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Nach den Kolloquien, die 2009 und 2010 in Braga/Portugal stattfanden, organisierte der Portugiesische Germanistikverband (APEG - Associação Portuguesa de Estudos Germanísticos) am 28. und 29. Oktober 2011 sein III. Forum, welches jungen GermanistInnen gewidmet war. Die Tagung fand in diesem Jahr an der Universität Coimbra statt und versammelte über 20 junge GermanistInnen, die ihre Forschungsarbeiten zum Thema „Em Trânsito – Übergänge. Grenzen überschreiten in der Germanistik“ vortrugen. Diese Sondernummer der REAL stellt einige der Beiträge dieses Kolloquiums der breiteren Gemeinschaft der GermanistInnen vor. Damit wollen sowohl die APEG als auch die REAL ihren Beitrag zur Förderung des internationalen Nachwuchses in der Germanistik leisten.
Die jungen GermanistInnen wurden dazu eingeladen, über Kultur als einen dynamischen Prozess und als Zusammentreffen verschiedenartiger komplexer Beziehungen von und in unterschiedlichen (Grenz)gebieten, die sich ständig neu definieren, zu äußern. Das Kolloquium gab die Möglichkeit zu einer breiten Diskussion über die Wahrnehmung von Grenzen und deren unterschiedliche Herausbildung, über Verschränkungen, Verhandlungen und Übersetzung, über Identitäten, Beziehungen und Konzepte, die sich entlang, gegen und mit diesen Grenzen herausbilden und artikulieren.
Die verschiedenen Sektionen und Beiträge dieser Sondernummer dokumentieren, dass die hybriden Gebiete und fließenden Schnittstellen, die sich beim Zusammentreffen von Grenzen ergeben, zumeist die größten Herausforderungen, aber auch die produktivsten Schauplätze für konzeptionelle Entwicklungen und praktische Analysen darstellen. Sie zwingen uns, sowohl Konzepte und Fachgebiete, als auch den eigenen Standort in der Wissenschaft zu hinterfragen, da sie den epistemologischen Prozess durch Instabilität, Bewegung und Verschiebungen beeinflussen.
Die vorliegende Untersuchung orientierte sich im Kern an der Frage, wie Bildung und Wissen als gesellschaftliche ebenso wie als wirtschaftliche Ressource zum Ausgangspunkt für eine in die Zukunft weisende gesellschaftlich-politische Programmatik werden könnten. Gemeint ist damit die Formulierung einer idealerweise auch auf Unterstützung durch politik- und sozialwissenschaftliche Forschung zurückgreifende Zielvorstellung. Auf deren Basis sollten die politische, ökonomische und sozio-kulturelle Fortentwicklung des Libanon gestattende Reformen initiierbar sein und bestehende Entwicklungs- Repräsentations- und Identitätsdefizite vermindert oder gar behoben werden können.
Die zur Beantwortung dieser Frage vorgenommene, vier Haupt-Untersuchungsschritte umfassende Analyse setzte in einem ersten Untersuchungsschritt (Kapitel 2) bei der Schilderung der Entstehungsbedingungen des heutigen Libanon an, dessen geostrategische Lage als eine der Hauptursachen für die politische Situation des Landes, auf dessen Territorium unter anderem auch nichtlibanesische Akteure kriegerische Handlungen austrugen, identifiziert wurde. Insgesamt wurden sowohl exogene wie auch endogene Faktoren für die durch eine chronische Instabilität gekennzeichnete politisch-historische Problematik des Libanon herausgearbeitet. Dabei wurden insbesondere zahlreiche Zäsuren und schwerwiegende innenpolitische Dissenskonstellationen in der politischen Geschichte des Libanon evident. Anschließend wurden die heute vorzufindenden spezifisch-libanesischen Strukturen von Politik, Ökonomie und Gesellschaft in den Blick genommen und neben den schon genannten Identitäts- politischen Repräsentations- und Entwicklungsproblemen folgende gesellschaftlich-politische Problemlagen identifiziert: auf Globalisierung und Bürgerkrieg zurückzuführende ökonomische Probleme - aus politischer Instabilität und dem Nahostkonflikt resultierende Probleme - Aus der innenpolitischen Systemkrise und Reformresistenz ableitbare Probleme. Als die zentralen innenpolitischen Probleme wurden die Existenz bewaffneter subnationaler Akteure, die ungleiche Verteilung von Machtressourcen und entsprechende Machtasymmetrien zwischen den unterschiedlichen gesellschaftlichen Gruppen sowie das den ganzen Libanon überziehende und desintegrativ wirkende Patronage- und Klientelsystem, politischer Konfessionalismus sowie fragile Institutionen im Zusammenhang mit einem verbreitet uneffektiv operierenden Staatsapparat benannt. Außerdem wurden aus strukturellen Ungleichheiten gesellschaftlicher Gruppen hervorgehende soziale Probleme identifiziert. Dabei konnte gezeigt werden, dass auch das libanesische Bildungswesen von allen genannten innenpolitischen Defiziten infiziert und damit strukturell erheblich geschwächt wurde. Das in einer Zeit, in der die Ressource Wissen – Wissensproduktion und Wissensintensität - ein immer wichtiger werdender Treiber für Innovation, Wohlstand und gesellschaftlich-ökonomische, aber auch soziokulturelle Weiterentwicklung darstellt. Als ein entscheidendes Moment wurde außerdem der Dauerkonflikt der zentralen politischen Akteure benannt, aus dem das Fehlen eines konsistenten politischen Handelns und das unter anderem – neben dem chronischen Repräsentationsproblem - darauf beruhende staatliche Legitimationsdefizit entscheidend beruhen.
Der zweite Untersuchungsschritt (Kapitel 3) legte in drei Teilschritten die theoretischen und definitorischen Grundlagen der Untersuchung, indem dargelegt wurde, was unter Bildung einschließlich ihrer Merkmale, Strukturen und Steuerungsoptionen zu verstehen ist und wie sich Erziehung und Sozialisation voneinander unterscheiden. Dabei wurden die verschiedenen in der arabischen Sprache für Bildung benutzten Begriffe vorgestellt, die eine wissens-, erfahrungs-, entwicklungs- bzw. wachstums- oder kultur- bzw. verhaltensbezogene Dimension haben können. Bildung wurde überdies als ein Prozess aufgefasst, in dessen Verlauf das Individuum reproduzierbare Kenntnisse, Fähigkeiten und Fertigkeiten, doch zugleich auch persönliche Werthaltungen und Einstellungen internalisiert. Parallel dazu wurde die die Entwicklung der Gesamtgesellschaft fördernde Funktion von Bildung herausgestrichen, indem auf bildungsinduzierte Veränderungen auf gesellschaftlicher politischer, kultureller und ökonomischer Ebene wie aber auch auf der Individualebene (Wissenstransfer) und Interaktionsebene (kommunikatives Rollenhandeln) verwiesen wurde. Gesprochen wurde in diesem Zusammenhang von einem kollektiven Lernvorgang, der den Wandel gesellschaftlicher Steuerungskapazitäten und damit struktureller Problemlösungsmöglichkeiten eines Gesellschaftssystems einschließt. Es wurde argumentiert, dass es unter der Voraussetzung der Kreation potentieller Entwicklungschancen – Bildung als Entwicklungsmotor - zur Schaffung neuer Strukturen durch Bildung, verstanden im Sinne eines eigenständigen gesellschaftlich ausdifferenzierten und institutionalisierten Bereichs, kommen kann. Das daran gekoppelte Geschehen wurde erstens unter den für den Libanon systemspezifischen Kontextbedingungen von Sozialisation sowie den sich an sozialen und politischen Interessen orientierenden Erziehungsnormen expliziert und zweitens als Instrument für die Sicherung von Qualifikation sowie politischer Legitimation und Ausübung von Herrschaft beschrieben. Drittens wurde Bildung als eine zentrale Prämisse für Emanzipation und Demokratisierung gesellschaftlicher Strukturverhältnisse gekennzeichnet.
Viertens wurde die stets knappe und distinktive Züge tragende Ressource Bildung als gesellschaftsstrukturierender Vorgang angesichts der Interdependenz zwischen Bildungschancen sowie Bildungspartizipation einerseits und dem sozialen Status des Individuums und dessen Familie andererseits herausgearbeitet und in diesem Kontext die gravierende Ungleichheit beim Zugang zu Bildung im Libanon nachgewiesen.
Die beiden folgenden Teilschritte befassten sich mit bildungspolitischen Überlegungen hinsichtlich der Gestaltung von institutionellen Bildungsprozessen sowie mit der Veränderung des Bildungsgeschehens und dessen Einfluss auf Umfang und Charakter des Humankapitals im Rahmen des Globalisierungsprozesses. Dabei wurde zunächst die Steuerungsfunktion von Bildungspolitik im Rahmen des Treffens zentraler Entscheidungen über die Zukunft des Landes thematisiert. Bildungspolitik inklusive Bildungsplanung und Bildungsökonomie wurden insofern als eine zentrale Schnittstelle politisch-strategischen Handelns in Bezug auf die inhaltliche und politische Ausrichtung des libanesischen Bildungssystems im Lichte seiner Qualifikations-, Allokations- und Sozialisationsfunktion von Bildung identifiziert. Die libanesische Bildungspolitik wurde in einen Zusammenhang mit der Multireligiosität sowie der Konkurrenzkonstellation zwischen staatlichen und religiösen Bildungseinrichtungen sowie den daraus resultierenden Auswirkungen auf politisches und gesellschaftliches Handeln reflektiert. Dabei wurden die bildungspolitische Inkohärenz in Bezug auf Form, Inhalt und Prozesse sowie besonders die ideologische Funktion der Bildungspolitik deutlich, die normative, für die Zukunft des Libanon relevante Erziehungsziele formuliert und inhaltlich über Werthaltungen, bildungsspezifisches Informationsspektrum und Unterrichtsthemen entscheidet. So wurde außerdem deutlich, dass die politische Durchdringung von Bildungspolitik Bereiche wie Bildungsgerechtigkeit und -chancen, inhaltlich-curriculare Ausrichtung, aber auch die formale Organisation von Bildungseinrichtungen sowie den Zuschnitt der bildungsinstitutionellen Interaktionssysteme (z. B. Interaktionssystem Unterricht oder Interaktionssystem Schule) tangiert. In diesem Zusammenhang wurde festgestellt, dass sich das aktuelle Bildungssystem im multireligiösen Libanon der Globalisierung noch nicht vollständig unterworfen hat, zumal hier – zumindest zu einem beachtlichen Teil - bis dato eher eine Lokalisierungstendenz sichtbar wird und damit ein vorläufiges Insistieren auf lokale und regionale Bildungstraditionen. Das bedeutet allerdings nicht, dass Bildung und Wissenschaft als strategische Größe der Zukunftssicherung im Libanon ausgeblendet würden oder dass die Auswirkungen der Globalisierung auf das libanesische Bildungssystem nicht spürbar wären. Vielmehr breitet sich durchaus vermehrt das Bewusstsein aus, wie wichtig eine Investition in Humankapital im Sinne der Formierung einer wissensbasierten Wirtschaft ist und unter Einbeziehung einer möglichst großen Anzahl von Akteuren erhebliche Chancen zunächst einmal ökonomischer, dann aber auch politischer und gesellschaftlicher Weiterentwicklung bietet. In diesem Kontext wurde deutlich, dass dabei nicht nur Wirtschaftswachstum und ein höherer Beschäftigungsstand ausschlaggebend sind, sondern insbesondere auch eine größere gesellschaftliche Kohäsion durch erhöhte Bildungspartizipation und durch einen höheren sozialen Status erreichbar ist.
Im dritten, sich mit Entwicklungsverläufen, Systemkomponenten, Bestandsvoraussetzungen und Kennziffern von Bildung im Libanon beschäftigenden Untersuchungsschritt (Kapitel 4) wurde zunächst die historische Herausbildung des uns heute bekannten libanesischen Bildungswesens erläutert, bevor anschließend konstitutionelle Rahmenbedingungen, Leistungen und Leistungsfähigkeit, disziplinäres Spektrum und die Anzahl von an libanesischen Universitäten Immatrikulierten dargelegt wurden.
Im vierten Untersuchungsschritt (Kapitel 5) ging es um die Bestimmung der gegenwärtigen Bildungssituation im Libanon und um die Reflexion der Rolle, welche die Bildung künftig im Libanon spielen wird bzw. spielen sollte. Dabei spielten schichtabhängig ungleich verteilte Bildungszugangschancen ebenso eine Rolle wie die sich quantitativ immer weiter ausdehnende Schul- und Universitätsausbildung von Mädchen und Frauen. Den zu beklagenden Defiziten wurden schließlich potentielle Funktionen von Bildung als Entwicklungsmotor gegenübergestellt und die politischen Voraussetzungen dafür benannt. Im Anschluss daran wurden im Rahmen des Kapitels 6 die um die aktuelle und künftige Lage der Bildung im Libanon sowie um sich daran koppelnde Fragen kreisenden Interviews dokumentiert, ausgewertet und politisch-soziologisch kommentiert. Dieser Einordnungsversuch ist Grundlage für die nachfolgend formulierte Prognose hinsichtlich der Motive, Bedingungen und Folgen, aber auch Hemmfaktoren einer notwendigen Reform des libanesischen Bildungswesens.
Contribution of sulfuric acid and oxidized organic compounds to particle formation and growth
(2012)
Lack of knowledge about the mechanisms underlying new particle formation and their subsequent growth is one of the main causes for the large uncertainty in estimating the radiative forcing of atmospheric aerosols in global models. We performed chamber experiments designed to study the contributions of sulfuric acid and organic vapors to the formation and early growth of nucleated particles. Distinct experiments in the presence of two different organic precursors (1,3,5-trimethylbenzene and α-pinene) showed the ability of these compounds to reproduce the formation rates observed in the low troposphere. These results were obtained measuring the sulfuric acid concentrations with two chemical ionization mass spectrometers confirming the results of a previous study which modeled the sulfuric acid concentrations in presence of 1,3,5-trimethylbenzene.
New analysis methods were applied to the data collected with a condensation particle counter battery and a scanning mobility particle sizer, allowing the assessment of the size resolved growth rates of freshly nucleated particles. The effect of organic vapors on particle growth was investigated by means of the growth rate enhancement factor (Γ), defined as the ratio between the measured growth rate in the presence of α-pinene and the kinetically limited growth rate of the sulfuric acid and water system. The observed Γ values indicate that the growth is already dominated by organic compounds at particle diameters of 2 nm. Both the absolute growth rates and Γ showed a strong dependence on particle size, supporting the nano-Köhler theory. Moreover, the separation of the contributions from sulfuric acid and organic compounds to particle growth reveals that the organic contribution seems to be enhanced by the sulfuric acid concentration. Finally, the size resolved growth analysis indicates that both condensation of oxidized organic compounds and reactive uptake contribute to particle growth.
Veranstaltungsbericht zur ISOE-Tagung im Wissenschaftsjahr ++ Wegweiser für eine politikrelevante Nachhaltigkeitsforschung erschienen ++ CuveWaters Finalist beim BMBF-Forschungspreis „Nachhaltige Entwicklungen“ ++ ExpertInnen fordern nachhaltigen Wandel der Wissenschaft ++ Neue Veranstaltungsreihe ISOE-Lectures gestartet ++ Projekt mobile2020: Handbuch zur Fahrradförderung erschienen ++ Öko-Institut, ISOE und car2go starten Car sharing-Studie ++ Publikationen
In dieser Arbeit werden Schmelz- und Anreicherungsprozesse des Erdmantels, sowie Kristallisationsereignisse der Erdkruste zweier ausgewählter Gebiete in Namibia und Spanien mithilfe geochemischer Methoden rekonstruiert und in einen zeitlichen Zusammenhang gebracht. Ein Vergleich der gewonnenen Ergebnisse beider Kompartimente soll dabei weitere Informationen liefern inwieweit Prozesse des Erdmantels und der Erdkruste miteinander verknüpft waren. Insbesondere soll ein weitere Beitrag zur aktuellen Diskussion geliefert werden, bei der sich das sogenannte „pulsed growth“ und „steady accumulation“ Modell gegenüberstehen (siehe Zusammenstellung Pearson et al., 2007). Zudem tragen die neu gewonnenen Daten dazu bei, die regionalen geologischen Gegebenheiten im besonderen Hinblick auf die geotektonische Geschichte besser zu verstehen.
Das Gibeon Kimberlit Feld befindet sich in der tektonischen Einheit des Rehoboth Terranes in Namibia und ist gekennzeichnet von Vulkanismus vor etwa 72.5 Ma (Davies et al., 2001), der Granat Peridotite und krustale Xenolithe mit an die Oberfläche beförderte. Eine klare Einordnung des Rehoboth Terranes in die Gesamtheit des Süd Afrikanischen Plattenverbunds ist noch nicht vollständig geklärt.
Die Südöstliche vulkanische Provinz in Spanien (SEVP) mit besonderem Hinblick auf die Region um Casas de Tallante stellt das zweite Probengebiet für diese Arbeit dar. Vor etwa 2.6 Ma (Bellon et al., 1983) kam es zur Extrusion von alkali-basaltischen Schmelzen, die zahlreiche Spinell / Plagioklas Peridotite mit sich brachten. Tufflagen, sowie die Matrix der Basalte ermöglichen einen Einblick in die untere Kruste der Region.
Untersuchungen der Erdmantelproben aus Namibia auf ihre Haupt- und Spurenelementchemie, sowie Lu-Hf und Sm-Nd Isotopie zeigten, dass zwei verschiedene Manteltypen vorliegen („N“ und „σ“ Typ), die zu einem Zeitpunkt um etwa 850 Ma („N“) und 1.9 Ga („σ“) angereichert wurden. Eine letzte Anreicherung beider Typen fand vermutlich während der Pan–Afrikanischen Orogenese um etwa 450 Ma statt. Die Reinterpretation eines zuvor publizierten Datensatzes (Pearson et al., 2004), suggeriert, dass es zu einer ersten Verarmung der σ Peridotite um etwa 2.9 Ga kam.
Untersuchungen der U-Pb und Hf Isotopie an Zirkonen aus der unteren Kruste des Probengebiets in Namibia ergaben, dass es zur Bildung von juvenilem Krustenmaterial vermutlich bereits im Archaikum kam (wie bereits vorgeschlagen durch z.B. Hoal et al., 1995; Franz et al., 1996), sowie in den Zeiträumen von 2.3 bis 2.7 und 1.5 bis 1.6 Ga, mit jeweils anschließendem krustalem Recycling und Krustenmischung. Eine Übereinstimmung von Mantel- und Krustenevents konnte für die Zeiträume von etwa 1.8, 0.8 - 0.9 Ga und 0.4 – 0.5 Ga gefunden werden. Eine mögliche erste Verarmung des σ Mantels wird bestätigt durch Zirkonalter im Bereich von 2.7 bis 2.9 Ga.
Die Analyse ausgewählter Spinell / Plagioklas Peridotite aus der SEVP, ergaben, dass ein heterogener Mantel mit mindestens 3 verschiedenen Typen vorliegt. Eine Korrelation der Lu-Hf Isotopie von 3 Proben dieses Probensatzes, sowie den Hf Isotopien einer weiteren Probe von Bianchini et al. (2011) suggerieren, dass es eventuell zu einem Verarmungsereignis zu einem Zeitpunkt von etwa 550 Ma kam. Sr Isotopien von Klinopyroxenen und Plagioklasen im Vergleich ergaben, dass die Sr Isotopie der Plagioklase, im Gegensatz zu den Klinopyroxenen, von denen der Alkali Basalte überprägt wurden.
Zirkonanalysen aus Lokalitäten innerhalb der SEVP (U-Pb, Hf) ergaben ein weitreichendes Altersspektrum, beginnend bei etwa 2-3 Ma bis hin ins Archaikum (2.7 bis 2.9 Ga) mit Provenance Ursprung aus Gondwana und dem Arabisch-Nubischen Schild. Die Kombination der U-Pb Altersinformationen mit den entsprechenden Hf Isotopien, zeigten, dass es vermutlich bereits im Archaikum zu juveniler Krustenbildung kam. Zirkone > 100 µm datieren den Zeitpunkt der Eruption der Alkali Basalte mit Altern um etwa 2.6 Ma und Hf Isotopien, die einem leicht verarmten Mantel entsprechen. Ein mögliches Verarmungsereignis im Erdmantel zu einem Zeitpunkt von etwa 550 Ma, ist im Einklang mit Krustenrecycling zu selbigem Zeitpunkt.
Die neugewonnenen Daten dieser Arbeit unterstützten das „pulsed growth“ Modell.
Literatur
Bellon, H., Bordet, P. and Montenat, C., 1983. Chronology of the Neogene Magmatism from Betic Ranges (Southern Spain). Bulletin De La Societe Geologique De France, 25(2): 205-217.
Bianchini, G., Beccaluva, L., Nowell, G.M., Pearson, D.G. and Siena, F., 2011. Mantle xenoliths from Tallante (Betic Cordillera): Insights into the multi-stage evolution of the south Iberian lithosphere. Lithos, 124(3-4): 308-318.
Davies, G.R., Spriggs, A.J. and Nixon, P.H., 2001. A non-cognate origin for the Gibeon kimberlite megacryst suite, Namibia: Implications for the origin of Namibian kimberlites. Journal of Petrology, 42(1): 159-172.
Franz, L., Brey, G.P. and Okrusch, M., 1996b. Steady state geotherm, thermal disturbances, and tectonic development of the lower lithosphere underneath the Gibeon Kimberlite Province, Namibia. Contributions to Mineralogy and Petrology, 126(1-2): 181-198.
Hoal, B.G., Hoal, K.E.O., Boyd, F.R. and Pearson, D.G., 1995. Age constraints on crustal and mantle lithosphere beneath the Gibeon kimberlite field, Namibia. South African Journal of Geology, 98(2): 112-118.
Pearson, D.G., Irvine, G.J., Ionov, D.A., Boyd, F.R. and Dreibus, G.E., 2004. Re-Os isotope systematics and platinum group element fractionation during mantle melt extraction: a study of massif and xenolith peridotite suites. Chemical Geology, 208(1-4): 29-59.
Pearson, D.G., Parman, S.W. and Nowell, G.M., 2007. A link between large mantle melting events and continent growth seen in osmium isotopes. Nature, 449(7159): 202-205.
Sesquiterpenes (C15H24) are semi-volatile organic compounds emitted by vegetation and are of interest in atmospheric research because they influence the oxidative capacity of the atmosphere and contribute to the formation of secondary organic aerosols. However, little is known about their emission pattern and no established parameterisation is available for global emission models. The aim of this study is to investigate a Central European spruce forest and its emission response to meteorological and environmental parameters, looking for a parameterisation that incorporates heat and oxidative stress as the main driving forces of the induced emissions. Therefore, a healthy ca. 80 yr old Norway spruce (Picea abies) tree was selected and a dynamical vegetation enclosure technique was applied from April to November 2011. The emissions clearly responded to temperature changes with small variations in the β-factor along the year (βspring = 0.09 ± 0.01, βsummer = 0.12 ± 0.02, βautumn = 0.11 ± 0.02). However, daily calculated values revealed a vast amount of variability in temperature dependencies ((0.02 ± 0.002) < β < (0.27 ± 0.04)) with no distinct seasonality.
By separating the complete dataset in 10 different ozone regimes, we found that in moderately or less polluted atmospheric conditions the main driving force of sesquiterpene emissions is the temperature, but when ambient ozone mixing ratios exceed a critical threshold of (36.6 ± 3.9) ppbv, the emissions become primarily correlated with ozone. Considering the complete dataset, cross correlation analysis resulted in highest correlation with ambient ozone mixing ratios (CCO3 = 0.63 ± 0.01; CCT = 0.47 ± 0.02 at t = 0 h for temperature) with a time shift 2–4 h prior to the emissions. An only temperature dependent algorithm was found to substantially underestimate the induced emissions (20% of the measured; R2 = 0.31). However, the addition of an ozone dependent term improved substantially the fitting between measured and modelled emissions (81% of the modelled emissions could be explained by the measurements; R2 = 0.63), providing confidence about the reliability of the suggested parameterisation for the spruce forest site investigated.
Die Wechselwirkung zwischen zwei verschiedenartigen Wellenphänomenen in einer Höhe von ca. 10 bis 100 km, der mittleren Atmosphäre, ist das zentrale Thema der vorliegenden Arbeit. Schwerewellen entstehen durch Oszillationen der Luft in einer stabil geschichteten Atmosphäre. Durch die Vielzahl von Schwerewellen-Paketen, die in der Troposphäre durch Gebirge, Gewitter, Fronten und andere dynamische Prozesse angeregt werden, wird Energie und Impuls in die mittleren Atmosphäre transportiert. Durch den turbulenten Zerfall von brechenden Schwerewellen wird auf die mittlere Strömung eine Kraft ausgeübt, welche im Bereich der Mesopause bei ca. 90 km maximal wird. Daraus resultiert die sogenannte interhemispherische residuelle Zirkulation, die in der Mesosphäre den Sommer- mit dem Winterpol verbindet und die beeindruckend kalte Sommer-Mesopause mit Temperaturen von unter −140°C verursacht. Thermische Gezeiten sind ein weiterer wichtiger Teil in der Dynamik der mittleren Atmosphäre. Sie werden durch die Erwärmung der Tagseite der Erde angeregt und sind globale Schwingungen mit Perioden von 24 Stunden und harmonischen Vielfachen. Mit Wind- und Temperatur-Amplituden von bis zu 50 m/s und 30 K dominieren sie die Tagesvariabilität im Mesopausen-Bereich.
In der Mesosphäre wird die Wechselwirkung zwischen Schwerewellen und thermischen Gezeiten wichtig. Dort wird durch die Gezeitenwinde das Brechen von Schwerewellen zeitlich moduliert und eine periodische Kraft erzeugt, welche auf die Gezeiten rückwirkt. Doch selbst unter Zuhilfenahme modernster Hochleistungsrechner kann in komplexen Zirkulationsmodellen nur ein Bruchteil des turbulenten sowie des Wellen-Spektrums aufgelöst werden. Der Effekt der nichtaufgelösten Skalen, wie Turbulenz und Schwerewellen, muss somit in effizienter Weise parametrisiert werden. Üblicherweise wird in Schwerewellen-Parametrisierungen die horizontale und zeitliche Variation des Hintergrundmediums vernachlässigt. Es entsteht eine vertikale Säule, in der sich stationäre Schwerewellen-Züge instantan nach oben ausbreiten. Es ist jedoch äußerst fraglich, inwieweit eine solche Beschreibung, auf der ein Großteil früherer Untersuchungen basiert, für das Ergründen der Schwerewellen-Gezeiten-Wechselwirkung hinreicht. Für diese Arbeit wurde deswegen das Ziel gesetzt, die Defizite der konventionellen Beschreibung der Schwerewellen-Ausbreitung in realistischen Gezeiten zu quantifizieren.
Die "Ray Tracing"-Methode wird auf die Problemstellung der Schwerewellen-Gezeiten-Wechselwirkung angewendet. In der "Ray Tracing"-Methode werden Schwerewellen-Pakete entlang ihrer Ausbreitungspfade explizit verfolgt und Veränderungen der Schwerewellen-Eigenschaften durch den Einfluss der Hintergrundströmung berücksichtigt. Vom Autor wurde das globale "Ray Tracing"-Modell RAPAGI (RAy PArameterization of Gravity-wave Impacts) entwickelt und mit realistischen Gezeitenfeldern aus dem Zirkulationsmodell HAMMONIA (HAmburg MOdel of the Neutral and Ionized Atmosphere) betrieben. In verschiedenen "Ray Tracing"-Experimenten wird für ein einfaches Schwerewellen-Ensemble gezeigt, wie horizontale Gradienten des Hintergrundmediums sowie dessen Zeitabhängigkeit wesentlichen Einfluss auf die Ausbreitung und Dissipation von Schwerewellen nehmen. Zum einen führt die durch Gezeitenwellen hervorgerufene Transienz zu einer tageszeitlichen Modulation der absoluten Schwerewellen-Frequenz.
Die dadurch induzierten Variationen der horizontalen Phasengeschwindigkeit der Schwerewellen können die anfängliche Phasengeschwindigkeit um bis zu eine Größenordnung übertreffen und folgen dem Verlauf des Hintergrundwindes. Die kritische Filterung von Schwerewellen wird durch diese Modulation abgeschwächt, was im Vergleich zu konventionellen Schwerewellen-Parametrisierungen zu einer im Mittel um 30 % geringeren Kraftwirkung auf die Gezeiten führt. Zum anderen werden durch horizontale Gradienten in der gesamten Hintergrundströmung Schwerewellen-Pakete horizontal abgelenkt. Wellen, die gegen die Hintergrundströmung laufen, werden in der Stratosphäre in die Maxima der Wind-Jets hineingeführt. Durch dieses Verhalten wird analog zum Fermatschen Prinzip der geometrischen Optik die Laufzeit der Schwerewellen in der mittleren Atmosphäre minimiert. Es entsteht eine Fokussierung von Schwerewellen-Feldern, bei gleichzeitiger Zunahme der horizontalen Wellenzahl in den Experimenten im Mittel um ca. 10 %. Dadurch reduziert sich der Schwerewellen-Impulsfluss und die mittlere und ebenfalls die periodische Kraft auf die Hintergrundströmung im Mittel um weitere 20 % bis 30 %. Konventionelle Schwerewellen-Parametrisierungen scheinen somit die Kraftwirkung von brechenden Schwerewellen zu uberschätzen. Aus den Ergebnissen der Arbeit wird klar, dass Schwerewellen-Parametrisierungen nicht "blind" für jede Untersuchung genutzt werden können. Alle Annahmen und Näherungen in Parametrisierungen müssen je nach Zielstellung neu getestet werden.