University, Diss., 2001--München.

University, Diss., 2002--Würzburg.

Turbulente Austauschprozesse in der atmosphärischen Grenzschicht spielen eine Schlüsselrolle beim vertikalen Impuls-, Energie- und Stofftransport in der Erdatmosphäre. In meso- und globalskaligen Atmosphärenmodellen sind turbulente Austauschprozesse jedoch subskalig und müssen unter Verwendung geeigneter Schliessungsansätze parametrisiert werden. Hierbei spielt die Spezifikation der charakteristischen Turbulenzlängenskala in Abhängigkeit vom Stabilitätszustand der Atmosphäre eine entscheidende Rolle. Gegenwärtig verwendete Ansätze, die auf der Verwendung der turbulenten Mischungslänge für neutrale Schichtung sowie dimensionsloser Stabilitätsfunktionen basieren, zeigen vor allem Defizite im oberen Bereich der konvektiven Grenzschicht sowie in der Entrainmentzone, wo starke vertikale Gradienten auftreten. In der vorliegenden Arbeit wurden hochaufgelöste dreidimensionale Grobstruktursimulationen der trockenen und feuchten Grenzschicht für ein weites Spektrum von Labilitätsbedingungen durchgeführt. Erste und zweite Momente atmosphärischer Strömungsvariablen wurden aus den simulierten hydro- und thermodynamischen Feldern berechnet und diskutiert. Die Spektraleigenschaften turbulenter Fluktuationen der Strömungsvariablen, das raumzeitliche Verhalten kohärenter Strukturen sowie charakteristische Turbulenzlängenskalen wurden abgeleitet. Eine Verifizierung der charakteristischen Turbulenzlängenskalen erfolgte durch Vergleich mit Ergebnissen früherer numerischer Simulationen, mit Turbulenzmessungen in der atmosphärischen Grenzschicht sowie mit Laborexperimenten. Mit Hilfe der nichtlinearen Datenmodellierung wurden leicht verwendbare Approximationen der charakteristischen Turbulenzlängenskalen abgeleitet und deren statistische Signifikanz diskutiert. Unter Verwendung dieser Approximationen wurde ein existierendes Parametrisierungsmodell revidiert und mit Hilfe von Grobstruktursimulationen verifiziert. Desweiteren wurde der Einfluß der turbulenten Mischungslänge auf die Prognose mesokaliger Felder untersucht. Hierzu wurde mit dem Lokal-Modell des Deutschen Wetterdienstes eine entsprechende Sensitivitätsstudie durchgeführt. Anhand von Satellitendaten und Analysedaten aus der 4D-Datenassimilation wurden die Simulationsergebnisse verifiziert.

Zugl.: Erlangen, Nürnberg, University, Diss., 2008.

Stuttgart, Univ., Diss., 2006.

We consider the computation of optimal alignments between sub-sequences of given motion clips based on dynamic programming. To avoid redundant computations in multiple alignment queries, we introduced the concept of a guideboard matrix. Using this data structure, the existence inquiry for an alignment is answered in O(1) time and the extraction of the alignment is done in O(n+m) time where n and m denote the numbers of frames in the considered motions.

In der vorliegenden Dissertation behandeln wir spezielle matrizielle Potenzmomentenprobleme: Das rechtsseitige bzw. linksseitige alpha-Stieltjes Momentenproblem für beliebige reelle alpha. Wir widmen uns in dieser Arbeit vorwiegend dem vollständig nichtdegenerierten Fall. Im Verlauf der Arbeit werden wir mehrere Parametrisierungen der vorgegebenen Momentenfolge einführen, untersuchen und untereinander in Verbindung bringen. Speziell befassen wir uns mit der alpha-Stieltjes-Parametrisierung, der kanonischen Hankel-Parametrisierung, dem Favard-Paar, der alpha-Dyukarev-Stieltjes-Parametrisierung, dem alpha-Dyukarev-Quadrupel und dem alpha-Stieltjes-Quadrupel. Wir werden das betrachtete Potenzmomentenproblem mithilfe der sogenannten Stieltjes-Transformation in ein äquivalentes Interpolationsproblem überführen. Durch die Heranziehung des Systems von Potapovschen fundamentalen Matrixungleichungen können wir eine vollständige Beschreibung der Lösungsmenge in Form einer gebrochen linearen Transformation vornehmen, deren erzeugende Matrixfunktion ein aus dem alpha-Dyukarev-Quadrupel gebildetes 2qx2q-Matrixpolynom, auch Resolventenmatrix genannt, ist und als deren Parametermenge eine spezielle Klasse von geordneten Paaren von meromorphen qxq-Matrixfunktionen, den sogenannten Stieltjes-Paaren, fungiert. Hierbei spielt die Signaturmatrix Jq-Schlange eine wichtige Schlüsselrolle. Weiterhin erfolgt eine ausführliche Diskussion zweier in gewissem Sinne extremaler Lösungen des umformulierten Potenzmomentenproblems, eine multiplikative Zerlegung der Resolventenmatrix in lineare Matrixpolynome, wodurch eine Verbindung zu einem möglichen Algorithmus vom Schur-Typ geschaffen wird, eine alternative Beschreibung der Lösungsmenge mit einer Teilmenge von qxq-Schurfunktionen als Parametermenge und eine Betrachtung einiger Zusammenhänge zum Hausdorffschen Momentenproblem.:0 Einleitung 1 Erste Beobachtungen zu matriziellen alpha-Stieltjes Momentenproblemen 2 Über einige zu Matrizenfolgen gehörige Parametrisierungen und Matrixpolynome 3 Die alpha-Dyukarev-Stieltjes-Parametrisierung von alpha-Stieltjes-positiv definiten Folgen 4 Konstruktion einer Resolventenmatrix für vollständig nichtdegenerierte matrizielle alpha-Stieltjes Momentenprobleme 5 Die multiplikative Struktur der Folge von 2qx2q-alpha-Dyukarev-Matrixpolynomen bezüglich alpha-Stieltjes-positiv definiter Folgen 6 Eine alternative Beschreibung der Lösungsmenge für vollständig nichtdegenerierte matrizielle alpha-Stieltjes Momentenprobleme 7 Das alpha-Stieltjes-Quadrupel bezüglich alpha-Stieltjes-positiv definiter Folgen 8 Weitere Zusammenhänge zwischen einigen Parametrisierungen alpha-Stieltjes-positiv definiter Folgen 9 Einige Zusammenhänge zum matriziellen Hausdorffschen Momentenproblem A Einige Aussagen zur Integrationstheorie nichtnegativ hermitescher Maße B Über die Stieltjes-Transformation von nichtnegativ hermiteschen Maßen C Einige Aussagen der Matrizentheorie D Einige Aussagen der J-Theorie E Einige Aussagen über ganze Funktionen aus J-Potapov-Klassen bezüglich Halbebenen F Einige Aussagen über Stieltjes-Paare von meromorphen Matrixfunktionen G Einige Aussagen über Teilklassen von Schur-Funktionen auf Halbebenen

In der Archäologie ist das Zeichnen von Fundobjekten ein zeitaufwändiger und daher kostenintensiver Prozess. Die Abbildungen sind wegen fehlender Standards sowie den unterschiedlichen persönlichen Stilen und Fähigkeiten der Zeichner subjektiv und stark inhomogen. Es gibt deswegen erste Ansätze, mithilfe von 3D-Scannern virtuelle Modelle zu erzeugen, von denen dann objektive, standardisierte Abbildungen extrahiert werden sollen. Von den zahlreichen Verfahren aus dem Bereich des Non-Photorealistic Rendering (NPR) kommen dafür insbesondere solche in Betracht, die Verzierungen und Oberflächeneigenschaften betonen. Auf Interaktion soll dabei nach Möglichkeit verzichtet werden.

The research network “Basic Concepts for Convection Parameterization in Weather Forecast and Climate Models” was organized with European funding (COST Action ES0905) for the period of 2010–2014. Its extensive brainstorming suggests how the subgrid-scale parameterization problem in atmospheric modeling, especially for convection, can be examined and developed from the point of view of a robust theoretical basis. Our main cautions are current emphasis on massive observational data analyses and process studies. The closure and the entrainment–detrainment problems are identified as the two highest priorities for convection parameterization under the mass–flux formulation. The need for a drastic change of the current European research culture as concerns policies and funding in order not to further deplete the visions of the European researchers focusing on those basic issues is emphasized.

Glacier outlines during the ‘Little Ice Age’ maximum in Jotunheimen were mapped by using remote sensing techniques (vertical aerial photos and satellite imagery), glacier outlines from the 1980s and 2003, a digital terrain model (DTM), geomorphological maps of individual glaciers, and field-GPS measurements. The related inventory data (surface area, minimum and maximum altitude) and several other variables (e.g. slope, range) were calculated automatically by using a geographical information system. The length of the glacier flowline was mapped manually based on the glacier outlines at the maximum of the ‘Little Ice Age’ and the DTM. The glacier data during the maximum of the ‘Little Ice Age’ were compared with the Norwegian glacier inventory of 2003. Based on the glacier inventories during the maximum of the ‘Little Ice Age’, the 1980s and 2003, a simple parameterization after HAEBERLI & HOELZLE (1995) was performed to estimate unmeasured glacier variables, as e.g. surface velocity or mean net mass balance. Input data were composed of surface glacier area, minimum and maximum elevation, and glacier length. The results of the parameterization were compared with the results of previous parameterizations in the European Alps and the Southern Alps of New Zealand (HAEBERLI & HOELZLE 1995; HOELZLE et al. 2007). A relationship between these results of the inventories and of the parameterization and climate and climate changes was made. / Die Gletscherumrisse während des Maximalstandes der „Kleinen Eiszeit“ in Jotunheimen wurden unter der Verwendung von Fernerkundungstechniken (vertikale Luftbilder und Satellitenbilder), von Gletscherumrissen aus den 1980er Jahren und von 2003, von einem digitalen Geländemodel (DTM), von geomorphologischen Karten einzelner Gletscher und von GPS-Messungen im Gelände kartiert. Die daraus erzielten Inventardaten (Gletscherfläche, minimale und maximale Höhe) und einige andere Variablen (z.B. Hangneigung, Höhendifferenz) wurden automatisch mit einem geographischen Informationssystem berechnet. Die Länge der Gletscherfließlinie wurde basierend auf den Gletscherumrissen zum Maximum der „Kleinen Eiszeit“ und dem DTM manuell kartiert. Die Gletscherdaten zum Maximalstand der „Kleinen Eiszeit“ wurden mit dem Gletscherinventar von 2003 verglichen. Basierend auf den letscherinventaren zum Maximum der „Kleinen Eiszeit“, von den 1980er Jahren und von 2003 wurde eine einfache Parametrisierung nach HAEBERLI & HOELZLE (1995) durchgeführt, um ungemessene Gletschervariablen, wie z.B. Oberflächengeschwindigkeit oder mittlere Netto-Massenbilanz, abzuschätzen. Eingabedaten bestanden aus Gletscherfläche, minimaler und maximale Höhe und der Gletscherlänge. Die Resultate der Parametrisierung wurden mit den Ergebnissen früherer Parametrisierungen aus den Europäischen Alpen und den Southern Alps auf Neuseeland verglichen (HAEBERLI & HOELZLE 1995; HOELZLE et al. 2007). Eine Verbindung zwischen diesen Ergebnissen aus den Inventaren und der Parametrisierung und dem Klima und der Klimaänderung wurde hergestellt.