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Estimation and therefore prediction -- both in traditional statistics and machine learning -- encounters often problems when done on survey data, i.e. on data gathered from a random subset of a finite population. Additional to the stochastic generation of the data in the finite population (based on a superpopulation model), the subsetting represents a second randomization process, and adds further noise to the estimation. The character and impact of the additional noise on the estimation procedure depends on the specific probability law for subsetting, i.e. the survey design. Especially when the design is complex or the population data is not generated by a Gaussian distribution, established methods must be re-thought. Both phenomena can be found in business surveys, and their combined occurrence poses challenges to the estimation.
This work introduces selected topics linked to relevant use cases of business surveys and discusses the role of survey design therein: First, consider micro-econometrics using business surveys. Regression analysis under the peculiarities of non-normal data and complex survey design is discussed. The focus lies on mixed models, which are able to capture unobserved heterogeneity e.g. between economic sectors, when the dependent variable is not conditionally normally distributed. An algorithm for survey-weighted model estimation in this setting is provided and applied to business data.
Second, in official statistics, the classical sampling randomization and estimators for finite population totals are relevant. The variance estimation of estimators for (finite) population totals plays a major role in this framework in order to decide on the reliability of survey data. When the survey design is complex, and the number of variables is large for which an estimated total is required, generalized variance functions are popular for variance estimation. They allow to circumvent cumbersome theoretical design-based variance formulae or computer-intensive resampling. A synthesis of the superpopulation-based motivation and the survey framework is elaborated. To the author's knowledge, such a synthesis is studied for the first time both theoretically and empirically.
Third, the self-organizing map -- an unsupervised machine learning algorithm for data visualization, clustering and even probability estimation -- is introduced. A link to Markov random fields is outlined, which to the author's knowledge has not yet been established, and a density estimator is derived. The latter is evaluated in terms of a Monte-Carlo simulation and then applied to real world business data.
Retirement, fertility and sexuality are three key life stage events that are embedded in the framework of population economics in this dissertation. Each topic implies economic relevance. As retirement entry shifts labour supply of experienced workers to zero, this issue is particularly relevant for employers, retirees themselves as well as policymakers who are in charge of the design of the pension system. Giving birth has comprehensive economic relevance for women. Parental leave and subsequent part-time work lead to a direct loss of income. Lower levels of employment, work experience, training and career opportunities result in indirect income losses. Sexuality has decisive influence on the quality of partnerships, subjective well-being and happiness. Well-being and happiness, in turn, are significant key determinants not only in private life but also in the work domain, for example in the area of job performance. Furthermore, partnership quality determines the duration of a partnership. And in general, partnerships enable the pooling of (financial) resources - compared to being single. The contribution of this dissertation emerges from the integration of social and psychological concepts into economic analysis as well as the application of economic theory in non-standard economic research topics. The results of the three chapters show that the multidisciplinary approach yields better prediction of human behaviour than the single disciplines on their own. The results in the first chapter show that both interpersonal conflict with superiors and the individual’s health status play a significant role in retirement decisions. The chapter further contributes to existing literature by showing the moderating role of health within the retirement decision-making: On the one hand, all employees are more likely to retire when they are having conflicts with their superior. On the other hand, among healthy employees, the same conflict raises retirement intentions even more. That means good health is a necessary, but not a sufficient condition for continued working. It may be that conflicts with superiors raise retirement intentions more if the worker is healthy. The key findings of the second chapter reveal significant influence of religion on contraceptive and fertility-related decisions. A large part of research on religion and fertility is originated in evidence from the US. This chapter contrasts evidence from Germany. Additionally, the chapter contributes by integrating miscarriages and abortions, rather than limiting the analysis to births and it gains from rich prospective data on fertility biography of women. The third chapter provides theoretical insights on how to incorporate psychological variables into an economic framework which aims to analyse sexual well-being. According to this theory, personality may play a dual role by shaping a person’s preferences for sex as well as the person’s behaviour in a sexual relationship. Results of econometric analysis reveal detrimental effects of neuroticism on sexual well-being while conscientiousness seems to create a win-win situation for a couple. Extraversions and Openness have ambiguous effects on romantic relationships by enhancing sexual well-being on the one hand but raising commitment problems on the other. Agreeable persons seem to gain sexual satisfaction even if they perform worse in sexual communication.
Die Relevanz epistemischer (individueller wissensbezogener) Überzeugungen in unserer modernen Wissensgesellschaft ist nahezu unbestritten. Trotzdem ist vergleichsweise wenig dazu bekannt, wie die Entwicklung hin zu fortgeschrittenen epistemischen Überzeugungen – welche zum Beispiel die Kontextspezifität von Wissensansprüchen (d. h. Behauptungen) anerkennen – gefördert werden kann. Erschwerend hinzu kommt, dass aktuelle theoretische Modelle, welche Forschende in diesem Unterfangen unterstützen könnten, bislang nur unzureichend empirisch validiert sind. Die Arbeiten der vorliegenden Dissertation widmeten sich aus diesem Grund der Erforschung der Mechanismen epistemischen Wandels und unterzogen das derzeit wohl prominenteste Prozessmodell epistemischen Wandels von Bendixen und Rule (2004) einer empirischen Prüfung. Diese Prüfung fand in drei paradigmatisch aufeinander aufbauenden Forschungsartikeln statt. Zentrale Forschungsfragen, die in diesen Artikeln adressiert wurden, betrafen die Rolle der zentralen Prozesskomponenten des Bendixen und Rule (2004) Modells – epistemischer Zweifel, epistemischer Volition und Lösungsstrategien – sowie Rahmenbedingungen epistemischen Wandels. Spezifisch betrachtete Rahmenbedingungen waren hierbei die (Un)Auflösbarkeit divergierender (d. h. widersprüchlicher) Evidenz, welche zur Initiation des Prozesses des epistemischen Wandels genutzt wurde, epistemische Ausgangsüberzeugungen sowie die Domänenspezifität epistemischer Überzeugungen. In den drei Forschungsartikeln konnte die zentrale Rolle epistemischer Zweifel bestätigt werden. Überraschenderweise hatte die Auflösbarkeit widersprüchlicher Evidenz allerdings keinen nachweisbaren Einfluss auf epistemischen Wandel. Hinsichtlich der Rolle epistemischer Ausgangsüberzeugungen zeigte sich, dass naive Ausgangsüberzeugungen, welche mit einem stärkeren Erleben kognitiver Dissonanz in Verbindung stehen sollten, epistemischen Wandel begünstigten. Auch die Domänenspezifität epistemischen Wandels konnte als wesentliche Rahmenbedingung des Wandels bestätigt werden. Für epistemische Volition und Lösungsstrategien zeigte sich allerdings kein eindeutiges Ergebnismuster. In konfirmativen Analysen wurden hier nicht die erwarteten Effekte gefunden, während explorative Analysen teilweise doch modellkonforme Evidenz zu liefern schienen. Insgesamt leistet die vorliegende Dissertationsschrift damit einen wesentlichen Beitrag zur Klärung der Mechanismen epistemischen Wandels und erlaubt eine Ausdifferenzierung des Bendixen und Rule (2004) Modells. Darüber hinaus erweitert diese Dissertationsschrift auch das Methodenrepertoire der Erforschung epistemischen Wandels durch die Übertragung bestehender Interventionsansätze auf Online-Formate und illustriert die praktische Relevanz dieses Forschungsstrangs durch den Nachweis von Interventionseffekten auf Verhaltensmaßen.
Chronische primäre Schmerzen im Kindes- und Jugendalter sind weit verbreitet. Das Risiko für die Chronifizierung von kindlichen Schmerzen erhöht sich, wenn die Eltern selbst unter chronischen Schmerzen leiden. Elterliche kognitiv-affektive und verhaltensbezogene Reaktionen auf die kindlichen Schmerzen spielen eine zentrale Rolle in der Chronifizierung und familialen Transmission der Schmerzen. Welche spezifischen Faktoren die elterlichen Reaktionen auf die kindlichen Schmerzen modulieren, ist bis dato allerdings unklar. Ziel der vorliegenden Dissertation ist daher die Analyse des elterlichen schmerzbezogenen Verhaltens (maladaptive Reaktionen wie Katastrophisieren und Zuwendung) hinsichtlich möglicher modulierender Faktoren sowohl auf Eltern- (top-down-Variablen) als auch auf Kindebene (bottom-up-Variablen). Dafür wurden differenzierende Stichproben generiert und mit Hilfe von validierten Fragebögen befragt. In Studie 1 wurde eine Stichprobe von N = 105 schmerzfreien Elternteilen aus der Allgemeinbevölkerung und N = 80 Elternteilen aus der Allgemeinbevölkerung mit selbstberichteten chronischen Schmerzen erhoben. Die Stichprobe von Studie 2 umfasste N = 118 Elternteile mit chronischen Schmerzen, Angstsymptomen oder beidem sowie deren N = 190 Kinder, in Studie 3 wurden N = 63 Mütter, Väter und Kinder (Eltern-Kind-Triaden mit jeweils N = 21 Müttern, Vätern und Kindern mit der Diagnose einer chronischen Schmerzstörung) befragt. Nach der Überprüfung der Einsetzbarkeit der zentralen Erhebungsinstrumente auch in nicht-klinischen Samples wurden in Studie 1 die Reaktionen von schmerzfreien Eltern und Eltern mit selbstberichteten chronischen Schmerzen auf die Schmerzen ihrer Kinder mit anderen Stichproben sowie untereinander verglichen. Die Analyse der Einflüsse von top-down- und bottom-up-Variablen (elterliche und kindliche Schmerz- und Angstsymptomatik, elterliche und kindliche Somatisierung bzw. schmerzbezogene Beeinträchtigung sowie Alter und Geschlecht von Eltern und Kindern) auf die elterlichen
maladaptiven Reaktionen wurde in Studie 2 und Studie 3 mit Hilfe von hierarchisch linearen Modellen durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass Eltern von Kindern mit chronischen
Schmerzen grundsätzlich stärker katastrophisierten als Eltern von gesunden Kindern. Außerdem zeigte sich, dass insbesondere top-down-Variablen wie elterliche Angst das Katastrophisieren und die Zuwendung der Eltern verstärken. Bottom-up-Variablen erwiesen sich ausschließlich in der Interaktion von kindlicher Schmerz- und Angstsymptomatik als verstärkender Faktor für die Katastrophisierungsneigung der Eltern. Demnach scheinen zentrale modulierende Faktoren für kognitiv-affektive und verhaltensbezogene elterliche Reaktionen im Kontext der Chronifizierung von kindlichen chronischen Schmerzen vor allem top-down-Variabeln wie die elterliche Katastrophisierungsneigung und Angstsymptomatik zu sein. Als potentielle Risikogruppen für die Entwicklung von chronischen Schmerzen lassen sich so neben Kindern von Eltern mit eigenen chronischen Schmerzen auch Kinder von Eltern mit Angststörungen und erhöhter Katastrophisierungsneigung benennen. Daher sollte die Elternrolle in Therapien von Erwachsenen eine ausreichende Berücksichtigung finden, um eine Reduktion der maladaptiven Reaktionen auf die Kinder zu erreichen und so einer Entwicklung von chronischen Schmerzen vorzubeugen. Auch die psychoedukative Einbindung der Eltern in die kindliche Schmerztherapie erscheint aufgrund der vorliegenden Ergebnisse unabdingbar, vor allem wenn die Kinder neben den chronischen Schmerzen auch unter komorbiden psychischen Störungen wie beispielsweise Angststörungen leiden.
Die Polargebiete sind geprägt von harschen Umweltbedingungen mit extrem kalten Temperaturen und Winden. Besonders während der polaren Nacht werden Temperaturen von bis zu -89.2°C}$ auf dem Antarktischen Plateau beobachtet. Infolge der starken Abkühlung beginnt das Ozeanwasser zu gefrieren und die Eisproduktion beginnt. Der Antarktische Ozean ist dabei von einer ausgeprägten zwischen- und innerjährlichen Variabilität geprägt und die Eisbedeckung variiert zwischen 2.07 * 10^6 km^2 im Sommer und 20.14 * 10^6 km^2 im Winter. Die Eisproduktion und Eisschmelze beeinflussen die atmosphärische und ozeanische Zirkulation. Dynamische Prozesse führen zur Bildung von Rissen im Eis und letztlich zum Entstehen von Eisrinnen (leads). Leads sind langgestreckte Risse die mindestens einige Meter breit und hunderte Meter bis hunderte Kilometer lang sein können. In diesen Eisrinnen ist das warme Ozeanwasser in Kontakt mit der kalten Atmosphäre, wodurch die Austauschraten fühlbarer und latenter Wärme, Feuchtigkeit und von Gasen stark erhöht sind. Eisrinnen tragen zur Eisproduktion in den Polargebieten bei und sind Habitat für zahlreiche Tiere. Eisrinnen, zentraler Bestandteil der präsentierten Studie, sind bis heute nur unzureichend im Südpolarmeer erforscht und beobachtet. Daher ist es Ziel einen Algorithmus zu entwickeln, um Eisrinnen in Fernerkundungsdaten automatisiert zu identifizieren. Dabei kommen thermal-Infrarot Satellitendaten des Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) zum Einsatz, welches auf den beiden Satelliten Aqua und Terra montiert ist und seit 2000 (Terra) bzw. 2002 (Aqua) Satellitenbilder bereitstellt. Die einzelnen Satellitenbilder beinhalten die Eisoberflächentemperatur des MOD/MYD 29 Produktes, welche in einem zweistufigen Algorithmus für den Zeitraum April bis September 2003 bis 2019 prozessiert werden.
Im ersten Schritt werden potentielle Eisrinnen anhand der lokalen positiven Temperaturanomalie identifiziert. Aufgrund von Artefakten werden weitere temperatur- und texturbasierte Parameter abgeleitet und zu täglichen Kompositen zusammengefügt. Diese werden in der zweiten Prozessierungsstufe verwendet, um Wolkenartefakte von echten Eisrinnen-Observationen zu trennen. Hier wird Fuzzy Logic genutzt und eine Antarktis-spezifische Konfiguration wird definiert. In diesem werden ausgewählte Eingabedaten aus dem ersten Prozessierungslevel genutzt, um einen finalen Proxy, den Lead Score (LS), zu berechnen. Der LS wird abschließend mittels manueller Qualitätskontrolle in eine Unsicherheit überführt. Die darüber identifizierten Artefakte können so zusätzlich zur MODIS-Wolkenmaske genutzt werden.
Auf Basis der Eisrinnenbeobachtungen wird ein klimatologischer Referenzdatensatz erstellt, der die repräsentative Eisrinnenverteilung im Antarktischen Ozean für die Wintermonate April bis September, 2003 bis 2019 zeigt. In diesem ist sichtbar, dass Eisrinnen in manchen Gegenden systematischer auftreten als in anderen. Das sind vor allem die Regionen entlang der Küstenregion, des kontinentalen Schelfabhangs und einigen Erhebungen und Kanälen in der Tiefsee. Dabei sind die erhöhten Frequenzen entlang des Schelfabhangs besonders interessant und der Einfluss von atmosphärischen und ozeanischen Einflüssen wird untersucht. Ein regionales Eis-Ozeanmodell wird genutzt, um ozeanische Einflüsse in Zusammenhang mit erhöhten Eisrinnenfrequenzen zu setzen.
In der vorliegenden Studie wird außerdem ein umfangreicher Überblick über die großskalige Variabilität von Antarktischem Meereis gegeben. Tägliche Eiskonzentrationsdaten, abgeleitet aus passiven Mikrowellendaten, werden aus dem Zeitraum 1979 bis 2018 für die Klassifikation genutzt. Der dk-means Algorithmus wird verwendet, um zehn repräsentative Eisklassen zu identifizieren. Die geographische Verteilung dieser Klassen wird als Karte dargestellt, in der der typische jährliche Eiszyklus je Klasse sichtbar ist.
Veränderungen in dem räumlichen Auftreten von Eisklassen werden identifiziert und qualitativ interpretiert. Positive Abweichungen hin zu höheren Eisklassen werden im Weddell- und dem Ross-Meer und einigen Regionen in der Ostantarktis identifiziert. Negative Abweichungen sind im Amundsen-Bellingshausen-Meer vorhanden. Der neu entwickelte (Climatological Sea Ice Anomaly Index) wird genutzt, um Klassenabweichungen in der Zeitreihe zu identifizieren. Damit werden drei Jahre (1986, 2007, 2014) für eine Fallstudie ausgewählt und in Relation zu atmosphärischen Daten aus ERA-Interim und Eisdrift-Daten untersucht. Für die beiden Jahre 1986 und 2007 können bestimmte atmosphärische Zirkulationsmuster identifiziert werden, die die entsprechende Eisklassifikation beeinflusst haben. Für das Jahr 2014 können keine besonders ausgeprägten atmosphärischen Anomalien ausgemacht werden.
Der Eisklassen-Datensatz kann in Zukunft als Ergänzung zu vorhandenen Studien und für die Validierung von Meereismodellen genutzt werden. Dabei sind vor allem Anwendungen in Bezug auf den Eisrinnen-Datensatz möglich.
Grundlage der Arbeit stellten zwei Arbeitshypothesen dar, die es zu überprüfen galt. Die beiden Arbeitshypothesen wurden aufgrund einer Beobachtung eines Phänomens im Freiland formuliert, da bei scheinbar unterschiedlich starkem Reblausbesatzes im Boden kein direkter Zusammenhang zu einer schädigenden Wirkung dieses Stressphänomens (Reblausbefall) hergestellt werden konnte. Im Gegenteil traten die schädigenden Wirkungen des Reblausbefalls in Form von Rückgangserscheinungen eher in Rebflächen auf, die einer mangelhaften Bewirtschaftung oder Bestandsführung unterlagen. Zur Klärung dieses Phänomens wurden daher die beiden (A., B.) folgenden Hypothesen aufgestellt, die es zu überprüfen galt:
A.: Die in mit Unterlagsrebsorten der Kreuzung V. berlandieri x V. riparia zu beobachtenden Rückgangserscheinungen in Rebanlagen mit Reblausvorkommen werden nicht allein durch die Saugtätigkeit der Reblaus an den Rebwurzeln verursacht; eine direkte Korrelation zwischen Reblausdichte und Ausmaß der Rückgangserscheinungen an infizierten Reben besteht nicht. B.: Das Ausmaß möglicher Rückgangserscheinungen ist abhängig von der Bewirtschaftung des Rebbestands, wobei der Bodenbewirtschaftung eine maßgebliche Rolle zukommt.
Um diese Hypothesen zu überprüfen wurde ableitend von den Zielen der Arbeit ein Reblausbonitursystem zur Erfassung der Reblausabudanz im Freiland im Boden erarbeitet. Die besonderen Schwierigkeiten bei der Erfassung des Reblausbefalls im Boden aufgrund des stark variierenden Wurzelsystems der Rebe und dem ebenfalls stark schwankenden Reblausbefalls an der Wurzel der Rebe wurde mit dem Reblausbonitursystem (Grabungen) Rechnung getragen, sodass ein valides System zur Beurteilung des Reblausbefalls auch im jahreszeitlichen Verlauf erstellt worden konnte. Damit wurde ein Reblausbonitursystem geschaffen, das auch in praktischer Anwendung durchführbar ist und somit mit seiner höheren möglichen Replikationsrate bei der Probenentnahme dem stark variierenden Charakter des Reblausbefalls im Boden Rechnung trägt.
Um Rückgangserscheinungen in einem Weinberg nachhaltig analysieren zu können, wurde ein Wuchsbonitursystem evaluiert. Dieses System beurteilt alle Reben einer Rebfläche innerhalb eines einfachen für den Menschen kognitiv sehr gut verarbeitenden Bewertungssystem zum Wuchs der Reben. Damit ist eine Erfassung einer sehr großen Datenmenge zur Beurteilung des Wuchses auf einem Rebfeld möglich. Die Korrelation des mit dem System ermittelten Wuchses zu vielen Leistungsparametern der Rebe und den Gegebenheiten auf den Versuchsflächen zeigt die hohe Validität des Wuchsbonitursystems auf. Auch konnten Wuchsunterschiede in sehr differierenden Versuchsfeldern mit dieser Methode deutlich belegt werden. Damit wurde deutlich, dass mit dieser Wuchsboniturmethode die Rückgangserscheinungen in einer Rebfläche erkannt und analysiert werden konnten. Somit konnten mit den beiden Instrumenten der Wuchs- und Reblausbonitur die beiden Arbeitshypothesen dahingehend belegt werden, dass unter Verwendung der Unterlagensorten der Kreuzungskombination V. berlandieri x V. riparia kein Zusammenhang zwischen der Reblausdichte im Boden und Rückgangserscheinungen der Rebe vorliegen. Darüber hinaus konnte belegt werden, dass in Erweiterung dieser Erkenntnis das Ausmaß der Rückganserscheinungen bei Reben maßgeblich von der Art der Bewirtschaftung abhängt und somit deutlich abzutrennen ist vom Einfluss des Reblausbefalls. Vor allem konnte durch die vorliegende Arbeit unter Einbeziehung des Wuchsbonitursystems eine Methode erarbeitet werden, die in Zukunft bei der Beurteilung von Fernerkundungsdaten ein nützliches Instrument darstellt, um die wirklichen Gegebenheiten hinsichtlich des Wuchses der Reben auf Weinbergsflächen mit den berechneten Werten zu Wuchsindizes zu korrelieren.
This work studies typical mathematical challenges occurring in the modeling and simulation of manufacturing processes of paper or industrial textiles. In particular, we consider three topics: approximate models for the motion of small inertial particles in an incompressible Newtonian fluid, effective macroscopic approximations for a dilute particle suspension contained in a bounded domain accounting for a non-uniform particle distribution and particle inertia, and possibilities for a reduction of computational cost in the simulations of slender elastic fibers moving in a turbulent fluid flow.
We consider the full particle-fluid interface problem given in terms of the Navier-Stokes equations coupled to momentum equations of a small rigid body. By choosing an appropriate asymptotic scaling for the particle-fluid density ratio and using an asymptotic expansion for the solution components, we derive approximations of the original interface problem. The approximate systems differ according to the chosen scaling of the density ratio in their physical behavior allowing the characterization of different inertial regimes.
We extend the asymptotic approach to the case of many particles suspended in a Newtonian fluid. Under specific assumptions for the combination of particle size and particle number, we derive asymptotic approximations of this system. The approximate systems describe the particle motion which allows to use a mean field approach in order to formulate the continuity equation for the particle probability density function. The coupling of the latter with the approximation for the fluid momentum equation then reveals a macroscopic suspension description which accounts for non-uniform particle distributions in space and for small particle inertia.
A slender fiber in a turbulent air flow can be modeled as a stochastic inextensible one-dimensionally parametrized Kirchhoff beam, i.e., by a stochastic partial differential algebraic equation. Its simulations involve the solution of large non-linear systems of equations by Newton's method. In order to decrease the computational time, we explore different methods for the estimation of the solution. Additionally, we apply smoothing techniques to the Wiener Process in order to regularize the stochastic force driving the fiber, exploring their respective impact on the solution and performance. We also explore the applicability of the Wiener chaos expansion as a solution technique for the simulation of the fiber dynamics.
Aufgrund oftmals erhöhter Arsen- und Schwermetallgehalte in den Oberböden von Auen ist eine Verwertung von Auenböden, zum Beispiel im Rahmen von Renaturierungsmaßnahmen, oftmals schwierig, da keine auenspezifische Bewertungsgrundlage für dieser Stoffgehalte vorliegt.
Am Beispiel der Lippeaue erfolgte auf Grundlage abgeleiteter Haupteinflussfaktoren für die Konzentration von Arsen- und Schwermetallen in den Oberböden die Ableitung von Hintergrundgehalten. Die Metall- und Schwermetallgehalte in den Oberböden der Lippeaue lagen i. d. R. erwartungsgemäß oberhalb der in der Praxis verwendeten Einstufungswerte (z. B. Vorsorgewerte der BBodSchV, Hintergrundwerte von NRW), die sich allerdings auf Standorte außerhalb der Aue beziehen.
Anhand von gewonnen Daten aus Projektarbeiten im Zuge der Umsetzung der EU-Wasserrahmenrichtlinie (z. B. bodenkundliche und ingenieurgeologische Profilaufnahme, bodenmechanische Laborversuche) und ergänzend durchgeführter Untersuchungen, wie z. B. Bodentypenkartierung und mineralogische Untersuchungen, erfolgte eine detaillierte Standortcharakterisierung der Böden in der Lippeaue.
Auf Basis der abgeleiteten Hintergrundgehalte wurden unter Berücksichtigung der ermittelten Bodenkennwerte und Einflussgrößen auenspezifische Einbauregeln abgeleitet. Mit dem Ziel einer praktikablen Anwendbarkeit wurde eine auf die wesentlichen Kenngrößen reduzierte Bewertungsmatrix erarbeitet. Bei geplanten baulichen Eingriffen in den Boden kann nun mit den lippeauenspezifischen Einbauwerten für Arsen und Schwermetalle anhand konventioneller Parameter für jeden Standort ermittelt werden, ob besonders günstige oder ungünstige Bedingungen für einen potenziellen Wiedereinbau vorliegen. Die abgeleiteten Hintergrundgehalte und Einbauwerte verstehen sich dabei als – auf Basis der aktuellen Datenlage abgeleitete – Handlungsempfehlung und Orientierung zur Bewertung von Böden im Hinblick auf einen gebietsübergreifenden Wiedereinbau in der Lippeaue.
In light of an alarming increase of sick leave and early retirement because of mental diseases, the public, political and scientific interest in an effective protection of psychological health within organizational context has been increasing for years. More and more the focus is especially on executives who influence the mental health of their employees by leadership behavior within interactions and by designing work tasks and working pro-cesses. In this regard classical and modern, explicit health-oriented leadership approaches provide valuable insights but also neglect the important influence of leadership situation on health-oriented leadership. This situation reduces the explanatory and predictive potential of available health-oriented leadership concepts.
In article 1 a conceptual framework model called Systemic Salutogenic Interaction Model (SSIM) is developed and justified that is based on findings of evidence-based leadership research but also integrates systemic concepts and key elements of the theory of saluto-genesis. The SSIM distinguishes between two levels: Within the primary system of salutogenic interaction salutogenic leadership and employees behavior for the first time are conceptualized as recipocal influence factors that influence each other (level 1). The organizational context is explicitly taken into account as significant factor outside the primary system that effects the behavior of both interaction partners mediated via cognitive pro-cesses (level 2). Due to this focus on interactions und context factors for the first time leadership situation becomes an explicit component of a health-oriented leadership concept.
First of all, article 2 focusses on the systematic analysis of the relative importance health related leadership aspects. For this purpose the TIMP-inventory was developed that records three distinct core-factors of salutogenic leadership (trust, incident management and pressure) which explain more variance of the Work-SoC construct than established general approaches and health-related leadership concepts.
In article 3 the results of a cross-sectional multilevel analysis indicate that the perceived leadership situation significantly explains variance of salutogenic leadership between teams. For the first time, this shows a significant correlation between specific aspects of leadership situation und salutogenic leadership behavior.
Within the frame of a quasi-experimental study (article 4), for the first time, a correlation is shown between salutogenic target-setting processes on executive’s side and the Work-SoC of team members. These results support an essential effect mechanism that is postulated in the SSIM. Furthermore these findings indicate that the SSIM can profitably be used within the context of salutogenic coachings, underlining its practical benefit.
Taken together the empirical findings of this dissertation support the assumption that the new SSIM approach significantly expands the explanatory und predictive potential of the health-oriented leadership concepts so far available. The results also raise a number of new, interesting questions for future research. Furthermore the SSIM broadens the perspective regarding the strategic orientation of human resource and organizational devel-opment. Especially out of the SSIM important guiding principles and innovative concepts for a target-oriented diagnostic und effective interventions can be derived. Thus this dissertation lays the foundation for a coherent, holistic oriented salutogenic leadership research und practice.
This thesis addresses three different topics from the fields of mathematical finance, applied probability and stochastic optimal control. Correspondingly, it is subdivided into three independent main chapters each of which approaches a mathematical problem with a suitable notion of a stochastic particle system.
In Chapter 1, we extend the branching diffusion Monte Carlo method of Henry-Labordère et. al. (2019) to the case of parabolic PDEs with mixed local-nonlocal analytic nonlinearities. We investigate branching diffusion representations of classical solutions, and we provide sufficient conditions under which the branching diffusion representation solves the PDE in the viscosity sense. Our theoretical setup directly leads to a Monte Carlo algorithm, whose applicability is showcased in two stylized high-dimensional examples. As our main application, we demonstrate how our methodology can be used to value financial positions with defaultable, systemically important counterparties.
In Chapter 2, we formulate and analyze a mathematical framework for continuous-time mean field games with finitely many states and common noise, including a rigorous probabilistic construction of the state process. The key insight is that we can circumvent the master equation and reduce the mean field equilibrium to a system of forward-backward systems of (random) ordinary differential equations by conditioning on common noise events. We state and prove a corresponding existence theorem, and we illustrate our results in three stylized application examples. In the absence of common noise, our setup reduces to that of Gomes, Mohr and Souza (2013) and Cecchin and Fischer (2020).
In Chapter 3, we present a heuristic approach to tackle stochastic impulse control problems in discrete time. Based on the work of Bensoussan (2008) we reformulate the classical Bellman equation of stochastic optimal control in terms of a discrete-time QVI, and we prove a corresponding verification theorem. Taking the resulting optimal impulse control as a starting point, we devise a self-learning algorithm that estimates the continuation and intervention region of such a problem. Its key features are that it explores the state space of the underlying problem by itself and successively learns the behavior of the optimally controlled state process. For illustration, we apply our algorithm to a classical example problem, and we give an outlook on open questions to be addressed in future research.