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Topography-aware parameterization of eddy-driven transports across Antarctic continental slopes
No full textAuf den Kontinentalschelfen der Antarktis entsteht durch Meereisbildung und Kühlung an der Oberfläche dichtes Meerwasser, das entlang der Kontinentalabhänge in den tiefen Ozean fließt. Hierbei bilden sich Wirbel, sogenannte Eddies, die warmes Circumpolar Deep Water (CDW) zur Küste transportieren. Das CDW trägt dort zum Schmelzen des Antarktischen Schelfeises und damit zum globalen Anstieg des Meeresspiegels bei.
In modernen Klimamodellen können Eddies auf Grund der groben horizontalen Modellauflösung nicht abgebildet werden, sodass ihr Effekt auf die Modelllösung parametrisiert werden muss. In dieser Doktorarbeit soll die Frage beantwortet werden, wie der Transport von CDW in Richtung der Antarktischen Küste parametrisiert werden kann.
In einem hochaufgelösten idealisierten Modell des Weddellmeers verursachen Eddies einen küstenwärtigen Wärmetransport, der stark abnimmt, wenn eine grobe Auflösung gewählt wird. Mit Hilfe der Gent and McWilliams/Redi (GM/Redi) Eddy Parametrisierung kann ein küstenwärtiger Wärmefluss auch bei grober Auflösung simuliert und eine Verbesserung der mittleren hydrographischen Felder erreicht werden. Um die Parametrisierung erfolgreich anzuwenden, muss zwingend berücksichtigt werden, dass Eddies durch eine Neigung der Bathymetrie unterdrückt werden. Dazu wird die Parametrisierung um eine Funktion erweitert, die deren Koeffizienten abhängig von der Neigung des Bodens reduziert.
In einem hochaufgelösten regionalen Ozeanmodell der Cape Darnley Region, in der ebenfalls Tiefenwasser gebildet und exportiert wird, transportieren Eddies warmes Wasser über die Schelfkante. Wird eine grobe Auflösung verwendet, so verringert sich dieser Transport stark, sodass eine Parametrisierung notwendig wird. Mit der modifizierten GM/Redi Parametrisierung kann auch hier ein Warmwassertransport auf den Kontinentalschelf simuliert und die Darstellung der mittleren hydrographischen Felder verbessert werden.
In einer globalen Ozeansimulation hat die GM/Redi Parametrisierung einen starken Einfluss auf die mittlere Temperatur und den mittleren Salzgehalt. Die modifizierte Version der GM/Redi Parametrisierung, die die Bodenneigung berücksichtigt, hat vor allem einen lokalen Einfluss auf die Modelllösung. Die Dichteflächen polarer Ozeanfronten bleiben stärker geneigt und die resultierenden Randströme weisen höhere Geschwindigkeiten auf. Um die Antarktis herum verbessern sich sowohl die mittlere Neigung der Dichetflächen als auch die Geschwindigkeiten des Antarctic Slope Current im Vergleich zu direkten Messungen.
Zusammenfassend kann der Transport von CDW in Richtung der Antarktischen Küste am besten parametrisiert werden, indem der Effekt der Bodenneigung bei der Auswahl des GM/Redi Koeffizienten berücksichtigt wird. Es ist zu erwarten, dass dieses Verfahren auch angewandt werden kann, um die Simulation von Transporten über andere polare Ozeanfronten zu verbessern
Deciding Linear Height and Linear Size-To-Height Increase of Macro Tree Transducers
No full textWe present a novel normal form for (total deterministic) macro tree transducers (mtts), called "depth proper normal form". If an mtt is in this normal form, then it is guaranteed that each parameter of each state appears at arbitrary depths in the output trees of that state. Intuitively, if some parameter only appears at certain bounded depths in the output trees of a state, then this parameter can be eliminated by in-lining the corresponding output paths at each call site of that state. We use regular look-ahead in order to determine which of the paths should be in-lined. As a consequence of changing the look-ahead, a parameter that was previously appearing at unbounded depths, may be appearing at bounded depths for some new look-ahead; for this reason, our construction has to be iterated to obtain an mtt in depth-normal form. Using the normal form, we can decide whether the translation of an mtt has linear height increase or has linear size-to-height increase.138:1138:2
Herstellung einer stabilen Hybridverbindung im Aluminiumdruckguss mittels lasertechnisch erzeugter Oberflächenstrukturierung von Kupfereinlegern
No full textIm Druckguss kommt es zu kurzen Taktzeiten sowie niedrigen Form- und Schmelzetemperaturen, woraus ein sehr geringes Diffusionsvorkommen resultiert. Dadurch ist die stoffschlüssige Anbindung durch Mischpahsen erschwert und die Erzeugung mechanisch stabiler Al-Cu Verbunde im Druckguss mit blanken Einlegern aktuell nicht möglich. Die Zielsetzung der Arbeit liegt daher in der Entwicklung einer Vorbehandlung der Cu-Einleger, welche die Verbundfestigkeit signifikant steigert. Als weitere Bedingung gilt die ausreichend gute elektrische Leitfähigkeit, um eine technische Anwendung für elektrische Kontaktierungen zu ermöglichen. Die Arbeit zeigt die Untersuchung des Referenzzustandes in Form von blanken angegossenen Einlegern sowie die der Wechselwirkungen der Laserstrahlung mit dem Cu-Substrat. Der Referenzzustand zeigt, dass die Verbundproben für technische Anwendungen ausreichend gute elektrische Leitfähigkeiten aufweisen. Allerdings ist die stoffschlüssige Anbindung so gering, dass es zu einer vernachlässigbaren Verbundfestigkeit kommt. Werden allerdings laserstrukturierte Einleger angegossen, kommt es aufgrund der formschlüssigen Verklammerung der Verbundkomponenten zu Festigkeiten von bis zu 63 MPa. Aufgrund von fluiddynamischen Effekten bei der Formfüllung bilden sich entlang der Angussflächen Zonen aus, bei denen es jeweils zu einer Trennung durch die verbleibende Oxidschicht sowie der Bildung intermetallischer Phasen kommt. Wird die Oberflächenstruktur in den Zonen der verbleibenden Oxidschicht positioniert, können sowohl die elektrischen als auch mechanischen Verbundeigenschaften deutlich verbessert werden. Durch die Verklammerung stellt die geringe Diffusionsaktivität zwischen Al und Cu für die Verbundbildung folglich keine Beeinträchtigung mehr dar. Daher lassen sich trotz des niedrigen Temperaturregimes im Druckguss mittels einer laserinduzierten Vorbehandlung stabile und elektrisch ausreichend gut leitende Verbunde erzeugen
Energetische und stoffliche Untersuchung der nasschemischen Synthese des sulfidischen Festkörperelektrolyten β-Li3PS4 zur Vorbereitung der Maßstabsvergrößerung
No full textDer steigende Energiebedarf und die Notwendigkeit, Energie aus erneuerbaren Quellen zu speichern, machen die Weiterentwicklung von Energiespeichern unabdingbar. Festkörperbatterien gelten aufgrund ihrer höheren Energie- und Leistungsdichte als potenzielle nächste Generation der Batterietechnologie.
Diese Arbeit untersucht die Skalierbarkeit der nasschemischen Synthese von β-Li3PS4, einem sulfidischen Basismaterial für Festkörperelektrolyte.
Ziel ist die Überführung der Synthese vom Labormaßstab in den Technikumsmaßstab, wobei besondere Herausforderungen wie die Hydrolyseneigung sulfidischer Materialien berücksichtigt werden.
Die Arbeit umfasst die Anpassung von Synthese- und Charakterisierungsmethoden, die Untersuchung der Einflüsse von Eduktchargen und Vorbehandlungen sowie die Analyse der Wärme- und Stoffbilanzen. Abschließend werden Prozessvarianten zur Maßstabsvergrößerung entwickelt und deren Vor- und Nachteile diskutiert
160 years of oceanic variability of the greater Caribbean reconstructed from two coral cores
No full textInstrumental in-situ observations of climate and environmental parameter changes are sparse and only date back until the mid 20th century for the most part. Multidecadal variability cannot be well reflected in a short record like this. To truly separate the anthropogenic impact from natural variability in the climate system, longer time series, giving us a basis to go off of, are needed. Only then can we evaluate the impact of ongoing environmental changes in the ocean on marine organisms.
Climate sensitive proxies have been largely used on land and in the ocean to extend the environmental record beyond the instrumental one. One organism group that incorporates the environmental information of the ocean into its skeleton are massive tropical corals. Their extension rate of a few millimeters to centimeters per year makes it possible to retrieve ultra-high resolution of sub-seasonal records. Trace elements and stable isotope measurements can reveal changes in sea surface temperature (SST), sea surface salinity (SSS), and the carbonate chemistry of the ocean. The latter has so far been largely restricted to the reconstruction of pH from corals. While there are a few studies on the northern Gulf of Mexico (GOM) in the Atlantic, the southern part has been mostly neglected for SST, SSS, and carbonate chemistry reconstructions. For each proxy reconstruction, a species-specific calibration is need, which is however mostly constricted to the Porites species that are common in the Pacific, but not frequently used in the Atlantic. Additionally, in-situ measurements for such calibrations are sparse, and coverage is less extensive in this region.
The objective of this thesis is to test whether the coral core taken from the northern Cuban coast is recording environmental changes in its skeletal material reliably and whether reconstructions of carbonate chemistry of seawater parameters can be based on coral skeletal materials. Furthermore, this thesis aims to establish a new species-specific pH- δ11B calibration for the coral Orbicella annularis, taken from La Parguera, Puerto Rico, and looks at the impact of secondary diagenesis on pH reconstructions.
For these purposes a multi-proxy record from a Siderastrea siderea coral core was generated for the southern GOM. The coral records show seasonal cycles that agree well with gridded SST. Oxygen isotopes, Sr/Ca and Sr-U as SST proxies present an increase in temperature over 160 years, spanning from 1845 to 2005. In the late 1980s, all proxies show a stagnation in the warming trend that can be linked to the decreasing strength of the Loop Current (LC), passing though the GOM. This trend is confirmed by coral cores in the northern GOM, that show a potential slow-down of the LC. Reconstructing δ18O of seawater (δ18OSW) makes it possible to gain insights into the hydroclimatology of the southern GOM. Although seasonal variabilities are not picked up by the δ18OSW signal, long terms trends such as the Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO) pattern and the teleconnection between the Atlantic and Pacific are reflected in the data. Several El Niño years can be identified in the δ18OSW record as years of very low salinity. A shift to lower salinity values as a long-term trend in the 1980s indicates a shift in the AMO phase, from a negative to a positive one.
As the coral is recording changes in SST and SSS, it is also presenting variability in pH and other carbonate chemistry parameters. The coral recovered from Cuba shows a clear decline in pH in its extracellular calcification center (ECM) and the values reconstructed for seawater (SW). While total alkalinity (TA) is constant in SW, dissolved inorganic carbon (DIC) are increasing over time, which marks the carbonate chemistry of ocean acidification (OA). Simultaneously, in the ECM TA and DIC are decreasing. Although, the S. siderea coral is known to have a high temperature and low pH threshold the carbonate chemistry of the ECM indicates an already suffering coral, by showing a declining aragonite saturation state, and decreasing DIC and TA in its ECM.
Ongoing OA makes corals vulnerable to macro- and microboring organisms, thereby changing the geochemical signal extracted from the coral skeletal material to reconstruct environmental changes. An ultra-high resolution record was generated for the Caribbean coral Orbicella annularis with Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (LA-ICP-MS), from Puerto Rico, to compare to high resolution in-situ measurements from a buoy nearby between 2014 and 2020. The record shows seasonal cycles in pH with a significant change to higher pH values after 2015. Secondary aragonite in boreholes from different organisms of the coral’s microbiome might be responsible for a shift to higher pH values. Fungi, cyanobacteria, and green algae infested the coral and have bored through the skeletal material. Secondary aragonite was able to precipitate in the empty boreholes and the LA method picked up the changes in the signal. The pristine material prior to 2015 yielded a species-specific pH-δ11B calibration.
In summary, different coral records presented in this thesis capture climate variabilities in the wider Caribbean and are a valuable tool for extending the instrumental record further to the past
Complete property-oriented testing
No full textThis PhD thesis introduces new methods for property-oriented testing of systems with finite internal states but potentially infinite input/output domains. It focuses on properties defined in Linear Temporal Logic (LTL) and uses Symbolic Finite State Machines (SFSMs) for modeling. The thesis addresses gaps in existing literature by providing exhaustive testing approaches.
Two main methods are presented:
The first is a model-based testing approach that modifies traditional conformance testing for FSMs to work with SFSMs, enabling exhaustive property violation checks with potentially smaller test suites.
The second is a complete property-oriented testing approach based on black box checking, which is enhanced to work with SFSMs and optimized for better runtime performance through reduced equivalence checks and the incorporation of fuzzing.
Both methods are evaluated for their efficacy through automation and experiments, and further optimizations are discussed
Suplemento al marco DigCompEDU: Esbozando las aptitudes y competencias de los educadores relacionadas con la IA en la educación
No full textEl suplemento esbozado en este documento pretende basarse en el marco existente DigCompEdu de la Unión Europea mediante la integración de competencias críticas relacionadas con la inteligencia artificial (IA) en la educación. Reconoce que la IA está transformando rápidamente los procesos de enseñanza y aprendizaje, y que los educadores de Formación Profesional y de Adultos necesitan estar equipados con habilidades para comprender, evaluar y utilizar las tecnologías de IA de manera eficaz y responsable.EUROPEAN EDUCATION AND CULTURE EXECUTIVE AGENCY (EACEA
Traditional Beekeeping and Honey Hunting in Central Cameroon. Ethnographic Film Research : Study Report
No full textThe study report describes the making of the ethnographic documentary film “Gbaya: Beekeeping and Honey Hunting” (Gruber 2015). The film follows an accomplished beekeeper, Jean Sardi, on a beekeeping excursion in the Savanna landscape in the vicinity of the city of Ngaoundéré. Together with family members, the main character demonstrates the manufacturing of a traditional beehive from palm leaves and grass, the harvesting of honey from such a hive as well as the salvaging of honey from wild living honeybees. In interviews and informal conversations, Sardi gives important contextual information on his practice and situates it as an important element of Gbaya culture, with which he identifies. Traditional beekeeping and honey hunting are presented as economically and culturally significant activities that afford a high degree of manual skill and embodied knowledge. Ethnographic film was perceived here as an ethnographic research method in the sense of participant observation with a camera (Henley 2000). The archived dataset consists of footage of a beekeeper at work, as well as contextualizing interviews with the protagonist.
The study report places the ethnographic film in the broader context of the anthropological research project BeeCultures, which investigates human honeybee entanglements in Cameroon, Japan and Germany. The report also discusses the theoretical and methodological framework of the project.Eva Crane Trust, University of Breme
„Boah, es hätte an so vielen Punkten anders sein müssen.“ – Ausgewählte Ergebnisse der qualitativen Panelstudie ,Entwicklungsaufgaben in der beruflichen Pflegeausbildung‘
No full textUm Pflegeauszubildende in ihren Entwicklungsprozessen gezielt unterstützen zu können, ist es grundlegend, eine verstehende Perspektive auf die subjektiven Lernprozesse zu entwickeln und Erkenntnisse über die wahrgenommenen Bedürfnisse, Interessen und Defizite zu gewinnen. Da derzeit entsprechende empirische Erkenntnisse über die subjektiven Bildungsgänge von Pflegeauszubildenden fehlen, wird mit dieser kumulativen Dissertation das Ziel verfolgt, die Entwicklungsaufgaben von Pflegeauszubildenden zu rekonstruieren, um die Perspektive der Lernenden bei der Entwicklung von Curricula und formalen Bildungsangeboten berücksichtigen zu können.
Mit Bezug auf die Bildungsgangtheorie und das Konzept der Entwicklungsaufgaben werden daher die Aneignungsprozesse von Auszubildenden in der Pflege empirisch untersucht. Um die Verläufe rekonstruieren zu können, wurde eine qualitative Panelstudie mit drei Erhebungszeitpunkten geplant und durchgeführt. Dazu wurden 26 Auszubildende der dreijährigen Pflegeausbildung in Deutschland rekrutiert. Die Daten wurden nach dem ersten, zweiten und am Ende es dritten Ausbildungsjahres mittels leitfadengestützter episodischer Interviews erhoben und mit der rekonstruktiv-hermeneutischen Analyse nach Kruse (2015) ausgewertet.
Für das erste Ausbildungsjahr wurden fünf Entwicklungsaufgaben identifiziert, die sich auch für das zweite und dritte Ausbildungsjahr bestätigen ließen, sich jedoch in den Deutungs- und Bearbeitungsmustern unterscheiden: (1) Pflegebeziehung gestalten, (2) persönlichen Umgang mit Grenzsituationen entwickeln, (3) Entwicklung eines Verständnisses von sich selbst in der Welt, (4) Rollenfindung in Institutionen sowie (5) Pflegekompetenz entwickeln. In den jeweiligen Einzelarbeiten werden die Entwicklungsaufgabe Pflegebeziehung gestalten im ersten
Ausbildungsjahr, die Entwicklung aller fünf Entwicklungsaufgaben vom ersten in das zweite Ausbildungsjahr sowie die Entwicklungsaufgabe Pflegekompetenz entwickeln über alle drei Ausbildungsjahre analysiert und diskutiert. Es wird deutlich, dass zwar Entwicklungen bzw. Erfahrungsschichtungen stattfinden, die Entwicklungsaufgaben aber weitgehend selbstständig durch informelles Lernen bearbeitet werden, sodass eine begleitende Handlungsreflexion und theoretische Durchdringung fehlt. Die Auszubildenden entwickeln keine klaren Vorstellungen über die Besonderheiten professioneller Pflege und erweitern diese auch nicht umfassend. In Zukunft wird zu überprüfen sein, ob sich die Deutung und die Bearbeitung der Entwicklungsaufgaben durch die neuen gesetzlichen Vorgaben verändern. Basierend auf den Forschungsergebnissen, besteht die weiterführende Aufgabe, die Erkenntnisse pflegedidaktisch aufzubereiten, die Rahmenlehrpläne und Curricula zu überprüfen und ggf. anzupassen sowie ausbildungsphasenspezifische Angebote für Auszubildende zu entwickeln