Modellierungsrahmen für Wassersysteme

Im Rahmen des ORFOIS-Projekts wurde ein neuer Modellierungsrahmen entwickelt, der Ökologen bei der Auswahl des geeigneten Komplexitätsgrades bei Wassersystemmodellen unterstützen soll. Damit sollen sie die Rolle der Meeresumwelt in Bezug auf den globalen CO2-Haushalt und die Klimaänderung leichter verstehen.

Dies wird für gewöhnlich mit Hilfe mathematischer Modelle und Vorhersagen erreicht. Die derzeitigen Wassersystemmodelle sind jedoch noch immer Schätzungen und es gibt kein einzelnes bestes Modell, das das idale Gleichgewicht zwischen Komplexität, Präzision und einfacher Kalibrierung herstellt. Die komplexeren Modelle können zwar genauere Ergebnisse liefern, diese sind jedoch auch schwieriger zu verstehen. Gleichzeitig vermindern weniger komplexe Modelle oftmals Unsicherheiten bei den Vorhersagen.

Nun wurde vom ORFOIS-Projektteam ein neuer Modellierungsrahmen entwickelt, mit dem Ökologen auf einfachere Weise das geeignete Maß an Komplexität für ihre Modelle auswählen können. Er ermöglicht die Erarbeitung eindimensionaler Wassersäulen- und Sedimentmodelle. Ihr Komplexitätsgrad kann von einfachen Ökosystemmodellen auf Nitratbasis bis hin zu komplexeren Simulationen reichen.

Die einfacheren Modelle basieren auf Nährstoffen, Phytoplankton, Zooplankton und Detritus (NPZD). Die komplexeren Modelle können ungleichwertige Formulierungen verschiedener Gruppen von Algen, gelöster organischer Substanz (DOM – Dissolved Organic Matter) und partikulärer organischer Substanz (POM Particulate Organic Matter) mit gleichwertigen Formulierungen verschiedener Zooplankton-Gruppen kombinieren.

Auf der ORFOIS CD wurden zwei umfangreiche Handbücher veröffentlicht. Im ersten wird gezeigt, wie innerhalb des Rahmens eindimensionale Modelle erstellt werden können. Das zweite Handbuch beschreibt die verschiedenen im Rahmen enthaltenen Komponenten.

Der eindimensionale Modellrahmen wurde genutzt, um die Auswirkungen der gewählten Modellkomplexität auf die Simulationsergebnisse zu demonstrieren. Die ORFOIS CD liefert die Daten und die Software, damit die Ergebnisse dieser Demonstrationen auf einem PC angezeigt werden können.