Aerosol typing over Europe and its benefits for the CALIPSO and EarthCARE missions: Statistical analysis based on multiwavelength aerosol lidar measurements from ground-based EARLINET stations and comparison to spaceborne CALIPSO data

Aerosols show type-specific characteristics, which depend on intensive aerosol optical and microphysical properties that influence the radiation processes in the atmosphere in several ways. There are still large uncertainties in the calculation of the aerosol direct radiative effect. The classification of aerosols and the characterization of the vertical aerosol distribution is needed in order to provide more accurate information for radiative-transfer simulations. In the framework of the present thesis, the vertical and spatial distribution as well as optical properties of atmospheric aerosols over the European continent were investigated based on lidar measurements. Possibilities for an aerosol classification or so-called aerosol typing were presented and major aerosol types were specified. Former studies about the classification of aerosols were summarized and representative values for aerosol-type-dependent parameters were given. Case studies were used to demonstrate how observations of the European lidar network EARLINET from 2008 until 2010 were analyzed for aerosol layers and how model simulations and auxiliary data including the assessment of meteorological conditions were applied to determine the origin of each single aerosol layer. Thus, aerosol-type dependent parameters were evaluated and a novel method for the typing of aerosols was developed, which can be used, e.g., within algorithms of satellite data retrievals. Additionally, conversion factors were determined, which are needed for the harmonization of satellite data of present and upcoming missions. Furthermore, findings of the aerosol typing based on EARLINET data were compared to results of the aerosol classification scheme for satellite-borne lidar measurements onboard CALIPSO. It could be shown that deficient classifications of the aerosol type emerged systematically within the automated CALIPSO algorithm. Those wrong classification leads to an underestimation of the single-scattering albedo and hence to an overestimation of the warming effect of the respective aerosol layer. This overestimated warming effect has to be kept in mind for simulations of the global aerosol radiative effect based on CALIPSO data.Die Bestimmung des direkten Strahlungsantriebs von Aerosolen ist mit großen Unsicherheiten behaftet. Inwiefern Aerosole die Strahlungsprozesse in der Atmosphäre beeinflussen ist abhängig von ihren optischen und mikrophysikalischen Eigenschaften. Zur Optimierung von Strahlungstransfersimulationen werden daher ergänzende Informationen über typspezifische Aerosoleigenschaften sowie die vertikale Aerosolverteilung benötigt. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden anhand von Lidarmessungen die vertikale und räumliche Verteilung atmosphärischer Aerosole über Europa analysiert sowie deren optische Eigenschaften ermittelt. Einleitend werden Möglichkeiten der Aerosolklassifizierung erläutert und Aerosoltypen spezifiziert, die über Europa beobachtet werden können. Vorherige Studien zur Aerosolklassifizierung sind in einer Literaturübersicht zusammengefasst. Anhand von Fallstudien wurde zunächst die Analyse von Beobachtungen des europäischen Lidarnetzwerkes EARLINET von 2008 bis 2010 auf das Vorhandensein von Aerosolschichten verdeutlicht. Die Herkunft jeder einzelnen Aerosolschicht wurde anschließend unter Verwendung von Modellrechnungen sowie weiteren Informationen bestimmt und aerosoltypspezifische Kenngrößen berechnet. Mit Hilfe dieser Kenngrößen ist es möglich, den Typ des Aerosols abzuleiten. Daraus wurde eine neuartige Methode zur Typisierung von Aerosolen entwickelt, die z.B. in Algorithmen zur Verarbeitung von Satellitendaten verwendet werden kann. Zusätzlich wurden Umrechnungsfaktoren bestimmt, die zur Zusammenführung und zum Vergleich von Daten aktueller und zukünftiger Satellitenmissionen benötigt werden. Die Ergebnisse der Aerosoltypisierung auf Basis von EARLINET-Daten wurden anschließend mit Ergebnissen der automatischen Typisierung weltraumbasierter Lidarmessungen des CALIPSO-Satelliten verglichen. Es konnte gezeigt werden, dass innerhalb des CALIPSO-Algorithmus systematisch fehlerhafte Klassifizierungen des Aerosoltyps auftreten. Diese falsche Klassifizierung führt zu einer Unterschätzung der Einfachstreualbedo und zu einer Überschätzung der erwärmenden Wirkung der betreffenden Aerosolschicht. Die überschätzte Wärmewirkung hat wiederum fehlerhafte Ergebnisse bei Strahlungstransferrechnungen, die auf CALIPSO-Daten basieren, zur Folge

Vesikulärer Transfer ("Transsekretion") von Membrankomponenten auf bovine Nebenhodenspermien

Bei der Passage durch den männlichen Reproduktionstrakt interagieren Spermatozoen mit Faktoren, die u.a. vom Nebenhoden sezerniert werden. Die daraus resultierende Modifikation der Spermatozoen ist essentiell für die Ausreifung zu voll funktionsfähigen Keimzellen. Bei der Ausdifferenzierung im Nebenhoden spielen vermutlich u. a. auch die Epididymosomen (apokrin sekretierte Nebenhodenvesikel) eine wichtige Rolle. In vorausgehenden Untersuchungen unserer Arbeitsgruppe konnte gezeigt werden, dass sich die Plasmamembran-Ca2+-ATPase Isoform 4 (PMCA4) Spleißvarianten-Ausstattung in der Membran von Bullenspermien von PMCA4b in Caputspermien zu PMCA4a in Caudaspermien ändert. Zudem nahm auch die Ca2+-ATPase Aktivität der Spermien während der Passage durch den Nebenhoden signifikant zu. Die Möglichkeit eines Transfers der PMCA4a von Epididymosomen auf Spermien wurde postuliert (Sanchez-Luengo et al. 2004,Brandenburger et al. 2011). Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die fusogene Eigenschaft boviner Epididymosomen näher zu untersuchen. Dafür wurden Nebenhodenvesikel aus den verschiedenen Nebenhodenabschnitten isoliert und sowohl morphologisch, als auch biochemisch charakterisiert. Weiterhin wurde der vesikuläre Transfer von Membrankomponenten (Lipide, Proteine) und speziell der potentielle Transfer der PMCA auf bovine Nebenhodenspermien untersucht. Elektronenmikroskopische ntersuchungen zeigten, dass Cauda Epididymosomen größer sind als Caput Epididymosomen. Lipidanalysen von Caput- und Cauda Epididymosomen belegten eine Zunahme des Cholesterin/Phospholipid-Verhältnisses bei einer Abnahme der Cholesterol- und der Phospholipidkonzentration. Hauptanteilig konnten die Phospholipide Phosphatidyethanolamin (PE), Phosphatidylcholin (PC) und Sphingomyelin(SM) nachgewiesen werden, wobei sich der Gehalt in Caput- und Cauda Epididymosomen nicht signifikant veränderte. Bei der Proteinanalyse spezialisierte sich die Autorin auf die PMCA. Mittels Westernblot-Analysen konnte gezeigt werden, dass in Cauda Vesikeln mehr PMCA4a nachzuweisen war als in Caput Vesikeln. Auch die Ca2+-ATPase Aktivität stieg von Caput- zu Cauda Epididymosomen signifikant an. Um in in vitro Experimenten die fusogene Eigenschaft der Epididymosomen mit Spermien zu untersuchen, wurden bovine Epididymosomen mit dem Fluoreszenzfarbstoff Octadecylrhodamin B (R18) markiert. Für Caputspermien konnte eine höhere Fusionsrate als für Caudaspermien nachgewiesen werden. Der für die Fusion optimale pH lag dabei im sauren Bereich (pH 5 - 6). Lipidanalysen von Nebenhodenspermien belegten eine Abnahme des Cholesterin/Phospholipid-Verhältnisses von Caput- zu Caudaspermien. Dies konnte auch nach in vitro Fusion von Caputspermien mit Epididymosomen erzielt werden. Daher wird postuliert, dass diese Veränderungen ein Ergebnis aus der Interaktion der Spermien mit den Epididymosomen sind. In vivo konnte in Spermien eine Abnahme von PE, PC und SM im Verlauf des Nebenhodentraktes dokumentiert werden, die jedoch in vitro nicht nachgeahmt werden konnte. Nach Markierung der Epididymosomen mit Biotin konnte eine Übertragung Biotin-markierter Proteine von Epididymosomen auf die Nebenhodenspermienmembran mittels in vitro Fusion gezeigt werden. Die Ca2+-ATPase-Aktivität nahm zwar signifikant nach in vitro Fusion von Epididymosomen mit Nebenhodenspermien zu, ob aber auch die PMCA4a übertragen wird, konnte mittels Immunhistologie nicht abschließend geklärt werden, da der Antikörper gegen die Spleißvariante PMCA4a auf Spermienausstrichen unzureichend färbte. Lediglich mit dem Antikörper gegen PMCA4 konnte eine leichte Fluoreszenzzunahme im Mittelstück dokumentiert werden, die auf eine Übertragung hindeuten könnte. Weiterhin konnte in vorausgehenden Untersuchungen unserer Arbeitsgruppe gezeigt werden, dass die Ca2+-ATPase Aktivität in Nebenhodenspermien organspezifisch (z.B. keine signifikante Stimulation in Herz und Niere) durch das Bläschendrüsenprotein PDC-109 signifikant stimuliert werden kann (Sanchez-Luengo et al. 2004). Diese Stimulation konnte in der vorliegenden Arbeit auch für Epididymosomen und Spermien nach in vitro Fusion dokumentiert werden. Es ist bekannt, dass PDC-109 an Phospholipide bindet und auch die Aktivität der PMCA durch Phospholipide beeinflusst werden kann. Weitere Untersuchungen müssen zeigen, ob es einen Zusammenhang zwischen der Lipidveränderung und der erhöhten Ca2+-ATPase Aktivität in Spermien nach der Fusion gibt. Zusammenfassend führt die Transsekretion (Zell-zu-Zelltransfer) zwischen Epididymosomen und Spermien zur Übertragung von Lipiden und Proteinen mit Einfluss auf die Ca2+-ATPase-Aktivität

Rekonstruktion der Entwicklung des Schulzensees und des Tiefen Sees (Mecklenburg-Vorpommern) seit dem Spätglazial mittels Diatomeenanalyse unter besonderer Berücksichtigung der Trophiegeschichte. 2006

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Warning letter : juristic risks for journalists and online-journalists

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den Grundlagen des Presserechts und den rechtlichen Gefahren für Pressetätige. Es wird der Frage nachgegangen, an welche Rechte und Pflichten Journalisten gebunden sind und welche Ansprüche gegenüber der Presse geltend gemacht werden können. Ziel ist es zu klären, welche Folgen sich aus einer Rechtsverletzung für den Journalisten ergeben, welche Vorsorgemaßnahmen er treffen kann und welche Reaktionsmöglichkeiten er im Falle einer Abmahnung hat. Die Fragestellungen werden auf der Grundlage der Auswertung aktueller Fachliteratur diskutiert. Im Ergebnis wird deutlich, dass durch eine gewissenhafte und sorgfältige Ausübung des journalistischen Berufes viele Rechtsstreite verhindert werden können. Ebenfalls wird deutlich, dass die Verletzung des Persönlichkeitsrechts wohl am häufigsten zu einer Abmahnung führt und zu den besonders betroffenen Bereichen im journalistischen Arbeitsfeld gehört

Die Validierung von Bewegungsstereotypen mittels EMG-Polvgrafie bei gesunden Probanden

Ziel dieser Studie war es, die Bewegungsstereotypen nach Janda mittels Oberflächen- Elektromyographie (O-EMG) zu validieren. Dazu wurde die Messung der Muskelfunktion mit einem 8-Kanal-Oberflächen-EMG durchgeführt. Hauptaugenmerk wurde auf die Aktivierungsreihenfolge der verschiedenen Muskelgruppen in der Kette des jeweiligen Bewegungsstereotyps gelegt. Die Studie hatte folgende Bewegungsstereotype als Untersuchungsmittelpunkt: Armabduktion, Hüftabduktion, Hüfthyperextension, Kopfanteflexion, Rumpfanteflexion und Liegestütz. Für die Forschung auf dem Gebiet der Sensomotorik ist es von immenser Bedeutung, effiziente Methoden zur Beurteilung von Bewegungsstereotypen zu entwickeln und zu verbessern. Die Oberflächen- Elektromyographie ist eine geeignete Methode für die Registrierung von Muskelaktivitäten und wurde auf ihre Reliabilität und Praktikabilität hin geprüft. Eine Auswertungssoftware sollte das diagnostische Messverfahren erleichtern. Es wurden 20 klinisch gesunde Probanden untersucht. Während der dreimaligen Wiederholung des jeweiligen Stereotyps, wurde mittels Oberflächen- EMG Muskelaktivitäten abgeleitet, graphisch dargestellt und mit Hilfe der Auswertungssoftware die Rekrutierungsreihenfolge abgebildet. Es wurden Übereinstimmungen der Ergebnisse bezüglich der Aktivierungsreihenfolge der untersuchten Muskelgruppen mit der von Janda als ideal bewerteten ermittelt. Ebenfalls wurde die visuelle Untersuchung durch einen erfahrenen Untersucher durchgeführt und ausgewertet. Die EMG- Polygraphie zeigte eine überwiegend gute bis sehr gute Intrasession- Reliabilität bei Beurteilung der sechs Bewegungsstereotypen hinsichtlich der Aktivierungsreihenfolgen, mit Overall- Kappa- Koeffizienten von -0,444 bis 0,926. Die schlechten Kappa- Werte wurden bei der Rumpfanteflexion ermittelt, ansonsten sind die Ergebnisse zufrieden stellend, mit 56-100% Overall- Kappa- Koeffizienten über 0,5. Die Intersession- Reliabilität zeigte ebenfalls gute bis sehr gute Übereinstimmungen, mit Overall- Kappa- Koeffizienten von 0,200 bis 0,838. Auch bei diesem Testgütekriterium bildet die Rumpfanteflexion das Schlusslicht. Zusammenfassend wurden gute Ergebnisse ermittelt mit 75-100% Overall- Kappa- Koeffizienten über 0,5. Die visuelle Ermittlung der Rekrutierungsreihenfolge ergab eine deutliche Rangverteilung mit lediglich minimaler Streuung. Neben der Anzahl der Wiederholungen hat auch die Objektivität des Untersuchers Einfluss auf die Ergebnisse (Bak 1998). Da die zeitlichen Unterschiede der Muskelaktivierung im Millisekundenbereich liegen, ist die O-EMG der visuellen Methode vorzuziehen. Die SinfoMed EMG- Software ist ein guter Anfang für eine praktikable Auswertungssoftware in der O-EMG. Sie sollte in der Zukunft noch optimiert werden um die Aussagekraft dessen zu verbessern und mögliche Fehlinterpretationen vermieden werden können. Es konnte in dieser Studie bestätigt werden, dass die O-EMG ein geeignetes Verfahren zur Bewertung von Bewegungsstereotypen ist, sowie für wissenschaftliche und diagnostische Zwecke geeignet ist. Möglicherweise kann die O-EMG auch zur Feedback-Therapie eingesetzt werden

Efficient Random Walks on Riemannian Manifolds

According to a version of Donsker's theorem, geodesic random walks on Riemannian manifolds converge to the respective Brownian motion. From a computational perspective, however, evaluating geodesics can be quite costly. We therefore introduce approximate geodesic random walks based on the concept of retractions. We show that these approximate walks converge in distribution to the correct Brownian motion as long as the geodesic equation is approximated up to second order. As a result we obtain an efficient algorithm for sampling Brownian motion on compact Riemannian manifolds.Comment: 14 pages; v3: published versio

Wirkmechanismen anorganischer Sekundärrohstoffe in silicatkeramischen Massen

Keramische Werkstoffe stellen bewährte, ästhetisch ansprechende und dauerhafte Baustoffe dar. Sie können als ökologisch wertvoll, gesund und wirtschaftlich eingestuft werden (Wagner et al. 1998)... Zum Einsatz von Sekundärrohstoffen in keramische Massen, d.h. zur Herstellung keramischer Erzeugnisse wurden bereits zahlreiche Untersuchungen durchgeführt. ... Die Zielstellung der vorliegenden Arbeit liegt daher in der umfassenden Beurteilung des Einsatzes von Sekundärrohstoffen in silikatkeramische Massen. Als Sekundärrohstoffe wurden Gesteins- sowie Glas- bzw. glashaltige Reststoffe unterschiedlicher Zusammensetzungen gewählt. ..

Mechanical losses in low loss materials studied by Cryogenic Resonant Acoustic spectroscopy of bulk materials (CRA spectroscopy)

Mechanical losses of crystalline silicon and calcium fluoride have been analyzed in the temperature range from 5 to 300 K by our novel mechanical spectroscopy method, cryogenic resonant acoustic spectroscopy of bulk materials (CRA spectrocopy). The focus lies on the interpretation of the measured data according to phonon-phonon interactions and defect induced losses in consideration of the excited mode shape.Comment: 4 pages, 4 figures, proceedings of the PHONONS 2007, submitted to Journal of Physics: Conference Serie