ALBERT

Note: Inhalt: I. Zoologische Untersuchungen im Gebiet der sowjetischen Antarktisstation "Bellinghausen" / R. BANNASCH und K. ODENING. - II. Deuterium- und 18O-Variationen in Seen der Schirmacher-Oase (Ostantarktika) / W. RICHTER und G. STRAUCH. - III. Stable isotope investigations in Antarctica / H. SCHÜTZE, G. STRAUCH, K. WETZEL. - IV. The influence of degradation processes on the isotopic composition of Antarctic precipitation / R. DER. - V. Sommerliche Eisvariationen in der Olaf-Prydz-Bucht / H. GERNANDT. - VI. Zur Geologie des nördlichen Teils des Neptune Range / Pensacola-Gebirges (Antarktika) / W. WEBER und L. V. FEDOROV. - VII. Beobachtungen am Krill (Euphausia superba DANA) im atlantischen Sektor der Antarktis in der Sommersaison 1978 und 1979 / S. HOLZLÖHNER. - VIII. Forschungsreise eines Zubringertrawlers in die Antarktis / G. GUBSCH und U. HOFFMANN.

Note: Inhaltsverzeichnis: 1. Einleitung. - 2. Die Gasgesetze. - 2.1. Einheiten für Temperatur und Druck. - 2.2. Die allgemeine Gaszustandsgleichung. - 2.3. Die allgemeine Gaszustandsgleichung für Gasgemische. - 2.4. Die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre. - 2.5. Die meteorologischen Elemente. - 3. Die Strahlung. - 3.1. Definitionen und Einheiten. - 3.2. Die Temperaturstrahlung. - 3.3. Die Sonnenstrahlung. - 3:3.1. Das Spektrum der Sonnenstrahlung. - 3.3.2. Die Intensität der Sonnenstrahlung in der Atmosphäre - die direkte Sonnenstrahlung. - 3.3.3. Die Globalstrahlung. - 3.4. Die terrestrische Strahlung. - 3.4.1. Das Spektrum und die allgemeinen Eigenschaften der Strahlung. - 3.5. Der Strahlungshaushalt der Erdoberfläche und der Atmosphäre. - 3.6. Meteorologische Strahlungsmeßgeräte. - 4. Die Lufttemperatur. - 4.1. Die Bestimmung der Lufttemperatur. - 4.1.1. Flüssigkeitsthermometer. - 4.1.2. Deformationsthermometer. Der Thermograph. - 4.1.3. Elektrische Thermometer. - 4.1.3.1. Thermoelemente. - 4.1.3.2. Widerstandsthermometer. - 4.1.4. Strahlungsschutz. - 4.1.5. Das Nachhinken der Thermometer. - 4.2. Die Faktoren, die die Lufttemperatur bestimmen. - 4.3. Die Temperaturverteilung auf der Erde. - 5. Die Luftfeuchtigkeit. - 5.1. Methoden zur Beschreibung der Luftfeuchtigkeit. - 5.2. Die Dichte der feuchten Luft. Die virtuelle Temperatur 5.3. Die Bestimmung der Luftfeuchtigkeit. - 5.3.1. Das Psychrometer. - 5.3.2. Das Haarhygrometer. Der Hygrograph. - 5.3.3. Das Frostpunkthygrometer. - 5.4. Die Luftfeuchtigkeitsverteilung über der Erdoberfläche. - 5.5. Die Behaglichkeitsempfindung und die Schwüle. - 6. Der Luftdruck. - 6.1. Definitionen. - 6.2. Die Abnahme des Luftdruckes mit der Höhe. - 6.3. Die Messung des Luftdruckes. - 6.3.1. Das Quecksilberbarometer. - 6.3.2. Die Reduktion der Barometerablesung auf 0 °C und Normalschwere. - 6.3.3. Die Reduktion des Luftdruckes auf das Meeresniveau. - 6.3.4. Das Aneroidbarometer. - 6.3.5. Das Siedebarometer oder Hypsometer. - 6.4. Die Luftdruckverteilung im Meeresniveau. - 6.5. Isobare Flächen. - 6.6. Die zeitliche Änderung des Luftdruckes. - 7. Der Wind, die Bewegung der Luft. - 7.1. Windbeobachtungen nahe der Erdoberfläche. - 7.2. Die Messung des Windes in der freien Atmosphäre - der Höhenwind. - 7.3. Einige Winddaten. - 7.4. Stromlinien und Trajektorien. - 7.5. Laminare und turbulente Strömung. - 7.6. Die Turbulenz in der Atmosphäre. - 8. Temperatur, Feuchtigkeit und Luftdruck in der freien Atmosphäre. - 8.1. Historischer Rückblick. - 8.2. Radiosonden. - 8.2.1. Die amerikanische Wetterbürosonde. - 8.2.2. Die deutsche Sonde (Graw·Sonde). - 8.2.3. Die schweizerische Sonde. - 8.2.4. Die finnische Sonde (Väisälä-Sonde). - 8.3. Die Berechnung der Höhen in einem Radiosondenaufstieg. - 8.4. Niveauflächen und Geopotential. - 8.5. Fehlerquellen bei den Radiosondenmessungen. - 8.6. Beispiele einiger typischer Radiosondenaufstiege. - 8.7. Die Standard-Atmosphäre. - 8.8. Die Feuchtigkeit in der Atmosphäre. - 9. Die Schichtung der Atmosphäre (Thermodynamik der Atmosphäre). - 9.1. Wärmemenge und Arbeit. - 9.2. Die Zustandsänderung. - 9.3. Der erste Hauptsatz der Wärmelehre. Die spezifische Wärmekapazität. - 9.4. Die adiabatische Zustandsänderung. - 9.5. Die trockenadiabatische Temperaturabnahme. - 9.6. Trockenstabile und trockenlabile Schichtung. - 9.7. Die feuchtadiabatische Temperaturabnahme. - 9.8. Feuchtstabile und feuchtlabile Schichtung. - 9.9. Hebungs- und Absinkkurven. - 9.10. Thermodynamische Diagramme. - 9.11. Die Labilitätsenergie und die Entstehung von Vertikalbewegungen. - 9.12. Einige Anwendungen des Begriffes Labilitätsenergie. - 9.13. Turbulenz und Schichtung. - 9.14. Faktoren, die die Schichtung der Atmosphäre beeinflussen. - 9.14.1. Das Einwirken der dynamischen Turbulenz auf die Schichtung. - 9.14.2. Die Wirkung von Konvektion und Strahlung. - 9.14.3. Die Änderung der Stabilität bei geordneten Vertikalbewegungen. - 10. Die Kondensationsprozesse in der Atmosphäre. - 10.1. Die Bedeutung des Begriffes Dampfdruck. - 10.2. Der Sättigungsdruck über einem Tropfen. - 10.3. Die Kondensationskerne der Atmosphäre. - 10.4. Wolkentröpfchen: Größe und Fallgeschwindigkeit. - 10.5. Der Sättigungsdampfdruck des Wasserdampfes über Eis und über unterkühltem Wasser. - 10.6. Die atmosphärischen Eiskristalle. - 10.7. Die Auslösung des Niederschlags. - 10.8. Künstliche Niederschlagsbildung. - 10.9. Die äußeren Bedingungen bei Kondensationsprozessen in der Atmosphäre. - 10.9.1. Kondensation bei Hebung der Luft. - 10.9.2. Kondensation bei der Abkühlung der Luft nahe der Erdoberfläche. - 10.9.3. Kondensation bei Mischung von Luftmassen verschiedener Temperatur. - 10.10. Die Fallgeschwindigkeit der Hydrometeore. - 11. Dunst und Nebel. - 11.1. Dunst. - 11.2. Allgemeine Eigenschaften des Nebels. - 11.3. Nebelbildende und nebelauflösende Faktoren. - 11.3.1. Nebelbildende Faktoren. - 11.3.2. Nebelauflösende Faktoren. - 11.4. Die verschiedenen Nebelarten und ihre Eigenschaften. - 11.4.1. Der Strahlungsnebel. - 11.4.2. Advektionsnebel. - 11.4.3. Orographischer Nebel, Hang- und Talnebel. - 11.4.4. Frontnebel. - 11.4.5. Seerauch. - 11.4.6. Turbulenznebel. - 11.5. Nebel und Verkehr. - 12. Die Wolken. - 12.1. Die Klassifizierung der Wolken. - 12.2. Beschreibung der verschiedenen Wolkenformen. - 12.2.1. Hohe Wolken. - 12.2.2. Mittelhohe Wolken. - 12.2.3. Tiefe Wolken und Wolken mit großer vertikaler Erstreckung. - 12.3. Die Wolkenklassifikation nach der Entstehungsart. - 12.3.1. Durch ungeordnete Hebung in einer relativ dünnen Luftschicht gebildete Wolken. - 12.3.2. Durch Aufgleiten der Luft gebildete Wolken. - 12.3.3. Durch mehr oder weniger begrenzte starke Hebung entstandene konvektive Wolken. - 12.4. Die Verschlüsselung der Wolkenbeobachtungen. - 12.5. Die Bestimmung der Bewölkung und der Sonnenscheindauer. - 12.6. Die Messung der Wolkenhöhe. - 12.7. Die Messung der Wolkenbewegung. - 12.8. Wolkenbeobachtung von meteorologischen Satelliten. - 12.8.1. Meteorologische Satelliten. - 12.8.2. Bilder im sichtbaren und im infraroten Strahlungsbereich. - 12.8.3. Wolkenformen im Satellitenbild. - 12.8.4. Wolkengruppen. - 13. Der Niederschlag. - 13.1. Verdunstung und Wasserkreislauf. - 13.2. Die Klassifizierung der Niederschläge. - 13.3. Der Nieselregen. - 13.4. Regen und Regenschauer. - 13.5. Schnee und Schneeschauer. - 13.6. Hagel. - 13.7. Schneetreiben und Sandsturm. - 13.8. Die Niederschlagsmessung. - 13.9. Die Anwendung des Radars in der Meteorologie. - 13.10. Die Bedeutung der Orographie für die Niederschlagsverteilung. - 13.11. Grundsätzliche Züge der Verteilung der Niederschläge auf der Erde. - 13.12. Wolkenbrüche und besonders starke Niederschlagsmengen. - 13.13. GIetscherbildung. - 13.14. Niederschlag in Form eines Beschlages. - 13.15. Flugverkehr und Eisbildung. - 14. Die atmosphärische Elektrizität. - 14.1. Die Ionisation der Luft. - 14.2. Die elektrische Leitfähigkeit der Luft. - 14.3. Stoßionisation. - 14.4. Die luftelektrischen Elemente. - 14.5. Meßmethoden. - 14.6. Überblick über die elektrischen Vorgänge in der Atmosphäre. - 14.7. Das Gewitter. - 14.7.1. Die Klassifizierung der Gewitter. - 14.7.2. Die elektrischen Eigenschaften der Gewitterwolken. - 14.7.3. Zur Theorie des Gewitters. - 14.8. Das Gewitter als elektrischer Generator in der Atmosphäre. - 14.9. Die Schadenwirkungen des Gewitters. - 15. Atmosphärische Optik. - 15.1. Die Lichtbrechung in der Atmosphäre (atmosphärische Refraktion). - 15.2. Die Streuung und diffuse Reflexion des Lichtes in der Atmosphäre. - 15.3. Kränze. - 15.4. Der Regenbogen. - 15.5. Haloerscheinungen. - 15.5.1. Allgemeine Grundsätze für die Haloentstehung. - 15.5.2. Beschreibung einiger Halokomponenten. - 15.5.2.1. Der 22°-Ring. - 15.5.2.2. Der 46°-Ring. - 15.5.2.3. Nebensonne oder Parhelia (mit dem Mond als Lichtquelle: Nebenmond oder P , Aus dem Schwed. übers.

Note: Inhalt: I. Untersuchungen zur Avifauna von King George / R. Bannasch und U. Lundberg. - II. Robbenbeobachtungen im Gebiet von King George / R. Bannasch. - III. Beobachtungen der marinen Fauna im Litoral und Benthal von King George (Südshetlandinseln, Antarktis) / M. Rauschert. - IV. Untersuchungen zum Helminthenbefall und zur Nahrung verschiedener Tiergruppen / K. Feiler. - , Zusammenfassung in englischer, deutsche und russischer Sprache , Teilweise in kyrillischer Schrift

Note: In Fraktur

Note: Inhaltsverzeichnis Vorwort 5. SAE Gefangene der Insel / Günter Skeib 6. SAE Hauptobservatorium Mirny / Stephan Klemm Auf Empfangsstation an der Prawda-Küste / Peter Glöde 7. SAE Ein ganz unnormaler schöner Tag / Joachim England 8. SAE Südliche Sterne im Fadenkreuz / Joachim Liebert Das Inferno / Günter Leonhardt 10. SAE Schwereanschlußmessung Potsdam-Mirny / Claus Elstner Unterwegs auf dem Inlandeis / Tankred Schmidt 13. SAE Wie die ersten Bilder entstanden / Peter Glöde Antarktika aus kosmischer Sicht / Hartwig Gernandt, Joachim Hofmann 14. SAE Wostok - ein Jahr im Inneren des Kontinents / M. Manfred Schneider Nachts, wenn der Himmel leuchtet / Hans Driescher 17. SAE Das Lager am Abendberg / Reinhard Dietrich 8000 Kilometer über Eis und Schnee / Artur Zielke Kreuz und quer über die Berge der Freundschaft / Klaus Dreßler Helikopter-Sprünge / Siegfried Meier 19. SAE Das Hüttendreieck auf dem Inlandeis / Georg Dittrich Temperaturprofile im Gletscherwind / Alfred Helbig An den Nunatakkern der Prinz-Charles-Berge / Joachim Hofmann 20. SAE Beobachtungen eines Arztes / Georg Schrader 21. SAE Ein Observatorium entsteht / Hartwig Gernandt Radionuklide in Antarktika / Detlef Hebert 22. SAE Als Geologe in den Read Mountains / Hans-Jürgen Paech 23. SAE Im Spaltennetz des Hays-Gletschers / Rainer Hoyer Der Marsch durch die Oase / Gerhard Strauch 24. SAE Expeditionsglück, Expeditionsleid / Klaus Peukert 25. SAE Warum Robben und Pinguine gezählt werden / Klaus Odening Auf in neue unbekannte Gebiete / Werner Passehl 26. SAE Aus der Werkstatt der Expeditionen / Bodo Tripphan Die Antarktis im Licht der Weltpolitik / M. Manfred Schneider Register

Note: Inhaltsverzeichnis: Vorwort. - 1. Alexander v. Humboldt und die Vorfahren von Alfred Wegener. - 2. Der Lebensweg von Alfred Wegener. - Berlin und die Studienjahre (1880-1904). - Lindenberg (1905-1906). - Marburg (1908-1918). - Hamburg (1919-1924). - Graz (1924-1930). - 3. Die Grönland-Reisen. - Die dänische "Danmark"-Expedition unter Leitung von L. Mylius-Erichsen (1906-08). - Die Durchquerung Nordgrönlands mit J. P. Koch (1912/13). - Die Vorexpedition nach Westgrönland unter Leitung von A. Wegener (1929). - Deutsche Grönland-Expedition Alfred Wegener, Hauptexpedition (1930/31). - Eine Schuldfrage?. - Rückblick auf die Grönland-Reisen. - 4. Alfred Wegener und Island. - Islands "Spalten" und die Drifthypothese. - 5. Das wissenschaftliche Lebenswerk von Alfred Wegener. - Der vielseitige Meteorologe. - Das Hauptwerk: Die wandernden Kontinente. - Kontinentalverschiebung und das Klima der Vorzeit. - Der ideale Schwiegervater. - Paläoklima und Kontinentalverschiebung. - Die Strahlungskurven von Milankovitch. - Warum Eiszeiten und Eiszeitalter?. - Ein Rückblick auf Köppen. - 6. Die ersten 40 Jahre der "wandernden Kontinente". - Der erste Vortrag und das erste Buch über kontinentale Drift. - Der Prophet gilt nichts in seinem Vaterlande. - Continental drift debate in New York, 1926. - Konvektionsströmungen: Ampferer, Schwinner, Holmes. - Africa forms the key. - Geodätische Beweise. Wegeners Irrtum. - 7. Die Wiedergeburt der "Kontinentalverschiebung": die Plattentektonik. - Tiefseeforschung und Paläomagnetismus. - Plattentektonik und Wegeners "Kontinentalverschiebungshypothese. - Gebirgsbildung und Pangaea. - Von der abstrakten Kunst zur Demoskopie. - Ein faszinierendes Gesamtbild. - 8. Ruhm und Nachruhm von Alfred Wegener. - 9. Schrifttum. - Verzeichnis der wichtigsten Schriften von A. Wegener. - Größere Veröffentlichungen über A. Wegener und seine letzte Grönlandfahrt. - Nachrufe, Gedenkaufsätze, Kurzbiographien, Film. - Einige Veröffentlichungen zur allgemeinen Einführung in die Plattentektonik. - Herkunft der Abbildungen. - 10. Anmerkungen. - Lebensdaten von A. Wegener. - 11. Register. - Namensverzeichnis. - Sachverzeichnis.

Note: TABLE OF CONTENTS: ACKNOWLEDGEMENTS. - PREFACE. - INTRODUCTION. - SYMBOLS AND NOTATION. - PART I. FUNDAMENTAL PHYSICS AND MATERIALS TECHNOLOGY OF ICE. - 1.General Concepts. - 1. Introduction. - 2. Equations of Balance. - 3. Material Response. - (a) General constitutive relations, simple materials. - (b) The rule of material objectivity. - (c) Material symmetry. - (d) Constitutive response for isotropie bodies. - (e) Materials with bounded memory-some constitutive representations. - (f) Incompressibility. - (g) Some representations of isotropic functions. - 4. The Entropy Principle. - (a) The viscous heat-conducting compressible fluid. - (b) The viscous heat-conducting incompressible fluid. - (c) Pressure and extra stress as independent variables. - (d) Thermoelastic solid. - (e) Final remarks. - 5. Phase Changes. - (a) Phase changes for a viscous compressible heat-conducting fluid. - (b) Phase changes for a viscous incompressible heat-conducting fluid. - References. - 2. A Brief Summary of Constitutive Relations for Ice. - 1. Preliminary Remarks. - 2. The Mechanical Properties of Hexagonal Ice. - (a) The crystal structure of ordinary ice. - (b) The elastic behavior of hexagonal ice. - (c) The inelastic behavior of single-crystal ice. - 3. The Mechanical Properties of Polycrystalline Ice. - (a) The elastic behavior of polycrystalline ice. - (b) Linear viscoelastic properties of polycrystalline ice. - (α) General theory. - (β) Experimental results. - (c) Non-linear viscous deformation and creep. - (α) Results of creep tests. - (β) Generalization to a three-dimensional flow law. - (γ) Other flow laws. - 4. The Mechanical Properties of Sea Ice. - (a) The phase diagram of standard sea ice and its brine conten. - (b) Elastic properties. - (c) Other material properties. - References. - PART II. THE DEFORMATION OF AN ICE MASS UNDER ITS OWN WEIGHT. - 3. A Mathematical Ice-flow Model and its Application to Parallel-sided Ice Slabs. - 1. Motivation and Physical Description. - 2. The Basic Model - Its Field Equations and Boundary Conditions. - (a) The field equations. - (α) Cold ice region. - (β) Temperate ice region. - (b) Boundary conditions. - (α) At the free surface. - (β) Along the ice-water interface. - (γ) Along the bedrock surface. - (δ) Along the melting surface. - 3. The Response of a Parallel-sided Ice Slab to Steady Conditions. - (a) Dimensionless forms of the field equations. - (b) Parallel-sided ice slab, a first approximation to glacier and ice-shelf flow dynamics. - (α) Velocity and temperature fields x-independent. - (β) Extending and compressing flow. - (γ) Floating ice shelves 4. Concluding Remark. - References. - 4. Thermo-mechanical Response of Nearly Parallel-sided Ice Slabs Sliding over their Bed. - 1. Motivation. - 2. The Basic Boundary-value Problem and its Reduction to Linear Form. - 3. The Solution of the Boundary-value Problems. - (a) Zeroth-order problem. - (b) First-order problem. - (α) Harmonic perturbation from uniform flow for a zero accumulation rate. - (β) Analytic solution for a Newtonian fluid. - (γ) Numerical solution for non-linear rheology. - (δ) Effect of a steady accumulation rate. - (ε) A historical note on a previous approach. - (η) The first-order temperature problem. - (c) Numerical results for steady state. - (α) Transfer of bottom protuberances to the surface. - (β) Basal stresses. - (γ) Surface velocities. - (δ) Effect of a steady accumulation rate. - 4. Remarks on Response to a Time-dependent Accumulation Rate. - 5. Surface-wave Stability Analysis. - (a) The eigenvalue problem. - (b) Discussion of results. - 6. Final Remarks. - References. - 5. The Application of the Shallow-ice Approximation. - 1. Background and Previous Work. - 2. Derivation of the Basal Shear-stress Formula by Integrating the Momentum Equations over Ice Thickness. - (a) Derivation. - (b) The use of the basal shear-stress formula in applied glaciology. - 3. Solution of the Ice-flow Problem using the Shallow-ice Approximation. - (a) Governing equations. - (b) Shallow-ice approximation. - (c) Construction of the perturbation solution. - (d) Results. - (e) Temperature field. - 4. Theoretical Steady-state Profiles. - (a) Earlier theories and their limitations. - (b) Surface profiles determined by using the shallow-ice approximation. - 5. An Alternative Scaling - a Proper Analysis of Dynamics of Ice Sheets with Ice Divides. - (a) Finite-bed inclination. - (b) Small-bed inclination. - (c) Illustrations. - References. - 6. The Response of a Glacier or an Ice Sheet to Seasonal and Climatic Changes. - 1. Statement of the Problem. - 2. Development of the Kinematic Wave Theory. - (a) Full non-linear theory. - (b) Perturbation expansion-linear theory. - (c) An estimate for the coefficients C and D. - (d) Boundary and initial conditions. - 3. Theoretical Solutions for a Model Glacier. - (a) Solutions neglecting diffusion. - (b) Theoretical solutions for a diffusive model. - (α) Coefficient functions for the special model. - (β) Solution for a step function. - (γ) General solution for uniform accumulation rate. - (δ) The inverse problem - calculation of climate from variations of the snout. - 4. General Treatment for an Arbitrary Valley Glacier. - (a) Fourier analysis in time. - (α) Low-frequency response. - (β) High-frequency response. - (γ) Use of the results. - (b) Direct integration methods. - 5. Derivation of the Surface-wave Equation from First Principles Non-linear Theory. - (a) Surface waves in the shallow-ice approximation. - (α) Integration by the methods of characteristics. - (β) An illustrative example. - (γ) A remark on linearization. - (δ) Effects of diffusion. - (b) Remarks regarding time-dependent surface profiles in ice sheets. - (c) Long waves in an infinite ice slab - Is accounting for diffusion enough?. - (α) Basic equations. - (β) Construction of perturbation solutions. - (γ) Numerical results. - 6. Concluding Remarks. - References. - 7. Three-dimensional and Local Flow Effects in Glaciers and Ice Sheets. - 1. Introduction. - 2. Effect of Valley Sides on the Motion of a Glacier. - (a) Solutions in special cases. - (α) Exact solutions for the limiting cases. - (β) Solution for a slightly off-circular channel. - (γ) A note on very deep and wide channels. - (b) A useful result for symmetrical channels with no boundary slip. - (c) Numerical solution - discussion of results. - 3. Three-dimensional Flow Effects in Ice Sheets. - (a) Basic equations. - (b) Decoupling of the stress-velocity problem from the problem of surface profile. - (c) The equation describing the surface geometry. - (d) The margin conditions. - 4. Variational Principles. - (a) Fundamental variational theorem. - (b) Variational principle for velocities. - (c) Reciprocal variational theorem. - (d) Maximum and minimum principles. - (e) Adoption of the variational principles to ice problems. - 5. Discussion of Some Finite-element Solutions. - References. - Appendix: Detailed Calculations Pertaining to Higher-order Stresses in the Shallow-ice Approximation. - AUTHOR INDEX. - SUBJECT INDEX.

Note: In kyrill. Schr. - Legende russ. u. engl.

Note: Arrangement of Volume III: Part VIII Germany. - Part IX Federal Republic of Germany. - Part X Japan. - Part XI New Zealand. - Part XII Norway. - Part XIII Peru. - Part XIV Poland. - Part XV South Africa. - Part XVI Union of Soviet Socialist Republics. - Part XVII United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland. - Part XVIII United States of America. - Part XIX Uruguay.

Note: Zugl.: Leipzig, Univ., Diss., 1940 , Inhaltsverzeichnis: Einleitung. - Abschnitt 1. - Geographisch-expeditionstechnischer Bericht. - 1: Geographischer Überblick. - 1. Beschreibung des Gebietes. - 2. Die Fjorde. - 3. Das eisfreie Hinterland. - 4. Das Sukkertoppen-Hochlandeis. - 5. Klima und Pflanzenwelt. - 6. Bewegungen des Eises und der Küstenlinie in jüngster Zeit. - 2: Plan, Vorbereitung und Ausrüstung der Oxford-Grönland-Expedition 1938. - 1. Der ursprüngliche Plan. - 2. Die Vorbereitungen. - 3. Überblick über die instrumentelle Ausrüstung. - 4. Änderungen des Arbeitsprogrammes im Verlauf der Expedition. - 5. Übersicht über die durchgeführten Untersuchungen. - 3: Der Verlauf der Expedition. - 1. Die Ausreise. - 2. Transporte, Einrichtung der Lager. - 3. Weiterarbeit zu dritt. - 4. Bei den Grönländern. - 5. Heimkehr. - Abschnitt 2. - Die Strahlungsmessungen. - 4: Die Messung der direkten Sonnenstrahlung. - 1. Instrument und Arbeitsmethode. - 2. Die Eichung. - 3. Die Ergebnisse der Messungen. - 4. Vergleich der Ergebnisse mit früheren Messungen in arktischen Gebieten. - 5. Berechnung des Trübungsfaktors. - 5: Die Registrierung der Totalstrahlung auf die Horizontalfläche. - 1. Das Instrument und seine Aufstellung. - 2. Die Eichung. - 3. Answertung der Registrierungen. - 4. Vergleiche nit anderen Messungen. - 5. Über das Verhältnis der Einstrahlung an heiteren und an bewölkten Tagen. - 6. Beziehung zwischen Bewölkungsgrad und Totalstrahlung. - 6: Strahlungsbilanzmessungen. - 1. Das Instrument und die Arbeitsmebhoden. - 2. Die Eichung. - 3. Theoretische Betrachtungen. - 4. Die Ergebnisse der Messungen. - 5. Der Einfluß der Bewölkung auf die Strahlungsbilanz. - 6. Der Tagesgang der Strahlungsbilanz an heiteren und an bewölkten Tagen. - 7. Betrachtung über die Ausstrahlung einer Schneeoberfläche. - 8. Vergleiche mit anderen Messungen. - Abschnitt 3. - Glaziologlsche Arbeiten an der Firnstation auf dem Sukkertoppen·Hochlandeis. - 7: Überblick über die Arbeiten an der Firnstation. - 1. Die Station: Aufbau, Einrichtung, Arbeitsplan. - 2. Der Schachtbau. - 8: Die Dichtebestimmungen von Firn- und Eisproben. - 1. Die Arbeitsmethoden. - 2. Die Ergebnisse. - 9: Die Feinstruktur des Firns und der Eisschichten. - 1. Arbeitsmethoden2. Die Ergebnisse A: Die Feinstruktur des Firns. - 3. Die Ergebnisse B: Die Feinstruktur der Eisschichten. - 4. Mikrophotographien von Firn- und Eisproben aus verschiedenen Tiefen. - 10: Versuch der experimentellen Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit des Firns. - 1. Überblick über die bisher bekannten Werte der Wärmeleitfähigkeit von Schnee und Eis. - 2. Beschreibung des Instrumentes. - 3. Die Eichung der Instrumente. - 4. Die Ergebnisse. - 11: Temperaturmessungen im Firn. - 1. Die Arbeitsmethoden. - 2. Die Ergebnisse. - 12: Zusammenfassung aller Ergebnisse zu einer Analyse der Firnschichtung. - 1. Genaue Betrachtung der Firnstruktur: Können Jahresschichten festgestellt werden. - 2. Festlegung der Jahresschichten unter Zuhilfenahme der Dichtemessungen und der meteorologischen Beobachtungen der westgrönländischen Küstenstationen in vergangenen Jahren. - 3. Die Struktur des Firns als Bild des Klimas. - Abschnitt 4. - Meteorologische Arbeiten. - 13: Die Beobachtungen an den meteorologischen Stationen. - 1. Die Stationen. - 2. Die Beobachtung der verschiedenen meteorologischen Elemente. - 3. Beispiele einiger interessanter Registrierungen. - Abschnitt 5. - Gletschergeschwindigkeitsmessungen und photogrammetrische Arbeiten / von P. G. Mott. - 14: GIetschergeschwindigkeitsmessungen. - 1. Arbeitsplan und -methode. - 2. Die Ergebnisse. - 3. Fehlerbetrachtung. - 4. Die Schwankungen der Gletschergeschwindigkeit während der Meßperiode und ihre Ursachen. - 5. Die mittlere tägliche Geschwindigkeit als Funktion des Randabstandes. Gletschertiefe und Form des Untergrundes. - 6. Allgemeine gletscherkundliche Beobachtungen. - Anhang III: Die photogrammetrisch aufgenommene Karte vom Taterat-Gletscher 1 : 40 000. - Anhang I: Tabellen und Abb. 85 und 86. - Anhang II: Literaturverzeichnis.

Note: Enthält 3 Beiträge , Inhaltsverzeichnis: Annotation Tektonische Untersuchungen in den Herbert Mountains (Shackleton Range, Antarktika) / Joachim Hofmann Beitrag zur Geologie des Pensacola-Gebirges (Antarktika) / Wolfgang Weber Tektonische Untersuchungen in der Patuxent-Formation der Schmidt Hills (Pensacola Mts. (Antarktika)) / Joachim Hofmann und V. V. Samsonov

Note: CONTENTS Abstract Preface 1. Types of ice accretion a. Frost b. Rime c. Glaze d. Spray ice 2. Conditions governing type of accreted ice a. Meteorological b. Structural 3. Accretion rates a. Fundamentals b. Effect of height c. Geographical distribution 4. Spray icing 5. Structural design factors a. Dead loads b. Wind field in the boundary layer c. Windloads 6. Techniques for minimizing structural icing 7. Data collection needs 8. Literature cited

Note: CONTENTS Abstract Preface Introduction The Environment Ice Growth and Accumulation Natural Ice Transport Accumulation Sites 1. Under-ice accumulation 2. Accumulation on top of the ice Evaluation of Ice Disposal Techniques 1. General 2. Disposal by displacement under the remaining ice sheet 3. Disposal by ejection on top of adjacent ice cover 4. Disposal by slurrying 5. Disposal by rafting Conclusions and Recommendations Literature Cited

Note: CONTENTS Abstract Preface Summary Introduction Methods Site description Oil application Physical characterization Thermal characterization Oil and oily soil characterization Soil microbiological methodology Vegetation Results and discussion Oil movement Effects on permafrost Compositional changes Microbiological responses Oil effects on vegetation Conclusions Recommendations Literature cited Appendix A Physical and thermal information Appendix B Chemical information Appendix C Microbiological information

Note: CONTENTS Abstract Preface Introduction Data sources and literature review Canada Alaska Data tabulation Station selection Description of tabulated data Station location and ice measurement site descriptions Review of previous studies on maximum ice in North America Maximum ice thickness maps Date of maximum ice Plotting of the ice decay curves General procedures Categories of water bodies Ice decay at sea ice locations Envelope curves Average curves Snow-ice formation Ice decay at lake ice locations Average curves Regional variations and similarities Ice decay at river ice locations Variations in ice thickness Rapid ice clearance Comparison between Alaskan and Canadian river ice decay curves Incremental extraction of ice decay data for analysis purposes Selection of ice decay intervals Preliminary evaluation of the methodology Further considerations of the methodology Relationships between ice decay and thawing air temperatures Average daily vs maximum daily air temperature 10-day increments vs accumulated values Total years vs year-to-year analysis Evaluation of use of 0°C as a base Final format of the relationship between ice decay and ATDD Evaluation of the final form Possible causes for variations in slope values Decreasing sea ice thickness and thawing air temperatures Factors affecting sea ice decay Relationship between ATDD and sea ice decay Influence of solar radiation and wind on sea ice decay Literature cited Selected bibliography Appendix A. Ice thickness measurements and other related (or associated) observations for stations in Canada and Alaska Appendix B. Maps of least and greatest ice thickness observed at the time of maximum growth, and average date of occurrence Appendix C. Annual ice decay curves for stations in Canada and Alaska

Note: CONTENTS Abstract Preface Summary Objectives Conclusions Introduction Background Previous cooperative investigations Project rationale and coordination Approach Landsat imagery Interpretation techniques Part I. Use of Landsat imagery in mapping the drainage network, lakes, glaciers and snowfields (Lawrence W. Gatto) Objective Methods Results Conclusions Part II. Use of Landsat imagery in mapping and evaluating geologiclineaments and possible faults (Carolyn J. Merry) Objective Geologic structure Methods Results Conclusions Part Ill. Use of Landsat imagery in mapping surficial materials Section A. Landsat mapping (Harlan L. McKim) Objective Methods Results Section B. Field evaluation (Daniel E. Lawson) Objectives Methods Results Discussion Section C. Conclusions (Daniel E. Lawson and Harlan L. McKim) Literature cited Glossary

Note: CONTENTS Abstract Preface Symbols Introduction Purpose of the study Stating the problem Fracturing of the ice cover due to the passage of surge waves Basic assumptions Derivation of the bending moments Determination of the wave characteristics Deflection of the ice Discussion and field observations Summary Literature cited

Note: CONTENTS Abstract Preface Introduction Criteria for process grouping Depositional processes Deposit groups-tills and nontills Comparison of melt-out and sediment flow Melt-out Sediment flow Classification of glacial deposits Conclusions Literature cited

Note: CONTENTS Abstract Preface Background Hierarchy of drag laws and simple models The momentum equation for the planetary boundary layer Linear eddy viscosity - the constant stress layer Two-layer eddy viscosity PBL scaling A dimensionless two-layer system A dimensionless two-layer system with modified stress Evaluating the drag laws Rossby similarity parameters and buoyancy effects Discussion Literature cited

Note: Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung 2. Zur Geschichte der Frühen Polarforschung 2.1 Die Entwicklung vom 16. Jahrhundert bis 1914 2.1.1 Frühe Polarreisen und ihre Wechselwirkung mit der Kartografie in der frühen Neuzeit 2.1.2 Fragen der Geophysik, Ozeanografie und Meteorologie an die Polarforschung im 18. und 19. Jahrhundert 2.1.3 Frühe deutsche Polarforschung 2.2 Die Entwicklung der deutschen Polarforschung zwischen den Weltkriegen 2.2.1 Die Internationale Gesellschaft zur Erforschung der Arktis mit Luftfahrzeugen (Aeroarctic) von 1922 bis 1931 2.2.2 Die Deutsche Atlantische Expedition („Meteor-Expedition“) von 1925 bis 1927 2.2.3 Die Deutsche Grönlandexpedition Alfred Wegener von 1930 bis 1931 2.2.4 Das zweite Internationale Polarjahr von1932 bis 1933 2.2.5 Walfang und Politik: die „Schwabenlandexpedition“ von 1938 bis 1939 als Fortsetzung der deutschen Südpolarforschung 2.3 Die Deutsche Polarforschung während des Zweiten Weltkrieges 3. Polarforschung nach dem Zweiten Weltkrieg bis zur Gründung des AWI (1945-1981) 3.1 Politisch-strategisch motivierte Polarforschung der Großmächte nach dem Zweiten Weltkrieg ab 1946/47 3.2 Nationale Polarforschungsunternehmen und internationale Kooperationen von 1948 bis 1981 3.2.1 Die Expédition Glaciologique Internationale au Groenland (EGIG) und andere Expeditionen von 1948 bis 1968 3.2.2 Die Antarktisaktivitäten anderer Länder von 1947 bis 1957 3.2.3 Das Internationale Geophysikalische Jahr von 1957 bis 1959 3.2.4 Die Gründung des Antarctic Treaty System (ATS) im Jahr 1959 3.2.5 Die Polarforschung der Deutschen Demokratischen Republik (DDR) 3.2.6 Die Polarforschung der Bundesrepublik Deutschland (BRD) 4. Die Entwicklung des AWI und der deutschen Polarforschung 4.1 Gründungskontexte 4.1.1 Polarforschung als staatliche Aufgabe 4.1.2 Vorbereitungen zur Gründung eines Polarforschungsinstituts der Bundesrepublik Deutschland im Jahr 1978 4.1.3 Entscheidung über die Standortfrage im Jahr 1979 4.2 Die Gründung des Alfred-Wegener-Instituts für Polarforschung 4.2.1 Gesetzliche und finanzielle Grundlagen, erste antarktische Expeditionen 4.2.2 Die Besetzung der Leitungspositionen 4.2.3 Umfang und Beschaffung der technischen Einrichtungen 4.2.4 Die technischen Einrichtungen der Logistik in der Gründungsphase des AWI 4.3 Die Entwicklung des AWI in Bremerhaven unter der Leitung vonGotthilf Hempel von 1981 bis 1992 4.3.1 Die Entwicklung des AWI von 1981 bis 1986 4.3.2 Eingliederung des IfMB in das AWI von 1986 bis 1991 4.3.3 Kongresse und internationale Kooperationen von 1986 bis 1987 4.3.4 Der Weg in die Klimaforschung ab 1988 4.3.5 Beteiligung an internationalen Eisbohrprogrammen auf Grönland von 1989 bis 1995 4.3.6 Die erste Überwinterung einer Frauenmannschaft in der GvN-Stationvon 1989 bis 1990 4.3.7 Besondere Expeditionen von 1986 bis 1991 4.3.8 Aktivitäten und Umfang der Logistik von 1985 bis 1991 4.3.9 Die Aktivitäten der Zentralen Einrichtungen von 1986 bis 1991 4.3.10 Das AWI als Mitglied eines Großforschungsverbundes ab Mitte der 1980er Jahre 4.3.11 Die politische Wende 1989/90 und die Polar- und Meeresforschung 4.3.12 Am Ende der Gründungsjahre im Jahr 1992 4.3.13 Wechsel des wissenschaftlichen Direktors im Jahr 1992 4.4 Die Entwicklung des AWI unter der Leitung von Max Tilzer von 1992 bis 1997 4.4.1 Wichtige Aspekte der Institutsentwicklung 4.4.2 Die Entwicklung der Logistik von 1992 bis 1997 4.4.3 Die Entwicklung der zentralen Einrichtungen von 1992 bis 1997 4.4.4 Tiefbohrprojekte auf Grönland und in der Antarktis 4.4.5 Die internationale Zusammenarbeit des AWI ab 1991 4.4.6 Nationale Kooperationen und Aufgaben von 1992 bis 1997 4.5 Die Entwicklung des AWI unter der Leitung von Jörn Thiede von 1997 bis 2007 4.5.1 Wichtige Aspekte der Institutsentwicklung 4.5.2 Forschungsziele und Umstrukturierungen der wissenschaftlichen Bereiche 4.5.3 Übernahme der BAH von 1998 bis 1999 4.5.4 Besondere wissenschaftliche Projekte von 1998 bis 2007 4.5.5 Entwicklung und Aufgaben der Logistik von 1998 bis 2008 4.5.6 Zentrale Aufgaben und Dienste 4.5.7 Außenwirkung 4.5.8 Technologietransfer 4.5.9 Internationale Zusammenarbeit von 1998 bis 2007 4.5.10 Zusammenarbeit in Deutschland von 2000 bis 2007 4.6 Die Entwicklung des AWI unter der Leitung von Karin Lochte von 2007 bis 2017 4.6.1 Wichtige Aspekte der Institutsentwicklung 4.6.2 Forschungsziele und Umstrukturierung der wissenschaftlichen Bereiche ab 2009 4.6.3 Besondere Wissenschaftliche Programme ab 2006 4.6.4 Bedeutungswandel von Transferkonzepten nach Einführung der POF 4.6.5 Entwicklung der Logistik ab 2007 4.6.6 Zentrale Aufgaben und Dienste 4.6.7 Internationale Kooperationen 4.6.8 Nationale Kooperationen 4.7 Die Entwicklung des AWI unter der Leitung von Antje Boetius von 2017 bis 2020 4.7.1 Wichtige Aspekte der Institutsentwicklung 4.7.2 Besondere wissenschaftliche Projekte 4.7.3 Die Entwicklung der Logistik 4.8 Ausblick 5. Quellen- und Literaturverzeichnis 5.1 Quellen 5.1.1 Archivalien 5.1.2 Gedruckte Quellen 5.1.3 Pressemitteilungen 5.1.4 Internetseiten 5.1.5 Auskunftspersonen 5.2 Sekundärliteratur 5.2.1 Monographien, Aufsätze und Artikel 5.2.2 Einträge in der Online-Enzyklopädie Wikipedia 5.2.3 Internetseiten 6. Abbildungsverzeichnis 7. Abkürzungsverzeichnis

Note: Table of Contents Embarking on the voyage of a century Detective work on ice that’s far too thin For a clearer view from space Shaking and quaking Glittering clouds below the ice One hot strip of ice Snow, the great unknown The snowball litmus test The many faces of cold Algae in the Arctic: Apparently, anything is possible A reunion at the outlet of the Arctic Equipment container Imprint / image credits

Note: CONTENTS Abstract Preface Introduction Experimental method Substrate preparation Experimental configuration Radiometric measurements Snow characterization Reflectance standards Data analysis Reflectance measurements Snow replica analysis Discussion of results Comparative reflectance of various substrates under snow Ablation of a snow cover Reflectance from a very light, fresh snow cover Measurements at angles other than vertical Reflectance from substrates Concluding observations Literature cited

Note: CONTENTS Abstract Preface Metric conversion factors Introduction Physical setting Hydrology Climate Bathymetry PhysIcal oceanography Wind effects on circulatIon Previous investigations Approach Imagery analyzed Wind and tidal data Results Suspended sediment patterns Ice distribution Generaltzed surface circulation Conclusions Literature cited Appendix A. Keys to Figures 2, 3 and 4 Appendix B. Observations made from usable Landsat Imagery Appendix C. Selected landsat images used to make observations and interpretations of surface water patterns and ice distribution

Note: Inhalt Vorwort Kapitel 1 Unsere Ozeane – Quelle des Lebens Kapitel Von der Bedeutung und der Endlichkeit der Meere Conclusio: Abschied von der Unendlichkeitsillusion Kapitel 2 Der Ozean im Klimawandel Die fatalen Folgen der Wärme Ein Angriff auf die Artenvielfalt Conclusio: Gradmesser Ozean Kapitel 3 Nahrung aus dem Meer Problemzone Fischerei Wachstumssektor Aquakultur Conclusio: Ein Nahrungslieferant am Limit Kapitel 4 Transporte über das Meer Die Schifffahrt am Scheideweg Conclusio: Eine Schlüsselbranche unter Druck Kapitel 5 Energie und Rohstoffe aus dem Meer Tiefseebergbau: Die Pläne nehmen Gestalt an Energiequelle Meer: Potenzial und Erwartungen Conclusio: Unsere Ozeane: voller Energie Kapitel 6 Die Verschmutzung der Meere Ein Problem gigantischen Ausmaßes Conclusio: Meere voller Müll und Schadstoffe Kapitel 7 Der Wettstreit um die genetische Vielfalt der Meere Wirkstoffe aus dem Meer Conclusio: Der Beginn einer goldenen Ära Kapitel 8 Anspruch und Wirklichkeit des Meeresmanagements Die Rechtsordnung der Ozeane Neue Ansätze des Meeresmanagement Der Ozean: Krisenschauplatz und Teil der Lösung Conclusio: Nachhaltiges Meeresmanagement – eine Herkulesaufgabe Gesamt-Conclusio Glossar Abkürzungen Quellenverzeichnis Mitwirkende Index Partner und Danksagung Abbildungsverzeichnis Impressum

Note: Dissertation, Universität Potsdam, 2020 , Contents Preface Acknowledgements Contents Summary Zusammenfassung List of abbreviations Chapter 1. Introduction 1.1 Motivation 1.2 Carbon storage in Arctic permafrost environments and the permafrost carbon feedback (PCF) 1.3 Methane cycling microorganisms 1.4 The microbial ecology of permafrost 1.5 Plasmids and their potential role in stress tolerance 1.6 Objectives Chapter 2. Study sites 2.1 Regional settings 2.2 Kurungnakh and Samoylov Island 2.3 Bol'shoy Lyakhovsky Island 2.4 Herschel Island Chapter 3. Manuscripts 3.1 Overview of manuscripts, including contribution of co-authors. 3.2 Manuscript I Methanogenic response to long-term permafrost thaw is determined by paleoenvironment 3.3 Manuscript II Methane production in thawing permafrost is constrained by methanogenic population size and carbon density 3.4 Manuscript III Metaplasmidome-encoded functional potential of permafrost active layer soils Chapter 4. Synthesis 4.1 Introduction 4.2 Constraints behind methane production from thawing permafrost 4.3 The methanogenic community response to long-term permafrost thaw 4.4 The adaptive potential of the permafrost micro biota to cope with stress factors during global warming 4.5 Conclusion Chapter 5. Future research directions and perspectives Chapter 6. References Chapter 7. Appendix 7.1 Supporting information for manuscript I 7.2 Supporting information for manuscript II 7.3 Supporting information for manuscript III 7.4 ESR collaboration, manuscript IV

Note: Dissertation, Humboldt-Universität Berlin, 2018 , Inhalt I. Einleitung 1. Auf den Spuren des Wals 2. Geographien des Lebens 3. Ein neuer Leviathan II. Intelligente Walfänger: Entstehung einer historiographischen Figur 1. An den Rändern des Golfstroms 2. Nachrichten aus dem Pazifik 3. Nomaden des Meeres III. Die Daten der Walfänger: Der Kartograph im Archiv 1. Ozeanographie als Globalwissenschaft 2. Humboldts amerikanische Söhne und die Erforschung der Meere 3. Aufschreibesysteme des Walfangs 4. Datenmeere 5. Kurven im Meer. IV. Der Wal als taxonomische Anomalie: Kleine Klassifikationsgeschichte des Wals V. Jäger und Sammler: Unmögliche Forschung 1. Strandgut, Spektakel 2. Beuteforschung 3. Zerlegen und Zusammensetzen VI. Elementare Obdachlosigkeit: Unmögliches Leben 1. Weißwale am Broadway 2. Zu Gast im Meer VII. Schluss Epilog: Gattungsfragen Quellen Literatur Bildnachweise Dank

Note: Inhaltsverzeichnis Vorhabenträger auf dem Weg zu gesellschaftlich tragfähigen Lösungen / Frank Brettschneider und Ulrich Müller Baustellenbeirat und Baggerballett / Sarah Rögele Kommunikationsmanagement bei Bau- und Infrastrukturprojekten / Lisa Fehrentz Dialogorientierte Baukommunikation / Annika Zimmer Atomausstieg 2022 / Julia Schabel

Note: Dissertation, Universität Potsdam, 2021 , Table of Contents Acknowledgements Abstract Zusammenfassung List of figure List of tables List of abbreviation Chapter 1 1. Introduction 1.1 Research background 1.1.1 Response of mountain plant diversity to climate change 1.1.2 Response of Arctic vegetation composition and diversity to climate change 1.1.3 Understanding the critical mechanisms of community assembly are essential for sustaining ecosystem services 1.1.4 Pollen analysis as a traditional tool for representing palaeovegetation 1.1.5. Sedimentary ancient DNA (sedaDNA) is a useful tool for Quaternary ecology tracking 1.2 Study area 1.3 Aims and objectives 1.4 Structure of the thesis 1.4.1 Overview of the chapter 1.4.2 Author's contributions 1.4.3 Methods Chapter 2 2 Manuscript 1: Sedimentary ancient DNA reveals warming-induced alpine habitat loss threat to Tibetan Plateau plant diversity 2.1 Abstract 2.2 Introduction 2.3 Results and discussion 2.4 Methods 2.5 Acknowledgements · Chapter 3 3 Manuscript 2: Holocene vegetation and plant diversity changes in the north-eastern Siberian treeline region from pollen and sedimentary ancient DNA 3.1 Abstract 3.2 Introduction 3.3 Materials and methods 3.3.1 Study area 3.3.2 Lake sediment cores and subsampling 3.3.3 Dating 3.3.4 Pollen analysis 3.3.5 DNA extraction and amplification 3.3.6 Sequencing filtering and taxonomic assignment 3.3.7 Statistical analyses 3.4 Results 3.4.1 Chronology 3.4.2 SedaDNA and pollen assemblages 3.4.3 Gradient analysis and correlation analysis 3.5 Discussion 3 .5.1 Contributions of pollen and sedaDNA to vegetation reconstruction and taxon richness 3.5.2 Variation in Holocene vegetation composition in the Omoloy area, north-eastern Siberia 3.5.3 SedaDNA-based plant diversity changes within lake catchments of the Omoloy region 3.6 Conclusions 3.7 Acknowledgements Chapter 4 4 Manuscript 3: Vegetation reconstruction from Siberia and Tibetan Plateau using modern analogue technique - comparing sedimentary ancient DNA (sedaDNA) and pollen data 4.1 Abstract 4.2 Introduction 4.3 Materials and methods 4.3.1 Sites ofthe modern analogues 4.3.2 Sedimentary (ancient) DNA collection 4.3.3 Metabarcoding data processing and filtering 4.3.4 Pollen data collection 4.3.5 Numerical analysis 4.4 Results 4.4.1 Modern training-set, ROC curve analyses and AT results 4.4.2 Modern analogues for Lake Naleng and Omoloy lake II 4.4.3 Vegetation type reconstruction based on MAT 4.4.4 Projecting fossil samples in ordination space of modern assemblages 4.4.5 Comparing past and present intertaxa relationships 4.5 Discussion 4.5.1 Assessment of analogue quality using modem training-sets 4·5·2 Comparison of sed(a)DNA-based and pollen-based vegetation reconstruction for the Lake Naleng, Tibetan Plateau 4.5.3 Comparison of sedDNA based and pollen-based vegetation reconstruction for the Lake Omoloy, northern Siberia 4.6 Conclusions 4.7 Acknowledgements Chapter 5 5 Manuscript 4: Terrestrial-aquatic ecosystem links on the Tibetan Plateau inferred from sedaDNA shotgun sequencin 5.1 Abstract 5.2 Introduction 5.3 Results 5.4 Discussions 5.5 Methods 5.6 Acknowledgments Chapter 6 6 Synthesis 6.1 The ability of metabarcoding and metagenomic shotgun sequencing to reveal ecological community pattern 6.2 Driver of plant diversity change in high altitude and high latitudes 6.3 High-altitude and high-latitude vegetation type change 6.4 Past terrestrial and aquatic ecological change at ecosystem-scale 6.5 Conclusions and outlook Appendix 1 Appendix-1 Materials for Manuscript #1 1.1 Appendix discussion: Contamination in NTC6 2. Appendix-2 Materials for Manuscript #2 3. Appendix-3 Materials for Manuscript #3 4. Appendix-4 Materials for Manuscript #4 References Eidesstattliche Erklarung

Note: Dissertation, Universität Potsdam, 2021 , Contents List of abbreviations Acknowledgements Summary Zusammenfassung 1 Scientific background 1.1 Motivation 1.2 The arctic-boreal ecotone in time and space 1.2.1 Terrestrial plants composition and biodiversity 1.2.2. Lake macrophytes and diatoms 1.3 Sedimentary DNA metabarcoding as an ecologicalproxy 1.4 Study area 1.5 Objectives of the thesis 1.6 Methods 1.7 Thesis organizations 1.7.1 Manuscripts and chapters 1.7.2 Non-finalized research 1.7.2 Author contributions 2 Manuscript I: Genetic and morphological diatom composition in surface sediments from glacial and thermokarst lakes in the Siberian Arctic 2.1 Abstract 2.2 Introduction 2.3 Materials and methods 2.3.1 Sampling and collection of environmental data 2.3.2 Diatom genetic assessment 2.3.3 Raw sequence processing and taxonomic assignment 2.3.4 Morphological diatom identification 2.3.5 Statistical analyses 2.4 Results 2.4.1 Genetic-based diatom composition, diversityand diatom-environment relationship 2.4.2 Morphological-based diatom composition, diversity and diatom-environment relationship 2.4.3 Comparison of spatial diatom patterns obtained from the genetic and morphological approaches 2.5 Discussion 2.5.1 Genetic and morphological diatom composition and diversity 2.5.2 Diatom composition is affected by lake type and lake water parameters 2.6 Conclusions 2.7 Acknowledgments 3 Manuscript II: Plant sedimentary ancient DNA from Far East Russia covering the last 28 ka reveals different assembly rules in cold and warm climates 3.1 Abstract 3.2 Introduction 3.3 Methods 3.3.1 Study area 3.3.2 Sampling and dating 3.3.3 Genetic laboratory works 3.3.4 Processing the sequence data 3.3.5 Statistical analyses 3.4 Results 3.4.1 Overview of the sequencing data and taxonomic composition 3.4.2 Taxonomic alpha and beta diversity 3.4.3 Phylogenetic alpha and beta diversity 3.4.4 Relationship between taxonomic composition and phylogenetic diversity 3.5 Discussion 3.5.1 Vegetation history revealed by sedaDNA 3.5.2 Patterns oftaxonomic alpha diversity and their relationship to community composition 3.5.3 Relationship between richness and phylogenetic alpha and beta diversity 4 Manuscript III: Sedimentary DNA identifies modem and past macrophyte diversity and its environmental drivers in high latitude and altitude lakes in Siberia and China 4.1 Abstract 4.2 Introduction 4.3 Materialsand Methods 4.3.1 Field sampling of surface and core samples 4.3.2 Environmental data 4.3.3 Molecular genetic laboratory work 4.3.4 Bioinformatic analyses 4.3.5 Statistical analyses 4.4 Results 4.4.1 Macrophyte diversity in surface sediments inferred from sedDNA 4.4.2 Relationship of modem macrophyte richness and environmental variables 4.4.3 The relationship between modem macrophyte community and environmental variables 4.4.4 Past macrophyte richness and composition inferred from sedaDNA 4.4.5 Past macrophyte compositional changes and its environmental drivers 4.5 Discussion 4.5.1 Retrieval of aquatic plant diversity using the tmL P6 loop plant DNA metabarcode 4.5.2 Modem macrophyte diversity and its relation to environmental factors 4.5.3 Temporal macrophyte diversity as an indicator for past environmental change 4.6 Conclusion 5 Synopsis 5.1 Potential and limitations of sedimentary DNA in the applied study 5.1.1 Sedimentary DNA is a powerful proxy 5.1.2 Limitations in sedimentary DNA 5.2 Spatial patterns of vegetation, macrophytes and diatoms 5.2.1 Composition and diversity of vegetation 5.2.2 Composition and diversity of macrophytes 5.2.3 Composition and diversity of diatoms 5.3 Temporal patterns of vegetation, macrophytes and diatoms 5.3.1 Composition and diversity of vegetation 5.3.2 Composition and diversity of macrophytes 5.3.3 Composition and diversity of diatoms 5.4 Outlooks and conclusions Appendices Appendix 1 for Manuscript I Appendix 2 for Manuscript II Appendix 3 for Manuscript III References

Note: Dissertation, Universität Potsdam, 2021 , Contents List of Figures List of Tables I Preamble 1 Introduction 1.1.1 The Journey from Weather to Climate 1.1.2 The Climate Background 1.1.3 Pollen as Quantitative Indicators of Past Changes 1.2 Overview and Aims of Manuscripts 1.2.1 List of Manuscripts 1.2.2 Short Summaries of the Manuscripts 1.3 Author Contributions to the Manuscripts II Manuscripts 2 Comparing estimation of techniques for temporal Scaling 2.1 Introduction 2.2 Data and Methods 2.2.1 Scaling estimation methods 2.2.2 Evaluation of the estimators 2.2.3 Data 2.3 Results 2.3.1 Effect of Regular and Irregular Sampling 2.3.2 Effect of Time series length 2.3.3 Application to database 2.4 Discussion 2.5 Conclusions 3 Land temperature variability driven by oceans at millennial timescales 4 Variability of surface climate in simulations of past and future 4.1 Introduction 4.2 Data and Method 4.2.1 Model simulations 4.2.2 The Last Glacial Maximum experiment 4.2.3 The mid Holocene experiment (midHolocene) 4.2.4 The warming experiments 1pctCO2 and abrupt4xCO2 4.2.5 Preprocessing of model simulations 4.2.6 Comparisons across the ensemble 4.2.7 Diagnosing variability changes 4.2.8 Changes in precipitation extremes 4.2.9 Timescale-dependence of the variability changes 4.3 Results 4.3.1 Hydrological sensitivity across the ensemble 4.3.2 Changes in local interannual variability 4.3.3 Changes in modes of variability 4.3.4 Circulation patterns underlying extratropical precipitation extremes 4.3.5 Changes in. the spectrum of variability 4.4 Discussion 4.4.1 Changes in climate variability with global mean temperature 4.4.2 Temperature vs. precipitation scaling 4.4.3 Comparison to climate reconstructions and observations 4.4.4 Limitations 4.5 Conclusions 5 Holocene vegetation variability in the Northern Hemisphere 5.1 Introduction 5.2 Data and Methods 5.2.1 Pollen Database 5.2.2 Principal Component Analysis 5.2.3 Timescale-dependent Estimates of Variability 5.2.4 Biome Classification 5.3 Results 5.3.1 General Vegetation Variability Analysis 5.3.2 Comparison of Forested and Open Land Vegetations 5.3.3 Comparison of Broadleaf and Needleleaf Fore ts 5.3.4 Comparison of Temperate and Boreal Coniferous Forests 5.3.5 Comparison of Evergreen and Deciduous Boreal Forests 5.4 Discussion 5.5 Conclusion III Postamble 6 General discussion and conclusion 6.1 Overview 6.2 Timescale-Dependent Estimates of Variability 6.3 Climate and Vegetation Variabilities in the Holocene 6.4 Implications for the 21th Century 6.5 Outlook IV Appendix A Supplementary figures from "Comparing estimation techniques for temporal scaling in paleo-climate timeseries" A.1 Block Average Results A.2 First-Order Correction for the Effect of Interpolation A.3 Change in Bias and Standard Deviation B Methods and supplementary information from "Land temperature variability driven by oceans at millennial timescales" B.1 Methods B.1.1 Reconstructions B.1.2 Significance Testing B.1.3 Testing for Anthropogenic Impacts B.1.4 Instrumental Data B.1.5 Model Data B.1.6 Spectral Estimates B.1.7 Variance Ratios B.1.8 Sub-Decadal Variability Binning B.1.9 Correlation B.1.10 Moran's I B.2 Supplementary Information B.2.1 Tree Ring Data Analysis B.2.2 Energy-Balance Equations B.3 Extended Data Figures C Supplementary figures from "Variability of surface climate in simulations of past and future" D Supplementary figures from "Characterization of holocene vegetation variability in the Northern Hemisphere" Bibliography

Note: INHALT Willkommen in der Arena der Möglichkeiten! Die Public Arena im digitalen Zeitalter Kommunikation in der Public Arena Dein Navigator: Das Public Arena Framework LEITBILD Vision & Mission Ziele SET-UP Analyse Struktur Kultur Daten TAKTIK Positionierung Zielgruppen Kanäle ACTION Storytelling Content Politisches Targeting Community Mobilisierung Krise Fake News Ausblick: Was die Public Arena der Zukunft braucht Public Arena Expert:innen Interviews Das Public-Arena-Team Deep-Dive-Bibliothek Literaturverzeichnis.

Note: Inhaltsverzeichnis Mitarbeiter*innen des Beirats Danksagung Kästen Tabellen Abbildungen Akronyme Zusammenfassung 1 Einleitung 2 Land als Schlüssel zur Nachhaltigkeit – ein systemischer Blick 2.1 Landressourcen unter Druck: Nutzungskonkurrenzen, Übernutzung, Degradation 2.1.1 Ausmaß und Trends der Degradation terrestrischer Ökosysteme 2.1.2 Treiber von Landdegradation und Folgen 2.1.3 Land Degradation Neutrality als Ziel internationaler Nachhaltigkeitspolitik 2.2 Das Trilemma der Landnutzung 2.2.1 Die Klimakrise 2.2.2 Die Krise des Ernährungssystems 2.2.3 Die Biodiversitätskrise 2.3 Zukunftsvision für einen nachhaltigen Umgang mit Land 2.3.1 Ein nachhaltiger Umgang mit Land: systemisch, synergistisch, solidarisch 2.3.2 Die Transformation zu einem nachhaltigen Umgang mit Land gestalten 3 Mehrgewinnstrategien für einen nachhaltigen Umgang mit Land 3.1 Renaturierung: Landbasierte CO2-Entfernung synergistisch gestalten 3.1.1 CO2-Senken: Ausgangssituation 3.1.1.1 CO2-Entfernung aus der Atmosphäre: Konzept und Definition 3.1.1.2 Landbasierte Ansätze zur CO2-Entfernung: Technologien, Potenziale und Begleitwirkungen 3.1.1.3 Die Rolle von Methoden der CO2-Entfernung in Klimaschutzszenarien 3.1.2 Grundsätze zur nachhaltigen CO2-Entfernung: Unsicherheiten beleuchten, Risiken begrenzen, Mehrgewinne beflügeln 3.1.3 Mehrgewinnstrategie „Renaturierung degradierter terrestrischer Ökosysteme" 3.1.3.1 Renaturierung als Strategie zur Revitalisierung von Ökosystemfunktionen 3.1.3.2 Wiederaufforstung 3.1.3.3 Renaturierung von Graslandökosystemen 3.1.3.4 Renaturierung von Mooren 3.1.3.5 Renaturierung im Fokus internationaler Nachhaltigkeitspolitik 3.1.3.6 Umsetzung von Renaturierungsmaßnahmen 3.1.3.7 Folgerungen zu Renaturierung 3.1.4 Handlungsempfehlungen 3.1.4.1 Handlungsempfehlungen für Maßnahmen zur Entfernung von CO2 3.1.4.2 Handlungsempfehlungen zur Renaturierung degradierter Ökosysteme 3.1.5 Forschungsempfehlungen 3.1.5.1 Forschungsempfehlungen: CO2-Entfernung 3.1.5.2 Forschungsempfehlungen: Renaturierung 3.2 Schutzgebietssysteme ausweiten und aufwerten 3.2.1 Ökosystemschutz: Probleme und Mehrgewinne 3.2.2 Internationale Ziele für den Ökosystemschutz 3.2.3 Die Ausweitung und Aufwertung von Schutzgebietssystemen als Mehrgewinnstrategie 3.2.3.1 Schutzgebietssysteme als Instrumente des Ökosystem- und Biodiversitätsschutzes 3.2.3.2 Mehrgewinne in Schutzgebietssystemen 3.2.3.3 Zielerreichung und künftige Ziele 3.2.3.4 Schutzgebietssysteme unter Druck: Treiber, Handlungsbedarfe, Barrieren und Akteure 3.2.3.5 Fokus indigene Völker und lokale Gemeinschaften: Hüter*innen der Ökosysteme 3.2.3.6 Fokus Landschaft: vernetzte Schutzgebietssysteme in einem integrierten Landschaftsansatz 3.2.3.7 Fokus Finanzierung von Schutzgebietssystemen 3.2.4 Folgerungen 3.2.5 Handlungsempfehlungen 3.2.6 Forschungsempfehlungen 3.3 Landwirtschaftssysteme diversifizieren 3.3.1 Heutige Landwirtschaftssysteme stoßen an die Grenzen 3.3.1.1 Industrielle Landwirtschaft: Beispiel EU 3.3.1.2 Ertragsarme Subsistenzlandwirtschaft und persistierende Ernährungsunsicherheit: Beispiel Subsahara-Afrika 3.3.1.3 Wirkung des internationalen Agrarhandels auf Resilienz gegenüber Krisen und nachhaltige Entwicklung: Die Beispiele EU und Subsahara-Afrika 3.3.2 Mehrgewinnstrategien zur Diversifizierung von Landwirtschaftssystemen 3.3.2.1 Zielbild und Grundsätze 3.3.2.2 Ökologisierung der industriellen Landwirtschaft in der EU 3.3.2.3 Landwirtschaftliche Produktivität in Subsahara-Afrika nachhaltig steigern, Klimaanpassung und Ernährungssicherung erreichen 3.3.2.4 Ausrichtung des Agrarhandels auf Resilienz und Nachhaltigkeit 3.3.2.5 Ökologisierung versus Intensivierung und die Messung der Treibhausgase: Eine Einordnung 3.3.2.6 Komponenten der Mehrgewinnstrategien 3.3.3 Handlungsempfehlungen 3.3.3.1 Handlungsempfehlungen für die Ökologisierung der industriellen Landwirtschaft der EU und die GAP nach 2020 3.3.3.2 Handlungsempfehlungen für Subsahara-Afrika und für die Entwicklungszusammenarbeit 3.3.3.3 Handlungsempfehlungen zum Handel 3.3.4 Forschungsempfehlungen 3.3.4.1 Forschungsempfehlungen zur EU 3.3.4.2 Forschungsempfehlungen zur Landnutzung in Subsahara-Afrika 3.3.4.3 Forschungsempfehlungen zum Handel. 3.4 Die Transformation der tierproduktlastigen Ernährungsstile in den Industrieländern vorantreiben 3.4.1 Problemstellung: Das globale Ernährungssystem 3.4.1.1 Definition und Entwicklung des Ernährungssystems 3.4.1.2 Auswirkungen des Ernährungssystems 3.4.1.3 Ernährungsstile 3.4.1.4 Treiber für die Missstände im Ernährungssystem 3.4.2 Transformation des Ernährungssystems durch Transformation von Ernährungsstilen 3.4.2.1 Potenziale auf Seiten der Nachfrage 3.4.2.2 Zielbild: Mehrgewinn durch die Transformation tierproduktlastiger Ernährungsstile in den Industrieländern 3.4.3 Eine Frage des Bewusstseins? Von den vielfältigen Bedingungen der Entwicklung und Veränderung von Ernährungsstilen 3.4.3.1 Ernährungsstile und Konzerninteressen global betrachtet 3.4.3.2 Einflüsse auf die Entwicklung von Ernährungsstilen 3.4.3.3 Nahrungsaufnahme als soziale Situation 3.4.3.4 Brüche in der Ernährungsbiografie und Wertewandel im Ernährungsstil 3.4.3.5 Kontext und Ressourcen als mögliche Ansatzpunkte für Veränderung von Ernährungsstilen 3.4.3.6 Fazit: normative nachhaltige Orientierung in der Gemeinschaftsverpflegung als besonderer Transformationsauslöser 3.4.4 Ansatzpunkte zur Stärkung der Transformation von Ernährungsstilen 3.4.4.1 Steuerung mit Spielräumen zur Achtung von Eigenart 3.4.4.2 Transformation durch wahre Preise und nachhaltiges Angebot 3.4.4.3 Vielfältige Nuclei der Transformation 3.4.4.4 Transformationspotenzial durch Stärkung von Wissensressourcen (Siegel und Leitlinien) 3.4.4.5 Transformationsansätze in der Gemeinschaftsverpflegung: Hebung mehrfachen Transformationspotenzials 3.4.5 Handlungsempfehlungen 3.4.5.1 Nachhaltige Ernährung durch mit der Planetary Health Diet konforme Leitlinien konsequent zur Norm erheben 3.4.5.2 Den Trend zu tierproduktarmer Ernährung unterstützen und Ernährungsbiografien nachhaltig prägen 3.4.5.3 Konsument*innen darin unterstützen, nachhaltige Ernährungsstile zu praktizieren 3.4.5.4 „Gesunden Handel“ national und international fördern 3.4.6 Forschungsempfehlungen 3.4.6.1 Transformative Forschung zur Stärkung nachhaltiger Ernährungsstile 3.4.6.2 Bestehende Forschungsprogramme im Ernährungsbereich um nachhaltige Aspekte erweitern 3.5 Bioökonomie verantwortungsvoll gestalten und dabei Holzbau fördern 3.5.1 Probleme und Potenziale der verstärkten Nutzung biologischer Ressourcen 3.5.2 Zielbild und wichtige Handlungsfelder für eine nachhaltige Bioökonomie 3.5.2.1 Zielbild einer nachhaltigen Bioökonomie 3.5.2.2 Wichtige Handlungsfelder für eine nachhaltige Bioökonomie 3.5.3 Mehrgewinnstrategie Holzbau 3.5.3.1 Potenziale des Holzbaus als Ergänzung und Alternative zu konventionellen Bauweisen 3.5.3.2 Bestehende Instrumente zur Förderung des Holzbaus 3.5.4 Handlungsempfehlungen 3.5.4.1 Handlungsempfehlungen für Holzbau 3.5.4.2 Handlungsempfehlungen für Bioökonomie insgesamt 3.5.5 Forschungsempfehlungen 3.5.5.1 Forschungsempfehlungen zum Holzbau 3.5.5.2 Forschungsempfehlungen für Bioökonomie insgesamt 3.6 Zusammenspiel und Umsetzung von Mehrgewinnstrategien 3.6.1 Zusammenspiel zwischen Mehrgewinnstrategien: Beispiele 3.6.2 Umsetzung von Mehrgewinnstrategien im Kontext des integrierten Landschaftsansatzes 4 Transformative Governance für einen solidarischen Umgang mit Land 4.1 Pionier*innen des Wandels: Akteure zur Verantwortungsübernahme ermächtigen 4.1.1 Möglichkeiten und Grenzen eines nachhaltigen solidarischen Konsums 4.1.2 Pionier*innen des Wandels in wirkmächtigen Rollen 4.1.3 Empfehlungen zur Förderung von solidarischem Konsum und von Nischenakteuren in der Landwende 4.2 Gestaltender Staat: Rahmenbedingungen für den solidarischen Umgang mit Land schaffen 4.2.1 Nachhaltiges Verhalten belohnen, Umweltschäden bepreisen: Anreiz- und Preisinstrumente 4.2.2 Nachhaltigkeit einfordern: freiwillige und

Note: Contents Contributors Editorial foreword Preface CHAPTER 1 Snow and ice-related hazards, risks, and disasters: Facing challenges of rapid change and long-term commitments / Wilfried Haeberli and Colin Whiteman 1.1 Introduction 1.2 Costs and benefits: Living with snow and ice 1.3 Small and large, fast and slow, local to global: Dealing with constraints 1.4 Beyond historical experience: Monitoring, modeling, and managing rapid and irreversible changes Acknowledgments References CHAPTER 2 Physical, thermal, and mechanical properties of snow, ice, and permafrost / Lukas Arenson (U.), William Colgan, and Hans Peter Marshall 2.1 Introduction 2.2 Density and structure 2.2.1 Snow 2.2.2 Ice 2.2.3 Frozen ground/permafrost 2.3 Thermal properties 2.3.1 Snow 2.3.2 Ice 2.3.3 Frozen ground 2.4 Mechanical properties 2.4.1 Brittle behavior 2.4.2 Ductile behavior 2.5 Electromagnetic and wave properties 2.5.1 Snow 2.5.2 Ice 2.5.3 Frozen ground 2.6 Summary Acknowledgment References.. CHAPTER 3 Snow and ice in the climate system / Atsumu Ohmura 3.1 Introduction 3.2 Physical extent of the cryosphere 3.3 Climatic conditions of the cryosphere 3.3.1 Snow cover 3.3.2 Sea ice 3.3.3 Permafrost 3.3.4 Glaciers References CHAPTER 4 Snow and ice in the hydrosphere / Jan Seibert, Michal Jenicek, Matthias Huss, Tracy Ewen, and Daniel Viviroli 4.1 Introduction 4.2 Snow accumulation and melt 4.2.1 Snowpack description 4.2.2 Snow accumulation 4.2.3 Snow redistribution, metamorphism, and ripening process 4.2.4 Snowpack development 4.2.5 Snowmelt 4.3 Glaciers and glacial mass balance 4.3.1 Glacier mass balance 4.3.2 Glacial drainage system 4.3.3 Modeling glacier discharge 4.4 Hydrology of snow- and ice-covered catchments 4.4.1 Influence of snow on discharge 4.4.2 Snowmelt runoff and climate change 4.4.3 Influence of glaciers on discharge 4.4.4 River ice 4.4.5 Seasonally frozen soil and permafrost 4.5 Concluding remarks References CHAPTER 5 Snow, ice, and the biosphere / Terry V. Callaghan and Margareta Johansson 5.1 Introduction 5.2 Adaptations to snow, ice, and permafrost. 5.3 Snow and ice as habitats 5.4 Snow as a moderator of habitat 5.4.1 Modification of winter habitat 5.4.2 Modification of nonwinter habitat 5.4.3 Effects of changing snow on the biosphere 5.5 Ice as a moderator of habitat 5.5.1 Mechanical effects of ice 5.5.2 Effects of changing lake and river ice on the biosphere 5.5.3 Effects of changing sea ice on the biosphere 5.6 Permafrost as a moderator of habitat 5.6.1 Effects of changing permafrost on the biosphere 5.6.2 Snow-permafrost-vegetation interactions 5.7 Vegetation as a moderator of snow, ice, and permafrost habitats 5.8 Conclusions Acknowledgments References CHAPTER 6 Ice and snow as land-forming agents / Darrel A. Swift, Simon Cook, Tobias Heckmann, Isabelle Gärtner-Roer, Oliver Korup, and Jeffrey Moore 6.1 Glacial processes and landscapes 6.1.1 Erosion mechanisms and their controls 6.1.2 Landforms and associated hazards 6.1.3 Landscape evolution and rates of glacial incision 6.1.4 Recommended avenues for further research 6.2 Periglacial and permafrost processes and landforms 6.2.1 Landforms and processes related to seasonal frost and permafrost 6.3 The role of snow in forming landscapes 6.3.1 Influence of snow cover on geomorphic processes 6.3.2 Snow-related geomorphic processes and landforms 6.3.3 Potential impacts of global change on snow-related geomorphic processes 6.3.4 Quantifying rates 6.3.5 Modeling 6.4 Conclusions and outlook Acknowledgments References CHAPTER 7 Mountains, lowlands, and coasts: The physiography of cold landscapes / Tobias Bolch and Hanne H. Christiansen 7.1 Introduction 7.2 Physiography of the terrestrial cryosphere 7.2.1 High altitudes/mountains 7.2.2 Cold lowlands 7.2.3 Cold coasts 7.3 Glaciers and ice sheets: Extent and distribution 7.4 Permafrost types, extent, and distribution 7.5 Glacier-permafrost interactions References CHAPTER 8 A socio-cryospheric systems approach to glacier hazards, glacier runoff variability, and climate change / Mark Carey, Graham McDowell, Christian Huggel, Becca Marshall, Holly Moulton, Cesar Portocarrero, Zachary Provant, John M. Reynolds, and Luis Vicuña 8.1 Introduction 8.2 Integrated adaptation in dynamic socio-cryospheric systems 8.3 Glacier and glacial lake hazards 8.3.1 Cordillera Blanca, Peru 8.3.2 Santa Teresa, Peru 8.3.3 Nepal 8.4 Volcano-ice hazards 8.5 Glacier runoff, hydrologic variability, and water use hazards 8.5.1 Nepal 8.5.2 Peru 8.6 Coastal resources and hazards 8.7 Discussion and conclusions Acknowledgments References CHAPTER 9 Integrative risk management: The example of snow avalanches / Michael Bründl and Stefan Margreth 9.1 Introduction 9.2 Risk analysis 9.2.1 Hazard analysis 9.2.2 Exposure and vulnerability analysis 9.2.3 Consequence analysis and calculation of risk 9.3 Risk evaluation 9.3.1 Evaluation of individual risk 9.3.2 Evaluation of collective risk 9.4 Mitigation of risk 9.4.1 Meaning of mitigation of risk 9.4.2 Technical avalanche mitigation measures 9.4.3 Land-use planning 9.4.4 Biological measures and protection forests 9.4.5 Organizational measures 9.5 Methods and tools for risk assessment and evaluation of mitigation measures 9.6 Case study “Evaluation of avalanche mitigation measures for Juneau, Alaska” 9.6.1 Introduction 9.6.2 Avalanche situation 9.6.3 Hazard analysis 9.6.4 Consequence analysis and risk evaluation 9.6.5 Protection measures 9.6.6 Conclusions 9.7 Final remarks References CHAPTER 10 Permafrost degradation / Dmitry Streletskiy 10.1 Introduction 10.2 Drivers of permafrost and active-layer change across space and time 10.2.1 Role of climate: Air temperature and liquid precipitation 10.2.2 Role of topography 10.2.3 Role of vegetation and snow 10.2.4 Role of soil properties 10.3 Observed permafrost and active-layer changes 10.4 Permafrost modeling and forecasting 10.5 Permafrost degradation and infrastructure hazards 10.5.1 Buildings on permafrost 10.5.2 Pipelines on permafrost 10.5.3 Railroads, roads, and utility on permafrost 10.6 Coastal erosion and permafrost 10.7 Summary Acknowledgments References CHAPTER 11 Radioactive waste under conditions of future ice ages / Urs H. Fischer, Anke Bebiolka, Jenny Brandefelt, Denis Cohen, Joel Harper, Sarah Hirschorn, Mark Jensen, Laura Kennell, Johan Liakka, Jens-Ove Näslund, Stefano Normani, Heidrun Stück, and Axel Weitkamp 11.1 Introduction 11.2 Timing of future glacial inception 11.2.1 Introduction 11.2.2 Definition of glacial inception 11.2.3 Controlling factors of glacial inception 11.2.4 Future long-term variations of insolation and atmospheric greenhouse gas concentrations 11.2.5 Modeling of future glacial inception 11.2.6 Timing of future glacial inception and concluding remarks 11.3 The glacier ice-groundwater interface: Constraints from a transect of the modern Greenland Ice Sheet 11.3.1 Background 11.3.2 Basal thermal state 11.3.3 Framework of the ice-bed interface 11.3.4 Basal water 11.3.5 Summary 11.4 Deep glacial erosion in the Alpine Foreland of northern Switzerland 11.4.1 Background 11.4.2 Ice age conditions 11.4.3 Processes of glacial erosion and glacial overdeepening 11.4.4 Water flow in overdeepenings 11.4.5 Deep glacial erosion in the Swiss Plateau 11.4.6 Future research focus 11.5 Tunnel valleys in Germany and their relevance to the long-term safety of nuclear waste repositories 11.5.1 Background 11.5.2 Formation of tunnel valleys 11.5.3 Tunnel valleys in Northern Germany 11.5.4 Tunnel valleys in the German North Sea 11.5.5 Glacial overdeepening in Southern Germany 11.5.6 Impact of tunnel valley formation on host rocks 11.6 Assessment of glacial impacts on geosphere stability and barrier capacity—Canadian perspective 11.6.1 Background 11.6.2 Bruce Nuclear Site—Location and geologic setting Acknowledgments References CHAPTER 12 Snow avalanches / Jürg Schweizer, Perry Bartelt, and Alec van Herwijnen 12.1 Introduction 12.2 The avalanche phenomenon 12.3 Avalanche release 12.3.1 Dry-snow avalanches 1

Note: Dissertation, Universität Potsdam, 2022 , Table of Contents Summary Deutsche Zusammenfassung Table of Contents 1 Introduction 1.1 Larix forests in a changing climate 1.2 The genus Larix 1.3 Larix distribution in the world and their dominance in northern Asia 1.4 Methods to study past species dynamics 1.4.1 Modern genetic marker studies 1.4.2 Lake sediments as archives of the past 1.4.3 Pollen and macrofossils 1.4.4 Metabarcoding of sedimentary ancient DNA 1.4.5 Metagenomic shotgun sequencing 1.4.6 Target enrichment by hybridization capture 1.5 Thesis Objectives 1.6 Thesis outline & author contributions 2 Manuscript I 2.1 Abstract 2.2 Introduction 2.3 Material and methods 2.3.1 Bioclimatic limits 2.3.2 Pollen, macrofossil, and DNA datasets 2.3.3 Ice sheets 2.4 Results 2.4.1 Bioclimatic limits of Larix and its distribution on permafrost 2.4.2 Glacial occurrence patterns of Larix 2.5 Discussion 2.5.1 Are differences in species bioclimatic limits responsible for disparity in Larix distribution across continents? 2.5.2 Do high latitude glacial refugia guarantee larch dominance? 2.5.3 What role does postglacial migration play in larch dominance? 2.5.4 Fire as an additional factor 2.5.5 Outlook 2.6 Conclusion 2.7 Acknowledgements 2.8 Author contributions 2.9 References 3 Manuscript II 3.1 Abstract 3.2 Introduction 3.3 Methods 3.3.1 Sample material 3.3.2 Laboratory work 3.3.3 Data analysis 3.4 Results 3.4.1 Overview of the shotgun and hybridization capture data sets 3.4.2 Ancient DNA authenticity 3.4.3 Retrieval of the Larix chloroplast genome 3.5 Discussion 3.5.1 Taxonomic classification—conservative approach results in low numbers of assignment 3.5.2 Target enrichment success—Larix reads increased by orders of magnitude along with other taxonomic groups 3.5.3 Complete retrieval of ancient Larix chloroplast genomes 3.5.4 Larix sibirica variants present over time 3.5.5 Larch forest decline over the last 7000 years 3.6 Conclusion 3.7 Acknowledgments 3.8 Author contributions 3.9 References 4 Manuscript III 4.1 Abstract 4.2 Introduction 4.3 Results & Discussion 4.3.1 Chloroplast and repetitive DNA enrichment in the sedaDNA samples 4.3.2 A wider pre-glacial distribution of L. sibirica 4.3.3 Larix gmelinii formed northern LGM refugia across Siberia 4.3.4 Postglacial colonization history - differences among larch species 4.3.5 Environment likely plays a more important role than biogeography 4.4 Conclusion 4.5 Material & methods 4.5.1 Sample material 4.5.2 Sequence data analysis 4.6 Data availability 4.7 Acknowledgments 4.8 Author contributions 4.9 References 5 Discussion and synthesis 5.1 Hybridization capture is a well-suited method to study ancient species dynamics 5.1.1 Advantages and limitations of shotgun sequencing 5.1.2 Successful hybridization capture enrichment using chloroplast DNA 5.1.3 Challenges in single-copy target enrichment 5.1.4 Limitations and potentials to improve sedaDNA capture studies 5.2 Factors promoting Asian larch dominance 5.3 Drivers of Larix species distribution 5.3.1 Implications for larch forests under climate warming 5.4 Conclusion 5.5 Outlook 6 References 7 Appendix 7.1 Appendix to manuscript I 7.2 Appendix to manuscript II 7.3 Appendix to manuscript III 7.3.1 Material and Methods 7.3.2 Additional Results & Discussions 7.3.3 References Acknowledgements Eidesstattliche Erklärung

Note: Contents 1 Introduction 1.1 What Is Permafrost and Where Does it Occur? 1.2 Research on Permafrost: A Shifting Focus from Ice to Carbon 1.3 The Permafrost Carbon Feedback 1.4 Setting the Stage 1.4.1 Climate in Permafrost Areas 1.4.2 Vegetation in Permafrost Areas 1.4.3 Peatlands and Wetlands 1.4.4 Soils 1.4.5 Ice Age Permafrost 1.4.6 Geomorphology 1.5 Recent and Future Climate Change 1.6 The Uncertain Future of Permafrost References 2 The Energy Balance of Permafrost Soils and Ecosystems 2.1 The Radiation Balance 2.2 Latent, Sensible and Conductive Heat Fluxes 2.2.1 Partitioning of the Radiative Flux into Turbulent and Conductive Fluxes 2.2.2 Measurement Uncertainty 2.3 Heat Balance of Vegetation Cover 2.4 Seasonality of the Surface Heat Balance Illustrated by Data 2.4.1 Summer 2.4.2 Winter Cooling 2.4.3 Changes in the Heat Balance and Climate Change 2.5 Ground Heat Flux 2.5.1 Soil Profile Scale 2.5.2 The Effect of Ground Surface Conditions on Soil Temperature and Heat Flux 2.5.3 Large Scale Approaches 2.6 Deeper Permafrost Temperature Profile and Lateral Heat Fluxes 2.7 Lakes and Other Water Bodies References 3 The Role of Ground Ice 3.1 Basic Soil Ice Characteristics 3.2 Ice Segregation and Frost Heave 3.2.1 Ice Segregation Process 3.2.2 Environmental Conditions for Ice Segregation 3.3 Cracking and Wedging 3.3.1 Processes of Ice Wedge Formation 3.3.2 Ice Wedges in the Landscape 3.4 Frost Mounds 3.4.1 Palsas and Similar Features 3.4.2 Pingos 3.5 Cryoturbation and Patterned Ground 3.6 Slope Process: Solifluction and Cryogenic Landslides 3.7 Contribution of Ice to Rock Weathering 3.8 Ice and Hydrology 3.8.1 Active Layer Hydrological Processes 3.8.2 Runoff and River Discharge 3.9 Thaw Lakes 3.9.1 Thaw Lake Formation and Geomorphology 3.9.2 Thaw Lake Disappearance 3.10 Mapping Ice Content References 4 Permafrost Carbon Quantities and Fluxes 4.1 The Ecosystem Carbon Balance 4.1.1 Terrestrial Environments 4.1.2 Lakes 4.1.3 The Greenhouse Gas Balance 4.2 Vegetation Primary Production 4.2.1 Photosynthesis and Carbon Allocation 4.2.2 Primary Production in a Cold Climate 4.3 Vegetation Composition: Effects on the Carbon Cycle 4.4 Carbon Quantity in Permafrost Soils and Frozen Deposits 4.4.1 Yedoma Deposits 4.4.2 Peat 4.4.3 Alluvial and Lake Sediments 4.4.4 Landscape-Scale Variation of the Soil Organic Carbon Stock 4.5 Soil Organic Matter Quality and Decomposition 4.5.1 Organic Matter Quality in Permafrost 4.5.2 Carbon Conservation in Permafrost 4.5.3 Decomposer Communities in Cold and Waterlogged Soils 4.5.4 Organic Matter Decomposition Reaction Rates and Their Dependence on Temperature 4.5.5 Nutrient Cycles and Nitrous Oxide 4.5.6 Ecosystem Methane Emission 4.6 Ecosystem Carbon Flux Data 4.6.1 Quantifying Ecosystem Carbon Fluxes of Permafrost Ecosystems by Surface Measurements 4.6.2 Temporal and Spatial Variability of Permafrost Ecosystem Carbon Fluxes References 5 Permafrost in Transition 5.1 Which Changes? 5.2 Diffuse Permafrost Thaw 5.2.1 Observations of Active Layer Thickness and Surface Subsidence 5.2.2 Relation of Active Layer Thickness with Climate Change 5.2.3 Carbon Cycle Effects of Active Layer and Soil Temperature Change 5.2.4 Self-Heating Effect 5.3 Permafrost Thaw and Geomorphological Change 5.3.1 Thaw Pond and Fen Development 5.3.2 Thaw Lake Expansion 5.3.3 Thaw Lake Carbon Cycle Change 5.3.4 Erosion 5.4 Hydrological Changes 5.4.1 Water Balance: Groundwater Hydrology and Permafrost Thaw 5.4.2 Water Balance: Precipitation and Evapotranspiration 5.4.3 River Discharge Changes and Flooding 5.4.4 Water Transport of Carbon and Nutrients 5.4.5 Soil Hydrology Changes – Wetting or Drying? 5.4.6 Soil Hydrology Changes – Carbon Cycle Effects References 6 Vegetation Change 6.1 Zonal Vegetation Shifts 6.1.1 Present Climate-Related Vegetation Change 6.1.2 Arctic Greening and Browning 6.1.3 Feedbacks on Climate and Soil Temperature 6.1.4 Carbon Balance Effects of Vegetation Change 6.1.5 Fire 6.2 Thawing Permafrost and Vegetation 6.2.1 Effects of Permafrost Thaw on Vegetation: Nutrient Release 6.2.2 Below-Ground Interaction of Root Systems with Nutrients and Soil Carbon 6.2.3 Abrupt Thaw and Vegetation 6.2.4 Resilience 6.3 Human Vegetation Disturbance: Industrialisation and Agriculture References 7 Methane 7.1 Deep CH4 Sources 7.2 Climate Change Related Release of Deep Permafrost CH4 7.3 Cryovolcanism: Gas Emission Craters 7.4 CH4 Emissions in Perspective: Ecosystem Emissons, CO2 and N2O References 8 Models: Forecasting the Present and Future of Permafrost 8.1 Land Surface Models 8.2 Permafrost Models 8.3 The Carbon Cycle in Models 8.4 Geomorphology: Lake Formation and Erosion in Models 8.5 Outlook References Glossary Index

Note: Contents 1 Cryosphere and Cryospheric Science 2 Classification and Geographical Distribution of Cryosphere 3 Formation and Development of the Cryosphere 4 Physical Properties of the Cryosphere 5 Chemical Characteristics of the Cryosphere 6 Climatic and Environmental Record in Cryosphere 7 Cryospheric Evolutions at Different Time Scales 8 Interactions Between Cryosphere and the Other Spheres 9 Cryosphere Change Impact, Adaptation and Sustainable Development 10 Field Observations and Measurements for Cryospheric Science References

Note: Contents Part I Introduction to Our Coastal Atmosphere 1 Scope, Uniqueness, and Importance of Our Coastal Atmosphere 2 Atmospheric Composition, Structure, and Evolution Part II Thermodynamics in Our Coastal Atmosphere 3 Energy Transfer and Electromagnetic Radiation 4 Temperature 5 Application of the Gas Laws in Meteorology 6 The Hydrostatic Equation and Adiabatic Processes 7 Atmospheric Moisture 8 Atmospheric Stability and Potential Temperature 9 Measuring and Estimating Atmospheric Stability 10 Using Thermodynamic Diagrams in Meteorology 11 Clouds 12 Precipitation Processes and Types Part III Dynamic Processes in Our Coastal Atmosphere 13 Pressure and Winds 14 Coriolis Effect 15 Effect of Friction 16 Centripetal Acceleration and the Gradient Wind 17 Gravitation 18 The Seven Basic Equations in Weather Forecasting Models 19 Comparison of Weather Forecasting Models and General Circulation Models 20 General Circulation of the Atmosphere Part IV Weather Systems in the Coastal Zone 21 Air Masses 22 Atmospheric Lifting Mechanisms 23 Fronts and the Mid-Latitude Wave Cyclone 24 Thunderstorms 25 Lightning 26 Tornadoes and Waterspouts 27 Advising the Public About the Severe Weather Risk 28 Tropical Cyclones 29 Coastal Flooding 30 Coastal Drought 31 Winter Storms 32 Sea Ice and Weather Systems 33 Summary of Energy Transfer by Atmospheric and Oceanic Motion Part V Atmospheric Boundary Layers and Air-Sea Interaction 34 Introduction to Near-Surface Atmospheric Dynamics 35 The Logarithmic Wind Profile in Neutral Stability Conditions 36 Non-neutral or Diabatic Wind Profile 37 Introduction to the Transition (or Ekman) Layer 38 The Classical Solution to the Atmospheric Ekman Spiral 39 Fundamentals of Air-Sea Interactions 40 Weather Effects on the Coastal Ocean 41 Wind Stress and Turbulent Flux Drag Coefficients Over Water Part VI Air-Sea-Land Interaction 42 Surface Fluxes of Energy, Moisture, and Momentum 43 Sea and Land Breezes 44 Coastal Fog 45 Coastal Upwelling and Weather 46 Atmospheric Impacts on Lake Processes 47 Coastal Jets 48 Atmospheric Optical Effects in the Coastal Zone 49 Solar Radiation in Aquatic Systems Part VII Dispersion and Engineering Applications 50 Meteorology and Climatology of Coastal Cities 51 Atmospheric Dispersion in the Coastal Zone 52 Engineering Aspects of the Wind Profile Appendices References Index

Note: Contents Part I Fundamentals 1 Overview: Antecedents, Motivation and Necessity / Gabriel Cristóbal, Saúl Blanco, and Gloria Bueno 2 Diatom Classifications: What Purpose Do They Serve? / David M. Williams 3 Diatom Taxonomy and Identification Keys / Saúl Blanco 4 Naturally and Environmentally Driven Variations in Diatom Morphology: Implications for Diatom-Based Assessment of Water Quality / Adriana Olenici, C ̆alin Baciu, Saúl Blanco, and Soizic Morin Part II Sensing 5 Microscopic Modalities and Illumination Techniques / J. Piper and T. Piper 6 Light Filtering in Microscopy / J. Piper 7 Automatization Techniques. Slide Scanning / Carlos Sánchez, Jesús Ruiz-Santaquiteria Alegre, José Luis Espinosa Aranda, and Jesús Salido Part III Analysis 8 Segmentation Techniques / Gloria Bueno, Manuel G. Forero, Carlos A. Jacanamejoy, J. Alejandro Libreros, M. Milagro Fernandez-Carrobles, and Oscar Deniz 9 Diatom Feature Extraction and Classification / Noelia Vallez, Anibal Pedraza, Carlos Sánchez, Jesus Salido, Oscar Deniz, and Gloria Bueno 10 Multifocus and Multiexposure Techniques / Harbinder Singh, Gabriel Cristóbal, and Vinay Kumar 11 Stereoscopic Imaging of Diatoms in Light and Electron Microscopy / Robert Sturm 12 Geometric Morphometrics and the Shape of Microscopic Organisms / Ecaterina Fodor and Ovidiu Ioan Hâruta Part IV Applications 13 Water Quality Assessment / A. Goldenberg-Vilar, R. Álvarez-Troncoso, V. Roldán, and Saúl Blanco 14 Diatoms in Forensic Analysis / Eloy Girela-Lopez, Cristina M. Beltran-Aroca, and Herminia García-Mozo 15 Benthic Foraminifera and Diatoms as Ecological Indicators / Xavier Benito Glossary Index