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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.
This thesis contains three parts that are all connected by their contribution to research about the effects of trading apps on investment behavior. The primary motivation for this study is to investigate the previously undetermined consequences and effects of trading apps, which are a new phenomenon in the broker market, on the investment and risk behavior of Neobroker users.
Chapter 2 addresses the characteristics of a typical Neobroker user and a former Neobroker user and the impact of trading apps on the investment and risk behavior of their users. The results show that Neobroker users are significantly more risk tolerant than the general German population and are influenced by trading apps regarding their investment and risk behavior. Low trading fees and the low minimum investment amount are the main reasons for the use of trading apps. Investors who stop using trading apps mostly stop investing altogether. Another worrying result is that financial literacy among all groups is low and most Neobroker users have wrong conceptions about how trading apps earn money. In general, the financial literacy of all groups considered in this chapter is surprisingly low.
The third chapter investigates the effects of trading apps on investment behavior over time and compares the investment and risk behavior of Neobroker users and general investors. By using representative data of German Neobroker users, who were surveyed repeatedly over a 8-month time interval, it becomes possible to determine causal effects of the use of trading apps over time. In total, the financial literacy of Neobroker users increases with the longer use of a trading app. A worrying result is that the risk tolerance of Neobroker users rises significantly over time. Male Neobroker users gain a higher annual return (non-risk-adjusted) than female Neobroker users. In comparison to general investors, Neobroker users are significantly younger, more risk tolerant, more likely to buy derivatives and gain a higher annual return (non-risk-adjusted).
The fourth chapter analyses the impact of personality traits on the investment and risk behavior of Neobroker users. The results show that the BIG-5 personality traits have an impact on the investment behavior of Neobroker users. Two personality traits, openness and conscientiousness, stand out the most, as these two have explanatory power over various aspects of the behavior of Neobroker users. In particular, whether they buy different financial products than planned, the time they inform themselves about financial markets, the variety of financial products owned, and the reasons to use a Neobroker. Surprisingly, the risk tolerance of Neobroker users and the reasons to invest are not connected to any personal dimension. Whether a participant uses a trading app or a traditional broker to invest is respectively influenced by different personality traits.
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.
In machine learning, classification is the task of predicting a label for each point within a data set. When the class of each point in the labeled subset is already known, this information is used to recognize patterns and make predictions about the points in the remainder of the set, referred to as the unlabeled set. This scenario falls in the field of supervised learning.
However, the number of labeled points can be restricted, because, e.g., it is expensive to obtain this information. Besides, this subset may be biased, such as in the case of self-selection in a survey. Consequently, the classification performance for unlabeled points may be limited. To improve the reliability of the results, semi-supervised learning tackles the setting of labeled and unlabeled data. Moreover, in many cases, additional information about the size of each class can be available from undisclosed sources.
This cumulative thesis presents different studies to combine this external cardinality constraint information within three important algorithms for binary classification in the supervised context: support vector machines (SVM), classification trees, and random forests. From a mathematical point of view, we focus on mixed-integer programming (MIP) models for semi-supervised approaches that consider a cardinality constraint for each class for each algorithm.
Furthermore, since the proposed MIP models are computationally challenging, we also present techniques that simplify the process of solving these problems. In the SVM setting, we introduce a re-clustering method and further computational techniques to reduce the computational cost. In the context of classification trees, we provide correct values for certain bounds that play a crucial role for the solver performance. For the random forest model, we develop preprocessing techniques and an intuitive branching rule to reduce the solution time. For all three methods, our numerical results show that our approaches have better statistical performances for biased samples than the standard approach.
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.
The positive consequences of performance pay on the wages and productivity have been well documented in the last decades. Yet, the increased pressure and work commitment associated with performance pay suggest that performance pay may have unintended negative consequences on worker’s health and well-being. As firms increasingly use performance pay worldwide, it becomes crucial to evaluate positive and negative consequences of performance pay. Thus, Chapters 2 – 4 of this doctoral thesis investigate the unintended adverse consequences of performance pay on stress, alcohol consumption, and loneliness, respectively. Chapter 5 investigates the positive role of performance pay on mitigating the overeducation wage penalty and enhancing labor market position of overeducated workers.
In Chapter 2, together with John S. Heywood and Uwe Jirjahn, I examine the hypothesis that performance pay is positively associated with employee stress. Using unique survey data from the German Socio-Economic Panel, I find performance pay consistently and importantly associates with greater stress even controlling for a long list of economic, social, and personality characteristics. The finding also holds in instrumental variable estimations accounting for the potential endogeneity of performance pay. Moreover, I show that risk tolerance and locus of control moderate the relationship between performance pay and stress. Among workers receiving performance pay, the risk tolerant and those believing they can control their environment suffer to a lesser degree from stress.
Chapter 3 examines the relationship between performance pay and alcohol use. Together with John S. Heywood and Uwe Jirjahn, I examine the hypothesis that alcohol use as “self-medication” is a natural response to the stress and uncertainty associated with performance pay. Using data from the German Socio-Economic Panel, I find that the likelihood of consuming each of four types of alcohol (beer, wine, spirits, and mixed drinks) is higher for those receiving performance pay even controlling for a long list of economic, social, and personality characteristics and in sensible instrumental variable estimates. I also show that the number of types of alcohol consumed is larger for those receiving performance pay and that the intensity of consumption increases. Moreover, I find that risk tolerance and gender moderate the relationship between performance pay and alcohol use.
In Chapter 4, I examine the hypothesis that performance pay increases the risk of employee loneliness due to increased stress, job commitment, and uncooperativeness associated with performance pay. Using the German Socio-Economic Panel, I find that performance pay is positively associated with both the incidence and intensity of loneliness. Correspondingly, performance pay decreases the social life satisfaction of workers. The findings also hold in instrumental variable estimations addressing the potential endogeneity of performance pay and in various robustness checks. Interestingly, investigating the potential role of moderating factors reveals that the association between performance pay and loneliness is particularly large for private sector employees.
Finally, in Chapter 5, I study the association between overeducation, performance pay, and wages. Overeducated workers are more productive and have higher wages in comparison to their adequately educated coworkers in the same jobs. However, they face a series of challenges in the labor market, including lower wages in comparison to their similarly educated peers who are in correctly matched jobs. Yet, less consensus exists over the adjustment mechanisms to overcome the negative consequences of overeducation. In this study, I examine the hypotheses that overeducated workers sort into performance pay jobs as an adjustment mechanism and that performance pay enhances their wages. Using the German Socio-Economic Panel, I show that overeducation associates with a higher likelihood of sorting into performance pay jobs and that performance pay moderates the wages of overeducated workers positively. It also holds in endogenous switching regressions accounting for the potential endogeneity of performance pay. Importantly, I show that the positive role of performance pay is particularly larger for the wages of overeducated women.
Au Luxembourg, des médiateur·trice·s scolaires externes apportent leur aide quand des conflits surgissent en milieu scolaire. Le Service de médiation scolaire fournit un soutien en cas de risque de décrochage scolaire et de conflits en lien avec l’inclusion et l’intégration d’élèves à besoins éducatifs spécifiques ou issu·e·s de l’immigration. Michèle Schilt s’est entretenue avec la directrice du service, Lis De Pina, sur le travail des médiateur·trice·s scolaires.
Des sentiments puissants : Aborder avec les enfants la question des émotions dans les conflits
(2024)
Les émotions sont le reflet de nos besoins personnels. Dans les discussions sur les conflits ou dans la médiation, en particulier, il est important de ne pas se concentrer uniquement sur le moment où un conflit est survenu, mais de déceler aussi les besoins et les émotions qui ont eu un impact sur nos actions, nos réflexions et notre ressenti. Le matériel que nous allons vous présenter vous permettra de découvrir comment aborder, en tant qu’enseignant·e, les émotions et les disputes avec des enfants dans l’enseignement fondamental.
Les conflits sont inévitables. Ils surviennent même au sein d’établissements scolaires empreints d’une culture démocratique. L’instauration d’une culture d’échange constructif sur les questions conflictuelles permet toutefois d’utiliser les litiges comme des opportunités d’apprentissage et de développement personnel et organisationnel.
Les carnets paraissent deux fois par an et offrent aux dirigeant(e)s des écoles ainsi qu’au personnel des fondements théoriques et du matériel pratique pour la mise en oeuvre d’un développement scolaire démocratique. Chaque publication traite d’une méthode de l’éducation à la démocratie ou d’une question stratégique du développement scolaire. Les carnets en langue allemande sont mis à la disposition des écoles luxembourgeoises en version imprimée. L’ensemble du matériel ainsi que la version en langue française sont disponibles en ligne.
Strategien der Komik im Internet-Meme - Ambivalente Funktionen einer internationalen Populärkultur
(2024)
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.
Optimal Error Bounds in Normal and Edgeworth Approximation of Symmetric Binomial and Related Laws
(2024)
This thesis explores local and global normal and Edgeworth approximations for symmetric
binomial distributions. Further, it examines the normal approximation of convolution powers
of continuous and discrete uniform distributions.
We obtain the optimal constant in the local central limit theorem for symmetric binomial
distributions and its analogs in higher-order Edgeworth approximation. Further, we offer a
novel proof for the known optimal constant in the global central limit theorem for symmetric
binomial distributions using Fourier inversion. We also consider the effect of simple continuity
correction in the global central limit theorem for symmetric binomial distributions. Here, and in
higher-order Edgeworth approximation, we found optimal constants and asymptotically sharp
bounds on the approximation error. Furthermore, we prove asymptotically sharp bounds on the
error in the local case of a relative normal approximation to symmetric binomial distributions.
Additionally, we provide asymptotically sharp bounds on the approximation error in the local
central limit theorem for convolution powers of continuous and discrete uniform distributions.
Our methods include Fourier inversion formulae, explicit inequalities, and Edgeworth expansions, some of which may be of independent interest.
Income is one of the key indicators to measure regional differences, individual opportunities, and inequalities in society. In Germany, the regional distribution of income is a central concern, especially regarding persistent East-West, North-South, or urban-rural inequalities.
Effective local policies and institutions require reliable data and indicators on
regional inequality. However, its measurement faces severe data limitations: Inconsistencies
in the existing microdata sources yield an inconclusive picture of regional inequality.
While survey data provide a wide range of individual and household information but lack top incomes, tax data contain the most reliable income records but offer a limited range of socio-demographic variables essential for income analysis. In addition, information on the
long-term evolution of the income distribution at the small-scale level is scarce.
In this context, this thesis evaluates regional income inequality in Germany from various perspectives and embeds three self-contained studies in Chapters 3, 4, and 5, which present different data integration approaches. The first chapter motivates this thesis, while the second chapter provides a brief overview of the theoretical and empirical concepts as well
as the datasets, highlighting the need to combine data from different sources.
Chapter 3 tackles the issue of poor coverage of top incomes in surveys, also referred to as the ’missing rich’ problem, which leads to severe underestimation of income inequality. At the regional level this shortcoming is even more eminent due to small regional sample sizes. Based on reconciled tax and survey data, this chapter therefore proposes a new multiple
imputation top income correction approach that, unlike previous research, focuses on the regional rather than the national level. The findings indicate that inequality between and within the regions is much larger than previously understood with the magnitude of the adjustment depending on the federal states’ level of inequality in the tail. To increase the potential of the tax data for income analysis and to overcome the lack
of socio-demographic characteristics, Chapter 4 enriches the tax data with information on education and working time from survey data. For that purpose, a simulation study evaluates missing data methods and performant prediction models, finding that Multinomial
Regression and Random Forest are the most suitable methods for the specific data fusion scenario. The results indicate that data fusion approaches broaden the scope for regional inequality analysis from cross-sectional enhanced tax data.
Shifting from a cross-sectional to a longitudinal perspective on regional income inequality, Chapter 5 contributes to the currently relatively small body of literature dealing with the potential development of regional income disparities over time. Regionalized dynamic microsimulations provide a powerful tool for the study of long-term income developments. Therefore, this chapter extends the microsimulation model MikroSim with an income module
that accounts for the individual, household, and regional context. On this basis, the potential dynamics in gender and migrant income gaps across the districts in Germany are simulated under scenarios of increased full-time employment rates and higher levels
of tertiary education. The results show that the scenarios have regionally differing effects on inequality dynamics, highlighting the considerable potential of dynamic microsimulations for regional evidence-based policies. For the German case, the MikroSim model is well suited to analyze future regional developments and can be flexibly adapted for further specific research questions.
Der vorliegende Beitrag greift die öffentliche Diskussion um den rechtspolitischen Umgang mit Hass, Hetze und Antisemitismus auf, die insbesondere nach dem Terroranschlag der Hamas am 07.10.2023 an Intensität und Dringlichkeit zugenommen hat. Dabei beleuchtet er einerseits das Straf- und Zivilrecht, legt andererseits einen besonderen Fokus auf öffentlich-rechtliche Konstellationen. Auf jedem dieser Gebiete werden Schwächen und Potenziale des Rechts und der Rechtsprechung aufgezeigt, zugleich aber auch die Grenzen staatlicher Gewalt verdeutlicht. Denn letztlich handelt es sich um ein gesellschaftliches Problem, dem – trotz aller Notwendigkeit staatlichen Handelns – in erster Linie durch Information, und erst in zweiter Linie durch das Recht begegnet werden muss.
This thesis consists of four highly related chapters examining China’s rise in the aluminium industry. The first chapter addresses the conditions that allowed China, which first entered the market in the 1950s, to rise to world leadership in aluminium production. Although China was a latecomer, its re-entry into the market after the oil crises in the 1970s was a success and led to its ascent as the world’s largest aluminium producer by 2001. With an estimated production of 40.4 million tonnes in 2022, China represented almost 60% of the global output. Chapter 1 examines the factors underlying this success, such as the decline of international aluminium cartels, the introduction of innovative technology, the US granting China the MFN tariff status, Chinese-specific factors, and supportive government policies. Chapter 2 develops a mathematical model to analyze firms’ decisions in the short term. It examines how an incumbent with outdated technology and a new entrant with access to a new type of technology make strategic decisions, including the incumbent’s decision whether to deter entry, the production choice of firms, the optimal technology adoption rate of the newcomer, and cartel formation. Chapter 3 focuses on the adoption of new technology by firms upon market entry in four scenarios: firstly, a free market Cournot competition; secondly, a situation in which the government determines technology adoption rates; thirdly, a scenario in which the government controls both technology and production; and finally, a scenario where the government dictates technology adoption rates, production levels, and also the number of market participants. Chapter 4 applies the Spencer and Brander (1983) framework to examine strategic industrial policy. The model assumes that there are two exporting firms in two different countries that sell a product to a third country. We examine how the domestic firm is influenced by government intervention, such as the provision of a fixed-cost subsidy to improve its competitiveness relative to the foreign company. Chapter 4 initially investigates a scenario where only one government offers a fixed-cost subsidy, followed by an analysis of the case when both governments simultaneously provide financial help. Taken together, these chapters provide a comprehensive analysis of the strategic, technological, and political factors contributing to China’s leadership in the global aluminium industry.
Chapter 1: The Rise of China as a Latecomer in the Global Aluminium Industry
This chapter examines China’s remarkable transformation into a global leader in the aluminium industry, a sector in which the country accounted for approximately 58.9% of worldwide production in 2022. We examine how China, a latecomer to the aluminium industry that started off with labor-intensive technology in 1953, grew into the largest aluminium producer with some of the most advanced smelters in the world. This analysis identifies and discusses several opportunities that Chinese aluminium producers took advantage of. The first set of opportunities happened during the 1970s oil crises, which softened international competition and allowed China to acquire innovative smelting technology from Japan. The second set of opportunities started at about the same time when China opened its economy in 1978. The substantial demand for aluminium in China is influenced by both external and internal factors. Externally, the US granted China’s MFN tariff status in 1980 and China entered the World Trade Organization (WTO) in 2001. Both events contributed to a surge in Chinese aluminium consumption. Internally, China’s investment-led growth model boosted further its aluminium demand. Additional factors specific to China, such as low labor costs and the abundance of coal as an energy source, offer Chinese firms competitive advantages against international players. Furthermore, another window of opportunity is due to Chinese governmental policies, including phasing out old technology, providing subsidies, and gradually opening the economy to enhance domestic competition before expanding globally. By describing these elements, the study provides insights into the dynamic interplay of external circumstances and internal strategies that contributed to the success of the Chinese aluminium industry.
Chapter 2: Technological Change and Strategic Choices for Incumbent and New Entrant
This chapter introduces an oligopoly model that includes two actors: an incumbent and a potential entrant, that compete in the same market. We assume that two participants are located in different parts of the market: the incumbent is situated in area 1, whereas the potential entrant may venture into the other region, area 2. The incumbent exists in stage zero, where it can decide whether to deter the newcomer’s entry. A new type of technology exists in period one, when the newcomer may enter the market. In the short term, the incumbent is trapped with the outdated technology, while the new entrant may choose to partially or completely adopt the latest technology. Our results suggest the following: Firstly, the incumbent only tries to deter the new entrant if a condition for entry cost is met. Secondly, the new entrant is only interested in forming a cartel with the incumbent if a function of the ratio of the variable to new technology’s fixed-cost parameters is sufficiently high. Thirdly, if the newcomer asks to form a cartel, the incumbent will always accept this request. Finally, we can obtain the optimal new technology adoption rate for the newcomer.
Chapter 3: Technological Adoption and Welfare in Cournot Oligopoly
This study examines the difference between the optimal technology adoption rates chosen by firms in a homogeneous Cournot oligopoly and that preferred by a benevolent government upon firms’ market entry. To address the question of whether the technology choices of firms and government are similar, we analyze several different scenarios, which differ in the extent of government intervention in the market. Our results suggest a relationship between the number of firms in the market and the impact of government intervention on technology adoption rates. Especially in situations with a low number of firms that are interested in entering the market, greater government influence tends to lead to higher technology adoption rates of firms. Conversely, in scenarios with a higher number of firms and a government that lacks control over the number of market players, the technology adoption rate of firms will be highest when the government plays no role.
Chapter 4: International Technological Innovation and Industrial Strategies
Supporting domestic firms when they first enter the market may be seen as a favorable policy choice by governments around the world thanks to their ability to enhance the competitive advantage of domestic firms in non-cooperative competition against foreign enterprises (infant industry protection argument). This advantage may allow domestic firms to increase their market share and generate higher profits, thereby improving domestic welfare. This chapter utilizes the Spencer and Brander (1983) framework as a theoretical foundation to elucidate the effects of fixed-cost subsidies on firms’ production levels, technological innovations, and social welfare. The analysis examines two firms in different countries, each producing a homogeneous product that is sold in a third, separate country. We first examine the Cournot-Nash equilibrium in the absence of government intervention, followed by analyzing a scenario where just one government provides a financial subsidy for its domestic firm, and finally, we consider a situation where both governments simultaneously provide financial assistance for their respective firms. Our results suggest that governments aim to maximize social welfare by providing fixed-cost subsidies to their respective firms, finding themselves in a Chicken game scenario. Regarding technology innovation, subsidies lead to an increased technological adoption rate for recipient firms, regardless of whether one or both firms in a market receive support, compared to the situation without subsidies. The technology adoption rate of the recipient firm is higher than of its rival when only the recipient firm benefits from the fixed-cost subsidy. The lowest technology adoption rate of a firm occurs when the firm does not receive a fixed-cost subsidy, but its competitor does. Furthermore, global welfare will benefit the most in case when both exporting countries grant fixed-cost subsidies, and this welfare level is higher when only one country subsidizes than when no subsidies are provided by any country.
Im Rahmen psychologischer Wissenschaftskommunikation werden Plain Language Summaries (PLS, Kerwer et al., 2021) zunehmend bedeutsamer. Es handelt sich hierbei um
zugängliche, überblicksartige Zusammenfassungen, welche das Verständnis von Lai:innen
potenziell unterstützen und ihr Vertrauen in wissenschaftliche Forschung fördern können.
Dies erscheint speziell vor dem Hintergrund der Replikationskrise (Wingen et al., 2019) sowie Fehlinformationen in Online-Kontexten (Swire-Thompson & Lazer, 2020) relevant. Die
positiven Auswirkungen zweier Effekte auf Vertrauen sowie ihre mögliche Interaktion fanden im Kontext von PLS bisher kaum Berücksichtigung: Zum einen die einfache Darstellung von Informationen (Easiness-Effekt, Scharrer et al., 2012), zum anderen ein möglichst wissenschaftlicher Stil (Scientificness-Effekt, Thomm & Bromme, 2012). Diese Dissertation hat zum Ziel, im Kontext psychologischer PLS genauere Bestandteile beider Effekte zu identifizieren und den Einfluss von Einfachheit und Wissenschaftlichkeit auf Vertrauen zu beleuchten. Dazu werden drei Artikel zu präregistrierten Online-Studien mit deutschsprachigen Stichproben vorgestellt.
Im ersten Artikel wurden in zwei Studien verschiedene Textelemente psychologischer PLS systematisch variiert. Es konnte ein signifikanter Einfluss von Fachtermini, Informationen zur
Operationalisierung, Statistiken und dem Grad an Strukturierung auf die von Lai:innen berichtete Einfachheit der PLS beobachtet werden. Darauf aufbauend wurden im zweiten Artikel vier PLS, die von Peer-Review-Arbeiten abgeleitet wurden, in ihrer Einfachheit und
Wissenschaftlichkeit variiert und Lai:innen zu ihrem Vertrauen in die Texte und Autor:innen befragt. Hier ergab sich zunächst nur ein positiver Einfluss von Wissenschaftlichkeit auf
Vertrauen, während der Easiness-Effekt entgegen der Hypothesen ausblieb. Exploratorische Analysen legten jedoch einen positiven Einfluss der von Lai:innen subjektiv wahrgenommenen Einfachheit auf ihr Vertrauen sowie eine signifikante Interaktion mit der
wahrgenommenen Wissenschaftlichkeit nahe. Diese Befunde lassen eine vermittelnde Rolle der subjektiven Wahrnehmung von Lai:innen für beide Effekte vermuten. Im letzten Artikel
wurde diese Hypothese über Mediationsanalysen geprüft. Erneut wurden zwei PLS
präsentiert und sowohl die Wissenschaftlichkeit des Textes als auch die der Autor:in manipuliert. Der Einfluss höherer Wissenschaftlichkeit auf Vertrauen wurde durch die
subjektiv von Lai:innen wahrgenommene Wissenschaftlichkeit mediiert. Zudem konnten
dimensionsübergreifende Mediationseffekte beobachtet werden.
Damit trägt diese Arbeit über bestehende Forschung hinaus zur Klärung von Rahmenbedingungen des Easiness- und Scientificness-Effektes bei. Theoretische
Implikationen zur zukünftigen Definition von Einfachheit und Wissenschaftlichkeit, sowie
praktische Konsequenzen hinsichtlich unterschiedlicher Zielgruppen von
Wissenschaftskommunikation und dem Einfluss von PLS auf die Entscheidungsbildung von
Lai:innen werden diskutiert.
This meta-scientific dissertation comprises three research articles that investigated the reproducibility of psychological research. Specifically, they focused on the reproducibility of eye-tracking research on the one hand, and studying preregistration (i.e., the practice of publishing a study protocol before data collection or analysis) as one method to increase reproducibility on the other hand.
In Article I, it was demonstrated that eye-tracking data quality is influenced by both the utilized eye-tracker and the specific task it is measuring. That is, distinct strengths and weaknesses were identified in three devices (Tobii Pro X3-120, GP3 HD, EyeLink 1000+) in an extensive test battery. Consequently, both the device and specific task should be considered when designing new studies. Meanwhile, Article II focused on the current perception of preregistration in the psychological research community and future directions for improving this practice. The survey showed that many researchers intended to preregister their research in the future and had overall positive attitudes toward preregistration. However, various obstacles were identified currently hindering preregistration, which should be addressed to increase its adoption. These findings were supplemented by Article III, which took a closer look at one preregistration-specific tool: the PRP-QUANT Template. In a simulation trial and a survey, the template demonstrated high usability and emerged as a valuable resource to support researchers in using preregistration. Future revisions of the template could help to further facilitate this open science practice.
In this dissertation, the findings of the three articles are summarized and discussed regarding their implications and potential future steps that could be implemented to improve the reproducibility of psychological research.
Today, almost every modern computing device is equipped with multicore processors capable of efficient concurrent and parallel execution of threads. This processor feature can be leveraged by concurrent programming, which is a challenge for software developers for two reasons: first, it introduces a paradigm shift that requires a new way of thinking. Second, it can lead to issues that are unique to concurrent programs due to the non-deterministic, interleaved execution of threads. Consequently, the debugging of concurrency and related performance issues is a rather difficult and often tedious task. Developers still lack on thread-aware programming tools that facilitate the understanding of concurrent programs. Ideally, these tools should be part of their daily working environment, which typically includes an Integrated Development Environment (IDE). In particular, the way source code is visually presented in traditional source-code editors does not convey much information on whether the source code is executed concurrently or in parallel in the first place.
With this dissertation, we pursue the main goal of facilitating and supporting the understanding and debugging of concurrent programs. To this end, we formulate and utilize a visualization paradigm that particularly includes the display of interactive glyph-based visualizations embedded in the source-code editor close to their corresponding artifacts (in-situ).
To facilitate the implementation of visualizations that comply with our paradigm as plugins for IDEs, we designed, implemented and evaluated a programming framework called CodeSparks. After presenting the design goals and the architecture of the framework, we demonstrate its versatility with a total of fourteen plugins realized by different developers using the CodeSparks framework (CodeSparks plugins). With focus group interviews, we empirically investigated how developers of the CodeSparks plugins experienced working with the framework. Based on the plugins, deliberate design decisions and the interview results, we discuss to what extent we achieved our design goals. We found that the framework is largely target programming-language independent and that it supports the development of plugins for a wide range of source-code-related tasks while hiding most of the details of the underlying plugin development API.
In addition, we applied our visualization paradigm to thread-related runtime data from concurrent programs to foster the awareness of source code being executed concurrently or in parallel. As a result, we developed and designed two in-situ thread visualizations, namely ThreadRadar and ThreadFork, with the latter building on the former. Both thread visualizations are based on a debugging approach, which combines statistical profiling, thread-aware runtime metrics, clustering of threads on the basis of these metrics, and finally interactive glyph-based in-situ visualizations. To address scalability issues of the ThreadRadar in terms of space required and the number of displayable thread clusters, we designed a revised thread visualization. This revision also involved the question of how many thread clusters k should be computed in the first place. To this end, we conducted experiments with the clustering of threads for artifacts from a corpus of concurrent Java programs that include real-world Java applications and concurrency bugs. We found that the maximum k on the one hand and the optimal k according to four cluster validation indices on the other hand rarely exceed three. However, occasionally thread clusterings with k > 3 are available and also optimal. Consequently, we revised both the clustering strategy and the visualization as parts of our debugging approach, which resulted in the ThreadFork visualization. Both in-situ thread visualizations, including their additional features that support the exploration of the thread data, are implemented in a tool called CodeSparks-JPT, i.e., as a CodeSparks plugin for IntelliJ IDEA.
With various empirical studies, including anecdotal usage scenarios, a usability test, web surveys, hands-on sessions, questionnaires and interviews, we investigated quality aspects of the in-situ thread visualizations and their corresponding tools. First, by a demonstration study, we illustrated the usefulness of the ThreadRadar visualization in investigating and fixing concurrency bugs and a performance bug. This was confirmed by a subsequent usability test and interview, which also provided formative feedback. Second, we investigated the interpretability and readability of the ThreadFork glyphs as well as the effectiveness of the ThreadFork visualization through anonymous web surveys. While we have found that the ThreadFork glyphs are correctly interpreted and readable, it remains unproven that the ThreadFork visualization effectively facilitates understanding the dynamic behavior of threads that concurrently executed portions of source code. Moreover, the overall usability of CodeSparks-JPT is perceived as "OK, but not acceptable" as the tool has issues with its learnability and memorability. However, all other usability aspects of CodeSparks-JPT that were examined are perceived as "above average" or "good".
Our work supports software-engineering researchers and practitioners in flexibly and swiftly developing novel glyph-based visualizations that are embedded in the source-code editor. Moreover, we provide in-situ thread visualizations that foster the awareness of source code being executed concurrently or in parallel. These in-situ thread visualizations can, for instance, be adapted, extended and used to analyze other use cases or to replicate the results. Through empirical studies, we have gradually shaped the design of the in-situ thread visualizations through data-driven decisions, and evaluated several quality aspects of the in-situ thread visualizations and the corresponding tools for their utility in understanding and debugging concurrent programs.
Representation Learning techniques play a crucial role in a wide variety of Deep Learning applications. From Language Generation to Link Prediction on Graphs, learned numerical vector representations often build the foundation for numerous downstream tasks.
In Natural Language Processing, word embeddings are contextualized and depend on their current context. This useful property reflects how words can have different meanings based on their neighboring words.
In Knowledge Graph Embedding (KGE) approaches, static vector representations are still the dominant approach. While this is sufficient for applications where the underlying Knowledge Graph (KG) mainly stores static information, it becomes a disadvantage when dynamic entity behavior needs to be modelled.
To address this issue, KGE approaches would need to model dynamic entities by incorporating situational and sequential context into the vector representations of entities. Analogous to contextualised word embeddings, this would allow entity embeddings to change depending on their history and current situational factors.
Therefore, this thesis provides a description of how to transform static KGE approaches to contextualised dynamic approaches and how the specific characteristics of different dynamic scenarios are need to be taken into consideration.
As a starting point, we conduct empirical studies that attempt to integrate sequential and situational context into static KG embeddings and investigate the limitations of the different approaches. In a second step, the identified limitations serve as guidance for developing a framework that enables KG embeddings to become truly dynamic, taking into account both the current situation and the past interactions of an entity. The two main contributions in this step are the introduction of the temporally contextualized Knowledge Graph formalism and the corresponding RETRA framework which realizes the contextualisation of entity embeddings.
Finally, we demonstrate how situational contextualisation can be realized even in static environments, where all object entities are passive at all times.
For this, we introduce a novel task that requires the combination of multiple context modalities and their integration with a KG based view on entity behavior.
This dissertation focusses on research into the personality construct of action vs. state orientation. Derived from the Personality-Systems-Interaction Theory (PSI Theory), state orientation is defined as a low ability to self-regulate emotions and associated with many adverse consequences – especially under stress. Because of the high prevalence of state orientation, it is a very important topic to investigate factors that help state-oriented people to buffer these adverse consequences. Action orientation, in contrast, is defined as a high ability to self-regulate own emotions in a very specific way: through accessing the self. The present dissertation demonstrates this theme in five studies, using a total of N = 1251 participants with a wide age range, encompassing different populations (students, non-student population (people from the coaching and therapy sector), applying different operationalisations to investigate self-access as a mediator or an outcome variable. Furthermore, it is tested whether the popular technique of mindfulness - that is advertised as a potent remedy for bringing people closer to the self -really works for everybody. The findings show that the presumed remedy is rather harmful for state-oriented individuals. Finally, an attempt to ameliorate these alienating effects, the present dissertation attempts to find theory-driven, and easy-to-apply solution how mindfulness exercises can be adapted.
Differential equations yield solutions that necessarily contain a certain amount of regularity and are based on local interactions. There are various natural phenomena that are not well described by local models. An important class of models that describe long-range interactions are the so-called nonlocal models, which are the subject of this work.
The nonlocal operators considered here are integral operators with a finite range of interaction and the resulting models can be applied to anomalous diffusion, mechanics and multiscale problems.
While the range of applications is vast, the applicability of nonlocal models can face problems such as the high computational and algorithmic complexity of fundamental tasks. One of them is the assembly of finite element discretizations of truncated, nonlocal operators.
The first contribution of this thesis is therefore an openly accessible, documented Python code which allows to compute finite element approximations for nonlocal convection-diffusion problems with truncated interaction horizon.
Another difficulty in the solution of nonlocal problems is that the discrete systems may be ill-conditioned which complicates the application of iterative solvers. Thus, the second contribution of this work is the construction and study of a domain decomposition type solver that is inspired by substructuring methods for differential equations. The numerical results are based on the abstract framework of nonlocal subdivisions which is introduced here and which can serve as a guideline for general nonlocal domain decomposition methods.
Sowohl national als auch international wird die zunehmende Digitalisierung von Prozessen gefordert. Die Heterogenität und Komplexität der dabei entstehenden Systeme erschwert die Partizipation für reguläre Nutzergruppen, welche zum Beispiel kein Expertenwissen in der Programmierung oder einen informationstechnischen Hintergrund aufweisen. Als Beispiel seien hier Smart Contracts genannt, deren Programmierung komplex ist und bei denen etwaige Fehler unmittelbar mit monetärem Verlust durch die direkte Verknüpfung der darunterliegenden Kryptowährung verbunden sind. Die vorliegende Arbeit stellt ein alternatives Protokoll für cyber-physische Verträge vor, das sich besonders gut für die menschliche Interaktion eignet und auch von regulären Nutzergruppen verstanden werden kann. Hierbei liegt der Fokus auf der Transparenz der Übereinkünfte und es wird weder eine Blockchain noch eine darauf beruhende digitale Währung verwendet. Entsprechend kann das Vertragsmodell der Arbeit als nachvollziehbare Verknüpfung zwischen zwei Parteien verstanden werden, welches die unterschiedlichen Systeme sicher miteinander verbindet und so die Selbstorganisation fördert. Diese Verbindung kann entweder computergestützt automatisch ablaufen, oder auch manuell durchgeführt werden. Im Gegensatz zu Smart Contracts können somit Prozesse Stück für Stück digitalisiert werden. Die Übereinkünfte selbst können zur Kommunikation, aber auch für rechtlich bindende Verträge genutzt werden. Die Arbeit ordnet das neue Konzept in verwandte Strömungen wie Ricardian oder Smart Contracts ein und definiert Ziele für das Protokoll, welche in Form der Referenzimplementierung umgesetzt werden. Sowohl das Protokoll als auch die Implementierung werden im Detail beschrieben und durch eine Erweiterung der Anwendung ergänzt, welche es Nutzenden in Regionen ohne direkte Internetverbindung ermöglicht, an ebenjenen Verträgen teilnehmen zu können. Weiterhin betrachtet die Evaluation die rechtlichen Rahmenbedinungen, die Übertragung des Protokolls auf Smart Contracts und die Performanz der Implementierung.
Die chinesische und westliche Forschung, die sich mit der Beziehung zwischen chinesischer Kultur und katholischer Kirche befasst, konzentriert sich in der Regel auf die katholische Kirche in China vor dem Verbot des Christentums. Die einzigartige Perspektive dieser Arbeit besteht darin, die Veränderungen in der Beziehung zwischen den beiden vom Ende der Ming-Dynastie bis zur ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts zu untersuchen. Vor dem Verbot nährten die katholischen Missionare den konfuzianischen Gelehrten und verbanden die katholische Lehre mit dem Konfuzianismus, um ihren Einfluss in der Oberschicht der chinesischen Gesellschaft auszuüben. Nach dem Verbot achteten die katholischen Missionare nicht so sehr auf ihre Beziehung zur chinesischen Kultur wie ihre Vorgänger im 17. und 18. Jahrhundert. Einige Missionare sowie chinesische Katholiken wollten die Situation ändern und förderten gemeinsam die Gründung der Fu-Jen-Universität, die großen Wert auf die chinesische Kultur legte und die Beziehung zwischen der Katholischen Kirche und der chinesischen Kultur Anfang des 20. Jahrhunderts widerspiegeln konnte. Die Professoren der Abteilung Chinesisch und Geschichte leisteten den größten Beitrag zur Forschung der chinesischen Kultur an der Universität. Im Vergleich zu anderen wichtigen Universitäten in Peking, wo die chinesische Literatur im Fachbereich Chinesisch eine zentrale Stellung einnahm, legte die Fu-Jen-Universität mehr Wert auf die chinesische Sprache und Schriftzeichen. Anfang des 20. Jahrhunderts erlangten Frauen unter dem Einfluss der globalen feministischen Bewegung das Recht auf Hochschulbildung. Bis 1920 waren jedoch die katholischen Universitäten in Bezug auf die Hochschulbildung von Frauen Jahrzehnte hinter den protestantischen und nichtkirchlichen Universitäten zurückgefallen. Die Fu-Jen-Universität verbesserte diese Situation, indem sie nicht nur eine große Anzahl von Studentinnen annahm, sondern ihnen eine Vielzahl von Fächern einschließlich Chinesisch und Geschichte anbot. Im Allgemeinen konnte die Universität als Verbindung zwischen dem Katholizismus und der chinesischen Kultur in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts angesehen werden. Sie spielte eine wichtige Rolle nicht nur bei der Erforschung und Verbreitung der chinesischen Kultur, sondern auch bei der Ausweitung des Einflusses der katholischen Kirche zu dieser Zeit.
Physically-based distributed rainfall-runoff models as the standard analysis tools for hydro-logical processes have been used to simulate the water system in detail, which includes spa-tial patterns and temporal dynamics of hydrological variables and processes (Davison et al., 2015; Ek and Holtslag, 2004). In general, catchment models are parameterized with spatial information on soil, vegetation and topography. However, traditional approaches for eval-uation of the hydrological model performance are usually motivated with respect to dis-charge data alone. This may thus cloud model realism and hamper understanding of the catchment behavior. It is necessary to evaluate the model performance with respect to in-ternal hydrological processes within the catchment area as well as other components of wa-ter balance rather than runoff discharge at the catchment outlet only. In particular, a consid-erable amount of dynamics in a catchment occurs in the processes related to interactions of the water, soil and vegetation. Evapotranspiration process, for instance, is one of those key interactive elements, and the parameterization of soil and vegetation in water balance mod-eling strongly influences the simulation of evapotranspiration. Specifically, to parameterize the water flow in unsaturated soil zone, the functional relationships that describe the soil water retention and hydraulic conductivity characteristics are important. To define these functional relationships, Pedo-Transfer Functions (PTFs) are common to use in hydrologi-cal modeling. Opting the appropriate PTFs for the region under investigation is a crucial task in estimating the soil hydraulic parameters, but this choice in a hydrological model is often made arbitrary and without evaluating the spatial and temporal patterns of evapotran-spiration, soil moisture, and distribution and intensity of runoff processes. This may ulti-mately lead to implausible modeling results and possibly to incorrect decisions in regional water management. Therefore, the use of reliable evaluation approaches is continually re-quired to analyze the dynamics of the current interactive hydrological processes and predict the future changes in the water cycle, which eventually contributes to sustainable environ-mental planning and decisions in water management.
Remarkable endeavors have been made in development of modelling tools that provide insights into the current and future of hydrological patterns in different scales and their im-pacts on the water resources and climate changes (Doell et al., 2014; Wood et al., 2011). Although, there is a need to consider a proper balance between parameter identifiability and the model's ability to realistically represent the response of the natural system. Neverthe-less, tackling this issue entails investigation of additional information, which usually has to be elaborately assembled, for instance, by mapping the dominant runoff generation pro-cesses in the intended area, or retrieving the spatial patterns of soil moisture and evapotran-spiration by using remote sensing methods, and evaluation at a scale commensurate with hydrological model (Koch et al., 2022; Zink et al., 2018). The present work therefore aims to give insights into the modeling approaches to simulate water balance and to improve the soil and vegetation parameterization scheme in the hydrological model subject to producing more reliable spatial and temporal patterns of evapotranspiration and runoff processes in the catchment.
An important contribution to the overall body of work is a book chapter included among publications. The book chapter provides a comprehensive overview of the topic and valua-ble insights into the understanding the water balance and its estimation methods.
Moreover, the first paper aimed to evaluate the hydrological model behavior with re-spect to contribution of various sources of information. To do so, a multi-criteria evaluation metric including soft and hard data was used to define constraints on outputs of the 1-D hydrological model WaSiM-ETH. Applying this evaluation metric, we could identify the optimal soil and vegetation parameter sets that resulted in a “behavioral” forest stand water balance model. It was found out that even if simulations of transpiration and soil water con-tent are consistent with measured data, but still the dominant runoff generation processes or total water balance might be wrongly calculated. Therefore, only using an evaluation scheme which looks over different sources of data and embraces an understanding of the local controls of water loss through soil and plant, allowed us to exclude the unrealistic modeling outputs. The results suggested that we may need to question the generally accept-ed soil parameterization procedures that apply default parameter sets.
The second paper attempts to tackle the pointed model evaluation hindrance by getting down to the small-scale catchment (in Bavaria). Here, a methodology was introduced to analyze the sensitivity of the catchment water balance model to the choice of the Pedo-Transfer Functions (PTF). By varying the underlying PTFs in a calibrated and validated model, we could determine the resulting effects on the spatial distribution of soil hydraulic properties, total water balance in catchment outlet, and the spatial and temporal variation of the runoff components. Results revealed that the water distribution in the hydrologic system significantly differs amongst various PTFs. Moreover, the simulations of water balance components showed high sensitivity to the spatial distribution of soil hydraulic properties. Therefore, it was suggested that opting the PTFs in hydrological modeling should be care-fully tested by looking over the spatio-temporal distribution of simulated evapotranspira-tion and runoff generation processes, whether they are reasonably represented.
To fulfill the previous studies’ suggestions, the third paper then aims to focus on evalu-ating the hydrological model through improving the spatial representation of dominant run-off processes. It was implemented in a mesoscale catchment in southwestern Germany us-ing the hydrological model WaSiM-ETH. Dealing with the issues of inadequate spatial ob-servations for rigorous spatial model evaluation, we made use of a reference soil hydrologic map available for the study area to discern the expected dominant runoff processes across a wide range of hydrological conditions. The model was parameterized by applying 11 PTFs and run by multiple synthetic rainfall events. To compare the simulated spatial patterns to the patterns derived by digital soil map, a multiple-component spatial performance metric (SPAEF) was applied. The simulated DRPs showed a large variability with regard to land use, topography, applied rainfall rates, and the different PTFs, which highly influence the rapid runoff generation under wet conditions.
The three published manuscripts proceeded towards the model evaluation viewpoints that ultimately attain the behavioral model outputs. It was performed through obtaining information about internal hydrological processes that lead to certain model behaviors, and also about the function and sensitivity of some of the soil and vegetation parameters that may primarily influence those internal processes in a catchment. Accordingly, using this understanding on model reactions, and by setting multiple evaluation criteria, it was possi-ble to identify which parameterization could lead to behavioral model realization. This work, in fact, will contribute to solving some of the issues (e.g., spatial variability and modeling methods) identified as the 23 unsolved problems in hydrology in the 21st century (Blöschl et al., 2019). The results obtained in the present work encourage the further inves-tigations toward a comprehensive model calibration procedure considering multiple data sources simultaneously. This will enable developing the new perspectives to the current parameter estimation methods, which in essence, focus on reproducing the plausible dy-namics (spatio-temporal) of the other hydrological processes within the watershed.
Sozialunternehmen haben mindestens zwei Ziele: die Erfüllung ihrer sozialen bzw. ökologischen Mission und finanzielle Ziele. Zwischen diesen Zielen können Spannungen entstehen. Wenn sie sich in diesem Spannungsfeld wiederholt zugunsten der finanziellen Ziele entscheiden, kommt es zum Mission Drift. Die Priorisierung der finanziellen Ziele überlagert dabei die soziale Mission. Auch wenn das Phänomen in der Praxis mehrfach beobachtet und in Einzelfallanalysen beschrieben wurde, gibt es bislang wenig Forschung zu Mission Drift. Der Fokus der vorliegenden Arbeit liegt darauf, diese Forschungslücke zu schließen und eigene Erkenntnisse für die Auslöser und Treiber des Mission Drifts von Sozialunternehmen zu ermitteln. Ein Augenmerk liegt auf den verhaltensökonomischen Theorien und der Mixed-Gamble-Logik. Dieser Logik zufolge liegt bei Entscheidungen immer eine Gleichzeitigkeit von Gewinnen und Verlusten vor, sodass Entscheidungsträger die Furcht vor Verlusten gegenüber der Aussicht auf Gewinne abwägen müssen. Das Modell wird genutzt, um eine neue theoretische Betrachtungsweise auf die Abwägung zwischen sozialen und finanziellen Zielen bzw. Mission Drift zu erhalten. Mit einem Conjoint Experiment werden Daten über das Entscheidungsverhalten von Sozialunternehmern generiert. Im Zentrum steht die Abwägung zwischen sozialen und finanziellen Zielen in verschiedenen Szenarien (Krisen- und Wachstumssituationen). Mithilfe einer eigens erstellten Stichprobe von 1.222 Sozialunternehmen aus Deutschland, Österreich und der Schweiz wurden 187 Teilnehmende für die Studie gewonnen. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass eine Krisensituation Auslöser für Mission Drift von Sozialunternehmen sein kann, weil in diesem Szenario den finanziellen Zielen die größte Bedeutung zugemessen wird. Für eine Wachstumssituation konnten hingegen keine solche Belege gefunden werden. Hinzu kommen weitere Einflussfaktoren, welche die finanzielle Orientierung verstärken können, nämlich die Gründeridentitäten der Sozialunternehmer, eine hohe Innovativität der Unternehmen und bestimmte Stakeholder. Die Arbeit schließt mit einer ausführlichen Diskussion der Ergebnisse. Es werden Empfehlungen gegeben, wie Sozialunternehmen ihren Zielen bestmöglich treu bleiben können. Außerdem werden die Limitationen der Studie und Wege für zukünftige Forschung im Bereich Mission Drift aufgezeigt.
Semantic-Aware Coordinated Multiple Views for the Interactive Analysis of Neural Activity Data
(2024)
Visualizing brain simulation data is in many aspects a challenging task. For one, data used in brain simulations and the resulting datasets is heterogeneous and insight is derived by relating all different kinds of it. Second, the analysis process is rapidly changing while creating hypotheses about the results. Third, the scale of data entities in these heterogeneous datasets is manifold, reaching from single neurons to brain areas interconnecting millions. Fourth, the heterogeneous data consists of a variety of modalities, e.g.: from time series data to connectivity data, from single parameters to a set of parameters spanning parameter spaces with multiple possible and biological meaningful solutions; from geometrical data to hierarchies and textual descriptions, all on mostly different scales. Fifth, visualizing includes finding suitable representations and providing real-time interaction while supporting varying analysis workflows. To this end, this thesis presents a scalable and flexible software architecture for visualizing, integrating and interacting with brain simulations data. The scalability and flexibility is achieved by interconnected services forming in a series of Coordinated Multiple View (CMV) systems. Multiple use cases are presented, introducing views leveraging this architecture, extending its ecosystem and resulting in a Problem Solving Environment (PSE) from which custom-tailored CMV systems can be build. The construction of such CMV system is assisted by semantic reasoning hence the term semantic-aware CMVs.
Information in der vorvertraglichen Phase – das heißt, Informationspflichten sowie Rechtsfolgen von Informationserteilung und -nichterteilung – in Bezug auf Kaufvertrag und Wahl des optionalen Instruments hat im Vorschlag der Europäischen Kommission für ein Gemeinsames Europäisches Kaufrecht (GEK; KOM(2011) 635) vielfältige Regelungen erfahren. Die vorliegende Arbeit betrachtet diese Regelungen auch in ihrem Verhältnis zu den Textstufen des Europäischen Privatrechts – Modellregeln und verbraucherschützende EU-Richtlinien – und misst sie an ökonomischen Rahmenbedingungen, die die Effizienz von Transaktionen gebieten und Grenzen des Nutzens von (Pflicht-)Informationen aufzeigen.
Vom Grundsatz der Vertragsfreiheit ausgehend ist jeder Partei das Risiko zugewiesen, unzureichend informiert zu sein, während die Gegenseite nur punktuell zur Information verpflichtet ist. Zwischen Unternehmern bleibt es auch nach dem GEK hierbei, doch zwischen Unternehmer und Verbraucher wird dieses Verhältnis umgekehrt. Dort gelten, mit Differenzierung nach Vertragsschlusssituationen, umfassende Kataloge von Informationspflichten hinsichtlich des Kaufvertrags. Als Konzept ist dies grundsätzlich sinnvoll; die Pflichten dienen dem Verbraucherschutz, insbesondere der Informiertheit und Transparenz vor der Entscheidung über den Vertragsschluss. Teilweise gehen die Pflichten aber zu weit. Die Beeinträchtigung der Vertragsfreiheit des Unternehmers durch die Pflichten und die Folgen ihrer Verletzung lässt sich nicht vollständig mit dem Ziel des Verbraucherschutzes rechtfertigen. Durch das Übermaß an Information fördern die angeordneten Pflichten den Verbraucherschutz nur eingeschränkt; sie genügen nicht verhaltensökonomischen Maßstäben. Es empfiehlt sich daher, zwischen Unternehmern und Verbrauchern bestimmte verpflichtende Informationsinhalte ganz zu streichen, auf im konkreten Fall nicht erforderliche Information zu verzichten, erst nach Vertragsschluss relevante Informationen auf diese Zeit zu verschieben und die verbleibenden vorvertraglichen Pflichtinformationen in einer für den Verbraucher besser zu verarbeitenden Weise zu präsentieren. Von den einem Verbraucher zu erteilenden Informationen sollte stets verlangt werden, dass sie klar und verständlich sind; die Beweislast für ihre ordnungsgemäße Erteilung sollte generell dem Unternehmer obliegen.
Neben die ausdrücklich angeordneten Informationspflichten treten ungeachtet der Verbraucher- oder Unternehmereigenschaft sowie der Käufer- oder Verkäuferrolle stark einzelfallabhängige Informationspflichten nach Treu und Glauben, die im Recht der Willensmängel niedergelegt sind. Hier ist der Grundsatz verwirklicht, dass mangelnde Information zunächst das eigene Risiko jeder Partei ist; berechtigtes Vertrauen und freie Willensbildung werden geschützt. Diese Pflichten berücksichtigen auch das Ziel der Effizienz und achten die Vertragsfreiheit. Das Vertrauen auf jegliche erteilten Informationen wird zudem dadurch geschützt, dass sie den Vertragsinhalt – allerdings in Verbraucherverträgen nicht umfassend genug – mitbestimmen können und dass ihre Unrichtigkeit sanktioniert wird.
Die Verletzung jeglicher Arten von Informationspflichten kann insbesondere einen Schadensersatzanspruch sowie – über das Recht der Willensmängel – die Möglichkeit zur Lösung vom Vertrag nach sich ziehen. Das Zusammenspiel der unterschiedlichen Mechanismen führt allerdings zu Friktionen sowie zu Lücken in den Rechtsfolgen von Informationspflichtverletzungen. Daher empfiehlt sich die Schaffung eines Schadensersatzanspruchs für jede treuwidrig unterlassene Informationserteilung; hierdurch wird das Gebot von Treu und Glauben auch außerhalb des Rechts der Willensmängel zu einer eigentlichen einzelfallabhängigen Informationspflicht aufgewertet.