Klimatförändringen är en aktuell fråga och ett förändrat klimat kommer att inverka på  utbredningen av vektor-burna sjukdomar såsom malaria. Malaria är en sjukdom som är extremt klimatkänslig och det dör miljontals människor i sjukdomen varje år. Syftet med studien är att se vilka samband som finns mellan malaria och klimatförändringen i Sverige. Finns någon risk för malariaspridning i Sverige år 2100 på grund av den pågående klimatförändringen. Studien baseras på fem intervjuer med forskare som är insatta i malaria och klimatförändringen. I studien har ett scenario valts ut där Sveriges klimat kommer att öka med 5oC till år 2100 enligt en modell från SMHI. Resultatet visar att det finns samband mellan olika klimatvariabler och malariaspridning där de viktigaste variablerna är temperatur, nederbörd och fuktighet. Övriga faktorer som studien ser på är migration, urbanisering, demografi, import av malaria, flygplansmalaria och malariakontroll som alla inverkar på malariaspridningen. Det finns idag stora kunskapsluckor om hur klimatförändringen kan påverka malaria i Sverige. Det är svårt att ta fram data över de variabler som malaria påverkas av som behövs för att göra en analys av framtiden. Studiens slutsats är att malaria är geografiskt begränsat av klimatet. Det finns en risk att malaria kan komma att spridas i Sverige i och med importerade fall. Men att det är osannolikt fram till år 2100 på grund av ett för kallt klimat för malariaparasiten samt Sveriges socioekonomiska standard.

Xylanase was purified from the crude culture of Aspergillus oryzae DSM1863 by sephadex G200 and DEAE – cellulose ion exchange chromatography. The molecular mass of the purified xylanase determined by SDS–PAGE was 21 kDa with a specific activity of 6768 U/mg towards 1% (w/v) of birch wood xylan. The optimum temperature was observed at 60°C. The enzyme was thermostable in the temperature range of 37-50°C with a high residual activity of 62-74% (650.6- 775.9 U/mg protein). / Enzyme xylanase được tinh sạch từ dịch lên men của chủng Aspergillus oryzae DSM1863 sau khi qua cột sắc ký lọc gel sephadex G200 và sắc ký trao đổi ion DEAE – cellulose. Khối lượng phân tử của enzyme xylanase tinh sạch được xác định bằng điên di đồ SDS- PAGE. Xylanase tinh sạch có kích thước là 21 kDa với hoạt tính đặc hiệu đạt 6768 U/mg sau khi được xác định với nồng độ cơ chất là 1% birch wood xylan. Nhiệt độ tối ưu để enzyme hoạt động mạnh nhất là 60°C. Enzyme xylanase khá bền nhiệt. Hoạt tính của enzyme vẫn còn duy trì 62-74% (hoạt tính đặc hiệu đạt 650.6-775.9 U/mg protein) sau khi 8 giờ ủ ở 37-50°C.

Att bygga med trästommar är något som blir allt vanligare i takt med att medvetenheten om byggbranschens klimatavtryck ökar. Men att bygga med trä medför problem eftersom trä är ett organiskt material som är känsligt för mikrobiell påväxt till följd av fuktiga miljöer. Enligt Boverkets byggregler får mikrobiell påväxt på ett material inte påverka inomhusmiljöns hygien och hälsa. En trästomme löper stor risk för kritisk uppfuktning under montageskedet. I detta examensarbete har det därför undersökts ett urval av olika åtgärder som kan skydda en trästomme från kritisk uppfuktning, förebygga påväxt av mögel på materialet, eller sanera eventuell mögelpåväxt, under just produktionen. Examensarbetet genomfördes i samarbete med NCC Building Uppsala, Gävle, Dala, i syfte att ta fram rekommendationer för fukthanteringsåtgärder som kan tillämpas under produktionsskedet av en trästomme. De åtgärder som undersöktes var heltäckande väderskydd, lackering, tryckimpregnering, lokal intäckning manuell vattenborttagning, mobilt väderskydd, fuktmätning, hyvling, slipning, blästring och kemisk sanering. För att undersöka dessa åtgärdsförslag och besvara frågeställningen genomfördes en litteraturstudie, en intervjustudie, en simuleringsstudie samt studerades ett referensobjekt i form av Magasin X som på uppdrag av Vasakronan byggs av NCC i centrala Uppsala och är vid färdigställande Sveriges största kontorsbyggnad med trästomme. I litteraturstudien behandlades böcker och rapporter med inriktning på de föreslagna åtgärderna samt trä, fukt,  mögel. Intervjustudien genomfördes för att ge bild av hur branschen hanterar fuktproblemet i dagsläget och belysa problemen från flera yrkesgruppers synvinklar. Syftet med simuleringsstudien var att visa hur snabbt en gynnsam miljö för mögelpåväxt kan uppstå på ett oskyddat KL-bjälklag, simuleringar utfördes för städerna Luleå, Stockholm och Lund för att visa på eventuella skillnader mellan de olika geografiska platserna, detta för att belysa vikten av att hantera problemet. Studien av referensobjektet Magasin X skulle visa hur fuktproblematiken kan hanteras i praktiken inför montaget av en trästomme. Resultatet av simuleringsstudien visade att en gynnsam miljö för mögelpåväxt kan uppstå efter endast ett dygn i samtliga städer under juli, för Stockholm och Lund under oktober samt för Stockholm under april. Resultatet visade även att antalet dygn det tog innan mögelpåväxt kunde börja uppstå ökade när temperaturen och luftfuktigheten sjönk. Resultaten från de övriga undersökningarna visar att ett heltäckande väderskydd är den fuktskyddsåtgärd som ger det bästa skyddet från nederbörd och därmed bäst  förebygger förekomst av mögelpåväxt. Ett mobilt väderskydd kan även rekommenderas då dess utformning och funktion är mycket likt det heltäckande väderskyddets, dock tillför ett mobilt väderskydd en större risk för uppfuktning då dessa ofta inte är heltäckande och därmed är skyddet mot nederbörd begränsat. Oavsett vilken eller vilka fuktskyddsåtgärder som väljs bör regelbunden fuktmätning tillämpas för att säkerställa att fuktkvoten i materialet inte överstiger gränsvärdena för kritiskt fukttillstånd. Lackering av konstruktionsdelar kan fungera som en kompletterande åtgärd. Användning av kemiska behandlingar bör undvikas med hänsyn till risken för farliga emissioner som kan avges och påverka inomhusmiljön negativt. De fukthanteringsåtgärder som i allmänhet kan rekommenderas är de som från början förhindrar uppfuktning av trästommen är att föredra, saneringsåtgärder som hyvling, slipning och blästring är inte att betrakta som en förstahandslösning utan något som tillämpas när fukten inte lyckats hanteras och mögelproblem redan har uppstått. / Building with wooden frames causes problems because wood is an organic material that is sensitive to microbial growth due to humid environments. According to Boverkets building regulations, microbial growth on a material must not affect the hygiene and health of the indoor environment. A wooden frame carries a high risk of critical wetting during the installation phase. In this degree project, a selection of different measures have been investigated that can protect a wooden frame from critical moistening, prevent mold from growing on the material, or sanitize any mold on the material, during the production. The degree project was carried out in collaboration with NCC building Uppsala, Gävle, Dala, with the aim of developing recommendations for moisture management measures that can be applied during the production phase of a wooden frame. To investigate the selected measures and answer the question, a literature study, an interview study, a simulation study was conducted and a reference object was studied in the form of Magazine X, which was commissioned by Vasakronan, is being built by NCC in central Uppsala. The results of the simulation study showed that a favorable environment for mold growth can occur after only one day in all cities in July, for Stockholm and Lund in October and for Stockholm also in April. The result also showed that the number of days it took before mold growth could begin to rise as the temperature and humidity dropped. The results of the other studies show that a comprehensive weather protection is the moisture protection measure that provides the best protection from rainfall and thus best prevents the occurrence of mold growth. A mobile weather protection can also be recommended as its design and function is very similar to the comprehensive weather protection. Regardless of which moisture protection measures are selected, regular moisture measurement should be applied to ensure that the moisture ratio in the material does not exceed the critical moisture condition limits. Varnishing of structural parts can serve as a complementary measure. The use of chemical treatments should be avoided due to the risk of hazardous emissions that can be emitted and adversely affect the indoor environment. The moisture management measures generally recommended are those that initially prevent moistening of the wood frame. remediation measures such as planing, grinding and blasting are something that is applied when the moisture has not been managed and mold problems have already occurred.

Meteor radar observations of mesosphere/lower thermosphere (MLT) daily temperatures have been performed at Collm, Germany since August 2004. The data have been analyzed with respect to long-period oscillations at time scales of 2–30 days. The results reveal that oscillations with periods of up to 6 days are more frequently observed during summer, while those with longer periods have larger amplitudes during winter. The oscillations may be considered as the signature of planetary waves. The results are compared with analyses from radar wind measurements. Moreover, the temperature oscillations show considerable year-to-year variability. In particular, amplitudes of the quasi 5-day oscillation have increased during the last decade, and the quasi 10-day oscillations are larger if the equatorial stratospheric winds are eastward.

Gegenstand der Arbeit ist die Analyse eines neu entwickelten Verfahrens zur Oberflächenmodifizierung, das bereits während des Spritzgießens die Haftungs- und Benetzungseigenschaften einer Formteiloberfläche verbessert. Damit kann die teilweise kosten- und anlagenintensive Oberflächenbehandlung nach dem Formgebungsprozess, wie z. B. durch Beflammen, Korona- oder Plasmabehandlung, eingespart werden. Die in dieser Arbeit betrachtete chemische Oberflächenmodifizierung von Polycarbonatformteilen hängt vor allem von den beim Spritzgießen sich einstellenden thermischen Verhältnissen ab. Daher werden im ersten Teil der Arbeit mittels Simulationsrechnungen die Temperaturen in dem Bereich ermittelt, in dem die Reaktion stattfindet. Auf der Basis der Temperaturberechnungen lässt sich die Reaktionsgeschwindigkeit der Modifizierung abschätzen. Zudem sind die Temperaturen an der Formteiloberfläche experimentell gemessen, mit den Berechnungser-gebnissen verglichen und bewertet worden. Randwinkelmessungen sowie Untersuchungen der Verbundfestigkeit von verklebten Probekörpern stellen einen Zusammenhang zwischen den beim Spritzgießen gewählten Prozessparametern und dem Modifizierungsergebnis her. Im letzten Teil der Arbeit wird gezeigt, dass sich das in situ Modifizierungsverfahren nicht nur bei Polykondensaten wie dem Polycarbonat, sondern auch für Polyolefine (z. B. Polypropylen) anwenden lässt, wobei die verfahrenstechnischen Unterschiede und Einschränkungen aufgezeigt werden.

Bestimmung der temperatur- und volumenstromabhängigen Druckverluste einer hydraulischen Baugruppe zur Abschätzung und Optimierung der Gesamtenergieffizienz im Verlauf der Neuentwicklung einer hochintegrativen Komponente eines Wärmepumpensystems

Veränderungen des Klimas, zunehmende Grundwassernutzungen sowie die Verdichtung der städtischen Strukturen wirken sich auf Temperaturen, Mengenbilanzen und den Wasserspiegel des Grundwassers aus. Schon heute lassen sich anthropogene Einflüsse wie tief liegende Gebäudestrukturen und Einleitungen von Wasser-Wasser-Wärmepumpen auf das Temperaturniveau des Grundwassers nachweisen. Zielstellung der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung der Auswirkungen dieser natürlichen und anthropogenen Effekte in Dresden und die Aufstellung von Ansätzen eines Grundwasser-Temperaturmanagements. Auf der Grundlage aktueller Daten zu Grundwassernutzung und zur Grundwasserneubildung wurden Ist-Zustands-Berechnungen sowie Projektionen künftiger Systemzustände mit dem Grundwassermodell Dresden realisiert. Aufgrund des von TESCH (2013) in Szenarienberechnungen projizierten Rückgangs der Grundwasserneubildung um ca. zwei Drittel bis zum Ende des 21. Jahrhunderts ist ein deutlich geringeres Grundwasserdargebot zu erwarten. Defizite in der Grundwasserbilanz werden jedoch durch einen höheren Anteil an Uferfiltrat zum Teil ausgeglichen. Wesentlich ist, dass in den Szenarienberechnungen die maximale Entnahmemenge einen größeren Einfluss auf die Grundwasserbilanzen ausübt als der projizierte Rückgang der Grundwasserneubildung. Die Gewinnung von ausreichend Grundwasser für die Deckung des Trink- und Brauchwasserbedarfs von Bevölkerung, Gewerbe und Industrie scheint auch künftig sicher. Wärmeeinträge in das Grundwasser wurden anhand von Daten aus Stichtagsmessungen der Jahre 2009 und 2011 (FUGRO HGN; 2009 und SCHOLZ UND LEVIS, 2011) identifiziert. Hierbei konnte eine Reihe von Temperaturanomalien im Stadtgebiet den Quellen eindeutig zugeordnet werden. Anhand der Untersuchung von drei Teilgebieten zeigte sich, dass das Temperaturniveau des Grundwassers im Stadtzentrum (Teilgebiet Altstadt) gegenüber den anderen untersuchten Teilgebieten (Elbbogen Übigau und Johannstadt/Striesen) erhöht ist, was zuerst auf die Vielzahl von Bauwerken zurück geführt wird, die bis in das Grundwasser reichen. Des Weiteren zeigte sich ein deutlicher Zusammenhang von Messstellendichte und Ergebnisqualität. Während in der Altstadt die Identifikation von Wärmequellen gut möglich war, sind die Ergebnisse zu anderen Teilgebieten aufgrund der deutlich geringeren Messstellendichte weniger belastbar. Temperaturen im Boden und in der Luftsäule einer Grundwassermessstelle in der Dresdner Altstadt wurden über einen Zeitraum von ca. 2 Jahren ausgewertet. Die Untersuchungen belegen die Durchprägung des Jahresgangs der Lufttemperatur bis zum Grundwasser mit einer zeitlichen Verzögerung des Eintreffens der Extremwerte von ca. drei Monaten. Mit den Untersuchungen konnte nachgewiesen werden, dass das gleichzeitig angewendete Verfahren der Messung von Temperaturen in der Luftsäule einer Grundwassermessstelle zur Identifizierung der vertikalen Temperaturverteilung im Boden praktisch anwendbar ist. Der Wärmetransport im Boden wurde mit dem Programm HYDRUS 1-D für den Ist-Zustand auf Basis der Bodentemperaturmesswerte und für die Zukunftsszenarien auf der Basis von WETTREG 2010-Daten abgebildet. Die Berechnungen ergaben im Vergleich zum Ist-Zustand erhöhte Bodentemperaturen. Besonders interessant ist, dass die Änderungssignale der Bodentemperaturen für alle berechneten Tiefen bei den Minima deutlicher ausfallen als bei den Maxima. Des Weiteren zeigt sich ein signifikanter Unterschied zwischen den Berechnungsergebnissen der beiden untersuchten Zeitscheiben (2021 bis 2050 und 2071 bis 2100). Die höheren Bodentemperaturen im Winter bieten gegebenenfalls Ansatzpunkte zur Nutzung dieses Wärmeangebots, die erhöhten Temperaturen im Sommer können gegebenenfalls zu einer Erhöhung der Temperaturen des Wassers in Abschnitten des Trinkwassernetzes mit zeitweise größeren Aufenthaltsdauern führen. Die gefundenen Ergebnisse implizieren zudem künftig höhere Grundwassertemperaturen. Die Auswirkungen von Wärmeeinträgen auf das Grundwasser wurden mit Hilfe von MODFLOW/SEAWAT-Konzeptmodellen untersucht. Für den Ist-Zustand berücksichtigen diese Konzeptmodelle bereits Wärmeeinträge durch Gebäude und thermische Grundwassernutzungen (MIX, 2013). In den Szenarienberechnungen wurden projizierte erhöhte mittlere Lufttemperaturen aufgeprägt und weitere, zum Teil fiktive Nutzungen und Wärmeeinträge durch Gebäude implementiert. Die mit dem Anstieg der Lufttemperatur erwartete Erhöhung der mittleren Grundwassertemperatur und somit die Wirkung der natürlichen Anteile der Wärmeeinträge wird für die weniger anthropogen beeinflussten Grundwasserleiterabschnitte am deutlichsten. Die Modellergebnisse zeigen, dass unter den angenommenen Voraussetzungen mittlere Grundwassertemperaturen über 20°C nicht erreicht werden und modellgestützte Managementmaßnahmen für größere Grundwasserleiterabschnitte hinsichtlich der Bewertung energetischer Nutzungen des Grundwassers zielführend sind. Aufgrund des heutigen Standes der Forschungen zur Auswirkung von Wärmeeinträgen auf die Grundwasserqualität kann noch kein Handlungszwang abgeleitet werden, gleichsam fehlt ohne verbindliche Temperaturrichtwerte ein rechtlicher Rahmen. In der Klärung dieser Fragen, der verstärkten Wärmerückgewinnung aus dem Grundwasser und dem modellgestützten Grundwasserwärmemanagement sind zukünftige Aufgabenfelder der Grundwasserbewirtschaftung erkennbar.:1 EINLEITUNG 1 1.1 Rezente und erwartete künftige Grundwasserhaushaltssituation 1 1.2 Mögliche Auswirkungen natürlicher und anthropogener Wärmeeinträge auf die zukünftige Grundwassernutzung 2 2 ZIEL UND STRUKTUR DER ARBEIT 3 2.1 Zielstellung der Arbeit 3 2.2 Struktur der Arbeit 3 3 STAND DER FORSCHUNG 5 4 THEORETISCHE GRUNDLAGEN, RELEVANTE BEGRIFFE UND GLEICHUNGEN 9 4.1 Ungesättigte Bodenzone 9 4.2 Grundwasserleiter und Grundwasserhemmer 9 4.3 Grundwasser 9 4.4 Wasserbewegung in der ungesättigten Zone 10 4.5 Grundwasserströmung in Porengrundwasserleitern 10 4.6 Grundwasserbewirtschaftung 12 4.7 Grundwasservorsorge und Grundwasserschutz 13 4.8 Grundwassernutzungen 13 4.9 Modell 13 4.10 Quellen und Senken 15 4.11 Kalibrierung und Validierung 16 4.12 Epignose, Prognose und Projektion 18 4.13 Temperaturanomalie im Grundwasser 18 4.14 Grundlagen des Wärmetransports in porösen Medien 19 5 METHODIK DER BEARBEITUNG 23 5.1 Auswertung von rezenten Daten zur Grundwassertemperatur 23 5.2 Messtechnische Erfassung von Bodentemperaturen 23 5.2.1 Messstellenauswahl – Methodik der Standortanalyse 23 5.2.2 Konzept der Pilotmessstelle 25 5.3 Szenarioberechnungen mit dem Grundwassermodell Dresden 27 5.3.1 Grundwassermodell und Konzeption der modelltechnischen Arbeiten 27 5.3.1.1 Das Grundwassermodell Dresden 27 5.3.1.2 Ergänzung der Methodik zur Ausweisung zukünftiger Grundwasserüberschuss-, gleichgewichts und defizitgebiete 29 5.3.1.3 Bilanzierung der Grundwasservolumenströme 35 5.3.1.4 Berechnung maximaler Grundwasserflurabstände 36 5.3.2 Beschreibung der Szenarien 36 5.4 Modellierung des Wärmetransports in der Aerationszone 36 5.4.1 Modellvorstellung 36 5.4.2 Beschreibung der Szenarien 38 5.5 Konzeptmodelle zur Berechnung des Wärmetransports im Grundwasser 38 5.6 Untersuchungsgebiet 39 5.6.1 Geologische und hydrogeologische Einordnung 39 5.6.2 Überblick zur urbanen Grundwassernutzung 40 5.6.2.1 Trink- und Brauchwassernutzung 40 5.6.2.2 Energetische Grundwassernutzung 40 6 GRUNDWASSER- UND BODENTEMPERATUREN 43 6.1 Temperaturbezogene großräumige Grundwasserüberwachung 43 6.2 Grundwassertemperaturen und Temperaturanomalien 45 6.2.1 Grundwassertemperaturen 45 6.2.2 Ursachen von Temperaturunterschieden und -anomalien 46 6.2.2.1 Temperaturunterschiede in der Innenstadt und am Stadtrand 46 6.2.2.2 Natürliche Temperaturanomalien 47 6.2.2.3 Anthropogene Temperaturanomalien 47 6.2.3 Bewertung der Ergebnisse und Schlussfolgerungen 55 6.3 Messtechnische Erfassung der Wärmemigration in der Aerationszone 56 6.3.1 Zielstellung der Messungen 56 6.3.2 Auswahl des Messstellenstandortes 57 6.3.3 Durchführung der Messungen 58 6.3.4 Ergebnisse der Messungen 59 6.3.5 Vergleichbarkeit der Messergebnisse in Boden und Luftsäule 66 6.3.6 Weitere Messungen an Grundwassermessstellen 67 6.3.7 Bewertung der Ergebnisse und Schlussfolgerungen 70 7 MODELLIERUNG DER WASSERSTRÖMUNG UND DES WÄRMETRANSPORTS 71 7.1 Zielsetzung der modelltechnischen Arbeiten 71 7.2 Modellierung der Grundwasserströmung 71 7.2.1 Grundwassernutzung für den Epignose- und Projektionszeitraum 71 7.2.2 Aktualisierung der Eingangsgröße Grundwasserneubildung für den Epignose- und Projektionszeitraum 71 7.2.3 Ableitung der Größe rezenter und künftiger Randzuflüsse aus der Grundwasserneubildung 74 7.2.4 Rohrnetzverluste 74 7.2.5 Fließgewässer 75 7.2.6 Simulation der Grundwasserströmung mit dem Grundwassermodell 76 7.2.7 Güte der Modellanpassung 77 7.2.8 Ergebnisse der Szenarienberechnung 78 7.2.8.1 Abgrenzung von Grundwasserbilanzgebieten 78 7.2.8.2 Grundwasserbilanzen 79 7.2.8.3 Grundwasserflurabstände 82 7.2.9 Bewertung der Ergebnisse und Schlussfolgerungen 85 7.3 Modellierung des Wärmetransports 86 7.3.1 Teilmodellansatz 86 7.3.2 Berechnung des vertikalen Wärmetransports in der Aerationszone mit HYDRUS 1D 86 7.3.2.1 Epignose 86 7.3.3 Projektionen 91 7.3.3.1 Datenbasis der Modellierung 91 7.3.3.2 Ergebnisse 94 7.3.4 Bewertung der Ergebnisse und Schlussfolgerungen 96 7.4 Berechnung des Wärmetransports im Grundwasser 97 7.4.1 MODFLOW/SEAWAT – Konzeptmodelle 97 7.4.1.1 Szenarienberechnung 100 7.4.1.2 Konzeptmodell „Altstadt“ 100 7.4.1.3 Konzeptmodell „Elbbogen Übigau“ 102 7.4.1.4 Konzeptmodell „Johannstadt/Striesen“ 102 7.4.2 Ergebnisse der Modellierung 103 7.4.2.1 Konzeptmodell „Altstadt“ 103 7.4.2.2 Konzeptmodell „Elbbogen Übigau“ 106 7.4.2.3 Konzeptmodell „Johannstadt/Striesen“ 107 7.4.3 Bewertung der Ergebnisse 108 7.4.3.1 Einschätzung der Ergebnisse und Nutzung der Modelle 108 7.4.3.2 Beschränkungen der Modellaussagen und Schritte zum Detailmodell 109 8 MÖGLICHE MAßNAHMEN UND ANPASSUNGSOPTIONEN 110 8.1 Grundwassermenge 110 8.2 Grundwasserwärmehaushalt 110 8.3 Grundwasserwärmemanagement 111 9 ZUSAMMENFASSUNG 112 10 LITERATURVERZEICHNIS 114 / Climate change, the rise of energetic groundwater use and the compact city structures cause an impact to the groundwater temperatures, groundwater quantity balance and the groundwater table. Today impacts of anthropogenic influences like deep basements of big buildings and the infiltration of heated or cooled water from groundwater using heat pumps were already detected. The target of this dissertation has been the investigation of these natural and anthropogenic effects in Dresden and planning steps for a groundwater temperature management. Basing on existing data of groundwater use and recharge in Dresden, a modelling of the recent and future system status scenarios with the three-dimensional model has been done. According to the latest results of the regional climate model WETTREG 2010 and a work by Tesch about the groundwater recharge until the end of the 21st Century, a significant reduction in resources are expected. Partly the balance deficit will be regulated by bank filtration. It is an important fact that the maximum discharge rate, which is larger than the permitted real use, has a bigger influence in the balance than the lower groundwater recharge. The water catchment to supply inhabitants and industrial units seems to be secure in the future. Heat impacts to the groundwater were detected by measurements in 2011 and 2012. With the results of these measurements anomalies of the temperature field and the emission points of heat inputs were distinctly located. Based on the investigation of three subareas, a higher level of groundwater temperatures in the city center (subarea Altstadt) compared to the other subareas (Übigau and Jogannstadt/Striesen) was detected. The reason of this fact is the multitude of big buildings which are reaching the aquifer. The investigation has also showed the relationship between the quantity of the measuring points and the quality of the results. In the subarea Altstadt an identification of heat inputs could be very well found. The results in the other subareas with a lower amount of sampling points have not the same level of validity. Information from time series over two years about soil and air column temperatures of a close-by groundwater measurement point were analyzed. The research documents the heat transport from the air to the groundwater with a retardation of the extreme values along about three months. With this analysis, the method of measurement air column temperatures in groundwater measurement points aiming to identify the vertical soil temperature distribution could be attested. The measured heat transport in the unsaturated soil was reproduced with the HYDRUS 1-D program. After this, future scenarios on the basic of WETTREG 2010 results were computed. The findings are higher soil temperature levels in the future with higher alteration signals in the minimum than in the maximum values. The modeling results have also showed a significant difference in the investigated time series (2021 - 2050 and 2071 - 2100). The higher temperatures in winter could be a chance to use this heat. In the summer it could partly affect parts of the water supply. Furthermore the findings implicate higher ground water temperatures in the future. To investigate heat impacts to the ground water concept, models of MIX (2013) were used for the heat transport in the aquifer which combines the heat impact of buildings and heat pumps with the natural air temperature rise. The WETTREG2010 result (air temperatures), heat inputs and possible new energetic groundwater use systems were implemented in the conceptual models. Results of the modeling has showed that the expected rise of the ground water temperature will be more significant for the less anthropogenic influenced parts of the urban aquifer than the parts with high initial level of heat pollution. In the model results, the temperatures do not reach mean values of 20°C (LAWA guideline). An important finding is also that these models could be used for a more efficient groundwater heat management and for the evaluation of energetic groundwater projects of its use. Because of the recent stand of research on the impacts of higher ground water temperatures to the ground water quality, a need for action can’t be indicated at the moment. At present there are no guideline values neither standard of law for the energetic use of groundwater. This facts and the question of heat recycling from the urban aquifer are fields for the groundwater management in the future.:1 EINLEITUNG 1 1.1 Rezente und erwartete künftige Grundwasserhaushaltssituation 1 1.2 Mögliche Auswirkungen natürlicher und anthropogener Wärmeeinträge auf die zukünftige Grundwassernutzung 2 2 ZIEL UND STRUKTUR DER ARBEIT 3 2.1 Zielstellung der Arbeit 3 2.2 Struktur der Arbeit 3 3 STAND DER FORSCHUNG 5 4 THEORETISCHE GRUNDLAGEN, RELEVANTE BEGRIFFE UND GLEICHUNGEN 9 4.1 Ungesättigte Bodenzone 9 4.2 Grundwasserleiter und Grundwasserhemmer 9 4.3 Grundwasser 9 4.4 Wasserbewegung in der ungesättigten Zone 10 4.5 Grundwasserströmung in Porengrundwasserleitern 10 4.6 Grundwasserbewirtschaftung 12 4.7 Grundwasservorsorge und Grundwasserschutz 13 4.8 Grundwassernutzungen 13 4.9 Modell 13 4.10 Quellen und Senken 15 4.11 Kalibrierung und Validierung 16 4.12 Epignose, Prognose und Projektion 18 4.13 Temperaturanomalie im Grundwasser 18 4.14 Grundlagen des Wärmetransports in porösen Medien 19 5 METHODIK DER BEARBEITUNG 23 5.1 Auswertung von rezenten Daten zur Grundwassertemperatur 23 5.2 Messtechnische Erfassung von Bodentemperaturen 23 5.2.1 Messstellenauswahl – Methodik der Standortanalyse 23 5.2.2 Konzept der Pilotmessstelle 25 5.3 Szenarioberechnungen mit dem Grundwassermodell Dresden 27 5.3.1 Grundwassermodell und Konzeption der modelltechnischen Arbeiten 27 5.3.1.1 Das Grundwassermodell Dresden 27 5.3.1.2 Ergänzung der Methodik zur Ausweisung zukünftiger Grundwasserüberschuss-, gleichgewichts und defizitgebiete 29 5.3.1.3 Bilanzierung der Grundwasservolumenströme 35 5.3.1.4 Berechnung maximaler Grundwasserflurabstände 36 5.3.2 Beschreibung der Szenarien 36 5.4 Modellierung des Wärmetransports in der Aerationszone 36 5.4.1 Modellvorstellung 36 5.4.2 Beschreibung der Szenarien 38 5.5 Konzeptmodelle zur Berechnung des Wärmetransports im Grundwasser 38 5.6 Untersuchungsgebiet 39 5.6.1 Geologische und hydrogeologische Einordnung 39 5.6.2 Überblick zur urbanen Grundwassernutzung 40 5.6.2.1 Trink- und Brauchwassernutzung 40 5.6.2.2 Energetische Grundwassernutzung 40 6 GRUNDWASSER- UND BODENTEMPERATUREN 43 6.1 Temperaturbezogene großräumige Grundwasserüberwachung 43 6.2 Grundwassertemperaturen und Temperaturanomalien 45 6.2.1 Grundwassertemperaturen 45 6.2.2 Ursachen von Temperaturunterschieden und -anomalien 46 6.2.2.1 Temperaturunterschiede in der Innenstadt und am Stadtrand 46 6.2.2.2 Natürliche Temperaturanomalien 47 6.2.2.3 Anthropogene Temperaturanomalien 47 6.2.3 Bewertung der Ergebnisse und Schlussfolgerungen 55 6.3 Messtechnische Erfassung der Wärmemigration in der Aerationszone 56 6.3.1 Zielstellung der Messungen 56 6.3.2 Auswahl des Messstellenstandortes 57 6.3.3 Durchführung der Messungen 58 6.3.4 Ergebnisse der Messungen 59 6.3.5 Vergleichbarkeit der Messergebnisse in Boden und Luftsäule 66 6.3.6 Weitere Messungen an Grundwassermessstellen 67 6.3.7 Bewertung der Ergebnisse und Schlussfolgerungen 70 7 MODELLIERUNG DER WASSERSTRÖMUNG UND DES WÄRMETRANSPORTS 71 7.1 Zielsetzung der modelltechnischen Arbeiten 71 7.2 Modellierung der Grundwasserströmung 71 7.2.1 Grundwassernutzung für den Epignose- und Projektionszeitraum 71 7.2.2 Aktualisierung der Eingangsgröße Grundwasserneubildung für den Epignose- und Projektionszeitraum 71 7.2.3 Ableitung der Größe rezenter und künftiger Randzuflüsse aus der Grundwasserneubildung 74 7.2.4 Rohrnetzverluste 74 7.2.5 Fließgewässer 75 7.2.6 Simulation der Grundwasserströmung mit dem Grundwassermodell 76 7.2.7 Güte der Modellanpassung 77 7.2.8 Ergebnisse der Szenarienberechnung 78 7.2.8.1 Abgrenzung von Grundwasserbilanzgebieten 78 7.2.8.2 Grundwasserbilanzen 79 7.2.8.3 Grundwasserflurabstände 82 7.2.9 Bewertung der Ergebnisse und Schlussfolgerungen 85 7.3 Modellierung des Wärmetransports 86 7.3.1 Teilmodellansatz 86 7.3.2 Berechnung des vertikalen Wärmetransports in der Aerationszone mit HYDRUS 1D 86 7.3.2.1 Epignose 86 7.3.3 Projektionen 91 7.3.3.1 Datenbasis der Modellierung 91 7.3.3.2 Ergebnisse 94 7.3.4 Bewertung der Ergebnisse und Schlussfolgerungen 96 7.4 Berechnung des Wärmetransports im Grundwasser 97 7.4.1 MODFLOW/SEAWAT – Konzeptmodelle 97 7.4.1.1 Szenarienberechnung 100 7.4.1.2 Konzeptmodell „Altstadt“ 100 7.4.1.3 Konzeptmodell „Elbbogen Übigau“ 102 7.4.1.4 Konzeptmodell „Johannstadt/Striesen“ 102 7.4.2 Ergebnisse der Modellierung 103 7.4.2.1 Konzeptmodell „Altstadt“ 103 7.4.2.2 Konzeptmodell „Elbbogen Übigau“ 106 7.4.2.3 Konzeptmodell „Johannstadt/Striesen“ 107 7.4.3 Bewertung der Ergebnisse 108 7.4.3.1 Einschätzung der Ergebnisse und Nutzung der Modelle 108 7.4.3.2 Beschränkungen der Modellaussagen und Schritte zum Detailmodell 109 8 MÖGLICHE MAßNAHMEN UND ANPASSUNGSOPTIONEN 110 8.1 Grundwassermenge 110 8.2 Grundwasserwärmehaushalt 110 8.3 Grundwasserwärmemanagement 111 9 ZUSAMMENFASSUNG 112 10 LITERATURVERZEICHNIS 114

Ectotherms are living creatures whose body temperature varies with the environment in which they live. Their physiology and metabolism have to rapidly respond to environmental changes in order to stay viable at across their tolerable thermal range (Lithgow et al. 1994). In nematodes such as Caenorhabditis elegans, temperature is an important factor that defines the fertility of the worm. A feature that delimits an ectotherm’s thermal range is the maximum temperature at which its germ line can produce gametes. How germ cells withstand high environmental stressors such as limiting temperatures is not well understood, especially when considering the thermodynamical principles that dominate the biochemical processes of the cytoplasm (Hyman and Brangwynne 2011). Previous studies in C. elegans have shown that the thermodynamic effects of temperature on the cell cycle rate in nematodes follows an Arrhenius relationship and defines the thermal range where worms can be fertile. At the limits of this relationship a breakdown of the Arrhenius trend is observed (Begasse et al. 2015a). It was hypothesized that some type of discontinuous phase transition occurred in the embryonic cells of C. elegans (Begasse et al 2015). However, it remains unknown if there is the physiological link between a drop off in fertility and the embryonic breakdown of the Arrhenius trend. This work finds the link between a temperature driven phase separation of P granules and fertility. P granules are important for germ line development and the fertility of C. elegans (Kawasaki et al. 1998b). Here it is shown that P granules mix with the cytoplasm upon a temperature quench of 27ºC to T=18ºC and de-mix from the cytoplasm forming droplets upon a temperature downshift of temperature from 18ºC to 27ºC. P granules also show a reversible behavior mixing and de-mixing with changes in temperature in vivo, having a strong dependence of these liquid-like compartments with entropy. These results were further confirmed using a minimally reconstituted, in vitro P granule system and showed that PGL-3, a constitutive component of P granules, can phase separate and form liquid compartments in a similar way as happens in vivo. Additionally, here it is shown that P granule phase separation does not require the chemical activity of other cytoplasmic factors to drive the phase separation of compartments in vivo and in vitro, instead their formation is strongly driven to mix and de-mix with changes in temperature. Furthermore, a binary phase diagram was constructed in order to compare the response of P granules in vivo and in vitro, showing that P granules form and function as a temperature driven liquid phaseseparation. Altogether, this indicates that P granules in vivo and PGL-3 liquid-like compartments in vitro, share the same temperature of mixing and de-mixing which coincides with the fertile temperature range over which Caenorhabditis elegans can reproduce. This suggests that P granule phase separation could define the thermal range of the worm.:Table of Contents 1. Abstract 2. Introduction 2 . 1 . CYTOPLASMIC ORGANIZAT ION 2 . 2 . CYTOPLASMIC PHASE SEPARATIONS 2 . 3 . P GRANULES RESEMBLE L IQUID- L IKE PROPERTI ES 2 . 4 . PHASE CHANGES AND THE CELL CYCLE 3. Aim 4. Methods 4 . 1 . STRAINS 4 . 2 . TEMPERATURE CONTROL 4.2.1. HEATING/COOLING SETUP DEVELOPMENT AND MICROSCOPE STAGE 4.2.2. CONFOCAL SAMPLE HOLDER AND HEATING/COOLING DEVICE 4.2.3. SAMPLE PREPARATION 4.2.4. TEMPERATURE OF THE MICROSCOPE OBJECTIVE 4 . 3 . IN VI VO ASSAYS 4 . 4 . IN VI TRO ASSAY 5. Results 5 . 1 . TEMPERATURE AND P GRANULE PHASE SEPARATION 5 . 2 . P GRANULES ARE TEMPERATURE SENSITIVE COMPARTMENTS 5 . 3 . P GRANULES MIX WITH THE CYTOPLASM AT 27ºC 5 . 4 . P GRANULES DO NOT NEED THE INFLUENCE OF PPTR- 1 TO FORM DROPLETS 5 . 5 . P GRANULES REVERSIBLY MIX AND DE-MIX IN VIVO 5 . 6 . PGL- 3 GRANULES PHASE SEPARATE IN V ITRO AT PHYSIOLOGICAL CONDITIONS 5 . 7 . P GRANULE PHASE SEPARATION IS REVERSIBLE IN VI VO AND IN VI TRO 5 . 8 . AN IN V ITRO PHASE DIAGRAM TO COMPARE THE THERMAL L IMITS OF P GRANULES IN V IVO 6. Discussion 6 . 1 . P GRANULES MIX AND DE-MIX IN A REVERSIBLE MANNER 6 . 2 . CONCENTRATION AND THE SPATIAL CONTROL OF P GRANULES 6 . 3 . THE ROLE OF OTHER CHEMICAL REGULATORS 6 . 4 . ECOLOGICAL RELEVANCE OF P GRANULE PHASE SEPARATION 7. Concluding Remarks 8. Bibliography

Statistische Analysen meteorologischer Zeitreihen belegen für Sachsen Veränderungen der Mittelwerte von Temperatur und Niederschlag. Um die weitere Entwicklung abzuschätzen, können Modellsimulationen genutzt werden. Dieser Beitrag geht auf die grundlegenden Methoden der globalen und regionalen Klimamodellierung ein. Anhand jahreszeitlich differenzierter Trends in simulierten und gemessenen Daten werden Klimaänderungssignale im 20. und 21. Jahrhundert für Sachsen dargestellt. Aufgrund der durch die verschiedenen regionalen Klimamodelle projizierten klimatischen Entwicklungen, sollten Klimawandelszenarien und Studien über zukünftige Klimaauswirkungen auf Ensembles verschiedener Modelle zurückgreifen. Auf diesem Wege ist es möglich, die sich aus den Klimaprojektionen ergebenden Unsicherheiten umfassender zu beurteilen. / Statistical analysis of meteorological time series provides proof of changes in temperature and precipitation in Saxony, Germany. To be able to estimate the further development, regional climate model simulations (RCMs) can be applied. This paper investigates the methods of global and regional climate modelling. Seasonal trends in observed and simulated climate change signals for the 20th and 21st century are presented for the area of the federal state of Saxony. Given the differing climate projections produced by the individual models, climate change scenarios and climate impact studies should be based on an ensemble of model output data from different RCMs, which will then enable more comprehensive evaluation of their uncertainties.

There is a debate among scholars on whether meantone temperament is historically authentic or not for performances of early music today. The debate is in some ways a continuation of an already five hundred years ongoing debate on temperaments and their effects on music. On one side there are those who claim that meantone temperament was the only used temperament during the renaissance and that it was very prevalent during the baroque period too. It should therefore be the obvious choice for early music. On the other side the perception is that meantone temperament was always seen as the lesser of evils and that equal temperament not only is superior in its abilities, but also would have been preferred by most early composers and musicians. This ongoing debate is seldom heard of outside of its spheres, but as this essay shows it is very much a contributor to the views on historical temperaments most period performers hold today.