Messung des Einflusses von Turbulenzen auf Planktonpopulation

Es wurde ein Nahrungskettenmodell entwickelt, um den Einfluss kleiner Turbulenzen auf die Dynamik der Planktonpopulation zu testen.

Die europäischen Küstengewässer können das ökologische Gleichgewicht, die Fischerei, die Industrie, den Tourismus sowie die allgemeine Lebensqualität beeinflussen. Die Menge an Nährstoffen und organischen Soffen ist mit Hinblick auf die Dynamik dieser Prozesse entscheidend. Jedoch muss noch ermittelt werden, wie kleine Turbulenzen die Interaktion zwischen Plankton und Nährstoffdynamik beeinflussen.

Es wurden viele Maßnahmen getroffen, um eine Datenbankplattform zu erstellen, die ein besseres Verständnis für diesen Prozess bewirken soll. Zunächst wurden bereits bestehende Daten in einer durchsuchbaren Datenbank zusammengefasst. Anschließend wurden Experimente durchgeführt, um die Auswirkungen von Turbulenzen auf die Verwertung von Kohlenstoff und Nährstoffen durch Planktonorganismen feststellen zu können. Es wurde ein Miniatursensor zur Messung der Strömung entwickelt und ein Modell zur Erforschung und Vorausberechnung der Turbulenzauswirkungen auf den Nährstoff- und Kohlenstofftransfer erstellt.

Das Modell besteht aus einer Nahrungskette für verschiedene Organismen, die in sechs Gruppen eingeteilt wurden. Die Populationsentwicklung der verschiedenen Organismen wird über Differentialgleichungen dargestellt. Die eingegebenen Daten beinhalten eine Vielzahl von Parametern wie beispielsweise die anfängliche Populationsmenge, den maximalen Nährstoffverbrauch, Wirkungsgrade, die Sterberate und die Sedimentationsgeschwindigkeit. Somit konnten die Veränderungen bei den Parameterwerten, die aus verschiedenen Turbulenzen resultierten, berechnet werden.

Der Vorteil dieses Verfahrens liegt in seiner Flexibilität, die Anpassungen und Vorhersagen zu wahrscheinlichen Turbulenzen zulässt. Ferner wurde eine nutzerfreundliche Software entwickelt, die zwischen den verschiedenen Plattformen hin- und herbewegt werden kann.

Kontakt:

Dr. Aisling Metcalfe
Dept. Applied mathematics and theoretical Physics
Research Associate
Centre for Mathematical Sciences, Wilberforce Road
CB3 0WA Cambridge, Großbritannien
Tel: +44-1223-760417
Fax: +44-1223-765900
Email: a.m.metcalfe@damtp.cam.ac.uk