onsterm. Der Unterschied in der Behandlung der Diffusion in den
beiden Modellen 1äßt sich wie folgt erklären, Als "Diffusion” werden
(turbulente) Schwankungen der Strömung bezeichnet, deren ungeordne-
ter (stochastischer) Charakter zu einer Ausbreitung führen kann, die
z.B. quer zur Richtung der mittleren Strömung gerichtet ist. Die
Trennung zwischen Advektion (Transport durch die mittlere Strömung)
und Diffusion (Transport durch die turbulente Strömung) erfolgt
durch die Festlegung einer Raum- und einer Zeitskala, Beide Modelle
haben den gleichen horizontalen Gitterabstand von etwa 20 km; sie
können daher nur solche räumlichen Strukturen auflösen, die ein
Vielfaches dieser Länge (Skala) aufweisen.
Die während eines Tages zu erwartende Verlagerung eines Wasserpar-
tikels in der Nordsee entspricht der Größenordnung des Gitterabstan-
des der Modelle: Prozesse mit einer geringeren Raumskala und einer
Zeitskala im Bereich von Sekunden bis zu einem Tag können bei den
Modellen nicht mehr sinnvoll aufgelöst werden. ;
Der Ansatz für den Diffusionsterm im DHI-Modell setzt sich aus zwei
Komponenten zusammen. Ein von der Strömungsrichtung unabhängiger
(isotroper) Turbulenzanteil simuliert eine "größerskalige” Turbu-
lenz. Vermischungsexperimente im Meer haben jedoch gezeigt, daß sich
keine punktsymmetrischen, sondern deformierte, längliche Konzentra-
tionsverteilungen ergeben. Daher geht außerdem ein von der Richtung
des momentanen Gezeitenstroms abhängiger - also anisotroper - Turbu-
lenzanteil in die Ausbreitungssimulation ein. Das IfMH-Ausbreitungs-
modell enthält vorerst keinen Diffusionsterm. Die windbedingte
Variabilität der Strömung im IfMH-Modell schließt daher den zeitab-
hängigen Teil der "”größerskaligen” Turbulenz ein und simuliert auf
diese Weise die Ausbreitung von Stoffen,
Ergebnisse der Modellsimulationen
4,1 Mittlere zeitliche Stoffausbreitung
Mit beiden Modellansätzen werden verschiedene Flüsse als Schadstoff-
quellen in ihrer Auswirkung auf die Nordsee untersucht. Dabei ge-
langen im DHI-Modell 1000 passive Tracer zu einem festen Zeitpunkt
an einer Stelle ins Modellgebiet. Diese hohe Anzahl an Teilchen ist
erforderlich, um den Diffusionsterm physikalisch sinnvoll zu model-
lieren. Deren weitere Ausbreitung im 3dimensionalen Strömungsfeld
wird zu Konzentrationslinien ausgewertet (nach 52, 104 und 155 Ta-
gen). Beim IfMH- Modell wird im Simulationszeitraum von 1969 bis
1982 jeden Tag ein Teilchen in das 2dimensionale Strömungsfeld ein-
gebracht und jeder Teilchenort 52, 104 und 155 Tage nach der Ein-
bringung markiert. Da die Modelluntersuchungen nicht speziell für
den Vergleich in diesem Bericht angestellt wurden, sind die Ein-
bringungsorte im IfMW-Modell nicht genau identisch mit denen des
DHI-Modells, bei dem die Quellen immer genau an der Mündung der
Flüsse angesetzt wurden.
