Development of a Short-Term Forecast System for Solar Surface Irradiance Based on Satellite Imagery and NWP Data

The increasing use of renewable energies as a source of electricity has lead to a fundamental transition of the power supply system. The integration of fluctuating weather-dependent energy sources into the grid already has a major impact on its load flows and associated with this economic effects. As a result, the interest in forecasting wind and solar radiation with a sufficient accuracy over short time periods (0-4 h) has grown. In this study, a novel approach for forecasting solar surface irradiance is developed which is based on the optical flow of the effective cloud albedo and SPECMAGIC NOW. This short-term forecast is combined seamlessly with the numerical weather prediction (NWP) to expand the forecast horizon up to 12 h. The optical flow method utilized here is TV-L1 from the open source library OpenCV. This method uses a multi-scale approach to capture cloud motions on various spatial scales. After the clouds are displaced by extrapolating the optical flow into the future, the solar surface radiation will be calculated with SPECMAGIC NOW, which computes the global irradiation spectrally resolved from satellite imagery. Due to the high temporal and spatial resolution of satellite measurements, the effective cloud albedo and thus solar radiation can be forecasted from 15 min up to 4 h with a resolution of 0.05°. The combination of the displacement of clouds by TV-L1 and the calculation of solar surface irradiance by SPECMAGIC NOW is innovative and promising. Finally, a procedure for a seamless blending between a NWP model and the presented nowcasting is developed. For this purpose the software tool ANAKLIM++ is utilized which was originally designed for the efficient assimilation of two-dimensional data sets using variational approach. ANAKLIM++ blends the nowcasting, ICON and IFS between 1-5 h in such a way that the combined forecast delivers a smaller forecast error than the individual forecasts for each lead time

CD40 ligand inhibits endothelial cell migration by increasing production of endothelial reactive oxygen species

Background— The CD40/CD40 ligand system is involved in atherogenesis. Activated T lymphocytes and platelets, which express high amounts of CD40 ligand (CD40L) on their surface, contribute significantly to plaque instability with ensuing thrombus formation, leading to acute coronary syndromes. Because reendothelialization may play a pivotal role for plaque stabilization, we investigated a potential role of CD40L on endothelial cell (EC) migration

Relevance of monocytic features for neovascularization capacity of circulating endothelial progenitor cells

Background— Transplantation of ex vivo expanded circulating endothelial progenitor cells (EPCs) from peripheral blood mononuclear cells improves the neovascularization after critical ischemia. However, the origin of the endothelial progenitor lineage and its characteristics have not yet been clearly defined. Therefore, we investigated whether the phenotype and functional capacity of EPCs to improve neovascularization depend on their monocytic origin

Low-energy shock wave for enhancing recruitment of endothelial progenitor cells: a new modality to increase efficacy of cell therapy in chronic hind limb ischemia

Background— Stem and progenitor cell therapy is a novel approach to improve neovascularization and function of ischemic tissue. Enhanced tissue expression of chemoattractant factors such as stromal cell–derived factor 1 and vascular endothelial growth factor is crucial for the recruitment of circulating endothelial progenitor cells (EPCs) during acute ischemia. In chronic ischemia, however, expression of these chemoattractants is less pronounced, which results in insufficient EPC recruitment into the target tissue. Therefore, we investigated the effect of targeted extracorporeal shock wave (SW) application in order to facilitate EPC recruitment into nonischemic and chronic ischemic tissue

Sinn ohne Bedeutung. Gottlob Freges semantische Definition von Dichtung

In this paper, I examine Gottlob Frege’s attempt in “On Sense and Reference” to determine semantically what poetry is. Therefore, Frege’s assumptions as well as strategies concerning the distinction between poetic and non-poetic discourse are analyzed in order to show in which way a theory of “poetic meaning” is possible. Frege’s rather inconspicuous explanation of poetry, although itself quite unsatisfactory in the end, allows us to strengthen the hope for a ‘minimal’ semantic theory of poetry that depends on a certain idea of fictionality

Transdifferentiation of blood-derived human adult endothelial progenitor cells into functionally active cardiomyocytes

Background - Further to promoting angiogenesis, cell therapy may be an approach for cardiac regeneration. Recent studies suggest that progenitor cells can transdifferentiate into other lineages. However, the transdifferentiation potential of endothelial progenitor cells (EPCs) is unknown

Identifizierung neuer Schubspannungs-regulierter Gene mittels "Atlas cDNA Expression Array" : Bedeutung für die Funktion von Endothelzellen

Die Atherosklerose ist eine chronisch­entzündliche Erkrankung der Blutgefäße, die nach der "response­to­injury"­Hypothese durch die Verletzung des Endothels initiiert wird. Dabei führt die Aktivierung von Endothelzellen durch verschiedene proatherosklerotische Faktoren, wie z.B. das Komplementsystem oder das CD40­ System, zur "Endotheldysfunktion". In den betroffenen Bereichen des Gefäßes entstehen frühe atherosklerotische Läsionen, die durch veränderte Adhäsivität und Permeabilität des Endothels zur Rekrutierung und Aktivierung verschiedener Entzündungszellen und somit zum Fortschreiten der inflammatorischen Reaktion und zur Progression der Atherosklerose führen. Die laminare Schubspannung des fließenden Blutes (Shear Stress) ist einer der wichtigsten endogenen atheroprotektiven Faktoren im kardiovaskulären System. Dagegen sind Störungen der lokalen Hämodynamik im Blutgefäß mit endothelialer Dysfunktion und dem Auftreten von atherosklerotischen Läsionen assoziiert. Zur Identifizierung atheroprotektiver Mechanismen wurde die Shear Stress­regulierte Genexpression in Endothelzellen mittels ''Atlas cDNA Expression Array" im Rahmen dieser Arbeit untersucht. Von den 55 Shear Stress­induzierten Genen, wurde die Expression der potentiell antiinflammatorischen Proteine Clusterin und TRAF3 und der möglichen Mechanotransduktoren Integrin alpha5 und Integrin ß1 analysiert und die Bedeutung für die Funktion von Endothelzellen untersucht. Shear Stress­Exposition erhöhte spezifisch die Expression des Komplement­Inhibitors Clusterin. Zusätzlich inhibierte Shear Stress, über die erhöhte Clusterin Expression, die Komplement­induzierte Expression der proinflammatorischen Chemokine MCP­1 (''Monocyte chemoattractant protein­1") und Interleukin­8, die Monozyten und Leukozyten anlocken und die Entzündungsreaktion der Endothelzellen vorantreiben. Desweiteren konnte gezeigt werden, daß Shear Stress die Expression des inhibitorischen Proteins TRAF3 (''tumor necrosis factor receptor­associated factor 3"), das an der CD40­Signalkaskade beteiligt ist, erhöht. Im Gegensatz dazu, wurden weder die homologen Proteine TRAF2 und TRAF5, noch der CD40 Rezeptor oder CD40 Ligand durch Shear Stress reguliert. Sowohl Shear Stress als auch TRAF3 hemmen die CD40­induzierte Expression des proinflammatorischen Proteins MCP­1 und des prothrombotischen Proteins "Tissue Factor". Entgegen den Erwartungen lokalisierte TRAF3, das urprünglich als Rezeptor­assoziiertes Adapterprotein identifiziert wurde, hauptsächlich im Zellkern. Demzufolge könnte TRAF3 eine inhibitorische Funktion im Zellkern ausüben, indem es beispielsweise die Translokation von MAP­Kinasen oder die Bindung von Transkriptionsfaktoren an die DNA beeinflußt. Die Umsetzung von mechanischen Kräften in biochemische Signale im Zytoplasma ist Voraussetzung für den protektiven Effekt von Shear Stress auf Endothelzellen. Als Mechanotransduktoren sind Integrine von zentraler Bedeutung, da sie eine Verbindung zwischen dem Zytoskelett und der extrazellulären Matrix herstellen. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, daß Shear Stress die Expression der Integrin­Untereinheiten alpha5 und ß1, die zusammen den Fibronektin­Rezeptor bilden, erhöht. Dabei konnte die Beteiligung von Stickstoffmonoxid (NO) und Wachstumsfaktoren, die durch Shear Stress­Exposition freigesetzt werden und die Expression von Integrinen stimulieren, ausgeschlossen werden. Andere Integrine, wie z.B. der Laminin­Rezeptor alpha6ß4, wurden durch Shear Stress nicht reguliert. Als physiologische Relevanz der Shear Stress­induzierten Integrin Expression wurde die Adhäsion von Endothelzellen erhöht. Weiterhin induzierte die Präexposition von Endothelzellen mit Shear Stress die Adhäsions­induzierte Aktivierung der MAP­Kinase ERK1/2, die wichtige Überlebenssignale in Endothelzellen vermittelt. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit, daß Shear Stress die Expression der antiinflammatorischen Proteine Clusterin und TRAF3 sowie der Mechanotransduktoren Integrin alpha5 und ß1 erhöht. Die Hemmung der Komplement­ und CD40­induzierten Aktivierung von Endothelzellen durch Shear Stress ist von Bedeutung, um sowohl der Initiation als auch der Progression der Atherosklerose entgegen zu wirken. Die Shear Stress­induzierte Adhäsion, die über die Stimulation der Expression des Fibronektin­Rezeptors alpha5ß1 vermittelt wird, ist eine wichtige Voraussetzung für die Mechanotransduktion von Shear Stress und das Überleben von Endothelzellen. Die Identifizierung und Aufklärung atheroprotektiver Mechanismen, die durch die laminare Schubspannung des Blutes aktiviert werden, könnten dazu beitragen, die Integrität des Endothels und die Funktionalität der Blutgefäße im Rahmen der Atherosklerose zu schützen

Sinn als Existenz

Reviewed Publication: Hutter Axel. Narrative Ontologie. Tübingen, Mohr Siebeck, 2017, 326 +x S