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Der Aufbau einer Klassifikation von Einzugsgebieten (EZG) auf Basis des Abflussverhaltens und der Gebietseigenschaften sowie die Regionalisierung von Abflussparametern sind Kernthemen der Hydrologie. Die Ziele dieser Arbeit sind der Aufbau einer Klassifikation für EZGs mit hoher räumlicher Auflösung nach dem Abflussverhalten und der Gebietseigenschaften, die Identifikation abflussrelevanter, physiogeografischer und klimatischer Gebietseigenschaften und die Regionalisierung von Abflussverhalten und Modellparametern auf Basis von Klassifikationen. Dabei wird untersucht, ob sich 53 häufig benachbarte und z.T. ineinander geschachtelte Einzugsgebiete in Rheinland-Pfalz für eine Klassifikation eignen und wie das Abflussverhalten für die Beurteilung von Ähnlichkeiten beschrieben werden kann. Das Abflussverhalten der EZGs wird mit einer großen Anzahl von Ereignis-Abflussbeiwerten je EZG und Abflussdauerlinien (Flow-Duration Curves) der EZGs beschrieben, die das Abflussverhalten umfassend und mit einer ausreichenden Trennschärfe abbilden. Gebietseigenschaften, die das Abflussgeschehen dieser EZG dominieren, sind langjährige, mittlere Niederschlagssummen, die mittlere potentielle Verdunstung, die Topografie und die Speichermöglichkeiten im EZG. Für den Aufbau und die Anwendung der EZG-Klassifikationen wird ein hierfür entwickeltes Verfahren eingesetzt, dass auf Selbstorganisierenden Merkmalskarten (Self-Organizing Maps, SOM) basiert. Vorteile dieses Verfahrens gegenüber vielen konventionellen Verfahren sind Qualitätsmaße, die datenbasierte Bestimmung wichtiger Parameter, aussagestarke Visualisierungen der Ergebnisse und die Klassifikation und Regionalisierung mit einer Methode. Die Auswertung von zwei separaten Klassifikationen, nach dem Abflussverhalten und nach den physiogeografischen und klimatischen Gebietseigenschaften, stellen einen direkten Zusammenhang zwischen Abfluss- und Gebietseigenschaften her. Der Überschneidungsbereich der beiden Klassifikationen ist die Grundlage für die Übertragung von Abflussinformationen auf unbeobachtete Gebiete (Regionalisierung). Die Ergebnisse zeigen, dass die Methode der Clusteranalyse, Klassifikation und Regionalisierung mit SOM und den genannten Abfluss- und Gebietskennwerten geeignet ist, EZGs mit einer hohen räumlichen Auflösung treffend und detailliert zu klassifizieren sowie Abflussparameter zu regionalisieren.
Diese Arbeit stellt die Ergebnisse eines abgeschlossenen Dissertationsprojektes zur sozialen Einbettung eines ländlichen Kreditmarktes im 19. Jahrhundert dar. Das Hauptziel der Untersuchung war es, herauszufinden, ob die soziale Einbettung von Akteuren einen messbaren positiven oder negativen Effekt auf ihren ökonomischen Erfolg im Rahmen eines historischen Kreditmarktes hatte. Das Fallbeispiel der Untersuchung ist der ländliche Kreditmarkt des in der Nähe von Reutlingen im Königreich von Württemberg im Südwesten Deutschlands gelegenen Dorfes Ohmenhausen. Die Datengrundlage der Untersuchung sind die Hypothekenbücher, Vermögensinventare, Steuerlisten und Kirchenbücher des Dorfes. In Übereinstimmung mit der Neuen Institutionenökonomik werden Kreditmärkte als soziale Netzwerke von Schuldnern und Gläubigern betrachtet. Die soziale Einbettung der Dorfbewohner ist über die (Re-)Konstruktion ihrer dorfinternen Verwandtschaftsnetzwerke operationalisiert worden. Die Akteure in diesen Verwandtschaftsnetzwerken sind alle Haushalte, die Grundsteuern bezahlt haben. Diese Haushalte besaßen Land und waren deshalb in der Lage Hypotheken aufzunehmen. Die Untersuchung wird durch den Vergleich der Verteilung der Kredite innerhalb der Verwandtschaftsnetzwerke der Stichjahre von 1825 und 1850 durchgeführt. Im Jahr 1830 trat eine signifikante Reform der Pfandgesetzgebung in Kraft. Deshalb wurde jeweils ein Stichjahr vor dem Inkrafttreten der Reform mit einem Stichjahr nach Inkrafttreten der Reform verglichen. Dies geschah um zu untersuchen, ob die Reform einen Einfluss auf die Marktstruktur hatte und ob sich im Rahmen der Reform auch die Verteilung der Kredite innerhalb der Verwandtschaftsnetzwerke änderte.
Die Dissertation ist der Kuünstlerpersönlichkeit und dem Werk des Kubaners Wifredo Lam gewidmet. Lam wurde 1902 auf Kuba als Sohn eines Chinesen und einer Kubanerin geboren und starb 1982 in Paris. Die vielen unterschiedlichen Lebensstationen des Künstlers bezeugen seine Mobilität und Reiselust, zeichnen aber auch gleichzeitig die historischen Turbulenzen und Umbrüche des 20. Jahrhunderts nach. Lam gilt heute als einer der Hauptvertreter der lateinamerikanischen Kunst des 20. Jahrhunderts und als Künstlerikone Kubas. Zu Lams Freunden und Bekannten gehörten unter anderem Pablo Picasso, André Breton, Michel Leiris, Pierre Mabille, Alejo Carpentier, Lydia Cabrera, Aimé Césaire, Benjamin Perét und Asger Jorn. Sein Werk ist durch den Kubismus und den Surrealismus beeinflusst. Auch interessierte er sich für die lokalen Gegebenheiten, Kulturen und Traditionen seiner jeweiligen Aufenthaltsorte. Er setzte sich unter anderem mit der Rezeption des "Primitiven" der europäischen Avantgarde vor dem Zweiten Weltkrieg, wie auch - zurück in der Heimat Kuba - mit der afrokubanischen Mischreligion Santeria auseinander und fühlte sich politisch wie intellektuell mit der karibischen Négritude verbunden. Diese und andere Eindrücke und Einflüsse hinterließen Spuren in Lams Werk, die er in eine Formensprache umsetzte, die seinem Œuvre einen unverwechselbaren Ausdruck verleiht. Dem poliperspektivistischen und semantisch mehrfach aufgeladenen Werk jedoch stehen eine erstaunlich einseitige und nicht selten stereotype internationale Repräsentation und Rezeption gegenüber. Die Dissertation jedoch stellt eine andere, eine neue Positionierung des Künstlers und seines Werkes vor, die ohne primitivistische Zuschreibungen und biografische Bezeugungen auskommt. Dies gelingt zum einen durch die Auseinandersetzung mit den Rezeptions- und Repräsentationsmechanismen, die den Künstlermythos Lam ausgebildet haben. Daran schließt sich eine detaillierte Analyse repräsentativ ausgewählter Einzelbildbeispiele an. Aber auch die Auseinandersetzung mit dem Gesamtwerk des Künstlers ist relevant. Denn es zeigt sich, dass die über Jahrzehnte hin praktizierte Wiederholung von Bildformeln und die Homogenität in der Darstellungsweise Teil des künstlerischen Programms von Wifredo Lam sind. Diese stilistische Formalität wurde von den Kritikern des Lamschen Werkes bisher nicht beachtet. Auf der Basis dieser neu erarbeiteten Erkenntnisse kann Wifredo Lam als Fallbeispiel für übergeordnete Fragestellungen dienen und zentrale Aspekte der cultural studies illustrieren. Denn Lams künstlerische Formgestaltung verweist auf ein alternatives ästhetisches Identitätsmodell, das Synkretismus und Hybridität nicht als Verlust von Identität, sondern als eine Praxis von Differenz versteht. Diese Ausrichtung der Lesart ermöglicht es, das Gesamtwerk als eine künstlerische Antwort auf Fragen kultureller Identität und Multikulturalität zu deuten.
Global change, i.e. climate and land use changes, severely impact natural ecosystems at different scales. Poikilothermic animals as butterflies, amphibians and reptiles have proven to be useful indicators for global change impacts as their phenology, spatial distribution, individual fitness and survival strongly depend on external environmental factors. In this aspect, phenological changes in terms of advanced flight or breeding periods, immigrations of foreign species, range shifts concomitant with temperature increases and even local population declines have been observed in both species groups. However, to date much attention has been paid to global change impacts on the species or population level and analyses concerning entire ecosystems are scarce. Applying a novel statistical modelling algorithm we assessed future changes in the extent and composition of terrestrial ecoregions as classified by the World Wide Fund for Nature (WWF). They are defined as coarse-scale conservation units containing exceptional assemblages of species and ecological dynamics. Our results demonstrate dramatic geographical changes in the extent and location of these ecoregions across all continents and even imply a repriorisation of conservation efforts to cope with future climate change impacts on biodiversity. On the local scale, climate change impacts become unequivocal. Comparing historical to contemporary butterfly assemblages on vineyard fallows of the Trier Region, a significant decline in butterfly richness, but also a severe depletion in trait diversity was observed. Comparisons of community temperature indices reveal a striking shift in community composition leading to a replacement of sedentary and monophagous habitat specialists by ubiquitous species. Similar changes have been observed in nature reserves in the Saar-Mosel-area. Monitoring data reveal strong losses of species diversity and remarkable shifts of community compositions at the expense of habitat specialists. Besides climatic variability, these findings are largely attributed to changes in habitat structures, mostly due to eutrophication and monotonisation. Management activities are unlikely to counterbalance these effects, thus severely questioning current conservation strategies. Most dramatic global change impacts are suspected on closely associated species and disruptions of biotic interactions are often hold responsible for species declines. A strong host-parasite association has developed in Myrmica ants and Maculinea butterflies, the later crucially depending on specific host ants for their larval survival. Applying environmental niche models we determined considerable niche dynamics in the observed parasite-host relation with a pronounced niche plasticity in the butterfly species adapting to previous evasive niche shifts in their host ants. Moreover, the new emergence of species continuously expanding their northernmost range borders concomitant with global warming like the Short-tailed blue (Cupido argiades) is attributed to climate change. However, species distribution models predict a severe habitat loss and shifts of potentially suitable habitats of this species towards north-eastern Europe and higher altitudes under several IPCC scenarios making the presence of this species in the Trier region a contemporary phenomenon. Species distribution models have emerged as powerful tools to predict species distributions over spatial and temporal scales. However, not only the presence of a species, but also its abundance have significant implications for species conservation. The ability to deduce spatial abundance patterns from environmental suitability might more efficiently guide field surveys or monitoring programs over large geographical areas saving time and money. Although the application of species distribution models to deduce vertebrate abundances is well recognized, our results indicate that this method is not an adequate approach to predict invertebrate abundances. Structural and ecological factors as well as climatic patterns acting at the microscale are key drivers of invertebrate occurrence and abundances limiting conclusions drawn from modeling approaches. Population declines should be interpreted with care as in butterflies and amphibians various reasons are debated. Both species groups are acknowledged to be highly susceptible to land use changes and variations in landscape structure. Moreover, climate and land use are not independently operating factors. The combined impact of both is demonstrated in our study linking climate-driven changes in amphibian phenologies to temporal advanced applications of pesticides and fertilizers. Both environmental factors already represent severe threats to amphibians when standing alone, but linking their combined impacts may result in an potentiated risk for amphibian populations. As all amphibians and numerous butterfly species are legally protected under the Federal Nature Conservation Act, intensifications of agricultural land use in large parts of Germany as well as new agrarian practices (including genetically manipulated plants accompanied by new herbicide technologies) might severely challenge regional conservation activities in the future.
The Hadamard product of two holomorphic functions which is defined via a convolution integral constitutes a generalization of the Hadamard product of two power series which is obtained by pointwise multiplying their coefficients. Based on the integral representation mentioned above, an associative law for this convolution is shown. The main purpose of this thesis is the examination of the linear and continuous Hadamard convolution operators. These operators map between spaces of holomorphic functions and send - with a fixed function phi - a function f to the convolution of phi and f. The transposed operator is computed and turns out to be a Hadamard convolution operator, too, mapping between spaces of germs of holomorphic functions. The kernel of Hadamard convolution operators is investigated and necessary and sufficient conditions for those operators to be injective or to have dense range are given. In case that the domain of holomorphy of the function phi allows a Mellin transform of phi, certain (generalized) monomials are identified as eigenfunctions of the corresponding operator. By means of this result and some extract of the theory of growth of entire functions, further propositions concerning the injectivity, the denseness of the range or the surjectivity of Hadamard convolution operators are shown. The relationship between Hadamard convolution operators, operators which are defined via the convolution with an analytic functional and differential operators of infinite order is investigated and the results which are obtained in the thesis are put into the research context. The thesis ends with an application of the results to the approximation of holomorphic functions by lacunary polynomials. On the one hand, the question under which conditions lacunary polynomials are dense in the space of all holomorphic functions is investigated and on the other hand, the rate of approximation is considered. In this context, a result corresponding to the Bernstein-Walsh theorem is formulated.
Die Arbeit thematisiert die Weiterentwicklung des touristischen Angebots der Deutschen Bahn, das derzeit über den Reiseveranstaltervertrieb am Markt platziert wird. Kunden, die im Reisebüro oder Internet eine Städtereise über ihren Veranstalter buchen, erhalten mit dem RIT (Rail Inclusive Tours)-Angebot ein spezielles Kooperationsticket für ihre Zugfahrt. Im ersten Abschnitt der Arbeit wird zunächst auf die Besonderheiten des Dienstleistungsbereichs inklusive Auswirkungen auf die Angebotsgestaltung von Unternehmen eingegangen. In diesem Zusammenhang werden Hintergründe von Kundenzufriedenheit und Kundenbindung skizziert sowie deren Wechselwirkungen dargestellt. Über die Einordnung der Deutschen Bahn als Dienstleistungsunternehmen im Schienenpersonenfernverkehr wird deren Positionierung im zunehmenden Wettbewerbsmarkt in einer Umfeldanalyse erarbeitet und die Bedeutsamkeit für den Unternehmenserfolg aufgezeigt. Der praktische Teil der Arbeit befasst sich mit den Befragungsergebnissen von Bestandskunden in der fokussierten Zielgruppe der Städtereisenden. Neben der Analyse von Nutzerstruktur, Reisegewohnheiten und alternativer Verkehrsmittelwahl, werden Kundenzufriedenheiten und Wichtigkeiten einzelner Leistungsbestandteile der Bahnreise näher betrachtet. Durch die Identifizierung von Kundensegmenten lassen sich Ansatzpunkte für die Weiterentwicklung des Angebots ableiten, die eine Attraktivitätssteigerung der Bahnfahrt herbeiführen und die Kundenzufriedenheit nachhaltig erhöhen können. Einbindung von Essensgutscheinen, das Angebot von Kuriergepäck oder die Integration des City-Tickets sind denkbare, nutzensteigernde Maßnahmen für die Anreisealternative Bahnfahrt. Weiterer Forschungsbedarf für die betrachtete Zielgruppe besteht in der Erfassung von Hinderungsgründen für eine bevorzugte Bahnwahl in der Verkehrsmittelentscheidung. Darüber hinaus ist das Potenzial für eine Einbindung solcher Services zu erfassen, die sich auf Seiten der Reiseveranstalter in ein Leistungspaket integrieren lassen, um weitere Indikatoren zur Attraktivitätssteigerung der Bahnfahrt ableiten zu können. Zusammenfassend stellt die Arbeit eine Analyse der skizzierten Zielgruppe der Städtereisenden der Deutschen Bahn über den Veranstaltervertrieb dar und liefert einen Beitrag, der die Ableitung einiger relevanter Handlungsempfehlungen erlaubt. Denn nur durch attraktive Angebote und die Erzielung einer hohen Kundenzufriedenheit kann sich die Bahn als bevorzugtes Transportmittel behaupten und neue Kunden für die Zugfahrt begeistern.
Copositive programming is concerned with the problem of optimizing a linear function over the copositive cone, or its dual, the completely positive cone. It is an active field of research and has received a growing amount of attention in recent years. This is because many combinatorial as well as quadratic problems can be formulated as copositive optimization problems. The complexity of these problems is then moved entirely to the cone constraint, showing that general copositive programs are hard to solve. A better understanding of the copositive and the completely positive cone can therefore help in solving (certain classes of) quadratic problems. In this thesis, several aspects of copositive programming are considered. We start by studying the problem of computing the projection of a given matrix onto the copositive and the completely positive cone. These projections can be used to compute factorizations of completely positive matrices. As a second application, we use them to construct cutting planes to separate a matrix from the completely positive cone. Besides the cuts based on copositive projections, we will study another approach to separate a triangle-free doubly nonnegative matrix from the completely positive cone. A special focus is on copositive and completely positive programs that arise as reformulations of quadratic optimization problems. Among those we start by studying the standard quadratic optimization problem. We will show that for several classes of objective functions, the relaxation resulting from replacing the copositive or the completely positive cone in the conic reformulation by a tractable cone is exact. Based on these results, we develop two algorithms for solving standard quadratic optimization problems and discuss numerical results. The methods presented cannot immediately be adapted to general quadratic optimization problems. This is illustrated with examples.
Die Zweckbestimmung der modernen Clustertheorie liegt in der Analyse regional-sektoraler Verbundsysteme von ökonomischen Aktivitäten. Erst seit kurzem wird der Versuch einer Übertragung auf touristische Destinationen in Entwicklungsländern unternommen. Die vorliegende Dissertation untersucht theoretische, methodische und praktische Implikationen dieser Übertragung anhand des Fallbeispiels der touristischen Clusterentwicklung in der Napo-Provinz Ecuadors. Hierbei stehen insbesondere die Rahmenbedingungen für die Genese wissensbasierter (kompetitiver) Wettbewerbsvorteile als Quelle der Clusterdynamik im Zentrum. Anhand einer quantitativen Methodik wird in diesem Rahmen sowohl ein Nachweis zur Gültigkeit eines vorab abgeleiteten Clusterentwicklungsmodells geführt, als auch auf dieser Grundlage ein Beitrag zur Verbesserung bestehender Diagnosesysteme geleistet.
Die Studie untersucht, wie in Deutschland und Frankreich die beiden Politikbereiche Entwicklungszusammenarbeit und Migrationspolitik miteinander verbunden werden. Hintergrund ist eine seit etwa fünfzehn Jahren laufende intensive internationale Debatte über Möglichkeiten einer kohärenten Verknüpfung der beiden Politikfelder. Dabei wurden Vorschläge gemacht, wie Migration so gestaltet werden kann, dass allen Beteiligten, d.h. Herkunftsländern, Aufnahmeländern und den Migranten selbst, möglichst große Vorteile daraus erwachsen (Schlagwort Triple-Win). Positive Effekte der Migration auf die Entwicklung der Herkunftsländer sollen verstärkt und negative minimiert werden. Bisher stand staatliches Handeln in diesem Zusammenhang selten im Fokus der Forschung. Dieser Mangel ist umso eklatanter, als die an der Debatte beteiligten Internationalen Organisation vielfach staatliches Handeln zu beeinflussen suchen. Musekamps Studie stellt daher die politische Verknüpfung von Migration und Entwicklung in den Mittelpunkt und zeigt anhand der zwei Länderfallstudien Deutschland und Frankreich, warum bestimmte Vorschläge zur politischen Verknüpfung von Migration und Entwicklung in staatliches Handeln umgesetzt worden sind, andere hingegen nicht. Zur Erklärung dient der politikwissenschaftliche Ansatz des Policy Transfer. Musekamp kommt in seiner Studie zu dem Ergebnis, dass es insbesondere politische Gründe sind, die eine Aufnahme von Vorschlägen in politisches Handeln bedingen. Diese sind etwa das Konfliktpotenzial der Vorschläge und ihre Kompatibilität mit dem Status quo. Sachlich-inhaltliche Gründe, auf die sich die bisherige Debatte und Forschung konzentrieren, sind weniger ausschlaggebend. Die Arbeit zeigt eindrücklich, dass ein Erreichen der erwarteten "Triple-Win-Situationen" wesentlich voraussetzungsreicher ist, als dies manche Beiträge der internationalen Debatte suggerieren. So stehen viele Vorhaben zur Zeit auf sehr niedrigem Umsetzungsniveau. Deutlich wird dies am deutschen Fall, bei dem bislang vor allem Pilotprojekte umgesetzt wurden, die sich weitgehend auf jene Bereiche beschränken, die die Entwicklungszusammenarbeit allein umsetzen kann. Auch in der französischen Fallstudie zeigt sich dies etwa daran, dass die Zahl staatlich unterstützter Kleinprojekte von Migrantenorganisationen stagniert. Zudem ist der dreiseitige Vorteil selbst dort, wo Migration und Entwicklung in politischem Handeln verknüpft werden, keineswegs sicher. So wurde in Frankreich Migrationspolitik zwar verstärkt in Kooperation mit den Herkunftsländern auf Basis umfassender Partnerschaftsverträge geregelt. Gerade hier zeigt sich aber weniger ein ausgewogener partnerschaftlicher Ansatz als vielmehr eine Instrumentalisierung der EZ und des Engagements von Migrantengruppen für Zwecke der Migrationssteuerung. Die Einzelergebnisse der Länderanalyse und deren systematischer Vergleich setzen neue Impulse für eine praktische Umsetzung von Politik im Schnittfeld von Migration und Entwicklung, die der Komplexität des Feldes angemessen ist.
Cortisol exhibits typical ultradian and circadian rhythm and disturbances in its secretory pattern have been described in stress-related pathology. The aim of this thesis was to dissect the underlying structure of cortisol pulsatility and to develop tools to investigate the effects of this pulsatility on immune cell trafficking and the responsiveness of the neuroendocrine system and GR target genes to stress. Deconvolution modeling was set up as a tool for investigation of the pulsatile secretion underlying the ultradian cortisol rhythm. This further allowed us to investigate the role of the single cortisol pulses on the immune cell trafficking and the role of induced cortisol pulses on the kinetics of expression of GR target genes. The development of these three tools, would allow to induce and investigate in future the significance of single cortisol pulses for health and disease.
Design and structural optimization has become a very important field in industrial applications over the last years. Due to economical and ecological reasons, the efficient use of material is of highly industrial interest. Therefore, computational tools based on optimization theory have been developed and studied in the last decades. In this work, different structural optimization methods are considered. Special attention lies on the applicability to three-dimensional, large-scale, multiphysic problems, which arise from different areas of the industry. Based on the theory of PDE-constraint optimization, descent methods in structural optimization require knowledge of the (partial) derivatives with respect to shape or topology variations. Therefore, shape and topology sensitivity analysis is introduced and the connection between both sensitivities is given by the Topological-Shape Sensitivity Method. This method leads to a systematic procedure to compute the topological derivative by terms of the shape sensitivity. Due to the framework of moving boundaries in structural optimization, different interface tracking techniques are presented. If the topology of the domain is preserved during the optimization process, explicit interface tracking techniques, combined with mesh-deformation, are used to capture the interface. This techniques fit very well the requirements in classical shape optimization. Otherwise, an implicit representation of the interface is of advantage if the optimal topology is unknown. In this case, the level set method is combined with the concept of the topological derivative to deal with topological perturbation. The resulting methods are applied to different industrial problems. On the one hand, interface shape optimization for solid bodies subject to a transient heat-up phase governed by both linear elasticity and thermal stresses is considered. Therefore, the shape calculus is applied to coupled heat and elasticity problems and a generalized compliance objective function is studied. The resulting thermo-elastic shape optimization scheme is used for compliance reduction of realistic hotplates. On the other hand, structural optimization based on the topological derivative for three-dimensional elasticity problems is observed. In order to comply typical volume constraints, a one-shot augmented Lagrangian method is proposed. Additionally, a multiphase optimization approach based on mesh-refinement is used to reduce the computational costs and the method is illustrated by classical minimum compliance problems. Finally, the topology optimization algorithm is applied to aero-elastic problems and numerical results are presented.
The startle response in psychophysiological research: modulating effects of contextual parameters
(2013)
Startle reactions are fast, reflexive, and defensive responses which protect the body from injury in the face of imminent danger. The underlying reflex is basic and can be found in many species. Even though it consists of only a few synapses located in the brain stem, the startle reflex offers a valuable research method for human affective, cognitive, and psychological research. This is because of moderating effects of higher mental processes such as attention and emotion on the response magnitude: affective foreground stimulation and directed attention are validated paradigms in startle-related research. This work presents findings from three independent research studies that deal with (1) the application of the established "affective modulation of startle"-paradigm to the novel setting of attractiveness and human mating preferences, (2) the question of how different components of the startle response are affected by a physiological stressor and (3) how startle stimuli affect visual attention towards emotional stimuli. While the first two studies treat the startle response as a dependent variable by measuring its response magnitude, the third study uses startle stimuli as an experimental manipulation and investigates its potential effects on a behavioural measure. The first chapter of this thesis describes the basic mechanisms of the startle response as well as the body of research that sets the foundation of startle research in psychophysiology. It provides the rationale for the presented studies, and offers a short summary of the obtained results. Chapter two to four represent primary research articles that are published or in press. At the beginning of each chapter the contribution of all authors is explained. The references for all chapters are listed at the end of this thesis. The overall scope of this thesis is to show how the human startle response is modulated by a variety of factors, such as the attractiveness of a potential mating partner or the exposure to a stressor. In conclusion, the magnitude of the startle response can serve as a measure for such psychological states and processes. Beyond the involuntary, physiological startle reflex, startle stimuli also affect intentional behavioural responses, which we could demonstrate for eye movements in a visual attention paradigm.
Ziel der Studie war es, die Wirksamkeit zweier psychotherapeutischer Mikrointerventionen zur Emotionsregulation und zur progressiven Relaxation und die damit einhergehenden Veränderungen auf psychometrischer und elektrokortikaler Ebene zu untersuchen. Die Stichprobe bestand aus 65 klinischen Versuchspersonen der Warteliste der Poliklinischen Psychotherapieambulanz der Universität Trier. In einer EEG-Erhebung vor und nach den Mikrointerventionen wurden neben dem Ruhe-EEG ereigniskorrelierte Potentiale (EKPs) aufgezeichnet. Im EKP-Paradigma wurden die Probanden instruiert negativ-valente Bilder aus dem IAPS-System entweder anzuschauen oder die gezeigte Situation kognitiv zu einer weniger negativen Interpretation der Bilder umzudeuten. Nach der EEG-Aufzeichnung wurden die Probanden randomisiert einer standardisierten 90-minütigen psychotherapeutischen Intervention zum kognitiven Reframing bzw. zur progressiven Relaxation zugewiesen. Im Anschluss wurde die EEG-Erhebung mit dem Ruhe-EEG und dem EKP mit einem parallelisierten Pool negativ valenter Bilder erneut durchgeführt. Auf psychometrischer Ebene wurde u.a. der positive und negative Affekt mit dem PANAS im Verlauf der Untersuchung zu insgesamt vier Messzeitpunkten erfasst. Neben dem Alpha-Frequenzband des Ruhe-EEGs wurde bei den EKPs die P3 und das Späte Positive Potential (LPP) untersucht. Die Ergebnisse geben Hinweise darauf, dass die psychotherapeutischen Mikrointerventionen zu differentiellen Effekten auf psychometrischer und elektrokortikaler Ebene führten. Auf der psychometrischen Ebene zeigte sich bei den Teilnehmern der Entspannungsintervention direkt nach der Intervention eine Abnahme des negativen Affekts, während sich dies bei den Teilnehmern der Reframing-Intervention erst im Verlauf der zweiten EEG-Messung mit dem Umdeuten der negativ valenten Bilder zeigte. Auf der elektrokortikalen Ebene waren die Ergebnisse weniger einheitlich. Durch die Entspannungs-Intervention konnte im Verlauf der Untersuchung eine Zunahme der P3-Amplituden festgestellt werden, während die Reframing-Teilnehmer über die Messzeitpunkte eine Abnahme der P3-Amplituden aufwiesen. Dies könnte so interpretiert werden, dass durch das Erlernen des Reframings das emotionale Arousal reduziert werden konnte. Bei dem LPP waren hingegen keine differentiellen Effekte der Mikrointerventionen nachweisbar. Bei beiden Interventionen kam es zu einer Zunahme der LPP-Amplituden. Bei der Analyse der Alpha-Aktivität des Ruhe-EEGs wurde bei den Entspannungs-Teilnehmern im Vergleich zu den Reframing-Teilnehmern nach der Mikrointervention eine größere Alpha-Aktivität gefunden. Diese Unterschiede wurden am deutlichsten in der linken Hemisphäre sowie in den zentralen und parietalen Hirnregionen. Eine höhere Alpha-Aktivität geht mit einer niedrigeren kortikalen Aktivität einher, so dass man davon ausgehen kann, dass die Entspannungs-Teilnehmer diese Hirnregionen während der Intervention weniger ausgeprägt nutzten. Zusammenfassend geben die Befunde erste Hinweise auf eine differentielle Wirkung der beiden Mikrointerventionen.
Thema der Untersuchung ist die Sklaverei im nördlichen Schwarzmeerraum (heute Ukraine und Südrußland), wofür die von der Forschung bislang wenig beachtete Quellengruppe der Grabreliefs ausgewertet wird. An erster Stelle steht dabei die Identifizierung möglicher Dienerdarstellungen anhand verschiedener ikonographischer Kriterien wie 1) dem Prinzip der Bedeutungsgröße bzw. der Bedeutungskleinheit, 2) Komposition und technische Ausführung, 3) Haltung, Gesten und Gebärden, 4) Kleidung und 5) Haartracht. Diese Kriterien werden auf ausgesuchte Grabreliefs aus dem Bosporanischen Reich, Chersonesos und Olbia angewendet. Nach Auswertung der literarischen Überlieferung kann als Ergebnis festgehalten werden, daß es sich bei den auf Grabreliefs regelmäßig erscheinenden Hausdienerinnen, Mundschenken und Waffenburschen in den meisten Fällen tatsächlich um Unfreie gehandelt hat. Die Dissertation widmet sich darüber hinaus der Frage nach dem Status der in Grabinschriften erwähnten threptoi und trophimoi; hierbei bestätigt die Analyse der Reliefs ältere Untersuchungsergebnisse, nach denen die Termini eine Beziehung zwischen Personen unterschiedlichen Ranges ausdrücken. Aufgrund der schmalen Materialbasis von nur vier Stelen können keine allgemeingültigen Aussagen zum Freigelassenenwesen im nördlichen Schwarzmeerraum getroffen werden. Allerdings läßt sich beobachten, daß sich die ehemaligen Sklaven entweder im bürgerlichen Habitus oder realistisch haben darstellen lassen. Abschließend wird nach der Funktion der Dienerfiguren im Bild gefragt. So dienten sie als Attribute zur Charakterisierung der Herrschaften und hatten die Aufgabe, deren hohen sozialen Rang vor Augen zu führen.
Die in einem Einzugsgebiet herrschende räumliche Inhomogenität wird im Wasserhaushaltsmodell LARSIM (Large Area Runoff Simulation Modell) in den einzelnen Modellkomponenten unterschiedlich stark berücksichtigt. Insbesondere die räumliche Verteilung der Abflussprozesse wurde bisher nicht berücksichtigt, weil keine flächenhaft verfügbare Information über eben diese Verteilung vorlag. Für das Einzugsgebiet der Nahe liegt nun seit dem Jahr 2007 eine Bodenhydrologische Karte vor, die flächenhaft den bei ausreichenden Niederschlägen zu erwartenden Abflussprozess ausweist. In der vorliegenden Dissertation wird die Nutzung dieser Prozessinformation bei der Parametrisierung des Bodenmoduls von LARSIM beschrieben: Für drei Prozessgruppen " gesättigter Oberflächenabfluss, Abfluss im Boden, Tiefenversickerung " werden mittels zweier neuer Parameter P_Bilanz und P_Dämpfung inhomogene Parametersätze aus empirisch ermittelten Kennfeldern gewählt, um die Prozessinformation bei der Abflussbildung im Modell zu berücksichtigen. Für die Abbildung der Prozessintensitäten in den Gebietsspeichern werden zwei unterschiedliche Ansätze vorgestellt, die sich in ihrer Komplexität unterscheiden. In der ersten Variante werden fünf Oberflächenabflussspeicher für unterschiedlich schnell reagierende Prozessgruppen eingeführt, in der zweiten Variante wird der erste Ansatz mit dem ursprünglichen Schwellenwert zur Aufteilung in schnelle und langsame Oberflächenabflusskomponenten kombiniert. Es wird gezeigt, dass die Parametrisierung mit den beiden neuen Parametern P_Bilanz und P_Dämpfung einfacher, effektiver und effizienter ist, da beide Parameter minimale Interaktionen aufweisen und in ihrer Wirkungsweise leicht verständlich sind, was auf die ursprünglichen Bodenparameter nicht zutrifft. Es wird ein Arbeitsfluss vorgestellt, in dem die neuen Parameter in Kombination mit Signature Measures und unterschiedlichen Darstellungen der Abflussdauerlinie gemeinsam genutzt werden können, um in wenigen Arbeitsschritten eine Anpassung des Modells in neuen Einzugsgebieten vorzunehmen. Die Methode wurde durch Anwendung in drei Gebieten validiert. In den drei Gebieten konnte in wenigen Kalibrierungsschritten die Simulationsgüte der ursprünglichen Version erreicht und " je nach Zielsetzung " übertroffen werden. Hinsichtlich der Gütemaße zeigte sich bei der Variante, in der die Gebietsspeicher nicht modifiziert wurden, aber kein eindeutiges Bild, ob die ursprüngliche Parametrisierung oder die neue grundsätzlich überlegen ist. Neben der Auswertung der Validierungszeiträume wurden dabei auch die simulierten Ganglinien in geschachtelten Gebieten betrachtet. Die Version, in der die Gebietsspeicher modifiziert wurden, zeigt hingegen vor allem im Validierungszeitraum tendenziell bessere Simulationsergebnisse. Hinsichtlich der Abbildung der Abflussprozesse ist das neue Verfahren dem alten deutlich überlegen: Es resultiert in plausiblen Anteilen von Abflusskomponenten, deren Verteilung und Abhängigkeit von Speicherkapazitäten, Landnutzungen und Eingangsdaten systematisch ausgewertet wurden. Es zeigte sich, dass vor allem die Speicherkapazität des Bodens einen signifikanten Einfluss hat, der aber im hydrologischen Sinn richtig und hinsichtlich der Modellannahmen plausibel ist. Es wird deutlich gemacht, dass die Einschränkungen, die sich ergeben haben, aufgrund der Modellannahmen zustande kommen, und dass ohne die Änderung dieser Annahmen keine bessere Abbildung möglich ist. Für die Zukunft werden Möglichkeiten aufgezeigt, wie die Annahmen modifiziert werden können, um eine bessere Abbildung zu erzielen, indem der bereits bestehende Infiltrationsansatz in die Methode integriert wird.
Ausgangspunkt der vorliegenden Untersuchung sind die deutlichen Unterschiede in den Ukrainepolitiken Polens und Tschechiens. Das Erkenntnisinteresse ist, worauf diese Unterschiede im außenpolitischen Verhalten zweier Staaten, die in der Außenpolitikforschung meistens als Vertreter einer relativ homogenen Gruppe betrachtet werden, zurückzuführen sind. Die Studie geht auf Basis bisheriger konstruktivistischer Forschung zur polnischen Sicherheitspolitik von der Hypothese aus, dass dies mit kulturellen Faktoren zu tun hat, speziell der unterschiedlichen sicherheitspolitischen Bewertung der Ukraine und Osteuropas im Allgemeinen sowie unterschiedlichen ukrainepolitischen Rollenkonzeptionen, die sich hieraus ergeben. Die Fragestellung lautet daher, welche ukrainebezogenen, sicherheitspolitisch motivierten Rollenkonzeptionen sich in Polen und Tschechien nach 1989 herausgebildet haben.Zur Beantwortung dieser Fragestellung wird zunächst auf Grundlage der Forschung zur politischen und zur strategischen Kultur das Konzept der sicherheitspolitischen Kultur entwickelt und die Rollentheorie als bislang in der diesbezüglichen Forschung kaum rezipiertes Analyseinstrument vorgestellt, das aus mehreren Gründen Vorteile gegenüber anderen Ansätzen hat. Methodisch wird eine wissenssoziologische Diskursanalyse durchgeführt, die als Instrument zur Erfassung von sozial konstruierter Wirklichkeit dient, sich aufgrund derselben metatheoretischen Grundlagen hervorragend in das Modell sicherheitspolitischer Kultur einfügt und daher für eine Analyse der Entstehung von Rollenkonzeptionen geeignet ist. Die Untersuchung ergibt, dass in Polen die Bedrohungskonstruktion einer möglichen Wiederkehr des russischen Imperiums zentral ist und eine unabhängige, stabilisierte Ukraine als Schutz hiergegen aufgefasst wird. Die sich ergebenden ukrainepolitischen Rollenkonzeptionen sind Teil eines weitgehend konsensuellen Komplexes sicherheitspolitischer Rollenkonzeptionen, die abgesehen von rollenspezifischen sicherheitspolitischen Zielen auch zentral durch die Bedrohungskonstruktion der politischen Marginalisierung motiviert und daher häufig als Führungsrollen charakterisierbar sind. Tschechien zeichnet sich hingegen durch das weitgehende Fehlen einer Bedrohungskonstruktion des russischen Imperialismus aus, stattdessen wird die Ukraine stärker als Quelle von Gefahren konstruiert. Zudem ist die sicherheitspolitische Kultur Tschechiens von einer konzeptionellen Unterkomplexität, einem Mangel an Konsens, einer Konstruktion Tschechiens als machtloser Akteur sowie einer Unterordnung der Außenpolitik unter innenpolitische Fragen gekennzeichnet. Daher fehlen im tschechischen Falle nicht nur jegliche ukrainepolitische Rollenkonzeptionen, es ist grundsätzlich ein Mangel an klaren Vorstellungen darüber festzustellen, welche Rollen Tschechien in der internationalen Politik spielen soll.
In der modernen Survey-Statistik treten immer häufifiger Optimierungsprobleme auf, die es zu lösen gilt. Diese sind oft von hoher Dimension und Simulationsstudien erfordern das mehrmalige Lösen dieser Optimierungsprobleme. Um dies in angemessener Zeit durchführen zu können, sind spezielle Algorithmen und Lösungsansätze erforderlich, welche in dieser Arbeit entwickelt und untersucht werden. Bei den Optimierungsproblemen handelt es sich zum einen um Allokationsprobleme zur Bestimmung optimaler Teilstichprobenumfänge. Hierbei werden neben auf einem Nullstellenproblem basierende, stetige Lösungsmethoden auch ganzzahlige, auf der Greedy-Idee basierende Lösungsmethoden untersucht und die sich ergebenden Optimallösungen miteinander verglichen.Zum anderen beschäftigt sich diese Arbeit mit verschiedenen Kalibrierungsproblemen. Hierzu wird ein alternativer Lösungsansatz zu den bisher praktizierten Methoden vorgestellt. Dieser macht das Lösen eines nichtglatten Nullstellenproblemes erforderlich, was mittels desrnnichtglatten Newton Verfahrens erfolgt. Im Zusammenhang mit nichtglatten Optimierungsalgorithmen spielt die Schrittweitensteuerung eine große Rolle. Hierzu wird ein allgemeiner Ansatz zur nichtmonotonen Schrittweitensteuerung bei Bouligand-differenzierbaren Funktionen betrachtet. Neben der klassischen Kalibrierung wird ferner ein Kalibrierungsproblem zur kohärenten Small Area Schätzung unter relaxierten Nebenbedingungen und zusätzlicher Beschränkung der Variation der Designgewichte betrachtet. Dieses Problem lässt sich in ein hochdimensionales quadratisches Optimierungsproblem umwandeln, welches die Verwendung von Lösern für dünn besetzte Optimierungsprobleme erfordert.Die in dieser Arbeit betrachteten numerischen Probleme können beispielsweise bei Zensen auftreten. In diesem Zusammenhang werden die vorgestellten Ansätze abschließend in Simulationsstudien auf eine mögliche Anwendung auf den Zensus 2011 untersucht, die im Rahmen des Zensus-Stichprobenforschungsprojektes untersucht wurden.
In this thesis, global surrogate models for responses of expensive simulations are investigated. Computational fluid dynamics (CFD) have become an indispensable tool in the aircraft industry. But simulations of realistic aircraft configurations remain challenging and computationally expensive despite the sustained advances in computing power. With the demand for numerous simulations to describe the behavior of an output quantity over a design space, the need for surrogate models arises. They are easy to evaluate and approximate quantities of interest of a computer code. Only a few number of evaluations of the simulation are stored for determining the behavior of the response over a whole range of the input parameter domain. The Kriging method is capable of interpolating highly nonlinear, deterministic functions based on scattered datasets. Using correlation functions, distinct sensitivities of the response with respect to the input parameters can be considered automatically. Kriging can be extended to incorporate not only evaluations of the simulation, but also gradient information, which is called gradient-enhanced Kriging. Adaptive sampling strategies can generate more efficient surrogate models. Contrary to traditional one-stage approaches, the surrogate model is built step-by-step. In every stage of an adaptive process, the current surrogate is assessed in order to determine new sample locations, where the response is evaluated and the new samples are added to the existing set of samples. In this way, the sampling strategy learns about the behavior of the response and a problem-specific design is generated. Critical regions of the input parameter space are identified automatically and sampled more densely for reproducing the response's behavior correctly. The number of required expensive simulations is decreased considerably. All these approaches treat the response itself more or less as an unknown output of a black-box. A new approach is motivated by the assumption that for a predefined problem class, the behavior of the response is not arbitrary, but rather related to other instances of the mutual problem class. In CFD, for example, responses of aerodynamic coefficients share structural similarities for different airfoil geometries. The goal is to identify the similarities in a database of responses via principal component analysis and to use them for a generic surrogate model. Characteristic structures of the problem class can be used for increasing the approximation quality in new test cases. Traditional approaches still require a large number of response evaluations, in order to achieve a globally high approximation quality. Validating the generic surrogate model for industrial relevant test cases shows that they generate efficient surrogates, which are more accurate than common interpolations. Thus practical, i.e. affordable surrogates are possible already for moderate sample sizes. So far, interpolation problems were regarded as separate problems. The new approach uses the structural similarities of a mutual problem class innovatively for surrogate modeling. Concepts from response surface methods, variable-fidelity modeling, design of experiments, image registration and statistical shape analysis are connected in an interdisciplinary way. Generic surrogate modeling is not restricted to aerodynamic simulation. It can be applied, whenever expensive simulations can be assigned to a larger problem class, in which structural similarities are expected.
Im querschnittlichen Vergleich zwischen 10- bis 18-jährigen Mädchen mit Major Depression und gleichaltrigen gesunden Probandinnen wiesen die depressiven Mädchen mehr Probleme, mehr körperliche und psychische Stresssymptome, erhöhte Cortisolsekretion sowie eine ungünstigere Stressverarbeitung auf. Im Längsschnitt zeigte sich die Bedeutsamkeit von psychischer Stressbelastung und der Einfluss von Bewältigungsstrategien auf den Verlauf der Depression.
Im Leistungssport ist ein gesunder Körper die Hauptvoraussetzung für das Erbringen sportlicher Höchstleistungen. Allerdings müssen Leistungssportler tagtäglich in Training und Wettkampf gesundheitliche Risiken eingehen. Aus diesem Dilemma wird ein Trilemma, sobald es sich um jugendliche Leistungssportler handelt, da das Jugendalter mit all den Veränderungen auf psychischer, physischer und sozialer Ebene, die es mit sich bringt, häufig das Einstiegsalter für gesundheitsrelevante Risikoverhaltensweisen wie den Konsum von Alkohol, Tabak und Marihuana bildet. Diese können zusätzlich Auswirkungen auf die Gesundheit und damit das Erbringen sportlicher Leistung haben. Aus diesem Grund war es das Ziel dieser Dissertation, das gesundheitsrelevante Risikoverhalten und die subjektive Gesundheit in der speziellen Gruppe jugendlicher Leistungssportler zu untersuchen, mit einer jugendlicher Referenzstichprobe bestehend aus Nicht-Leistungssportlern zu vergleichen und assoziierte Determinanten - sowohl individueller als auch kontextueller Natur - zu identifizieren. Dazu wurden im Rahmen der GOAL Study (German Young Olympic Athletes" Lifestyle and Health Management Study) 1.138 jugendliche Leistungssportler aller olympischer Disziplinen schriftlich befragt. Ausgewertet wurden neben der subjektiven Gesundheit der Konsum von Alkohol, Tabak und Marihuana, das Ernährungsverhalten und die Nutzung von Nahrungsergänzungsmitteln. Als Vergleichspopulation wurde der KiGGS (Kinder- und Jugendgesundheitssurvey) des Robert Koch-Instituts herangezogen. Es zeigte sich, dass jugendliche Leistungssportler zwar selten rauchten (3%) oder Marihuana konsumierten (3%), aber dass sie durchaus Alkohol zu sich nahmen (86%) und insbesondere Binge Drinking betrieben (24%). Bezüglich des Rauchverhaltens, des Konsums von Marihuana und des Jemalskonsums von Alkohol zeigten sie jedoch niedrigere Prävalenzen als jugendliche Nicht-Leistungssportler. Bei der Ernährung der Athleten ergaben sich teilweise Defizite. Lediglich 52% der Athleten nahmen täglich eine Auswahl an vitamin- und ballaststoffreichen Nahrungsmitteln zu sich, jedoch waren dies mehr als in der Referenzpopulation. Neun von zehn Athleten nutzten Nahrungsergänzungsmittel, davon konsumierten rund 30% täglich Supplemente. Die Mehrheit der Athleten bezeichnete ihre Gesundheit als gut oder sehr gut (89%), was einem größeren Anteil entspricht als in der Referenzgruppe (86%). Es fanden sich eine Vielzahl an individuellen und kontextuellen Determinanten mit den einzelnen Risikoverhaltensweisen und der subjektiven Gesundheit verknüpft. Insgesamt lässt sich festhalten, dass Beratung und Aufklärung bezüglich der einzelnen Risikoverhaltensweisen immens wichtig erscheinen. Beispiele für bestehenden Aufklärungsbedarf sind der übermäßige Alkoholkonsum, welcher Auswirkungen auf die Leistungsfähigkeit haben kann, die Einnahme von Nahrungsergänzungsmitteln wie Kreatin, welche für Jugendliche nicht unbedenklich ist, und der häufig vorliegende nicht-tägliche Konsum von vitamin- und ballaststoffreichen Lebensmitteln, welcher wichtig für eine adäquate Ernährung ist. Daher sollten bereits Athleten in niedrigeren Kaderstufen Experten (z. B. Ernährungsberater) zur Seite gestellt werden. Aber nicht nur die Athleten sollten besser geschult werden sondern auch deren Trainer, Betreuer und Eltern, die allesamt wichtige Bezugspersonen darstellen.