@phdthesis{Gessner2010,
  author    = {Geßner, Ursula},
  title     = {R{\"a}umliche und zeitliche Muster der Vegetationsstruktur in Savannen des s{\"u}dlichen Afrika},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-55128},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Die Ver{\"a}nderung der terrestrischen {\"O}kosysteme, ist ein grundlegendes Element des Globalen Wandels. In diesem Kontext unterliegt auch eines der gr{\"o}ßten Biome der Erde, die tropische und subtropische Savanne, immer st{\"a}rkeren Ver{\"a}nderungen. Dieses Biom in sozio{\"o}konomischer und {\"o}kologischer Hinsicht von besonderer Bedeutung. F{\"u}r einen rasch wachsenden Teil der Weltbev{\"o}lkerung bildet es die Grundlage f{\"u}r das Betreiben von Weidewirtschaft, Ackerbau und Tourismus. In nationalen und internationalen Forschungsprogrammen zum Globalen Wandel hat die Analyse von Landnutzungs- und Landbedeckungs{\"a}nderungen in den vergangenen Jahrzehnten zunehmend an Bedeutung gewonnen. Die Landbedeckungsdynamik von Savannen{\"o}kosystemen ist jedoch noch nicht hinreichend verstanden, so dass diese {\"O}kosysteme in globalen Studien nur ansatzweise ber{\"u}cksichtigt werden k{\"o}nnen. Besondere Herausforderungen bei der Erfassung der Landbedeckung und ihrer Dynamik liegen im Falle der Savannen in der heterogenen r{\"a}umlichen Verteilung der Wuchsformen, in den graduellen {\"U}berg{\"a}ngen zwischen Landbedeckungsklassen und in der hohen inner- und interannuellen Variabilit{\"a}t der Vegetationsdecke. Vor diesem Hintergrund besch{\"a}ftigt sich diese Dissertation mit der fernerkundungsbasierten Erfassung und Interpretation der Vegetationsstruktur und der Vegetationsdynamik von Savannen am Beispiel ausgew{\"a}hlter afrikanischer Untersuchungsregionen. Die Vegetationsstruktur wird in dieser Dissertation in Form von Bedeckungsgraden holziger Vegetation, krautiger Vegetation und vegetationsloser Fl{\"a}che erfasst. Es kommt ein mehrskaliges Verfahren zum Einsatz, in dem h{\"o}chstaufgel{\"o}ste IKONOS- und QuickBird-Daten, Landsat-Daten und annuelle MODIS-Zeitreihen ausgewertet werden. Der Ansatz basiert auf der Methodik der Ensemble-Regeressionb{\"a}ume und stellt eine Erweiterung und Optimierung der Herangehensweise des MODIS-Standardproduktes Vegetation Continuous Fields (VCF) nach Hansen et al. (2002) dar. Beim Vergleich mit unabh{\"a}ngigen Validierungsdaten der n{\"a}chst h{\"o}heren Aufl{\"o}sungsebene zeigt sich das Potenzial der vorgestellten Methodik. Die r{\"a}umliche {\"U}bertragbarkeit der Regressionsb{\"a}ume wird am Beispiel von zwei Vegetationstypen innerhalb der Zentralnamibischen Savanne dargestellt. In diesem Zusammenhang zeigt sich der hohe Stellenwert einer optimalen Auswahl an Trainingsdaten mit einer repr{\"a}sentativen Abdeckung der Wertespanne aller existierenden Bedeckungsgrade. Die erarbeiteten Resultate unterstreichen, die optimale Eignung der Subpixel-Bedeckungsgrade, gerade zur Beschreibung von Savannenlandschaften. In der Kombination von herk{\"o}mmlichen, diskreten Landbedeckungs- oder Vegetationskarten mit Informationen zu Bedeckungsgraden wird ein besonderer Mehrwert f{\"u}r weiterf{\"u}hrende Analysen gesehen. Die Dynamik der Savannenvegetation wird in dieser Arbeit sowohl auf biannueller als auch auf mehrj{\"a}hriger Skala charakterisiert. Bei der biannuellen Analyse werden die Ver{\"a}nderungen der holzigen Vegetationsbedeckung zwischen den Jahren 2003/04 und 2006/07 erfasst. Hierf{\"u}r findet eine zeitliche {\"U}bertragung des zuvor vorgestellten Verfahrens zur Ableitung von Bedeckungsanteilen statt. Im Rahmen der biannuellen Untersuchungen k{\"o}nnen Ver{\"a}nderungsfl{\"a}chen identifiziert werden, ohne Einschr{\"a}nkung auf {\"U}berg{\"a}nge zwischen fest definierten Klassengrenzen. In Erg{\"a}nzung der biannuellen Analysen werden aus MODIS-EVI- und Niederschlagszeitreihen Maßzahlen abgeleitet, die den Zusammenhang zwischen Niederschlag und Vegetationsentwicklung, die Variabilit{\"a}t und die Trends der Vegetation {\"u}ber einen Zeitraum von acht Jahren beschreiben. Hierbei kommen beispielsweise Korrelationsanalysen zwischen Vegetationsindex- und Niederschlagszeitreihen zum Einsatz. Zudem werden Trendanalysen der Vegetationsindex-Zeitreihen durchgef{\"u}hrt. Die Trends werden einerseits allein aus den Zeitreihen der Vegetationsindizes ermittelt, andererseits wird bei der Berechnung von Restrends (Residual Trends) der Einfluss des Niederschlags ber{\"u}cksichtigt. Neben den Korrelations- und Trendanalysen werden unterschiedliche Variabilit{\"a}tsmaße der Vegetationsindex-Zeitreihen genutzt, um die mehrj{\"a}hrige Vegetationsdynamik zu beschreiben. Durch die Kombination von Fernerkundungsdaten unterschiedlicher r{\"a}umlicher und zeitlicher Aufl{\"o}sungen wird in dieser Dissertation die heterogene Vegetationsstruktur und die komplexe Vegetationsdynamik ausgew{\"a}hlter afrikanischer Savannen{\"o}kosysteme beschreiben.},
  subject      = {Savanne},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Loewe2003,
  author    = {L{\"o}we, Peter},
  title     = {Methoden der K{\"u}nstlichen Intelligenz in Radarmeteorologie und Bodenerosionsforschung},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-7594},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {Die Dissertation "Methoden der K{\"u}nstlichen Intelligenz in Radarmeteorologie und Bodenerosionsforschung" besch{\"a}ftigt sich mit der Erfassung des Parameters der potentiellen Erosivit{\"a}t vor dem Hintergrund der Bodenerosionsproblematik S{\"u}dafrikas. Basierend auf der Betrachtung der Erosivit{\"a}t einzelner Niederschlagsereignisse wird demonstriert, wie durch wissensbasierte Ans{\"a}tze aus Wetterradardatens{\"a}tzen fl{\"a}chendeckende Niederschlagsinformationen gewonnen werden k{\"o}nnen. Diese dienen als Eingangsdaten f{\"u}r ein Erosivit{\"a}tsmodell, das aus Zellul{\"a}ren Automaten aufgebaut wird. Die Ergebnisse des Erosivit{\"a}tsmodells werden vorgestellt und diskutiert.},
  subject      = {S{\"u}dafrika},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Philipp2003,
  author    = {Philipp, Andreas},
  title     = {Zirkulationsdynamische Telekonnektivit{\"a}t des Sommerniederschlags im s{\"u}dhemisph{\"a}rischen Afrika},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-8106},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {Die Arbeit befasst sich mit den durch Telekonnektionen etablierten Zusammenh{\"a}ngen zwischen der globalen troposph{\"a}rischen Zirkulation der Atmosph{\"a}re und der sommerlichen Niederschlagsvariabilit{\"a}t im s{\"u}dhemisph{\"a}rischen Afrika auf interannueller Zeitskala. Ziel der Arbeit ist die Erfassung maßgeblicher Telekonnektionen sowie deren {\"U}berpr{\"u}fung hinsichtlich kausal nachvollziehbarer zirkulationsdynamischer Erkl{\"a}rungsmodelle, die - {\"u}ber formalstatistische Signifikanzkriterien hinausgehend - eine Beurteilung der Fernkopplungen in Hinblick auf ihre Bedeutung f{\"u}r den Niederschlag im s{\"u}dhemisph{\"a}rischen Afrika gestattet. Die hierzu durchgef{\"u}hrten Arbeitsschritte umfassen im Wesentlichen: i.) hauptkomponentenbasierte Regionalisierung des Niederschlags im s{\"u}dhemisph{\"a}rischen Afrika, ii.) Entwurf einer sog. multisaisonalen Analysemethode zur Ermittlung der intrasaisonalen Persistenz der Kopplungen, iii.) intensive Nutzung und Weiterentwicklung bivariater Techniken der Telekonnektionsanalyse, iv.) Anwendung und Ergebnisvergleich verschiedener multivariater Methoden (SFPCA, CCA, SVD), v.) Neuentwicklung einer dreistufigen Methodenkombination zur Extraktion sog. Hauptkopplungsmodi, vi.) zirkulationsdynamische Analyse der Hauptkopplungsmodi hinsichtlich plausibler Kopplungsmechanismen. F{\"u}r acht Hauptkopplungsmodi konnten Erkl{\"a}rungsmodelle f{\"u}r den Transport von Anomaliesignalen zwischen den jeweils involvierten Telekonnektionszentren des globalen Druckfeldes und den korrelierten Niederschlagsschwankungen in den Regionen des s{\"u}dlichen Afrikas aufgezeigt werden, die sich sowohl hinsichtlich der r{\"a}umlichen Verteilung der Zentren als auch prozessual in vier Hauptgruppen zusammenfassen lassen: 1.) ENSO-Telekonnektionen: Das pazifische ENSO-System stellt sich als dominierender Modus hinsichtlich der Telekonnektionen des s{\"u}dhemisph{\"a}rischen Niederschlags in Afrika dar. W{\"a}hrend eine positive Abh{\"a}ngigkeit des fr{\"u}hsommerlichen Niederschlags in Ostafrika durch Variationen der tropischen Walkerzirkulation des Indischen Ozeans etabliert wird, werden die insgesamt st{\"a}rksten Kopplungen im s{\"u}dwestlichen Kontinetalbereich im Sp{\"a}tsommer festgestellt. Als Kopplungsmechanismus wird hier eine h{\"o}henkonvergente Str{\"o}mungskonfiguration {\"u}ber dem S{\"u}dostatlantik und S{\"u}dafrika erkannt, die {\"u}ber Anomalieimpulse der Walkerzirkulation des Atlantiks mit den pazifischen ENSO-Anomalien verkn{\"u}pft ist. 2.) Wellendynamik der s{\"u}dhemisph{\"a}rischen Westwinddrift: Zwei Hauptkopplungsmodi beschreiben die Einbindung der H{\"o}hentrogaktivit{\"a}t {\"u}ber dem s{\"u}dlichen Afrika in Telekonnektionsmuster der S{\"u}dhemisph{\"a}re. Beide beeinflussen die Niederschlagsvariabilit{\"a}t im S{\"u}den Afrikas durch die Modifikation von H{\"o}hentroglagen {\"u}ber der S{\"u}dostk{\"u}ste S{\"u}dafrikas, die in ihrem westlichen R{\"u}ckseitenbereich konvektionshemmend wirken und einen Impuls zu anomal trockenen Verh{\"a}ltnissen in den betroffenen Niederschlagsregionen aus{\"u}ben. 3.) Auftrittsh{\"a}ufigkeit und Intensit{\"a}t tropischer Zyklonen im s{\"u}dwestlichen Indischen Ozean: Die auf saisonaler Zeitskala mit tropischen Zyklonen assoziierten großskaligen Zirkulationsanomalien {\"u}berwiegen bzw. kompensieren Effekte der Niederschlagserh{\"o}hung durch Starkregenereignisse im s{\"u}d{\"o}stlichen Afrika. Sowohl eine Verlagerung des Hauptkonvektionsgebietes als auch die Auswirkungen auf die Luftmassenadvektion {\"u}ber dem Subkontinent verursachen tendenziell trockenere Verh{\"a}ltnisse in Regionen des s{\"u}d{\"o}stlichen und zentralen s{\"u}dhemisph{\"a}rischen Afrikas bei verst{\"a}rkter Zyklonalaktivit{\"a}t im Sp{\"a}tsommer. 4.) Telekonnektionen mit der Zirkulation der subtropischen und mittleren Breiten der Nordhemisph{\"a}re: Vier Hauptkopplungsmodi repr{\"a}sentieren Zusammenh{\"a}nge v.a. der fr{\"u}hsommerlichen Niederschlagsvariabilit{\"a}t in Ostafrika. Die Schl{\"u}sselrolle bei der prozessualen Verzahnung der außertropischen Zirkulation mit innertropischen Konvektionsanomalien nimmt die H{\"o}henstr{\"o}mung im Bereich des Subtropenjetstreams {\"u}ber S{\"u}dwestasien ein, welche mit der Variabilit{\"a}t der Meridionalstr{\"o}mung im hochtroposph{\"a}rischen Str{\"o}mungsast der Hadleyzelle {\"u}ber Nordostafrika verkn{\"u}ft ist. Diese wiederum ist mittels Horizontaldivergenzanomalien an die Konvektionst{\"a}tigkeit {\"u}ber dem {\"a}quatornahen Ostafrika gekoppelt. ; Neben Telekonnektionen des s{\"u}dafrikanischen Niederschlags bez{\"u}glich der atmosph{\"a}rischen Zirkulation wurden Zusammenh{\"a}nge mit der Variabilit{\"a}t der Meeresoberfl{\"a}chentemperaturen untersucht. Bis auf das ENSO-System und den sog. Dipolmodus im Indischen Ozean, konnten keine weiteren bedeutenden, auf der interannuellen Zeitskala wirksamen ozeanischen Einfl{\"u}sse auf die Atmosph{\"a}re festgestellt werden, die zur weiteren Erkl{\"a}rung von Niederschlagstelekonnektionen beitragen. Die Ergebnisse der Arbeit lassen den Einsatz der Methoden bei der Analyse zeitversetzter Telekonnektionen im Rahmen prognostischer Modellierung der telekonnektiv beeinflussten Niederschlagsvariabilit{\"a}t im s{\"u}dhemisph{\"a}rischen Afrika als aussichtsreich erscheinen.},
  subject      = {S{\"u}dafrika},
  language  = {de}
}