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In dieser Arbeit wird die Richtungsabhängigkeit seismischer Geschwindigkeiten im Erdmantel unterhalb Deutschlands und angrenzender Gebiete durch die Analyse der teleseismischen Kernphase SKS auf Doppelbrechung untersucht (Scherwellen-Splitting). Die Anisotropie wird durch die Splittingparameter Φ und δt beschrieben und erlaubt Rückschlüsse auf geodynamische Prozesse.
Untersucht werden Aufzeichnungen des Deutschen Seismologischen Regionalnetzes (GRSN) und assoziierter Stationen aus dem Zeitraum von 1993 bis 2009. Für drei Stationen des Gräfenberg-Arrays (GRF-Array) sind Wellenformen ab 1976 verfügbar, welche damit einen weltweit einmaligen Datensatz liefern.
Auf Grund des stetigen Ausbaus der seismologischen Netze und des langen Beobachtungszeitraumes können über 3.000 Seismogramme ausgewertet werden. Der Hauptteil dieser Arbeit besteht daher in der Entwicklung einer automatischen Methodik zur Analyse von SKS-Splitting: ADORE ("Automatische Bestimmung von DOppelbrechnungsparametern in REgionalseismischen Netzwerken"). Für regionale Netze wie das GRSN gewährleistet ADORE eine objektive Bestimmung der Splittingparameter. Zunächst wird das seismologische Netzwerk als seismisches Array aufgefasst, um durch eine Frequenz-Wellenzahl-Analyse den Einsatz der SKS-Phase ohne manuellen Eingriff zu bestimmen. Die Berechnung der Splittingparameter erfolgt durch eine Inversion nach der Methode der Minimierung des transversalen Energieanteils. Automatisch wird das optimale Fenster um den SKS-Einsatz positioniert, für jede Beben-Stations-Kombination werden dazu 3.600 Einzelinversionen durchgeführt.
Um diese Vielzahl von Auswertungen in akzeptabler Zeit zu berechnen, nutzt ADORE moderne Rechnerarchitekturen aus, verteilt die Berechnungen auf mehrere Computer im lokalen Netzwerk und erzielt damit eine Beschleunigung um einen Faktor 60.
Die Analyse des gesamten Datensatzes ergibt folgende Ergebnisse: An allen analysierten Stationen wurde ein Scherwellen-Splitting festgestellt, der Stationsuntergrund weist somit überall Anisotropie auf. Für 240 Erdbeben können insgesamt 494 Wertepaare mit höchster Qualität bestimmt werden.
Unter der Annahme einer homogenen ungeneigten anisotropen Schicht unterhalb der jeweiligen Station können die Einzelmessungen pro Station gemittelt werden. Damit sind Regionen mit ähnlichen Merkmalen gut zu identifizieren: Im Norden Deutschlands herrschen NW-SO-, in der Mitte W-O-Richtungen und im Süden SW-NO-Richtungen vor.
Die Verzögerungszeiten liegen im Bereich zwischen 1.0 (Station Taunus) und 2.2 Sekunden (Tannenbergsthal, TANN). Auf Grund des hohen Wertes sind die Ursachen für die hier beobachteten Zeiten dem Erdmantel und nicht der Kruste zuzuordnen. Die bevorzugte Ausrichtung von anisotropen Kristallen auf Grund von Fließprozessen von Mantelmaterial ist Quelle der beobachteten Anisotropie. Rezente Fließprozesse von Mantelmaterial sind vor allem an der Unterkante der Lithosphäre wahrscheinlich. Durch Gebirgsbildungsprozesse, vorhandene Gebirgswurzeln oder regionale Veränderungen in der Mächtigkeit der Lithosphäre entstehen Barrieren für viskoses Mantelmaterial.
Als tektonische Ursachen für die hier gemessenen Orientierungen ist im Norden die Tornquist-Teisseyre-Linie (TTZ), in der Mitte die Variszische Gebirgsbildung und im Süden Einflüsse des Alpenbogens anzusehen. Ausnahmen bilden die Stationen Clausthal-Zellerfeld (CLZ), Rügen und Black-Forest-Observatory (BFO). Während bei letzterer ein Einfluss der Spreizungszone des Oberrheingrabens zu vermuten ist, scheint die Intrusion des Brockengranits die Beobachtungen an CLZ zu prägen. Rügen liegt in einer Übergangszone zwischen Sorgenfrei-Tornquist-Zone und TTZ.
Durch die Vielzahl von vorhandenen Einzelmessungen lassen sich an manchen Stationen komplexe Modelle untersuchen. Dazu zählen neben Gradientmodellen auch die geneigte Schicht und Zwei-Schicht-Modelle. Für sechs Stationen kann ein Zwei-Schicht-Modell erstellt werden: BFO, Gräfenberg A1, Fürstenfeldbruck (FUR), Rüdersdorf (RUE), TANN und Unterbreitzbach (UBBA). Die Interpretation der Richtungen von oberer und unterer Schicht gelingt für einen Teil der genannten Stationen: An BFO liegt die Orientierung der unteren Schicht parallel zur Vorzugsrichtung der variszischen Gebirgsbildung, jene der obere Schicht antiparallel zur Spreizungsrichtung des Rheingrabens. Für die Station FUR ist eine Überlagerung mit der Streichrichtung des Alpenmassivs zu beobachten. An GRA1 wird die untere Schicht offenbar durch rezente oder eingefrorene Anisotropie des Böhmischen Massivs bzw. des Eger-Riftsystems beeinflusst. Eine vergleichbare Wirkung ist durch die TTZ an der Station RUE zu erkennen.
ADORE wurde weiterhin auf einen Datensatz des temporären RIFTLINK-Projektes angewandt.
Male reproductive biology can by characterized through competition over mates as well as mate choice. Multiple mating and male mate choice copying, especially in internally fertilizing species, set the stage for increased sperm competition, i.e., sperm of two or more males can compete for fertilization of the female’s ova. In the internally fertilizing fish Poecilia mexicana, males respond to the presence of rivals with reduced expression of mating preferences (audience effect), thereby lowering the risk of by-standing rivals copying their mate choice. Also, males interact initially more with a non-preferred female when observed by a rival, which has been interpreted in previous studies as a strategy to mislead rivals, again reducing sperm competition risk (SCR). Nevertheless, species might differ consistently in their expression of aggressive and reproductive behaviors, possibly due to varying levels of SCR. In the current study, we present a unique data set comprising ten poeciliid species (in two cases including multiple populations) and ask whether species can be characterized through consistent differences in the expression of aggression, sexual activity and changes in mate choice under increased SCR. We found consistent species-specific differences in aggressive behavior, sexual activity as well as in the level of misleading behavior, while decreased preference expression under increased SCR was a general feature of all but one species examined. Furthermore, mean sexual activity correlated positively with the occurrence of potentially misleading behavior. An alternative explanation for audience effects would be that males attempt to avoid aggressive encounters, which would predict stronger audience effects in more aggressive species. We demonstrate a positive correlation between mean aggressiveness and sexual activity (suggesting a hormonal link as a mechanistic explanation), but did not detect a correlation between aggressiveness and audience effects. Suites of correlated behavioral tendencies are termed behavioral syndromes, and our present study provides correlational evidence for the evolutionary significance of SCR in shaping a behavioral syndrome at the species level across poeciliid taxa
Ultrarelativistic Quantum Molecular Dynamics is a physics model to describe the transport, collision, scattering, and decay of nuclear particles. The UrQMD framework has been in use for nearly 20 years since its first development. In this period computing aspects, the design of code, and the efficiency of computation have been minor points of interest. Nowadays an additional issue arises due to the fact that the run time of the framework does not diminish any more with new hardware generations.
The current development in computing hardware is mainly focused on parallelism. Especially in scientific applications a high order of parallelisation can be achieved due to the superposition principle. In this thesis it is shown how modern design criteria and algorithm redesign are applied to physics frameworks. The redesign with a special emphasise on many-core architectures allows for significant improvements of the execution speed.
The most time consuming part of UrQMD is a newly introduced relativistic hydrodynamic phase. The algorithm used to simulate the hydrodynamic evolution is the SHASTA. As the sequential form of SHASTA is successfully applied in various simulation frameworks for heavy ion collisions its possible parallelisation is analysed. Two different implementations of SHASTA are presented.
The first one is an improved sequential implementation. By applying a more concise design and evading unnecessary memory copies, the execution time could be reduced to the half of the FORTRAN version’s execution time. The usage of memory could be reduced by 80% compared to the memory needed in the original version.
The second implementation concentrates fully on the usage of many-core architectures and deviates significantly from the classical implementation. Contrary to the sequential implementation, it follows the recalculate instead of memory look-up paradigm. By this means the execution speed could be accelerated up to a factor of 460 on GPUs.
Additionally a stability analysis of the UrQMD model is presented. Applying metapro- gramming UrQMD is compiled and executed in a massively parallel setup. The resulting simulation data of all parallel UrQMD instances were hereafter gathered and analysed. Hence UrQMD could be proven of high stability to the uncertainty of experimental data.
As a further application of modern programming paradigms a prototypical implementa- tion of the worldline formalism is presented. This formalism allows for a direct calculation of Feynman integrals and constitutes therefore an interesting enhancement for the UrQMD model. Its massively parallel implementation on GPUs is examined.
[D]ie Analogie zwischen den vertikalen Ordnungen der Körper- und der Gesichtszonen [wird] in mindestens einem wesentlichen Detail gestört. Dieses Detail ist die Nase. In der alteuropäischen Physiognomik bildet sie ein herausragendes Detail in dem umfassenden System der Ähnlichkeiten, das den Menschen nicht nur zu den kosmischen Elementen, sondern auch zu den Tieren und deren Eigenschaften in Beziehung setzte. [...] Spätestens seit dem 18. Jahrhundert wird diese Tierähnlichkeit als ganze prekär, und das macht gerade die Nase zu einem physiognomischen Ärgernis.
Zusätzlich zum Weihnachtsbaum werden bei uns Heim, Balkon und Garten mit weihnachtlichem "Tannengrün" geschmückt. Im Prinzip können Zweige jedes immergrünen Gehölzes aus dem Garten als "Weihnachtsgrün" dienen und tun es oft auch. Eine Zusammenstellung von Weihnachtsgrün ist daher nach oben offen. Wir wollen hier daher einerseits die vegetativen Merkmale der Arten besprechen, die regelmäß
ig in Gartencentern als Schnittgrün in Form von Zweigbündeln oder in Adventskränzen verarbeitet für die Dekoration verkauft werden. Hierbei ist das Angebot regional, aber auch von Gartencenter zu gut sortierten Blumengeschäften und Märkten verschieden. Andererseits beschreiben wir auch die immergrünen Koniferen, die man mit einer gewissen Regelmä
igkeit in Gärten und auf Friedhöfen findet. In Kombination mit den beiden Zusammenstellungen der "Weihnachtszapfen"(DÖRKEN & JAGEL 2010) und den "Zapfen der Zypressengewächse" (JAGEL & DÖRKEN 2014) sollte es dadurch möglich sein, den Gro
teil der bei uns in Gärten gepflanzten immergrünen Koniferen bestimmen zu können. Zweige von Koniferen lassen sich zwar nur selten bis auf die Zuchtsorten bestimmen, in der Regel kann man aber mit ein bisschen Übung die Arten erkennen. Die in Frage kommenden Arten gehören in die Pflanzenfamilien der Kieferngewächse (Pinaceae), Zypressengewächse (Cupressaceae), Eibengewächse (Taxaceae), Araukarien (Araucariaceae) und Schirmtannen (Sciadopityaceae). Bei der Beschreibung der Zweige beschränken wir uns weitgehend auf Merkmale der Zweige und Blätter bzw. Nadeln und geben keine Beschreibungen der Wuchsformen oder Zapfen. Im Zweifelsfall können aber gerade die Zapfen für eine sichere Bestimmung unerlässlich sein. Hierzu können die oben genannten Zusammenstellungen zur Hilfe genommen werden.
In Mitteleuropa waren die Winter der letzten Dekaden vielerorts mild und nur noch vereinzelt wurde von frostgeschädigten Pflanzen berichtet. Im Gegenteil: Es überschlugen sich die Sensationsmeldungen über fremdländische Arten, die wieder einmal einen Winter im Freiland überstanden hatten. Es war der Eindruck entstanden, dass es im Zuge des "Global Change" in Mitteleuropa keine echten Winter mehr gäbe. Auch die Veränderungen in den Baumschulsortimenten der letzten Jahre haben das Pflanzverhalten vielfach unkritisch beeinflusst, teilweise sogar von Fachleuten in Planung und Praxis. So war es nicht mehr ungewöhnlich, dass selbst im Bergischen Land (NRW) gro
e und teure Olivenbäume (Olea europaea, Kosten: mehrere hundert bis tausend Euro) als Hausbaum (!) ins Freie gepflanzt wurden (Abb. 1). Einen echten Boom erlebt auch die Chinesische Hanfpalme (Trachycarpus fortunei, Abb. 2). Seit dem Winter 2008/2009 traten aber mehrfach Extremwinter mit tagelangen Temperaturminima unter -10 °C auf. Nun wurde deutlich, dass man auch in Zeiten des "Global Change" noch mit extremen Wintereinbrüchen rechnen muss. Kaum einer der gepflanzten Olivenbäume überlebte einen dieser kalten Winter. Viele weitere ausgepflanzte, vormals als kritisch eingestufte Arten, wurden ebenfalls mehr oder weniger stark geschädigt oder erfroren sogar komplett. Wann und warum erfriert eine Pflanze? Wie kann sie sich vor Frost schätzen? Wann ist eine Art frosthart, wann winterhart? Diesen und weiteren häufig gestellten Fragen zum Thema "Pflanzen und Frost" soll in diesem Artikel nachgegangen werden.
Der Goldregen spielte lange Zeit eine wichtige Rolle als Blütensolitär in der mitteleuropäischen und englischen Gartenkultur. Alle Goldregen-Arten beeindrucken durch die massenhaft hervorgebrachten Blüten, die in langen hängenden Trauben stehen (Abb. 1 & 2). Darauf nimmt auch die deutsche Bezeichnung "Goldregen" Bezug. KRÜSSMANN schreibt 1977: "In voller Blüte stehende Bäume oder gro
ße Sträucher sind an Schönheit kaum zu übertreffen". In den letzten Jahren verschwanden die Goldregen mehr und mehr aus deutschen Gärten und Parkanlagen, nachdem in den Medien über Todesfälle bei Kindern berichtet wurde. Sie hatten Früchte und Samen des Goldregens gegessen. Heute hat ein blühender Goldregen in einem Hausgarten schon fast den Status einer dendrologischen Besonderheit. Die Wahl von Laburnum anagyroides zur Giftpflanze des Jahres 2012 gibt Anlass, die Goldregen in einem kurzen Porträt nachfolgend vorzustellen. Bei den bei uns gepflanzten Sträuchern handelt es aber gar nicht um den Gewöhnlichen Goldregen, sondern fast ausschlie
lich um den Hybrid-Goldregen (Laburnum xwatereri 'Vossii').
Unter den Blütengehölzen, die bereits im Winter blühen, spielen bei uns im Wesentlichen fremdländische Arten eine Rolle. Hierzu gehören neben den Zaubernüssen (Hamamelis spp., vgl. DÖRKEN 2012) auch Vertreter der Gattung Viburnum, die sog. Schneebälle. Die frühe Blütezeit einiger Arten und die kugelige Form der voll aufgeblühten Blütenstände haben zum deutschen Namen der Gattung geführt. Auch wenn der größ
ere Anteil der Schneeball-Arten erst im Frühling oder Vorsommer blüht, haben die winterblühenden Arten mit ihrem weitstreichenden Duft einen besonderen Wert als Solitärsträucher in der ansonsten blütenarmen Winterzeit. Zu den bekanntesten Arten bei uns gehören Viburnum farreri (Duftender Schneeball), Viburnum tinus (Lorbeerblättriger Schneeball) sowie die Hybriden Viburnum xbodnantense (Bodnants Schneeball) und Viburnum xburkwoodii (Oster-Schneeball). Die winterliche Blütezeit bedeutet jedoch nicht, dass die Blüten uneingeschränkt frosthart sind, ab Temperaturen von ca. -5 °C werden sie oft sehr schwer geschädigt (Abb. 2). Schneebälle erfreuen den Gartenliebhaber nicht nur durch ihre Blüten, sondern auch aufgrund der einfachen Pflege. Fast alle Arten stellen kaum Ansprüche an den Standort. Sie gedeihen in jedem nährstoffreichen, frischen und tiefgründigen Gartenboden in sonnigen bis halbschattigen Lagen.
Zweifelsohne gehört der Ginkgo auch in Mitteleuropa zu den bekanntesten fremdländischen Baumarten und erst Recht zu den berühmtesten sog. "lebenden Fossilien". Wer kennt nicht seine ungewöhnlichen, an der Spitze meist zweigeteilten Blätter (Abb. 1), die regelmäß
ig in der Werbung für Medikamente gegen das Altern oder auch in Form von Broschen zu sehen sind? Besonders im Herbst zum Zeitpunkt der intensiven gelben Herbstfärbung als auch nach dem Blattabwurf, wenn die leuchtend silbrig-gelben Samen noch am Baum hängen, fallen die Bäume besonders auf (Abb. 2). Nachfolgend wird die Paläobotanik, Systematik und Morphologie dieser einzigartigen Gattung vorgestellt.