@phdthesis{Abel2023,
  author    = {Abel, Daniel Karl-Joseph},
  title     = {Weiterentwicklung der Bodenhydrologie des regionalen Klimamodells REMO},
  doi       = {10.25972/OPUS-31146},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-311468},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Die Bodenfeuchte stellt eine essenzielle Variable f{\"u}r den Energie-, Feuchte- und Stoffaustausch zwischen Landoberfl{\"a}che und Atmosph{\"a}re dar. Ihre Auswirkungen auf Temperatur und Niederschlag sind vielf{\"a}ltig und komplex. Die in Klimamodellen verwendeten Schemata zur Simulation der Bodenfeuchte, auch bodenhydrologische Schemata genannt, sind aufgrund des Ursprungs der Klimamodelle aus Wettermodellen jedoch h{\"a}ufig sehr stark vereinfacht dargestellt. Bei Klimamodellen, die Simulationen mit einer groben Aufl{\"o}sung von mehreren Zehner- oder Hunderterkilometern rechnen, k{\"o}nnen viele Prozesse vernachl{\"a}ssigt werden. Da die Aufl{\"o}sung der Klimamodelle jedoch stetig steigt und mittlerweile beim koordinierten Projekt regionaler Klimamodelle CORDEX-CORE standardm{\"a}ßig bei 0.22° Kantenl{\"a}nge liegt, m{\"u}ssen auch h{\"o}her aufgel{\"o}ste Daten und mehr Prozesse simuliert werden. Dies gilt erst recht mit Blick auf konvektionsaufl{\"o}sende Simulationen mit wenigen Kilometern Kantenl{\"a}nge. Mit steigenden Modellaufl{\"o}sungen steigt zugleich die Komplexit{\"a}t und Differenziertheit der Fragestellungen, die mit Hilfe von Klimamodellen beantwortet werden sollen. An diesem Punkt setzt auch das Projekt BigData@Geo an, in dessen Rahmen die vorliegende Arbeit entstand. Ziel dieses Projektes ist es, hochaufgel{\"o}ste Klimainformationen f{\"u}r den bayerischen Regierungsbezirk Unterfranken f{\"u}r Akteure aus der Land- und Forstwirtschaft sowie dem Weinbau zur Verf{\"u}gung zu stellen. Auf diesen angewandten und grundlegenden Anforderungen und Zielsetzungen basierend, bedarf auch das in dieser Arbeit verwendete regionale Klimamodell REMO (Version 2015) der weiteren Entwicklung. So ist das Hauptziel der Arbeit das bestehende einschichtige bodenhydrologische Schema durch ein mehrschichtiges zu ersetzen. Der Vorteil mehrerer simulierter Bodenschichten besteht darin, dass nun die vertikale Bewegung des Wassers in Form von Versickerung und kapillarem Aufstieg simuliert werden kann. Dies geschieht auf der Basis bodenhydrologischer Parameter, deren Wert in Abh{\"a}ngigkeit vom Boden und der Bodenfeuchte {\"u}ber die Wasserr{\"u}ckhaltekurve bestimmt wird. F{\"u}r diese Kurve existieren verschiedene Parametrisierungen, von denen die Ans{\"a}tze von Clapp-Hornberger und van Genuchten verwendet wurden. Außerdem kann die Bodenfeuchte nun bis zu einer Tiefe von circa 10 m beziehungsweise der Tiefe des anstehenden Gesteins simuliert werden. Damit besteht im Gegensatz zum vorherigen Schema, dessen Tiefe auf die Wurzeltiefe beschr{\"a}nkt ist, die M{\"o}glichkeit, dass Wasser auch unterhalb der Wurzeln zur Verf{\"u}gung stehen kann und somit die absolute im Boden verf{\"u}gbare Wassermenge zunimmt. Die Schichtung erlaubt dar{\"u}ber hinaus die Verdunstung aus unbewachsenem Boden lediglich auf Basis des in der obersten Schicht verf{\"u}gbaren Wassers. Ein weiterer Prozess, der dank der Schichtung und der weiter unten erl{\"a}uterten Datens{\"a}tze neu parametrisiert werden kann, ist die Infiltration. F{\"u}r die Verwendung des Schemas sind Informationen {\"u}ber bodenhydrologische Parameter, die Wurzeltiefe und die Tiefe bis zum anstehenden Gestein erforderlich. Entsprechende Datens{\"a}tze m{\"u}ssen hierf{\"u}r aufbereitet und in das Modell eingebaut werden. Bez{\"u}glich der Wurzeltiefe wurden drei sich bez{\"u}glich der Tiefe, der Definition und der verf{\"u}gbaren Aufl{\"o}sung stark voneinander unterscheidende Datens{\"a}tze verglichen. Letztendlich wird die Wurzeltiefe aus dem mit einer anderen REMO-Version gekoppelten Vegetationsmodul iMOVE verwendet, da zuk{\"u}nftig eine Kopplung dieses Moduls mit dem mehrschichtigen Boden geplant ist und die Wurzeltiefen damit konsistent sind. Zudem ist die zugrundeliegende Aufl{\"o}sung der Daten hoch und es werden maximale Wurzeltiefen ber{\"u}cksichtigt, die besonders wichtig f{\"u}r die Simulation von Landoberfl{\"a}che-Atmosph{\"a}re-Interaktionen sind. Diese Vorteile brachten die anderen Datens{\"a}tze nicht mit. In der finalen Modellversion werden f{\"u}r die Tiefe bis zum anstehenden Gestein und die Korngr{\"o}ßenverteilungen die Daten von SoilGrids verwendet. Ein Vergleich mit anderen Bodendatens{\"a}tzen fand in einer parallel laufenden Dissertation statt (Ziegler 2022). Bei SoilGrids ist hervorzuheben, dass die Korngr{\"o}ßenverteilungen in einer hohen r{\"a}umlichen Aufl{\"o}sung (1 km^2 oder h{\"o}her) und mit mehreren vertikalen Schichten vorliegen. Gegen{\"u}ber dem urspr{\"u}nglich in REMO verwendeten Datensatz mit einer Kantenl{\"a}nge von 0.5° und ohne vertikale Differenzierung ist dies eine starke Verbesserung der Eingangsdaten. Dazu kommt, dass die Korngr{\"o}ßenverteilungen die Verwendung kontinuierlicher Pedotransferfunktionen statt f{\"u}nf diskreter Texturklassen, denen f{\"u}r die bodenhydrologischen Parameter fixe Tabellenwerte zugewiesen werden, erm{\"o}glichen. Dies f{\"u}hrt zu einer deutlich besseren Differenzierung des heterogenen Bodens. Im Rahmen der Arbeit wurden insgesamt 19 Simulationen f{\"u}r Europa und ein erweitertes Deutschlandgebiet mit Aufl{\"o}sungen von 0.44° beziehungsweise 0.11° f{\"u}r den Zeitraum 2000 bis 2018 gerechnet. Dabei zeigte sich, dass die Einf{\"u}hrung des mehrschichtigen Bodenschemas gegen{\"u}ber dem einschichtigen Schema zu einer Verringerung der Bodenfeuchte in der Wurzeltiefe f{\"u}hrt. Nichtsdestotrotz nimmt die absolute Wassermenge des Bodens durch die Ber{\"u}cksichtigung des Bodens unterhalb der Wurzelzone zu. Bezogen auf die einzelnen Schichten wird die Bodenfeuchte damit zwar untersch{\"a}tzt, im Laufe der Modellentwicklung kann jedoch eine Verbesserung im Vergleich zu ERA5 erzielt werden. Das neue Schema f{\"u}hrt zu einer Verringerung der Evapotranspiration, die {\"u}ber alle Schritte der Modellentwicklung und besonders w{\"a}hrend der Sommermonate auftritt. Im Vergleich zu Validationsdaten von ERA5 und GLEAM zeigt sich, dass dies eine Verbesserung dieser Gr{\"o}ße bedeutet, die sowohl in der Fl{\"a}che als auch beim Fehler und in der Verteilung auftritt. Gleiches l{\"a}sst sich f{\"u}r den Oberfl{\"a}chenabfluss sagen. Hierf{\"u}r implementierte Schemata (Philip, Green-Ampt), die anders als das standardm{\"a}ßig verwendete Improved-Arno-Schema bodenhydrologische Parameter ber{\"u}cksichtigen, konnten eine weitere Verbesserung im Flachland zeigen. In Gebirgsregionen nahm der Fehler durch die nicht enthaltene Ber{\"u}cksichtigung der Hangneigung jedoch zu, sodass in der finalen Modellversion auf das Improved-Arno-Schema zur{\"u}ckgegriffen wurde. Die Temperatur steigt durch die urspr{\"u}ngliche Version des mehrschichtigen Schemas zun{\"a}chst an, was zu einer {\"U}ber- statt der vorherigen Untersch{\"a}tzung gegen{\"u}ber E-OBS f{\"u}hrt. Die Modellentwicklung resultiert zwar in einer Reduzierung der Temperatur, jedoch f{\"a}llt diese zu stark aus, sodass der Temperaturfehler letztendlich gr{\"o}ßer als in der einschichtigen Modellversion ist. Da die Evapotranspiration jedoch maßgeblich verbessert wurde, kann dieser Fehler eventuell auf ein {\"u}berm{\"a}ßiges Tuning der Temperatur zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden. Die Betrachtung von Hitzeereignissen am Beispiel der Sommer 2003 und 2018 hat gezeigt, dass die Modellentwicklung dazu beitr{\"a}gt, diese Ereignisse besser als das einschichtige Schema zu simulieren. Zwar trifft dies nicht auf das r{\"a}umliche Verhalten der mittleren Temperatur zu, jedoch auf deren zeitlichen Verlauf. Hinzu kommt die bessere Simulation der t{\"a}glichen Extrem- und besonders der Minimaltemperatur, was zu einer Erh{\"o}hung der t{\"a}glichen Temperaturspanne f{\"u}hrt. Diese wird von Klimamodellen in der Regel zu stark untersch{\"a}tzt. Durch die Ber{\"u}cksichtigung der vertikalen Wasserfl{\"u}sse hat sich jedoch auch gezeigt, dass noch enormes Entwicklungspotenzial mit Blick auf (boden)hydrologische Prozesse besteht. Dies gilt in besonderem Maße f{\"u}r zuk{\"u}nftige Simulationen mit konvektionserlaubender Aufl{\"o}sung. So sollten subskalige Informationen des Bodens und der Orographie ber{\"u}cksichtigt werden. Dies dient einerseits der Repr{\"a}sentation vorliegender Heterogenit{\"a}ten und kann andererseits, wie am Beispiel der Infiltrationsschemata dargelegt, zur Verbesserung bestehender Prozesse beitragen. Da die simulierte Drainage durch das mehrschichtige Bodenschema im gleichen Maße zu- wie der Oberfl{\"a}chenabfluss abnimmt und das Wasser dem Modell in der Folge nicht weiter zur Verf{\"u}gung steht, sollte zuk{\"u}nftig auch Grundwasser im Modell ber{\"u}cksichtigt werden. Eine Vielzahl von Studien konnte einen Mehrwert durch die Implementierung dieser Variable und damit verbundener Prozesse feststellen. Mittelfristig ist jedoch insgesamt die Kopplung an ein hydrologisches Modell zu empfehlen, um die bei hochaufl{\"o}senden Simulationen relevanten Prozesse angemessen repr{\"a}sentieren zu k{\"o}nnen. Hierf{\"u}r bieten sich beispielsweise ParFlow oder mHM an. Insgesamt ist festzuhalten, dass das mehrschichtige Bodenschema einen Mehrwert liefert, da schwer zu simulierende und in der Postprozessierung zu korrigierende Variablen wie die Evapotranspiration und der Oberfl{\"a}chenabfluss deutlich besser modelliert werden k{\"o}nnen als mit dem einschichtigen Schema. Dies gilt auch f{\"u}r die Extremtemperaturen. Beides ist klar auf die Schichtung des Bodens und damit einhergehender Prozesse zur{\"u}ckzuf{\"u}hren. Bez{\"u}glich der Daten zeigt sich, dass die Wurzeltiefe, die Ber{\"u}cksichtigung von SoilGrids und die vertikale Bodeninformation f{\"u}r die weitere Optimierung verantwortlich sind. Dar{\"u}ber hinaus ist der h{\"o}here Informationsgehalt, der anhand der geschichteten Bodenfeuchte zur Verf{\"u}gung steht, ebenfalls als Mehrwert einzustufen.},
  subject      = {Klima},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Poppitz2022,
  author    = {Poppitz, Hanka},
  title     = {Untersuchungen zur Alteration von R{\"u}ckstandshalden der Kaliindustrie im Werratal},
  doi       = {10.25972/OPUS-25380},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-253802},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Im Zuge der Aufbereitung von Kalirohsalzen fallen weltweit feste R{\"u}ckst{\"a}nde an, die auf Großhalden entsorgt werden. Die Aufhaldung und die von den R{\"u}ckstandshalden ausgehenden Umweltauswirkungen unterliegen in Deutschland der Kontrolle durch die zust{\"a}ndigen Bergbeh{\"o}rden. Um die Emissionen besser quantifizieren zu k{\"o}nnen und die Eignung technischer Minderungsmaßnahmen zu beurteilen, erfolgte im Rahmen der Genehmigungsverfahren zur Erweiterung der R{\"u}ckstandshalden an den Standorten Hattorf und Wintershall die Erkundung des Haldenk{\"o}rpers durch Bohrungen mit Fokus auf die darin ablaufenden Str{\"o}mungsprozesse. Eine Modellvorstellung zur Zonierung der Halde im Hinblick auf Str{\"o}mungsprozesse war zun{\"a}chst anhand von Haldenbohrungen am Standort Hattorf entwickelt worden. Das Ziel dieser Arbeit war, mittels der Bohrergebnisse einer weiteren Haldenbohrung am Standort Wintershall die {\"U}bertragbarkeit der zuvor in Hattorf gefundenen Gegebenheiten zu {\"u}berpr{\"u}fen und den Kenntnisstand zu Str{\"o}mungs- und Alterationsprozessen innerhalb der Halde zu verbessern. Im Zuge der Haldenbohrungen erfolgten bohrbegleitende Untersuchungen (Abflussmessungen, Kamerabefahrungen, geophysikalische und geohydraulische Untersuchungen), und an dem Bohrkernmaterial und den Haldenl{\"o}sungen wurde ein umfangreiches Laboruntersuchungsprogramm ausgef{\"u}hrt, das chemische und mineralogische Analysen sowie Untersuchungen der physikalischen und hydraulischen Eigenschaften des R{\"u}ckstands umfasste. Zus{\"a}tzlich wurden erg{\"a}nzende Gef{\"u}geuntersuchungen (D{\"u}nnschliffuntersuchungen am Rasterelektronen-Mikroskop und exemplarische CT-Untersuchungen) an Probenmaterial der Halde Hattorf durchgef{\"u}hrt, um mittels visueller Untersuchungen insbesondere die Rolle {\"u}bersch{\"u}tteter ehemaliger Haldenoberfl{\"a}chen f{\"u}r das Str{\"o}mungsgeschehen im Haldenk{\"o}rper zu erkunden. Unter Ber{\"u}cksichtigung aller Ergebnisse wurden die Str{\"o}mungs- und Alterationsprozesse im R{\"u}ckstand beschrieben. Die maßgebliche Erkenntnis im Hinblick auf das Str{\"o}mungsgeschehen im Haldenk{\"o}rper ist, dass in dessen Porenraum keine S{\"a}ttigung besteht und dieser in allen Bereichen mit einem Gemisch aus L{\"o}sung und Luft gef{\"u}llt ist, so dass die Gesetzm{\"a}ßigkeiten der Zweiphasenstr{\"o}mung maßgeblich sind. Die bislang zur Bewertung von Str{\"o}mungsprozessen {\"u}blichen Durchl{\"a}ssigkeitsbeiwerte sind damit ungeeignet, da sie f{\"u}r ges{\"a}ttigte Bereiche gelten. {\"U}bereinstimmend wurde mit einer Reihe von Ergebnissen belegt, dass die Str{\"o}mungsprozesse im Haldenk{\"o}rper an bevorzugte Wegsamkeiten gebunden sind, bei denen es sich ausweislich der Gef{\"u}geuntersuchungen um ein System miteinander verbundenen Sekund{\"a}rporen handelt. Der R{\"u}ckstand ist zu charakterisieren als ein Nebeneinander aus diesen Wegsamkeiten und unbeeinflussten, aggregierten Bereichen. Des Weiteren wurde gezeigt, dass der Niederschlagseinfluss zur Teufe hin abnimmt, und es wurden Kriterien zum Nachweis von Niederschlagsunbeeinflussten Bereichen formuliert. Die Arbeit hat damit auch gezeigt, dass die Modellvorstellung, welche die Halde in eine f{\"u}r die Str{\"o}mungsprozesse maßgebliche Haldenmantelzone, eine gering durchl{\"a}ssige Kernzone und eine dazwischen befindliche {\"U}bergangszone mit gradueller {\"A}nderung der Eigenschaften unterteilt, grunds{\"a}tzlich auch auf den Standort Wintershall {\"u}bertragbar ist. Das Modell des Haldenk{\"o}rpers wurde weiter detailliert und zus{\"a}tzliche Kriterien zur Verortung der einzelnen Zonen im Haldenk{\"o}rper abgeleitet. Insbesondere wurde im Haldenmantelbereich eine charakteristische Randzone ausgehalten, welche im Ergebnis einer intensiven Durchstr{\"o}mung mit un- bzw. teilges{\"a}ttigten L{\"o}sungen selektiv an Wertstoff-Restgehalten abgereichert ist. Sie 2 wird von den unterlagernden reaktiven Zonen durch die L{\"o}sungsfronten f{\"u}r Kalium und Magnesium abgegrenzt. Aufbauend auf der erweiterten Modellvorstellung wurde die Zonierung f{\"u}r die Haldenbohrung am Standort Wintershall abgeleitet. Besonderes Augenmerk galt im Rahmen aller Untersuchungen der Wirkung von {\"u}bersch{\"u}tteten ehemaligen Haldenoberfl{\"a}chen, die als Sch{\"u}ttfl{\"a}chen bezeichnet werden. Es zeigte sich anhand der Untersuchungen, dass die Relevanz von Sch{\"u}ttfl{\"a}chen f{\"u}r das Str{\"o}mungsgeschehen abh{\"a}ngig von der Sch{\"u}tthistorie ist, und dass diese, selbst wenn sie aktiv am Str{\"o}mungsgeschehen teilnehmen, die Gegebenheiten im Haldenk{\"o}rper nur lokal {\"u}berpr{\"a}gen. Das Ziel der Aufstellung eines Modells zu Str{\"o}mungsprozessen im Haldenk{\"o}rper besteht in der Beurteilung der von diesen Halden ausgehenden Umweltauswirkungen. Dar{\"u}ber hinaus dienen die Erkenntnisse der Einsch{\"a}tzung der Wirksamkeit der bereits ergriffenen bzw. noch zu ergreifenden Schutz- und Emissionsminderungsmaßnahmen sowie der Planung zuk{\"u}nftiger Maßnahmen zur Wiedernutzbarmachung der Tagesoberfl{\"a}che und zur Erstellung von Prognosen. In diesem Sinne wurden aus den Ergebnissen der Arbeit abschließend Empfehlungen f{\"u}r technische Konzepte und den Haldenbetrieb abgeleitet.},
  subject      = {Kaliindustrie},
  language  = {de}
}
@article{SpitznagelDurigZimanowski2013,
  author    = {Spitznagel, N. and Durig, T. and Zimanowski, B.},
  title     = {Trigger - and heat-transfer times measured during experimental molten-fuel-interactions},
  series = {AIP Advances},
  volume    = {3},
  journal   = {AIP Advances},
  number    = {102126},
  doi       = {10.1063/1.4827023},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-128625},
  year      = {2013},
  abstract  = {A modified setup featuring high speed high resolution data and video recording was developed to obtain detailed information on trigger and heat transfer times during explosive molten fuel-coolant-interaction (MFCI). MFCI occurs predominantly in configurations where water is entrapped by hot melt. The setup was modified to allow direct observation of the trigger and explosion onset. In addition the influences of experimental control and data acquisition can now be more clearly distinguished from the pure phenomena. More precise experimental studies will facilitate the description of MFCI thermodynamics.},
  language  = {en}
}
@article{PhilippDietzBucheltetal.2021,
  author    = {Philipp, Marius and Dietz, Andreas and Buchelt, Sebastian and Kuenzer, Claudia},
  title     = {Trends in satellite earth observation for permafrost related analyses — A review},
  series = {Remote Sensing},
  volume    = {13},
  journal   = {Remote Sensing},
  number    = {6},
  doi       = {10.3390/rs13061217},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-234198},
  year      = {2021},
  abstract  = {Climate change and associated Arctic amplification cause a degradation of permafrost which in turn has major implications for the environment. The potential turnover of frozen ground from a carbon sink to a carbon source, eroding coastlines, landslides, amplified surface deformation and endangerment of human infrastructure are some of the consequences connected with thawing permafrost. Satellite remote sensing is hereby a powerful tool to identify and monitor these features and processes on a spatially explicit, cheap, operational, long-term basis and up to circum-Arctic scale. By filtering after a selection of relevant keywords, a total of 325 articles from 30 international journals published during the last two decades were analyzed based on study location, spatio- temporal resolution of applied remote sensing data, platform, sensor combination and studied environmental focus for a comprehensive overview of past achievements, current efforts, together with future challenges and opportunities. The temporal development of publication frequency, utilized platforms/sensors and the addressed environmental topic is thereby highlighted. The total number of publications more than doubled since 2015. Distinct geographical study hot spots were revealed, while at the same time large portions of the continuous permafrost zone are still only sparsely covered by satellite remote sensing investigations. Moreover, studies related to Arctic greenhouse gas emissions in the context of permafrost degradation appear heavily underrepresented. New tools (e.g., Google Earth Engine (GEE)), methodologies (e.g., deep learning or data fusion etc.)and satellite data (e.g., the Methane Remote Sensing LiDAR Mission (Merlin) and the Sentinel-fleet)will thereby enable future studies to further investigate the distribution of permafrost, its thermal state and its implications on the environment such as thermokarst features and greenhouse gas emission rates on increasingly larger spatial and temporal scales.},
  language  = {en}
}
@article{SamimiFinkPaeth2012,
  author    = {Samimi, C. and Fink, A. H. and Paeth, H.},
  title     = {The 2007 flood in the Sahel: causes, characteristics and its presentation in the media and FEWS NET},
  series = {Natural Hazards and Earth System Sciences},
  volume    = {12},
  journal   = {Natural Hazards and Earth System Sciences},
  number    = {2},
  doi       = {10.5194/nhess-12-313-2012},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-131790},
  pages     = {313 -- 325},
  year      = {2012},
  abstract  = {During the rainy season in 2007, reports about exceptional rains and floodings in the Sahel were published in the media, especially in August and September. Institutions and organizations like the World Food Programme (WFP) and FEWS NET put the events on the agenda and released alerts and requested help. The partly controversial picture was that most of the Sahel faced a crisis caused by widespread floodings. Our study shows that the rainy season in 2007 was exceptional with regard to rainfall amount and return periods. In many areas the event had a return period between 1 and 50 yr with high spatial heterogeneity, with the exception of the Upper Volta basin, which yielded return periods of up to 1200 yr. Despite the strong rainfall, the interpretation of satellite images show that the floods were mainly confined to lakes and river beds. However, the study also proves the difficulties in assessing the meteorological processes and the demarcation of flooded areas in satellite images without ground truthing. These facts and the somewhat vague and controversial reports in the media and FEWS NET demonstrate that it is crucial to thoroughly analyze such events at a regional and local scale involving the local population.},
  language  = {en}
}
@article{ShahabfarEitzinger2013,
  author    = {Shahabfar, Alireza and Eitzinger, Josef},
  title     = {Spatio-Temporal Analysis of Droughts in Semi-Arid Regions by Using Meteorological Drought Indices},
  series = {Atmosphere},
  volume    = {4},
  journal   = {Atmosphere},
  number    = {2},
  doi       = {10.3390/atmos4020094},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-128644},
  pages     = {94-112},
  year      = {2013},
  abstract  = {Six meteorological drought indices including percent of normal (PN), standardized precipitation index (SPI), China-Z index (CZI), modified CZI (MCZI), Z-Score (Z), the aridity index of E. de Martonne (I) are compared and evaluated for assessing spatio-temporal dynamics of droughts in six climatic regions in Iran. Results indicated that by consideration of the advantages and disadvantages of the mentioned drought predictors in Iran, the Z-Score, CZI and MCZI could be used as a good meteorological drought predictor. Depending on the month, the length of drought and climatic conditions of the region, they are an alternative to the SPI that has limitations both because of only a few available long term data series in Iran and its complex structure.},
  language  = {en}
}
@article{NyamekyeThielSchoenbrodtStittetal.2018,
  author    = {Nyamekye, Clement and Thiel, Michael and Sch{\"o}nbrodt-Stitt, Sarah and Zoungrana, Benewinde J.-B. and Amekudzi, Leonard K.},
  title     = {Soil and water conservation in Burkina Faso, West Africa},
  series = {Sustainability},
  volume    = {10},
  journal   = {Sustainability},
  number    = {9},
  issn      = {2071-1050},
  doi       = {10.3390/su10093182},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-197653},
  pages     = {3182},
  year      = {2018},
  abstract  = {Inadequate land management and agricultural activities have largely resulted in land degradation in Burkina Faso. The nationwide governmental and institutional driven implementation and adoption of soil and water conservation measures (SWCM) since the early 1960s, however, is expected to successively slow down the degradation process and to increase the agricultural output. Even though relevant measures have been taken, only a few studies have been conducted to quantify their effect, for instance, on soil erosion and environmental restoration. In addition, a comprehensive summary of initiatives, implementation strategies, and eventually region-specific requirements for adopting different SWCM is missing. The present study therefore aims to review the different SWCM in Burkina Faso and implementation programs, as well as to provide information on their effects on environmental restoration and agricultural productivity. This was achieved by considering over 143 studies focusing on Burkina Faso's experience and research progress in areas of SWCM and soil erosion. SWCM in Burkina Faso have largely resulted in an increase in agricultural productivity and improvement in food security. Finally, this study aims at supporting the country's informed decision-making for extending already existing SWCM and for deriving further implementation strategies.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Steger2015,
  author    = {Steger, Christian},
  title     = {Simulation ausgew{\"a}hlter Zeitscheiben des Pal{\"a}oklimas in Asien mit einem hochaufgel{\"o}sten Regionalmodell},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-122606},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  pages     = {203},
  year      = {2015},
  abstract  = {Das Tibetplateau (TP) ist das h{\"o}chste Gebirgsplateau der Erde und bildete sich im Verlauf der letzten 50 Millionen Jahre. Durch seine Ausmaße ver{\"a}nderte das TP nicht nur das Klima im heutigen Asien, sondern bewirkte Ver{\"a}nderungen weltweit. Heute stellt das TP einen Hotspot des Klimawandels dar und ist als Quellgebiet vieler großer Fl{\"u}sse in Asien f{\"u}r die Wasserversorgung von Milliarden von Menschen von zentraler Bedeutung. Vor diesem Hintergrund ist es wichtig, die Prozesse, die das Klima in der Region steuern, besser zu verstehen und die Variabilit{\"a}t des Klimas auf unterschiedlichen Zeitskalen absch{\"a}tzen zu k{\"o}nnen. Grundlegendes Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, r{\"a}umlich hochaufgel{\"o}ste quantitative Informationen {\"u}ber die Ver{\"a}nderung der klimatischen Verh{\"a}ltnisse in Asien w{\"a}hrend der Bildungsphase des TP und unter warm- und kaltzeitlichen Randbedingungen zur Verf{\"u}gung zu stellen und dadurch eine Verbindung zwischen den verschiedenen Zeitskalen herzustellen. Hierf{\"u}r werden das heutige Klima und das Pal{\"a}oklima der Region mit Hilfe von Klimamodellen simuliert. Da fr{\"u}here Studien zeigen konnten, dass die Ergebnisse von hochaufgel{\"o}sten Modellen besser mit Pal{\"a}oklimarekonstruktionen {\"u}bereinstimmen, als die von vergleichsweise niedrig aufgel{\"o}sten Globalmodellen, erfolgt ein dynamisches Downscaling des globalen Klimamodells ECHAM5 mit dem regionalen Klimamodell REMO. Die Heraushebung des TP wird durch eine Serie von f{\"u}nf Simulationen (Topogra- phieexperimente) approximiert, in denen die H{\"o}he des TP in 25\%-Schritten von 0\% bis 100\% der heutigen H{\"o}he ver{\"a}ndert wird. Die Schwankungen des Klimas im sp{\"a}- ten Quart{\"a}r sind durch Simulationen f{\"u}r das mittlere Holoz{\"a}n und den Hochstand der letzten Vereisung, das Last-Glacial-Maximum, repr{\"a}sentiert (Quart{\"a}rexperi- mente). In den Quart{\"a}rexperimenten wurden die Treibhausgaskonzentrationen, Orbitalparameter, Landbedeckung und verschiedene Vegetationsparameter an die Bedingungen der jeweiligen Zeitscheibe angepasst. Die Auswertung der Simulati- onsergebnisse konzentriert sich auf j{\"a}hrliche und jahreszeitliche Ver{\"a}nderungen der bodennahen Temperatur und des Niederschlags. Außerdem werden die sich erge- benden {\"A}nderungen in der Intensit{\"a}t des indischen Monsuns anhand verschiedener Monsunindizes analysiert. F{\"u}r das TP und die sich unmittelbar anschließenden Ge- biete wird zus{\"a}tzlich eine Clusteranalyse durchgef{\"u}hrt, um die dort vorkommenden regionalen Klimatypen identifizieren und charakterisieren zu k{\"o}nnen. In den Topographieexperimenten zeigt sich, dass die 2m-Temperatur im Bereich des TP im Jahresmittel mit abnehmender H{\"o}he des Plateaus um bis zu 30◦C zunimmt, w{\"a}hrend es in den {\"u}brigen Teilen des Modellgebiets nahezu {\"u}berall k{\"a}lter wird. Die Jahressumme des Niederschlags nimmt mit abnehmender H{\"o}he des TP westlich und n{\"o}rdlich davon zu. Im Bereich des TP sowie s{\"u}dlich und {\"o}stlich davon gehen die Niederschl{\"a}ge zur{\"u}ck. Die starke Niederschlagszunahme n{\"o}rdlich des TP kann durch die Ausbildung eines H{\"o}hentrogs statt eines H{\"o}henr{\"u}ckens in diesem Bereich erkl{\"a}rt werden. Das grunds{\"a}tzliche r{\"a}umliche Muster der Ver{\"a}nderungen besteht dabei bereits bei einer Plateauh{\"o}he von 75\% des Ausgangswertes und {\"a}ndert sich bei weiterer Verringerung der H{\"o}he nicht wesentlich. Lediglich der Betrag der Ver{\"a}nderungen nimmt zu. Dies gilt f{\"u}r die 2m-Temperatur und den Niederschlag und sowohl im Jahresmittel als auch f{\"u}r die einzelnen Jahreszeiten. Bez{\"u}glich der Intensit{\"a}t des indischen Sommermonsuns zeigt sich, dass zwischen 25\% und 75\% der heutigen H{\"o}he des TP die st{\"a}rkste Intensivierung stattfindet. Eine mit heute vergleichbare Monsunintensit{\"a}t tritt erst auf, wenn das TP die H{\"a}lfte seiner jetzigen H{\"o}he erreicht hat. Im mittleren Holoz{\"a}n ist es im Jahresmittel in den meisten Teilen des Modellge- biets k{\"a}lter und feuchter als heute. Die Unterschiede sind jedoch gr{\"o}ßtenteils gering und nicht signifikant. Hinsichtlich der Temperatur zeigen die Modelldaten nur vereinzelt eine gute {\"U}bereinstimmung mit den rekonstruierten Werten. Allerdings weisen die Rekonstruktionen eine hohe r{\"a}umliche Variabilit{\"a}t auf, wodurch die in diesem Datensatz vorhandenen Unsicherheiten widergespiegelt werden. Hinsicht- lich des Niederschlags ist die {\"U}bereinstimmung besser. Hier deuten sowohl die simulierten als auch die rekonstruierten Daten auf feuchtere Bedingungen hin. In der Simulation f{\"u}r das Last-Glacial-Maximum liegen die Temperaturen {\"u}berall im Modellgebiet im Jahresmittel und in allen Jahreszeiten um bis zu 8◦C unter den heutigen Werten. Es besteht eine gute {\"U}bereinstimmung mit den rekonstruierten Temperaturwerten f{\"u}r diese Zeitscheibe. Zu einer signifikanten Abnahme der j{\"a}hrlichen Niederschlagsmenge kommt es westlich und nordwestlich des TP, in Indien, S{\"u}dostasien und entlang der Ostk{\"u}ste Chinas. F{\"u}r die Bereiche, f{\"u}r die Niederschlagsrekonstruktionen verf{\"u}gbar sind, stimmen die Modellergebnisse gut mit diesen {\"u}berein. Zu einer signifikanten Niederschlagszunahme kommt es nur zwischen der Nordk{\"u}ste des Golfs von Bengalen und dem Himalaya, wobei dies m{\"o}glicherweise ein Modellartefakt darstellt. Hinsichtlich der Monsunintensit{\"a}t bestehen große Unterschiede zwischen den Indizes. W{\"a}hrend der Extended Indian Monsoon Rainfall Index eine starke Ab- schw{\"a}chung des indischen Sommermonsuns anzeigt, ist der Wert des Webster and Yang Monsoon Index verglichen mit heute nahezu unver{\"a}ndert. Ein Vergleich der Monsunintensit{\"a}t in den Topographie- und den Quart{\"a}rexperimenten macht deut- lich, dass der indische Monsun durch den Wechsel von warm- und kaltzeitlichen Randbedingungen mindestens so stark beeinflusst wird wie durch die Hebung des TP.},
  subject      = {Pal{\"a}oklima},
  language  = {de}
}
@article{Ibebuchi2021,
  author    = {Ibebuchi, Chibuike Chiedozie},
  title     = {On the Relationship between Circulation Patterns, the Southern Annular Mode, and Rainfall Variability in Western Cape},
  series = {Atmosphere},
  volume    = {12},
  journal   = {Atmosphere},
  number    = {6},
  issn      = {2073-4433},
  doi       = {10.3390/atmos12060753},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-241018},
  year      = {2021},
  abstract  = {This study investigates circulation types (CTs) in Africa, south of the equator, that are related to wet and dry conditions in the Western Cape, the statistical relationship between the selected CTs and the Southern Annular Mode (SAM), and changes in the frequency of occurrence of the CTs related to the SAM under the ssp585 scenario. Obliquely rotated principal component analysis applied to sea level pressure (SLP) was used to classify CTs in Africa, south of the equator. Three CTs were found to have a high probability of being associated with wet days in the Western Cape, and four CTs were equally found to have a high probability of being associated with dry days in the Western Cape. Generally, the dry/wet CTs feature the southward/northward track of the mid-latitude cyclone, adjacent to South Africa; anti-cyclonic/cyclonic relative vorticity, and poleward/equatorward track of westerlies, south of South Africa. One of the selected wet CTs was significantly related to variations of the SAM. Years with an above-average SAM index correlated with the below-average frequency of occurrences of the wet CT. The results suggest that through the dynamics of the CT, the SAM might control the rainfall variability of the Western Cape. Under the ssp585 scenario, the analyzed climate models indicated a possible decrease in the frequency of occurrence of the aforementioned wet CT associated with cyclonic activity in the mid-latitudes, and an increase in the frequency of the occurrence of CT associated with enhanced SLP at mid-latitudes.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Sprafke2016,
  author    = {Sprafke, Tobias},
  title     = {L{\"o}ss in Nieder{\"o}sterreich - Archiv quart{\"a}rer Klima- und Landschaftsver{\"a}nderungen},
  publisher = {W{\"u}rzburg University Press},
  address   = {W{\"u}rzburg},
  isbn      = {978-3-95826-038-2 (print)},
  doi       = {10.25972/WUP-978-3-95826-039-9},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-127787},
  school      = {W{\"u}rzburg University Press},
  pages     = {272},
  year      = {2016},
  abstract  = {Diese Arbeit widmet sich detaillierten stratigraphischen und pal{\"a}opedologischen Studien an L{\"o}ss-Pal{\"a}oboden Sequenzen (LPS) im kontinentalen Nordosten {\"O}sterreichs, im Lee der B{\"o}hmischen Masse relativ zur Westwindzone. Neben methodischen Erkenntnissen ergeben sich allgemeine Schlussfolgerungen {\"u}ber die Klima- und Landschaftsentwicklung w{\"a}hrend der letzten Million Jahre. Die untersuchten Aufschl{\"u}sse liegen in der Region um Krems (Krems-Schießst{\"a}tte, Paudorf, Stiefern) und in Stillfried. Einige sind weithin bekannt als ehemalige Typuslokalit{\"a}ten der Quart{\"a}rstratigraphie, aber nach fundamentalen Revisionen in den 1970er Jahren schwand das Interesse an diesen merklich. Die LPS befinden sich in Hanglage, so sind polygenetische Einheiten und Erosionsl{\"u}cken {\"u}blich. Als Archive einer komplexen geomorphologischen Entwicklung sind sie nicht geeignet f{\"u}r die Anwendung {\"u}blicher pal{\"a}oklimatischer Proxies. Um die Entstehung der untersuchten LPS zu verstehen, wurde ein multimethodischer Ansatz entwickelt, der detaillierte Untersuchungen von der Landschafts- bis auf die Mikroebene umfasst. Innovativ ist die Verwendung quantitativer Farbmessungen in hoher Aufl{\"o}sung zum Zwecke einer standardisierten Klassifikation von Profileinheiten. Detaillierte mikromorphologische Untersuchungen sind Basis f{\"u}r die Rekonstruktion des Wechselspiels aus {\"a}olischer Sedimentation, Pedogenese und Hangprozessen. Die Korrelation der LPS basiert auf mehreren geochronologischen Ankerpunkten und ist zugleich Hinweis auf tiefgreifende morphologische Ver{\"a}nderungen in der Region Krems w{\"a}hrend des Pleistoz{\"a}ns. Im chronologischen Rahmen ergeben sich unter Anwendung des Konzepts der klimaphytomorphen B{\"o}den qualitative pal{\"a}oklimatische Schlussfolgerungen: Kr{\"a}ftig verwitterte Bodenhorizonte sind polygenetisch und nicht das Resultat feuchterer Klimabedingungen w{\"a}hrend dezidierter Entwicklungsphasen. Die Kontinentalit{\"a}t des Untersuchungsgebiets blieb w{\"a}hrenden der letzten Million Jahre weitgehend bestehen, teils mit erh{\"o}htem mediterranem Einfluss. Eine Dominanz atlantischer Feuchte beschr{\"a}nkt(e) sich auf die Regionen westlich der B{\"o}hmischen Masse. Die Pal{\"a}oklimate des Untersuchungs-gebiets waren eher vergleichbar mit jenen des Pannonischen Beckens, obgleich die untersuchten Sequenzen keinen Hinweis auf den dort vermuteten Gradienten zunehmender Aridit{\"a}t zeigen. Interessant sind ferner zahlreiche gebleichte Horizonte innerhalb der L{\"o}sssedimente, die als Reste von Tundragleyen interpretiert werden. Diese sind im L{\"o}ss des Pannonischen Becken nicht nachweisbar. Hieraus wird ein mitteleurop{\"a}ischer Charakter kaltzeitlichen Klimas innerhalb des untersuchten Zeitrahmens gefolgert.},
  subject      = {L{\"o}ss},
  language  = {de}
}
@book{Brauneck2010,
  author    = {Brauneck, Jens},
  title     = {Late Quaternary climate changes in the Central Sahara : new evidence from palaeoenvironmental research in NE-Niger},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-235146},
  publisher      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  pages     = {XI, 158},
  year      = {2010},
  abstract  = {Surveys by the Universities of Wuerzburg and Berlin, starting in the 1970´s have revealed the existence of palaeolakes in remote areas in Niger. Initial research has shown that the sediments found are suitable for reconstructing its late quaternary palaeoenvironment. Although a high number of investigations focused on the succession of climatological conditions in the Central Sahara, some uncertainties still exist as the results show discontinuities and mostly are of low temporal and spatial resolution. Two expeditions in 2005 and 2006 headed to the northeastern parts of Niger to investigate the known remains of palaeolakes and search some new and undetected ones. Samples were taken at several study sites in order to receive a complete picture of the Late Quaternary environmental settings and to produce high-resolution proxies for palaeoclimate modelling. The most valuable and best-investigated study site is the sebkha of Seggedim, where a core of 15 meters length could be extracted which revealed a composition of high-resolution sections. Stratigraphical, structural and geochemical investigations as well as the analysis of thin sections allow the characterization of different environmental conditions from Early to Mid Holocene. Driven by climate and hydrogeological influence, the water body developed from a water pond of several metres depth within a stable, grass and shrub vegetated landscape, to an alternating freshwater lake in a more dynamic environmental setting. Radiocarbon dates set the beginning of the stage at about 10.6 ka cal BP, with an exceptionally stable regime to 6.6 ka cal BP (at 12.6 metres' depth), when a major change in the sedimentation regime of the basin is recorded in the core. Increased erosion, likely due to decreased vegetation cover within the basin, led to the siltation/filling of the lake within a few hundred years and the subsequent development of a sebkha/salt pan due to massive evaporation. Due to the lack of dateable material in the upper core section, the termination of the lake stage and the onset of the subsequent sebkha stage cannot be determined precisely but can be narrowed to a period around 6 ka BP. The results obtained from the core are compared with those from terrestrial and lacustrine sediments from outside the depression, situated a few hundred kilometres further to the north. These supplementary study sites are required to validate the information obtained from the coring. Within the plateau landscape of Djado, Mangueni and Tchigai, two depressions and a valley containing lacustrine deposits, were investigated for palaeoenvironmental reconstruction. Depending on modifying local factors, these sediment archives were of shorter existence than IX the lake, but reveal additional information about the landscape dynamics from Early to Mid Holocene. A damming situation within a small tributary at Enneri Achelouma led to lacustrine sedimentation conditions at Early Holocene in the upper reaches of the valley. The remnants of the lacustrine accumulations show distinct changes in the environmental conditions within the small catchment, as the archive immediately responded to local climate-induced changes of precipitation. Radiocarbon dating of the deposited sediments revealed ages from 8780 ± 260 cal a BP to 9480 ± 80 cal a BP. The sites of Yoo Ango and Fab{\´e}rg{\´e} show a completely different sedimentation milieu as they consist of basins within the foothills of the Tchigai. The study sites show increased catchment sizes, probably extending towards the Tchigai massif and are most likely influenced by groundwater charge. The widespread occurrence of wind shaped relicts and the limited amount of lacustrine remnants indicate a generally high aeolian activity in both areas. Only in wind sheltered spots, parts of the lacustrine sequences were preserved, that show ages spanning from Early to Mid Holocene (9440 ± 140 cal a BP - 6810 ±140 cal a BP) and give additional evidence of fires from pre-LGM periods. Although intensively weathered, all profiles indicate distinct changes in the sedimentation conditions by alternating geochemical values and the mineralogical composition. The information obtained from the records investigated in this work confirms the heterogeneity of reconstructed environmental succession in the Central Sahara. The Mid Holocene rapid (within decades) and uniform development from more humid to extremely arid environmental conditions cannot be confirmed for the Central Sahara. In addition, a division of Early and Mid Holocene wet periods cannot be confirmed, either. Actually, the evidences obtained from the palaeoenvironmental reconstructions revealed major variations in the timing and extend of lacustrine and aeolian periods. Evidently, a transitional time has existed between 7 to 5 ka BP where alternating influences prevailed. This is indicated by the varying sedimentation conditions in the Seggedim depression as well as the evidence of soil properties on a fossil dune, with a time of deposition dated to 6200 ± 400 cal a BP and the removal of lacustrine Sediments at the Seeterrassental at Mid Holocene. In respect to provide a complete picture of landscape succession and to avoid misinterpretation, the investigation of several dissimilar spots within a designated study area is prerequisite for further investigations.},
  subject      = {Pal{\"a}oklimatologie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Boldt2001,
  author    = {Boldt, Kai-William},
  title     = {K{\"a}nozoische Geomorphogenese im nord{\"o}stlichen Mainfranken},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-245991},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  pages     = {XI, 413},
  year      = {2001},
  abstract  = {The Hassberge escarpment landscape developed from a widely extended original etchplain surface which represents the Middle to Upper Miocene final stage of undifferentiated etchplain lowering within the study area. The decisive processes of Upper Miocene and Pliocene landform differentiation were continuing planationsurface lowering increasingly governed by the structural differentiation of the bedrock substrate and local expansion of planation surfaces. This formation led to valley cutting since the Pliocene/Pleistocene transition period in the course of progressive reduction of the areas still subject to planation. The extent of structural adaptation and the interpretation of correlative sediments confirm a differentiated course of Late Tertiary climatic change, which, within the overall trend towards lower temperatures since the Lower to Middle Miocene, expressed itself in increasingly dry conditions during the Late Upper Miocene and Pliocene (BOLDT 1997). Taking the Lower Franconian scarplands (Main River region of southern Germany) as an example, the compatibility of the formation of stepped planation surfaces with the structural forcing of landform development is explained and confirmed in a world-wide comparison for regions of sedimentary rocks of varying resistance. The differentiated morphological context based on climate and geology is pointed out (BOLDT 1998).},
  subject      = {Haßberge},
  language  = {de}
}
@article{NyssenVanNieulandVandenbergheetal.2016,
  author    = {Nyssen, Jan and Van Nieuland, Jasper and Vandenberghe, Dimitri and Juilleret, J{\´e}r{\^o}me and Terhorst, Birgit},
  title     = {Gr{\`e}zes lit{\´e}es and their genesis: the site of Enscherange in the Rhenish-Ardennes Massif as a case study},
  series = {Die Erde : Journal of the Geographical Society of Berlin},
  volume    = {147},
  journal   = {Die Erde : Journal of the Geographical Society of Berlin},
  number    = {1},
  doi       = {10.12854/erde-147-1},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-165032},
  year      = {2016},
  abstract  = {The freeze-thaw cycles in periglacial areas during the Quaternary glacials increased frost weathering, leading to a disintegration of rock formations. Transported downslope, clasts allowed in some areas the formation of stratified slope deposits known as "gr{\`e}zes lit{\´e}es". This study reviews the existing theories and investigates the gr{\`e}zes lit{\´e}es deposits of Enscherange and Rodershausen in Luxembourg. This process was reinforced by the lithostructural control of the parent material expressed by the dip of schistosity (66°) and its orientation parallel to the main slopes in the area. This gave opportunities to activate the frost-weathering process on top of the ridge where the parent material outcropped. As the stratified slope deposits have a dip of 23° and as there is no significant lateral variation in rock fragment size, slope processes that involve only gravity are excluded and transportation in solifluction lobes with significant slopewash and sorting processes is hypothesized. The Enscherange formation, the biggest known outcrop of gr{\`e}zes lit{\´e}es in north-western Europe, shows evidence of clear layering over the whole profile depth. A palaeolandscape reconstruction shows that ridges must have been tens of metres higher than presently. The investigation of the matrix composition shows Laacher See tephra in the overlying periglacial cover bed with infiltrations of the minerals in the reworked upper layer of the gr{\`e}zes lit{\´e}es deposit. Chronostratigraphic approaches using the underlying cryoturbation zone and Laacher See heavy minerals in the overlying topsoil place the formation of gr{\`e}zes lit{\´e}es deposits in the Late Pleistocene.},
  language  = {en}
}
@article{ZimanowskiGudmundsson2015,
  author    = {Zimanowski, Bernd and Gudmundsson, Magńus Tumi},
  title     = {Fire in the hole: recreating volcanic eruptions with cannon blasts},
  series = {Eos},
  volume    = {96},
  journal   = {Eos},
  number    = {8},
  doi       = {10.1029/2015EO027703},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-149304},
  pages     = {12-15},
  year      = {2015},
  abstract  = {Artificial volcanic plumes, fired from cannons loaded with ash plucked from the slopes of Iceland, may help researchers better monitor disruptive eruptions.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Spitznagel2017,
  author    = {Spitznagel, Niko},
  title     = {Energy transfer during molten fuel coolant interaction},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-142891},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2017},
  abstract  = {The contact of hot melt with liquid water - called Molten Fuel Coolant Interaction (MFCI) - can result in vivid explosions. Such explosions can occur in different scenarios: in steel or powerplants but also in volcanoes. Because of the possible dramatic consequences of such explosions an investigation of the explosion process is necessary. Fundamental basics of this process are already discovered and explained, such as the frame conditions for these explosions. It has been shown that energy transfer during an MFCI-process can be very high because of the transfer of thermal energy caused by positive feedback mechanisms. Up to now the influence of several varying parameters on the energy transfer and the explosions is not yet investigated sufficiently. An important parameter is the melt temperature, because the amount of possibly transferable energy depends on it. The investigation of this influence is the main aim of this work. Therefor metallic tin melt was used, because of its nearly constant thermal material properties in a wide temperature range. With tin melt research in the temperature range from 400 °C up to 1000 °C are possible. One important result is the lower temperature limit for vapor film stability in the experiments. For low melt temperatures up to about 600 °C the vapor film is so unstable that it already can collapse before the mechanical trigger. As expected the transferred thermal energy all in all increases with higher temperatures. Although this effect sometimes is superposed by other influences such as the premix of melt and water, the result is confirmed after a consequent filtering of the remaining influences. This trend is not only recognizable in the amount of transferred energy, but also in the fragmentation of melt or the vaporizing water. But also the other influences on MFCI-explosions showed interesting results in the frame of this work. To perform the experiments the installation and preparation of the experimental Setup in the laboratory were necessary. In order to compare the results to volcanism and to get a better investigation of the brittle fragmentation of melt additional runs with magmatic melt were made. In the results the thermal power during energy transfer could be estimated. Furthermore the model of "cooling fragments " could be usefully applied.},
  subject      = {Vulkanologie},
  language  = {en}
}
@article{SteiningerAbelZiegleretal.2023,
  author    = {Steininger, Michael and Abel, Daniel and Ziegler, Katrin and Krause, Anna and Paeth, Heiko and Hotho, Andreas},
  title     = {ConvMOS: climate model output statistics with deep learning},
  series = {Data Mining and Knowledge Discovery},
  volume    = {37},
  journal   = {Data Mining and Knowledge Discovery},
  number    = {1},
  issn      = {1384-5810},
  doi       = {10.1007/s10618-022-00877-6},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-324213},
  pages     = {136-166},
  year      = {2023},
  abstract  = {Climate models are the tool of choice for scientists researching climate change. Like all models they suffer from errors, particularly systematic and location-specific representation errors. One way to reduce these errors is model output statistics (MOS) where the model output is fitted to observational data with machine learning. In this work, we assess the use of convolutional Deep Learning climate MOS approaches and present the ConvMOS architecture which is specifically designed based on the observation that there are systematic and location-specific errors in the precipitation estimates of climate models. We apply ConvMOS models to the simulated precipitation of the regional climate model REMO, showing that a combination of per-location model parameters for reducing location-specific errors and global model parameters for reducing systematic errors is indeed beneficial for MOS performance. We find that ConvMOS models can reduce errors considerably and perform significantly better than three commonly used MOS approaches and plain ResNet and U-Net models in most cases. Our results show that non-linear MOS models underestimate the number of extreme precipitation events, which we alleviate by training models specialized towards extreme precipitation events with the imbalanced regression method DenseLoss. While we consider climate MOS, we argue that aspects of ConvMOS may also be beneficial in other domains with geospatial data, such as air pollution modeling or weather forecasts.},
  subject      = {Klima},
  language  = {en}
}
@article{IbebuchiSchoenbeinAdakudluetal.2022,
  author    = {Ibebuchi, Chibuike Chiedozie and Sch{\"o}nbein, Daniel and Adakudlu, Muralidhar and Xoplaki, Elena and Paeth, Heiko},
  title     = {Comparison of three techniques to adjust daily precipitation biases from regional climate models over Germany},
  series = {Water},
  volume    = {14},
  journal   = {Water},
  number    = {4},
  issn      = {2073-4441},
  doi       = {10.3390/w14040600},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-262064},
  year      = {2022},
  abstract  = {This study compares the performance of three bias correction (BC) techniques in adjusting simulated precipitation estimates over Germany. The BC techniques are the multivariate quantile delta mapping (MQDM) where the grids are used as variables to incorporate the spatial dependency structure of precipitation in the bias correction; empirical quantile mapping (EQM) and, the linear scaling (LS) approach. Several metrics that include first to fourth moments and extremes characterized by the frequency of heavy wet days and return periods during boreal summer were applied to score the performance of the BC techniques. Our results indicate a strong dependency of the relative performances of the BC techniques on the choice of the regional climate model (RCM), the region, the season, and the metrics of interest. Hence, each BC technique has relative strengths and weaknesses. The LS approach performs well in adjusting the first moment but tends to fall short for higher moments and extreme precipitation during boreal summer. Depending on the season, the region and the RCM considered, there is a trade-off between the relative performances of the EQM and the MQDM in adjusting the simulated precipitation biases. However, the MQDM performs well across all considered metrics. Overall, the MQDM outperforms the EQM in improving the higher moments and in capturing the observed return level of extreme summer precipitation, averaged over Germany.},
  language  = {en}
}
@article{TrappeBuedelMeisteretal.2022,
  author    = {Trappe, Julian and B{\"u}del, Christian and Meister, Julia and Baumhauer, Roland},
  title     = {Combining geophysical and geomorphological data to reconstruct the development of relief of a medieval castle site in the Spessart low mountain range, Germany},
  series = {Earth Surface Processes and Landforms},
  volume    = {47},
  journal   = {Earth Surface Processes and Landforms},
  number    = {1},
  doi       = {10.1002/esp.5242},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-257433},
  pages     = {228-241},
  year      = {2022},
  abstract  = {Within the Spessart low mountain range in central Germany, numerous castle ruins of the 13th century ce exist. Their construction and destruction were often determined by the struggle for political and economic supremacy in the region and for control over the Spessart's natural resources. Wahlmich Castle is located in a relatively uncommon strategic and geomorphological position, characterized by a fairly remote position and atypical rough relief. In order to reconstruct the local relief development and possible human impact, a multi-method approach was applied combining two-dimensional geoelectrical measurements, geomorphological mapping and stratigraphic-sedimentological investigations. This provides new insights into the influence of landscape characteristics on choices of castle locations. The combined geoelectrical, geomorphological and stratigraphic-sedimentological data show that the rough relief is of natural origin and influenced by regional faulting, which triggered sliding and slumping as well as weathering and dissection of the surface deposits. The rough relief and the lithology permitted intensive land use and building activities. However, the location of the castle offered access to and possibly control over important medieval traffic routes and also represented certain ownership claims in the Aschaff River valley. The economic situation combined with rivalry between different elites led to the castle being built in a geomorphological challenging and strategically less valuable location. Focusing on castles located in rare and challenging geomorphological positions may therefore lead to a better understanding of castle siting in the future.},
  language  = {en}
}
@article{AichAkhundzadahKnuerretal.2017,
  author    = {Aich, Valentin and Akhundzadah, Noor Ahmad and Knuerr, Alec and Khoshbeen, Ahmad Jamshed and Hattermann, Fred and Paeth, Heiko and Scanlon, Andrew and Paton, Eva Nora},
  title     = {Climate change in Afghanistan deduced from reanalysis and coordinated regional climate downscaling experiment (CORDEX)—South Asia Simulations},
  series = {Climate},
  volume    = {5},
  journal   = {Climate},
  number    = {2},
  issn      = {2225-1154},
  doi       = {10.3390/cli5020038},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-198024},
  pages     = {38},
  year      = {2017},
  abstract  = {Past and the projected future climate change in Afghanistan has been analyzed systematically and differentiated with respect to its different climate regions to gain some first quantitative insights into Afghanistan's vulnerability to ongoing and future climate changes. For this purpose, temperature, precipitation and five additional climate indices for extremes and agriculture assessments (heavy precipitation; spring precipitation; growing season length (GSL), the Heat Wave Magnitude Index (HWMI); and the Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI)) from the reanalysis data were examined for their consistency to identify changes in the past (data since 1950). For future changes (up to the year 2100), the same parameters were extracted from an ensemble of 12 downscaled regional climate models (RCM) of the Coordinated Regional Climate Downscaling Experiment (CORDEX)-South Asia simulations for low and high emission scenarios (Representative Concentration Pathways 4.5 and 8.5). In the past, the climatic changes were mainly characterized by a mean temperature increase above global level of 1.8 °C from 1950 to 2010; uncertainty with regard to reanalyzed rainfall data limited a thorough analysis of past changes. Climate models projected the temperature trend to accelerate in the future, depending strongly on the global carbon emissions (2006-2050 Representative Concentration Pathways 4.5/8.5: 1.7/2.3 °C; 2006-2099: 2.7/6.4 °C, respectively). Despite the high uncertainty with regard to precipitation projections, it became apparent that the increasing evapotranspiration is likely to exacerbate Afghanistan's already existing water stress, including a very strong increase of frequency and magnitude of heat waves. Overall, the results show that in addition to the already extensive deficiency in adaptation to current climate conditions, the situation will be aggravated in the future, particularly in regard to water management and agriculture. Thus, the results of this study underline the importance of adequate adaptation to climate change in Afghanistan. This is even truer taking into account that GSL is projected to increase substantially by around 20 days on average until 2050, which might open the opportunity for extended agricultural husbandry or even additional harvests when water resources are properly managed.},
  language  = {en}
}