Willi Freeden

  • Die Entwicklung immer leistungsfähigerer absoluter wie auch relativer Gravimeter mit deutlich verbesserter Messgenauigkeit ermglicht es, dass sich künftig nicht nur prägnante Schwereanomalien (wie z. B. die eines Salzstocks), sondern auch schwächere Signaturen erfassen und modellieren lassen. Mehr noch, die rasante Entwicklung der Computer führt zu neuartigen Methoden der Datendekomposition, wie z. B. Waveletdekorrelation. Dekorrelative Gravimetrie ist somit eine neue Explorationstechnik, die als kanonische Innovation aus der Verbindung neuartiger Mess- und Modellierungstechniken resultiert.Dekorrelative Gravimetrie dient  der Reduzierung des Fündigkeitsrisikos von Aquiferen sowie von Gas- und Öllagerstätten, auch durch Vergleich und Zusammenschau alternativer, aber strukturell ähnlich gelagerter, dekorrelativer Verfahren wie etwa Magnetometrie und Seismik. Hier setzt dieses Buch mit einem exemplarischen Überblick über die neuartige Dekorrelationsmethoden der heutigen Geomathematik mit Hauptgewicht für den Fall der Gravimetrie an. Wesentliches mathematisches Hilfsmittel ist die Regularisierung des Newtonschen Volumenintegrals durch taylorisierte Mollifier-Varianten des Newton-Kerns.Ziel des vorliegenden Buches ist somit die Vermittlung des Grundverständnisses, dass Zooming-In Mollifier-Potentialmethoden wie etwa dekorrelative Gravimetrie neue wichtige Anwendungsfelder in der heutigen Geoexploration erffnen, insbesondere für Gebiete mit bergbaubedingten Hohlräumen oder sehr dichter Bebauung wie etwa das Saarland oder Sachsen, die den Einsatz von reflexionsseismischen Messungen erschweren oder sogar unmglich machen.Zusammenfassend lässt sich für dieses Buchprojekt festhalten, dass es einen Einblick in den aktuellen Stand gravimetrischer Multiskalenforschung vermittelt. Als  wesentliches Resultat  ergibt sich, dass die Schlüsseltechnologie Geomathematik in der Tat in der Lage ist, die Gravimetrie auf einfache, für Explorationszwecke zugängliche und somit rechenbare Dekorrelationsmodelle zu reduzieren. Mehr noch, das  Buch macht auf diese Weise ein breites  Publikum mit den  vielfältigen Fragen und Problemen der heutigen Gravimetrie vertraut und setzt Denkanstße  für eine erfolgreiche Weiterentwicklung und eine adäquate praxisrelevante Anwendbarkeit von Potentialmethoden in der Exploration in Gang.

  • Written by leading experts, this book provides a clear and comprehensive survey of the "status quo" of the interrelating process and cross-fertilization of structures and methods in mathematical geodesy. Starting with a foundation of functional analysis, potential theory, constructive approximation, special function theory, and inverse problems, readers are subsequently introduced to today's least squares approximation, spherical harmonics reflected spline and wavelet concepts, boundary value problems, Runge-Walsh framework, geodetic observables, geoidal modeling, ill-posed problems and regularizations, inverse gravimetry, and satellite gravity gradiometry. All chapters are self-contained and can be studied individually, making the book an ideal resource for both graduate students and active researchers who want to acquaint themselves with the mathematical aspects of modern geodesy.

  • The authors introduce geomathematics as an active research area to a wider audience.

    Chapter 1 presents an introduction to the Earth as a system to apply scientific methods. Emphasis is laid on transfers from virtual models to reality and vice versa.

    In the second chapter geomathematics is introduced as a new scientific area which nevertheless has its roots in antiquity. The modern conception of geomathematics is outlined from different points of view and its challenging nature is described as well as its interdisciplinarity. Geomathematics is shown as the bridge between the real world and the virtual world. The complex mathematical tools are shown from a variety of fields necessary to tackle geoscientific problems in the mathematical language.

    Chapter 3 contains some exemplary applications as novel exploration methods. Particular importance is laid on the change of language when it comes to translate measurements to mathematical models. New solution methods like the multiscale mollifier technique are presented. Further applications discussed are aspects of reflection seismics.

    Chapter 4 is devoted to the short description of recent activities in geomathematics.

    The Appendix (Chapter 5) is devoted to the GEM - International Journal on Geomathematics founded ten years ago. Besides a detailed structural analysis of the editorial goals an index of all papers published in former issues is given.

  • ?Das vorliegende Handbuch stellt erstmalig in deutscher Sprache umfassend alle Themen im Bereich Tiefe Geothermie vor: Prospektion, Exploration, Realisierung und Nutzung. In zwei abschließenden Kapiteln werden Zukunft und Perspektiven von Tiefer Geothermie vorgestellt und diskutiert. Die von anerkannten Spezialisten verfassten Artikel sind so konzipiert und geschrieben, dass alle an der Konzeption und Erschließung tiefengeothermischer Ressourcen Beteiligten einen direkten Nutzen für ihre Arbeit daraus ziehen knnen.

  • ?Die durch das Reaktorunglück in Fukushima forcierte Energiewende hin zu einer Stromversorgung mit primär erneuerbaren Energien konzentriert sich in der aktuellen Wahrnehmung nur auf den Ausbau von Solar und Windkraftenergie. Dabei wird vergessen, dass aufgrund fehlender Stromspeichertechnologien und Überlandstromtrassen eine erneuerbare Energie bentigt wird, die konstant Strom liefern und so Erzeugungsschwankungen bei Solar- und Windkraftenergie ausgleichen kann. Tiefe Geothermie, also Energie, die aus der Erde kommt, kann diese Aufgabe leisten, da sie die einzige erneuerbare Energie ist, die nicht klimatischen oder wetterbedingten Schwankungen unterliegt. Mit einem durch Wissenschaftlern und Praktikern erstellten Normenkatalog für tiefengeothermische Bohrungen, würde hier ein hchstmglichen Sicherheitsstandard erreicht, und die wirtschaftlichen wie geologischen Risiken jedes Projektes minimiert werden.
     

  • Das Handbuch vermittelt die Grundlagen wie das thermische Regime der Erde, die oberflächennahe Geologie, geologisch-geophysikalische Grundlagen, zugrunde liegende mathematische Methoden, Risikomanagement und Bohrtechniken. In den angewandten Kapiteln  geht es konkret um Geothermieprojekte aus der Sicht eines Bauherren, u.a. um Heizlastberechnung und die hydraulische Abgleichung, daneben um das Projektmanagement,  zu berücksichtigende Umweltaspekte, Finanzierung und Frdermglichkeiten und die Dimensionierung von Anlagen. Auch Verfahrenstechnische Grundlagen, die Maschinentechnik, die Qualitätssicherung und Fragen der Kommunikation und Akzeptanz wie auch der Arbeitssicherheit und des Gesundheitsschutzes werden behandelt. Auch wenn der Schwerpunkt des Handbuches auf Deutschland, Österreich und der Schweiz liegt, so wird auch auf die Oberflächennahe Geothermiebranche weltweit eingegangen und Herausforderungen wie auch Chancen und Perspektiven aufgezeigt.

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