Le but de ce mémoire est d'aborder le problème de la genèse et de l'évolution de la croate continentale. Le support de terrain ayant servi de base à cette étude est le socle de Finlande orientale dont l'histoire archéenne se déroule sur plus de 500 m.a. L'analyse a été menée en 4 étapes successives : a) une étude de terrain permet de caractériser les matériaux et d'établir leur chronologie relative. b) la radiochronologie (Rb-Sr) précise l'enchainement et la durée des événements géologiques. c) les différents aspects de la genèse de chaque unité lithologique sont envisagés à l'aide de la géochimie des éléments majeurs et en traces. d) les cootraintes géologiques, pétrographiques, géochronologiques, isotopiques et géochimiques servent à établir un modèle d'évolution géodynamique de la croOte archéenne. Parmi les principaux résultats on peut retenir : 1) que la croate continentale archaïque se différencie verticalement par recyclages successifs et acquiert progressivement des caractères modernes. 2) que si la tectonique des plaques existait bien à 1 ~ Archéen, les modalités de détail étaient différentes de celles connues de nos jours. Par exemple lors de la formation d'un rift l'évolution de celui-ci pouvait se faire soit, comme aujourd' hui par océanisation, puis subduction, soit par subsidence (sans océanisation). 3) la composition des granitoïdes formés dans les zones de convergence de plaques s'est modi fiée au cours du temps. Ceci est expliqué par le refroidissement. progressi f de la Terre; à l'Archéen les gradients géothermiques élevés permettaient la fusion de la croate océanique subductée. Aujourd'hui à l'inverse, cette croate subductée est "froide" et se déshydrate avant d'atteindre les conditions de la fusion, favorisant ainsi la fusion partielle du coin de manteau, ou de la base de la croûte continentale sus-jacents.

Made available in DSpace on 2015-03-13T17:08:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IvaldoRT.pdf: 3649445 bytes, checksum: 624c427ba32cfc36890765f50db5140c (MD5) Previous issue date: 2000-05-31 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Great part of the gold mineralizations are associated with shearing zones through which circulate a great volume of fluids, that interact with the host rocks, originating leaching or precipitation of chemical elements, including gold. The studied mineralizations are inserted in the Serid? Belt. The tungsten mineralization in Breju? Mine is hosted in calcsilicate rocks from Jucurutu Formation. The S?o Francisco auriferous mineralization has as host rocks mica-schists from Serid? Formation, while the Ponta da Serra and Fazenda Simp?tico mineralizations are hosted in orthogneisses of this fold belt basement. The research conducted on these mineralizations had the purpose of integrate the data of chemical elements behavior during the shearing/mineralizing event, and its influence on the isotopic systems Rb-Sr and Sm-Nd. The studies of chemical mobility in the auriferous mineralizations showed that elements that during the shearing displayed in general an immobile behavior were Al, Ti and Zr. Among the elements that were mobilized during the event, K and Rb showed mass gain in ali belts of transformed rocks, while the elements Ca, Na and Sr normally lost mass. Petrographic studies showed that the minerais biotite and plagioclase, in all investigated mineralizations, played an important role in the chemical reactions occurred in the transformed rocks to the generation of muscovite, cordierite and sillimanite, justifying the input of K to the formation of muscovite, and the release of Na and Ca from plagioclase to the fluid phase. In the S?o Francisco auriferous mineralization, the results of the Rb-Sr isotopic analysis yielded ages of 645 ? 19 Ma and 596 ? 17 Ma, with both samples, from original and transformed rocks. Two ages, 569 ? 20 Ma. and 554 ? 19 Ma., were obtained with samples frem the transformed rocks domain. These ages suggest that there were two metamorphic pulses during the emplacement of the mineralized shearing zone. The Sm-Nd data yielded TDM ages of 1,31 Ga and 1,26 Ga with 3Nd (0,6 Ga) of -0,26 e -0,40 for the original and final transformed rocks, respectively. In case of the orthogneisses of Caic? Complex, e.g. the Ponta da Serra and Fazenda Simp?tico mineralizations, the Rb-Sr data did not yield ages with geological significance. In the Ponta da Serra mineralization, the Sm-Nd isotopic data yielded T DM ages of 2,56 Ga and 2,63 Ga to the original rocks and of 2,71 Ga to the mineralized sheared rock, and values of 3Nd (2,0 Ga) between -3,70 e -5,42 to the original and sheared rock, respectively. In the Fazenda Simp?tico, Sm-Nd data yielded TDM between 2,65 and 2,69 Ga with values of 3Nd (2,0 Ga) between -5,25 e -5,52. Considering the Sm-Nd data, the TDM ages may be admitted as the age of the parental magma extraction, producer of the protoliths of the orthogneisses from Ponta da Serra and Fazenda Simp?tico mineralizations. The chemical mobility studies showed that in the basement hosted mineralizations, Rb achieved mass while Sr lost mass, as Sm as well as Nd were strongly mobilized. The Sm/Nd ratio remained constant, however, confirming the isochemical character of those elements. In the basement mineralizations, Rb-Sr ages are destituted of geological significance, because of the partial opening of the isotopic system during the tectono-metamorphic transformations. In the tungsten mineralization, the diagram Sm-Nd constructed with the whole-rock data of calcsilicatic and the high-temperature paragenesis (garnet, diopside and iron-pargasitic hornblende) indicated an 631 ? 24 Ma age, while with the whole-rock data and low-temperature paragenesis (vesuvianite, epidote and calcite), a 537 ? 107 Ma age was obtained. These ages, associated with the petrographic observations, suggest that there was a time gap among the hydrothernal events responsible by the formation of the high and low temperature paragenesis in the calcsilicatic rocks mineralized in scheelite / As mineraliza??es estudadas est?o inseridas na Faixa de dobramento Serid?. A scheelit?fera de Breju? est? hospedada em rochas calciossilic?ticas da Forma??o Jucurutu. A mineraliza??o aur?fera de S?o Francisco tem como hospedeiros micaxistos da Forma??o Serid?, enquanto que as mineraliza??es de Ponta da Serra e da Fazenda Simp?tico est?o hospedadas em ortognaisses do embasamento desta faixa de dobramentos. Grande parte das mineraliza??es de ouro est?o associadas ? zonas de cisalhamento que funcionam como conduto para a circula??o de um grande volume de fluidos, que interagem com as rochas hospedeiras provocando lixivia??o ou precipita??o de elementos qu?micos, incluindo o ouro. Estas foram algumas das principais caracter?sticas observadas nas mineraliza??es aqui estudadas. A pesquisa realizada nas mineraliza??es de ouro teve a finalidade de integrar os dados do comportamento de elementos qu?micos durante o evento cisalhamento/mineralizante, e sua influ?ncia nos sistemas isot?picos Rb-Sr e Sm-Nd. Os estudos de mobilidade qu?mica mostraram que os elementos, que durante o cisalhamento, de uma forma geral apresentaram um coportamento im?vel, foram o AI, Ti e Zr. Dentre os elementos que foram mobilizados durante o evento, o K e o Rb mostraram ganho de massa em todas as faixas de rochas transformadas, enquanto que os elementos Ca, Na e o Sr normalmente perderam massa. Os elementos Sm e Nd na mineraliza??o de S?o Francisco se comportaram como im?veis e em Ponta da Serra e Fazenda Simp?tico perderam massa. Os estudos petrogr?ficos mostraram que os minerais biotita e plagiocl?sio, em todas as mineraliza??es estudadas, tiveram papel importante nas rea??es qu?mica ocorridas nas rochas transformadas para a gera??o de muscovita, cordierita e silimanita, justificando a entrada do K para forma??o da muscovita e da libera??o de Na e Ca do plagiocl?sio para a fase fluida. Na mineraliza??o aur?fera de S?o Francisco, os resultados das an?lises isot?picas de Rb e Sr, forneceram idades de 645 ? 19 Ma e de 596 ? 17 Ma com amostras das rochas originais e transformadas juntas. Duas idades, 569 ? 20 Ma e 554 ? 19 Ma foram obtidas com as amostras do dom?nio das rochas transformadas. Estas idades s?o sugestivas de que houve dois pulsos metam?rficos durante a instala??o da zona de cisalhamento mineralizada. Os dados Sm-Nd forneceram idades TDM de 1,31 Ga e de 1,26 Ga com 3Nd (0,6 Ga) de -0,26 e -0,40 respectivamente para a rocha original e transformada final. Para os ortognaisses do Complexo Caic?, caso da mineraliza??o de Ponta da Serra e da Fazenda Simp?tico, os dados Rb-Sr n?o forneceram idades com significado geol?gico. Na mineraliza??o de Ponta da Serra, os dados isot?picos Sm-Nd forneceram idades T DM de 2,56 Ga e 2,63 Ga para as rochas originais e de 2,71 Ga para a rocha cisalhada, mineral?zada e valores de 3Nd (2,0 Ga) entre -3,70 e -5,42 para rocha original e cisalhada respectivamente. Na Fazenda Simp?tico os dados de Sm-Nd forneceram as idades T DM ficaram entre 2,65 e 2,69 Ga com valores de 3Nd (2,0 Ga) entre -5,25 e -5,52. Quanto aos dados Sm-Nd as idades T DM podem ser admitidas como a idade de extra??o do magma parental formador dos prot?l?tos dos ortognaisses das mineraliza??es Ponta da Serra e da Fazenda Simp?tico. Os valores de 3Nd baixos e negativos sugerem uma fonte crustal, ou a participa??o de duas fontes (mantocrosta) . Os estudos de mobilidade qu?mica mostraram que nas mineraliza??es hospedadas no embasamento, o Rb ganhou massa enquanto o Sr perdeu massa e tanto o Sm quanto o Nd, foram fortemente mobilizados. As raz?es Sm/Nd entretanto se mantiveram constantes, confirmando o car?ter isoqu?mico destes elementos. Nas mineraliza??es do embasamento, idades pelo m?todo Rb-Sr s?o desprovidas de significado geol?gico, em fun??o da abertura parcial do sistema isot?pico durante as transforma??es tectonometam?rficas. Na mineraliza??o scheelit?fera foi realizado um estudo geocronol?gico Sm-Nd com o intuito de se obter as idades das parag?neses formadas durante os eventos hidrotermais sofridos pelas rochas calciossilic?ticas mineralizadas. O diagrama Sm-Nd constru?do com os dados de rocha total e parag?nese de alta temperatura (granada, diops?dio e hornblenda ferropargas?tica) forneceu uma idade de 631 ? 24 Ma, e com os dados de rocha total e parag?nese de baixa temperatura (vesuvianita, epidoto e calcita), foi obtida uma idade de 537 ? 107 Ma. Estas idades associadas com as observa??es petrogr?ficas sugerem que houve um lapso de tempo entre os eventos hidrotermais respons?veis pelas forma??es das parag?neses de alta e de baixa temperatura nas rochas calciossilic?ticas mineralizadas em scheelita

Um dos primeiros requisitos para utilização de lasers de diodo em espectroscopia é sua estabilização térmica. Neste trabalho desenvolvemos um sistema de controle de temperatura para laser de diodo que permite estabilização melhor que 0.01&#176C. O controle é feito através de um sistema sensor e um elemento Peltier como atuador. Lasers somente estabilizados em temperatura (estabilização primária) foram utilizados para realização de espectroscopia de vapores atômicos de Rb e Cs. / One of the first requisites for utilization of diode lasers in spectroscopy is its thermal stabilization. In this work, we develop a diode laser temperature controlling system, which yields stabilization better than 0.01&#176C. The controlling is obtained by means of a sensor system and a Peltier element as actuator. Lasers stabilized in temperature only (primary stabilizations) were utilized in the spectroscopy of atomic vapors of Rb and Cs.

Permafrost ist ein Bestandteil der Kryosphäre der Erde, der für Ökosysteme und Infrastruktur in der Arktis von Bedeutung ist und auch eine Schlüsselrolle im globalen Kohlenstoffkreislauf einnimmt. Das Auftauen von Permafrost infolge einer Klimaerwärmung zu projizieren ist mit sehr großen Unsicherheiten behaftet, da großskalige Klimamodelle entscheidende Komplexitäten von Permafrostlandschaften nicht berücksichtigen. Insbesondere bleiben in diesen Modellen Auftauprozesse in eisreichem Permafrost unberücksichtigt, welche weitreichende Landschaftsveränderungen – sogenannter Thermokarst – hervorrufen. Im Rahmen dieser Dissertation habe ich ein numerisches Modell entwickelt, um Auftauprozesse in eisreichen Permafrostlandschaften zu untersuchen, und habe es angewendet, um verbesserte Projektionen darüber zu erhalten, wie viel Permafrost infolge einer Klimaerwärmung auftauen würde. Der Schwerpunkt meiner Forschung lag auf besonders kalten, eis- und kohlenstoffreichen Permafrostablagerungen in der nordostsibirischen Arktis. In drei Forschungsartikeln habe ich gezeigt, dass der neuartige Modellierungsansatz in From von lateral gekoppelten “Kacheln” verwendet werden kann, um die Entwicklung von eisreichen Permafrostlandschaften realistisch zu simulieren. Anhand numerischer Simulationen habe ich gezeigt, dass der kleinskalige laterale Transport von Wärme, Wasser, Schnee und Sediment die Dynamik von Permafrostlandschaften sowie die Menge des aufgetauten Permafrosts unter Klimaerwärmungsszenarien entscheidend beeinflusst. Weiterhin habe ich gezeigt, dass in Simulationen, die Thermokarstprozesse berücksichtigen, wesentlich mehr Kohlenstoff vom Auftauen des Permafrosts betroffen ist, als in solchen, in denen eisreiche Ablagerungen unberücksichtigt bleiben. Insgesamt stellt die in dieser Dissertation dargelegte Forschungsarbeit einen substantiellen Fortschritt bezüglich einer realistischeren Einschätzung der Dynamik eisreicher Permafrostlandschaften mittels numerischer Modelle dar. / Permafrost is a component of Earth's cryosphere which is of importance for ecosystems and infrastructure in the Arctic, and plays a key role in the global carbon cycle. Large-scale climate models reveal high uncertainties in projections of how much permafrost would thaw in response to climate warming scenarios, since they do not represent key complexities of permafrost environments. In particular, large-scale models do not take into account thaw processes in ice-rich permafrost which cause widespread landscape change referred to as thermokarst. For this thesis, I have developed a numerical model to investigate thaw processes in ice-rich permafrost landscapes, and I have used it to obtain improved projections of how much permafrost would thaw in response to climate warming. The focus of my research was on cold, ice- and carbon-rich permafrost deposits in the northeast Siberian Arctic, and on landscapes characterized by ice-wedge polygons. In three closely interrelated research articles, I have demonstrated that the novel modelling approach of laterally coupled ''tiles'' can be used to realistically simulate the evolution of ice-rich permafrost landscapes. The numerical simulations have revealed that small-scale lateral transport of heat, water, snow, and sediment crucially affect the dynamics of permafrost landscapes and how much permafrost would thaw under climate warming scenarios. My research revealed that substantially more permafrost carbon is affected by thaw in numerical simulations which take into account thermokarst processes, than in simulations which lack a representation of excess ice. These results suggest that conventional large-scale models used for future climate projections might considerably underestimate permafrost thaw and associated carbon-cycle feedbacks. Overall, the research presented in this thesis constitutes a major progress towards the realistic assessment of ice-rich permafrost landscape dynamics using numerical models.

Die schnell wachsende Dynamik urbaner Räume stellt global eine große Herausforderung für die urbane und ökologische Nachhaltigkeit dar. In den Stadtregionen in Subsahara-Afrika stehen die Strategien und Instrumente der Landnutzungsplanung, die zur Steuerung der urbanen Dynamik für die urbane und ökologische Nachhaltigkeit eingesetzt werden, vor verschiedenen Herausforderungen, einschließlich der unzureichenden Verfügbarkeit von Daten. Das Ziel dieser Forschung ist es, zu einer effektiven Landnutzungsplanung zur Verbesserung der urbanen und ökologischen Nachhaltigkeit beizutragen, indem integrierte empirische Daten aus Geographischen Informationssystemen, Fernerkundung und Umfragen genutzt werden, um detaillierte und neue Einblicke in die urbane Landdynamik zu bieten. Bei der Untersuchung der Diskrepanzen zwischen der vergangenen und der aktuellen städtischen Landbedeckung und den Flächennutzungsplänen wurde die überwachte Klassifizierung (supervised classification) der Landbedeckung von LANDSAT-Daten aus den Jahren 1987, 2002 und 2017 verwendet, um die nicht-städtischen Entwicklungsflächen zu quantifizieren, die an die Stadt/Bebauung verloren gingen. Experteninterviews wurden zur Anleitung und Entwicklung von drei Szenarioalternativen zur Simulation der Landbedeckung von 2017 bis 2030 und 2050 unter Verwendung des Multi-Layer Perceptron Neural Network und Markov-Modellen verwendet. Die Ergebnisse zeigten eine Zunahme der städtischen/bebauten Flächen und große Unstimmigkeiten zwischen der früheren/aktuellen städtischen Landbedeckung und den bestehenden Flächennutzungsplänen. Außerdem zeigten die Ergebnisse eine hohe, geringe und keine potenzielle Beeinträchtigung der geschützten ökologisch sensiblen Gebiete durch die zukünftige urbane Dynamik unter den Szenarien "Business As Usual", "Adjusted Urban Land" und "Regionaler Flächennutzungsplan". Die Methoden und die zur Verfügung gestellten Basisinformationen, insbesondere aus dem “Adjusted Urban Land” Szenario, wären für eine effektive Flächennutzungsplanung von Nutzen. Dies würde dazu beitragen, die urbane und ökologische Nachhaltigkeit der Stadtregionen in Subsahara-Afrika und im gesamten Globalen Süden zu verbessern, wo eine unzureichende Datenverfügbarkeit die Flächennutzungsplanung erschwert. / Global urban dynamics are rapidly increasing, posing a great challenge to urban and environmental sustainability. In Sub-Saharan Africa city-regions, land use planning strategies and instruments used to guide urban dynamic patterns for urban and environmental sustainability are faced with various challenges, including insufficient data availability. The goal of this research is to contribute to effective land use planning for improving urban and environmental sustainability using integrated empirical data derived from Geographic Information Systems, Remote Sensing, and surveys to offer detailed and new insights into urban land dynamics. While investigating the mismatches between the past and current urban land cover and land use plans, the supervised classification of the land cover of LANDSAT data from 1987, 2002, and 2017 was used to quantify the non-urban development areas lost to urban/built-up. Expert interviews were applied to guide and develop three scenario alternatives to simulate land cover from 2017 to 2030 and 2050 using the Multi-Layer Perceptron Neural Network and Markov models. The results indicated an increase in urban/built-up areas and large mismatches between the past/current urban land cover and the existing land use plans. Also, the results indicated high, little, and no potential degradation of the protected environmentally sensitive areas by the future urban dynamics under the Business As Usual, Adjusted Urban Land, and Regional Land Use Plan scenarios respectively. The methods and the baseline information provided, especially from the Adjusted Urban Land scenario would be useful for effective land use planning. This would support improving the urban and environmental sustainability of the Sub-Saharan African city-regions and across the Global South, where insufficient data availability challenges land use planning.

The first part of the present Phd thesis is devoted to transport investigations in disordered quantum systems. We aim at quantitatively determining transport parameters like conductivity, mean free path, etc., for simple models of spatially disordered and/or percolated quantum systems in the limit of high temperatures and low fillings using linear response theory. We find the transport behavior for some models to be in accord with a Boltzmann equation, i.e., long mean free paths, exponentially decaying currents although there are no band-structures to start from, while this does not apply to other models even though they are also almost completely delocalized. The second part of the present PhD thesis addresses the issue of initial state independence (ISI) in closed quantum system. The relevance of the eigenstate thermalization hypothesis (ETH) for the emergence of ISI equilibration is to some extent addressed. To this end, we investigate the Heisenberg spin-ladder and check the validity of the ETH for the energy difference operator by examining the scaling behavior of the corresponding ETH-fluctuations, which we compute using an innovative numerical method based on typicality related arguments. While, the ETH turns out to hold for the generic non-integrable models and may therefore serve as the key mechanism for ISI for this cases, it does not hold for the integrable Heisenberg-chain. However, close analysis on the dynamic of substantially out-of-equilibrium initial states indicates the occurrence of ISI equillibration in the thermodynamic limit regardless of whether the ETH is violated. Thus, we introduce a new parameter $v$, which we propose as an alternative of the ETH to indicate ISI equillibration in cases, in which the ETH does not strictly apply.

Det sker en kontinuerlig digitalisering i världen vilket innebär en utmaning för samhällets lagstiftning, till följd av att lagstiftning är tids- och resurskrävande. Detta är något som kriminella utnyttjar i och med att deras verksamhet har flyttats alltmer till den digitala världen. Kriminell verksamhet som genomförs med hjälp av molntjänster har varit svårt att bekämpa, då det inte är säkert att den data som skapas i molntjänster också lagras i samma land. Arbetet att samla in denna data har för svenska myndigheter därför varit krångligt, och i vissa fall, omöjligt. Det var först i juni 2022 som en lag trädde i kraft, RB 28:10 genomsökning på distans, som gjorde det möjligt för utredare att gå in i molntjänster och leta efter bevismaterial.  I denna uppsats har semi-strukturerade intervjuermed IT-forensiker och åklagare genomförtsoch analyserats.Resultatet visar att upplevelsen av lagen är positiv; att den kom hastigt men att den var behövlig. Däremot har den skapat mer arbete för IT-forensiker som en konsekvens. Kompletterande har ett experiment av molndata tillhörande ett Google-konto undersökts med hjälp av två IT-forensiska verktyg, vilket resulterat i att en skillnad i verktygens identifiering av raderad data uppmärksammats. Slutligen påvisar uppsatsen och dess resultat att lagen,genomsökning på distans, och utvinning av molndata försett brottsbekämpningen med data av högt bevisvärde och möjliggjort utredningar som tidigare inte var möjligt enligt lag. / The constant digitalization of our world poses a challenge to our governments in developing laws correspondingly. This divergence is something cybercriminals exploit. Criminal activity taking place in the cyberspace, specifically through cloud platforms, has been difficult for law enforcement to regulate and prosecute, partially due to the information needed is kept in servers outside of jurisdiction. In Swedish law enforcement this has caused the acquisition of valuable cloud data, in some cases, impossible, consequently leading to unsolved cases. As of June 2022, a new law regarding means of coercion took effect which enabled the recovery of account specific cloud data. In this work semi-structured interviews, with IT-forensics and prosecutors, were conductedand analyzed. The result shows that the experience of the law is positive, that it came abruptlybut that it was necessary. However, it has created more work for IT-forensics as a consequence. In addition, an experiment involving cloud data belonging to a Google account has been investigated with the help of two IT-forensic tools, which resulted in the observation of a variation in the tools' identification of deleted data. Finally, the paper and its findings demonstrate that the law and cloud data mining have provided law enforcement with high probative value data and enabled investigations previously not lawfully possible.

Das Tianshan-Gebirge, als „Wasserturm“ Zentralasiens, hat entscheidenden Einfluss auf die Wasserressourcen der Region. Untersuchungen von 1950 bis 2016 zeigen, dass der Jahresniederschlag in den meisten Teilen des Gebirges zunahm, außer im westlichen Tianshan, wo er abnahm. Es gibt hoch- und niedrigfrequente Schwankungen im Niederschlag mit 3-, 6-, 12- und 27-jährigen Quasiperioden. Auf Dekadenskala gab es zwei Trockenperioden (1950–1962, 1973–1984) und zwei Feuchtperioden (1962–1972, 1985–2016). Seit 2004 ist eine kontinuierliche Feuchtezunahme zu verzeichnen. Zusammenhänge wurden zwischen Zirkulationsmustern und dem Niederschlag identifiziert. Das East Atlantic-West Russia (EATL/WRUS)-Muster korreliert positiv mit dem Winter-Niederschlag. Das Scandinavia (SCAND)-Muster beeinflusst den Sommerniederschlag. Das Silk Road-Muster (SRP) war im Zeitraum 1964-1984 relevant. Die Feuchtigkeitsquellen für den Tianshan-Niederschlag stammen zu 93,2% von kontinentalen Quellen und nur begrenzt aus dem Ozean. Zentralasien ist die Hauptfeuchtequelle für das Gebirge. Im westlichen Tianshan kommt die Feuchtigkeit hauptsächlich von Zentralasien von April bis Oktober und von Westasien von November bis März. Im östlichen Tianshan tragen Ost- und Südasien sowie Sibirien konstant zur Feuchtigkeit im Sommer bei. Der Beitrag der Feuchtigkeit aus dem Nordatlantik zum Sommerniederschlag im nördlichen, zentralen und östlichen Tianshan zeigt einen abnehmenden Trend, obwohl dieser Beitrag ohnehin begrenzt ist. In Monaten mit extremem Winterniederschlag stammt die größte Zunahme der Feuchtigkeit im westlichen Tianshan aus Westasien, während Europa einen wichtigen Beitrag zu den extremen Winterniederschlägen im nördlichen Tianshan leistet. Im östlichen Tianshan ist die Feuchtigkeitszufuhr aus Ost- und Südasien sowie aus Sibirien während der extremen Niederschlagsmonate sowohl im Winter als auch im Sommer erhöht. / The Tianshan Mountains, the "water tower" of Central Asia, are crucial water sources. Precipitation variability and water vapor transport impact water distribution. The study assessed 1950-2016 precipitation using Mann-Kendall tests and EEMD on GPCC data. Multi-timescale precipitation variations were analyzed with NCEP/NCAR reanalysis, and moisture sources during 1979–2017 with ERA–Interim data. Most of Tianshan had increasing annual precipitation, except Western Tianshan, which experienced a downtrend. Precipitation exhibited 3- and 6-year cycles and 12- and 27-year cycles. On the decadal scale, two dry and two wet periods occurred, with continuous humidification since 2004. A significant positive correlation was found between East Atlantic-West Russia EATL/WRUS circulation pattern and winter precipitation. SCAND influenced Tianshan's summer precipitation, with a wet period after 1988 due to enhanced water vapor flux. SCAND and EAP strengthened water vapor fluxes to Tianshan. SRP impacted Tianshan's summer precipitation during 1964–1984. About 93.2% of Tianshan's moisture comes from continental sources. Central Asia dominates moisture supply. Western Tianshan receives moisture mainly from Central Asia (April to October) and Western Asia (November to March). Almost 13.0% of Eastern Tianshan's summer moisture originates from East and South Asia and Siberia, with steady contributions. Moisture from the North Atlantic Ocean to summer precipitation in Northern, Central, and Eastern Tianshan shows a decreasing trend, but limited overall contribution. Extreme winter precipitation in Western Tianshan is linked to moisture from West Asia. Europe significantly contributes to extreme winter precipitation in Northern Tianshan. Eastern Tianshan sees enhanced moisture from East and South Asia and Siberia during extreme precipitation months in winter and summer.

Die Gletscher Hochasiens beeinflussen durch ihr Schmelzwasser die Wasserverfügbarkeit eines der gefährdetsten ‚globalen Wassertürme‘. Des Weiteren stellen diese Gletscher und die Gletscherseen eine Gefahr durch Überschwemmungen, Lawinen und Erdrutsche dar. Die Sensitivität und Variabilität von Gletschermassenbilanzen in Hochasien werden in dieser Dissertation untersucht. Das Energie- und Massenbilanzmodell „COupled Snowpack and Ice surface energy and mass balance model in PYthon (COSIPY)“ ist dabei das Hauptwerkzeug. Neun verschiedene gegitterte Niederschlagsdatensätze wurden verglichen, um Aussagen über deren Anwendungsmöglichkeiten zu treffen. Es wurden Verfahren für die Vorverarbeitung von Reanalyse-Datensätzen entwickelt, um diese als klimatische Antriebsdaten für COSIPY zu verwenden. Dazu standen Daten von drei automatischen Wetterstationen an verschiedenen Gletschern zur Verfügung. Die Modellevaluation auf der Basis von Beobachtungsdaten bildete den Ausgangspunkt, um die klimatische Massenbilanz von 14 Gletschern in allen großen Gebirgszügen Hochasiens mit einem konsistenten Ansatz zu modellieren. Die räumlich aufgelösten klimatischen Massenbilanzen von 2000 bis 2018 wurden mithilfe geodätischer Massenbilanzen aus Fernerkundungsdaten kalibriert. Generell haben mehr südöstlich gelegene Gletscher höhere Massenumsätze und diese sind sensitiver gegenüber Schwankungen von Temperatur und Niederschlag. Alle Gletschermassenbilanzen sind am sensitivsten gegenüber Temperaturänderungen im Sommer und gegenüber Niederschlagsänderungen im Sommer oder Frühling. Die Resultate unterstreichen die Notwendigkeit zukünftiger Forschung zu räumlich aufgelösten Reaktionen von Gletschern auf Klimaantrieb und daraus resultierender Variabilität von Schmelzwasser unter Verwendung interdisziplinärer Methoden in Hochasien. Aufgrund der Heterogenität der Gletscher in Hochasien ist diese Forschung essentiell für die künftige Anpassung an Klimavariabilität und Klimawandel in der Region. / The meltwater from the glaciers of High Mountain Asia (HMA) impacts water availability of one of the most vulnerable ‘water towers’ of the globe. Furthermore, glaciers and glacial lakes represent a danger through floods, avalanches and landslides. The climatic sensitivity and variability of the glacier mass balances are investigated within this thesis. The COupled Snowpack and Ice surface energy and mass balance model in PYthon (COSIPY) is thereby the main tool. Nine gridded precipitation datasets have been compared to evaluate possible applications in HMA. The variability and timing of precipitation between May and September 2017 are consistent between the datasets, whereas great differences in precipitation amount were found. A preprocessing toolbox has been developed to use reanalysis datasets as climate forcing for COSIPY within the thesis. Measurements of three automatic weather stations at different glaciers were available for bias correction. Based on these model validations with observed data, climatic mass balances of 14 glaciers in all major mountain ranges in HMA were simulated using a consistent approach. The distributed climatic mass balances for the period from October 2000 to September 2018 were calibrated with remote-sensing-based geodetic mass balances. In general, glaciers with higher mass turnover are located in the southeast of HMA. They are more sensitive to perturbations of temperature and precipitation. All glaciers are most sensitive to monthly temperature perturbations in summer and to precipitation perturbations in summer, spring or spring and summer. The results emphasise the need for future research on spatially resolved responses of glaciers to climate forcing and resulting variability of meltwater using coherent interdisciplinary methods in HMA. Due to the heterogeneity of glaciers in HMA, such research is essential for adaptation to future climate variability and climate change in the region.

Landwirtschaftliche Produktionssysteme basieren in vielen Weltregionen auf dem Einsatz von Bewässerung. Staudämme stellen einen Großteil der benötigten Wasserressourcen, jedoch wurden Zusammenhänge zwischen Staudämmen und Veränderungen im Landsystem bis heute kaum erforscht. Im Hinblick auf die steigende Nachfrage nach landwirtschaftlichen Erzeugnissen bedarf es eines besseren Verständnisses des Zusammenhangs zwischen Staudämmen, Bewässerung und landwirtschaftlichen Produktionssystemen. Daten und Methoden der Fernerkundung liefern synoptische und räumlich detaillierte Aufnahmen der Erdoberfläche mit großem Potential für die Untersuchung von landwirtschaftlichen Produktionssystemen. Das Hauptziel dieser Arbeit war es, das gegenwärtige Verständnis des Zusammenhangs von Bewässerungsstaudämmen und Landsystemen mit Mitteln der Fernerkundung zu verbessern. In dieser Arbeit wurden großflächige Beschreibungen globaler und regionaler Agrarsysteme generiert, welche nachdrücklich das Potential von Daten und Methoden aus der Fernerkundung hervorheben. Das hohe thematische, räumliche und zeitliche Detail der Ergebnisse erlaubte einzigartige Einblicke in die raumzeitlichen Dynamiken von Bewässerungsfeldwirtschaft. Die im Zuge dieser Arbeit entstandenen Ergebnisse, Methoden, und Datensätze tragen maßgeblich zum heutigen Wissensstand in Bezug auf den Zusammenhang zwischen Bewässerungsstaudämmen und Landnutzungsintensität bei und liefern wichtige Einblicke zur Verbesserung zukünftiger Produktionsstrukturen. / A growing world population, and increasing demands for food, feed, fuel and fiber, substantially add pressure on the global land system. The construction of dams is a common strategy for boosting production outputs through irrigation. Reservoirs represent the most important source of irrigation water globally, but their effects on agricultural land systems are only poorly understood. Remote sensing emerges as a key tool for enabling spatially explicit assessments of dam-induced land system change due to its ability to provide spatially detailed, frequent, and synoptic observations of the land surface. The overall goal of this thesis was to assess the effects of irrigation dams on agricultural land systems on a global and regional scale, by making use of state-of-the art remote sensing data products and methods. A synthesis of the current scientific literature offered primary insights into dam-induced changes in agricultural systems, and raised the hypothesis that irrigation dams caused overall increases in agricultural land use intensity. On a global scale, satellite-based measurements of cropping frequency derived from MODIS-based map products attested to this finding, albeit a strong regional variability was apparent. Landsat-based time series methods were used on a national to regional scale, which further revealed strong spatio-temporal dynamics of irrigated agriculture. The results of this thesis add knowledge and spatially explicit insights on the effects of dams on agricultural land systems. The work further emphasizes the important role of remote sensing technologies in exploring future pathways of agricultural intensification.