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Im Zusammenhang mit dem globalen Klimawandel ist die Vegetation besonders wichtig, da sie die anthropogenen CO2-Emissionen aufnehmen und den Wasser- und Energiekreislauf regulieren kann. Während frühere Forschungsarbeiten wertvolle Einblicke in langfristige Veränderungen des Grüns der Vegetation und in Bezug auf die Reaktion der Vegetation auf steigende Temperaturen und atmosphärisches CO2 lieferten, sind die Wechselwirkungen zwischen Vegetation und Wasser noch immer nicht vollständig verstanden. Tatsächlich hat die Dynamik der Bodenfeuchte in der Wurzelzone einen grundlegenden Einfluss auf die Veränderung des Grüns und die Produktivität der Vegetation. Dennoch sind weder die die Empfindlichkeit der Vegetationsproduktivität gegenüber der Bodenwasserversorgung noch die funktionelle Reaktion der Vegetation (d. h. Photosynthese und Transpiration) auf Bodentrockenheitsepisoden auf globaler Ebene vollständig geklärt worden. Forschungsengpässe sind fehlende globale Beobachtungen von Vegetationsfunktion und Bodenwasservariabilität. Außerdem werden die statistischen Instrumente für die Analyse umfangreicher und vielschichtiger Daten nur unzureichend genutzt, was ein besseres Verständnis der globalen Reaktion der Vegetation auf Wasser verhindert. Gleichzeitig trägt eine bessere Kenntnis der Reaktion der Vegetation auf die Wasserversorgung zu einem besseren Verständnis des terrestrischen Wasserkreislaufs bei. Hydrologische Extremereignisse schädigen die Infrastruktur, können das menschliche Wohlergehen beeinträchtigen und treten Berichten zufolge in vielen Regionen der Welt immer häufiger und intensiver auf. Während ein Konsens über die Bedeutung meteorologischer Faktoren für die Regulierung des Wasserkreislaufs und der damit verbundenen Extremereignisse besteht, ist die Rolle der Vegetationsdynamik und -eigenschaften noch nicht ausreichend erforscht. Ihre stärkere Berücksichtigung in hydrologischen Studien bietet das Potenzial, die Prozesse, die hydrologische Extreme antreiben, genauer zu verstehen. Dadurch kann ein besseres Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Vegetation und Wasser im Hinblick auf die Wasserempfindlichkeit der Vegetation und die Rückkopplung der Vegetation auf Klimaextreme die Genauigkeit der Landoberflächenmodellierung verbessern, was für die Verbesserung der Klimaprojektionen unerlässlich ist. Dank der jüngsten Entwicklungen im Bereich der Erdbeobachtung und der Anwendbarkeit leistungsfähiger statistischer Analysewerkzeuge ist es nun möglich, globale Wechselwirkungen zwischen Vegetation und Wasser mit noch nie dagewesener Genauigkeit zu untersuchen. In diesem Zusammenhang stützt sich diese Arbeit insbesondere auf (i) neuartige Datenprodukte wie sonneninduzierte Chlorophyllfluoreszenz oder globale Bodenfeuchte und Evapotranspiration, die aus der Hochskalierung von Stationsmessungen mit Algorithmen des maschinellen Lernens gewonnen wurden, (ii) längere Aufzeichnungen und aktualisierte Aufbereitungen etablierter Datenprodukte wie Blattflächenindex und terrestrische Wasserspeicherung und (iii) die Entwicklung erklärbarer Methoden des maschinellen Lernens, mit denen Informationen effizient aus multivariaten Datenströmen abgeleitet werden können und die darüber hinaus leicht implementier- und in ökohydrologischen Studien anwendbar sind. Basierend auf diesen Datensätzen und Werkzeugen, wird in dieser Arbeit die Empfindlichkeit der globalen Vegetation gegenüber der Bodenwasserversorgung über Raum und Zeit hinweg neu untersucht.:Summary 7 Zusammenfassung 11 1 Introduction 15 1.1 Motivation 16 1.2 Terrestrial vegetation and its relationship with water supply 18 1.2.1 Vegetation functioning 18 1.2.2 Hydro-meteorological drivers of evaporation and vegetation productivity 19 1.2.3 Vegetation structure and physiology 21 1.3 Terrestrial water cycle and its relationship with vegetation 24 1.3.1 Water balance 24 1.3.2 Vegetation regulating the water cycle 26 1.3.3 The relevance of vegetation on hydrological extremes 27 1.4 Advances in observations and models 30 1.4.1 Spaceborne remote sensing 30 1.4.2 Data-driven and physical-based models 34 1.5 Research questions and thesis outline 37 1.5.1 What is the relationship between vegetation productivity and water supply? 37 1.5.2 Can vegetation regulate hydrological extremes? 38 1.5.3 Can land surface models capture vegetation-water interplay? 40 1.5.4 Thesis outline 40 2 Global vegetation controls using multi-layer soil moisture 41 2.1 Introduction 42 2.2 Data and methods 43 2.3 Results and discussion 45 2.4 Conclusions 53 2.A Appendix 54 3 Widespread increasing vegetation sensitivity to soil moisture 70 3.1 Introduction 71 3.2 Data and methods 72 3.3 Results and discussion 78 3.4 Conclusions 85 3.A Appendix 86 4 The drought effect on vegetation physiology inferred from space 101 4.1 Introduction 102 4.2 Data and methods 104 4.3 Results and discussion 111 4.4 Conclusions 122 4.A Appendix 123 5 Drought propagation into the terrestrial water cycle 136 5.1 Introduction 137 5.2 Data and methods 139 5.3 Results and discussion 145 5.4 Conclusions 155 5.A Appendix 157 6 Drivers of high river flows in European near-natural catchments 171 6.1 Introduction 172 6.2 Data and methods 173 6.3 Results and discussion 179 6.4 Conclusion 184 6.A Appendix 186 7 Synthesis 193 7.1 What is the relationship between vegetation productivity and water supply? 194 7.2 Can vegetation regulate hydrological extremes? 197 7.3 Can land surface models capture the observed vegetation-water interplay? 199 7.4 Limitations 200 7.4.1 Difficulties in predicting SIF in tropical regions 200 7.4.2 Observing terrestrial photosynthesis and evaporation 201 7.4.3 Methods related to variable importance quantification 202 7.5 Outlook 202 7.5.1 Vegetation sensitivity to soil moisture and its implications 203 7.5.2 Vegetation functioning and related structure and physiology 203 7.5.3 Extreme events: floods and drought 204 References 206 Statement of authorship contributions 238 Acknowledgements 239 Curriculum Vitae 241 Scientific publications 242 IMPRS certificate 244 / In the context of global climate change, vegetation is particularly relevant as it can take up anthropogenic CO2 emissions and regulate water and energy cycling. While previous research provided valuable insights into long-term changes in vegetation greenness and in terms of the vegetation response to increasing temperature and atmospheric CO2, vegetation-water interactions are still not fully understood. In fact, root-zone soil moisture dynamics have a fundamental influence on modulating vegetation greenness and productivity. Nevertheless, neither the sensitivity of vegetation productivity to soil water supply nor the vegetation functional response (i.e., photosynthesis and transpiration) to soil drought episodes have been fully resolved at the global scale. Missing global observations of vegetation functioning and terrestrial water variability are bottlenecks, and statistical tools for analyzing large and multi-stream data are poorly exploited, preventing a better understanding of global vegetation water response. At the same time, a better knowledge of the vegetation response to the water supply in turn advances the understanding of the terrestrial water cycle. Hydrological extremes are damaging infrastructure and can affect human well-being, and have been reported to become more frequent and intense in many regions around the world. While a consensus exists regarding the importance of meteorological drivers for regulating the water cycle and related extreme events, the role of vegetation dynamics and characteristics is understudied. Its greater consideration in hydrological studies offers the potential to more accurately understand the processes driving hydrological extremes. Thereby, a better understanding on vegetation-water interactions in terms of vegetation water sensitivity and vegetation feedbacks on climate extremes can advance the accuracy of land surface modelling which is essential to improve climate projections. Thanks to recent developments in Earth observations and in the applicability of powerful statistical analyses tools, investigating global vegetation-water interactions is now possible with unprecedented accuracy. In this context, this thesis builds particularly on (i) novel data products such as Sun-induced chlorophyll fluorescence or global gridded soil moisture and evapotranspiration products obtained from upscaling station measurements with machine learning algorithms, (ii) longer records and updated processing of established data products such as leaf area index and terrestrial water storage, and (iii) the development of explainable machine learning methods which can efficiently derived information from multivariate data streams, and are furthermore implemented and readily applicable in ecohydrological studies. With these datasets and tools, this thesis revisits the sensitivity of global vegetation to soil water supply across space and time.:Summary 7 Zusammenfassung 11 1 Introduction 15 1.1 Motivation 16 1.2 Terrestrial vegetation and its relationship with water supply 18 1.2.1 Vegetation functioning 18 1.2.2 Hydro-meteorological drivers of evaporation and vegetation productivity 19 1.2.3 Vegetation structure and physiology 21 1.3 Terrestrial water cycle and its relationship with vegetation 24 1.3.1 Water balance 24 1.3.2 Vegetation regulating the water cycle 26 1.3.3 The relevance of vegetation on hydrological extremes 27 1.4 Advances in observations and models 30 1.4.1 Spaceborne remote sensing 30 1.4.2 Data-driven and physical-based models 34 1.5 Research questions and thesis outline 37 1.5.1 What is the relationship between vegetation productivity and water supply? 37 1.5.2 Can vegetation regulate hydrological extremes? 38 1.5.3 Can land surface models capture vegetation-water interplay? 40 1.5.4 Thesis outline 40 2 Global vegetation controls using multi-layer soil moisture 41 2.1 Introduction 42 2.2 Data and methods 43 2.3 Results and discussion 45 2.4 Conclusions 53 2.A Appendix 54 3 Widespread increasing vegetation sensitivity to soil moisture 70 3.1 Introduction 71 3.2 Data and methods 72 3.3 Results and discussion 78 3.4 Conclusions 85 3.A Appendix 86 4 The drought effect on vegetation physiology inferred from space 101 4.1 Introduction 102 4.2 Data and methods 104 4.3 Results and discussion 111 4.4 Conclusions 122 4.A Appendix 123 5 Drought propagation into the terrestrial water cycle 136 5.1 Introduction 137 5.2 Data and methods 139 5.3 Results and discussion 145 5.4 Conclusions 155 5.A Appendix 157 6 Drivers of high river flows in European near-natural catchments 171 6.1 Introduction 172 6.2 Data and methods 173 6.3 Results and discussion 179 6.4 Conclusion 184 6.A Appendix 186 7 Synthesis 193 7.1 What is the relationship between vegetation productivity and water supply? 194 7.2 Can vegetation regulate hydrological extremes? 197 7.3 Can land surface models capture the observed vegetation-water interplay? 199 7.4 Limitations 200 7.4.1 Difficulties in predicting SIF in tropical regions 200 7.4.2 Observing terrestrial photosynthesis and evaporation 201 7.4.3 Methods related to variable importance quantification 202 7.5 Outlook 202 7.5.1 Vegetation sensitivity to soil moisture and its implications 203 7.5.2 Vegetation functioning and related structure and physiology 203 7.5.3 Extreme events: floods and drought 204 References 206 Statement of authorship contributions 238 Acknowledgements 239 Curriculum Vitae 241 Scientific publications 242 IMPRS certificate 244

Ein nichtparametrisches Schätzverfahren für die quadratische Kovariation von hochfrequent nicht-synchron beobachteter Itô-Prozessen mit einem additiven Rauschen wird entwickelt. Für eine artverwandte Folge von statistischen Experimenten wird die lokal asymptotische Normalität (LAN) im Sinne von Le Cam bewiesen. Mit dieser lassen sich optimale Konvergenzraten und Effizienzschranken für asymptotische Varianzen ableiten. Der vorgestellte Schätzer wird auf Grundlage von zwei modernen Verfahren, für die Anwendung bei nicht-synchronen Beobachtungen zum einen, und einem additiven Rauschen zum anderen, entwickelt. Der Hayashi-Yoshida Schätzer wird in einer neuen Darstellung eingeführt, welche einen Synchronisierungsalgorithmus mit einschließt, der für die kombinierte Methode ausgelegt werden kann. Es wird eine stabiles zentrales Grenzwerttheorem bewiesen, wobei spezieller Wert auf die Analyse des Einflusses der Nicht-Synchronität auf die asymptotische Varianz gelegt wird. Nach diesen Vorbereitungen wird das kombinierte Schätzverfahren für den allgemeinsten Fall nicht-synchroner verrauschter Beobachtungen vorgestellt. Dieses beruht auf Subsampling- und Multiskalenmethoden, die auf Mykland, Zhang und Aït-Sahalia zurück gehen. Es vereint positive Eigenschaften der beiden Ursprünge. Das zentrale Resultat dieser Arbeit ist der Beweis, dass der Schätzfehler stabil in Verteilung gegen eine gemischte Normalverteilung konvergiert. Für die asymptotische Varianz wird ein konsistenter Schätzer angegeben. In einer Anwendungsstudie wird eine praktische Implementierung des Schätzverfahrens, die die Wahl von abhängigen Parametern beinhaltet, getestet und auf ihre Eigenschaften im Falle endlicher Stichprobenumfänge untersucht. Neuen fortgeschrittenen Entwicklungen auf dem Forschungsfeld von Seite anderer Autoren wird Rechnung getragen durch Vergleiche und diesbezügliche Kommentare. / A nonparametric estimation approach for the quadratic covariation of Itô processes from high-frequency observations with an additive noise is developed. It is proved that a closely related sequence of statistical experiments is locally asymptotically normal (LAN) in the Le Cam sense. By virtue of this property optimal convergence rates and efficiency bounds for asymptotic variances of estimators can be concluded. The proposed nonparametric estimator is founded on a combination of two modern estimation methods devoted to an additive observation noise on the one hand and asynchronous observation schemes on the other hand. We reinvent this Hayashi-Yoshida estimator in a new illustration that can serve as a synchronization method which is possible to adapt for the combined approach. A stable central limit theorem is proved focusing especially on the impact of non-synchronicity on the asymptotic variance. With this preparations on hand, the generalized multiscale estimator for the noisy and asynchronous setting arises. This convenient method for the general model is based on subsampling and multiscale estimation techniques that have been established by Mykland, Zhang and Aït-Sahalia. It preserves valuable features of the synchronization methodology and the estimators to cope with noise perturbation. The central result of the thesis is that the estimation error of the generalized multiscale estimator converges with optimal rate stably in law to a centred mixed normal limiting distribution on fairly general regularity assumptions. For the asymptotic variance a consistent estimator based on time transformed histograms is given making the central limit theorem feasible. In an application study a practicable estimation algorithm including a choice of tuning parameters is tested for its features and finite sample size behaviour. We take account of recent advances on the research field by other authors in comparisons and notes.

Objectives: The management of patients with multifocal motor neuropathy (MMN) under everyday clinical conditions has been insufficiently studied. We therefore collected comprehensive observational data on patients with MMN who received intravenous (IV) or subcutaneous (SC) immunoglobulins (IGs) as maintenance therapy. Methods: This was a prospective, noninterventional study (registry) in neurological centres (hospitals and offices) throughout Germany. Results: As of 1 December 2015, 80 patients with MMN were included (mean age 55.4 ± 9.8 years, 67% males, mean disease duration 10.7 ± 10.2 years). The affected limb regions were predominantly distal muscle groups of the upper extremities. On the inflammatory neuropathy cause and treatment (INCAT) scale, 94% of the patients had some disability in the arms and 61% in the legs. At inclusion, 98.8% received IVIG and 1.3% SCIG. Substantial variation was observed between IVIG treatment intervals (every 0.7 to 17.3 weeks) and dosage (0.2–2.1 g/kg body weight received during a single administration; mean monthly dosage, 0.9 g/kg body weight). However, the mean monthly dosage was steady over time. At 1-year follow up, improvement was seen in muscle strength, INCAT and quality of life (QoL) scores (SF-36 questionnaire). Conclusions: The management of patients with MMN in everyday clinical practice demonstrates a wide range of absolute dosages and treatment intervals of IG, supporting the recommended practice of determining treatment dose on an individual patient basis. The improvements in muscle strength and reduction in disability, accompanied by increased QoL, strengthen the case for use of IG as a maintenance treatment for MMN.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit zwei Aspekten der Gammastrahlungsastronomie. Einerseits studiert sie die Anforderungen an das zukünftige CTA-Observatorium für Gammastrahlung und präsentiert insbesondere Abschätzungen der Datenmengen, die während des Betriebs des Observatoriums anfallen werden. Für das größere CTA-Teleskopfeld auf der Südhalbkugel werden demnach eine Triggerate von 13 kHz und Datenraten von bis zu 2500 MB/s erwartet. Unter der Annahme, dass 15% der Zeit für Beobachtungen genutzt werden können, ergibt sich in 15 Jahren ein Datenvolumen von bis zu 165 PB. Die Implementation eines entsprechenden Systems zur Datenerfassung und -speicherung stellt eine Herausforderung dar, die jedoch mit existierenden Technik bewältigt werden kann. Andererseits befasst sie sich mit dem Supernovaüberrest RX J0852.0-4622 (auch bekannt als Vela Junior), präsentiert die Ergebnisse einer Analyse von Daten, die mit dem H.E.S.S.-Experiment genommen wurden, und geht der Frage nach, ob RX J0852.0-4622 ein kosmischer Teilchenbeschleuniger ist. Dabei erlauben die präzisen Messungen eine im Vergleich zu früheren Veröffentlichungen verbesserte Bestimmung der Eigenschaften der emittierenden Teilchenpopulation. Es ergibt sich, dass das Energiespektrum von RX J0852.0-4622 ein Potenzgesetz ist, das zu hohen Energien hin mit einer Abschneideenergie von 7.2 TeV exponentiell unterdrückt wird. Abschließend wird anhand von Simulation gezeigt, dass CTA die Abschneideenergie von RX J0852.0-4622 signifikant besser bestimmen können wird. Diese genauere Vermessung des Energiespektrums sollte dazu beitragen, den hadronischen oder leptonischen Charakter der Emission aufzuklären. / This work focuses on two different aspects of gamma-ray astronomy. On the one hand, it studies the instrumental challenge posed by the future CTA Observatory by estimating the amount of data to be collected. Based on an analysis of simulated data, the more demanding southern array is expected to have an array trigger rate of 13 kHz, a data rate of up to 2500 MB/s and a data volume after 15 yr of operation and assuming a duty cycle of 15% of up to 165 PB. The design of the data acquisition and storage systems will be a challenge but should be manageable with existing technologies. On the other hand, it studies supernova remnants, by presenting analysis results of the gamma-ray data of the RX J0852.0-4622 supernova remnant (commonly known as Vela Junior) measured with the operating H.E.S.S. experiment and interpreting them in order to check the plausibility of RX J0852.0-4622 being a cosmic ray accelerator. The more precise measurements permit a better determination of the parent particle population properties with respect to previous publications. More precisely, a clear curvature of the spectrum of RX J0852.0-4622 is measured with an exponential energy cut-off at 7.2 TeV. Finally, the analysis of simulated data shows that CTA should be able to significantly improve the determination of the spectral energy cut-off of RX J0852.0-4622, which should help in identifying the nature of the gamma-ray emission.

Les galaxies sont des sondes observationnelles pour l'étude des structures de l'Univers. Leur mouvement gravitationnel permet de tracer la densité totale de matière. Par ailleurs, l'étude de la formation des structures et galaxies s'appuie sur les simulations numériques cosmologiques. Cependant, un seul univers observable à partir d'une position donnée, en temps et espace, est disponible pour comparaison avec les simulations. La variance cosmique associée affecte notre capacité à interpréter les résultats. Les simulations contraintes par les données observationnelles constituent une solution optimale au problème. Réaliser de telles simulations requiert les projets Cosmicflows et CLUES. Cosmicflows construits des catalogues de mesures de distances précises afin d'obtenir les déviations de l'expansion. Ces mesures sont principalement obtenues avec la corrélation entre la luminosité des galaxies et la vitesse de rotation de leur gaz. La calibration de cette relation est présentée dans le mi-infrarouge avec les observations du télescope spatial Spitzer. Les estimations de distances résultantes seront intégrées au troisième catalogue de données du projet. En attendant, deux catalogues de mesures atteignant 30 et 150 h−1 Mpc ont été publiés. Les améliorations et applications de la méthode du projet CLUES sur les deux catalogues sont présentées. La technique est basée sur l'algorithme de réalisation contrainte. L'approximation de Zel'dovich permet de calculer le champ de déplacement cosmique. Son inversion repositionne les contraintes tridimensionnelles reconstruites à l'emplacement de leur précurseur dans le champ initial. La taille inégalée, 8000 galaxies jusqu'`a une distance de 150 h−1 Mpc, du second catalogue a mis en évidence l'importance de minimiser les biais observationnels. En réalisant des tests sur des catalogues de similis, issus des simulations cosmologiques, une méthode de minimisation des biais peut être dérivée. Finalement, pour la première fois, des simulations cosmologiques sont contraintes uniquement par des vitesses particulières de galaxies. Le procédé est une réussite car les simulations obtenues ressemblent à l'Univers Local. Les principaux attracteurs et vides sont simulés à des positions approchant de quelques mégaparsecs les positions observationnelles, atteignant ainsi la limite fixée par la théorie linéaire / Galaxies are observational probes to study the Large Scale Structure. Their gravitational motions are tracers of the total matter density and therefore of the Large Scale Structure. Besides, studies of structure formation and galaxy evolution rely on numerical cosmological simulations. Still, only one universe observable from a given position, in time and space, is available for comparisons with simulations. The related cosmic variance affects our ability to interpret the results. Simulations constrained by observational data are a perfect remedy to this problem. Achieving such simulations requires the projects Cosmicflows and CLUES. Cosmicflows builds catalogs of accurate distance measurements to map deviations from the expansion. These measures are mainly obtained with the galaxy luminosity-rotation rate correlation. We present the calibration of that relation in the mid-infrared with observational data from Spitzer Space Telescope. Resulting accurate distance estimates will be included in the third catalog of the project. In the meantime, two catalogs up to 30 and 150 h−1 Mpc have been released. We report improvements and applications of the CLUES’ method on these two catalogs. The technique is based on the constrained realization algorithm. The cosmic displacement field is computed with the Zel’dovich approximation. This latter is then reversed to relocate reconstructed three-dimensional constraints to their precursors’ positions in the initial field. The size of the second catalog (8000 galaxies within 150 h−1 Mpc) highlighted the importance of minimizing the observational biases. By carrying out tests on mock catalogs, built from cosmological simulations, a method to minimize observational bias can be derived. Finally, for the first time, cosmological simulations are constrained solely by peculiar velocities. The process is successful as resulting simulations resemble the Local Universe. The major attractors and voids are simulated at positions approaching observational positions by a few megaparsecs, thus reaching the limit imposed by the linear theory / Die Verteilung der Galaxien liefert wertvolle Erkenntnisse über die großräumigen Strukturen im Universum. Ihre durch Gravitation verursachte Bewegung ist ein direkter Tracer für die Dichteverteilung der gesamten Materie. Die Strukturentstehung und die Entwicklung von Galaxien wird mithilfe von numerischen Simulationen untersucht. Es gibt jedoch nur ein einziges beobachtbares Universum, welches mit der Theorie und den Ergebnissen unterschiedlicher Simulationen verglichen werden muß. Die kosmische Varianz erschwert es, das lokale Universum mit Simulationen zu reproduzieren. Simulationen, deren Anfangsbedingungen durch Beobachtungsdaten eingegrenzt sind (“Constrained Simulations”) stellen eine geeignete Lösung dieses Problems dar. Die Durchführung solcher Simulationen ist das Ziel der Projekte Cosmicflows und CLUES. Im Cosmicflows-Projekt werden genaue Entfernungsmessungen von Galaxien erstellt, welche die Abweichung von der allgemeinen Hubble- Expansion abbilden. Diese Messungen werden hauptsächlich aus der Korrelation zwischen Leuchtkraft und Rotationsgeschwindigkeit von Spiralgalaxien gewonnen. In dieser Arbeit wird die Kalibrierung dieser Beziehung im mittleren Infrarot mithilfe von Daten vom Spitzer Space Telescope vorgestellt. Diese neuen Entfernungsbestimmungen werden im dritten Katalog des Cosmicflows Projekts enthalten sein. Bisher wurden zwei Kataloge veröffentlicht, mit Entfernungen bis zu 30 beziehungsweise 150 h−1 Mpc. In dieser Arbeit wird die CLUESMethode auf diese zwei Kataloge angewendet und Verbesserungen warden vorgestellt und diskutiert. Zunächst wird das kosmische Verschiebungsfeld mithilfe der Zeldovich-Näherung bestimmt. In umgekehrter Richtung kann man damit die aus heutigen Beobachtungsdaten rekonstruierten dreidimensionalen Constraints an ihren Ursprungsort im frühen Universum zurückzuversetzen. Durch den großen Datenumfang des cosmicflows-2 Katalogs (8000 Galaxien bis zu einer Entfernung von 150 h−1 Mpc) ist es besonders wichtig, den Einfluss verschiedener Beobachtungsfehler zu minimieren. Eine für das lokale Universum angepasste Korrekturmethode lässt sich durch die Untersuchung von Mock-Katalogen finden, welche aus kosmologischen Simulationen gewonnen werden. Schließlich stellt diese Arbeit erstmals kosmologische Simulationen vor, die ausschließlich durch Pekuliargeschwindigkeiten eingegrenzt sind. Der Erfolg dieser Methode wird dadurch bestätigt, dass die dadurch erzeugten Simulationen dem beobachteten lokalen Universum sehr ähnlich sind. Die relevanten Attraktoren und Voids liegen in den Simulationen an Positionen, welche bis auf wenige Megaparsec mit den beobachteten Positionen übereinstimmen. Die Simulationen erreichen damit die durch die lineare Theorie gegebene Genauigkeitsgrenze

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