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Arbeitspaket 3

Vorhersagen und Sensitivitätsstudien

Um die Reaktion der Nord-/Ostseeregion hinsichtlich der Kohlenstoffspeicherkapazität für gegenwärtige und zukünftige klimatische Bedingungen und mögliche anthropogene Störungen zu simulieren, wird ein gekoppeltes hydrodynamisch-biogeochemisches Modellsystem entwickelt. Im Einzelnen werden wir Bilanzen der organischen Materials, der Nährstoffe, der Gesamtalkalinität (TA) und des gelösten anorganischen Kohlenstoffs (DIC) für die Region Nordsee/Ostsee abschätzen.

Veranschaulichung der Modellgebiete und der Modelltopographie des gekoppelten Modellsystems.

Veranschaulichung der Modellgebiete und der Modelltopographie des gekoppelten Modellsystems.

Das Modelsystem umfasst das strukturierte Gitter Modell GETM (siehe z.B. Gräwe et al., 2016), das die gesamte Nord- und Ostsee abdeckt (NS-BS-Modell), und das unstrukturierte Gitter Modell FVCOM (siehe z.B. Chen et al., 2009; Qi et al., 2018), das das Wattenmeergebiet (WS-Modell) innerhalb der südlichen Nordsee abdeckt (siehe Abb. 1). Wie in Abb. 2 dargestellt, werden in jedem der beiden Modellsysteme verschiedene Submodule für Biogeochemie, Schwebstoffe und Oberflächenschwerewellen enthalten sein, für deren Kopplung u.a. das FABM-Toolkit (Bruggeman und Bolding, 2014) verwendet wird. Schließlich werden das NS-BS-Modell und das WS-Modell mit Hilfe der Modellkopplungssoftware ESMF (Earth System Modeling Framework; siehe z. B. Hill et al., 2004) in einer Art Zwei-Wege-Nesting gekoppelt. In Abb. 3 sind die im Biogeochemiemodell ERGOM enthaltenen Prozesse näher dargestellt. ERGOM

Darstellung der Wechselwirkungen zwischen dem Nord-/Ostseemodell (NS-BS) und dem Wattenmeermodell (WS) einschließlich ihrer Submodule für Biogeochemie, Schwebstoffe und Oberflächenschwerewellen.

Darstellung der Wechselwirkungen zwischen dem Nord-/Ostseemodell (NS-BS) und dem Wattenmeermodell (WS) einschließlich ihrer Submodule für Biogeochemie, Schwebstoffe und Oberflächenschwerewellen.

Interaktionsdiagramm des Biogeochemie-Submoduls ERGOM

Interaktionsdiagramm des Biogeochemie-Submoduls ERGOM

Referenzen

Hydrodynamisch-biogeochemisches Modell für das Nordsee-Ostsee Kontinuum

Bilanzierung von Schlüsselkomponenten

Neue Parametrisierung von Prozessen im Karbonatsystem

Sensitivitätsläufe und Bewertung

Quantifizierung der DOS Quellstärken und der Verteilung von Ra-Isotopen