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Schwerpunkte der Projektforschung:
Beantragte/vorgesehene Projekte

 

A] Theoretische Ökologie

Die Anwendung der Ansätze der Theorie komplexer dynamischer Systeme auf ökologische Systeme erlangt eine immer größere Bedeutung. Es hat sich herausgestellt, dass viele Fragestellungen zum Verständnis der Dynamik lebender Systeme nur mit Hilfe der nichtlinearen Dynamik und der Theorie komplexer dynamischer Systeme verstanden werden können. Andererseits erfordern die Besonderheiten lebender Systeme (Nichtreproduzierbarkeit, große Variabilität) neue Methoden und liefern interessante physikalische Fragestellungen. Dies liefert neue Herausforderungen an die Physik. Diese Arbeit ist per Definition interdisziplinär angelegt und erfordert ein Zusammenspiel von Forschern auf den Gebieten der nichtlinearen Dynamik, der stochastischen Systeme, raumzeitlicher Dynamik und Ökologie.

B] Nichtlineare Prozesse in der Geophysik

a] Auf dem Gebiet der Geoökologie ist unter Leitung von A. Bronstert ein SFB ,,Hydrologische Extremereignisse und deren Risiken in besonders verletzlichen Regionen`` mit Wissenschaftlern aus Südafrika in Vorbereitung. Es werden neben Geoökologen auch Biologen der Universität und Forscher des AWI in diesem Projekt mitarbeiten.

b] Antrag im HGF Impuls- und Vernetzungsfonds zur Einrichtung eines Virtuellen Instituts: Pole - Equator - Pole (PEP) zur Untersuchung der Variabilität atmosphärischer Spurenstoffe entlang einer Nord-Süd-Traverse mit Beteiligung der HGF-Zentren Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung-Bremerhaven und Forschungsstelle Potsdam, Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Forschungszentrum Karlsruhe, Institut für Meteorologie und Klimaforschung Atmosphärische Umweltforschung, Garmisch-Partenkirchen, und den Universitäten Bremen (Institut für Umweltphysik), Potsdam (Institute für Physik und Mathematik) und Karlsruhe (Institut für Meteorologie und Klimaforschung).

c] In dem durch Initiative des Zentrums gewonnenen SFB 555 ,, Komplexe nichtlineare Prozesse: Analyse, Simulation, Steuerung und Optimierung`` arbeiten Forscher aus dem Berlin-Potsdamer Raum (Universität Potsdam: Physik, Mathematik, Geowissenschaften; Potsdamer Institute: PIK, AWI, GFZ; Berliner Universitäten: Humboldt Universität, Technische Universität, Freie Universität) zusammen. Für 2004 ist ein Verlängerungsantrag in Vorbereitung.

C] Computational Neuroscience

a] In der DFG-Forschergruppe ,,Konfligierende Regeln``\ (2000-2006) untersuchen Arbeitsgruppen aus Informatik, Linguistik, Physik und Psychologie mit nichtlinearen Methoden Konflikte im Sprachverstehensprozess.

b] Im Mittelpunkt des deutsch-kanadischen Projekts ``Trans-Coop'' steht die Untersuchung kortikaler Reflexe beim Erst- und Zweitspracherwerb. Hierbei sollen Methoden der nichtlinearen Dynamik und der Physik komplexer Systeme angewandt und weiterentwickelt werden (Saddy).

D] Methodik

Im Rahmen des 6. Rahmenprogramms sind etliche Projekte unter Beteiligung von DYKOS beantragt worden oder in Vorbereitung:

a] Beantragt wurde im Rahmen des Marie Curie Research Training Networks ein Projekt zum Thema ``Dynamics of Evolving and Active Networks and their Applications to Physics and Ecology'', kurz ``Ape of Deans'' (Laufzeit 4 Jahre. Koordination: Kurths). Beteiligt sind Wissenschaftler aus Italien, Israel, Polen, Schweiz, Spanien und Frankreich. In diesem Projekt geht es um die Untersuchung von Netzwerken (Rissdynamik bei Materialien, Ausbreitung von Epidemien, Nichtlineare Optik), die mit natürlichen Wachstumsprozessen im Zusammenhang stehen.

b] Im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms 1114 ,,Mathematische Methoden der Zeitreihenanalyse und digitalen Bildverarbeitung`` (2001-2007) wird einerseits die Synchronisationsanalyse mittels Cross-Recurrence-Plots auf multivariate Daten ausgedehnt und mit traditionellen Methoden verglichen (Kurths, Rosenblum) und andererseits die Erweiterung der Wavelet-Methode zur Separation seismischer Signale untersucht (Holschneider, Scherbaum).

c] Es ist ein Antrag zum Thema ,,Pattern in chaotically mixing fluids``\ im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramm 1164: ,,Nano- und Mikrofluidik: Von der molekularen Bewegung zur kontinuierlichen Strömung`` eingereicht worden. Ziel dieses Projekts ist die Erforschung von Mustern, wie sie in mischenden, zeitlich regulären Flüssen auftreten. Anwendung: Bedingungen für effiziente Mischung bei Mikrofluiden (Abel, Pikovsky).

d] In Vorbereitung ist ein Projekt auf dem Gebiet der Mathematischen Biologie in dem zur Dynamik von Biomolekülen geforscht werden wird (Steup, Reich).


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Udo Schwarz
Wed Oct 15 16:37:12 MEST 2003