University, Diss., 2003--Würzburg. / Erscheinungsjahr an der Haupttitelstelle: 2003.

GPS integrated Total Electron Content measurements received at the ground or in space are used for tomographic reconstruction of the ionospheric electron density distribution. The IRI/GCPM model is used as initialisation of the tomographic MART algorithm. During the procedure GPS TEC data are iteratively assimilated to the model. To test the potential of the reconstruction, electron density profiles from IRI/GCPM and the assimilation are compared with ionosonde measurements and CHAMP radio occultation profiles for dates during the HIRAC campaign in April 2001. All profiling methods show electron density values of similar magnitude. It is shown that including TEC GPS data corrects the model towards the ionosonde measurements. / Integrale Messungen der Elektronendichte aus GPS-Boden- sowie Radio-Okkultations-Messungen bilden die Datenbasis der hier vorgestellten 3-dimensionalen Tomographie der ionosphärischen Elektronendichteverteilung. Zur Initialisierung des verwendeten iterativen MART Algorithmus wird das IRI/GCPM Modell verwendet, wobei das Modell während der Iteration sukzessiv an die Messdaten angepasst wird. Um das Potential des Verfahrens abzuschätzen, werden Elektronendichteprofile des IRI/GCPM Modells und der Rekonstruktion mit Ionosondenmessungen und CHAMP Okkultationsprofilen verglichen. Dafür wurden Messungen während der HIRAC Kampagne im April 2001 genutzt. Alle hier gezeigten Profilableitungen geben Elektronendichtewerte der selben Größe wieder. Eine Annäherung des IRI/GCPM Modells an die Messwerte der Ionosonde durch die Assimilation der TEC GPS Daten wird gezeigt.

Am DLR Neustrelitz wird kontinuierlich die totale Ionosation der Atmosphäre bestimmt und globale Karten der vertikal integrierten Elektronendichte erstellt. Es werden dazu die Signale der Navigationssatelliten-Systeme GPS und GLONASS verwendet. In dieser Arbeit wird die Verteilung des totalen Elektronengehalt (TEC) oberhalb der mittleren Breiten während der Übergangssaison September bis November 2004 auf langperiodische Variationen im Bereich von mehreren Tagen sowie zonalen Wellenzahlen bis zu 5 untersucht. Die Ergebnisse werden mit einer Analyse von planetaren Wellen aus assimilierten Stratosphärendaten, Radardaten für Temperatur vom Collm Observatorium (51.3◦N, 13.0◦O) und Beobachtungen der kritischen Plasmafrequenz der F2-Schicht (f0F2) mit der Ionosonde in Juliusruh (54.6◦N, 13.4◦O) verglichen, um den meteorologischen Einfluss auf die Variation der Ionosphäre zu studieren. / The DLR Neustrelitz regularly produces maps of the total total electron content (TEC) on a global scale using the navigation satellite systems GPS and GLONASS to forecast space weather. In this study we turn our attention to the higher middle latitudes TEC variations during September to November 2004 in a long-period range of several days with a zonal wavenumber up to 5. The results are compared with a planetary wave analysis using assimilated stratospheric data, mesosphere/lower thermosphere radar temperature data at Collm observatory (51.3◦N, 13.0◦E) and the ionosonde observed critical plasma frequency of the F2-layer (f0F2) at Juliusruh (54.6◦N, 13.4◦E) to investigate the meteorological influences on ionospheric variability.

Intermetallic borides are characterized by a great variety of crystal structures and bonding interactions, however, a comprehensive rationalisation of the electronic structure is missing. A more general interpretation will be targeted towards comparing several boride phases of one particular transition metal on one hand side, but also isostructural borides of various metals at the other side. Finally, a concise model should result from a detailed analysis of excellent data both from experimental charge density analysis and quantum chemical methods. Ultimate target is a transferability model based on typical building blocks. Experimental investigations of the electron density derived from diffraction data are very rare for intermetallic compounds. One of the main reasons is that the suitability of such compounds for charge density analysis is estimated to be relatively low as compared to organic compounds. In the present work, X-ray single crystal diffraction measurements up to high resolution were carried out for TiB2, VB2, V3B4, and VB crystals. The respective experimental electron densities were reconstructed using the multipole model introduced by Hansen and Coppens [1]. The topological aspects of the experimental electron density were analysed on the basis of the multipole parameters using Bader’s Quantum Theory, Atoms in Molecules [2] and compared with theoretical calculations. References [1] Hansen, N.K.; Coppens, P. Acta Crystallogr. 1978, A34, 909 [2] Bader, R.F.W. Atoms in Molecules─A Quantum Theory; Oxford University Press: Oxford, 1990

Techn. Universiẗat, Diss., 2002--Braunschweig.

Universiẗat, Diss., 2003--Stuttgart.

Am DLR Neustrelitz wird kontinuierlich die totale Ionosation der Atmosphäre bestimmt und globale Karten der vertikal integrierten Elektronendichte erstellt. Es werden dazu die Signale der Navigationssatelliten-Systeme GPS und GLONASS verwendet. In dieser Arbeit wird die Verteilung des totalen Elektronengehalt (TEC) oberhalb der mittleren Breiten während der Übergangssaison September bis November 2004 auf langperiodische Variationen im Bereich von mehreren Tagen sowie zonalen Wellenzahlen bis zu 5 untersucht. Die Ergebnisse werden mit einer Analyse von planetaren Wellen aus assimilierten Stratosphärendaten, Radardaten für Temperatur vom Collm Observatorium (51.3◦N, 13.0◦O) und Beobachtungen der kritischen Plasmafrequenz der F2-Schicht (f0F2) mit der Ionosonde in Juliusruh (54.6◦N, 13.4◦O) verglichen, um den meteorologischen Einfluss auf die Variation der Ionosphäre zu studieren. / The DLR Neustrelitz regularly produces maps of the total total electron content (TEC) on a global scale using the navigation satellite systems GPS and GLONASS to forecast space weather. In this study we turn our attention to the higher middle latitudes TEC variations during September to November 2004 in a long-period range of several days with a zonal wavenumber up to 5. The results are compared with a planetary wave analysis using assimilated stratospheric data, mesosphere/lower thermosphere radar temperature data at Collm observatory (51.3◦N, 13.0◦E) and the ionosonde observed critical plasma frequency of the F2-layer (f0F2) at Juliusruh (54.6◦N, 13.4◦E) to investigate the meteorological influences on ionospheric variability.

Several measurement campaigns took place at the ALOMAR observatory at Andøya, Northern Norway during July-November 2001 to validate ionospheric electron density and dry temperature profiles in the troposphere and lower stratosphere derived from radio occultation measurements of the low earth orbiter satellite CHAMP. For temperature sounding, three balloons are released around GPS satellite occultation events that occurred inbetween a distance of 200 km around Andøya. At altitudes of 7–20 km the CHAMP profile shows a positive mean deviation increasing with height by about 1.5-2 Kelvin/ 10 km overlayed with variations of ±1 K when compared to the radiosonde. Taking into account the previous and following radiosonde ascents the mean deviation seems to be of systematic nature due to the occultation principle or the retrieval algorithm and the variations are related to geographical variations of temperature and to the horizontal averaging by the radio occultation technique. During the period from mid July to mid August, four occultations for ionospheric soundings occurred. The values of the F2 layer calculated from the CHAMP derived electron density profiles are compared to the readings of the Alomar and Tromsø ionosondes for these times. Comparison shows that using the radio occultation technique electron densities of the maximum value layer are calculated inbetween the same order of magnitude as the ionosondes measurements, however, they overestimate it in the cases discussed here. / Zur Validierung von Elekronendichte- und Temperaturprofilen, abgeleitet aus Radiookkultationsmessungen von CHAMP wurden im Juli-November 2001 mehrere Messkampagnen am ALOMAR Institut auf Andøya, Nordnorwegen durchgeführt. Zur Temperatursondierung wurden drei aufeinanderfolgende Radiosonden um den Zeitpunkt von Okkultationsereignissen im Umkreis von weniger als 200 km gestartet. Das hier diskutierte Temperaturprofil von CHAMP zeigt im Höhenbereich 7-20 km eine mit der Höhe zunehmende positive Abweichung von ca. 1,5-2 K/10 km mit Variationen um ±1 K verglichen mit dem Temperaturprofil der zum Okkultationszeitpunkt fliegenden Radiosonde. Der Vergleich mit den vorhergehenden und nachfolgenden Sondierungen lässt darauf schließen, dass die mittlere Abweichung durch systematische Fehler des Okkultationsverfahrens oder den Retrieval-Algorithmus bedingt sind, die Variationen jedoch durch die örtliche Abweichung und die horizontale Mittelung des Messverfahrens. Während des Zeitraumes von Mitte Juli bis Mitte August ereigneten sich vier Okkultationen zur Sondierung der Ionosphäre. Von den abgeleiteten Elektronendichteprofilen werden jeweils die Werte der F2-Schicht mit den zur gleichen Zeit gemessenen Elektronendichten der Ionosonden auf Andøya und bei Tromsø verglichen. Der Vergleich zeigt, dass mit Hilfe der Radiookkultaktionstechnik die Elektronendichtewerte der F2-Schicht in der gleichen Größenordnung berechnet, in diesen konkreten Fällen jedoch überschätzt werden.

GPS integrated Total Electron Content measurements received at the ground or in space are used for tomographic reconstruction of the ionospheric electron density distribution. The IRI/GCPM model is used as initialisation of the tomographic MART algorithm. During the procedure GPS TEC data are iteratively assimilated to the model. To test the potential of the reconstruction, electron density profiles from IRI/GCPM and the assimilation are compared with ionosonde measurements and CHAMP radio occultation profiles for dates during the HIRAC campaign in April 2001. All profiling methods show electron density values of similar magnitude. It is shown that including TEC GPS data corrects the model towards the ionosonde measurements. / Integrale Messungen der Elektronendichte aus GPS-Boden- sowie Radio-Okkultations-Messungen bilden die Datenbasis der hier vorgestellten 3-dimensionalen Tomographie der ionosphärischen Elektronendichteverteilung. Zur Initialisierung des verwendeten iterativen MART Algorithmus wird das IRI/GCPM Modell verwendet, wobei das Modell während der Iteration sukzessiv an die Messdaten angepasst wird. Um das Potential des Verfahrens abzuschätzen, werden Elektronendichteprofile des IRI/GCPM Modells und der Rekonstruktion mit Ionosondenmessungen und CHAMP Okkultationsprofilen verglichen. Dafür wurden Messungen während der HIRAC Kampagne im April 2001 genutzt. Alle hier gezeigten Profilableitungen geben Elektronendichtewerte der selben Größe wieder. Eine Annäherung des IRI/GCPM Modells an die Messwerte der Ionosonde durch die Assimilation der TEC GPS Daten wird gezeigt.

The ionospheric peak electron density NmF2, simulated with the Coupled Thermosphere Ionosphere Plasmasphere electrodynamics (CTIPe) model was used to study the ionospheric response to solar flux in years of low (2008) and high (2013) solar activity. The CTIPe NmF2 was compared to the Whole Atmosphere Community Climate Model with Thermosphere and Ionosphere Extension (WACCM-X) and the Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere, and Climate (COSMIC) NmF2 in March and July of 2008 and 2013. The comparison shows that the CTIPe NmF2 is lower than the COSMIC andWACCM-X NmF2. Both models successfully reproduce the semi-annual variations seen in the COSMIC observations. Analysis of the 27-day variations of the CTIPe NmF2 shows that the midnight NmF2 deviations are stronger than the midday deviations. In addition, at low solar activity, the 27-day variations of NmF2 are larger in the Southern Hemisphere, while at high solar activity, the 27-day variations of NmF2 are larger at the equator and in the Northern Hemisphere. An ionospheric delay was estimated with CTIPe simulated NmF2 at the 27-day solar rotation period during low and high solar activity. During low (high) solar activity, an ionospheric delay of about 12 (34) hours is predicted indicating an increasing ionospheric delay with solar activity. / Die maximale ionosphärische Elektronendichte NmF2, die mit dem Coupled Thermosphere Ionosphere Plasmasphere electrodynamics (CTIPe) Modell simuliert wurde, wurde zur Untersuchung der ionosphärischen Reaktion in Jahren mit geringer (2008) und hoher (2013) Sonnenaktivität verwendet. CTIPe vorhergesagte NmF2 wurde mit derjenigen des Whole Atmosphere Community Climate Model with Thermosphere and Ionosphere Extension (WACCM-X) und Messwerten des Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere, and Climate (COSMIC) im März und Juli der Jahre 2008 und 2013 verglichen. Der Vergleich zeigt, dass NmF2 aus CTIPe geringer ist als das COSMIC gemessene und von WACCM-X simulierte. Beide Modelle reproduzieren erfolgreich die von COSMIC beobachteten halbjährlichen Schwankungen. Die Analyse der 27-tägigen Schwankungen des CTIPe NmF2 zeigt, dass die mitternächtlichen NMF2-Abweichungen stärker sind als diejenigen am Mittag. Außerdem sind bei geringer Sonnenaktivität die 27-Tage-Abweichungen von NmF2 in der Südhemisphäre größer, während bei hoher Sonnenaktivität die 27-Tage-Abweichungen von NmF2 am Äquator und in der Nordhemisphäre größer sind. Die ionosphärische Verzögerung während geringer und hoher Sonnenaktivität wurde für die 27-tägige Sonnenrotation mit CTIPe simuliert. Bei geringer (hoher) Sonnenaktivität wird eine ionosphärische Verzögerung von etwa 12 (34) Stunden beobachtet, was auf eine zunehmende ionosphärische Verzögerung mit zunehmender Sonnenaktivität hinweist.