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The value of hydroclimatic teleconnections for snow-based seasonal streamflow forecasting in central Asia
No full textDue to the long memory of snow processes, statistically based seasonal streamflow prediction models in snow-dominated catchments can successfully leverage, but also typically rely on, snowpack estimates. Using mountainous catchments in central Asia as a case study, we demonstrate how seasonal hydrological forecasts benefit from incorporating large-scale climate oscillations (COs). Firstly, we examine the teleconnections between the major COs and peak precipitation season in eight catchments across the Pamir Mountains and the Tian Shan from February to June. We then employ a machine learning (ML) framework that incorporates snow water equivalent (SWE) and dominant CO indices as predictors for mean discharge from April to September. Our workflow leverages an ensemble technique with multiple SWE estimates from near-time global data sources and diverse types of explainable machine learning models. We find that the winter states of the El Niño–Southern Oscillation (ENSO) and the North Atlantic Oscillation (NAO) enhance SWE-based forecasts of seasonal discharge in the study catchments. We identify three instances in which the inclusion of COs as additional predictors could be instrumental for snowpack-based seasonal streamflow forecasting: (1) when forecasts are issued at extended lead times and accumulated SWE is not yet representative of seasonal terrestrial water storage, (2) when climate variability during the forecasted season plays a larger role in shaping seasonal discharge, and (3) when SWE estimates for a catchment are subject to larger uncertainty. Our approach provides a useful way to reduce uncertainties in seasonal discharge predictions in data-scarce, snowmelt-dominated catchments.Volkswagen FoundationPeer Reviewe
Reaktionsräume. Objektforschung zwischen Objektbiographie und künstlerischer Intervention
No full textDas Thema der visuellen Wissenschaftskommunikation gewinnt in unserer heutigen digitalen Welt zunehmend an Bedeutung. Physische Wissensobjekte in Form von Lehr- und Anschauungsmodellen wurden schon lange vor dem digitalen Zeitalter als Kommunikations- und Wissensartefakte genutzt, ihre Existenz ist dabei häufig stark mit ihrer wissenschaftlichen Akkuratheit und ihrer Aktualität verwoben. Plastische Modelle als konkrete „Objekte des Wissens“ im Lehr- und Sammlungskontext sind an materielle und epistemologische Veränderungen der Zeit gebunden: Wenn sich eingebettetes Wissen und der wissenschaftliche Erkenntnisstand – oder Materialwissen und Alterungsprozesse – zu weit vonein-ander entfernen, passiert es leicht, dass Objekte verloren gehen, in Vergessenheit geraten oder zerstört werden.
Der Aufsatz widmet sich marginalisierten Wissensobjekten in einer interdisziplinären Objektforschung, die klassische Methoden, wie die Objektbiographie, mit künstlerischen Interventionen verbindet. Dabei werden exemplarische Szenarien entwickelt, wie diese Objekte nicht nur rekonstruiert und neu kontextualisiert, sondern auch wieder sicht- und nutzbar gemacht werden können.Peer Reviewe
Der Chiton im Wandel. Teil V - Multimedia (Abbildungen I)
No full textDiese ZIP-Datei enthält die Abbildungen 1 bis 83 des Abbildungsteils sowie ein Abbildungsverzeichnis mit Bildnachweis. Da einige der bereitgestellten Fotos oftmals unterschiedliche Lizenzen aufweisen, finden sich diese im Abbildungsverzeichnis direkt unter der entsprechenden Abbildungsnummer vermerkt. Sowohl zur jeweiligen Lizenz als auch zur Quelle des Bildes führen entweder Links oder Angaben zu Printmedien.Diese dissertationsbezogenen Forschungsdaten gehören als separat vorliegender Appendix zur Dissertationsarbeit: Der Chiton im Wandel. Er bildet Teil V und umfasst den Multimedia-Bereich. In erster Linie sind hier die durchnummerierten Fotoabbildungen und Videos zusammengestellt, auf die im Text verwiesen wird. Ebenso ist das entsprechende Abbildungsverzeichnis mit den Bildnachweisen in diesem Teil enthalten. Des Weiteren befinden sich hier die eigens erstellten Verzeichnisse, in denen Informationen gesammelt und zusammengestellt sind, die zwar auch Resultate der Forschungsarbeit darstellen, aber nicht unmittelbar Bestandteil der Untersuchung sind. Hierzu gehören das Griechische Glossar und die Tabelle zur Terminologie. Ersteres ist eine begonnene Sammlung an griechischem (Bekleidungs-)Vokabular, das in den herangezogenen Schriftquellen auftaucht. Bei Letzterem handelt es sich um eine Zusammenstellung, die die teils in der Forschungsliteratur verschieden verwendeten Termini für den Chiton mit ihrem jeweiligen Schnittschema, einer Definition und dem entsprechenden Forscher verknüpft.This study-related research data is a separate appendix to the dissertation: Der Chiton im Wandel. It forms Part V and is called the multimedia section. Primarily, it contains the figures and videos and the corresponding list of illustrations with picture credits. Additionally, this section includes self-created indexes – the Greek glossary and the terminology table. These are not part of the PhD thesis but resulted from the research process – using them can make it easier to work with some text references of written sources. The glossary is an initiated (ongoing) collection of Greek (clothing) vocabulary that appears in written sources. The table is a compilation that links the terms for the chiton – some of these are used differently in the research literature – with their respective pattern, a definition, and the corresponding researcher
Analyzing Men’s and Women’s Entries Into, Exits From, and Experiences in Gender-Atypical Occupations
No full textNegative Folgen daraus, dass Frauen und Männer in unterschiedlichen Berufen arbeiten, machen die Reduktion beruflicher Segregation zu einem wichtigen politischen Ziel. Die Forschung konzentriert sich jedoch primär auf Erklärungen der Segregation, während Strategien zur Desegregation von geschlechtsuntypischen Berufen weniger Beachtung finden. Des Weiteren wird berufliche Desegregation in der Öffentlichkeit und Wissenschaft vorwiegend als Vorteil für Frauen wahrgenommen, während die Abneigung von Männern, in geschlechtsuntypischen Berufen zu arbeiten, oft vernachlässigt wird. Diese kumulative Dissertation widmet sich dem Desegregationspotenzial geschlechtsuntypischer Berufe für Frauen und Männer. Die erste Studie untersucht anhand des deutschen Zivildienstes, wie geschlechtsuntypische Lernerfahrungen den Einstieg von Männern in geschlechtsuntypische Berufe fördern können. Die zweite Studie beschreibt, wie Männer und Frauen durch unterschiedliche Mechanismen aus geschlechtsuntypischen Berufen und Unternehmen, in denen das eigene Geschlecht in der Minderheit ist, verdrängt werden. Die dritte Studie untersucht den Zusammenhang zwischen der Selektion in geschlechtsuntypische Berufe und den Erfahrungen in diesen. Sie zeigt, dass sich stressresistente Personen eher in diese Berufe hineinselektieren, was sie jedoch nicht vor mentalen Gesundheitsrisiken in geschlechtsuntypischen Berufen schützt. Die Studien zeichnen die Dynamiken geschlechtsuntypischer Berufe anhand von Ein- und Austritten sowie der fehlenden Interdependenz zwischen Selektion und Erfahrungen nach. Die nach Geschlecht getrennten Analysen verdeutlichen, dass geschlechtsuntypische Berufe mit geschlechtsspezifischen Hindernissen einhergehen. Die ergänzende Betrachtung von Männern zur auf Frauen fokussierten Forschung trägt nicht nur Strategien zur Desegregation frauendominierter Berufe bei, sondern zum Verständnis geschlechtsspezifischer Hindernisse und Potenziale bezüglich beruflicher Desegregation.Negative consequences arising from women and men working in different occupations render addressing occupational segregation a significant policy goal. However, most research focuses on explaining segregation; strategies to foster entries and persistence in occupations dominated by the other gender receive less attention. Furthermore, occupational integration is often viewed as beneficial for women's economic advancement. The reluctance of men to work in gender-atypical occupations, on the other hand, plays a subordinate role. In response, this cumulative dissertation hones in on the integrating potential of gender-atypical occupations for women as well as men. The first study highlights a policy potential of increasing men's entry into gender-atypical occupations based on evidence from gender-atypical learning experiences in the civilian service in Germany. The second study compares the exit from gender-atypical occupations with the exit from firms in which one's own gender is in the minority and shows that exits from gender-atypical occupations operate along gender-specific mechanisms. The third study explores the relationship between the selection into gender-atypical occupations and the experiences within them, showing that stress-resilient individuals are more likely to select into them, yet, this does protect them against negative mental health consequences of gender-atypical occupations. These studies trace the dynamics of gender-atypical occupations through entries, exits, and the interdependence between selection and experiences. The analyses reveal that each gender faces distinct obstacles when entering and working in gender-atypical occupations. Thus, complementing efforts focused on women with similar attention to men not only informs strategies for integrating female-dominated occupations but also provides a more nuanced understanding of gender-specific barriers and potentials for occupational integration
Singular Mean-Field Control and Games and Control Randomisation with Applications to Reinforcement Learning
No full textDiese Dissertation behandelt zwei Hauptthemen: Mean-Field-Kontrollprobleme (MFC)/-Spiele (MFG) mit mehrdimensionalen singulären Kontrollen sowie den Kontrollrandomisierungsansatz und dessen Anwendungen im Reinforcement Learning. Das erste Kapitel führt MFC-Probleme mit singulären Kontrollen ein, bei denen die Kosten von Zustand, Kontrolle und deren gemeinsamer Verteilung abhängen. Mittels Two-Layer-Parametrisierungen stellen wir die Zielfunktion über stetige Funktionen von Parametrisierung dar, leiten ein dynamisches Programmierungsprinzip (DPP) her und charakterisieren die Wertfunktion als minimale Supersolution einer quasi-variationellen Ungleichung im Wasserstein-Raum. Im zweiten Kapitel betrachten wir MFGs, bei denen Einfluss und Kosten der singulären Kontrolle vom Zustand und der Kontrolle abhängen. Wir führen MFGs von Parametrisierungen ein und zeigen, dass die Zielfunktion auf der Menge der Parametrisierungen stetig ist. Wir beweisen die Existenz von Nash-Gleichgewichten sowohl im MFG der Parametrisierungen als auch im MFG mit singulären Kontrollen. Das dritte Kapitel behandelt MFC-Probleme mit gemeinsamem Rauschen mittels des Kontrollrandomisierungsansatzes, bei dem wir den Kontrollprozess durch einen Poisson-Punktprozess ersetzen und stattdessen dessen Intensität kontrollieren. Nach Reformulierung zulässiger Kontrollen als L0-wertige Prozesse, nur angepasst an das gemeinsame Rauschen, konstruieren wir ein äquivalentes randomisiertes Kontrollproblem und stellen die Wertfunktion mittels einer Rückwärts-Stochastischen-Differentialgleichung (BSDE) dar und leiten ein DPP her. Das vierte Kapitel entwickelt ein Policy-Gradient-Framework für Continuous-Time Reinforcement Learning, basierend auf dem Zusammenhang zwischen stochastischen Kontrollproblemen und randomisierten Problemen. Wir leiten eine Policy-Gradient-Darstellung mit Intensität-Policies her und entwickeln Actor-Critic-Algorithmen, veranschaulicht anhand von Optimal-Switching-Problemen im Energiesektor.This thesis explores two main areas: mean-field control (MFC)/games (MFG) with multi-dimensional singular controls and the control randomisation approach together with its applications to reinforcement learning. The first chapter introduces MFC problems with singular controls and costs depending on the state, control, and their joint law. Using novel two-layer parametrisations, we rewrite rewards in terms of continuous functions of parametrisation of the control process, derive a dynamic programming principle (DPP) and characterise the value function as the minimal supersolution to a quasi-variational inequality in the Wasserstein space. The second chapter extends this framework to MFGs where both the impact and costs of singular controls depend on the state and control. We introduce a novel class of MFGs with a broader set of admissible controls, called MFGs of parametrisations, prove that the reward functional is continuous on the set of parametrisations and establish the existence of Nash equilibria in both the MFG of parametrisations and the underlying MFG with singular controls. The third chapter addresses MFC problems with common noise using the control randomisation technique, replacing the control process with a Poisson point process, controlling its intensity instead. By reformulating admissible controls as L0-valued processes adapted only to the common noise, we construct an equivalent randomised control problem and represent the value function via a backward stochastic differential equation (BSDE) with constrained jumps and derive a randomised DPP. The fourth chapter develops a policy gradient framework for continuous-time reinforcement learning based on the connection between stochastic control and randomised problems. We derive a new policy gradient representation featuring parametrised intensity policies and develop tailored actor-critic algorithms, demonstrated via numerical case studies of optimal switching problems in the energy sector
Approximation of Stochastic Partial Differential Equations with Applications to Order Book Modelling
No full textIn den heutigen Finanzmärkten werden die meisten Transaktionen über elektronische Limit-Order-Bücher abgewickelt. Die mathematische Modellierung dieser Order-Bücher ist grundlegend für die Analyse der Marktmikrostruktur, die die detaillierten Mechanismen und Verhaltensweisen der Finanzmärkte auf einer granularen Ebene beschreibt. Insbesondere ist das Verständnis der Funktionsweise von Limit-Order-Büchern entscheidend für das Verständnis von Preisbildung, Liquiditätsbereitstellung und Markteffizienz. Diese Arbeit befasst sich mit zwei Fragestellungen: Im ersten Projekt erstellen wir Approximationen erster und zweiter Ordnung für ein unendlich-dimensionales Limit-Order-Buch-Modell in einem "kritischen" Skalierungsregime, bei dem Market- und Limit-Orders in ähnlicher Frequenz in das Order-Buch eingestellt werden. Die Approximation erster Ordnung ist durch ein gekoppeltes ODE-PDE-System gegeben, während die Approximation zweiter Ordnung durch eine nicht-degenerierte unendlich-dimensionale stochastische Evolutiongleichung beschrieben wird, die von einer zylindrischen Brownschen Bewegung getrieben wird. Wir beweisen, dass die Evolutiongleichung eine eindeutige Lösung besitzt, und zeigen, dass die Folge der reskalierten Limit-Order-Buch-Modelle schwach gegen diese Lösung konvergiert. Ein Nachteil des Modells ist, dass ohne zusätzliche Einschränkungen der Koeffizienten nicht garantiert ist, dass das Volumen über die Zeit nicht-negativ bleibt, was jedoch eine wünschenswerte Eigenschaft für Limit-Order-Buch-Modelle ist. Darüber hinaus könnte es in Märkten mit geringer Liquidität sinnvoll sein, größere Lücken zwischen den eingestellten Aufträgen in das Modell zu integrieren. Im zweiten Teil der Arbeit konstruieren wir deshalb nicht-negative Martingallösungen für eine SPDE, die sogenannte stochastische Poröse-Medien-Gleichung, die bei null ein reflektiertes und "klebriges" Verhalten aufweisen.In today's financial markets, most transactions are processed via electronic limit order books. The mathematical modeling of these order books is fundamental for the analysis of the market microstructure, which describes the detailed mechanisms and behavior of financial markets at a granular level. In particular, a clear understanding of how limit order books function is crucial for the understanding of price formation, liquidity provision, and market efficiency. The objectives of this thesis are twofold. First, we establish a first and second-order approximation for an infinite dimensional limit order book model in a single ("critical") scaling regime, where market orders and limit orders occur on the same time scale. For this scaling, we achieve non-degenerate approximations at both, first and second-order level for the price and the volume dynamics. The first-order approximation results in a coupled ODE-PDE system, while the second-order approximation can be described through a non-degenerate infinite-dimensional stochastic evolution equation driven by a cylindrical Brownian motion. A drawback of the considered model is that without further restrictions on the coefficients it is not guaranteed that the volume will remain non-negative, which is a desirable feature for limit order book models. Moreover, in markets characterized by low liquidity, it may be sensible to integrate significant gaps between standing orders. In the second part of the thesis, we therefore construct non-negative martingale solutions to an SPDE, the so-called stochastic porous medium equation, which exhibit sticky-reflected behavior at zero
Task-irrelevant emotional expressions are not mimicked, but may modulate the mimicry of task-relevant emotional expressions
No full textThe article processing charge was funded by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, German Research Foundation) – 491192747 and the Open Access Publication Fund of Humboldt-Universität zu Berlin.Emotional mimicry—the imitation of others’ emotions—is an empathic response that helps to navigate social interactions. Mimicry is absent when participants’ task does not involve engaging with the expressers’ emotions. This may be because task-irrelevant faces (i.e., faces that participants were instructed to ignore) are not processed. To assess whether processed task-irrelevant faces are also not mimicked, we conducted three studies [Study 1: N = 74 participants (27 men; Mage = 26.9 years); Study 2: N = 53 participants (20 men; Mage = 25.8 years); Study 3: N = 51 participants (7 men; Mage = 26.8 years)] using an affective priming paradigm in which one face was task-relevant and one was to be ignored, as a framework to explore the impact of disregarded yet still perceptually processed faces on mimicry. We found that even though both faces were processed, only task-relevant faces were mimicked. Hence, our studies suggest that emotional mimicry depends not only on emotional processing as such but also on the way participants prioritize one piece of information over another. Further, task-irrelevant faces interfered with the mimicry of task-relevant faces. This suggests that even though incongruent task-irrelevant faces do not elicit an empathic (mimicry) response, they still may provide a context that can change the meaning of task-relevant faces and thus impact on the mimicry response.Peer Reviewe
