Modellierung mariner Ökosysteme

Es wurde ein Modell entwickelt, das die Auswirkungen des Klimawandels auf marine Ökosysteme misst.

Im Rahmen der Gemeinsamen Fischereipolitik sollten die Wechselwirkungen zwischen Fischereien und dem Ökosystem mit Hinblick auf Entscheidungen des Fischereimanagements untersucht werden. Der Ökosystemansatz beruht auf der Bestimmung von Prozessen, die Funktionen, Produktivität und die biologische Artenvielfalt beeinflussen. Daher werden die Interaktionen zwischen Nahrungsnetzen in Betracht gezogen. Außerdem wird die chemische, physikalische und biologische Umgebung geschützt, die am Wohlergehen der Ökosysteme beteiligt ist.

Um dies zu erreichen, wurde das HAMSOM-Modell entwickelt und eingesetzt. Hierbei handelt es sich um ein nicht lineares baroklines 3D-Modell, das eine turbulente Viskosität als eine Funktion der turbulenten kinetischen Energie nutzt. Zu den wichtigen Variablen, die zur Prognose innerhalb des Modells herangezogen wurden, gehören Temperatur, Salzgehalt, Wassertransport, Anhebung der Meeresoberfläche, turbulente vertikale Viskosität und Diffusität sowie turbulente Meeresoberflächenströmungen.

Außerdem wurde ein Modell für die Partikelaufspürung mit individueller Bewegung entwickelt, um lokale Aggregationseffekte zu untersuchen. Dieses wurde in der Nähe der Dogger Bank-Region eingesetzt. In Verbindung mit dem HAMSOM-Modell wurde überdies das Ökosystemmodell genutzt, das lokale Produktionseffekte an frontalen Stellen untersuchen kann. Es setzt sich aus drei Nährstoffkreisläufen zusammen: Stickstoff, Phosphor und Silikat. Hierbei handelt es sich um die wichtigsten Nährstoffe, die die Produktion von Phytoplankton in Schelfregionen einschränken. Das Ökosystemmodell nutzt die Nährstoffe, um die Dynamik von Phytoplanktondiatomen und -flagellaten auf Grundlage der jeweiligen Nährstoffe, Lichtbedingungen und physiologischen Eigenschaften jeder Gruppe zu simulieren.

Zu den erwarteten Vorteilen des Modells gehört die Klärung der Frage nach der historischen Verteilung der hydrographischen Eigenschaften in der Nord- und Ostsee. Die Erkenntnisse können mit Fischuntersuchungen verglichen oder für die Zuweisung von Fischereiaktivitäten genutzt werden. Außerdem ermöglicht das Modell die Szenarioüberprüfung von Auswirkungen klimatischer Prozesse auf die Dynamik der Ökosysteme in diesen Regionen und auf deren Fischpopulationen.