Diese Arbeit analysiert die statistischen und dynamischen Eigenschaften von konvektiven Flüssigkeitsströmungen und die darin auftretenden Strukturen. Die verworrene Struktur turbulenter Konvektion verlangt eine statistische Beschreibung, da eine punktweise Vorhersage der Strömung nicht erreichbar ist, aber aufgrund des chaotischen Verhaltens auch nicht sehr aufschlussreich wäre. Nichtsdestoweniger treten in konvektiven Strömungen oft kohärente Strukturen mit einer charakteristischen Dynamik auf, die wiederum die Statistik beeinflussen und somit für ein Verständnis des Systems essentiell sind. Im ersten Teil der Arbeit werden die Temperaturfluktuationen in turbulenter Rayleigh-Bénard-Konvektion und deren Statistik mit Hilfe ihrer Verteilungsfunktion untersucht. Der zweite Teil versucht, kohärente Strukturen und deren Zusammensetzung in turbulenter Konvektion zu erfassen. Im dritten Teil werden die Statistik und die Strukturen untersucht, die sich beim Eintreten von Konvektion zeigen.

This thesis analyses the statistics and the dynamics as well as the coherent structures that are found in convective fluid flows. The erratic and tangled structure of turbulent convection necessitates a statistical description, as a pointwise prediction of the flow is on the one hand out of reach, and on the other hand not very insightful due to the chaotic behavior. Nevertheless, the typical dynamics and coherent structures that are found in convective flows influence the statistics, and their behavior is crucial for a deeper understanding of the system. In the first part, the statistics of temperature fluctuations in turbulent Rayleigh-Bénard convection are examined with the help of their probability density function. The second part concentrates on the detection and composition of coherent structures in turbulent convection and their contribution to the heat transport. The third part investigates the structures and statistics that are found near the onset of convection.