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Biochemical investigation of Orai1 mutants affecting Ca2+ selectivity of Orai1
No full textAuthor: Isabel Simmer, BScMasterarbeit Johannes Kepler Universität Linz 2025Arbeit gesperr
Satellitenfernerkundung hydrologischer Parameter der Atmosphäre mit Mikrowellen von Satelliten
No full textDie Arbeit behandelt die passive Mikrowellenfernerkundung von Parametern der Atmosphäre und der Erdoberfläche über ozeanischen Gebieten. In der Einleitung wird das Potential der Mikrowellenfernerkundung für hydrologische Parameter diskutiert. Kapitel 2 beschreibt die Verteilung von atmosphärischem Wasserdampf und Flüssigwasser als die den Strahlungstransport von Mikrowellen maßgeblich beeinflussenden Parameter. Die mittlere Vertikalstruktur des Feuchtefeldes wird mit theoretischen Ansätzen behandelt und anhand eines umfangreichen Datensatzes von Radiosondenaufstiegen während des FGGE-Jahres überprüft. Zur Beschreibung aktueller Profile werden die Ergebnisse von Wagner (1990) und Wagner, Ruprecht und Simmer (1990) verwendet, die zeigten, daß die Variabilität aktueller Profile der spezifischen Feuchte durch drei Empirische Orthogonalfunktionen (EOF) zu ca. 90% festgelegt ist, und daß die benötigten Koeffizienten i.w. durch den Gesamtwasserdampfgehalt der Atmosphäre W, den von der Oberfläche bis 850 hPa integrierten Wasserdampf W850 und die Ozeanoberflächentemperatur SST festgelegt sind. Wolkenwasser und Niederschlag werden hinsichtlich ihrer relevanten Parameter für den Strahlungstransport behandelt. Abschließend wird die ozeanische Verdunstung und der damit verbundene Fluß latenter Wärme zwischen Ozean und Atmosphäre unter dem Gesichtspunkt von Messung und klimatologischer Relevanz erörtert..
The contribution of the microwave radiometer ADMIRARI to the NASA GPM ground validation field experiment
No full textThe microwave radiometer ADMIRARI has taken part in several NASA Global Precipitation Measurement (GPM) ground validation (GV) field experiments in different locations around the globe. ADMIRARI is a multifrequency dual-polarized microwave radiometer with the ability to distinguish the cloud and rain component of the liquid water content observed in the atmospheric column. The present is a review of ADMIRARI's participation in four GPM/GV field campaigns from March 2010 to February 2012. Each of these experiments tackled different precipitation regimes, from convective, to mixed-phase, warm to light rain and snowfall. © 2013 AIP Publishing LLC
Nachruf Prof. Dr. Joseph Egger: 1939 - 2021
No full textAm 29. Juni entschlief Professor Joseph Egger nach kurzer schwerer Krankheit im Hospiz des ehemaligen Klosters Polling bei Weilheim. Seit 1968 hatte er sich zu einer prägenden Figur des Meteorologischen Instituts der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) in München entwickelt, von 1977 bis 2006 auf dessen Lehrstuhl für Theoretische Meteorologie und danach als weiterforschender Emeritus. Der DMG und ihrer Vorläufer-Gesellschaft gehörte er 55 Jahre lang an, drei davon als Vorsitzender des Zweigvereins München. Von einem seiner früheren Doktoranden sind Werdegang und Besonderheiten des vielseitigen Hochschullehrers skizziert. Literaturhinweise und einige Illustrationen dürfen dabei nicht fehlen
There's nae Room for twa: Scotch ballad
No full textIt was in simmer time o' yearTo Mrs. W.V. Pettit."by he Author of Norah & Dermot..." -- Cover
3D-Modeling of unsaturated flow dynamics and pattern : Potentials and Limitations at different spatial and temporal scales
No full textThe aim of this thesis was to evaluate the suitability of the physically based, distributed 3D hydrological model HydroGeoSphere for the simulation of spatio-temporal soil moisture variability as well as unsaturated flow processes and to investigate the models’ applicability at large spatial and temporal scales. To achieve these aims, hydrological simulations of a forested headwater catchment in the Eifel region were used to evaluate the suitability of the model. The headwater catchment offered not only site specific measurement of discharge, evapotranspiration and interception, but the instrumentation in the catchment also provided the unique possibility to compare simulated to continuously measured soil moisture variability for two years. As model results heavily depend on the chosen spatial and temporal model resolution, the catchment was simulated at 2 different spatial and 2 different temporal discretizations. All simulations showed a satisfactory agreement to annual water balance components and discharge dynamics. A dominance of subsurface flow was also simulated for every simulation which corresponds to previous findings in forested catchments. The quality of simulated soil moisture variability exhibited large variations between the temporal dynamics and spatial patterns. Dynamics were well simulated, but the simulation missed short term variations probably due to a lack of bypass flow in the model structure. On the contrary, simulated and measured soil moisture patterns showed large differences indicating a simplified representation of spatial heterogeneity in the model. Simulation of flow processes and water balance components only showed a weak sensitivity to spatial or temporal resolution while higher spatial resolution was identified as an important factor in the successful simulation of soil moisture patterns. The potential of using the model at larger spatial and temporal scales was tested with simulations at a mesoscale catchment including the above described headwater catchment. The challenge of simulating large catchments refers to the incorporation of spatial variability in climate and land use, especially the land use specific parameter estimation. With a step-wise introduction of spatial heterogeneity in soil, land use, potential evapotranspiration and precipitation into the simulation, the precipitation pattern was identified as the most and the potential evapotranspiration pattern as the least important for discharge simulation. The land use specific parameter estimation was done by transferring calibrated evapotranspiration parameters from the headwater catchment to the land use of the mesoscale catchment. This method results in very good agreement of annual and monthly simulated actual evapotranspiration rates to measured data and literature values. Thus, this thesis introduced the transfer of model parameters from smaller to larger catchment as a promising method of parameter estimation of large catchments. Additional model validation was performed with a 50 years simulation run of forest growth for the mesoscale catchment. Results showed that the model is able to maintain a balance between inputs (precipitation) and outputs (discharge, evapotranspiration) over several decades and that it provides reasonable simulation of discharge dynamics for this time period.Ziel dieser Arbeit war es, die Eignung des physikalisch basierten und dreidimensionalen hydrologischen Modells HydroGeoSphere für die Simulation räumlicher und zeitlicher Bodenfeuchtevariabilität und ungesättigter Fließbewegungen zu bewerten sowie Möglichkeiten einer Modellanwendung auf großen Raum- und Zeitskalen zu ergründen. Bewertungsgrundlage sind hydrologische Simulationen eines bewaldeten Quellgebietes der Eifel, das, neben Messungen des Abflusses, der Evapotranspiration und der Interzeption, die seltene Möglichkeit bot, simulierte Bodenfeuchtevariabilität mit mehrjährigen Messdaten zu vergleichen. Da Modellierungsergebnisse stark von der räumlichen und zeitlichen Modellauflösung abhängen, wurde das Einzugsgebiet mit jeweils 2 unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Diskretisierungen simuliert. Alle Simulationen ergaben eine gute Übereinstimmung mit jährlichen Wasserbilanz-komponenten sowie der Abflussdynamik und zeigten auch eine Dominanz unterirdischer Abflussprozesse, die schon in vielen Studien in bewaldeten Einzugsgebieten nachgewiesen wurde. Die Qualität der simulierten Bodenfeuchtevariabilität zeigte starke Unterschiede zwischen der zeitlichen Dynamik und den räumlichen Mustern. Während die Dynamik bis auf kurzfristige Schwankungen, die auf das Fehlen von präferentiellen Fließbewegungen in der Modellstruktur zurückzuführen sind, zufriedenstellend simuliert wurde, wies die schlechte Übereinstimmung von simulierten und gemessenen Bodenfeuchtemustern jedoch auf eine vereinfachte Repräsentation räumlicher Heterogenität hin. Die Simulation der Fließprozesse und Wasserbilanzkomponenten wurde nur schwach von der zeitlichen und räumlichen Auflösung beeinflusst. Jedoch konnte eine höhere räumliche Auflösung als wichtiger Einflussfaktor bei der Simulation der Bodenfeuchtemuster beobachtet werden. Die Möglichkeiten einer Modellanwendung auf großen Raum- und Zeitskalen wurden mit Hilfe der Simulationen eines mesoskaligen Einzugsgebietes, in das das oben beschriebene Quellgebiet entwässert, untersucht. Die Herausforderungen der Simulation großer Einzugsgebiete liegen in der Berücksichtigung der räumlichen Variabilität des Klimas und der Landnutzung, insbesondere der landnutzungsspezifischen Modellparametrisierung. Mit schrittweiser Einführung von Heterogenitäten des Bodens, der Landnutzung, der potentiellen Evapotranspiration und des Niederschlags in das Modell konnte die räumliche Niederschlagsvariabilität als wichtigste und die Variabilität der potentiellen Evapotranspiration als unwichtigste Eingangsgröße für die Abflusssimulation identifiziert werden. Bei der Parametrisierung der verschiedenen Landnutzungen des mesoskaligen Gebietes wurden die kalibrierten Verdunstungsparameter des Quellgebietes auf die Landnutzungen des größeren Einzugsgebiets übertragen. Diese Methode lieferte sehr gute Übereinstimmungen der simulierten monatlichen und jährlichen Verdunstungswerte mit gemessenen Daten und Literaturwerten. Damit konnte diese Arbeit den Transfer von kalibrierten Modellparametern als vielversprechende Methode zur Parametrisierung mesoskaliger Einzugsgebiete aufzeigen. Darüber hinaus wurde das Modell an Hand eines 50-jährigen Simulationslaufes, der das Forstwachstum des mesoskaligen Einzugsgebietes simuliert, validiert. Das Modell ist demnach in der Lage, eine Balance zwischen der Inputgröße Niederschlag und den Outputgrößen Abfluss und Evapotranspiration über mehrere Dekaden zu gewährleisten und außerdem die Abflussdynamik in zufriedenstellender Weise wiederzugeben
Influence of Subsurface Hydrodynamics on the Lower Atmosphere at the Catchment Scale
No full textProcesses (e.g., groundwater flow, evapotranspiration, precipitation) in different compartments of the hydrological cycle (e.g., subsurface, land surface, and atmosphere) show characteristic variability at different space-time scales and interact with each other through complex non-linear feedback mechanisms. In the hydrologic cycle, subsurface hydrodynamics that may be expressed through the presence of a free water table, interact with land surface mass and energy balance components (e.g., shallow soil moisture and evapotranspiration), which may significantly affect atmospheric processes (e.g., atmospheric boundary layer height and convective precipitation). This thesis aims to understand and quantify the feedback mechanisms between groundwater dynamics and the atmosphere via land surface processes at the catchment scale by analyzing the space-time variability of the fluxes and states of the coupled water and energy cycles. Both modeling and observations of various mass and energy balance components of the hydrological cycle are applied in order to achieve this goal. A coupled simulation platform consisting of a subsurface model (ParFlow), a land surface model (CLM3.5), and an atmospheric model (COSMO-DE) is applied over a model domain encompassing the Rur catchment, Germany, to simulate the fluxes from the subsurface across land surface into the atmosphere over multiple years. The coupled model continuously simulates the mass and energy fluxes over space and time for all three compartments of the hydrological cycle. A comprehensive comparison between the model results and observations demonstrates the model’s capability to reproduce the dynamics as well as the absolute values of the mass and energy fluxes (e.g., shallow soil moisture, groundwater table depth, latent heat flux, sensible heat flux, near-surface temperature). Statistical, geostatistical, and spectral analysis techniques are used to explore the inherent variability of the compartmental mass and energy fluxes, which reveals the interconnections of the compartmental processes at various space-time scales. In this thesis, a novel concept of a dual-boundary forcing is introduced to represent and quantify the interactions between the compartmental mass and energy balance components at the relevant space and time scales. According to this concept, atmosphere and groundwater act as the upper and lower boundary conditions, respectively, for the land surface. The dominating boundary condition controlling the variability of land surface processes is determined by space and time localized moisture and energy availability. This concept states that the space-time patterns of land surface processes can be explained by the variability of the dominating boundary condition, which is corroborated by applying continuous wavelet transform and variogram techniques on the model results and observations. In the ensuing step, the proposed dual-boundary forcing concept is tested considering different lower boundary conditions based on groundwater dynamics in a coupled subsurface-land surface model. The results show that there are significant and predictable differences in the variability of land surface processes at monthly to multi-month time scales from the model configurations with different lower boundary conditions, which indicates that the representation of groundwater dynamics in a numerical simulation platform affects the temporal variability of land surface processes. For example, it was demonstrated that the temporal variability of evapotranspiration simulated by a coupled subsurface-land surface model is reduced at monthly to multi-month time scales in case of a simplified representation of groundwater dynamics. Finally, fully integrated simulations of the terrestrial hydrological cycle are performed considering different groundwater dynamics in a subsurface-land surface-atmosphere model of the larger Rur catchment to study the influence of subsurface hydrodynamics on local weather generating processes. The results show that differences in groundwater dynamics in the model affect shallow soil moisture, evapotranspiration, and sensible heat transfer, which influences atmospheric boundary layer height, convective available potential energy, and precipitation especially under strong convective conditions. These results suggest that groundwater dynamics may generate systematic uncertainties in atmospheric simulations in a fully-coupled model. This thesis reveals that the presence of groundwater dynamics is important to take into account in atmospheric simulations and water resources assessments, such as, drought prediction.Die Prozesse (z.B. Grundwasserströmung, Evapotranspiration, Niederschlag), die in den verschiedenen Kompartimenten des hydrologischen Kreislaufs (z.B. Boden, Landoberfläche und Atmosphäre) stattfinden, zeigen eine charakteristische Variabilität auf verschiedenen Zeit- und Raumskalen. Sie interagieren miteinander durch komplexe nicht-lineare Feedback-Mechanismen. Die Hydrodynamik des Bodens kann beispielsweise durch einen frei beweglichen Grundwasserspiegel formuliert werden und interagiert mittels Komponenten der Massen- und Energiebilanz mit der Landoberfläche (z.B. oberflächennahe Bodenfeuchte und Evapotranspiration). Der Einfluss der Hydrodynamik auf die Landoberfläche kann wiederum signifikante Auswirkungen auf die atmosphärischen Prozesse herbeiführen (z.B. die Höhe der atmosphärischen Grenzschicht und konvektiven Niederschlag). Diese Arbeit fokussiert sich auf diese Feedback-Mechanismen, die zwischen Grundwasserdynamik und Atmosphäreneigenschaften via Landoberflächenprozesse auf der Einzugsgebietsskala entstehen können. Das Verständnis und die Bewertung dieser Mechanismen wird durch die Analyse der Raum-Zeitvariabilität der Zustände und Flüsse des gekoppelten Wasser- und Energiekreislaufes erzielt. Die Verwendung von Beobachtungsdaten und die Modellierung der verschiedenen Komponenten der Massen- und Energiebilanz des hydrologischen Kreislaufs sollen dabei helfen, die entsprechenden Erkenntnisse zu liefern. Eine gekoppelte Simulationsplattform, die aus einem Boden-Grundwassermodell (ParFlow), einem Landoberflächenmodell (CLM3.5) und einem Atmosphärenmodell (COSMO-DE) besteht, wird über das Einzugsgebiet der Rur (Deutschland) angewendet. In diesem gekoppelten System werden die Massen- und Energieflüsse von den untersten Bodenschichten über die Landoberfläche bis in die Atmosphäre über einen Zeitraum von mehreren Jahren durchgängig in Zeit und Raum simuliert. Ein umfassender Vergleich zwischen den Resultaten des Modells und den Beobachtungsdaten demonstriert die Eigenschaft des Modells, die Dynamik und die absoluten Werte des Massen- und Energieflusses (z.B. oberflächennahe Bodenfeuchte, Grundwasserspiegel, latenten und fühlbaren Wärmefluss, bodennahe Temperaturen) zu reproduzieren. Statistische, geostatistische und spektrale Analysetechniken werden genutzt, um die inhärente Variabilität der Massen- und Energieflüsse der entsprechenden Kompartimente zu identifizieren. Durch diese Analysetechniken lassen sich die Zweiwegekopplungen der Prozesse der entsprechenden Kompartimente in verschiedenen Zeit- und Raumskalen bestimmen. In dieser Arbeit wird ein neues Konzept des dual-boundary forcings eingeführt, um die Interaktion zwischen den Komponenten der Massen- und Energiebilanz der entsprechenden Bereiche in den relevanten Raum- und Zeitskalen zu repräsentieren und quantifizieren. Die Atmosphäre und das Grundwasser agieren diesem Konzept entsprechend als obere, respektive untere Randbedingung für die Landoberfläche. Die zeitliche und räumliche Verfügbarkeit von Feuchte und Energie bestimmt hierbei die dominierende Randbedingung bezüglich der Variabilität der Landoberflächenprozesse. Das Konzept des dual-boundary forcings konstatiert im weiteren Verlauf, dass die zeitlichen und räumlichen Strukturen der Landoberflächenprozesse durch die Variabilität der dominierenden Randbedingung erklärt werden kann. Dieser Einfluss der Randbedingung auf die Landoberfläche wird durch die Anwendung der Kontinuierliche Wavelet-Transformation und Variogrammanalysen der Modellresultate und der Beobachtungsdaten gezeigt. Im darauffolgenden Schritt wird unter der Betrachtung verschiedener unterer Randbedingungen, basierend auf der Grundwasserdynamik des gekoppelten Boden-Landoberflächenmodells, das aufgestellte dual-boundary forcing Konzept getestet. Die Ergebnisse der Simulationen mit den verschiedenen unteren Randbedingungen zeigen, dass es signifikante vorhersagbare Unterschiede in der Variabilität von Landoberflächenprozessen im Bereich von monatlichen bis hin zu Zeitskalen von mehreren Monaten gibt. Dies zeigt, dass das Vorhandensein der Grundwasserdynamik in einer numerischen Simulationsplattform die zeitliche Variabilität der Landoberflächenprozesse beeinflußt. Zum Beispiel wurde gezeigt, dass die zeitliche Variabilität der Evapotranspiration durch ein gekoppeltes Boden-Grundwassermodell simuliert wird monatlich zu mehrmonatigen Zeitskalen bei einer vereinfachten Darstellung der Grunddynamik verringert. In einem letzten Schritt werden unter der Berücksichtigung verschiedener Randbedingungen der Grundwasserdynamik im Boden-Landoberflächen-Atmosphären Modell des erweiterten Rur-Einzugsgebiets komplett integrierte Simulationen des terrestrischen, hydrologischen Kreislaufs durchgeführt, um den Einfluss der Hydrodynamik des Bodens auf lokale, wetterbestimmende Prozesse zu analysieren. Die Ergebnisse zeigen, dass unterschiedliche Grundwasserdynamiken des Modells einen signifikanten Einfluß auf die landoberflächennahe Bodenfeuchte, die Evapotranspiration und fühlbaren Wärmeströme ausüben. Diese weisen wiederum einen Einfluss auf die Grenzschichthöhe, CAPE (convective available potential energy) und den Niederschlag, besonders unter stark konvektiven Konditionen auf. Diese Resultate lassen den Schluß zu, dass die Grundwasserdynamik in vollgekoppelten Modellen systematische Unsicherheiten in atmosphärischen Simulationen generieren können. Unter der Berücksichtigung von Modellresultate und Beobachtungen zeigt diese Arbeit auf, dass das Vorhandensein der Grundwasserdynamik in numerischen Simulationsplattformen die Variabilität der Prozesse durch Massen- und Energieflüsse der entsprechenden Kompartimente an der Landoberfläche beeinflusst. Aufgrund dieser Ergebnisse ist es wichtig, das Vorhandensein der Grundwasserdynamik bei atmosphärischen Simulationen und Anwendungen in der Wasserbewirtschaftung, wie zum Beispiel Vorhersagen von Dürreperioden, zu berücksichtigen
Verleihung der Paulus-Preise 2022 für Geschichte der Meteorologie
No full textVor dem Festvortrag beim Konferenz-Buffet der D-A-CH
MeteorologieTagung 2022 am 24. März wurde zum achten
Mal der Paulus-Preis für die beste Arbeit zur Geschichte der
Meteorologie vergeben, die seit der vorigen Verleihung
erschienen ist. Der Preis heißt nach seinen Stiftern, dem
Ehepaar Paulus (vgl. Nachruf auf Dr. Rudolf Paulus in Mitteilungen DMG, 2020, Heft 1, S. 26-27). Der Paulus-Preis 2022
ist mit 1500 € dotiert; er geht zu gleichen Teilen an Dr. Peter Winkler und Dr. Joachim Pelkowski. Beide Preisträger haben gewichtige Monografien verfasst, die als Band 12 sowie Doppelband 13/1 und 13/2 in der Reihe „Geschichte der Meteorologie in Deutschland“ erschienen sind (Winkler, 2020; Pelkowski, 2021). Seit 1993 gibt der Deutsche Wetterdienst diese Reihe im Selbstverlag heraus. Dipl.-Met. Magdalena Bertelmann betreut den Selbstverlag neben ihrer Tätigkeit in der DWD-Vorhersagezentrale. Sie war anwesend und wurde gebeten, in Offenbach davon zu berichten, dass diese Reihe nicht nur in FAGEM-Kreisen sehr hoch geschätzt wird
FAGEM: Beiträge bei der D-A-CH MT2022 und Ausblick auf 2023
No full textStatt einer separaten Fachsitzung, wie etwa bei der DACH
2019 in Garmisch, gab es in Leipzig zwei FAGEM-Beiträge
im übrigen Programm der Tagung
FA-GEM: „… speziell für Physik der Atmosphäre“; Röntgens nachdrücklicher Antrag von 1908 bei der Habilitation von August Schmauß
No full textHeutzutage werden die Begriffe Meteorologie und Physik der Atmosphäre häufig als Synonyme verwendet in dem Sinn, dass die Meteorologie die Untersuchung der gasförmigen Hülle um die Erde mit Methoden (hauptsächlich) der Physik beinhaltet. Doch bis in die 1950er Jahre bezeichneten etwa (synoptische) Meteorologie und die Untersuchung spezieller physikalischer Prozesse innerhalb der Atmosphäre deutlich unterschiedliche Herangehensweisen, die oft auf verschiedenen Studienrichtungen basierten. Im internationalen Rahmen spiegelt sich dies etwa in der Erweiterung der Namens International Association of Meteorology (IAM; seit 1919) im Jahr 1957 zu International Association of Meteorology and Atmospheric Physics (IAMAP). Die aktuell gültige, erweiterte Bezeichnung
International Association of Meteorology and Atmospheric Sciences (IAMAS) wurde 1995 eingeführt. Bei Recherchen zur anstehenden 100. Wiederkehr der Errichtung einer ordentlichen Professur für Physik, speziell für Physik der Atmosphäre an der Universität
München zum Beginn des Sommersemesters am 1. April 1923 (Abb 1.) wurde klar, auf wessen Initiative diese besondere und durchaus weitsichtige Bezeichnung zurückzuführen ist
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