Partial differential equations are not always suited to model all physical phenomena, especially, if long-range interactions are involved or if the actual solution might not satisfy the regularity requirements associated with the partial differential equation. One remedy to this problem are nonlocal operators, which typically consist of integrals that incorporate interactions between two separated points in space and the corresponding solutions to nonlocal equations have to satisfy less regularity conditions. In PDE-constrained shape optimization the goal is to minimize or maximize an objective functional that is dependent on the shape of a certain domain and on the solution to a partial differential equation, which is usually also influenced by the shape of this domain. Moreover, parameters associated with the nonlocal model are oftentimes domain dependent and thus it is a natural next step to now consider shape optimization problems that are governed by nonlocal equations. Therefore, an interface identification problem constrained by nonlocal equations is thoroughly investigated in this thesis. Here, we focus on rigorously developing the first and second shape derivative of the associated reduced functional. In addition, we study first- and second-order shape optimization algorithms in multiple numerical experiments. Moreover, we also propose Schwarz methods for nonlocal Dirichlet problems as well as regularized nonlocal Neumann problems. Particularly, we investigate the convergence of the multiplicative Schwarz approach and we conduct a number of numerical experiments, which illustrate various aspects of the Schwarz method applied to nonlocal equations. Since applying the finite element method to solve nonlocal problems numerically can be quite costly, Local-to-Nonlocal couplings emerged, which combine the accuracy of nonlocal models on one part of the domain with the fast computation of partial differential equations on the remaining area. Therefore, we also examine the interface identification problem governed by an energy-based Local-to-Nonlocal coupling, which can be numerically computed by making use of the Schwarz method. Here, we again present a formula for the shape derivative of the associated reduced functional and investigate a gradient based shape optimization method.

Veterinärantibiotika werden weltweit in großem Umfang zur Behandlung von Tierkrankheiten eingesetzt. Aufgrund der schlechten Resorption der Mittel im Darm der Tiere gelangen sie zum Großteil unverändert über Ausscheidungen auf landwirtschaftliche Nutzflächen. Dort können sie von Nichtzielorganismen, wie Gefäßpflanzen, aufgenommen werden und deren frühe Entwicklung bedrohen. In diesem Kontext wurde bisher vor allem der Einfluss auf Kulturpflanzen untersucht, während Wildpflanzenarten des ökologisch bedeutsamen Kulturgraslandes, die vor allem durch Gülleausbringung in Kontakt mit Antibiotikastoffen kommen, deutlich weniger fokussiert wurden. Deshalb wurde in dieser Arbeit der Einfluss realistischer Konzentrationen (0,1 - 20 mg/L) zweier häufig verwendeter Veterinärantibiotika, Tetracyclin und Sulfamethazin, auf die Keimung und das frühe Wachstum von typischen Arten des temperaten Kulturgraslandes untersucht. Da in der Natur oft mehrere Stressoren gleichzeitig auf einen Organismus einwirken, wurden auch zwei Multistressszenarien, nämlich Pharmazeutikamischungen und das Zusammenspiel von pharmazeutischem Wirkstoff mit abiotischen Bedingungen (Trockenstress) untersucht. In vier Themenblöcken wurden sowohl standardisierte Laborversuche als auch naturnähere Topf- und Feldversuche durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass sowohl die Keimung als auch das frühe Wachstum durch beide Wirkstoffe, jedoch häufiger durch Tetracyclin, beeinträchtigt wurden. Während die Keimung uneinheitlich in Bezug auf die Effektrichtung beeinflusst wurde, zeigte sich eine starke, antibiotika- und konzentrationsabhängige Reduktion der Wurzellänge vor allem durch Tetracyclin, in den Petrischalenversuchen (20 mg/L bis 96 %, bei Dactylis glomerata). Das oberirdische Wachstum (Blattlänge, Wuchshöhe, Biomasse) wurde geringer beinflusst, und dabei oft wachstumsfördernd. In der gesamten Arbeit zeigten sich immer wieder Hormesis- Effekte, d.h. geringe Konzentrationen, die stimulierend wirkten, während höhere Konzentrationen toxisch wirkten. Die betrachteten Kombinationen verschiedener Faktoren führten entgegen der Erwartung nicht eindeutig zu stärkeren oder alleinigen Einflüssen. In einzelnen Fällen zeigten sich solche Muster, jedoch wurden auch Verluste von Einzeleffekten bei den Kombinationen beobachtet oder Einzeleffekte, die sich dort erneut abbildeten. Es zeigten sich, wenn auch uneinheitlich, signifikante Einflüsse auf die frühen Entwicklungsstadien von typischen Wildpflanzenarten, die bereits durch andere Faktoren einen Rückgang erfahren. Gerade im Hinblick auf die wiederholte Ausbringung von Gülle und die potenzielle Akkumulation dieser hoch persistenten Stoffe stellen Veterinärantibiotika einen weiteren wichtigen Einflussfaktor dar, der die Biodiversität und Artzusammensetzung gefährdet, weshalb zu einem umweltbewussten Umgang mit ihnen geraten wird.

Die Hauptzielsetzung der vorliegenden Arbeit besteht in der Erarbeitung von Möglichkeiten zur Optimierung der Bewirtschaftung der Riveristalsperre. Dazu werden zunächst alle relevanten Einflussgrößen und Gefahrenpotentiale des Systems aus dem Einzugsgebiet und der Talsperre analysiert und bewertet. Letztlich wird die Konzeption eines integrierten Bewirtschaftungsplanes für die Riveristalsperre auf der Basis einer neuen Pilotierungsanlage im SWT-Wasserwerk in Trier-Irsch dargestellt, diskutiert und auf Funktionsfähigkeit geprüft. Mit einer aus ca. 90% des Einzugsgebiets bestehenden Waldfläche ist die Hauptsperre der Riveristalsperre durchschnittlich als eindeutig oligotroph eingestuft und das Rohwasser der Riveristalsperre von ausgezeichneter Qualität mit nur wenigen und beherrschbaren Gefahrenpotentialen. Unter Berücksichtigung der Pilotierungsergebnisse war die In/Out, PES, UF- geeigneter als die Out/In, PVDF-Membran. Die Anordnung der UF-Anlage auf der Rohwasserseite nach der Flockung für die Abtrennung der partikulären Wasserinhaltsstoffe mit einer nachgeschalteten Wasseraufhärtung, pH-Wert-Anhebung und Entmanganung in einer CaCO3-Filterstufe und abschließenden Desinfektion durch eine UV-Bestrahlung stellte sich als ideal für die Aufbereitung des Rohwassers der Riveristalsperre heraus. Die Ergebnisse der Pilotanlage sind in einer großtechnischen Trinkwasseraufbereitung im Wasserwerk in Trier-Irsch umgesetzt und seit 2013 offiziell in Betrieb genommen. Abschließend werden Maßnahmen gegen eventuelle Minderwassermengen bei z.B. langanhaltenden Trockenwetterperioden (Klimawandel !) und für die allgemeine Erhöhung der Versorgungssicherheit diskutiert, wobei in Trier und in der Region schon seit langem sehr stark in die Verbundnetzsysteme investiert wird.

Nachdem er in den 1750er und 1760er Jahren graphische Bildsatiren zu aktuellen innen- und außenpolitischen Themen veröffentlich hatte, wurde William Hogarth selbst in zahlreichen Karikaturen verspottet und verleumdet. Ausgehend von dieser Beobachtung fragt die vorliegende Dissertation, welche Haltung sich den politischen Blättern des Künstlers entnehmen lässt und mit welchen künstlerischen Mitteln er dieser Ausdruck verlieh. Durch Analyse der politischen Ikonographie lassen sich die Themen und Akteure beschreiben. Mit der rezeptionsästhetischen Methode unter Hinzunahme der Sprech- und Bildakttheorie und der Propaganda Studies werden ihre tendenziösen Aussagen und manipulative Absichten entschlüsselt. In ihrer Regierungsaffinität unterscheidet sich Hogarths politische Kunst maßgeblich von der oppositionellen Bildsatire Londons. Die Differenz spiegelt sich v. a. in den persönlichen Angriffen, mit denen zeitgenössische Satiriker Hogarth kritisierten. Als erstes reagierte Paul Sandby („The Painter’s March from Finchly“, 1753) auf Hogarths Darstellung des Jakobitischen Aufstandes 1745, womit er eine Begründung für die von William Augustus, Duke of Cumberland angestrebte Militärreform lieferte („March of the Guards to Finchley“, 1751); Für seine Gin Act-Kampagne („Gin Lane“ und „Beer Street“, 1750/51) erweiterte er die Pro-Gin-Ikonographie der 1730er Jahre (Anonymous: „The lamentable Fall of Madam Geneva”, 1736, Anonymous: „To those melancholly Sufferers the Destillers […] The Funeral Procession of Madam Geneva“, 1751), um sich für die staatliche Reglementierung der Destillen auszusprechen. In seinen Publikationen zum Siebenjährigen Krieg, mit denen er die Politik der jeweiligen Regierungen unter Thomas Pellham-Holles, Duke of Newcastle und William Pitt (the Elder) („The Invasion“, 1756) oder John Stuart, Earl of Bute („The Times Pl. 1“, 1763) unterstützte, zeigt sich Hogarths Opportunismus. Letztlich wurde seine Fürsprache für die unbeliebte Tory-Regierung und seine Kritik an William Pitt Anlass für Hogarths Herabwürdigung durch die Whig-treue Satire. Nach diesem Bruch publizierten beide Seiten verunglimpfende Portraitkarikaturen, die auf Rufmord des Gegners durch Kriminalisierung, Deformation und Dämonisierung setzten (William Hogarth: „John Wilkes Esqr.“, 1763, Anonymous „Tit for Tat“, 1763, Anonymous: „An Answer to the Print of John Wilkes Esqr. by WM Hogarth“, 1763, Anonymous: „Pug the snarling cur chastised Or a Cure for the Mange“, 1763). Die Bildvergleiche zwischen Hogarths politischen Werken und den Reaktionen, die sie hervorriefen, zeigen, dass der Unterschied nicht im Bildgegenstand oder der politischen Ikonographie liegt, sondern in der Ausrichtung ihrer politischen Einflussnahme. Dabei ist vor allem Hogarths regierungsloyale Haltung hervorzuheben. Folglich muss die Forschungsmeinung von einer grundsätzlich kritischen Haltung Hogarths redigiert werden, da er sich nachweislich konservativ positioniert und dem Regierungshandeln und Machterhalt der Eliten Vorschub leistete. Das vorliegende Dissertationsvorhaben untersucht die propagandistische Qualität der Werke Hogarths im Vergleich zu den zeitgenössischen Satirikern und macht die unterschiedliche politische Stoßrichtung sichtbar. Aufschluss gibt dabei die Anwendung künstlerischer und karikaturesker Mittel (das „Wie“) zum Zweck der burlesque (Posse/Parodie), des ridicule (Lächerlichmachung/Spott) bis bin zur Agitation, sowohl in Hogarths Werken als auch in den Karikaturen, die gegen ihn gerichtet waren. Da William Hogarth diese Stilmittel maßgeblich prägte und ihre Entwicklung forcierte, werden sie in der vorliegenden Arbeit unter dem Begriff Hogarthian Wit summiert. Mithilfe der Methode und Begriffe der Propaganda Studies lassen sich Intention und Zweck (das „Was“) als Bildakte beschreiben: Während es sich bei den Werken grundsätzlich um bias handelte, die basierend auf einer Ideologie die öffentliche Meinung beeinflusste, nahm ihre Schlagkraft in den 1760er Jahren stark zu; auf verrätselte Stellungnahmen folgte persönliche und offene Kritik an öffentlichen Personen, bis hin zum Rufmord. Dabei rezipierten sich die Künstler gegenseitig und bildeten Thesen und Antithesen aus. Hogarths einseitige Darstellungen wurden korrigiert und ergänzt, seine politische Kunst als Propaganda enttarnt. Schließlich wurden ihm Lügen und üble Nachrede vorgeworfen. Indem sie ihn anklagten oder durch Sekundärstigmatisierung eine Bestrafung in effigie vornahmen, forderten die Werke vom Rezipienten ein strafendes Urteil. Zu den künstlerischen Mitteln, die dabei zur Anwendung kommen, gehören eine politische Ikonographie und stereotype Feindbilder sowie nationale Konstruktionen, rezeptionsästhetische Mittel wie Juxtapositionen, Rezeptions- und Identifikationsfiguren sowie rhetorische und Mittel des Sprechakts, bis hin zu Perlokutionen. Die Werke lassen sich als Propaganda und somit als hierarchische Kommunikation beschreiben, die manipulative Bildstrategien nutzten, welche nicht nur der Beeinflussung der öffentlichen Meinung dienten, sondern politische Handlungen forcierten. Bezeichnend ist, dass beide Seiten dieselben Ikonographie, Stil-, Kompositions- und Kommunikationsmittel anwendeten, unabhängig von ihrer politischen Aussage, wodurch der Hogarthian Wit gefestigt und stetig weiterentwickelt wurde.

Internet-Memes sind ein globales, populäres Medium, oft und zumeist unproblematisiert rezipiert und in ihrer Komik meist nur fragmentarisch, auf bestimmte Aspekte fokussiert analysiert. Die vorliegende Arbeit bemüht sich um eine möglichst umfassende Darstellung der Komik in Memes basierend auf klassischen und modernen Komikkategorien. Auf Grundlage einer umfassend-kritischen Synthese der vorliegenden Fachliteratur und eines präzisen Analysemodells kann so eine begründete Diskussion über memetische Komik, ihre Funktionen und ihre positiven wie problematischen Aspekte geführt werden.