Modellierung von Schwebstofftransporten in Nordsee und Ostsee
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Kero ist eine wählbare Konstante der Größenordnung 0.001 m. Sie wurde im Verlauf von
Testrechnungen durch Auswertung von Satellitenbildern angepasst. Im Fall der Sedimenta
tion wird die aus der untersten Wasserschicht sedimentierte Masse/m 2 , die die Bodenschicht
z1 bildet, berechnet aus:
AM^=C № w sink
1-
V U sed J
(kg/m 2 pro sek).
(12)
Ckb ist die SPM-Konzentration in kg/m 3 in der untersten Wasserschicht kb. Die Sinkge
schwindigkeiten der3 Fraktionen unterscheiden sich folgendermaßen:
Fraktion 1: w sink = 0.00010 m/s
Fraktion 2: w sink = 0.00002 m/s
Fraktion 3: w sink = 0.00100 m/s
Im Vergleich zur Sedimentation, die den Modellzeitschritt Af lang andauert, ist Erosion zeit
lich unabhängig und erfolgt instantan.
2.3 Bodenprozesse
SPM, die sich auf dem Boden ablagert, bildet eine feine Sedimentschicht (Schicht z1), die von
Meerestieren nach darunter liegenden Schichten verbracht wird. Aufgrund dieser Bioturbations-
prozesse würden alle abgelagerten Schwebstoffe - bei Ausschließung anderer Prozesse - wäh
rend der Zeit Z A (Größenordnung einige Tage, im Modell auf 7.23 Tage gesetzt) in die Schichten
z2 und z3 verteilt werden.
Die Abnahme der SPM in der obersten Bodenschicht in der Zeit Ai (Modellzeitschritt) wird be
rechnet mit:
dM B = — M B (kg/m 2 ). (13)
ZA
Diese SPM wird folgendermaßen auf die Bodenschichten z2 (Dicke = hi eer = h ero des vorheri
gen Zeitschrittes) und z3 (Dicke = z3 0 (z3 zur Zeit t=0) - h leer ) aufgeteilt und mit den durch
Diffusion (aufgrund unterschiedlicher Konzentrationen) verursachten Anteilen dM°korrigiert:
dM B = dM B + dM D (kg/m 2 ) (14)
1 z3 0
(kg/m 2 ). (15)
Die Diffusionsmengen zwischen der Bodenschicht k und der Nachbarschicht k-1 werden aus der
Diffusionsgleichung berechnet:
dM B = Abif (~ C °-\\ z , k At (kg/m 2 ), (16)
(0.5 (z k + z k J) 2
wobei A D if der Diffusionskoeffizient ist (im Modell = 3.215*10 10 m 2 /s), und Cf die SPM-
Konzentrationen in kg/m 3 in den einzelnen Bodenschichten sind.
_ _ z3„
dM B = dM B 0
ISSL _cfM D
z3 3 ^ 2
\ + dM° 9
| 4-»3
j — dM D
I 3->4
