Planktondynamik im Südpolarmeer: numerische Untersuchungen mit einer Hierarchie biologisch-physikalischer Modelle
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2001
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INHALTSVERZEICHNIS
I EINFIIHRUNG 5
1 LEBENSRAUM OZEAN 5
2 BIOLOGISCHE PROVINZEN 9
3 SIIDPOLARMEER 11
II PLANKTON DYNAMICS IN THE SOUTHERN OCEAN 19
1 INTRODUCTION 20
2 MODEL DESCRIPTION 22
2.1 PROGNOSTIC VARIABLES. 22
2.1.1 PHYTOPLANKTON. 22
2.1.2 ZOOPLANKTON. 23
2.1.3 NUTRIENTS. 24
2.1.4 DETRITUS. 24
2.1.5 ENTRAINMENT AND DIFFUSION. 25
2.2 INITIALIZATION AND FORCING. 26
3 RESULTS 28
3.1 THE REFERENCE SIMULATION. 28
3.2' EXPERIMENTS WITH REMINERALIZATION AND DISSOLUTION OF SILICA . 30
3.3 EXPERIMENTS WITH DIFFERENT HALF SATURATION CONSTANTS OF SILICATE . .
32
3.4 THE ROLE OF IRON. 34
3.4.1 REDUCED GROWTH RATES. 34
3.4.2 DIFFERENT SI :N-UPTAKE RATIOS. 38
3.5 THE INFLUENCE OF MIXED LAYER DYNAMICS. 38
4 DISCUSSION 38
III REGIONAL ECOSYSTEM DYNAMICS IN THE ACC 51
1 INTRODUCTION 52
2 OBSERVATIONS 54
1
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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2
INHALTS VERZEICHNIS
3 MODEL CONFIGURATION 56
3.1 MODEL CONCEPT. 56
3.2 THE ECOSYSTEM MODEL. 57
3.2.1 PROGNOSTIC EQUATIONS. 57
3.2.2 PARAMETERIZATION OF BIOCHEMICAL FLUXES. 59
3.3 THE OCEAN MODEL. 62
3.4 MODEL DOMAIN AND GRID. 62
3.5 INITIALIZATION, BOUNDARY CONDITIONS AND TIMESTEPPING. 63
4 MODEL RESULTS 65
4.1 HYDROGRAPHY AND FRONTAL DYNAMICS. 65
4.2 ECOSYSTEM DYNAMICS (1): NO IRON LIMITATION . 68
4.3 ECOSYSTEM DYNAMICS (2): IRON LIMITATION. 69
4.3.1 REFERENCE EXPERIMENT. 69
4.3.2 SENSITIVITY STUDIES I. 72
4.3.3 SENSITIVITY STUDIES II. 74
4.3.4 MERIDIONAL STRUCTURE OF PHYTOPLANKTON DISTRIBUTION . 75
4.3.5 THE EFFECT OF IRON UPWELLING ON PRIMARY PRODUCTION AND
PLANKTON BIOMASS. 77
5 DISCUSSION AND CONCLUSIONS 79
6 OUTLOOK 82
IV ECOSYSTEM VARIABILITY IN THE SOUTHERN OCEAN 97
1 INTRODUCTION 98
2 MODEL SETUP 98
3 RESULTS 99
3.1 CLIMATOLOGY. 99
3.2 INTERANNUAL VARIABILITY IN THE SOUTHERN ACC.101
3.3 IMPACT OF SEA ICE-THE RONNEPOLYNYA.103
3.4 REGIONAL AND INTERANNUAL VARIABILITY OF PRIMARY PRODUCTION . 105
4 SUMMARY 106
V SCHLUBBETRACHTUNG UND AUSBLICK 113
INHALTS VERZEICHNIS
3
A STRUKTUR DES BIOLOGISCHEN MODELLS 119
B ARTIKEL IN DER UNESCO-ZEITSCHRIFT
WINDQW 120
C EISENLIMITIERUNG UND SCHWARMORGANISMEN 122
LITERATURVERZEICHNIS 124 |
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