TY  - THES
A1  - Fekete, Alexander
T1  - Urban Disaster Resilience and Critical Infrastructure
T1  - Urbane Katastrophen-Resilienz und Kritische Infrastruktur
N2  - Urban areas are population, culture and infrastructure concentration points. Electricity blackouts or interruptions of water supply severely affect people when happening unexpected and at large scale. Interruptions of such infrastructure supply services alone have the potential to trigger crises. But when happening in concert with or as a secondary effect of an earthquake, for example, the crisis situation is often aggravated. This is the case for any country, but it has been observed that even highly industrialised
countries face severe risks when their degree of acquired dependency on services of what is termed Critical Infrastructure results in even bigger losses when occurring unexpectedly in a setting that usually has high reliability of services.
N2  - Die Forschung zu Naturgefahren und Katastrophen hat sich in den vergangenen Jahren weniger mit der reinen Erforschung der Gefahrenseite, sondern zunehmend mit Auswirkungsprozessen von Krisen und Katastrophen auf Gesellschaft, Umwelt, Politik, und andere Bereichen befasst. Da sich die Gesellschaft immer weiter vernetzt, sei es durch moderne Technologien, Warenströme oder Kommunikation, haben sich auch die Auswirkung von beispielsweise Naturkatastrophen zu global spürbaren Auswirkungen hin entwickelt. Das Habilitationsvorhaben befasst sich mit Städten und Siedlungsformen als Bündelungspunkten mehrerer Risiken. International bekannt geworden ist dieses Thema unter anderem unter dem Begriff „Resiliente Stadt“. In Städten und anderen Sicherungsräumen bündeln sich nicht nur Siedlungen und Bevölkerung sondern auch Infrastrukturknotenpunkte. Städte sind also nicht nur Orte von möglichen Naturkatastrophen-Einwirkungen, sondern auch Orte in denen sich Ausfälle beispielsweise der Elektrizitätsversorgung, der Wasserversorgung oder anderer lebenswichtiger Versorgungsdienstleistungen besonders spürbar bemerkbar machen. Lebenswichtige Versorgungseinrichtungen werden seit Mitte der Neunzigerjahre auch unter dem Themenfeld „Kritische Infrastrukturen“ untersucht. Die Forschung hierzu wurde vor allem durch einzelne Vorfälle, wie etwa Bombenanschlägen in den USA, Internet Angriffen oder auch durch längere Stromausfälle, beispielsweise durch Hochwasser, auch in Deutschland ein zunehmend bekanntes Thema. Dieses Themenfeld wurde einerseits durch die Politik und andererseits durch die Wissenschaft aufgegriffen und vorangetrieben. Interessanterweise haben sich jedoch die Forschungsbereiche Naturgefahrenforschung und kritische Infrastruktur weitgehen getrennt entwickelt. Diese Arbeit untersucht daher insbesondere, welche Wechselwirkungen zwischen diesen beiden Bereichen bestehen, und entwickelt Methoden, um sowohl qualitative als auch quantitative Ansätze zur Identifizierung, zur Beobachtung, und zur vergleichenden Analyse zu entwickeln. Bei der Methodenentwicklung stützt sich die Arbeit auf die Entwicklung räumlicher Verwundbarkeitsindikatoren, die im Bereich der Naturgefahrenforschung entwickelt wurde, und untersucht die weitere Entwicklung hin zu Resilienz-Analysen. Hierbei werden sowohl physikalische Faktoren zur Bemessung von Katastrophenauswirkungen, zum Beispiel Exposition und Niederschlagsmengen mit demographischen Indikatoren verknüpft. Im Bereich kritischer Infrastrukturen kommt noch eine weitere Methodik hinzu: die Einschätzung der Kritikalität; damit ist die Bedeutung der Auswirkungen von Versorgungsausfällen für die Gesellschaft gemeint. Dabei werden auf der einen Seite sowohl Schwachpunkte und Schwachstellen der Versorgungsnetze identifiziert, auf der anderen Seite werden Auswirkungen auf die Gesellschaft, wie etwa auf physiologische Überlebensfunktionen, Nahrungsgrundlagen, Wirtschafts- und Wertesysteme untersucht.
KW  - Risikomanagement
KW  - Risikoanalyse
KW  - Naturgefahr
KW  - Naturkatastrophe
KW  - Resilienz
KW  - Kritische Infrastruktur
KW  - Urbane Resilienz
KW  - Resiliente Stadt
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-163251
SN  - 978-3-946573-13-5
ER  - 
TY  - THES
A1  - Knöfel, Patrick
T1  - Energiebilanzmodellierung zur Ableitung der Evapotranspiration – Beispielregion Khorezm
T1  - Optimization of energy balance modelling in order to determine evapotranspiration by developing a physical based soil heat flux approach on the example of Khorezm region in Uzbekistan
N2  - Zum Verständnis der komplexen Wechselwirkungen innerhalb des Klimasystems der Erde sind Kenntnisse über den hydrologischen Zyklus und den Energiekreislauf essentiell. Eine besondere Rolle obliegt hierbei der Evapotranspiration (ET), da sie eine wesentliche Teilkomponente beider oben erwähnter Kreisläufe ist. Die exakte Quantifizierung der regionalen, tatsächlichen Evapotranspiration innerhalb der Wasser- und Energiekreisläufe der Erdoberfläche auf unterschiedlichen zeitlichen und räumlichen Skalen ist für hydrologische, klimatologische und agronomische Fragestellungen von großer Bedeutung. Dabei ist eine realistische Abschätzung der regionalen tatsächlichen Evapotranspiration die wichtigste Herausforderung der hydrologischen Modellierung. Besonders die unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Auflösungen von Satelliteninformationen machen die Fernerkundung sowohl für globale als auch regionale hydrologischen Fragestellungen interessant. Zusätzlich zur Notwendigkeit des Prozessverständnisses des Wasserkreislaufs auf globaler Ebene kommt dessen regionale Bedeutung für die Landwirtschaft, insbesondere in Bewässerungssystemen arider Regionen. In ariden Klimazonen übersteigt die Menge der Verdunstung oft bei weitem die Niederschlagsmengen. Aufgrund der geringen Niederschlagsmenge muss in ariden agrarischen Regionen das zum Pflanzenwachstum benötigte Wasser mit Hilfe künstlicher Bewässerung aufgebracht werden. Der jeweilige lokale Bewässerungsbedarf hängt von der Feldfrucht und deren Wachstumsphase, den Klimabedingungen, den Bodeneigenschaften und der Ausdehnung der Wurzelzone ab. Die Evapotranspiration ist als Komponente der regionalen Wasserbilanz eine wichtige Steuerungsgröße und Effizienzindikator für das lokale Bewässerungsmanagement. Die Bewässe-rungslandwirtschaft verbraucht weltweit etwa 70 % der verfügbaren Süßwasservorkom-men. Dies wird als einer der Hauptgründe für die weltweit steigende Wasserknappheit identifiziert. Dabei liegt die Wasserentnahme des landwirtschaftlichen Sektors in den OECD Staaten im Mittel bei etwa 44 %, in den Staaten Mittelasiens bei über 90 %.
Bei der Erstellung der vorliegenden Arbeit kam die Methode der residualen Bestimmung der Energiebilanz zum Einsatz. Eines der weltweit am häufigsten eingesetzten und vali-dierten fernerkundlichen Residualmodelle zur ET Ableitung ist das SEBAL-Modell (Surface Energy Balance Algorithm for Land, mit über 40 veröffentlichten Studien. SEBAL eignet sich zur Quantifizierung der Verdunstung großflächiger Gebiete und wurde bisher über-wiegend in der Bewässerungslandwirtschaft eingesetzt. Aus diesen Gründen wurde es für die Bearbeitung der Fragestellungen in dieser Arbeit ausgewählt. SEBAL verwendet physikalische und empirische Beziehungen zur Berechnung der Energiebilanzkomponenten basierend auf Fernerkundungsdaten, bei gleichzeitig minimalem Einsatz bodengestützter Daten. Als Eingangsdaten werden u.a. Informationen über Strahlung, Bodenoberflächentemperatur, NDVI, LAI und Albedo verwendet. Zusätzlich zu SEBAL wurden einige Komponenten der SEBAL Weiterentwicklung METRIC (Mapping Evapotranspiration with Internalized Calibration) verwendet, um die Modellierung der ET vorzunehmen. METRIC überwindet einige Limitierungen des SEBAL Verfahrens und kann beispielsweise auch in stärker reliefierten Regionen angewendet werden. Außerdem ermöglicht die Integration einer gebietsspezifischen Referenz-ET sowie einer Landnutzungsklassifikation eine bessere regionale Anpassung des Residualverfahrens. Unter der Annahme der Bedingungen zum Zeitpunkt der Fernerkundungsaufnahme ergibt sich die Energiebilanz an der Erdoberfläche 
RN = LvE + H + G. Demnach teilt sich die verfügbare Strahlungsenergie RN in die Komponenten latenter Wärme (LVE), fühlbarer Wärme (H) und Bodenwärme (G) auf. Durch Umstellen der Gleichung kann auf die latente Wärme geschlossen werden. 
Das wesentliche Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Optimierung, Erweiterung und Validierung des ausgewählten SEBAL Verfahrens zur regionalen Modellierung der Energiebilanzkomponenten und der daraus abgeleiteten tatsächlichen Evapotranspiration. Die validierten Modellergebnisse der Gebietsverdunstung der Jahre 2009-2011 sollen anschließend als Grundlage dienen, das Gesamtverständnis der regionalen Prozesse des Wasserkreislaufs zu verbessern. Die Arbeit basiert auf der Datengrundlage von MODIS Daten mit 1 km räumlicher Auflösung. Während die Komponenten verfügbare Strahlungsenergie und fühlbarer Wärmestrom physikalisch basiert ermittelt werden, beruht die Berechnung des Bodenwärmestroms ausschließlich auf empirischen Abschätzungen. Ein großer Nachteil des empirischen Ansatzes ist die Vernachlässigung des zeitlichen Versatzes zwischen Strahlungsbilanz und Bodenwärmestrom in Abhängigkeit der aktuellen Bodenfeuchtesituation.
Ein besonderer Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit liegt auf der Bewertung und Verbesserung der Modellgüte des Bodenwärmestroms durch Verwendung eines neuen Ansatzes zur Integration von Bodenfeuchteinformationen. Daher wird in der Arbeit ein physikalischer Ansatz entwickelt der auf dem Ansatz der periodischen Temperaturveränderung basiert. Hierbei wurde neben dem ENVISAT ASAR SSM Produkt der TU Wien das operationelle Oberflächenbodenfeuchteprodukt ASCAT SSM als Fernerkundungseingangsdaten ausgewählt. Die mit SEBAL modellierten Energiebilanzkomponenten werden durch eine intensive Validierung mit bodengestützten Messungen bewertet, die Messungen stammen von Bodensensoren und Daten einer Eddy-Kovarianz-Station aus den Jahren 2009 bis 2011. 
Die Region Khorezm gilt als charakteristisch für die wasserbezogene Problematik der Bewässerungslandwirtschaft Mittelasiens und wurde als Untersuchungsgebiet für diese Arbeit ausgewählt. Die wesentlichen Probleme dieser Region entstehen durch die nach wie vor nicht nachhaltige Land- und Wassernutzung, das marode Bewässerungsnetz mit einer Verlustrate von bis zu 40 % und der Bodenversalzung aufgrund hoher Grundwasserspiegel. Im Untersuchungsgebiet wurden in den Jahren 2010 und 2011 umfangreiche Feldarbeiten zur Erhebung lokaler bodengestützter Informationen durchgeführt.
Bei der Evaluierung der modellierten Einzelkomponenten ergab sich für die Strahlungsbi-lanz eine hohe Modellgüte (R² > 0,9; rRMSE < 0,2 und NSE > 0,5). Diese Komponente bildet die Grundlage bei der Bezifferung der für die Prozesse an der Erdoberfläche zur Verfügung stehenden Energie. Für die fühlbaren Wärmeströme wurden ebenfalls gute Ergebnisse erzielt, mit NSE von 0,31 und rRMSE von ca. 0,21. Für die residual bestimmte Größe der latenten Wärmeströmung konnte eine insgesamt gute Modellgüte festgestellt werden (R² > 0,6; rRMSE < 0,2 und NSE > 0,5). Dementsprechend gut wurde die tägliche Evapotranspiration modelliert. Hier ergab sich, nach der Interpolation täglicher Werte, eine insgesamt ausreichend gute Modellgüte (R² > 0,5; rRMSE < 0,2 und NSE > 0,4). Dies bestätigt die Ergebnisse vieler Energiebilanzstudien, die lediglich den für die Ableitung der Evapotranspiration maßgebenden Wärmestrom untersuchten. Die Modellergebnisse für den Bodenwärmestrom konnten durch die Entwicklung und Verwendung des neu entwickelten physikalischen Ansatzes von NSE < 0 und rRMSE von ca. 0,57 auf NSE von 0,19 und rRMSE von 0,35 verbessert werden. Dies führt zu einer insgesamt positiven Einschätzung des Verbesserungspotenzials des neu entwickelten Bodenwärmestromansatzes bei der Berechnung der Energiebilanz mit Hilfe von Fernerkundung.
N2  - The understanding of the hydrological and the energy cycles are essential in order to describe the complex interactions within the climate system of the earth. Being recognized as an important component of both, the water and the energy cycle, reliable estimation of actual evapotranspiration and its spatial distribution is one outstanding challenge in this context. Detailed knowledge of land surface fluxes, especially latent and sensible heat components, is important for monitoring the climate and land surface, and for agriculture applications such as irrigation scheduling and water management. The use of remote sensing data to determine actual evapotranspiration (ET) is particularly suitable to provide area based indicators for the evaluation of the efficiency and productivity of irrigation systems as well as sustainability studies. Accurate estimation of evapotranspiration plays an important role in quantification of the water balance at watershed, basin, and regional scale for better planning and managing water resources. For instance, in irrigation systems of arid regions, artificial locations of evapotranspiration have been created. An in-depth process understanding is of paramount importance, as irrigated agriculture consumes about 70 % of the available freshwater resources worldwide, with a significant but unsatisfyingly quantified impact on the water cycle, especially on regional scale. Moreover, an exact quantification of ET inside these artificial ecosystems enables assessments of crop water consumptions and hence about water use efficiency. The withdrawal of water for agricultural use in the countries of Central Asia is more than 90 %. 
For this thesis the residual methods of energy budget are of interest. One of the most common models dealing with energy budget residual is the Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL). SEBAL uses physical and empirical relationships to calculate the energy partitioning with minimum of ground data and atmospheric variables are estimated from remote sensing data. The determination of wet and dry surfaces is necessary to extract threshold values. SEBAL requires remote sensing input data like radiation, surface temperature, NDVI, and albedo. For this thesis an algorithm was developed based on SEBAL, its adaptations METRIC (Mapping Evapotranspiration with Internalized Calibration) and some regional adjustments. METRIC introduces the leaf area index (LAI) and land use classification data to determine the dry and hot surfaces as well as the input of additional meteorological data in order to improve the results of the model. Estimation of latent heat flux (LvE, corresponding to evapotranspiration) with SEBAL is based on assessing the energy balance through several surface properties such as albedo, LAI, NDVI, LST etc. Considering instantaneous condition, the energy balance is written as RN = LvE + H + G. Net radiation energy (RN) is available as the sum of the atmospheric convective fluxes sensible heat flux (H), latent heat flux (LvE) and the soil heat flux (G). 
The main objective of this thesis is to optimize, improve, and evaluate the existing remote sensing based algorithms for the estimation of actual evapotranspiration. For this purpose the seasonal actual ET was calculated using a partly modified SEBAL. SEBAL was implemented based on MODIS time series to solve the energy balance equation. The applied model has proven practicable for this area and is accepted to fulfil the scientific demands. The SEBAL algorithm is tested and set up for the use of 1km MODIS products. Land surface temperature (LST), emissivity, albedo, Normalized Differenced Vegetation Index (NDVI), and leaf area index (LAI) were combined for modelling the actual ET. Land use classification results were aggregated to 1km MODIS scale. Furthermore, the surface soil moisture products ASCAT SSM and ASAR SSM will be used as input data for the model. In addition to remote sensing data meteorological and ground truth data are used in this study. Meteorological data are wind speed, air temperature, relative humidity, and net radiation. The data is required at time of satellite overpass (about 12 p.m.). RN depends on incoming shortwave radiation, incoming and outgoing longwave radiant fluxes, albedo, emissivity and surface temperature. H is mostly calculated using the aerodynamic resistance between the surface and the reference height in the lower atmosphere (commonly 2 m) above surface. G is usually estimated using an empirical equation. 
This thesis introduces a modified equation to estimate G using an adjusted form of the thermal conduction equation. This method uses microwave soil moisture products (ASAR-SSM and ASCAT-SSM) as additional input information. The SEBAL modelled energy balance components were intensively validated by field measurements with an eddy covariance system and soil sensors in 2009, 2010, and 2011. The thesis is primarily concerned with the irrigation farming of cotton ecosystems in Central Asia, in particular with the situation within Khorezm Oblast in Uzbekistan. Regional problems of Khorezm are high groundwater levels, soil salinity, and non-sustainable use of land and water. Amongst others, the determination of ground truth data driven by the above mentioned objectives are part of two extensive field campaigns in 2010 and 2011. 
The validation of the modelled energy balance components leads to a good quality assessment. The model shows very good performance for RN with average model efficiency (NSE) of 0,68 and small relative errors (rRMSE) of about 0,10. For turbulent heat fluxes good results can be achieved with NSE of 0,31 for H and 0,55 for LE, the rRMSE are about 0,21 (H) and 0,18 (LvE). Soil heat flux estimation could be improved using the physically based approach. While the empirical equation leads to negative NSE and rRMSE of about 0,57, the improved approach shows rRMSE of 0,35 and NSE of 0,19. Thus, the improved G estimation can be registered as a valuable contribution for the remote sensing based estimation of energy balance components.
N2  - Die Bewässerungslandwirtschaft verbraucht weltweit etwa 70 % der verfügbaren Süßwasservorkommen. Dabei liegt die Wasserentnahme des landwirtschaftlichen Sektors in den Staaten Mittelasiens bei über 90 %. Wichtige Voraussetzungen für die Landwirtschaft sind der Produktionsfaktor Boden und das Klima. Der Wassergehalt und die Temperatur des Bodens bestimmen im Wesentlichen den Anteil der verfügbaren solaren Strahlungsenergie, der in den Boden geleitet wird. Existierende Fernerkundungsansätze verwenden zur Ermittlung des Bodenwärmestroms überwiegend empirische Gleichungen, da zuverlässige flächenhafte Informationen über die Bodenfeuchte bisher aufgrund räumlich unzureichender messtechnischer Bedingungen nicht ermittelt werden können. In der vorliegenden Arbeit wird ein neu entwickelter, physikalisch-basierter Ansatz vorgestellt, der erstmals räumlich hochaufgelöste Bodenfeuchteinformationen aus Radardatensätzen zur Berechnung des Bodenwärmestroms verwendet. Dieser Ansatz wird zur Lösung der Energiebilanz an der Erdoberfläche verwendet, um indirekt auf die tatsächlichen Evapotranspiration zu schließen. Denn eine realistische Quantifizierung der regionalen, tatsächlichen Evapotranspiration als Komponente der regionalen Wasserbilanz ist eine wichtige Steuerungsgröße und ein Effizienzindikator für das lokale Bewässerungsmanagement.
T3  - Würzburger Geographische Arbeiten - 120 
KW  - Evapotranspiration
KW  - Energiebilanz
KW  - Mikrometeorologie
KW  - Bodenfeuchte
KW  - Fernerkundung
KW  - Eddy-Kovarianz
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-135669
SN  - 978-3-95826-042-9 (Print)
SN  - 978-3-95826-043-6 (Online)
SN  - 0510-9833
SN  - 2194-3656
N1  - Eingereicht mit dem Titel: Optimierung der Energiebilanzmodellierung zur Ableitung der Evapotranspiration durch Entwicklung eines physikalischen Bodenwärmestromansatzes am Beispiel der Region Khorezm (Usbekistan).
N1  - Parallel erschienen als Druckausgabe in Würzburg University Press, 978-3-95826-042-9, 34,90 EUR.
PB  - Würzburg University Press
CY  - Würzburg
ET  - 1. Auflage
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Reichmuth, Anne
A1  - Henning, Lea
A1  - Pinnel, Nicole
A1  - Bachmann, Martin
A1  - Rogge, Derek
T1  - Early detection of vitality changes of multi-temporal Norway spruce laboratory needle measurements—the ring-barking experiment
JF  - Remote Sensing
N2  - The focus of this analysis is on the early detection of forest health changes, specifically that of Norway spruce (Picea abies L. Karst.). In this analysis, we planned to examine the time (degree of early detection), spectral wavelengths and appropriate method for detecting vitality changes. To accomplish this, a ring-barking experiment with seven subsequent laboratory needle measurements was carried out in 2013 and 2014 in an area in southeastern Germany near Altötting. The experiment was also accompanied by visual crown condition assessment. In total, 140 spruce trees in groups of five were ring-barked with the same number of control trees in groups of five that were selected as reference trees in order to compare their development. The laboratory measurements were analysed regarding the separability of ring-barked and control samples using spectral reflectance, vegetation indices and derivative analysis. Subsequently, a random forest classifier for determining important spectral wavelength regions was applied. Results from the methods are consistent and showed a high importance of the visible (VIS) spectral region, very low importance of the near-infrared (NIR) and minor importance of the shortwave infrared (SWIR) spectral region. Using spectral reflectance data as well as indices, the earliest separation time was found to be 292 days after ring-barking. The derivative analysis showed that a significant separation was observed 152 days after ring-barking for six spectral features spread through VIS and SWIR. A significant separation was detected using a random forest classifier 292 days after ring-barking with 58% separability. The visual crown condition assessment was analysed regarding obvious changes of vitality and the first indication was observed 302 days after ring-barking as bark beetle infestation and yellowing of foliage in the ring-barked trees only. This experiment shows that an early detection, compared with visual crown assessment, is possible using the proposed methods for this specific data set. This study will contribute to ongoing research for early detection of vitality changes that will support foresters and decision makers.
KW  - laboratory measurements
KW  - derivatives
KW  - spectroscopy
KW  - forest health
KW  - ring-barking
KW  - random forest
KW  - index analysis
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-159253
VL  - 10
IS  - 1
ER  - 
TY  - THES
A1  - Ring, Christoph
T1  - Entwicklung und Vergleich von Gewichtungsmetriken zur Analyse probabilistischer Klimaprojektionen aktueller Modellensembles
T1  - Development and comparison of metrics for probabilistic climate change projections of state-of-the-art climate models
N2  - Der anthropogene Klimawandel ist eine der größten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Eine Hauptschwierigkeit liegt dabei in der Unsicherheit bezüglich der regionalen Änderung von Niederschlag und Temperatur. Hierdurch wird die Entwicklung geeigneter Anpassungsstrategien deutlich erschwert. 
In der vorliegenden Arbeit werden vier Evaluationsansätze mit insgesamt 13 Metriken für aktuelle globale (zwei Generationen) und regionale Klimamodelle entwickelt und verglichen, um anschließend eine Analyse der Projektionsunsicherheit vorzunehmen. Basierend auf den erstellten Modellbewertungen werden durch Gewichtung Aussagen über den Unsicherheitsbereich des zukünftigen Klimas getroffen. Die Evaluation der Modelle wird im Mittelmeerraum sowie in acht Unterregionen durchgeführt. Dabei wird der saisonale Trend von Temperatur und Niederschlag im Evaluationszeitraum 1960–2009 ausgewertet. Zusätzlich wird für bestimmte Metriken jeweils das klimatologische Mittel oder die harmonischen Zeitreiheneigenschaften evaluiert. Abschließend werden zum Test der Übertragbarkeit der Ergebnisse neben den Hauptuntersuchungsgebieten sechs global verteilte Regionen untersucht. Außerdem wird die zeitliche Konsistenz durch Analyse eines zweiten, leicht versetzten Evaluationszeitraums behandelt, sowie die Abhängigkeit der Modellbewertungen von verschiedenen Referenzdaten mit Hilfe von insgesamt drei Referenzdatensätzen untersucht.
Die Ergebnisse legen nahe, dass nahezu alle Metriken zur Modellevaluierung geeignet sind. Die Auswertung unterschiedlicher Variablen und Regionen erzeugt Modellbewertungen, die sich in den Kontext aktueller Forschungsergebnisse einfügen. So wurde die Leistung der globalen Klimamodelle der neusten Generation (2013) im Vergleich zur Vorgängergeneration (2007) im Schnitt ähnlich hoch bzw. in vielen Situationen auch stärker eingeordnet. Ein durchweg bestes Modell konnte nicht festgestellt werden. Der Großteil der entwickelten Metriken zeigt für ähnliche Situationen übereinstimmende Modellbewertungen. Bei der Gewichtung hat sich der Niederschlag als besonders geeignet herausgestellt. Grund hierfür sind die im Schnitt deutlichen Unterschiede der Modellleistungen in Zusammenhang mit einer geringeren Simulationsgüte. Umgekehrt zeigen die Metriken für die Modelle der Temperatur allgemein überwiegend hohe Evaluationsergebnisse, wodurch nur wenig Informationsgewinn durch Gewichtung erreicht werden kann. Während die Metriken gut für unterschiedliche Regionen und Skalenniveaus verwendet werden Evaluationszeiträume nicht grundsätzlich gegeben. Zusätzlich zeigen die Modellranglisten unterschiedlicher Regionen und Jahreszeiten häufig nur geringe Korrelationen. Dies gilt besonders für den Niederschlag. Bei der Temperatur sind hingegen leichte Übereinstimmungen auszumachen. Beim Vergleich der mittleren Ranglisten über alle Modellbewertungen und Situationen der Hauptregionen des Mittelmeerraums mit den Globalregionen besteht eine signifikante Korrelation von 0,39 für Temperatur, während sie für Niederschlag um null liegt. Dieses Ergebnis ist für alle drei verwendeten Referenzdatensätze im Mittelmeerraum gültig. So schwankt die Korrelation der Modellbewertungen des Niederschlags für unterschiedliche Referenzdatensätze immer um Null und die der Temperaturranglisten zwischen 0,36 und 0,44. Generell werden die Metriken als geeignete Evaluationswerkzeuge für Klimamodelle eingestuft. Daher können sie einen Beitrag zur Änderung des Unsicherheitsbereichs und damit zur Stärkung des Vertrauens in Klimaprojektionen leisten.
Die Abhängigkeit der Modellbewertungen von Region und Untersuchungszeitraum muss dabei jedoch berücksichtigt werden. So besitzt die Analyse der Konsistenz von Modellbewertungen sowie der Stärken und Schwächen der Klimamodelle großes Potential für folgende Studien, um das Vertrauen in Modellprojektionen weiter zu steigern.
N2  - Climate change is one of the major tasks of the 21st century. The uncertainty of precipitation and temperature change is considered as a main challenge in this context. Thus, the development of appropriate adaptation strategies is very difficult.
In this study, four climate model evaluation approaches with 13 metrics in total are developed and compared. Current global (two generations) and regional climate models are evaluated to assess projection uncertainty. Based on model performances, weighting is applied to future climate projections to estimate simulation uncertainty. The evaluations are performed in the Mediterranean and eight sub-regions. Seasonal trend of temperature and precipitation are evaluated for the period 1960–2009. For some metrics, the climatological mean and the spectra of the time series are evaluated as well. In addition, six globally distributed study areas are evaluated to test the metrics’ transferability. Further, temporal consistency is assessed by the evaluation of a second slightly shifted timeframe. Finally, three reference datasets are considered in order to analyse the dependence of the evaluation results between each other.
Results indicate that most metrics are suitable to evaluate climate models. Their application to different variables and regions generates reasonable model assessments which fit in the context of current publications in this field of research. In many situations, the results of the current model generation (2013) are similar or better compared to those of the last generation (2007). One single model with superior performance for all variables and situations cannot be found. Most metrics show similar estimations of performances for the same situations. Precipitation turned out to be more suitable for model weighting. Here, the differences between model weights are larger because of overall higher spread and lower model performances. Against this, there are mostly high performances on an equal level for simulations of temperature which lead to a minor added value of weighting. While metrics can easily be transferred and applied to different regions and scales, some evaluation results depend on the evaluated timeframe. Further, the model rankings for different regions and seasons show only minor correlations for most situations. This is particularly true for precipitation. However, for temperature there are some significant positive correlations. Comparing the mean ranking over all evaluation results of the main study areas of the Mediterranean with that of the globally distributed regions, there is a significant correlation of 0.39 for temperature and a correlation around zero for precipitation. The choice of reference dataset for the Mediterranean areas is subordinated in this context. For different reference datasets, the overall rankings show correlations around zero for precipitation while those for temperature are between 0.36 and 0.44.
Overall, the metrics are suitable for the evaluation of climate models. Thus, they offer promising contributions to improve the range of uncertainty and therefore to enhance the general confidence in climate projections. However, dependence of model assessments on the analysed region and evaluation timeframe has to be considered. Consequently, the analyses of consistency of model evaluations and of climate model strengths and weaknesses have great potential for future studies, to further enhance confidence in climate projections.
KW  - Anthropogene Klimaänderung
KW  - Unsicherheit
KW  - Klima
KW  - Modellierung
KW  - Statistik
KW  - Evaluierung und Gewichtung von Klimamodellen
KW  - Niederschlag und Temperatur
KW  - weighting of climate models
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-157294
ER  - 
TY  - THES
A1  - Dolezal, Sascha
T1  - Traditionelle Einkaufspassagen in Japans Einzelhandelslandschaft: Räumliche Strukturen, Prozesse und Konsequenzen.
T1  - Traditional shopping arcades in Japanese retailing: Spatial structures, processes and consequences
N2  - Eine lange Tradition im japanischen Einzelhandel besitzen die oftmals schmalen und überdachten Einkaufspassagen (Shoutengai). Charakteristisch ist die Aneinanderreihung von kleinflächigen, unabhängigen und oftmals familiengeführten Fachgeschäften. Diese sind sowohl im Einzelhandel, Dienstleistungsgewerbe als auch in der Gastronomie angesiedelt und dienen nicht nur als zentrales Versorgungszentrum in Fußnähe, sondern sind auch Kommunikationsmittelpunkt einer Nachbarschaft oder eines Stadtbezirks. Das Ziel der Arbeit ist die Darstellung der momentanen Situation traditioneller Einkaufspassagen in Japan und welchen Herausforderungen diese aktuell und zukünftig gegenüberstehen. Mangelnde Kundennachfrage, erhöhte Konkurrenzsituation, steigende Steuerabgaben oder fehlende Nachfolger stehen beispielhaft für die Probleme, mit denen sich viele Inhaber konfrontiert sehen. Durch die empirische Untersuchung sollen Determinanten des Erfolgs bzw. Misserfolgs erarbeitet werden. Hierbei wurden von Juni 2015 bis Juli 2016 in Kyoto und Osaka 21 Einkaufspassagen mit insgesamt 3.469 Geschäftsflächen kartiert, von denen wiederum acht Einkaufspassagen näher untersucht wurden. Dabei haben 513 Betriebe an einer standardisierten Befragung teilgenommen und es wurden mehrere Leitfadeninterviews mit Shoutengai-Vereinen sowie Stadtverwaltungen und Wirtschaftsförderern geführt. Als theoretische Grundlagen der vorliegenden Arbeit dient insbesondere die Akteurs- und Handlungstheorie und wie die Aktivitäten der Geschäftsbetreiber die Passagen positiv bzw. negativ beeinflussen. Flankierenden Charakter besitzen zudem die Institutionentheorie, anhand derer der Einfluss politischer Entscheidungen erörtert wird sowie zyklische Theorieansätze, um eine Einordnung der traditionellen Einkaufspassagen in Japans Einzelhandelslandschaft durchzuführen.
Seit über drei Jahrzehnten sinkt landesweit die Zahl der Einzelhändler, die Gründe für den Niedergang sind vielfältig. Insbesondere Einzelgeschäfte mit einer niedrigen einstelligen Zahl an Mitarbeitern waren und sind auch weiterhin im Rückgang inbegriffen. Über ein Drittel der befragten Geschäftsinhaber planen in den nächsten fünf Jahren die Geschäftsführung aufzugeben, zwei Drittel von ihnen haben keinen Nachfolger für ihr Geschäft. Zunehmende Schließungen tragen zu Trading-Down Prozessen der gesamten Passage bei. Hohe Leerstandsquoten von bis zu über 50 %, verbunden mit ungepflegten Gebäudefassaden, einem schlechten Beleuchtungskonzept und begrenzter Produktauswahl führen zu einer unattraktiven Einkaufsatmosphäre, resultierend in einem Kundenmangel. Die Diversifizierung der Betriebsformen ab den 1960er Jahren und Deregulierungsprozesse der Binnenhandelspolitik beförderten die Konkurrenzsituation der Einkaufspassagen und bildeten die Grundlage dieser Abwärtsentwicklung.
Einige Immobiliengesellschaften nutzen dies für ihre Zwecke und erwerben einige Ladenzeilen, um diese großflächigen zu Wohnhäusern umzubauen. Die Einkaufspassagen erfahren dadurch einen Funktionswandel und verlieren zunehmend ihren ursprünglichen Charakter. Die Ergebnisse tragen dazu bei, die aktuelle Einzelhandelslandschaft Japans zu erfassen und stadtplanerischen Instrumenten bei der künftigen Planung zu unterstützen.
N2  - The Shoutengai, a Japanese style commercial district covering a whole street, has a long-standing tradition in Japans retail business. Characteristic is the array of small, specialized, independent and often family-run shops. 
The intention of this thesis is to present the current situation of traditional shopping streets in Japan, along with the challenges they are facing nowadays and in the future.
Lack of customer demand, increased competition, rising taxes and missing successors are examples for the most common problems shop owners see themselves confronted with. 
Through empirical investigation, determinants for success or failure can be ascertained. 
In line of the investigation in Kyoto and Osaka, 21 shopping malls containing a total of 3,469 businesses were mapped, from which eight were examined in greater detail. 
513 shops participated in a standardized survey, and several expert discussions with Shoutengai associations as well as city administrations and offices for economic development were conducted. 
The scientific basis of this work is the theory of actions and how the activities of the business operators influence the arcades positively or negatively. This is supported further by the cyclic theories and the institutional theory, which factors in the influence of political decisions on the Japanese retail business. For the last three decades, the retailers have suffered a nationwide decline. This is especially true for smaller businesses. One third of the surveyed shop owners plan to give up management within the next five years, two thirds of whom have no successor for their business. High vacancy rates of sometimes more than 50% and seemingly abandoned buildings make for an unattractive shopping atmosphere, which results in more and more missing customers. Other factors are insufficient exposure and limited product selection compared to online retailers, supermarkets and shopping malls. 
There was a diversification and deregulation of businesses starting in the 1960s through the domestic trade policy. These processes promoted the competitive situation of the present and provided the basis for the current downward trend. 
Real estate companies started to seize the new opportunities and are trying to acquire these properties to convert them into large-scale residential buildings. Thus, changing the original purpose and character of the former shopping arcades. 
The thesis gives an overview over the Japanese retail landscape and draws conclusions that can support future strategies for urban planning.
KW  - Einzelhandel
KW  - Passage
KW  - Einzelhandel
KW  - Einkaufspassagen
KW  - shopping arcades
KW  - retailing
KW  - Japan
Y1  - 2018
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-156842
ER  -