The end-member types of shallow magmatic intrusions comprise cone sheets and dykes. These propagate from their source magma chamber towards the Earth’s surface. The propagation of magma within the shallow part of the volcano plumbing system produces surface deformation and seismicity, signs of volcanic unrest. Studying surface displacement using GPS and InSAR, geodetic modelling, fitting modelled data to real displacements, and inversion is regularly used to understand the processes in the subsurface. There is no possibility in nature to validate the assumptions of these models. However, using analogue modelling, it is possible to reproduce cone sheets and dykes in a controlled environment and study the associated surface deformation. This thesis tests the hypothesis that the two end-member types of magmatic sheet intrusions produce specific patterns of surface deformation. The analogue model surface is documented using two different monitoring setups: moiré monitoring and photogrammetry. The moiré method (dataset 1) consists of 43 experiments, 19 of which were dykes, 22 were cone sheets, and 2 were classified as hybrids. Photo- grammetry (dataset 2) was applied in 8 experiments, 3 of which produced cone sheets and 5 dykes. Dataset 1 successfully identified surface deformation patterns specific to the two intrusion types. Cone sheets develop in a gradual linear fashion, while the dykes exhibit a two-phase behaviour. The first phase shows little deformation until about halfway through the experiment duration when rapid deformation starts to occur. The point of maximum uplift, in both intrusion types, indicates the area of eruption from an early stage. Dataset 2 primarily evaluated the benefits of using the photogrammetric method. It successfully resolved horizontal components of displacement making it possible to study brittle defor- mation. As Dataset 2 consists of a limited amount of experiments, the results cannot be considered conclusive. However, they indicate that characteristic patterns of brittle deformation exist for the two types. Future improvements in this field include studying effects of topography and anisotropy on the surface deformation of the analogue models. Improvements in temporal and spatial resolution in the monitoring methods used to study surface displacement in nature is needed to perform analyses, similar to the ones presented here, on real surface deformation. The misfit of the surface deformation seen in numerical models compared to analogue models indicate that sheet intrusion propagation is not yet fully understood. / När magma rör sig från magmakammare mot jordytan i den ytliga delen av det underjordiska system av magma som finns under vulkaner, bildas ytdeformation. Genom att studera ytdeformationen med hjälp av GPS och InSAR samt numerisk modellering försöker forskare förstå dessa underjordiska processer för att förutspå framtida utbrott. Dessvärre finns ingen möjlighet att undersöka huruvida dessa numeriska modeller faktiskt överensstämmer med naturen. I gamla utdöda vulkaner som eroderats ner kan man se vulkanens inre där det finns stelnade, magmafyllda sprickor, så kallade gångar. Tyvärr ger detta dock ingen inblick i hur gångarnas bildning återspeglades i ytan. Detta kan man undersöka med hjälp av analoga modeller där det är möjligt att skapa likartade intrusioner i en kontrollerad labb-miljö och studera den tillhörande ytdeformationen. Denna avhandling undersöker hypotesen att de två huvudsakliga typerna av ytliga magmatiska gångar skapar specifika identifierbara mönster av ytdeformation. Detta testas genom att dokumentera den analoga modellens yta alltjämt som intrusionerna bildas med hjälp av två olika övervaknings- metoder. Den första metoden lyckades identifiera mönster som är specifika för de två olika typerna. Den högsta punkten på den deformerade ytan kan användas för att förutspå den plats där framtida utbrott kommer att ske i båda typerna. Den andra metoden lyckades urskilja dem horisontella komponenterna av förskjutning som gör det möjligt att studera den spröda deformation som utvecklas på ytan. Resultaten tyder på att karakteristiska mönster av spröd deformation existerar för de två typerna. För att förbättra de analoga modellerna måste man undersöka hur en mer topografiskt varierad yta påverkar den bildade deformation samt en skorpa som inte är helt homogen. Vid jämförelse mellan numeriska modeller och analoga modeller sågs en stor skillnad som tyder på att vi ännu inte förstår hur magma rör sig genom jordskorpan. Framtida användning av analyserna presenterade i denna avhandling kräver en förbättring av upplösningen på systemen som används till vulkanövervakning i naturen.

This study investigated the relationship between hydrological, and to some extent, meteorological droughts, and meteorological variables and catchment characteristics in 235 Swedish catchments between 1983 and 2013. This was done in order to investigate what factors affect the drought sensitivity in Swedish catchments and to map the occurrence of droughts in Sweden between 1983 and 2013. There have been studies about which meteorological phenomena and catchment characteristics that promote hydrological droughts, but for Sweden this is relatively unexplored. To investigate droughts during the study period three indices were used: the Standardized Precipitation Index (SPI), which is an index for meteorological droughts, the Standardized Streamflow Index (SSI), which predicts hydrological droughts and a threshold index for streamflow droughts. These indices were used to identify the number of drought events and the total number of drought days. For the majority of the 235 Swedish catchments there were no significant trends for the number of drought events or the total number of drought days during the 30-year period. The SPI and the SSI were found to correlate best in time when adding a one-month lag period to the SSI time series. The correlations between the indices and the meteorological variables and the catchments properties varied depending on how the catchments were grouped according to latitude or elevation. For example, the number of drought events was positively correlated to the mean elevation of the catchments in north and central Sweden when using the SSI while there were no significant correlations with elevation in southern Sweden. Another example is that it was almost only in northern Sweden where significant correlations between the percentage of bedrock and drought characteristics were identified. The percentage of bedrock can be used as an indication for how much groundwater a catchment can store. The correlations also look different for the different indices. For example, when looking at all catchments together the number of drought events identified with the SPI was negatively correlated to latitude and mean elevation while the number of drought events identified with the SSI was positively correlated to the same variables. For further research into this topic it would be wise to study winter and summer droughts separately to better identify which are the driving variables. / I den här studien undersöktes sambanden mellan hydrologiska, och till viss del meteorologiska, torrperioder och bakomliggande meteorologiska drivvariabler och avrinningsområdesegenskaper i 235 svenska avrinningsområden mellan 1983 och 2013. Detta gjordes i syfte att undersöka vilka faktorer som påverkar känsligheten för torka i svenska avrinningsområden och för att kartlägga förekomsten av torrperioder i Sverige mellan 1983 och 2013. Internationellt finns det studier på vilka meteorologiska fenomen och egenskaper hos avrinningsområden som leder till risk för fler torrperioder, men för Sverige är det ett relativt outforskat område. För att undersöka torrperioder under den aktuella perioden användes tre index: Standardized Precipitation Index (SPI), vilket är ett index för meteorologiska torrperioder, Standardized Streamflow Index (SSI), som används för hydrologiska torrperioder och ett tröskelvärdes-index för att identifiera hydrologisk torka. Indexen användes för att identifiera antalet torrperioder och totala antalet dagar med torka under studieperioden. För majoriteten av de 235 avrinningsområdena gick det inte att se några signifikanta trender för antalet torrperioder eller totala antalet dagar med torka under perioden 1983-2013. SPI och SSI korrelerade bäst med varandra över tiden när SSI-tidsserien försköts med en månad. Korrelationerna mellan torrperioderna identifierade med de olika indexen och de meteorologiska variablerna och avrinningsområdesegenskaperna varierade beroende på hur avrinningsområdena grupperades efter latitud eller medelhöjd. Till exempel, i norra och centrala Sverige korrelerade antalet torrperioder för SSI positivt med medelhöjden medan det i södra Sverige inte fanns några signifikanta korrelationer. Ett annat exempel är att det nästan bara var i norra Sverige som det fanns korrelationer mellan procenten berggrund och de identifierade torrperiodsegenskaperna. Procenten berggrund i jordlagret kan användas som en indikation på hur mycket grundvatten som kan lagars i ett avrinningsområde. Korrelationerna skiljde sig också åt för de olika indexen. Till exempel, sett över alla avrinningsområden så var antalet torrperioder beräknat med SPI negativt korrelerade med latitud och medelhöjd medan antalet torrperioder beräknat med SSI var positivt korrelerade med dessa egenskaper. För vidare forskning inom detta område rekommenderas att titta separat på vinter- och sommartorkor för att bättre kunna identifiera potentiella drivvariabler.

The parabolic equation methods are advantageous in simulating under small time frames because of their low computational complexity. Because of this they are also feasible to implement on low end hardware. Due to the parabolic approximation they are based on, much work exists on improving the error introduced from the approximation. In this publication, further effort is put into developing these methods and the result from a master thesis at Tietoevry are presented. An in-house algorithm for evaporation duct propagation has been altered to improve the terrain modeling and to include range varying refractivity in a split step Fourier method called the discrete mixed Fourier transform. Previously only the piecewise linear shift map was utilized for terrain modeling which is known to become unstable at propagation angles exceeding around 15 degrees from the horizontal. By utilizing a hybrid method between piecewise linear shift map and knife edge method the stability issues are partially avoided, hence the solutions generated with the hybrid method are stable for a larger range of slope angles than with only using piecewise linear shift map. The range varying refractivity was included in the discrete mixed fourier transform by indexing making it possible to simulate dynamic evaporation duct heights. The report starts with a review of the theoretical foundation that the algorithm is built upon. Secondly, a logical list of steps outlines the altered algorithm. To conclude, the changes to the code are presented and discussed with the new results together with remarks on possible future improvements and current problems with the algorithm.