Assimilation of Earth rotation parameters into a global ocean model: excitation of polar motion

The oceanic contribution to Earth rotation anomalies can be manifold. Possible causes are a change of total ocean mass, changes in current speed or location and changes in mass distribution. To derive the governing physical mechanisms of oceanic Earth rotation excitation we assimilate Earth rotation observations with a global circulation ocean model. Before assimilation, observations of length of day and polar motion were transformed into estimates of ocean angular momentum. By using the adjoint 4D-VAR assimilation method we were able to reproduce these estimated time series. Although length of day was assimilated simultaneously the analysis in this paper focuses on the oceanic polar motion generation. Our results show that changes in mass distribution and currents contribute to oceanic polar motion generation. Both contributions are highly correlated and show similar amplitudes. The changes in the model done by the assimilation procedure could be related to changes in the atmospheric forcing. Since for geometrical reasons the change of total ocean mass does not project on polar motion, we conclude that the polar motion is mainly generated by a geostrophic response to atmospheric momentum forcing. In geostrophic currents mass displacement and current speed entail each other. This way the large similarity of mass and current generated ocean angular momentum can be explained

Reconstruction of global sea level variations from tide gauges and altimetry

Sea level variations prior to the launch of satellite altimeters are estimated by analysing historic tide gauge records. Recently, a number of groups have reconstructed sea level by applying EOF techniques to gappy data. We complement this study with alternative methods. In a first step gaps in 178 records of sea level change are filled using the pattern recognition capabilities of artificial neural networks. Afterwards satellite altimetry is used to extrapolate local sea level change to global fields. Patterns of sea level change are compared to prior studies. Global mean sea level change since 1900 is found to be on average 1.65 mm per year

Evaluierung der Raman-Mikrospektroskopie für das Monitoring und die Bestimmung der funktionellen Gewebeeindringtiefe der Behandlung mit physikalischem Niedertemperaturplasma basierend auf primärem und patientenspezifischem Gewebematerial

Ziel dieser Arbeit war es, mittels Raman-Mikrospektroskopie (RM) die funktionelle Gewebeeindringtiefe von physikalischem Niedertemperaturplasma anhand der Effekte auf molekulare Zellkomponenten kontaktlos und markerfrei zu bestimmen. Darüber hinaus sollte die RM als Methode zum zukünftigen Monitoring einer Plasmabehandlung evaluiert werden. Hierzu wurden gesunde humane Gewebeproben der Zervix uteri ex vivo mit zwei unterschiedlichen Argon-Plasmaquellen, kINPen® und APCIII, unter konstanten Bedingungen nicht-thermisch behandelt. Die RM konzentrierte sich dabei auf molekulare Effekte kryokonservierter Querschnitte des Stratum superfiziale und Stratum basale. Die erhobenen Datensätze wurden mittels True Component Analysis, Principal Component Analysis und intensitätsabhängig über mean grey values ausgewertet. RM ermöglichte es, die häufigsten molekularen Komponenten insbesondere DNA und Lipide sowohl in nativem als auch in plasmabehandeltem Gewebe zu identifizieren. Per PCA konnte für diese Komponenten ein statistisch signifikanter Behandlungseffekt bis in die Basalzellschicht nachgewiesen werden, der sich nach fünfminütiger Plasmaapplikation für beide verwendeten Geräte einstellte und sich nach 24-stündiger Inkubation zum Teil verstärkte. Bezogen auf die durchschnittliche Dicke der behandelten Epithelien wurde eine Gewebeeindringtiefe von mindestens 270 µm für den kINPen® und 460 µm für das APCIII ermittelt. Der Effekt einer zweiminütigen APCIII-Behandlung auf die Basalzellschicht glich sich nach 24-stündiger Inkubation dem einer fünfminütigen an. Im direkten Vergleich sich ein unterschiedliche und gerätespezifische Zellreaktion im Gewebe. Ähnliche Versuche zur Bestimmung der Penetration fußten bisher auf vorselektierten Endpunkten wie Immunfluoreszenzfärbung, pH- oder RONS-Bestimmung. Erstmals wurde das Potential einer nicht-thermisch angewendeten elektrochirurgischen Plasmaquelle (APCIII) für die Behandlung von soliden Geweben gezeigt. Im Besonderen konnten die Parameter Behandlungsdauer, Einwirkzeit und alternierende molekulare Wirkmechanismen charakterisiert werden. Diese sind für APPJs (kINPen) in mehreren Studien untersucht worden und decken sich in weiten Teilen mit dieser Untersuchung. RM wurde als eine geeignete Methode etabliert, die ein kontaktloses und markerunabhängiges Monitoring von plasmabehandeltem Gewebe erlaubt. Zudem konnte nachgewiesen werden, dass auch Basalzellen, die als Ursprung zervikaler Neoplasien und Karzinome gelten, durch Plasmabehandlung molekular beeinflusst werden