The impact of climate change is increasingly important to the design of urban water infrastructure like stormwater systems, sewage systems and drinking water systems. Growing evidence indicates that the water sector will not only be affected by climate change, but it will reflect and deliver many of its impacts through floods, droughts, or extreme rainfall events. Water resources will change in both quantity and quality, and the infrastructure of stormwater and wastewater facilities may face greater risk of damage caused by storms, floods and droughts. The effect of the climate change will put more difficulties on operations to disrupted services and increased cost of the water and wastewater services. Governments, urban planners, and water managers should therefore re-examine development processes for municipal water and wastewater services and are adapt strategies to incorporate climate change into infrastructure design, capital investment projects, service provision planning, and operation and maintenance. According to the Intergovernmental Panel on Climate Change, the global mean temperature has increased by 0,7 °C during the last 100 years and, as a consequence, the hydrological cycle has intensified with, for example, more acute rainfall events. As urban drainage systems have been developed over a long period of time and design criteria are based upon climatic characteristics, these changes will affect the systems and the city accordingly. The overall objective of this thesis is to increase the knowledge about the climate change impacts on the stormwater system in Al Hillah city/Iraq. In more detail, the objective is to investigate how climate change could affect urban drainage systems specifically stormwater infrastructure, and also to suggest an adaptation plan for these changes using adaptation plans examples from international case studies. Three stochastic weather generators have been investigated in order to understand the climate and climate change in Al Hillah. The stochastic weather generators have been used in different kind of researches and studies; for example in hydrology, floods management, urban water design and analysis, and environmental protection. To make such studies efficient, it is important to have long data records (typically daily data) so the weather generator can generate synthetic daily weather data based on a sound statistical background. Some weather generators can produce the climate change scenarios for different kind of global climate models. They can be used also to produce synthetic data for a site that does not have enough data by using interpolation methods. To ensure that the weather generator is fitting the climate of the region properly, it should be tested against observed data, whether the synthetic data are sufficiently similar. At the same time, the accuracy of the weather generator is different from region to region and depends on the respective climate properties. Testing three weather generators GEM6, ClimGen and LARS-WG at eight climate stations in the region of Babylon governorate/Iraq, where Al Hillah is located, is one of the purposes of the first part of this study. LARS-WG uses a semi-parametric distribution (developed distribution), whereas GEM6 and ClimGen use a parametric distribution (less complicated distribution). Different statistical tests have been selected to compare observed and synthetic weather data for the same kind, for instance, the precipitation and temperature distribution (wet and dry season). The result shows that LARS-WG represents the observed data for Babylon region in a better way than ClimGen, whereas GEM6 seems to misfit the observed data. The synthetic data will be used for a first simulation of urban run-off during the wet season and the consequences of climate change for the design and re-design of the urban drainage system in Al Hillah. The stochastic weather generator LARS is then used to generate ensembles of future weather data using five Global Climate Models (GCMs) that best captured the full range of uncertainty. These Global Climate Models are used to construct future climate scenarios of temperature and precipitation over the region of Babylon Governorate in Iraq. The results show an increase in monthly temperatures and a decrease in the total amount of rain, yet the extreme rain events will be more intense in a shorter time. Changes in the amount, timing, and intensity of rain events can affect the amount of stormwater runoff that needs to be controlled. The climate change calculated projections may make existing stormwater-related flooding worse. Different districts in Al Hillah city may face more frequent stormwater floods than before due to the climate change projections. All the results that have been taken from the Global Climate Models are in a daily resolution format and in order to run the Storm Water Management Model it is important to have all data in a minimum of one hour resolution. In order to fulfill this condition a disaggregation model has been used. Some hourly precipitation data were required to calibrate the temporal disaggregation model; however none of the climate stations and rain gauges in the area of interest have hourly resolution data, so the hourly data from Baghdad airport station have been used for that calibration. The changes in the flood return periods have been seen in the projected climate change results, and a return period will only remain valid over time if environmental conditions do not change. This means that return periods used for planning purposes may need to be updated more often than previously, because values calculated based on the past 30 years of data may become unrepresentative within a relatively short time span. While return periods provide useful guidance for planning the effects of flooding and related impacts, they need to be used with care, and allowances have to be made for extremes that may occur more often than may be expected. In the study area with separated stormwater systems, the Storm Water Management Model simulation shows that the number of surface floods as well as of the floods increases in the future time periods 2050s and 2080s. Future precipitation will also increase both the flooding frequency and the duration of floods; therefore the need to handle future situations in urban drainage systems and to have a well-planned strategy to cope with future conditions is evident. The overall impacts on urban drainage systems due to the increase of intensive precipitation events need to be adapted. For that reason, recommendations for climate change adaptation in the city of Al Hillah have been suggested. This has been accomplished by merging information from the review of five study cases, selected based on the amount and quality of information available. The cities reviewed are Seattle (USA), Odense (Denmark), Tehran (Iran), and Khulna (Bangladesh).:Preface Acknowledgment Abstract Kurzfassung Contents List of Figures List of Tables List of Listing List of Abbreviation Introduction 1.1. Background of The Research 1.2. The Climate Change Challenge 1.3. Urban Water Systems and Climate Change 1.4. Climate Change and Urban Drainage Adaptation Plan 1.5. Objectives of the Research 1.6. Research Problems and Hypothesis 1.7. Dissertation Structure 1.8. Delimitations Climate History and Climate Change Projections in Al Hillah City Chapter One: State of the Art on Climate Change 2.1.1. The Earth’s Climate System 2.1.2. Climate Change 2.1.3. Emission Scenarios 2.1.4. Global Climate Change 2.1.5. Climate Models 2.1.6. Downscaling Chapter Two: Topography and Climate of the Study Area 2.2.1. Location 2.2.2. Topography 2.2.3. Climate Chapter Three: Climate Change - Methodology and Data 2.3.1. Methodology 2.3.1.1. Stochastic Weather Generators 2.3.1.2. Description of Generators Used in the Comparison 2.3.1.3. Statistical Analysis Comparison Test 2.3.2. Data 2.3.2.1. Required data for modelling 2.3.2.2. Historical daily data required for the weather generators 2.3.2.3. Minimum requirements 2.3.2.4. Data Availability Chapter Four: Results Analysis and Evaluation of Climate Change 2.4.1. Weather Generators Comparison Test results 2.4.1.1.The p-value test Temperature Comparison results Precipitation Comparison Results 2.4.2. LARS Weather Generator Future Scenario 2.4.2.1.1. Climate Change Scenarios for the region of Babylon governorate Storm Water System and Urban Flooding in Al Hillah City Chapter one: Urban Water Modelling 3.1.1. General Overview and Background 3.1.1.1. Storm water systems 3.1.2. Urban Runoff Models 3.1.3. An Overview of Runoff Estimation Methods 3.1.3.1. Computer Modelling in Urban Drainage 3.1.3.2.Statistical Rational Method (SRM) 3.1.4. Models Based on Statistical Rational Method 3.1.5. Urban Rainfall-Runoff Methods 3.1.6. Accuracy Level in Urban Catchment Models Chapter Two: Urban Water System in Al Hillah City and Data Requirement for Modelling 3.2.1. History 3.2.2. Current Situation 3.2.2.1. Urban water system Iraq 3.2.2.2. Urban Water description in Babylon governorate 3.2.2.3. Drinking water network 3.2.2.4. Sewerage infrastructure 3.2.3. Required data for modelling Chapter Three: Methodology to Disaggregate Daily Rain Data and Model Storm Water Runoff 3.3.1. Temporal Disaggregation (hourly from daily) 3.3.1.1. Background of Disaggregation 3.3.1.2. Disaggregation techniques 3.3.1.3. DiMoN Disaggregation Tool 3.3.1.4. Input Data 3.3.1.5. Methods Formerly Used 3.3.2. EPA Storm Water Management Model (SWMM) 3.3.2.1. Verification and Calibration 3.3.2.2. Stormwater Management Model PCSWMM 3.3.2.3. Complete support for all USEPA SWMM5 engine capabilities Chapter Four: Urban Flooding Results 3.4.1. Disaggregation of the daily rain data to hourly data 3.4.1.1.The 1 hour events properties 3.4.1.2. Estimating the rain events in each climate change scenario 3.4.1.3. Past, Current and future return periods 3.4.2. Storm Water Management Model PCSWMM Calibration 3.4.3.Return periods and Urban Floods 3.4.3.1.Network simulation 3.4.3.2.Properties with previous flooding problems 3.4.3.3.Storm water system simulation under 1 hour-2, 5 and 10 years return period 3.4.3.4.Storm water system simulation under 1 hour-25 years return period 3.4.3.5.Storm water system simulation under 1 hour-50 years return period 3.4.3.6. Storm water system simulation under 1 hour – 100, 200, 500 and 1000 years return period 3.4.3.7.Total Flooding Adaptation Plan for Al Hillah City Chapter One: International Case Studies 4.1.1. Historical precipitation analysis 4.1.2. Current and projected future climate change, impacts and adaptation plan for each selected city 4.1.2.1. Seattle 4.1.2.2. Odense 4.1.2.3. Tehran 4.1.2.4. Khulna 4.1.2.5. Melbourne 4.1.3. Drainage System of the Studied Cities 4.1.3.1. Drainage System in Seattle 4.1.3.2. Drainage System in Odense 4.1.3.3. Drainage System in Tehran 4.1.3.4. Drainage System in Khulna 4.1.3.5. Drainage System in Melbourne Chapter Two: Adaptation Plan for Al Hillah City 4.2.1. Conclusions from Adaptation Options Analysed 4.2.2. Suggestions for Al Hillah City 4.2.3. Adaptation Actions Overall Conclusion Bibliography / Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Gestaltung der städtischen Wasserinfrastruktur wie Regenwasser, Kanalisation und Trinkwassersysteme werden immer wichtiger. Eine wachsende Anzahl von Belegen zeigt, dass der Wassersektor nicht nur durch den Klimawandel beeinflusst werden wird, aber er wird zu reflektieren und liefern viele seiner Auswirkungen durch Überschwemmungen, Dürren oder extreme Niederschlagsereignisse. Die Wasserressourcen werden sich in Quantität und Qualität verändern, und die Infrastruktur von Regen-und Abwasseranlagen kann einer größeren Gefahr von Schäden durch Stürme, Überschwemmungen und Dürren ausgesetzt sein. Die Auswirkungen des Klimawandels werden zu mehr Schwierigkeiten im Betrieb gestörter Dienstleistungen und zu erhöhten Kosten für Wasser-und Abwasserdienstleistungen führen. Regierungen, Stadtplaner, und Wasser-Manager sollten daher die Entwicklungsprozesse für kommunale Wasser-und Abwasserdienstleistungen erneut überprüfen und Strategien anpassen, um den Klimawandel in Infrastruktur-Design, Investitionsprojekte, Planung von Leistungserbringung, sowie Betrieb und Wartung einzuarbeiten. Nach Angaben des Intergovernmental Panel on Climate Change hat die globale Mitteltemperatur in den letzten 100 Jahren um 0,7 °C zugenommen, und in der Folge hat sich der hydrologische Zyklus intensiviert mit, zum Beispiel, stärkeren Niederschlagsereignisse. Da die städtischen Entwässerungssysteme über einen langen Zeitraum entwickelt wurden und Design-Kriterien auf klimatischen Eigenschaften beruhen, werden diese Veränderungen die Systeme und die Stadt entsprechend beeinflussen. Das übergeordnete Ziel dieser Arbeit ist es, das Wissen über die Auswirkungen des Klimawandels auf das Regenwasser-System in der Stadt Hilla / Irak zu bereichern. Im Detail ist das Ziel, zu untersuchen, wie der Klimawandel die Siedlungsentwässerung und insbesondere die Regenwasser-Infrastruktur betreffen könnte. Desweiteren soll ein Anpassungsplan für diese Änderungen auf der Grundlage von beispielhaften Anpassungsplänen aus internationalen Fallstudienvorgeschlagen werden. Drei stochastische Wettergeneratoren wurden untersucht, um das Klima und den Klimawandel in Hilla zu verstehen. Stochastische Wettergeneratoren wurden in verschiedenen Untersuchungen und Studien zum Beispiel in der Hydrologie sowie im Hochwasser-Management, Siedlungswasser-Design- und Analyse, und Umweltschutz eingesetzt. Damit solche Studien effizient sind, ist es wichtig, lange Datensätze (in der Regel Tageswerte) haben, so dass der Wettergenerator synthetische tägliche Wetterdaten erzeugen kann, dieauf einem soliden statistischen Hintergrund basieren. Einige Wettergeneratoren können Klimaszenarien für verschiedene Arten von globalen Klimamodellen erzeugen. Sie können unter Verwendung von Interpolationsverfahren auch synthetische Daten für einen Standort generieren, für den nicht genügend Daten vorliegen. Um sicherzustellen, dass der Wettergenerator dem Klima der Region optimal entspricht, sollte gegen die beobachteten Daten geprüft werden, ob die synthetischen Daten ausreichend ähnlich sind. Gleichzeitig unterscheidet sich die Genauigkeit des Wettergenerator von Region zu Region und abhängig von den jeweiligen Klimaeigenschaften. Der Zweck des ersten Teils dieser Studie ist es daher, drei Wettergeneratoren, namentlich GEM6, ClimGen und LARS-WG, an acht Klimastationen in der Region des Gouvernements Babylon / Irak zu testen. LARS-WG verwendet eine semi-parametrische Verteilung (entwickelte Verteilung), wohingegen GEM6 und ClimGen eine parametrische Verteilung (weniger komplizierte Verteilung) verwenden. Verschiedene statistische Tests wurden ausgewählt, um die beobachteten und synthetischen Wetterdaten für identische Parameter zu vergleichen, zum Beispiel die Niederschlags- und Temperaturverteilung (Nass-und Trockenzeit). Das Ergebnis zeigt, dass LARS-WG die beobachteten Daten für die Region Babylon akkurater abzeichnet, als ClimGen, wobei GEM6 die beobachteten Daten zu verfehlen scheint. Die synthetischen Daten werden für eine erste Simulation des städtischen Run-offs in der Regenzeit sowie der Folgen des Klimawandels für das Design und Re-Design des städtischen Entwässerungssystems in Hilla verwendet. Der stochastische Wettergenerator LARS wird dann verwendet, um Gruppen zukünftiger Wetterdaten unter Verwendung von fünf globalen Klimamodellen (GCM), die das gesamte Spektrum der Unsicherheit am besten abdecken, zu generieren. Diese globalen Klimamodelle werden verwendet, um zukünftige Klimaszenarien der Temperatur und des Niederschlags für die Region Babylon zu konstruieren. Die Ergebnisse zeigen, eine Steigerung der monatlichen Temperaturen und eine Abnahme der Gesamtmenge der Regen, wobei es jedoch extremere Regenereignissen mit höherer Intensivität in kürzerer Zeit geben wird. Veränderungen der Höhe, des Zeitpunkt und der Intensität der Regenereignisse können die Menge des Abflusses von Regenwasser, die kontrolliert werden muss, beeinflussen. Die Klimawandel-Prognosen können bestehende regenwasserbedingte Überschwemmungen verschlimmern. Verschiedene Bezirke in Hilla können stärker von Regenfluten betroffen werden als bisher aufgrund der Prognosen. Alle Ergebnisse, die von den globalen Klimamodellen übernommen wurden, sind in täglicher Auflösung und um das Regenwasser-Management-Modell anzuwenden, ist es wichtig, dass alle Daten in einer Mindestauflösung von einer Stunde vorliegen. Zur Erfüllung dieser Bedingung wurde ein eine Aufschlüsselungs-Modell verwendet. Einige Stunden-Niederschlagsdaten waren erforderlich, um das zeitliche Aufschlüsselungs-Modell zu kalibrieren. Da weder die Klimastationen noch die Regen-Messgeräte im Interessenbereich über stundenauflösende Daten verfügt, wurden die Stundendaten von Flughäfen in Bagdad verwendet. Die Veränderungen in den Hochwasserrückkehrperioden sind in den projizierten Ergebnissen des Klimawandels ersichtlich, und eine Rückkehrperiode wird nur dann über Zeit gültig bleiben, wenn sich die Umweltbedingungen nicht ändern. Dies bedeutet, dass Wiederkehrperioden, die für Planungszwecke verwendet werden, öfter als bisher aktualisiert werden müssen, da die auf Grundlage von Daten der letzten 30 Jahre berechneten Werte innerhalb einer relativ kurzen Zeitspanneunrepräsentativ werden können. Während Wiederkehrperioden bieten nützliche Hinweise für die Planung die Effekte von Überschwemmungen und die damit verbundenen Auswirkungen, müssen aber mit Vorsicht verwendet werden, und Extreme, die öfter eintreten könnten als erwartet, sollten berücksichtigt werden. Im Studienbereich mit getrennten Regenwassersystemen zeigt die Simulation des Regenwasser-Management-Modells, dass sich die Anzahl der Oberflächenhochwasser sowie der Überschwemmungen im Zeitraum 2050e-2080 erhöhen wird. Zukünftige Niederschläge werdensowohl die Hochwasser-Frequenz als auch die Dauer von Überschwemmungen erhöhen. Daher ist die Notwendigkeit offensichtlich, zukünftige Situationen in städtischen Entwässerungssystemen zu berücksichtigen und eine gut geplante Strategie zu haben, um zukünftige Bedingungen zu bewältigen. Die gesamten Auswirkungen auf die Siedlungsentwässerungssyteme aufgrund der Zunahme von intensiven Niederschlagsereignissen müssen angepasst werden. Aus diesem Grund wurden Empfehlungen für die Anpassung an den Klimawandel in der Stadt Hilla vorgeschlagen. Diese wurden durch die Zusammenführung von Informationen aus der Prüfung von fünf Fallstudien, ausgewählt aufgrund der Menge und Qualität der verfügbaren Informationen, erarbeitet,. Die bewerteten Städte sind Seattle (USA), Odense (Dänemark), Teheran (Iran), und Khulna (Bangladesch).:Preface Acknowledgment Abstract Kurzfassung Contents List of Figures List of Tables List of Listing List of Abbreviation Introduction 1.1. Background of The Research 1.2. The Climate Change Challenge 1.3. Urban Water Systems and Climate Change 1.4. Climate Change and Urban Drainage Adaptation Plan 1.5. Objectives of the Research 1.6. Research Problems and Hypothesis 1.7. Dissertation Structure 1.8. Delimitations Climate History and Climate Change Projections in Al Hillah City Chapter One: State of the Art on Climate Change 2.1.1. The Earth’s Climate System 2.1.2. Climate Change 2.1.3. Emission Scenarios 2.1.4. Global Climate Change 2.1.5. Climate Models 2.1.6. Downscaling Chapter Two: Topography and Climate of the Study Area 2.2.1. Location 2.2.2. Topography 2.2.3. Climate Chapter Three: Climate Change - Methodology and Data 2.3.1. Methodology 2.3.1.1. Stochastic Weather Generators 2.3.1.2. Description of Generators Used in the Comparison 2.3.1.3. Statistical Analysis Comparison Test 2.3.2. Data 2.3.2.1. Required data for modelling 2.3.2.2. Historical daily data required for the weather generators 2.3.2.3. Minimum requirements 2.3.2.4. Data Availability Chapter Four: Results Analysis and Evaluation of Climate Change 2.4.1. Weather Generators Comparison Test results 2.4.1.1.The p-value test Temperature Comparison results Precipitation Comparison Results 2.4.2. LARS Weather Generator Future Scenario 2.4.2.1.1. Climate Change Scenarios for the region of Babylon governorate Storm Water System and Urban Flooding in Al Hillah City Chapter one: Urban Water Modelling 3.1.1. General Overview and Background 3.1.1.1. Storm water systems 3.1.2. Urban Runoff Models 3.1.3. An Overview of Runoff Estimation Methods 3.1.3.1. Computer Modelling in Urban Drainage 3.1.3.2.Statistical Rational Method (SRM) 3.1.4. Models Based on Statistical Rational Method 3.1.5. Urban Rainfall-Runoff Methods 3.1.6. Accuracy Level in Urban Catchment Models Chapter Two: Urban Water System in Al Hillah City and Data Requirement for Modelling 3.2.1. History 3.2.2. Current Situation 3.2.2.1. Urban water system Iraq 3.2.2.2. Urban Water description in Babylon governorate 3.2.2.3. Drinking water network 3.2.2.4. Sewerage infrastructure 3.2.3. Required data for modelling Chapter Three: Methodology to Disaggregate Daily Rain Data and Model Storm Water Runoff 3.3.1. Temporal Disaggregation (hourly from daily) 3.3.1.1. Background of Disaggregation 3.3.1.2. Disaggregation techniques 3.3.1.3. DiMoN Disaggregation Tool 3.3.1.4. Input Data 3.3.1.5. Methods Formerly Used 3.3.2. EPA Storm Water Management Model (SWMM) 3.3.2.1. Verification and Calibration 3.3.2.2. Stormwater Management Model PCSWMM 3.3.2.3. Complete support for all USEPA SWMM5 engine capabilities Chapter Four: Urban Flooding Results 3.4.1. Disaggregation of the daily rain data to hourly data 3.4.1.1.The 1 hour events properties 3.4.1.2. Estimating the rain events in each climate change scenario 3.4.1.3. Past, Current and future return periods 3.4.2. Storm Water Management Model PCSWMM Calibration 3.4.3.Return periods and Urban Floods 3.4.3.1.Network simulation 3.4.3.2.Properties with previous flooding problems 3.4.3.3.Storm water system simulation under 1 hour-2, 5 and 10 years return period 3.4.3.4.Storm water system simulation under 1 hour-25 years return period 3.4.3.5.Storm water system simulation under 1 hour-50 years return period 3.4.3.6. Storm water system simulation under 1 hour – 100, 200, 500 and 1000 years return period 3.4.3.7.Total Flooding Adaptation Plan for Al Hillah City Chapter One: International Case Studies 4.1.1. Historical precipitation analysis 4.1.2. Current and projected future climate change, impacts and adaptation plan for each selected city 4.1.2.1. Seattle 4.1.2.2. Odense 4.1.2.3. Tehran 4.1.2.4. Khulna 4.1.2.5. Melbourne 4.1.3. Drainage System of the Studied Cities 4.1.3.1. Drainage System in Seattle 4.1.3.2. Drainage System in Odense 4.1.3.3. Drainage System in Tehran 4.1.3.4. Drainage System in Khulna 4.1.3.5. Drainage System in Melbourne Chapter Two: Adaptation Plan for Al Hillah City 4.2.1. Conclusions from Adaptation Options Analysed 4.2.2. Suggestions for Al Hillah City 4.2.3. Adaptation Actions Overall Conclusion Bibliography

This research provides a novel outlook on the emergence of norms in world politics. Guided by a constructivist theoretical framework and a process tracing methodology, it tests Martha Finnemore and Kathryn Sikkink's pioneering life cycle model of norms (1998) with an unexplored case study. By investigating the processes that led to the legally binding Plastic Waste Amendments of the Basel Convention, it evaluates the model’s main mechanisms and studies the question of ‘How can we explain the emergence of a norm on plastic pollution within the scope of the Basel Convention?’ To do so, it combines an in-depth analysis of the international relations literature, official reports, and carefully selected interviews with actors involved in the global governance of plastic and the World Ocean. This research shows that co-construction processes between ideas, agents, and structures are at play in the emergence of norms. It offers a detailed understanding of the processes of norm emergence in world politics, original insights for the global governance of plastic pollution in the World Ocean, and opportunities to answer the challenges brought by transnational environmental issues. The findings of this research will likely be of particular interest for global environmental governance scholars and to those looking for pathways to foster global cooperation. / Cette recherche offre une perspective nouvelle sur l’émergence des normes en politique mondiale. Guidé par un cadre théorique constructiviste et une méthodologie basée sur le traçage des processus, elle teste le modèle de cycle de vie des normes de Martha Finnemore et Kathryn Sikkink (1998) par l’entremise d’une étude de cas inexplorée. En étudiant les processus qui ont menés aux amendements juridiquement contraignants sur les déchets de plastique de la Convention de Bâle, elle évalue les principaux mécanismes du modèle de cycle de vie des normes et étudie la question suivante : « Comment expliquer l’émergence d’une norme sur la pollution des plastiques dans le cadre de la Convention de Bâle ? ». Pour ce faire, cette étude combine une analyse approfondie de la littérature des relations internationales, des rapports officiels et des entretiens soigneusement sélectionnés avec des acteurs œuvrant dans la gouvernance globale du plastique et de l'océan mondial. Cette recherche montre que des processus de co-construction entre idées, agents et structures contribuent à l'émergence des normes. Cette recherche offre une compréhension détaillée des processus d'émergence des normes en politique mondiale; des perspectives originales pour la gouvernance globale de la pollution plastique dans l'océan mondial; et des opportunités pour relever les défis posés par les enjeux environnementaux transnationaux. Les résultats de cette recherche seront probablement d’intérêt pour les spécialistes de la gouvernance environnementale globale et pour ceux qui cherchent des moyens pour renforcir la coopération mondiale.

Die vorliegende Arbeit will den Fokus auf die angewandte Rhetorik (Aristoteles & Krapinger 2019) in einer Krise lenken, da von ihrer Effektivität die Rettung von Menschenleben abhängig ist (Ernst. 2004. S.247). Der Impuls für diese Arbeit kam deshalb von zwei Richtungen: zum einen ist es die aktuelle, durch die Corona Pandemie und Klimakrise geprägte gesellschaftliche Realität, in der die Autorin sich selbst bewegt und die es besser zu verstehen gilt. Zum anderen bezweifelt die Autorin die von Szymon Wròbel (2015) gemachte Behauptung, dass die heutigen, politischen Reden sich fast ausschließlich des Pathos bedienen und vor allem an die Emotionen der Zuhörer appellieren. Für die rhetorische Analyse wurde deshalb zunächst die sprachwissenschaftliche Theorie der Textpragmatik (Ernst 2004. S. 265) mit den Grundbegriffen von Logos, Ethos und Pathos (Aristoteles 2019. S.78) verknüpft und anschließend auf die drei ausgewählten Reden strukturell angewandt. Es konnte dadurch bewiesen werden, dass sich Ethos und Pathos ausgewogen in den ausgewählten Reden vorfinden lassen. Es bleibt die Frage, ob politische Reden ohne emotionelle Wirkung überhaupt Sinn machen würden. Von dem Ergebnis der Analyse ließen sich ebenfalls Rückschlüsse zu den jeweiligen Vertrauensverhältnissen zwischen Sprecher (Regierung) und Hörer (Bürger) ableiten und eine Verbindung zur sprachlichen Machtausübung herstellen. Demnach schlägt die Autorin am Ende vor, die Reden Merkels und Arderns als Diktaturen der Vernunft zu definieren und die Rede von Löfven als Appell der Vernunft. Es wurde deutlich, welch wichtigen Einfluß Vertrauen und die umfassende Interpretation und Auswahl von wissenschaftlichem Wissen als Vorbereitung auf die Ausarbeitung von politischen Reden haben und das unterschiedliche Kulturen in diesem Sinne ihr Krisenmanagement und sprachlichen Appelle auf unterschiedliche Voraussetzungen, mit unterschiedlichen Wirkungsfunktionen aufbauen. So stimmt die Autorin am Ende Wróbels Interpretation von Nietzsches Idee bezüglich der Rationalität und Rhetorik zu: Power does not limit itself, however, to simply defining a given interpretation or view of reality, rather, power defines and creates concrete social reality. (Wróbel 2015, 410)

This cumulative dissertation presents an environmental economic geography approach to the study of waste and recycling. Thereby, it introduces the notion of ‘waste economies’, which describes the conjunction of the production of waste with the societal handling as well as the valorisation of waste. Two distinct regional case studies serve to illustrate different aspects of waste economies. The first case investigates the valorisation of surplus manure from intensive livestock farming through biogas production in a highly industrialized rural region in north-western Germany – the example of manure and digestate in the Oldenburger Münsterland. The second case focuses on the recovery and revalorisation of wasted materials in the labour-intensive urban informal economy of a metropolitan area in eastern India – the example of informal plastic recycling networks in Kolkata. On a theoretical level, the conceptualization of waste economies is located at the intersection of environmental economic geography and the interdisciplinary field of waste studies. It draws on the global production networks approach, social metabolism and Marxist political economy to analyse waste as a form of ‘hybrid’ socio-nature. Following a qualitative research methodology, the analysis of the two cases depicts the close entanglement of economic and environmental processes in the production, societal handling and economic valorisation of waste, and reveals how this intersection is conducive for capital accumulation. Three different economic processes and dynamics serve as central analytical dimensions to delineate the characteristics of waste economies with regard to the expanded reproduction of capital accumulation, that is, the continued growth of capitalist economies: processes of externalisation as well as dynamics of expansion and intensification. Through the combined up-scaled analysis of two empirical cases on a higher level of theoretical abstraction, this dissertation offers a better understanding of the economic function of waste in growth-oriented capitalist economies. In this way, it contributes to the global recycling network and global destruction network approaches within economic geography and relates them to scholarly concerns about global environmental change.

Une vidéo est une source particulièrement riche en informations. Parmi tous les objets que nous pouvons y trouver, les visages humains sont assurément les plus saillants, ceux qui attirent le plus l’attention des spectateurs. Considérons une séquence vidéo dont chaque trame contient un ou plusieurs visages en mouvement. Ils peuvent appartenir à des personnes connues ou qui apparaissent de manière récurrente dans la vidéo Cette thèse a pour but de créer une méthodologie afin d’extraire une ou plusieurs images de visage en vue d’appliquer, par la suite, un algorithme de reconnaissance du visage. La principale hypothèse de cette thèse réside dans le fait que certains exemplaires d’un visage sont meilleurs que d’autres en vue de sa reconnaissance. Un visage est un objet 3D non rigide projeté sur un plan pour obtenir une image. Ainsi, en fonction de la position relative de l’objectif par rapport au visage, l’apparence de ce dernier change. Considérant les études sur la reconnaissance de visages, on peut supposer que les exemplaires d’un visage, les mieux reconnus sont ceux de face. Afin d’extraire les exemplaires les plus frontaux possibles, nous devons d’une part estimer la pose de ce visage. D’autre part, il est essentiel de pouvoir suivre le visage tout au long de la séquence. Faute de quoi, extraire des exemplaires représentatifs d’un visage perd tout son sens. Les travaux de cette thèse présentent trois parties majeures. Dans un premier temps, lorsqu’un visage est détecté dans une séquence, nous cherchons à extraire position et taille des yeux, du nez et de la bouche. Notre approche se base sur la création de cartes d’énergie locale principalement à direction horizontale. Dans un second temps, nous estimons la pose du visage en utilisant notamment les positions relatives des éléments que nous avons extraits. Un visage 3D a trois degrés de liberté : le roulis, le lacet et le tangage. Le roulis est estimé grâce à la maximisation d’une fonction d’énergie horizontale globale au visage. Il correspond à la rotation qui s’effectue parallèlement au plan de l’image. Il est donc possible de le corriger pour qu’il soit nul, contrairement aux autres rotations. Enfin, nous proposons un algorithme de suivi de visage basé sur le suivi des yeux dans une séquence vidéo. Ce suivi repose sur la maximisation de la corrélation des cartes d’énergie binarisées ainsi que sur le suivi des éléments connexes de cette carte binaire. L’ensemble de ces trois méthodes permet alors tout d’abord d’évaluer la pose d’un visage qui se trouve dans une trame donnée puis de lier tous les visages d’une même personne dans une séquence vidéo, pour finalement extraire plusieurs exemplaires de ce visage afin de les soumettre à un algorithme de reconnaissance du visage. / The aim of this thesis is to create a methodology in order to extract one or a few representative face images of a video sequence with a view to apply a face recognition algorithm. A video is a media particularly rich. Among all the objects present in the video, human faces are, for sure, the most salient objects. Let us consider a video sequence where each frame contains a face of the same person. The primary assumption of this thesis is that some samples of this face are better than the others in terms of face recognition. A face is a non-rigid 3D object that is projected on a plan to form an image. Hence, the face appearance changes according to the relative positions of the camera and the face. Many works in the field of face recognition require faces as frontal as possible. To extract the most frontal face samples, on the one hand, we have to estimate the head pose. On the other hand, tracking the face is also essential. Otherwise, extraction representative face samples are senseless. This thesis contains three main parts. First, once a face has been detected in a sequence, we try to extract the positions and sizes of the eyes, the nose and the mouth. Our approach is based on local energy maps mainly with a horizontal direction. In the second part, we estimate the head pose using the relative positions and sizes of the salient elements detected in the first part. A 3D face has 3 degrees of freedom: the roll, the yaw and the pitch. The roll is estimated by the maximization of a global energy function computed on the whole face. Since this roll corresponds to the rotation which is parallel to the image plan, it is possible to correct it to have a null roll value face, contrary to other rotations. In the last part, we propose a face tracking algorithm based on the tracking of the region containing both eyes. This tracking is based on the maximization of a similarity measure between two consecutive frames. Therefore, we are able to estimate the pose of the face present in a video frame, then we are also able to link all the faces of the same person in a video sequence. Finally, we can extract several samples of this face in order to apply a face recognition algorithm on them.

Ce mémoire de thèse est consacré à l’équation de Fokker-Planckpartial_ f=∆f+div(Ef).Il est subdivisé en deux parties :une partie linéaire et une partie non linéaire. Dans la partie linéaire on considère un champ de vecteur E(x) dépendant seulement de x. Cette partie est constituée des chapitres 3, 4 et 5. Dans le chapitre 3 on montre que l’opérateur linéaire Lf :=∆ f + div(E f ) est le générateur d’un semi-groupe fortement continu (SL(t))_{t≥0} dans tous les espaces L^p. On y établit également que le semi-groupe (SL(t))_{t≥0} est positif et ultracontractif. Dans le chapitre 4 nous montrons comment est qu’une décomposition adéquate de l’opérateur L permet d’établir certaines propriétés du semi-groupe (SL(t))_{t≥0} notamment sa bornitude. Le chapitre 5 est consacré à l’existence d’un état d’équilibre. De plus on y montre que cet état d’équi- libre est asymptotiquement stable. Dans la partie non linéaire on considère un champ de vecteur de la forme E(x,f) := x+nabla (a*f) ou a et f sont des fonctions assez régulières et * est l’opérateur de convolution. Cette parties est contituée des chapitre 6 et 7. Dans le chapitre 6 nous établissons que poura appartenant à W^{2,infini}_locl’équation de Fokker-Planck non linéaire admet une unique solution locale dans l’espace L^2_{K_alpha} (R^d). Dans le dernier chapitre nous montrons que le problème non linéaire admet une solution globale. De plus cette solution dépend continument des données. / This thesis is devoted to the Fokker-Planck équation partial_t f =∆f + div(E f).It is divided into two parts. The rst part deals with the linear problem. In this part we consider a vector E(x) depending only on x. It is composed of chapters 3, 4 and 5. In chapter 3 we prove that the linear operator Lf :=∆f + div(Ef ) is an in nitesimal generator of a strong continuous semigroup (SL(t))_{t≥0}. We establish also that (SL(t))_{t≥0} is positive and ultracontractive. In chapter 4 we show how an adequate decomposition of the linear operator L allows us to deduce interesting properties for the semigroup (SL(t))_{t≥0}. Indeed using this decomposition we prove that (SL(t))_{t≥0} is a bounded semigroup. In the last chapter of this part we establish that the linear Fokker-Planck admits a unique steady state. Moreover this stationary solution is asymptotically stable.In the nonlinear part we consider a vector eld of the form E(x, f ) := x +nabla (a *f ), where a and f are regular functions. It is composed of two chapters. In chapter 6 we establish that fora in W^{2,infini}_locthe nonlinear problem has a unique local solution in L^2_{K_alpha}(R^d); . To end this part we prove in chapter 7 that the nonlinear problem has a unique global solution in L^2_k(R^d). This solution depends continuously on the data.

Der Vortrag beschreibt, wie sich mittels Kettenlinien als Kerbgeometrie der Spannungskonzentrationsfaktor an Querschnittsübergängen auf nahezu 1 reduzieren lässt. Mittels globaler Sensitivitätsstudien in der p-FEM-Software Creo Simulate wird mithilfe eines in Creo Parametric parametrisierten CAD-Modells der Kettenlinie in Parameterdarstellung ein normiertes Kerbzahldiagramm erstellt. Dieses erlaubt die Dimensionierung einer Kerbe, d.h. die Festlegung ihrer exakten Geometrie und der damit verbundenen Kerbzahl αk ohne die weitere Verwendung eines FEM-Programmes. / The presentation describes how to reduce the stress concentration factor at cross section transitions to nearly 1 by using a catenary curve as notch geometry (catenary fillet). With help of global sensitivity studies performed in the p-FEM-code Creo Simulate, a normalized stress concentration factor diagram is drawn. Therefore, a CAD-model of the catenary curve in parametric representation was developed. The diagram created allows to dimension the notch, that means to determine its exact geometry and stress concentration factor Kt, without further usage of a FEM code.

Dans ce mémoire, nous considérons un modèle épidémiologique multigroupe dans une population hétérogène, pour décrire la situation de l’épidémie de la COVID-19 dans une résidence pour personnes âgées. L’hétérogénéité liée ici à l’âge reflète une transmission élevée dûe à des interactions accrues, et un taux de mortalité plus élevé chez les personnes âgées. Du point de vue mathématique, nous obtenons un modèle SEIR multigroupe d’équations intégro-différentielles dans lequel nous considérons une distribution générale de la période infectieuse. Nous utilisons la méthode des fonctions de Lyapunov et une approche de la théorie des graphes pour déterminer le rôle du nombre de reproduction de base \(\mathcal{R}_0\) : l’état d’équilibre sans maladie est globalement asymptotiquement stable et l’épidémie s’éteint dans les deux groupes lorsque \(\mathcal{R}_0 \leq 1\), par contre elle persiste et l’état d’équilibre endémique est globalement asymptotiquement stable lorsque \(\mathcal{R}_0>1\). Les simulations numériques illustrent l’impact des stratégies de contrôle de la santé publique. / In this thesis, we consider a multiple group epidemiological model in a heterogeneous population to describe COVID-19 outbreaks in an elderly residential population. Age-based heterogeneity reflects higher transmission with enhanced interactions, and higher fatality rates in the elderly. Mathematically, we analyse a SEIR model in the form of a system of integro-differential equations with general distribution function for the infectious period. Lyapunov functions and graph-theoretical methods are employed to establish the role played by the basic reproduction ratio \(\mathcal{R}_0\) : global asymptotic stability of the disease-free equilibrium and no sustained outbreak when \(\mathcal{R}_0 \leq 1\), as opposed to persistent outbreak and globally asymptotic endemic equilibrium when \(\mathcal{R}_0>1\). Numerical simulations are presented to illustrate public health control strategies.

Le présent mémoire de maîtrise a pour but de jeter les bases sur la physique des plasmas micro-ondes en régime pulsé dans l’argon à la pression atmosphérique. Pour cela, nous avons utilisé une photodiode nous permettant d’acquérir l’émission globale du plasma pour différentes positions du tube où celui-ci détient trois types d’évolutions. La partie croissante, où nous avons observé un retard d’allumage du plasma qui augmente en s’éloignant de l’excitateur. Nous l’avons estimé en dérivant l’émission du plasma afin d’en obtenir ensuite une vitesse de front d’ionisation. Cette méthode de dérivée nous a permis également de constater que l’émission plasma détient un comportement exponentiel en croissance d’émission où nous avons pu en extraire des coefficients homogènes à des fréquences pour chacune des positions. Nous en avons ensuite interprété sous l’appui d’une mise en équation de l’émission plasma que la partie croissante est fortement sensible en début d’ignition, au chauffage des électrons Te(t) et à la multiplication électronique ne(t) puis tardivement au chauffage du gaz Tg(t). Ensuite, la partie stationnaire, pour laquelle nous avons remarqué que la densité électronique ne(z) est fortement dépendante de l’émission intégrée le long du tube. En parallèle, nous avons eu recours à la spectroscopie d’émission optique afin d’en déterminer Tg(z) où nous avons constaté que celui-ci est sensible au rapport cyclique. Enfin, la partie décroissante, où nous avons constaté un pic d’émission plasma au moment de l’extinction du plasma où nous avons supposé qu’il fût associé à la recombinaison radiative des dimères de l’argon Ar2+ avec les électrons. De même que pour la phase d’allumage, la dérivée et la mise en équation de l’émission plasma, nous a permis d’interpréter qu’après l’extinction du plasma, nous avons en première partie Te(t) et ne(t) qui contribuent fortement pour ensuite se terminer sur une décroissance exponentielle lente que nous avons associée à Tg(t). / The present master thesis aims to develop the foundations for the physics of pulsed microwave plasmas in argon at atmospheric pressure. For this, we used a photodiode allowing us to acquire the global plasma emission for different positions of the tube where it has three types of evolution. The increasing part, where we observed a plasma ignition delay which increases away from the exciter. We estimated it by deriving the emission from the plasma in order to then obtain an ionization front velocity. This derivative method also allowed us to see that the plasma emission has an exponential behavior in emission growth where we were able to extract homogeneous coefficients at frequencies for each of the positions. We then interpreted, with the support of an equation of the plasma emission, that the increasing part is highly sensitive at the start of ignition, to the heating of the electrons Te(t) and to the electronic multiplication ne(t) then later on heating the gas Tg(t). Then, the stationary part, for which we noticed that the electron density ne(z) is strongly dependent on the emission integrated along the tube. In parallel, we used optical emission spectroscopy to determine Tg(z) where we found that it is sensitive to the duty cycle. Finally, the decreasing part, where we observed a peak of plasma emission at the time of the extinction of the plasma where we supposed it to be associated to the radiative recombination of the dimers of argon Ar2+ with electrons. As for the ignition phase, the derivative and the equation of the plasma emission allowed us to interpret that after the extinction of the plasma, we have in the first part Te(t) and ne(t) which contribute strongly, and then end in a slow exponential decay that we have associated with Tg(t).

The study at hand introduces a newapproach to characterize fatigue crack growth in small strain linear viscoelastic solids by configurational mechanics. In this study, Prony series with n-Maxwell elements are used to describe the viscoelastic behavior. As a starting point in this work, the local balance of energy momentum is derived using the free energy density. Moreover, at cyclic loading, the cyclic free energy substitutes the free energy. Using the cyclic free energy, the balance of cyclic energy momentum is obtained. The newly derived balance law at cyclic loading is appropriate for each cycle. In the finite element framework, nodal material forces and cyclic nodal material forces are obtained using the weak and discretized forms of the balance of energy momentum and cyclic energy momentum, respectively. The crack driving force and the cyclic crack driving force are determined by the nodal material forces and the cyclic nodal material forces, respectively. Finally, numerical examples are shown to illustrate path-independence of the domain integrals using material forces and cyclic material forces. The existence of the balance of energy momentum and cyclic energy momentum are also illustrated by numerical examples.