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Gebiete und Karten der neuen Musik erfahren. Über das Klangkunstprojekt sounding D
(2012)
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Barbara Barthelmes
- sounding D ist ein Klangkunstprojekt, das 2010 vom Netzwerk Neue Musik realisiert wurde. Die Arbeit zeichnet sich durch ihren speziellen Charakter von Ortsbestimmtheit aus. Der Klangzug sounding D, angelehnt an John Cages Il treno (1978), fuhr zwei Wochen durch Deutschland und richtete an 15 Stationen Zwischenstopps ein. In jedem Ort, dem per se eine individuelle Klanglichkeit anhaftet, wurden zahlreiche Klangkunstarbeiten oder Musikperformances organisiert. Die im Inneren des Zuges befindliche Klanginstallation Outside In (Blue) von Robin Minard und der während der Fahrt topografisch erschlossene Raum Deutschlands riefen spannende Wechselbeziehungen hervor. Das Ergebnis ist eine Kartografie der zeitgenössischen Musikszene in Deutschland.
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Editorial 2012/4: Ars acustica – Audio Art – Klangkunst
(2012)
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Sarah Mauksch
Wolf-Dieter Ernst
- Während der Beschäftigung mit den Texten aus der aktuellen Ausgabe unserer Zeitschrift formulierten sich einige Fragen stetig neu: Wie beispielsweise lassen sich die Begriffe der Ars acustica, Audio Art und Klangkunst voneinander trennen? Worin liegen ihre Überschneidungen und welche Synergieeffekte werden durch die Kombination der wesentlichen Bestandteile – nämlich bildnerisch-künstlerischer und akustischer Elemente – in den entsprechen den Kunstwerken erzeugt? In welchem Verhältnis steht Werk und Aufführung, wenn die Entgrenzung der Künste Programm wird?
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Applicability of weight-shift microlight aircraft for measuring the turbulent exchange above complex terrain
(2013)
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Stefan Metzger
- The possibility to reliably observe the exchange of heat and moisture between the land surface and the atmosphere is vital to our understanding of the regional and global cycling of energy and water. While ground-based flux measurements can be made continuously for long periods, they only represent a small landscape unit. On the other hand, aircraft-based measurements have the ability to directly measure the exchange over large areas. Especially over heterogeneous landscapes the spatio-temporal characteristics of both approaches complement each other. However, complex terrestrial ecosystems are sparsely investigated to date, in particular over topographically structured terrain. This can be attributed to; (i) limitations in the description of boundary layer processes over non-homogenous terrain, and (ii) a lack of applicable measurement platforms and techniques to study these processes. In pursue of a resolution strategy, this dissertation investigates the applicability of weight-shift microlight aircraft (WSMA) to gain new insights in the spatial variability of heat and moisture exchange over complex terrain.
WSMA are comparatively cheap in procurement and maintenance, and their unique structure provides exceptional transportability and climb rate. These structural features qualify the WSMA for terrain-following flight over complex and inaccessible terrain, but potentially influence measurements aboard the aircraft. In this dissertation a WSMA with a scientific payload enabling fast measurements of the 3D wind, temperature, water vapor concentration, position, and the radiative flux is used to;
(i) Quantify the WSMA wind measurement uncertainty. A novel time-domain procedure is developed, which improves the accuracy of the WSMA wind measurement by 63% for the horizontal- and 72% for the vertical wind components. The resulting precisions are ±0.09 m s−1 and ±0.04 m s−1, and the agreement with ground-based measurements is in the order of ±0.4 m s−1 and ±0.3 m s−1 (root mean square deviation), respectively.
(ii) Quantify the WSMA eddy-covariance flux measurement uncertainty. From uncertainty propagation the smallest resolvable changes in friction velocity (0.02 m s−1), and sensible- (5 W m−2) and latent (3 W m−2) heat flux are estimated. In comparison to tower measurements, the WSMA observes higher fluxes (17–21%). The differences are not statistically significant, and can be explained by the tower setup and non-propagating eddies.
(iii) Spatially resolve and regionalize the heat and moisture exchange above a complex landscape. Wavelet decomposition of the turbulence data is used to yield a flux observation each 90 m along the flight path. For each flux observation the biophysical surface properties in the flux footprint are determined. An environmental response function between the flux observations and biophysical and meteorological drivers is then inferred using a machine learning technique. This function is used to produce regional maps of the heat and moisture exchange to an accuracy of ≤18% and a precision of ≤5% for individual land covers.
Hence this dissertation provides the necessary basis for using WSMA to investigate the mechanisms of turbulent exchange over heterogeneous and topographically structured terrain. Moreover, the developed algorithms are generally applicable to (i) partitioning flux uncertainty and environmental variability, (ii) extrapolating flux measurements, (iii) assessing the spatial representativeness of long-term tower flux measurements, and (iv) designing, constraining and evaluating flux algorithms for remote sensing and numerical modeling applications.
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Documentation of the Atmospheric Boundary Layer Experiment, Nam Tso, Tibet, 08th of July – 08th of August 2012
(2013)
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Tobias Gerken
Kathrin Fuchs
Wolfgang Babel
- no abstract
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Effects of copper on calcium metabolism and detoxification mechanisms in freshwater bivalve species of Anodonta
(2013)
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Olivier Santini
- Copper (Cu) is one of the metals contaminating European fresh water ecosystems. Filter feeding bivalves have high bioaccumulation potential for transition metals as Cu. While copper is an essential micronutrient for living organisms, it causes serious metabolic and physiological impairments when in excess.
The objectives of this thesis are to get knowledge on toxic effects and detoxification mechanisms of copper in Anodonta cygnea and Anodonta anatina, two mussel species widely distributed in continental waters. Because Ca plays a fundamental role in shell formation and in numerous biological processes, Cu2+ effects on cellular plasma membrane calcium transport were studied first. In the second step, the investigations focused on Cu2+ detoxification mechanism involving cysteine (Cys) rich compounds known to play a major role in homeostasis of essential trace metals and in cellular metal detoxification.
Under our experimental conditions, copper inhibition of Ca2+-ATPase activity was observed in the gills and the kidneys, and inhibition of Na+/K+-ATPase in the gills and the digestive gland (DG) upon 4 d of exposure to 0.35 micro mol/L Cu2+. At day 7 of exposure to environmental Cu2+ concentrations total recoveries was observed in the kidneys and the gills for Ca2+-ATPase activity, and in the DG for Na+/K+-ATPase, but not at high doses. Ca and Na transport inhibition may entail disturbance of osmo-regulation and lead to continuous under-supply of Ca. Recoveries of Na+/K+-ATPase and Ca2+-ATPase enzymes function suggest that metal-detoxification is induced.
Phytochelatins (PC) are Cys-rich oligopeptides synthesised by phytochelatin synthase from glutathione in plants and fungi. Phytochelatin synthase genes have recently been identified in invertebrates; this allows us to hypothesize a role of PC in metal detoxification in animals.
In the second part of this work, PC and their precursors as well as metallothionein were analyzed in the gills and in the DG of Anodonta cygnea exposed to Cu2+. Our results showed for the first time the presence of PC2-4 in invertebrates. PC were detected in control mussels not exposed to metal, suggesting a role in essential metal homeostasis. Compared to control, PC2 induction was observed during the first 12 h of Cu2+ exposure. Those results confirm the role of PC as a first line detoxification mechanism in A. cygnea.
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Effektivität von Umweltbildung zum Thema Wasser – Empirische Studie zu Naturverbundenheit, Umwelteinstellungen und Umweltwissen
(2013)
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Anne K. Liefländer
- Die Stärkung des Umweltbewusstseins in der Bevölkerung ist heute notwendiger denn je. Um Umweltprobleme zu lösen und vorzubeugen, soll adäquate Umweltbildung unter anderem darauf abzielen, Motivation, Einstellungen und Wissen für den Schutz und Erhalt der natürlichen Umwelt zu fördern (IUCN, UNEP & WWF, 1991; Potter, 2010). Naturverbundenheit stellt eine wichtige Motivation für den Umweltschutz dar und wird durch direktes, affektives Naturerleben gestärkt (z.B. Kaiser, Roczen & Bogner, 2008; Davis, Green & Reed, 2009). Diese Verbundenheit kann sich, ebenso wie Umwelteinstellungen, im Laufe des Lebens verändern, was sich wahrscheinlich auf die Effizienz von Umweltbildung bezüglich der unterschiedlichen Altersgruppen auswirkt (Bruni & Schultz, 2010; Ernst & Theimer, 2011). Frick und Kollegen (2004) gehen von drei kognitiven Wissensarten aus, die für ökologisch-nachhaltiges Handeln essentiell sind: System-, Handlungs- und Wirksamkeitswissen, welche bewusst in Bildungsaktionen integriert werden sollten.
Bis heute ist nicht genau untersucht, wie sich Schüler/innen ungleichen Alters hinsichtlich ihrer Naturverbundenheitswerte und Umwelteinstellungen unterscheiden. Es ist ebenfalls unklar, ob Kinder und vorpubertäre Jugendliche durch Umweltbildung in den genannten Aspekten unterschiedlich beeinflusst werden, und ob ein erzielter Effekt über einen längeren Zeitraum nach einer Intervention bestehen bleibt. Eine systematische Integration der drei Umweltwissensarten in ein Umweltbildungsprojekt stellt eine zusätzliche Herausforderung dar, durch die eine Zunahme der spezifischen Umweltwissensarten und deren Konvergenz nachgewiesen werden kann. Aus diesem Grund befasst sich die vorliegende Studie zunächst mit dem Ist-Zustand der Naturverbundenheit und den Umwelteinstellungen von 9 bis 13-Jährigen. Anschließend wird der Effekt eines umfassenden viertägigen Umweltbildungsprogramms auf Naturverbundenheit, Umwelteinstellungen und Umweltwissen untersucht.
Am Schullandheim-Projekt zum Thema „Wasser im Leben - Leben im Wasser“ nahmen rund 200 Schüler/innen teil. Die Naturverbundenheit wurde mit der INS-Skala ermittelt (Inclusion of Nature in Self; Schultz, 2002), die Umwelteinstellungen mit den Subskalen preservation und utilisation nach dem 2-MEV-Modell (Two Major Environmental Values; z.B. Bogner & Wiseman 2006) und die Wissensarten mit drei neu entwickelten Skalen. Alle Skalen waren in einem Fragebogen eingebettet, welcher als Vor-, Nach- und Behaltenstest eingesetzt wurde. Eine externe Kontrollgruppe, die nicht am Projekt teilnahm, füllte ausschließlich die Fragebögen aus.
Die Ergebnisse zeigen für 9 bis 10-Jährige (Klasse 4) eine stärkere Naturverbundenheit und bessere Umwelteinstellungen als für 11 bis 13-Jährige (Klasse 6). Der Effekt des Umweltbildungsprojekts auf die Naturverbundenheit und Umwelteinstellungen ist bei den jüngeren Schüler/innen größer als bei den älteren. Beide Altersgruppen zeigen direkt nach der Teilnahme eine größere Naturverbundenheit, die jedoch nur bei den jüngeren Teilnehmer/innen auch über vier Wochen nach dem Projekt bestehen bleibt. Ein ähnliches Bild zeigt sich bezüglich der Umwelteinstellungen: Beide Einstellungen der jüngeren Schüler/innen verbessern sich durch die Programmteilnahme, jedoch bleibt nur preservation auch nach dem Projekt verbessert. Im Vergleich dazu zeigt die preservation-Einstellung der älteren Schüler/innen nur eine kurzfristige Verbesserung, die utilisation-Einstellung wurde nicht beeinflusst. Der Beginn der Pubertät bei den älteren Schüler/innen könnte der Grund für die geringere Naturverbun¬denheit und die ungünstigeren Umwelteinstellungen sein. Aufgrund ihres Alters streben die vorpubertären Schüler/innen wahrscheinlich bereits nach Unabhängigkeit und erleben emotionale Distanz zu anderen (Parra & Oliva, 2009; Steinberg & Silverberg, 1986) und möglicherweise auch zur Natur. Die neuen Skalen zur Messung der Umweltwissensarten erwiesen sich als reliabel und homogen. Das Umweltwissensniveau und die Wissenskonvergenz der Schüler/innen nehmen durch die Projektteilnahme zu und beide bleiben größtenteils über den Zeitraum von vier Wochen nach dem Projekt erhalten. Wirksamkeitswissen zeigt den geringsten Wissenszuwachs, was durch die hierarchische Abhängigkeit der Umweltwissensarten erklärt werden kann. Zusammenfassend war das viertägige Umweltbildungsprojekt bezüglich Naturverbundenheit, Umwelteinstellungen und Umweltwissen vor allem bei den 9 bis 10-jährigen Schüler/innen erfolgreich. Die Befunde werden abschließend bezüglich ihrer Herausforderungen für die Bildungsforschung und ihrer Konsequenzen für die schulische Umweltbildung beleuchtet.
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Light Harvesting using Metal-Organic and Organic Sensitizers in Hybrid Solar Cells: Synthesis, Characterisation and Application
(2012)
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Katja Gräf
- This thesis addresses the question how to improve light harvesting with novel tailor-made metal-organic and organic sensitizers for solid-state hybrid solar cell applications. Two approaches are in the focus: 1) the design and synthesis of sensitizers featuring high extinction coefficients over a broad wavelength range and 2) modern device concepts to further enhance or extend the absorption by the combination of two sensitizers. In short: The primary goal was to broaden and boost the optical density of hybrid solar cells. To reach this, novel sensitizer with extended conjugated π-system providing excellent optical properties had to be designed and synthesised in complex multi-step reaction sequences. For ideal sensitizers, further aspects had to be taken into account such as structural demands, electronic properties, and the tendency towards aggregation.
The first part of this thesis deals with the synthesis, characterisation and application of a series of metal-organic ruthenium(II) donor-antenna complexes. In addition to the typically broad absorption of Ru(II)bis(bipyridyl)(NCS)2 complexes in the blue-green region arising from MLCT, these dyes feature much higher extinction coefficients in comparison to a commercially available reference dye lacking any donor-antenna groups. By the application of these Ru(II) complexes in solid-state dye-sensitized solar cells, we found a clear structure-property relationship. The performance - especially the photocurrent density - was significantly improved with increasing extension of the delocalized system of the donor-antenna groups.
To further boost the optical density in hybrid solar cells sensitized with a donor-antenna ruthenium dye (Ru-TPA-NCS), we developed an innovative and technically relevant concept for multichromophore sensitization involving a second sensitizer (TPD-dye). The latter absorbs in a region where Ru-TPA-NCS absorbs weakly. The solar cells were fabricated according to a novel method developed by us. However, the power conversion efficiencies of multichromophore hybrid blend solar cells were initially low due the weak interconnectivity of the TiO2 particles. This issue was addressed by an optimization of the TiO2:spiro-OMeTAD ratio and the addition of PCBM
A further concept dealing with the combination of two sensitizers in solid-state dye-sensitized solar cell was accomplished by co-sensitization of a triphenyldiamine-based dye (TPD-dye) absorbing in the blue region and squaraine dye (SQ-dye) mainly absorbing the red part of the visible spectrum. In this way, the optical response of the device was extended up to 700 nm. Under optimized conditions, a conversion efficiency of 2.41 % could be reached.
To accomplish the desired panchromaticity or even an extension of the absorption up to the NIR region with a single sensitizer, novel BODIPY dyes with excellent optical properties were designed and synthesised. We prepared BODIPYs with donor-groups to extend the delocalized system and integrated a meso-ethynyl bridge between the BODIPY core and the anchoring group to improve the electronic connection between them. For comparison, we synthesised the corresponding BODIPYs without donor-moieties and without ethynyl bridge. The multi-step synthetic routes were optimized, the mechanism of the donor-attachment was clarified and the introduction of the ethynylphenyl group in the meso-position was accomplished for the first time. The optical characterisation of the compounds disclosed an impressively broad and intensive spectral response, especially for a meso-ethynylphenyl BODIPY with donor-groups. This dye absorbs up to 1030 nm with high extinction coefficients. This makes suitable functionalised BODIPYs promising candidates for solar cell applications.
The next part took advantage of the excellent optical properties of BODIPYs and expanded the topic towards the concept of energy transfer. Here, an unattached energy donor dye provides additional adsorption and transfers the energy to a sensitizing acceptor dye. Indeed, for appropriate combinations an additional contribution to the external quantum efficiency was found in the absorption region of the energy donor dye.
Furthermore, a review chapter covering all aspects of dye-sensitized solar cells and the sensitizers is added as appendix.
In summary, this thesis presents the successful design, synthesis and characterisation of both metal-organic and organic sensitizers including ruthenium complexes, triphenyldiamine-based dyes, a squaraine sensitizer and BODIPY dyes. The sensitizers (either individually or in combination with complementary sensitizers) provide excellent optical properties for the application in solar cells. The applicability of these sensitizers was successfully demonstrated in standard solid-state dye-sensitized solar cells, in newly developed multichromophore hybrid blend solar cells, co-sensitized solar cells and in solid-state dye-sensitized solar cells taking advantage of energy transfer.
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Über eine Erweiterung der Methode von Soshnikov zur Untersuchung des größten Eigenwerts auf unsymmetrische Verteilungen
(2013)
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Felix Grimme
- Seit der Entdeckung des Halbkreisgesetzes durch Wigner werden reell-symmetrische Zufallsmatrix-Ensembles untersucht. Soshnikov hat in einer bahnbrechenden Arbeit gezeigt, dass für Wigner-Ensembles $A_n=(\xi_\ij)_{1\le i\le j\le n}$ mit symmetrisch verteilten Einträgen die Verteilung des größten Eigenwerts in einer geeigneten Skalierung für $n\to\infty$ universelles Verhalten zeigt und schwach gegen die Tracy-Widom-Verteilung, die Verteilung des Gauß'schen orthogonalen Ensembles, konvergiert. Für den Beweis nutzt Soshnikov die Momentenmethode. Hierbei wird die Analyse der Verteilungsfunktion des größten Eigenwerts auf die Analyse von Erwartungswerten von Spuren hoher Matrixpotenzen zurückgeführt (die Exponenten wachsen mit $n^{2/3}$). Die Spuren werden via $\tr A_n^{p_n}=\sum_{(i_0,\ldots,i_{p-1})\in[n]^p}\xi_{i_0,i_1}\xi_{i_1,i_2}\ldots\xi_{i_{p-1},i_0}$ als Summe über geschlossene Pfade kombinatorisch interpretiert. In der Analyse gilt es herauszufinden, welche Klassen von Pfaden (die mit den Momenten der Matrixeinträge in Verbindung stehen) die Spuren in der Asymptotik $n\to\infty$ dominieren. Es stellt sich heraus das dies Pfade sind, die jede ihrer Kanten genau zweimal durchlaufen. Das bedeutet, dass die Spuren asymptotisch nur von den für alle Matrixeinträge gleichen zweiten Momenten abhängen, sie sind also asymptotisch für alle betrachteten Ensembles universell.
Diese Methode wird in der vorliegenden Arbeit auf Wigner-Ensembles mit nicht notwendig symmetrischen Verteilungen der Einträge erweitert. Die Kombinatorik ist in diesem Fall komplexer. Resultat der Arbeit ist, dass die Methode von Soshnikov funktioniert, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind:
die ersten und dritten Momente der Einträge sind~0
für die 97.\ Momente existiert eine in~$n$ gleichmäßige Schranke.
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Der Stellenmarkt für akademische Positionen in Nordamerika: eine Bestandsaufnahme in den Disziplinen „Information Systems“ und „Computer Science“
(1999)
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Armin Heinzl
- In Nordamerika existiert mit den Disziplinen „Information Systems“ und „Computer Science“ eine ähnliche Dualität wie im deutschen Sprachraum mit den Disziplinen „Wirtschaftsinformatik“ und „Informatik“. Nachfolgend wird anhand einer Stellenmarktanalyse versucht,Anhaltspunkte zu gewinnen, (a.) welche Entwicklungsdynamik diese beiden Disziplinen in einer Marktumgebung aufweisen und (b.) welche prinzipiellen Betätigungsmöglichkeiten sich für den akademischen Nachwuchs im deutschsprachigen Raum im nordamerikanischen Ausland eröffnen.
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Erkenntnisziele der Wirtschaftsinformatik in den nächsten drei und zehn Jahren
(1999)
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Armin Heinzl
- Fünf Jahre nach einer ersten entsprechenden Untersuchung wurde 1999 eine Delphi-Studie durchgeführt, die nach den zentralen Erkenntniszielen der Wirtschaftsinformatik in einem Drei- und Zehnjahreszeitraum fragte, damit diese sich im Wettbewerb mit den Nachbardisziplinen Wirtschaftswissenschaften und Informatik behaupten kann. Der vorliegende Beitrag beschreibt den Hintergrund dieser Arbeit, die zu Grunde liegende Methodik sowie die wichtigsten Ergebnisse, auch im Vergleich zu den Resultaten aus dem Jahr 1994.
