Statistical analysis and combination of active and passive microwave remote sensing methods for soil moisture retrieval

Knowledge about soil moisture and its spatio-temporal dynamics is essential for the improvement of climate and hydrological modeling, including drought and flood monitoring and forecasting, as well as weather forecasting models. In recent years, several soil moisture products from active and passive microwave remote sensing have become available with high temporal resolution and global coverage. Thus, the validation and evaluation of spatial and temporal soil moisture patterns are of great interest, for improving soil moisture products as well as for their proper use in models or other applications. This thesis analyzes the different accuracy levels of global soil moisture products and identifies the major influencing factors on this accuracy based on a small catchment example. Furthermore, on global scale, structural differences betweenthe soil moisture products were investigated. This includes in particular the representation of spatial and temporal patterns, as well as a general scaling law of soil moisture variability with extent scale. The results of the catchment scale as well as the global scale analyses identified vegetation to have a high impact on the accuracy of remotely sensed soil moisture products. Therefore, an improved method to consider vegetation characteristics in pasive soil moisture retrieval from active radar satellite data was developed and tested. The knowledge gained by this thesis will contribute to improve soil moisture retrieval of current and future microwave remote sensors (e.g. SMOS or SMAP)

Analysing forest development under changing environmental conditions – novel information for the forest management by combining models demonstrated for the forest enterprise Zittau

Waldwachstumsmodelle sind ein ideales Werkzeug, um Auswirkungen veränderter Umweltbedingungen auf das Wachstum der Bäume aufzuzeigen. Ziel des Teilprojektes „Waldwachstumsreaktionen und Systemprozesse“ im Rahmen von ENFORCHANGE war, durch die Kombination von Wachstumsmodellen mit unterschiedlichen methodischen Ansätzen regionale Auswirkungen standörtlicher und klimatischer Veränderungen auf die Waldentwicklung zu analysieren und somit bessere Grundlagen für eine angepasste Forstbetriebsplanung zu schaffen. Anhand des physiologischen Wachstumsmodells BALANCE wurde der Einfluss der prognostizierten Klimaänderungen auf das Wachstum der Bäume abgeschätzt. Die für verschiedene Baumarten und regionaltypische Bestände gewonnenen Reaktionsmuster konnten anschließend in das managementorientierte Wachstumsmodell SILVA übertragen werden. Die Entwicklung repräsentativer Waldbestände wurde in SILVA für einen Zeitraum von 30 Jahren simuliert, wobei verschiedene Nutzungsszenarien untersucht wurden, um Handlungsspielräume und mögliche strategische Planungen für Forstbetriebe aufzuzeigen. Die gewonnenen Erkenntnisse für die praktische Betriebsplanung wurden am Beispiel des kommunalen Forstbetriebes Zittau dargestellt. Es wird deutlich, wie die Forstplanung von derartigen Szenarioanalysen profitieren kann. Die Simulationsrechnungen unter Annahme geänderter Klimaverhältnisse zeigen, dass die Bestände unter diesen Bedingungen ein verringertes Reaktionsvermögen auf waldbauliche Maßnahmen aufweisen, was insbesondere bei den Zuwächsen bemerkbar ist. Dabei haben Laubholzbestände, die bereits jetzt auf 27% der Betriebsfläche stocken, vermutlich eine Pufferwirkung und mildern die Auswirkungen der Klimaänderungen auf die Produktivität des Gesamtbetriebes ab.Forest growth models are versatile instruments for analysing the influence of environmental changes on plant growth. The aim of this study was to analyse possible adaptation strategies by model simulations combining different growth models. By using the process oriented growth model BALANCE we estimated the influence of climate change on tree growth. The reaction patterns of different and region specific forest stands were then implemented as algorithms in the management-oriented growth model SILVA. The growth of forest stands was simulated with SILVA over 30 years focussing on management options to test different adaption strategies. This approach of combining models with different paradigms is demonstrated for the forest enterprise Zittau. The results of the simulations for the Zittau enterprise convey how forest planning can profit by long term information from scenario analysis. Climate change simulations show that forest stands can loose capacity – e.g. increase capacity – to react on management measures. That means a loss of regulation alternatives for forest planning under the used climate change scenario. A hardwood percentage of 27% in the Zittau forest, on the other hand, possibly has a certain buffer function and moderates the climate change effects on production

Der subfrontale trans-lamina terminalis-Zugang zum III.Ventrikel

Es wurden zur morphometrischen und topographischen Evaluierung des subfrontalen trans-lamina terminalis-Zugangs 42 humane Gehirne morphometrisch untersucht. Als valide Landmarke wurde der Sulcus frontomarginalis gefunden. Das olfaktorische System gliedert sich in eine "pars libera" und "pars tecta" n. olfactorii, hervorgerufen durch eine Olfaktoriuszisterne, die bei operativen Eingriffen inzidiert werden kann, so dass die postoperative Anosmiehäufigkeit reduziert werden kann. Es wurden in der Arbeit verschiedenste Meßwerte entlang des subfrontalen Korridors dokumentiert, valide Strukturen gefunden sowie der Eingangsbereich zum III.Ventrikel topographisch veranschaulicht

Untersuchungen zu den Mechanismen der Assemblierung und Disassemblierung von Desmosomen am Beispiel des Pemphigus

Desmosomen sind spezialisierte Haftstrukturen, die die Stabilisierung des Zellverbundes gegenüber Zug- und Scherkräften gewährleisten. Dazu binden desmosomale Cadherine extrazellulär an Haftmoleküle benachbarter Zellen und sind intrazellulär unter anderem über Desmoplakin (DP) und Plakoglobin (PG) an Keratinfilamenten verankert. Insbesondere für das desmosomale Cadherin Desmoglein 3 (Dsg3), das sowohl innerhalb als auch außerhalb der Desmosomen vorkommt, wurde eine wichtige Bedeutung als Adhäsionsprotein in Keratinozyten nachgewiesen. Trotz ihrer Funktion, Widerstand gegen hohe mechanische Belastungen zu vermitteln, sind Desmosomen dynamische Strukturen, die einem stetigen Umbau unterliegen. Die Notwendigkeit einer genauen Regulierung des desmosomalen Auf- und Abbaus wird durch das Vorkommen zahlreicher vererbbarer und autoimmuner Erkrankungen unterstrichen. In der vorliegenden Arbeit wurden Mechanismen, die der geordneten Assemblierung der Desmosomen und der Disassemblierung nach Störung der desmosomalen Zell-Zell-Haftung unterliegen, untersucht. Im ersten Teil der vorliegenden Studien standen die Vorgänge der Desmosomenbildung in humanen Keratinozyten im Fokus. Adhärenskontakte und deren Zusammenwirken mit Actinfilamenten spielen eine wichtige Rolle in der Ausbildung der Desmosomen. Für die Actin-Bindeproteine Adducin und Cortactin wurde durch siRNA-Interferenzstudien eine essentielle Funktion für die Vermittlung der desmosomalen Zell-Zell-Haftung nachgewiesen. Die siRNA-induzierte Depletion von Adducin verursachte eine Reduktion der zytoskelettal-gebundenen Dsg3-Moleküle, was mit einer reduzierten Membranmobiltät korrelierte. Für Cortactin wurde eine direkte Interaktion mit Dsg3 mittels zweier unabhängiger molekularbiologischer Methoden nachgewiesen. Dies deutet auf eine direkte Rolle des Cortactins in der Regulierung der Desmosomen hin. Die siRNA-induzierte Depletion von E-Cadherin führte zum Verlust der membranständigen Lokalisation von Dsg3 und zu einer verminderten Verankerung der Dsg3-Moleküle innerhalb der zytoskelettalen Proteinfraktion. Es wurde ein Signalkomplex aus extradesmosomalen Dsg3, E-Cadherin und der Tyrosinkinase Src identifiziert, dessen Stabilität durch Src reguliert wurde. Hierbei wurden Dsg3 und E-Cadherin an Tyrosinresten durch Src phosphoryliert, deren Aktivität sowohl für die Inkorporation von Dsg3 in die Desmosomen als auch für die Reifung der Desmosomen zu stabilen Haftkontakten essentiell war. Im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit wurden die Prozesse der desmosomalen Disassemblierung nach Inkubation mit Pemphigus vulgaris-Autoantikörpern (PV-IgG) analysiert.PV ist eine etablierte Modellerkrankung zur Untersuchung der Desmosomen-vermittelten Zelladhäsion in Keratinozyten. Die Bindung der gegen Dsg1 und Dsg3 gerichteten PV-IgGs induziert eine Reduktion der Dsg3-Proteinmengen und eine Aktivierung verschiedener Signalwege, u.a. von RhoA und PKC. Da diese Signalwege ebenfalls Adducin regulieren und PV-IgGs eine Umorganisierung des Actin-Zytoskeletts verursachen, die durch exogene Aktivierung von RhoA verhindert wird, wurde das Zusammenspiel von PV-IgGs, RhoA und Adducin untersucht. Die protektive Wirkung der RhoA-Aktivierung auf die Zell-Zell-Haftung und die Verteilung von Dsg3 nach Applikation der PV-IgGs war sowohl von der Expression als auch von der Phosphorylierung von Adducin an Serin726 abhängig. Interessanterweise verursachten PV-IgGs über den Ca2+-Einstrom und über PKC, unabhangig von RhoA, eine schnelle Phosphorylierung von Adducin an Serin726. Die durch den Ca2+-Einstrom- und PKC-vermittelte Phosphorylierung von Adducin könnte somit einen Rettungsmechanismus der Keratinozyten darstellen, der in Reaktion auf die PV-IgG-Bindung einsetzt und die desmosomale Assemblierung induziert. Ferner wurde die reduzierte Verankerung der Keratinfilamente an Desmosomen, ein weiteres Merkmal der PV-Pathogenese, mit der Aktivität von PKC korreliert. Keratinfilamente, die einer dynamischen Regulierung durch p38MAPK unterliegen, lösen sich in Reaktion auf PV-IgGs von den Desmosomen und akkumulieren perinukleär. Dieses Phänomen der Zytokeratin-Retraktion wurde durch Inkubation mit Tandempeptid (TP), das die Transinteraktion von Desmogleinen stärkt, verhindert. Zusammenfassend liefern die in dieser Arbeit gewonnenen Daten neue Erkenntnisse über die Mechanismen des desmosomalen Umsatzes. Adducin und E-Cadherin nehmen eine essentielle Rolle in der Ausbildung und Aufrechterhaltung der desmosomalen Haftstrukturen ein. Untersuchungen der pathogenen Effekte der PV-IgGs unterstreichen die hohe Relevanz eines intakten Actin- und Keratin-Stützgerüsts für die interzelluläre Haftung von Keratinozyten. Diese Befunde könnten in Zukunft auch von medizinischer Relevanz für die Therapie von Pemphigus-Patienten sein

Common Owners as Active Monitors: A Theory of Rational Neglect

I propose a novel mechanism of how common ownership affects product market competition. Internalization of shareholders' portfolio interests into managers' objective functions is no longer necessary if owners can provide active monitoring that affects firms' ability to compete. Whenever product market externalities cause common owners to neglect monitoring, firms are less competitive compared to a counterfactual where shareholder interests are aligned with firm value maximization. I formally prove this intuition in a static model of active monitoring with common ownership that allows for heterogeneous firms and portfolio allocations. Based on the game's unique Nash equilibrium, I derive empirical predictions that link unobserved active monitoring to observed product market outcomes. I conclude with a brief analysis of two policy interventions aimed at curbing the anti-competitive effects of common ownership

The division of the sciences

Die Arbeit diskutiert die vielfältigen Implikationen von Wissenschaftsklassifikationen und stellt eine Typologie zur Diskussion, mit deren Hilfe es möglich wird, Wissensklassifikationen hinsichtlich einer Vielzahl von Aspekte zu analysieren. Konkrete Beispiele aus der mehr als 2000 Jahre zurückreichenden Geschichte der Wissenschaftsklassifikation illustrieren dabei die Ergebnisse der Untersuchung. Sie dienen als Anschauungsmaterial, um mit ihren jeweils charakteristischen Problemlösungen die ihnen zugrunde liegenden Voraussetzungen zu untersuchen. Im Zentrum der Untersuchung lagen dabei aber die impliziten und expliziten Voraussetzungen konkreter Wissenschaftsklassifikationen. Die angestrebte Systematisierung macht den Verzicht auf eine historische Darstellung notwendig. Die systematisch geordnete Unersuchung in Verbindung mit dem chronologisch geordneten Anhang ermöglicht es dem Leser, Aufschlüsse über das Aufkommen und Verschwinden beherrschender wissenstheoretischer Ideen und über den Stand der Entwicklung der Wissenschaften zu einer gegebenen Epoche zu erschließen, sowie die darunter liegenden Strukturen zu erkennen. Obwohl also auf eine lineare historische Darstellung verzichtet wurde, stellt sich dem Leser dadurch ein kleiner, repräsentativer Überblick über ihre Geschichte dar, mit dessen Hilfe sich ihm die großen Entwicklungslinien erschließen