Interannual and interdecadal oscillations in hydrological variables: Sources and modeling of the persistence in the Elbe River Basin

Wenn man die Existenz von physikalischen Mechanismen ignoriert, die für die Struktur hydrologischer Zeitreihen verantwortlich sind, kann das zu falschen Schlussfolgerungen bzgl. des Vorhandenseins möglicher Gedächtnis (memory) -Effekte, d.h. von Persistenz, führen. Die hier vorgelegte Doktorarbeit spürt der niedrigfrequenten klimatischen Variabilität innerhalb den hydrologischen Zyklus nach und bietet auf dieser "Reise" neue Einsichten in die Transformation der charakteristischen Eigenschaften von Zeitreihen mit einem Langzeitgedächtnis. Diese Studie vereint statistische Methoden der Zeitreihenanalyse mit empirisch-basierten Modelltechniken, um operative Modelle zu entwickeln, die in der Lage sind (1) die Dynamik des Abflusses zu modellieren, (2) sein zukünftiges Verhalten zu prognostizieren und (3) die Abflusszeitreihen an unbeobachteten Stellen abzuschätzen. Als solches präsentiert die hier vorgelegte Dissertation eine ausführliche Untersuchung zu den Ursachen der niedrigfrequenten Variabilität von hydrologischen Zeitreihen im deutschen Teil des Elbe-Einzugsgebietes, den Folgen dieser Variabilität und den physikalisch basierten Reaktionen von Oberflächen- und Grundwassermodellen auf die niedrigfrequenten Niederschlags-Eingangsganglinien. Die Doktorarbeit gliedert sich wie folgt: In Kapitel 1 wird als Hintergrundinformation das Hurst Phänomen beschrieben und ein kurzer Rückblick auf diesbezügliche Studien gegeben. Das Kapitel 2 diskutiert den Einfluss der Präsenz von niedrigfrequenten periodischen Zeitreihen auf die Zuverlässigkeit verschiedener Hurst-Parameter-Schätztechniken. Kapitel 3 korreliert die niedrigfrequente Niederschlagsvariabilität mit dem Index der Nord-Atlantischen Ozillations (NAO). Kapitel 4-6 sind auf den deutschen Teil des Elbe-Einzugsgebietes fokussiert. So werden in Kapitel 4 die niedrigfrequenten Variabilitäten der unterschiedlichen hydro-meteorologischen Parameter untersucht und es werden Modelle beschrieben, die die Dynamik dieser Niedrigfrequenzen und deren zukünftiges Verhalten simulieren. Kapitel 5 diskutiert die mögliche Anwendung der Ergebnisse für die charakteristische Skalen und die Verfahren der Analyse der zeitlichen Variabilität auf praktische Fragestellungen im Wasserbau sowie auf die zeitliche Bestimmung des Gebiets-Abflusses an unbeobachteten Stellen. Kapitel 6 verfolgt die Spur der Niedrigfrequenzzyklen im Niederschlag durch die einzelnen Komponenten des hydrologischen Zyklus, nämlich dem Direktabfluss, dem Basisabfluss, der Grundwasserströmung und dem Gebiets-Abfluss durch empirische Modellierung. Die Schlussfolgerungen werden im Kapitel 7 präsentiert. In einem Anhang werden technische Einzelheiten zu den verwendeten statistischen Methoden und die entwickelten Software-Tools beschrieben.

Factors influencing the success of animal husbandry cooperatives: A case study in Southwest Iran

This survey study aimed at identifying the factors influencing the success of animal husbandry cooperatives in Southwest Iran. Using a questionnaire, the data were collected from 95 managing directors of the cooperatives who were chosen through a multi-stage stratified random sampling method. This study showed an essential need for a systemic framework to analyze the cooperatives’ success. The results showed that the “Honey Bee”, “Cattle (dairy)”, and “Lamb” cooperatives were the most successful among different kinds of the cooperatives. Also, among individual attributes, “interest”, “technical knowledge”, and “understanding the concept of cooperative”; among economic variables, “income” and “current investment”; and among external factors, “market access” have significant correlation with the success while structural variables have no significant relation. Furthermore, among all the factors, four variables (“interest”, “understanding the concept of cooperative”, “market access”, and “other incomes”) can explain the variations of the success.

Exploring Object Perception with Random Image Structure Evolution

We have developed a technique called RISE (Random Image Structure Evolution), by which one may systematically sample continuous paths in a high-dimensional image space. A basic RISE sequence depicts the evolution of an object's image from a random field, along with the reverse sequence which depicts the transformation of this image back into randomness. The processing steps are designed to ensure that important low-level image attributes such as the frequency spectrum and luminance are held constant throughout a RISE sequence. Experiments based on the RISE paradigm can be used to address some key open issues in object perception. These include determining the neural substrates underlying object perception, the role of prior knowledge and expectation in object perception, and the developmental changes in object perception skills from infancy to adulthood.

Repetidores del Ciclo Medio : trabajo experimental acerca de su perfil aptitudinal y variables socio-ambientales.

Determinar el peso de algunos factores que pudieran estar incidiendo en el fracaso escolar en el Ciclo Medio. 18 colegios públicos ubicados en zonas urbanas, semiurbanas y rurales de Asturias. 404 alumnos en total, divididos en dos grupos: experimental y de control. El grupo experimental lo formaron alumnos nacidos en el año 1972 que estuviesen repitiendo o hubiesen repetido algún curso en el Ciclo Medio y cursaran cuarto o quinto nivel. El grupo de control lo formaron alumnos nacidos en 1972 y que estaban en sexto nivel. Variables independientes: haber tenido o no Educación Preescolar, utilización de transporte, nivel cultural familiar, nivel socioeconómico, participación de los padres en las tareas escolares y expectativas familiares. Variables dependientes: inteligencia y velocidad y comprensión lectora. 2 cuestionarios elaborados 'ad hoc'. Test de inteligencia general G-2 de Cattell. Test de aptitudes TEA-1. Prueba de comprensión lectora de P. Pérez González. Prueba de cálculo. Cuestionario de adaptación P-5 de la escala EOS-5. Análisis de diferencias significativas entre los datos del grupo experimental y del grupo control utilizando el cálculo de la Chi-cuadrado y el coeficiente de correlación de Pearson. Los factores que más parecen incidir favorablemente en un buen rendimiento escolar son: expectativa de los padres, participación de éstos en las tareas escolares y el nivel cultural y socioeconómico de la familia. Los alumnos del grupo experimental pertenecían, en mayor numero que los del grupo de control, a familias de nivel cultural y socioeconómico bajo y sus padres muestran un nivel bajo de preocupación y colaboración con el quehacer educativos y pocas expectativas. Del estudio de personalidad se deduce que el grupo de control tiene siempre una mejor adaptación en los factores personal, familiar, social y escolar que el grupo experimental. Se constatan diferencias significativas a favor del grupo de control en los siguientes aspectos: inteligencia general, comprensión lectora y cálculo operativo. Propone como alternativa el facilitar una atención individualizada a los niños que, por sus características psicosociales, la necesitan de forma imperiosa puesto que si no, están abocados al fracaso escolar. Los factores extraescolares tienen un gran peso en el rendimiento académico y la mejora del mismo no es sólo problema de la escuela, sino que también es problema de cambio en las condiciones socioambientales y socioculturales que rodean al niño antes y durante el proceso educativo.

Incidencia predictiva de las variables intelectuales en el rendimiento académico durante el período inicial de escolarización.

Análisis de la incidencia de las variables intelectuales en el rendimiento académico, con la finalidad de comprobar en qué medida las diferencias pueden explicarse a través de la ejecución de tests aptitudinales y, en su caso, qué factores y/o variables responden mejor a este fenómeno. Hipótesis 1: las diferencias en rendimiento académico son más acusadas a medida que el nivel de las variables intelectuales de los sujetos presentan mayor variabilidad en sus ejecuciones. Hipótesis 2: las variables intelectuales inciden y nos ayudan a predecir el rendimiento académico y las diferencias que en él se observen. 232 alumnos del ciclo inicial de escolarización, conformada a partir del criterio basado en la media de las puntuaciones en los distintos tests y sus desviaciones típicas. Se extraen tres grupos: el de puntuaciones más bajas, el de puntuaciones intermedias y el de puntuaciones más altas. Variables predictoras: tratan de establecer las características personales aptitudinales y las habilidades psicolingüísticas. Variable criterio: se centra en la calificación escolar final. Test de Boehm. Wisc. MPC de Raven. Test de habilidades psicolingüísticas de Illinois. Calificación escolar final. Se confirma la hipótesis 1. La hipótesis 2 se confirma solamente para las asignaturas instrumentales. Las diferencias observadas entre los grupos de puntuaciones extremas indican la posibilidad de que estas se agraven progresivamente durante la escolarización. Las materias no instrumentales parecen conformar un currículo suplementario, en tanto que ponen de manifiesto la incidencia de otros factores. Las variables intelectuales muestran incidencia predictiva en este período de escolarización. Los porcentajes parciales de varianza explicada por cada una de las variables intelectuales, tomadas individualmente, indican la presencia de dos tipos de materias distintas: de un lado, las instrumentales, en las que se pondrían en juego las enseñanzas del razonamiento, solución de problemas y aptitudes verbales y, de otro lado, las no instrumentales, en las que se mantiene una orientación curricular diferente. Los resultados obtenidos indican la posibilidad, de un lado, de que en estas materias no se enseñe lo que realmente debe enseñarse o, de otro lado, que los resultados, al tomar una calificación 'subjetiva' proporcionada por el profesor que imparte la docencia, esté sesgada por algo que no deja de ser un número, sin reflejar para nada la verdadera adquisición que de esta materia se produce.

Repetidores en el Ciclo Medio : trabajo experimental acerca de su perfil aptitudinal y variables socio-ambientales.

Determinar el peso de algunos factores de tipo personal y ambiental que puedan estar incidiendo en el fracaso escolar. Esta investigación se realiza en el Ciclo Medio durante el curso 1983-84. Muestra representativa de 18 colegios de zonas urbanas, semiurbanas y rurales. Se forman dos grupos el experimental y el de control; cada uno de ellos con 202 alumnos. El grupo experimental está formado por repetidores del Ciclo Medio nacidos en 1972, que estén repitiendo o hayan repetido curso y se encuentren en cuarto o quinto. El de control: alumnos nacidos en 1972, que estén en sexto. Se analizaron los siguientes factores influyentes en el fracaso escolar: realización o no del Preescolar, tipo de transporte, nivel cultural de la familia, nivel socioeconómico, participación de los padres en las tareas escolares, expectativas familiares, inteligencia, velocidad lectora, comprensión lectora, personalidad, adaptación personal, familiar, social y escolar, etc. Dos cuestionarios, uno para profesores y otro para los niños sujetos de experimentación, ambos elaborados por los miembros del Servicio de Orientación. Para medir la personalidad se aplicó el cuestionario de adaptación P-5 de la escala EOS-5. Se utilizó también la prueba G-2 de Catell para la inteligencia general. El índice de fracaso escolar, en las familias cuyo nivel cultural no supera los estudios primarios, es mayor. Cuanto mayor es el nivel de estudios de las familias mayor es el número de alumnos que superan con éxito el Ciclo Medio. A mayor nivel socioeconómico existen mayores posibilidades de éxito en el Ciclo Medio. Los alumnos que fracasan son aquellos cuyos padres muestran un bajo nivel de preocupación y de colaboración en el quehacer educativo. En el grupo de control hay un 16 por ciento más de padres con expectativas altas, mientras que en el grupo experimental hay un 24 por ciento más con expectativas bajas. En cuanto a la adaptación se encuentran también diferencias altamente significativas entre ambos grupos, favorables al grupo de control que manifiesta siempre una mejor adaptación. Se llega a la conclusión de que factores extraescolares, tienen un gran peso en el rendimiento académico y que la mejora del mismo no es sólo problema de la escuela, sino también de cambio en las condiciones socioculturales y socioambientales que rodean al niño antes y durante el proceso educativo.

Modelling structural zeros in compositional data

This analysis was stimulated by the real data analysis problem of household expenditure data. The full dataset contains expenditure data for a sample of 1224 households. The expenditure is broken down at 2 hierarchical levels: 9 major levels (e.g. housing, food, utilities etc.) and 92 minor levels. There are also 5 factors and 5 covariates at the household level. Not surprisingly, there are a small number of zeros at the major level, but many zeros at the minor level. The question is how best to model the zeros. Clearly, models that try to add a small amount to the zero terms are not appropriate in general as at least some of the zeros are clearly structural, e.g. alcohol/tobacco for households that are teetotal. The key question then is how to build suitable conditional models. For example, is the sub-composition of spending excluding alcohol/tobacco similar for teetotal and non-teetotal households? In other words, we are looking for sub-compositional independence. Also, what determines whether a household is teetotal? Can we assume that it is independent of the composition? In general, whether teetotal will clearly depend on the household level variables, so we need to be able to model this dependence. The other tricky question is that with zeros on more than one component, we need to be able to model dependence and independence of zeros on the different components. Lastly, while some zeros are structural, others may not be, for example, for expenditure on durables, it may be chance as to whether a particular household spends money on durables within the sample period. This would clearly be distinguishable if we had longitudinal data, but may still be distinguishable by looking at the distribution, on the assumption that random zeros will usually be for situations where any non-zero expenditure is not small. While this analysis is based on around economic data, the ideas carry over to many other situations, including geological data, where minerals may be missing for structural reasons (similar to alcohol), or missing because they occur only in random regions which may be missed in a sample (similar to the durables)

Interpretation of wind components as compositional variables

The classical statistical study of the wind speed in the atmospheric surface layer is made generally from the analysis of the three habitual components that perform the wind data, that is, the component W-E, the component S-N and the vertical component, considering these components independent. When the goal of the study of these data is the Aeolian energy, so is when wind is studied from an energetic point of view and the squares of wind components can be considered as compositional variables. To do so, each component has to be divided by the module of the corresponding vector. In this work the theoretical analysis of the components of the wind as compositional data is presented and also the conclusions that can be obtained from the point of view of the practical applications as well as those that can be derived from the application of this technique in different conditions of weather

Robust Factor Analysis for Compositional Data

Factor analysis as frequent technique for multivariate data inspection is widely used also for compositional data analysis. The usual way is to use a centered logratio (clr) transformation to obtain the random vector y of dimension D. The factor model is then y = Λf + e (1) with the factors f of dimension k < D, the error term e, and the loadings matrix Λ. Using the usual model assumptions (see, e.g., Basilevsky, 1994), the factor analysis model (1) can be written as Cov(y) = ΛΛT + ψ (2) where ψ = Cov(e) has a diagonal form. The diagonal elements of ψ as well as the loadings matrix Λ are estimated from an estimation of Cov(y). Given observed clr transformed data Y as realizations of the random vector y. Outliers or deviations from the idealized model assumptions of factor analysis can severely effect the parameter estimation. As a way out, robust estimation of the covariance matrix of Y will lead to robust estimates of Λ and ψ in (2), see Pison et al. (2003). Well known robust covariance estimators with good statistical properties, like the MCD or the S-estimators (see, e.g. Maronna et al., 2006), rely on a full-rank data matrix Y which is not the case for clr transformed data (see, e.g., Aitchison, 1986). The isometric logratio (ilr) transformation (Egozcue et al., 2003) solves this singularity problem. The data matrix Y is transformed to a matrix Z by using an orthonormal basis of lower dimension. Using the ilr transformed data, a robust covariance matrix C(Z) can be estimated. The result can be back-transformed to the clr space by C(Y ) = V C(Z)V T where the matrix V with orthonormal columns comes from the relation between the clr and the ilr transformation. Now the parameters in the model (2) can be estimated (Basilevsky, 1994) and the results have a direct interpretation since the links to the original variables are still preserved. The above procedure will be applied to data from geochemistry. Our special interest is on comparing the results with those of Reimann et al. (2002) for the Kola project data

Time-delayed fronts from biased random walks

We generalize a previous model of time-delayed reaction–diffusion fronts (Fort and Méndez 1999 Phys. Rev. Lett. 82 867) to allow for a bias in the microscopic random walk of particles or individuals. We also present a second model which takes the time order of events (diffusion and reproduction) into account. As an example, we apply them to the human invasion front across the USA in the 19th century. The corrections relative to the previous model are substantial. Our results are relevant to physical and biological systems with anisotropic fronts, including particle diffusion in disordered lattices, population invasions, the spread of epidemics, etc

Autoestima infantil y su relación con otras variables psicosociofamiliares.

Conocer los factores asociados a la depresión infantil, para lo que se centra en la variable autoestima con un doble objetivo: comprobar si la autoestima puede ser considerada un factor de riesgo del síndrome depresivo y ampliar los conocimientos de la autoestima. 1070 escolares de ambos sexos con edades comprendidas entre 9 y 10 años, tanto de escuelas públicas como privadas, lo que supone un 10 por ciento de la población escolar malagueña de cuarto curso de EGB. Cuestionario de PNID, CDI, A-2, CABS, ELC, CBCL, ESDM, cuestionario de datos sociofamiliares, Children's Depression Rating Scale Revised, expedientes escolares de cada alumno. El sistema integrado de programas de computador para el análisis de datos de las Ciencias Sociales que incluye un análisis descriptivo y cruces de variables. Es evidente que la autoestima es un factor de riesgo del síndrome depresivo y por otra, el trabajo ha ido encaminado a un análisis y profundización de dicha variable, donde se ha comprobado qué variables influyen positiva o negativamente y, por tanto, hay que hacer hincapié, de cara a la prevención en aquellas variables que influyen negativamente en la autoestima ya que son factores de riesgo en la depresión.

Variables comunicativo-lingüísticas implicadas en la interacción entre adulto y niño : su efecto sobre una tarea de contar cuentos.

Observar, cuantificar y describir las pautas de interacción diferencial que, a nivel comunicativo-lingüístico, presentan los niños de la muestra mientras se desenvuelven frente a un interlocutor adulto. Niños de 2 a 5 años divididos en tres grupos: uno, de niños que viven internos en un centro, otro de medio pensionistas y por último, niños que conviven con sus familias. Filmación de la interacción madre-hijo y con una extraña mientras el adulto lee un cuento. Análisis y cuantificación de las interacciones. La tarea de contar cuentos comienza a tener valor evolutivo hasta los cinco o seis años que son las edades propiamente lectoras. Los análisis realizados no son discriminativos para describir las diferencias entre edades. Los cuentos son elegidos por padres para enseñar el vocabulario y enseñar el valor de la letra impresa. Los niños mayores emiten un número de declarativas mayor que los pequeños, asumiendo además parte de la responsabilidad del proceso interactivo. Los niños pequeños son los que hacen más preguntas, además protagonizan mayor cantidad de episodios de control con extraños, realizando más interacciones y preguntas a ambas mujeres. Los niños externos hablan más que los institucionalizados a todos los niveles, con independencia del adulto interlocutor. El comportamiento de los tres grupos no es lo suficientemente fuerte para marcar diferencias en la interacción con la madre y una extraña, sin embargo, cuando existe un vínculo afectivo, los episodios de control son mayores.

Variables que inciden en el fracaso escolar desde la perspectiva del Paradigma Ecológico.

Indagar en los procesos semi-ocultos del aula. Elaboración de un diseño flexible y abierto que diera oportunidad de examinar la múltiple realidad que constituye el aula y los procesos que en ella ocurren y ello referido al fracaso escolar. 28 alumnos y 1 profesora de quinto de EGB de un colegio público de Málaga capital que presentaba un problema para el centro por ser alumnos repetidores y con problemas de disciplina en algunos casos. Organizativo, para conseguir una documentación teórica, entrenar a los observadores, pedir autorización oficial. Descripción copiosa, lo cual conlleva una inmersión en el aula. Concreción del análisis. Modificación de la situación. Informe de la investigación. Observación participante, entrevistas, grabaciones en vídeos y cassettes, cuestionarios, test, diarios de investigación, cuadernos de campo, diapositivas, fotografías, debates, visitas. Juicio crítico de los compañeros, proceso de triangulación, comprobación con los participantes. Revisión, ejercicio de reflexión, de confirmabilidad, revisión por investigadores extraños. El concepto de fracaso escolar, concebido como aquél que obtiene bajas puntuaciones, es relativo e inapropiado para definir el fracaso escolar, ya que una evaluación positiva o negativa sólo puede ser comprendida en relación al contexto en el que se produce. Las evaluaciones factor decisivo y argumento de primer orden para determinar el fracaso escolar en las investigaciones experimentales, sólo pueden ser comprendidas en su totalidad bajo un atento examen de los aspectos cualitativos que subyacen a las mismas. El fracaso escolar de muchos alumnos, desde una perspectiva didáctica, depende de la necesidad que tiene una institución docente determinada de afirmarse como ente de prestigio social en una zona concreta, la cantidad y calidad de actividades de aprendizaje que se desarrollan en el aula, las relaciones de amistad o rechazo que mantenga de un determinado grupo de alumnos con la dirección y órgano de poder del centro. Fecha finalización tomada del código del documento.

Análisis y estudio de correlaciones entre variables psicológicas y dermatóglifos en la Trisomía 21.

Sintetizar el mayor número de manifestaciones y aspectos diferenciadores en los trisómicos 21, desde la perspectiva dermatoglífica y psicológica para sujetos trisómicos 21 y normales. Doce sujetos repartidos en dos grupos, uno de sujetos normales y otro de trisómicos 21. Cuestionarios. Los trisómicos 21 sólo se podían adaptar a los sistemas convencionales mediante una metodología psicopedagógica adecuada, además en este grupo, el factor verbal se desarrolla menos que el psicomotriz. Los rasgos dérmicos estan muy diferenciados de los normales, los bucles radiales de la mano derecha estan menos desarrollados en los trisómicos con menos capacidad psicológica y además el número dactical es más bajo que en los de mayor capacidad psicológica.

Fracaso escolar y variables individuales en la provincia de Sevilla.

El objetivo del estudio consiste en demostrar la correlación existente entre el alto-bajo rendimiento escolar y la pertenencia a clases sociales identificadas como clase media o clase obrera, ya que dichos condicionamientos suelen aparecer juntos. La componen alumnos de octavo de EGB, en total 173 alumnos. La variable inteligencia se estudió a través de un test verbal, la variable personalidad por medio del cuestionario EPI -Eysenck Personality Inventory- y la variable de usos lingüísticos a través de las producciones de los alumnos. Apuntan hacia la existencia de relación entre ciertas características psicológicas y lingüísticas que son determinantes del rendimiento y ciertas clases sociales. Las diferencias psicológicas entre alumnos de diferentes clases sociales, indican diferencias en la presentación de estímulos y en las características específicas del lenguaje utilizado puede influir en el desarrollo intelectual. Se detecta la tendencia de la escuela a potenciar las producciones lingüísticas escritas y orales, con mayor énfasis en las primeras.