34
3 Das Okosystemmodell ECOHAM2
Forcing
Jahr
Quelle
Strömungen, Austausch
Wassertemperatur; Salzgehalt
Solare Einstrahlung; Wind
Schwebstoffe; Trübung
1995; 2000
1995;2000
1995; 2000
klimatologisch
HAMSOM (Pohlmann, 1996; Backhaus, 1985)
HAMSOM (Pohlmann, 1996)
ECMWF/ERA40 (Röske, 2001)
ERSEM (Heath et al, 2002)
Tabelle 3.1: Datensätze, mit denen ECOHAM2 angetrieben wird. Angegeben ist jeweils das Jahr und
die Datenquelle.
Randbedingungen und Initialisierung des Modells
Für alle pelagischen Zustandsvariablen außer für gelösten anorganischen Kohlenstoff
DIC und Sauerstoff CF bildet die Wasseroberfläche eine geschlossen Grenze. Durch den
Austausch von Kohlendioxid CCF bzw. CF mit der Atmosphäre ändern sich die
Konzentrationen von DIC und CF in der Wassersäule. Das Sediment repräsentiert den
unteren Rand des Modells und stellt für alle Zustandsvariablen, ausgenommen Detritus,
eine geschlossene Untergrenze dar. Nach der Frühjahrsblüte sinkt tote organische
Substanz zum Boden ab und füllt dort den Detrituspool auf. Durch
Bodenremineralisation wird der Detritusbestand am Boden vermindert, und die
Nährstoffe werden in die bodennahe Schicht diffundieren, wo sie sich im Sommer
ansammelt.
Die Randbedingungen an den seeseitigen Berandungen werden außer für NO3' und DIC
durch Vorgabe der internen Konzentrationen realisiert. Dies wird erreicht, indem die
interne Konzentrationen auf den Rand gespiegelt werden.
Die Startkonzentrationen für den 1. Januar 1995 bzw. 1. Januar 2000 resultieren aus der
Initialisierung mittel eines dreijährigen Vorlaufs („spin up“) mit den Antriebsdaten der
Jahre 1995 bzw. 2000. Die Anfangswerte für das erste Vorlauf-Jahr entsprechen
abgeschätzten typischen Winterkonzentrationen von zwölf Zustandsvariablen des
Ökosystem-Modells (s. Tabelle 3.2). Ein zweites Vorlaufjahr wird mit den stark
veränderten Konzentrationen angetrieben, die zum Ende des ersten Vorlaufjahres
simuliert wurden. Im dritten „spin up“ Jahr ist das Modell eingeschwungen und weist
keine systematische Drift mehr auf.
Die Anfangs- und Randwerte für die Zustandsgröße NO3' wurden aus Beobachtungs
daten abgeleitet (s. Tabelle 3.3). Die Nitratkonzentrationen liegen in Form
klimatologischer monatlicher Mittelwerte vor. Die Konzentrationen von DIC wurden
als Funktion des Salzgehaltes nach Kempe und Pegler (1991) berechnet.