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A novel method for the synthesis of nitro fatty acids (NFAs), an intriguing class of endogenously occurring lipid mediators, is reported. This one-pot procedure enables the controlled and stereoselective construction of nitro fatty acids from a simple set of common building blocks in a highly facile manner. Thereby, this methodology offers a streamlined, highly modular access to naturally occurring nitro fatty acids as well as non-natural NFA derivatives.
A wavelet technique, the wavelet-Mie-representation, is introduced for the analysis and modelling of the Earth's magnetic field and corresponding electric current distributions from geomagnetic data obtained within the ionosphere. The considerations are essentially based on two well-known geomathematical keystones, (i) the Helmholtz-decomposition of spherical vector fields and (ii) the Mie-representation of solenoidal vector fields in terms of poloidal and toroidal parts. The wavelet-Mie-representation is shown to provide an adequate tool for geomagnetic modelling in the case of ionospheric magnetic contributions and currents which exhibit spatially localized features. An important example are ionospheric currents flowing radially onto or away from the Earth. To demonstrate the functionality of the approach, such radial currents are calculated from vectorial data of the MAGSAT and CHAMP satellite missions.
Die Bestimmung des Erdgravitationspotentials aus den Meßdaten des Forschungssatelliten CHAMP lässt sich als Operatorgleichung formulieren (SST-Problem). Dieser Ansatz geht davon aus, dass ein geometrischer Orbit des Satelliten CHAMP vorliegt. Mittels numerischer Differentiation unter Einsatz eines geeigneten Denoising Verfahrens kann dann aus dem geometrischen Orbit der Gradient des Potentials längs der Bahn bestimmt werden. Damit sind insbesondere die Radialableitung (und der Flächengradient) auf einem Punktgitter auf der Bahn bekannt. In einem erdfesten System stellt sich dies als eine nahezu vollständige Überdeckung der Erde (bis auf Polar Gaps) mit einem ziemlich dichten Datengitter auf Flughöhe des Satelliten dar. Die Lösung der SST-Operatorgleichung (Bestimmung des Potentials auf der Erdoberfläche aus Kenntnis der Radialableitung auf einem Datengitter auf Flughöhe) ist ein schlecht gestelltes inverses Problem, das mit einer geeigneten Regularisierungstechnik gelöst werden muß. Im vorliegenden Fall wurde eine solche Regularisierung mit Hilfe von nicht-bandlimitierten Regularisierungsskalierungsfunktionen und Regularisierungswavelets umgesetzt. Diese sind stark ortslokalisierend und führen daher auf ein Potentialmodell, welches eine Linearkombination stark ortslokalisierender Funktionen ist. Ein solches Modell kann als Lokalmodell auch aus nur lokalen Daten berechnet werden und bietet daher gegenüber Kugelfunktionsmodellen wie EGM96 erhebliche Vorteile für die moderne Geopotentialbestimmung. Die Diskretisierung und numerische Umsetzung der Berechnung eines solchen Modells erfolgt mit Splines, die hier ebenfalls Linearkombinationen stark ortslokalisierender Funktionen sind. Die großen linearen Gleichungssysteme, die zur Berechnung der glättenden oder interpolierenden Splines gelöst werden müssen, können auf schnelle und effiziente Weise mit dem Schwarzschen alternierenden Algorithmus in Verbindung mit schnellen Summationsverfahren (Fast Multipole Methods) gelöst werden. Eine Kombination des Schwarzschen alternierenden Algorithmus mit solchen schnellen Summationsverfahren ermöglicht eine weitere erhebliche Beschleunigung beim Lösen dieser Gleichungssysteme. Zur Bestimmung von Glättungsparametern (Spline-Smoothing) und Regularisierungsparametern kann die L-Curve Method zum Einsatz kommen.
Different aspects of geomagnetic field modelling from satellite data are examined in the framework of modern multiscale approximation. The thesis is mostly concerned with wavelet techniques, i.e. multiscale methods based on certain classes of kernel functions which are able to realize a multiscale analysis of the funtion (data) space under consideration. It is thus possible to break up complicated functions like the geomagnetic field, electric current densities or geopotentials into different pieces and study these pieces separately. Based on a general approach to scalar and vectorial multiscale methods, topics include multiscale denoising, crustal field approximation and downward continuation, wavelet-parametrizations of the magnetic field in Mie-representation as well as multiscale-methods for the analysis of time-dependent spherical vector fields. For each subject the necessary theoretical framework is established and numerical applications examine and illustrate the practical aspects.
A multiscale method is introduced using spherical (vector) wavelets for the computation of the earth's magnetic field within source regions of ionospheric and magnetospheric currents. The considerations are essentially based on two geomathematical keystones, namely (i) the Mie representation of solenoidal vector fields in terms of toroidal and poloidal parts and (ii) the Helmholtz decomposition of spherical (tangential) vector fields. Vector wavelets are shown to provide adequate tools for multiscale geomagnetic modelling in form of a multiresolution analysis, thereby completely circumventing the numerical obstacles caused by vector spherical harmonics. The applicability and efficiency of the multiresolution technique is tested with real satellite data.