Projektangebot für Master oder Diplomarbeiten

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1 Projektangebot für Master oder Diplomarbeiten Im Rahmen der Zusammenarbeit zwischen dem ZMAW (Universität Hamburg), dem Leibniz IOW (Warnemünde) und dem ICBM (Oldenburg, Wilhelmshaven) u.a. im durch das BMBF geförderten Projekt BIOACID sind Master und Diplom Projekte für interessierte und engagierte Studentinnen/Studenten mit mathematischem, (geo)chemischem, physikalischem oder biologischem Hintergrund zu vergeben. Ästuare und Küstengewässer stellen die Schnittstelle zwischen stark anthropogen geprägten terrestrischen und marinen Ökosystemen dar. Das Wattenmeer der südlichen und südöstlichen Nordsee repräsentiert in diesem Zusammenhang ein einzigartiges quasi ästuarines System mit besonderen Eigenschaften, die sowohl hydrodynamische, biogeochemische, als auch biologische Aspekte umfassen. Aktuelle wissenschaftliche Fragestellungen betreffen den Stoff und Energie Austausch zwischen der Nordsee und den Wattengebieten. Die hiermit verbundenen Fragestellungen sind beispielsweise: Inwieweit ist das Wattenmeer ein Importeur oder Exporteur von organischem Material und gelöstem anorganischem Kohlenstoff und welche quantitativ bedeutenden biogeochemischen Prozesse finden in den verschiedenen Kompartimenten statt? Welche Bedeutung hat die benthisch pelagische Kopplung in den tidalen Gebieten für die Transformation von Kohlenstoff Verbindungen und die Produktion von Alkalinität? Verbessert die Einbeziehung der Fraktionierung der stabilen Kohlenstoffisotope ( 13 C, 12 C) das deskriptive und prognostische Potenzial der experimentellen und modellierenden Ansätze? Diese und weitere Fragen planen wir mit der Kopplung zweier Ökosystemmodelle unter späterer Einbeziehung aktueller biogeochemischer Messdaten zu lösen. Das 3D Nordseemodell ECOHAM (Pätsch & Kühn, 2008, CSR 28) beinhaltet das hydrodynamische Modell HAMSOM und hat bis jetzt an seiner südöstlichen Begrenzung an der kontinentalen Küste die großen Flüsse wie Rhein, Elbe, Ems und Weser als Quellterme. Das Wattenmeer Modell EcoTiM (Kohlmeier & Ebenhöh, 2009, Ocean Dyn., 59) simuliert Wassertransporte und das Ökosystem des Rückseitenwatts von Spiekeroog.

2 Thema 1: Modellkopplung ECOHAM EcoTiM (Hydrodynamik) Ziel der Master/Diplomarbeit ist die Kopplung der Hydrodynamik des Modells HAMSOM und des Semi Lagrangschen Modells EcoTiM, so dass der Wassertransport zwischen beiden Modellgebieten massenerhaltend simuliert werden kann. In beide Modelle muss tief eingestiegen werden, um die Randbedingungen an der Schnittstelle zwischen Nordsee und Wattengebiet derart zu dynamisieren, dass eine bidirektionale Kopplung der Modelle vorgenommen werden kann. Es wird nötig sein, in Oldenburg und Hamburg die jeweiligen Modellexpertisen durch intensive Zusammenarbeit mit den dortigen Modellautoren zu erwerben. Grundlagen der Hydrodynamik Prof.Dr. Michael Böttcher warnemuende.de)

3 Thema 2: Implementierung 13 C in das Modell ECOHAM Ziel der Master/Diplomarbeit ist die Implementierung der stabilen 13 C Isotope in ECOHAM. Dies betrifft alle Kohlenstoff Zustandsvariablen und bedeutet damit einen tiefen Eingriff in die Modellstruktur. Als Vorlage kann dabei auf das 15 N Isotopen Modul von ECOHAM zurückgegriffen werden (Pätsch et al., 2010, CSR, 30(2)). Das erweiterte Modell soll an entsprechenden Datensätzen getestet werden.

4 Thema 3: Implementierung 13 C in das Modell EcoTiM Ziel der Master/Diplomarbeit ist die Implementierung der stabilen 13 C Isotope für alle Zustandsvariablen, die den Kohlenstoff betreffen in EcoTiM. Als Vorlage kann dabei auf das 15 N Isotopen Modul von ECOHAM zurückgegriffen werden (Pätsch et al., 2010, CSR, 30(2)). Für die Erweiterung der Zustandsvariablen muss tief in das Modell eingegriffen werden. Es wird nötig sein, in Oldenburg und Hamburg die jeweiligen Modellexpertisen durch intensive Zusammenarbeit mit den dortigen Modellautoren zu erwerben. Das erweiterte Modell soll an entsprechenden Datensätzen getestet werden.

5 Thema 4: Implementierung des Karbonatsystems in das Modell EcoTiM Ziel der Master/Diplomarbeit ist die Implementierung des Karbonatsystems mit seinen Spezies CO 2, HCO3 und CO3 2 sowie ph und Gesamt Alkalinität (TA) in das Modell EcoTiM. Als Vorlage kann das entsprechende Modul aus ECOHAM verwendet werden. Für diese Erweiterung muss für beide Modelle ein tiefes Verständnis erfolgen und in EcoTiM grundlegend eingegriffen werden. Es wird nötig sein, in Oldenburg und Hamburg die jeweiligen Modellexpertisen durch intensive Zusammenarbeit mit den dortigen Modellautoren zu erwerben.