Dynamik

Zur Dynamik wandernder Dürren

Do, 16.03.2017 - 11:27 — Internationales Institut für angewandte Systemanalyse (IIASA)

IIASAIcon GeowissenschaftenDürreperioden gehören zu den größten Naturkatastrophen und kommen den betroffenen Völkern sehr teuer zu stehen. Unter den besonders starken Dürren gibt es solche, die sich - in der Art eines langsam ziehenden Wirbelsturms - hunderte bis tausende Kilometer von ihren Entstehungsorten fortbewegen. Um derartige Situationen besser vorhersagen und entsprechende Vorkehrungen treffen zu können, ist es unabdingbar zu verstehen, wie Dürren sich entwickeln und welche physikalischen Gegebenheiten ihre Dynamik kontrollieren. Ein Forscherteam des Internationalen Instituts für Angewandte Systemanalyse (IIASA, Laxenburg bei Wien) und der Princeton University (USA) hat nun ein Modell zur Entwicklung von Dürren in Raum und Zeit erarbeitet. Dieses basiert auf der Analyse von Daten über 1420 Trockenheiten, die im Zeitraum 1979 bis 2009 weltweit auftraten.*

Die Großhirnrinde, ein hochdimensionales, dynamisches System

Do, 15.12.2016 - 03:48 — Wolf Singer & Andreea Lazar

Wolf SingerAndreea LazarIcon BiologieWie schafft es unser Gehirn aus einer Vielzahl an optischen, klanglichen und haptischen Sinneseindrücken einheitliche Wahrnehmungen zu erzeugen? Wie können daraus kohärente Bilder der Welt entstehen? Wolf Singer (Direktor em. am Max-Planck-Institut für Hirnforschung und Leiter des Ernst Strüngmann Instituts für Neurowissenschaften; Frankfurt/M), einer der weltweit profiliertesten Neurowissenschafter, und Andreea Lazar (Postdoc am Max-Planck-Institut für Hirnforschung) zeigen hier auf , dass die Funktionsabläufe in unserem Gehirn nicht zentral organisiert sind, sondern in hohem Maße parallel erfolgen. Dass in der Großhirnrinde ein Prinzip der Informationskodierung und Verarbeitung verwirklicht ist, welches auf der hohen Dimensionalität dynamischer Zustände von rekurrierend gekoppelten Netzwerken basiert.*

Superauflösende Mikroskopie zeigt Aufbau und Dynamik der Bausteine in lebenden Zellen

Fr, 04.09.2015 - 16:33 — Redaktion

Icon PhysikVor einer Woche ist im Fachjournal Science eine Studie erschienen*, die weltweites Aufsehen erregt. Mittels neuer fluoreszenzmikroskopischer Methoden gelang es Forschern um Eric Betzig (Howard Hughes Medical Institute, Janelia Farm) den inneren Aufbau lebender Zellen und darin ablaufende Prozesse in hoher räumlicher Auflösung – bis hin zur Sichtbarmachung einzelner Proteine - und zeitlicher Auflösung (Millisekundenbereich) zu filmen. An Hand von Beispielen - u.a. dem Aufbau/Umbau des Zytoskeletts oder der Entwicklung von Mitochondrien – lässt sich das ungeheure Potential dieser superauflösenden Mikroskopie erahnen, die in unterschiedlichsten Labors leicht implementierbar sein dürfte und damit eine Revolution der biologischen, biomedizinischen (Grundlagen)Forschung verspricht.

Ebola – Herausforderung einer mathematischen Modellierung

Fr, 01.05.2015 - 11:02 — Peter Schuster

Peter SchusterIcon MINTBei Ausbruch einer Epidemie mit einem neuen Erreger besteht dringender Bedarf für ein mathematisches Modell, das den Verlauf der Epidemie möglichst verlässlich voraussagen kann, um darauf basierend effiziente Interventionen zum Schutz der Bevölkerung einzuleiten. Der theoretische Chemiker Peter Schuster erklärt, warum Prognosen, die auf in der Anfangsphase n einer Epidemie erhobenen Daten beruhen, wenig Aussagekraft für deren späten Verlauf haben [1].

Themenschwerpunkt: Biokomplexität

Icon Biologie„Über Generationen hin haben Wissenschafter Teile unserer Umwelt separiert untersucht – einzelne Spezies und einzelne Habitate. Es ist an der Zeit, zu verstehen, wie diese Einzelteile als Ganzes zusammenwirken. Biokomplexität ist ein multidisziplinärer Ansatz um die Welt, in der wir leben, zu verstehen“ (Rita Colwell, 1999 [1]).

Der Begriff Komplexität ist ein Modewort geworden und aus dem Alltagsleben nicht mehr wegzudenken. Was früher als kompliziertes, aber mit entsprechendem Einsatz als durchaus lösbares Problem angesehen wurde (also beispielsweise ein Uhrwerk zu reparieren), erhält nun häufig das Attribut „komplex“.

Was ist Komplexität?

Vom System Erde zum System Erde-Mensch

GeowissenschaftenReinhard F. HüttlUnser Planet bietet uns Lebensraum, die zum Leben notwendigen Rohstoffe, er ermöglicht uns Landbau, er schützt uns vor gefährlicher kosmischer Strahlung, kurzum: das Human Habitat auf dem Planeten Erde ist ein komplexer Mechanismus, der uns seit Millionen von Jahren Existenzbedingungen liefert, die der Mensch – evolutionstheoretisch gesehen – sehr erfolgreich nutzt. Reinhard Hüttl, Vorstandsvorsitzender des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ1 in Potsdam und Präsident der acatech2 zeigt die Bedeutung der Geowissenschaften für das zukünftige Überleben der Menschheit3.

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