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3 Das Okosystemmodell ECOHAM2 
3.3 Realisierung des Sauerstoffkreislaufes im Modell 
Das Ökosystem-Modell besteht aus einem Gleichungssystem, das für jede 
Zustandsvariable Ci (i=l....n) eine Transportgleichung beinhaltet, die sich aus dem 
Erhaltungssatz für die Masse ergibt. Sie lautet in ihrer allgemeinen Form für die 
Konzentration Ci folgendermaßen: 
mit 
dCi . = - U .'*£L- V .'*£L- W . dCi 
dt 
dx 
dy 
dz 
A , d 2 Q . . . d 2 Q . . . d 2 Q . ^ , 
+ Ax ' ~dx 2 ~ +Ay ' ~d/~ +Az ' Up- + ^ Ij 
(3.2) 
H 
U, V, W 
A x , A y 
Ge schwindigkeitskomponenten 
[m-s 1 ] 
2 1 
horiz. turbulente Diffusionskoeffizienten [m -s' ] 
vert, turbulenter Diffusionskoeffizient \rn -s 1 ] 
biologisch-chemische Quell- und Senk-Terme 
Die räumlichen und zeitlichen Änderungen der Zustandsvariablen in ECOHAM2 
werden durch das in Tabelle 11.9 (Anhang) dargestellte System partieller 
Differentialgleichungen beschrieben. Die Ein- bzw. Austräge über die Ränder werden 
durch die Randbedingungen realisiert. 
Die zeitliche Veränderung der lokalen Sauerstoffkonzentration in der Wassersäule 
(Pélagial) wird einerseits durch physikalische Transporte (horizontale und vertikale 
Advektion, turbulente Diffusion, Austausch mit der Atmosphäre), andererseits durch 
biologisch-chemische Prozesse (Photosynthese, Respiration, Remineralisation vom 
partikulären organischen Material) bestimmt. 
Der Kreislauf des Sauerstoffs hängt über die Photosynthese und die Respiration eng mit 
dem Kreislauf des Kohlendioxids zusammen. Die Photosynthese ist der wichtigste 
biochemische Prozess auf der Erde. Bei der Photosynthese von chlorophyllhaltigen 
grünen Pflanzen (Phytoplankton) und diversen Bakterienarten wird energiearmes 
Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O) mit Hilfe der Sonnenenergie unter Freisetzung 
von Sauerstoff in Kohlenhydrate umgewandelt. Die vereinfachte Netto-Gleichung der 
Photosynthese lautet: