No description available.

Oil well blow outs are investigated to determine methods to quickly and accurately respond to an emergency situation. Flow rate is needed to guide containment and dispersal operations. The Stratified Integral Multiphase Plume, SIMP, model was used to investigate the range of initial conditions available to integral modeling. Sensitivity to initial conditions is modest, but without experimental data at the appropriate scale the most accurate condition is unable to be determined. Flow rates are difficult to directly measure in blow out situations, so another method must be determined; therefore, sensitivity of several parameters to flow rate was also evaluated. Methane concentration in the first intrusion can be used in conjunction with velocity and trap height measurements to determine flow rate using an integral model. Plume width and temperature were determined to have little sensitivity. Separately, a containment dome was tested in the laboratory to determine if a full scale dome can be used to contain an oil leak in the field. The dome was found to have satisfactory entrapment in the designed position.

Le long bio-polymère d'ADN est condensé à l’intérieur du noyau des cellules eukaryotes à l'aide de petites protéines appelées histones. En plus de leurs fonctions condensatrices,ces histones sont également la cible de nombreuses modifications post-traductionnelles(MPT), particulièrement au niveau de leur section N-terminale. Ces modifications réversibles font partie d’un code d’histones épi-génétique transmissible qui orchestre et module dynamiquement certains événements impliquant la chromatine, tels l’activation et la désactivation de gènes ainsi que la duplication et la réparation d’ADN. Ces modifications sont impliquées subséquemment dans la signalisation et la progression de cancers, tels que la leucémie. En conséquence, l'élucidation des modifications d’histones est importante pour comprendre leurs fonctions biologiques. Une méthodologie analytique a été mise au point en laboratoire pour isoler, détecter, et quantifier les MPT d’histones en utilisant une approche rapide à deux volets à l’aide d’outils bioinformatiques spécialisés. La méthodologie développée en laboratoire a été validée en utilisant des histones de souche sauvage ainsi que deux types d’histones mutants déficients en enzymes acétyltransferase. Des trois sources d’histones utilisées, la seule MPT qui a démontré un changement significatif est l’acétylation de l’histone H3 à lysine 56 (H3K56ac). L’expression et la stoechiométrie de cette MPT, issue de cellules de souche sauvage et de cellules mutantes, ont été déterminées avec précision et comparées. Les fonctions de balayage polyvalentes d'un instrument à trappe ionique quadrupôle linéaire hybride ont été utilisées pour améliorer la détection de protéines intactes. Le mode de balayage « enhanced multiply charged » (EMC) a été modifié pour contenir et détecter les ions de protéines intactes situées dans la trappe ionique linéaire. Ce mode de balayage nommé « targeted EMC » (tEMC) a permis de quadrupler le niveau de sensibilité (signal/interférence), et quintupler la résolution du mode de balayage conventionnel. De plus, la capacité de séparation des charges du tEMC a réduit de façon significative les effets de « space charge » dans la trappe ionique linéaire. La résolution supérieure du mode tEMC a permis de différencier plusieurs isoformes modifiées, particulièrement pour l’histone H3. L’analyse des peptides d’histones trypsiques à l’aide du mode de balayage « MRM » a permis le séquençage et la quantification de MPT avec un haut degré de précision. La seule MPT qui était sous-exprimée entre l’histone de souche sauvage et le mutant DOT1L fut la méthylation de l’histone H3 lysine 79(H3K79me1). Les effets de deux inhibiteurs d’enzymes HDAC (HDACi) sur l’expression de MPT d’histone ont été évalués en utilisant la méthodologie analytique mentionnée. Les histones extraites de cellules normales et cancéreuses ont été exposées à du Vorinostat(SAHA) ou du Entinostat (MS-275) pour une période de 24 à 72 heures. Deux histones furent principalement affectées, soit H3 et H4. Étonnamment, les mêmes effets n'ont pas été détectés lorsque les cellules normales ont été traitées avec le HDACi pour une période de 48 à 72 heures. Une méthode absolue de quantification avec une courbe d’étalonnage a été développée pour le peptide H3K56ac. Contrairement à certaines publications, nos résultats démontrent que cette MPT est présente dans les cellules mammifères avec une stoechiométrie très basse (< 0,1%) et n'est pas surexprimée de façon significative après le traitement au HDACi. / In eukaryotic cells, the lengthy DNA biopolymer is condensed into the cell nucleus with the aid of small packaging proteins called histones. In addition to their packing functions,histones are also targets of numerous post translational modifications (PTMs), especially on their N-terminus. These reversible modifications are believed to be constituents of a heritable epigenetic “histone code” that dynamically orchestrate and modulate chromatin based events such as gene activation and silencing, DNA replication and repair, and are also involved in the downstream signaling and progression of cancers, such as leukemia. Thus, the elucidation of histone PTMs is important in understanding their biological function. An analytical workflow was designed and set-up in the laboratory to isolate, detect, and quantitate histone PTM, using a two-pronged, unbiased, and rapid approach with specialized bioinformatic tools. The workflow was validated using histones from wildtype, and 2 mutants deficient in acetyltransferase activity. Between the three histone sources, the only PTM that demonstrated any change was acetylation at histone H3 lysine 56 (H3K56ac). The down-regulation and stoichiometry of this PTM was accurately assessed between wild-type and mutant cells. The versatile scan functions of a hybrid quadrupole-linear ion trap instrument were exploited to enhance the detection of intact histone proteins. The enhanced multiply charged (EMC) scan was modified in order to contain and detect intact protein ions within the linear ion trap. This targeted EMC (or tEMC) resulted in not only a 4-fold increase in signal-to-noise, but also a 5-fold increase in resolution. Furthermore, the charge separation capability of the tEMC dramatically reduced space charge effects within the linear ion trap. The superior resolution of the tEMC mode allowed for the discimination of many modified histone isoforms, especially for histone H3. Using the bottom-up strategy with multiple reaction monitoring (MRM), histone peptides were quantified and sequenced with a high degree of precision. The only PTM that was down-regulated between wild-type and DOT1L mutant histones was methylation at histone H3 lysine 79 (H3K79me1). The effects of two clinically relevant small molecule HDAC inhibitors (HDACi) on histone PTMs patterns were assessed using the analytical workflow developed. Histones derived from both normal and cancer cells were exposed to either Vorinostat (SAHA) or Entinostat (MS-275) over a 24- to 72 hour period. The two core histones primarily affected were H3 and H4. Surprisingly, the same effects were not observed when normal cells were treated with three doses of SAHA at 24-hour intervals over a 72-hour period. An absolute quantitation method using a calibration curve was developed for H3K56ac. In opposition to other published literature, our findings demonstrate that this PTM is present in very low stoichiometry (< 0.1%) in mammalian cells, and exhibits no significant up-regulation in different cell lines treated with several types of HDACi.

Les études sur les milieux de vie et la santé ont traditionnellement porté sur le seul quartier de résidence. Des critiques ont été émises à cet égard, soulignant le fait que la mobilité quotidienne des individus n’était pas prise en compte et que l’accent mis sur le quartier de résidence se faisait au détriment d’autres milieux de vie où les individus passent du temps, c’est-à-dire leur espace d’activité. Bien que la mobilité quotidienne fasse l’objet d’un intérêt croissant en santé publique, peu d’études se sont intéressé aux inégalités sociales de santé. Ceci, même en dépit du fait que différents groupes sociaux n’ont pas nécessairement la même capacité à accéder à des milieux favorables pour la santé. Le lien entre les inégalités en matière de mobilité et les inégalités sociales de santé mérite d’être exploré. Dans cette thèse, je développe d'abord une proposition conceptuelle qui ancre la mobilité quotidienne dans le concept de potentiel de mobilité. Le potentiel de mobilité englobe les opportunités et les lieux que les individus peuvent choisir d’accéder en convertissant leur potentiel en mobilité réalisée. Le potentiel de mobilité est façonné par des caractéristiques individuelles (ex. le revenu) et géographiques (ex. la proximité des transports en commun), ainsi que par des règles régissant l’accès à certaines ressources et à certains lieux (ex. le droit). Ces caractéristiques et règles sont inégalement distribuées entre les groupes sociaux. Des inégalités sociales en matière de mobilité réalisée peuvent donc en découler, autant en termes de l'ampleur de la mobilité spatiale que des expositions contextuelles rencontrées dans l'espace d'activité. Je discute de différents processus par lesquels les inégalités en matière de mobilité réalisée peuvent mener à des inégalités sociales de santé. Par exemple, les groupes défavorisés sont plus susceptibles de vivre et de mener des activités dans des milieux défavorisés, comparativement à leurs homologues plus riches, ce qui pourrait contribuer aux différences de santé entre ces groupes. Cette proposition conceptuelle est mise à l’épreuve dans deux études empiriques. Les données de la première vague de collecte de l’étude Interdisciplinaire sur les inégalités sociales de santé (ISIS) menée à Montréal, Canada (2011-2012) ont été analysées. Dans cette étude, 2 093 jeunes adultes (18-25 ans) ont rempli un questionnaire et fourni des informations socio-démographiques, sur leur consommation de tabac et sur leurs lieux d’activités. Leur statut socio-économique a été opérationnalisé à l’aide de leur plus haut niveau d'éducation atteint. Les lieux de résidence et d'activité ont servi à créer des zones tampons de 500 mètres à partir du réseau routier. Des mesures de défavorisation et de disponibilité des détaillants de produits du tabac ont été agrégées au sein des ces zones tampons. Dans une première étude empirique je compare l'exposition à la défavorisation dans le quartier résidentiel et celle dans l'espace d’activité non-résidentiel entre les plus et les moins éduqués. J’identifie également des variables individuelles et du quartier de résidence associées au niveau de défavorisation mesuré dans l’espace d’activité. Les résultats démontrent qu’il y a un gradient social dans l’exposition à la défavorisation résidentielle et dans l’espace d’activité : elle augmente à mesure que le niveau d’éducation diminue. Chez les moins éduqués les écarts dans l’exposition à la défavorisation sont plus marquées dans l’espace d’activité que dans le quartier de résidence, alors que chez les moyennement éduqués, elle diminuent. Un niveau inférieur d'éducation, l'âge croissant, le fait d’être ni aux études, ni à l’emploi, ainsi que la défavorisation résidentielle sont positivement corrélés à la défavorisation dans l’espace d’activité. Dans la seconde étude empirique j'étudie l'association entre le tabagisme et deux expositions contextuelles (la défavorisation et la disponibilité de détaillants de tabac) mesurées dans le quartier de résidence et dans l’espace d’activité non-résidentiel. J'évalue si les inégalités sociales dans ces expositions contribuent à expliquer les inégalités sociales dans le tabagisme. J’observe que les jeunes dont les activités quotidiennes ont lieu dans des milieux défavorisés sont plus susceptibles de fumer. La présence de détaillants de tabac dans le quartier de résidence et dans l’espace d’activité est aussi associée à la probabilité de fumer, alors que le fait de vivre dans un quartier caractérisé par une forte défavorisation protège du tabagisme. En revanche, aucune des variables contextuelles n’affectent de manière significative l’association entre le niveau d’éducation et le tabagisme. Les résultats de cette thèse soulignent l’importance de considérer non seulement le quartier de résidence, mais aussi les lieux où les gens mènent leurs activités quotidiennes, pour comprendre le lien entre le contexte et les inégalités sociales de santé. En discussion, j’élabore sur l’idée de reconnaître la mobilité quotidienne comme facteur de différenciation sociale chez les jeunes adultes. En outre, je conclus que l’identification de facteurs favorisant ou contraignant la mobilité quotidienne des individus est nécessaire afin: 1 ) d’acquérir une meilleure compréhension de la façon dont les inégalités sociales en matière de mobilité (potentielle et réalisée) surviennent et influencent la santé et 2) d’identifier des cibles d’intervention en santé publique visant à créer des environnements sains et équitables. / In place and health research the exclusive focus on the residential context has been criticized for overlooking individuals’ daily mobility and the activity settings where they work, study or play, i.e. their activity space. While researchers are increasingly considering daily mobility in health studies, few have been concerned with social inequalities in health. This is so despite evidence suggesting that different social groups may not have the same capacity to reach healthy and favourable settings. Whether social inequalities in daily mobility contribute to social inequalities in health remains to be explored. In this thesis I first develop a conceptual proposition that anchors daily mobility in the concept of mobility potential. Mobility potential encompasses the opportunities and places that individuals can choose to access by converting their potential into realized mobility. Mobility potential is shaped by individual characteristics (e.g. income), geographic circumstances (e.g. proximity to public transit), and rules regulating access to certain places and resources (e.g. rights). All of these have been shown to be socially-patterned. It follows that social inequalities in realized mobility may result, both in terms of the extent of spatial movement and of contextual exposures in the activity space. I discuss various pathways linking inequalities in realized mobility to health inequalities. For example, lower social classes may be more likely to live and conduct activities in disadvantaged areas, compared to their more affluent counterparts, and this may contribute to health differentials between these groups. This conceptual proposition is then tested in two empirical studies conducted using cross-sectional data from the Interdisciplinary Study on Inequalities in Smoking (ISIS), Montreal, Canada (2011-2012). In this study 2,093 young adults (18-25 years-old) provided socio-demographic, smoking and activity location data in a self-completed questionnaire. Their highest education level attained was used as a proxy for their socio-economic status. Residential and activity locations were used to create 500-meter road-network buffer zones and to derive measures of area-level disadvantage and tobacco retailer availability. In a first empirical study I compare social inequalities in exposure to area-level disadvantage measured in the residential area and non-residential activity space. I also identify individual- and area-level correlates of non-residential activity space disadvantage. I find that there is a social gradient, across educational categories, in both residential and non-residential activity space disadvantage: the level of disadvantage experienced increases as education level decreases. Social inequalities in exposure to area-level deprivation are slightly larger in the non-residential activity space than in the residential neighbourhood for the least educated, but smaller for the intermediate group. Lower educational attainment, increasing age, not being in education nor in employment, and higher residential disadvantage are correlated with conducting activities in more disadvantaged areas. In the second empirical study I investigate the association between smoking status and two contextual exposures (area-level disadvantage and tobacco retailer availability) in both the residential neighbourhood and non-residential activity space. I also assess whether inequalities in these exposures help explain inequalities in smoking. I find that smoking is positively associated with conducting activities in the second least deprived areas and with tobacco retailer counts in residential and non-residential areas. Living in the second most deprived areas is protective of smoking. However, none of the contextual variables significantly affect the education-smoking association. Findings from this thesis advance conceptual reflection and empirical knowledge regarding the importance, in contextual studies of social inequalities in health, of not only considering where people live but also where they conduct daily activities. I discuss daily mobility as a factor of social differentiation among young adults. Furthermore, I conclude that identifying factors enabling or constraining individuals’ daily mobility is required to: 1) gain a better understanding of how social inequalities in mobility (potential and realized) arise and influence health; and 2) identify entry points for public health interventions aimed at creating healthy and equitable environments.

Previous field demonstration projects in metro-Atlanta have shown that seep berms, which are elongated sedimentation basins at the outlet of a disturbed land area, can provide high suspended sediment trap efficiencies with respect to coarse sediments on construction sites having drainage areas greater than five acres. Previous literature has shown that vegetative filter strips are efficient traps for fine suspended sediment in stormwater runoff. A combination of a seep berm and vegetative filter in series was studied in this thesis as an erosion control measure with quantification of its flow resistance and sediment removal efficiency. First, a field demonstration project was implemented to evaluate seep berms as a viable erosion control measure through a side-by-side comparison with the more commonly-used silt fences on construction sites with drainage areas less than five acres in metro Atlanta. High suspended sediment trap efficiencies were recorded for the seep berm on two separate sites, and the seep berm was shown to be superior to silt fences with respect to sediment control in the site runoff. Then a vegetative filter was studied in the laboratory in a specially-built flume for that purpose. The relationship between vegetative drag coefficient and various parameters reflecting flow conditions and vegetation density in steady, uniform open channel flow was studied in the flume. Both rigid, emergent vegetation and submerged, flexible vegetation were studied at two different plant densities. The application of porous media flow concepts to open channel flow through vegetation resulted in a collapse of data for vegetative drag coefficient for the various vegetation types and densities into a single relationship when plotted against vegetative stem Reynolds number. Point velocity and turbulence intensity profiles at different locations in the vegetative filter were recorded with an acoustic Doppler velocimeter to observe the turbulence structure of the flow and its effects on vegetative drag and settling of sediment. A sediment slurry consisting of a suspension of fine sand was fed into the flume, and an automated sampler was used to measure suspended sediment concentrations along the vegetative filter length for a series of discharges from which sediment flux and trap efficiency could be determined. Experimental data for trap efficiency were plotted against a dimensionless settling efficiency for each type of vegetation and density. These relationships, along with the one developed for the coefficient of drag, were applied in a numerical design technique that allows designers to determine the flow depth, velocity and trap efficiency of a vegetative filter of known dimensions for a given flow rate, sediment grain size distribution, slope, and vegetation density. In a typical design example, the combined trap efficiency proved that a seep berm followed by a vegetative filter can be a very effective erosion control measure.

Die Anpassung von Küstenniederungen, Seemarschen und Inseln an klimatische Veränderungen und einen steigenden Meeresspiegel ist eine der großen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Im Gegensatz zu eingedeichten Küstenmarschen und Inseln besitzen tidebeeinflusste Seemarschen ein natürliches Anpassungspotential an sich verändernde hydrologische Rahmenbedingungen. Überflutungsabhängige Sedimenteinträge führen zu einem Anwachsen der Marschoberfläche und kompensieren somit einen Anstieg des Meeresspiegels. Die 10 verbliebenen nordfriesischen Halligen (Schleswig-Holstein, Deutschland) (Kapitel 1) sind bewohnte Inselmarschen, welche aufgrund ihrer anthropogenen Überprägung von naturbelassenen Seemarschen unterschieden werden müssen. Diese umfasst z.B. den Bau von flachen Sommerdeichen und Sielanlagen. Inwiefern sich diese Veränderungen auf die Sedimentdynamik der Marschen auswirken, ist bislang unzureichend belegt, was eine fundierte Diskussion bezüglich zukünftiger Entwicklungsperspektiven der Halligmarschen verhindert. Die vorliegende Arbeit ist dazu angelegt, diese Wissenslücke zu schließen. Sie untersucht das vertikale Marschwachstum exemplarisch auf den Halligen Hooge, Langeneß und Nordstrandischmoor und beurteilt deren Anpassungsvermögen an einen steigenden Meeresspiegel. Darüber hinaus werden zukünftige Entwicklungsperspektiven diskutiert. Um Faktoren und Prozesse, welche maßgeblich die Sedimentdynamik der Halligen beeinflussen, messbar zu machen, musstengeeignete Methoden entwickelt und angewendet werden. Zur Berechnung jährlicher Überflutungshäufigkeiten wurden Pegelschwellenwerte für Überflutungsereignisse auf Basis von digitalen Geländemodellen (DGMs) und d-GPS (differential global positioning system) Messungen errechnet und auf die verfügbaren, regionalen Pegeldaten angewendet (Kapitel 2). Sedimentfallen, bestehend aus LDPE (low density polyethylene) Flaschen (1 Liter) und Kunstrasenmatten (20 x 30 cm), bilden die Grundlage einer dreijährigen (November 2010 – März 2013) Feld- und Laborstudie zur zeitlichen und räumlichen Erfassung der sturmflutabhängigen Sedimentdeposition (Kapitel 3). Durch die Verwendung regionaler bodenphysikalischer Parameter (Lagerungsdichte und Gehalt an organischer Bodensubstanz) können Depositionsraten in eine vertikale Wachstumskomponente transformiert werden. Dazu werden Ergebnisse einer Rammkernsondierung genutzt, welche 12 Sedimentkerne mit einer Länge von maximal 100 cm umfasst. Die Sedimentbohrkerne sind weiterhin die Grundlage für eine 137Cs- und 210Pb-Datierung. Die Kombination beider Datensätze (Kapitel 4) ermöglicht einen schlüssigen Vergleich der Marschentwicklung seit dem Jahr 1915 mit regionalen Pegeldaten und Projektionen des zukünftigen Meeresspiegelanstiegs. Die Analyse der verfügbaren Pegeldaten (Kapitel 2) zeigt eine hohe Variabilität der jährlichen Überflutungshäufigkeiten. Das zehnjährige Mittel eintretender Ereignisse beträgt 2 Überflutungen auf Hooge, 9 – 10 Überflutungen auf Langeneß und 15 Überflutungen auf Nordstrandischmoor. Aufgrund der künstlichen Überhöhung der Marschkante durch Sommerdeiche mit + 1.54 m ü. mittlerem Tidehochwasser (MThw) auf Hooge und + 0.98 m ü. MThw auf Langeneß werden die betreffenden Halligen lediglich bei selten eintretenden Sturmflutereignissen überflutet. Die Höhe des wasser- und sedimentundurchlässigen Steinpflasters auf Nordstrandischmoor beträgt lediglich + 0.7 m ü. MThw. Die methodischen Untersuchungen bezüglich der Nutzung von Sedimentfallen (Kapitel 3) zeigen, dass beide Typen von Sedimentfallen vergleichbare Ergebnisse liefern. Oberhalb einer Depositionsrate von ~ 2.0 kg/m2 sinkt das Rückhaltevermögen der Kunstrasenmatte im Vergleich zur LDPE Flasche deutlich ab. Die parallele Nutzung beider Fallentypen, insbesondere wenn die Depositionsraten den Schwellenwert (~ 2.0 kg/m2) nicht überschreiten, erlaubt: (1) Die Überprüfung, ob beide Datensätze konsistent sind. (2) Die Identifizierung von Ausreißern. (3) Eine Abschätzung, ob Sediment auf oder in der Sedimentfalle nach der Überflutung remobilisiert wird. Um die Sedimentdeposition in eine vertikale Wachstumsrate zu übersetzen, muss die mittlere Bodendichte als auch der Gehalt an organischer Bodensubstanz des Marschbodens berücksichtigt werden. Die Bohrkernuntersuchungen zeigen, dass diese bodenphysikalischen Parameter auf den unterschiedlichen Halligen stark variieren. Marschen, die häufig überflutet werden lagern weniger organisches Material im Oberboden ein als selten überflutete Marschen. Niedrige Gehalte an leichten organischen Materialien geringer Dichte resultieren wiederum in einer höheren Lagerungsdichte des Marschbodens (Hooge 0.64 g/cm3, Langeneß 0.67 g/cm3, Nordstrandischmoor 0.83 g/cm3). Autochthones organisches Material (welches primär von der Halligvegetation stammt) trägt mit einem Anteil von 9.0 ± 1.4 % (Hooge) bis 21.4 ± 6.6 % (Nordstrandischmoor) zum Marschwachstum bei. Die Ergebnisse der Sedimentfallenuntersuchungen als auch der Datierungen zeigen deutlich ein Ungleichgewicht zwischen Marschwachstum und Meeresspiegelanstieg seit Beginn des 20. Jahrhunderts. Die langjährigen Wachstumsraten, basierend auf der 210Pb-Datierung, liegen mit 1.0 ± 0.3 mm/a auf Hooge, 1.2 ± 0.3 mm/a auf Langeneß und 2.6 ± 0.9 mm/a auf Nordstrandischmoor deutlich unterhalb des MThw-Anstiegs von 5.0 ± 0.3 mm/a (1951 – 2011, Wyk auf Föhr). Projektionen des Meeresspiegelanstiegs bis zum Jahr 2100 (Berechnet durch das fwu, Siegen) weisen darauf hin, dass extreme Wasserstände (höchste, jährliche Tidehochwasserstände, HThw, 6.6 ± 3.8 mm/a) deutlich schneller ansteigen werden als das MThw oder der mittlere Meeresspiegel (2.6 ± 0.4 mm/a). Aufgrund dieser Beobachtungen ist von einem zukünftigen Anstieg des Gefährdungspotentials für die Halligen auszugehen, wenn es nicht gelingt, ein sedimentologisches Gelichgewicht zwischen Meeresspiegel und Marschwachstum herzu stellen. Der Anstieg der Wellenhöhe und Periode, aufgrund von steigender Wassertiefe und einer geringeren Wellentransmissionsrate an den Sommerdeichen, resultiert in einer steigenden hydrodynamischen Belastung der Warften und der Marschoberfläche. Das sedimentäre Ungleichgewicht, besonders auf Hooge und Langeneß, kann eindeutig auf das hydrologische Management der Halligen zurückgeführt werden. Aus sedimentologischer Sicht sind die beiden Hauptkritikpunkte (1) die geringe Anzahl an Überflutungen aufgrund der Deichanlagen und (2) der eingeschränkte Transport suspendierter Feststoffe über die Binnenpriele. Letzteres resultiert aus der Blockade der Binnenpriele durch Sielanlagen und führt zu einer Abnahme der Sedimentdeposition mit zunehmender Entfernung zur Uferlinie. Um dem Ungleichgewicht zwischen Marschwachstum und Meeresspiegelanstieg entgegenzuwirken, ist es dringend erforderlich, neue Managementstrategien für die Halligen zu entwickeln (Kapitel 6), welche sedimentologische/geomorphologische Aspekte sowie die speziellen Bedürfnisse der Halligbevölkerung gleichermaßen berücksichtigen. Letztere beinhalten die Minimierung ökonomischer Schäden wie etwa Einschränkungen der landwirtschaftlichen Nutzung oder des Tourismus. Mögliche Szenarien können ein Abflachen der bestehenden Deiche oder deren Rückbau und Erneuerung durch wasser- und sedimentdurchlässige Rauhstreifen (z.B. Elastocoast®, BASF) beinhalten. Weiterhin erscheint die Reaktivierung der blockierten Binnenpriele eine plausible Maßnahme zu sein. Erste Freilandexperimente auf Hallig Langeneß (Kapitel 5) belegen einen erhöhten Sedimenttransport in die Binnenmarsch aufgrund geöffneter Sielanlagen in Verbindung mit Windstau (Thw-Ereignisse über Springtideniveau). Ob die generelle Umsetzung derartiger Maßnahmen möglich ist, ist in erster Linie davon abhängig, ob die Halligbevölkerung derartigen Veränderungen ihrer Umwelt aufgeschlossen gegenübersteht und diese lokalpolitisch getragen werden. Auf jeden Fall ist ein Umdenken dahingehend erforderlich, die halligtypischen Überflutungen (Land-Unter) nicht ausschließlich als Bedrohung zu verstehen. Sie sind ein natürliches Phänomen, welches notwendig ist, um das Gleichgewicht zwischen Meeresspiegelanstieg und Sedimentdeposition aufrechtzuerhalten.

The Amazon rainforest harbors the planet's highest biodiversity among terrestrial ecosystems; however, the biology and ecology of most of its species are unknown. Niche partitioning is considered a key factor allowing species co-existence, especially for morphological similar species such as spiny rats of the genus Proechimys. I examined the extent to which habitat differentiation, species body mass, and diet could explain the community composition of small mammals at a site in the southeastern Amazon. Moreover, I radio-tagged sympatric species of Proechimys spp. and Mesomys stimulax (an arboreal spiny rat) to obtain detailed autoecology information, including habitat use and use of space. I found support for niche partitioning among species and associated small mammal species with distinct successional phases of gap dynamics. I also observed among Proechimys spp. a typical polygynous organization: females appeared to be territorial against females of any species of their genus; but male territories overlapped with those of several females. Mesomys stimulax showed evidence of monogamy and possible sociality, although sample sizes were small. To identify the importance of small mammals as seed disperser of Brazil nut seeds, I conduct experiments using a combination of fluorescent powder, seed exclosures, and track plates in forests with and without Brazil nut groves, and in forests with and without Brazil nut harvesting. Among small mammals, only Proechimys spp. removed, dispersed, and preyed upon Brazil nut seeds. Proechimys spp. sometimes scatterhoarded these seeds, and hence have the potential to play a significant role in recruiting new Brazil nut trees. I also trapped small mammals and measured forest structures on the same sites used for the seed dispersal experiment, to determine the ecological effects of Brazil nut harvest on small mammal communities; however, my results showed little evidence of changes associated with the seed exploitation. My results highlight the importance of habitat heterogeneity in structuring small mammal communities, and indicate that forest management practices that alter habitats, such as partial logging, also can be expected to alter small mammal composition and diversity. Proechimys spp. have the potential to play an important role in the ecological restoration of intensive exploited Brazil nut groves.

科学研究費補助金 研究種目:一般研究(B)→基盤研究(B) 課題番号:07458091 研究代表者:庄司 多津男 研究期間:1995-1996年度

The subject of this thesis is high-precision mass-measurements performed with Penning trap mass spectrometers (PTMS). In particular it describes the SMILETRAP I PTMS and the final results obtained with it, the masses of 40Ca and that of the proton. The mass of 40Ca is an indispensible input in the evaluation of measurements of the bound electron g-factor, used to test quantum electrodynamical calculations in strong fields. The value obtained agrees with available literature values but has a ten times higher precision. The measurement of the proton mass, considered a fundamental physical constant, was performed with the aim of validating other Penning trap results and to test the limit of SMILETRAP I. It was also anticipated that a measurement at a relative precision close to 10-10 would give insight in how to treat certain systematic uncertainties. The result is a value of the proton mass in agreement with earlier measurements and with an unprecedented precision of 1.8×10-10. Vital for the achieved precision of the proton mass measurement was the use of the Ramsey excitation technique. This technique, how it was implemented at SMILETRAP I and the benefits from it is discussed in the thesis and in one of the included papers. The second part of the thesis describes the improved SMILETRAP II setup at the S-EBIT laboratory, AlbaNova. All major changes and upgrades compared to SMILETRAP I are discussed. This includes, apart from the Ramsey excitation technique, higher ionic charge states, improved temperature stabilization, longer run times, different reference ions, stronger and more stable magnetic field and a more efficient ion detection. Altogether these changes should reduce the uncertainty in future mass determinations by an order of magnitude, possibly down to 10-11. / At the time of the doctoral defense, the following paper was unpublished and had a status as follows: Paper 9: Accepted.

In this work are presented results of the experimental study of state selected reactions of H+ and N+(3PJa) ions with molecular hydrogen H2(J = 0, 1) at temperatures in the range 10 - 100 K using 22-pole rf ion trap apparatus. These reactions are important for the formation of interstellar trihydrogen cations and ammonia. To determine the temperature of ions, calibration measurements of the Doppler broadening of spectral lines using N2+ + Ar  Ar+ + N2 laser induced reaction and rate of the ternary association He+ + 2He  He2+ + He were performed. Both ternary and radiative channels of the H+ + H2(J) association reaction were observed at hydrogen number densities in the range 1012 - 1014 cm-3 and 1011 - 1012 cm-3 respectively. Obtained temperature dependences at 11 - 33 K demonstrate substantial role of the H2 rotational energy, results cannot be explained with the existed theories of the stabilization of collisional complexes. Measurements of the rate coefficient of N+(3PJa) + H2(J) reaction at different ortho fractions of H2 show dependence on internal energy of both reactants. State specific rate coefficients of the reaction of nitrogen and hydrogen ions were derived. The adiabatic model and collisional relaxations of N+(3PJa) fine structure levels were considered. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)