Økologisk havmodel for Nordsø-Østersø området
ERGOM
English version
Den marine biogeokemiske model ERGOM

ERGOM er udviklet af Neumann et al. (2002), specifikt for Østersøens økosystem. Modellen giver en komplet matematisk beskrivelse af disse biogeokemiske processer og deres betydning for havets økologiske tilstand:

  • fotosyntese
  • græsning
  • respiration
  • dødelighed
  • mineralisering
  • nitrifikation
  • denitrifikation

ERGOM har ni tilstandsvariable:

  • opløste enæringssalte:
    • ammoniak
    • nitrat
    • fosfat
  • fytoplankton (primærproduktion)
    • diatomeer (vokser i næringsrige forhold)
    • flagellate (vokser i næringsfattige forhold)
    • blågrønne alger (cyanobacterier, fikserer atmosfærisk kvælstof)
  • zooplankton (græsser på fytoplankton)
  • detritus (dødt plankton, hvoraf en del sedimenterer)
  • opløst ilt

ERGOM er baseret på kvælstof-balancen, og fosfor/ilt budgetter er videre baseret på indhold af kvælstof ved brug af stoichiometriske Redfield ratios. Koncentrationen af opløst ilt styrer processer som denitrifikation and nitrifikation. Svovlbrinte indgår som et negativt iltindhold. Detritus i sedimentet bliver enten begravet, mineraliseret eller resuspenderet i vandsøjlen, afhængigt af strømhastigheden nær bunden.

DMI/ERGOM model set-up

DMI/ERGOM er koblet til DMIs cirkulationsmodel for Nordsø-Østersøen HBM, i ekstra høj rumlig opløsning. DMI/ERGOM bliver kørt to gange om dagen, og beregner marin økologi 60 timer frem.

Input

DMI/ERGOM er blevet initialiseret med marine økologidata fra ICES (International Council for the Exploration of the Sea) Oceanografiske Data Center. For at kunne regne frem i tid bruger DMI/ERGOM oplysninger om tilstrømning af næringssalte, som tages fra disse kilder:

  • bidrag fra land beregnes dagligt med en hydrologisk model E-hype3, som bliver kørt operationelt ved SMHI (Sveriges Meteorologiska och Hydrologiska Institut) for hele Europa.
  • atmosfærisk udfældning af nitrat og fosfat ses der bort fra, eftersom vi fokuserer på den årlige cyklus i det eufotiske lag.
  • bidrag fra Atlanterhavet (via åbne modelrande) beregnes ved brug af ICES klimatologi.
Output

DMI/ERGOM beregner den 3-dimensionelle fordeling af ni tilstandsvariable (se nedenfor), i tidslig opløsning på 1 time.

DMIs prognoser for marin økologi omfatter:

  • ilt-indhold (nær bunden)
  • total klorofyl-a (overfladen)
  • nitrat (overfladen)
for de næste to dage.

Referencer

Neumann, T., Towards a 3-D ecosystem model of the Baltic Sea, J. Mar. Syst., 25, 405-419, 2000.

Neumann, T., W. Fennel, and C. Kremp, Experimental simulations with an ecosystem model of the Baltic Sea: A nutrient load reduction experiment, Global Biogeochemical Cycles, 16, 10.1029/2001GB001,450, 2002.

Wan, Z., Jonasson, L., Bi, H., 2011. N/ P ratio of nutrient uptake in the Baltic Sea. Ocean Sci. 7, 693¿704.

Wan, Z., She, J., Maar, M., Jonasson, L., Baasch-Larsen, J., 2012. Assessment of a physical-biogeochemical coupled model system for operational service in the Baltic Sea. Ocean Sci. 8, 683-701.

....................

Zhenwen Wan, Tian Tian, Jacob W Nielsen - 11. juli 2016