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3 Das Okosystemmodell ECOHAM2 
3.1 Modellbeschreibung 
ECOHAM2 beschreibt die biologisch-chemischen Stoffumsätze von Kohlenstoff, 
Stickstoff und Sauerstoff in einem drei-dimensionalen physikalischen Feld. Es handelt 
sich dabei um ein ökologisches Modell, das am Institut für Meereskunde (IfM) der Uni 
Hamburg entwickelt wurde. Es entstand aus dem CN3-Modell (Patsch et al., 2002), das 
für den Nordatlantik entwickelt wurde, und basiert auf dem N-Modell von Kühn und 
Radach (1997), erweitert um den Kohlenstoff-Kreislauf. Durch Hinzufügen eines 
Sediment-Moduls in Anlehnung an ECOHAM1 (Moll, 1998; Wei et al, 2004) wurde 
das Modell unter der Bezeichnung ECOHAM2 anwendbar auf die Nordsee (bzw. den 
Nordwesteuropäischen Schelf). Pätsch et al. (2002) und Moll et al. (2003b) geben eine 
detaillierte Beschreibung des Modells, die im Folgenden zusammengefasst wird. 
Der Kohlenstoffkreislauf 
Abb. 3.9 zeigt das Interaktionsdiagramm für den Kohlenstoffkreislauf, das die 
schematische Darstellung der Verknüpfung der Zustandvariablen über die beteiligten 
Prozesse abbildet. Die Zustandsvariablen werden im Diagramm durch Kreise 
repräsentiert. Die beteiligten Prozesse sind durch nummerierte Pfeile gekennzeichnet. 
Die Kohlenstoffverbindungen CO2, CO3", HCO3' sind in einer Zustandsvariable für 
gelösten anorganischen Kohlenstoff (DIC) zusammengefasst. Dies ist berechtigt, weil 
die relativen Verhältnisse der Kohlenstoffverbindungen zueinander einer 
Gleichgewichtsrelation entsprechen. D. h. bei Kenntnis der Gesamtmenge des gelösten 
anorganischen Kohlenstoffs und der Alkalinität ist der Anteil jeder einzelnen 
Kohlenstoffspezies bekannt (Zeebe und Gladrow, 2001). 
Kohlenstoff wird in gelöster anorganischer Form (DIC) über den Austausch mit der 
Atmosphäre sowie den Eintrag über die Zuflüsse [19, 20] und angrenzenden Seegebiete 
eingetragen. Die anorganischen Kohlenstoffverbindungen werden durch die 
Photosyntheseaktivität der Primärproduzenten aufgenommen und assimiliert [3]. Auf 
diesem Weg erfolgt der Übergang des anorganischen Kohlenstoffs in den organischen 
Pool (partikulärer organischer Kohlenstoff POC), der durch alle im Wasser lebenden 
Organismen sowie durch tote organische Substanz (Detritus) repräsentiert wird. Zum 
größten Teil wird DIC im Zellgewebe der Phytoplankter in Form von Kohlenhydraten, 
Fetten und Proteinen eingelagert, ein kleiner Teil wird jedoch gleich wieder durch 
Exsudation als gelöster organischer Kohlenstoff (DOC) an das Wasser abgegeben [6]. 
Das Phytoplankton wird vom Zooplankton konsumiert [7] oder stirbt ab und sinkt als 
Detritus zu Boden [5, 8, 23]. Das abgestorbene Zooplankton zusammen mit dem von