Modellierung des Spiekerooger Rückseitenwatts mit einem gekoppelten Euler-Lagrange-Modell auf der Basis von ERSEM

Abstract

Das in dieser Arbeit entwickelte Modell EcoTiM (Ecological Tidal Model) simuliert die Stoffkreisläufe von Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphat und Silikat und beschreibt die tidale, diurnale und annuale Dynamik im Spiekerooger Rückseitenwatt. Die Bewegung des Wassers wird durch einen Lagrange'schen Ansatz beschrieben, bei dem sich volumenbehaftete Tracer entlang eines vorab berechneten Strömungsfeldes bewegen, und jeder Tracer für sich einen Mesokosmos darstellt, in dem das gesamte pelagische Ökosystemmodell von ERSEM simuliert wird. Die Betrachtung volumenbehafteter Tracer ermöglicht die massenerhaltende Kopplung des pelagischen Modells an das Sedimentmodell. Die durchgeführten Modellstudien zeigen, dass das Modell die wesentlichen Kenngrößen des realen Systems widerspiegelt, und geben u.a. Hinweise auf die Bedeutung der Sieleinträge und die Auswirkung veränderter Flussfrachten im Gebiet der Deutschen Bucht auf das Rückseitenwatt. Das Potential des Modells, die Reaktion des Gesamtsystems Watt auf Wetterereignisse wie Sturmfluten, Eiswinter und Hitzeperioden abzuschätzen, ist exemplarisch dargestellt.