäßen) erreicht. Im oberen Grundwasserleiter wurden bis zu 50 % Abbauleistung erreicht, nur in den tiefen Zonen wurden mehr als 50 bis zu 100 % Abbauleistung erreicht. In den Versuchen mit Material aus dem oberen Grundwasserleiter konnten keine vollständigen ablaufenden Reaktionen beobachtet werden. Für die Berechnung des Nitrattransportes wurde ein Grundwasserströmungs- und Transportmodell aufgebaut. Verwendet wurde die Software Modflow und MT3d99. In das Transportmodul MT3d99 wurden für den Abbau von Nitrat aus Feldversuchen ermittelte Geschwindigkeitskonstanten eingebaut. Mit dem Prognosewerkzeug wurden Szenarien unterschiedlicher Nitrateinträge abgebildet. Es konnte gezeigt werden, dass steigende Nitratkonzentrationen im Grundwasserleiter abhängig vom Eintrag und von der reaktiven Kapazität eines Grundwasserleiters sind. Dabei wurde anhand von 3 unterschiedlichen Szenarien deutlich, dass das Vorhandensein z.B. von Disulfidschwefel im Untergrund nur eine Scheinsicherheit darstellt. Der Reaktionspartner wird bei dem mikrobiellen Umsatz aufgebraucht. Es kann innerhalb weniger Jahre zum Ansteigen der Nitratkonzentrationen und zum Nitratdurchbruch kommen. Das aufgebaute Modell ist in der Lage unterschiedliche Szenarien für den Nitrateintrag, z.B. bei Landnutzungsänderungen, unter der Berücksichtigung der Verteilung reaktiven Materials, zu simulieren. Das Ergebnis des Rechenmodells sind Spannweiten von Nitratkonzentrationen für das System Grundwasserleiter. Für die Fassung A bleiben noch Fragen offen: • Wie ist die Verteilung reaktiven Materials im tiefen Grundwasserleiter? • Welche Massen reaktiven Materials sind verfügbar, nicht nur stöchiometrisch? • Wie sind die Reaktionen im tiefen Grundwasserleiter verteilt? • Welche Abbausequenzen existieren im tiefen Grundwasserleiter? (Anlage Rohdaten auf CD-Rom in Printversion 226 MB

Modeled larval fish prey fields and growth rates help predict recruitment success of cod and anchovy in the North Sea

Abstract. We introduce a new, coupled modeling approach for simulating ecosystem-wide patterns in larval fish foraging and growth. An application of the method reveals how interplay between temperature and plankton dynamics during 1970-2009 impacted a cold-water species (Atlantic cod Gadus morhua) and a warm-water species (European anchovy Engraulis encrasicolus) in the North Sea. Larval fish growth rates were estimated by coupling models depicting traitbased foraging and bioenergetics of individuals, spatiotemporal changes in their prey field, and the biogeochemistry and hydrodynamics of the region. The biomass composition of modeled prey fields varied from 89% nano-, 10% micro-, and 1% mesoplankton to 15% nano-, 20% micro-, and 65% mesoplankton. The mean slope of the normalized biomass size spectrum was near -1.2, consistent with theoretical and empirical estimates. Median larval fish growth rates peaked in June for cod (24% d(-1)) and in July for anchovy (17% d(-1)). Insufficient prey resources played a substantial role in limiting the growth rates of cod larvae. Anchovy were consistently limited by cold temperatures. Faster median larval growth during specific months was significantly (p < 0.05) positively associated with detrended (i.e. higher than expected) juvenile recruitment indices in cod (rank correlation Kendall's tau = 22%) and anchovy (tau = 42%). For cod, the most predictive month was February, which was also when food limitation was most prevalent. The continued development of modeling tools based on first principles can help further a mechanistic understanding of how changes in the environment affect the productivity of living marine resources

Investigation on the trophic state of the North Sea for three years (1994?1996) simulated with the ecosystem model ERSEM ? the role of a sharp NAOI decline

International audienceApplying the ecosystem model ERSEM to the Northwest-European shelf (48°?63°N, 15°W?12°E) the years 1994-1996 were simulated, which exhibit an extremely strong transition in North Atlantic Oscillation index (NAOI): from a high-NAOI to a low-NAOI regime. In order to be far enough from the boundaries of the model area the results and budgets are focussed on the North Sea area. For this region the model was validated against climatological values of nitrate as representative nutrient. For all three years the North Sea was found to be net heterotrophic: organic material was imported, inorganic material was exported. The strength of this "remineralisation-machine" was large during NAOI-high years (1994 and 1995). It was weaker in 1996 with a low NAOI. This was caused by higher net primary production in the northern North Sea during summer 1996. In this year the stratification was weaker and began later allowing the deep nutrient-rich water in the northern North Sea to be mixed into the upper layers also during early summer