Methoden

REcoM - in seiner derzeitigen Standardkonfiguration - enthält 22 Tracer, darunter gelösten anorganischen Kohlenstoff und Alkalinität für das Karbonatsystem, Sauerstoff, Makronährstoffe, wie zum Beispiel gelöster anorganischer Stickstoff (DIN) und Kieselsäure, sowie das Spurenmetall Eisen. REcoM3 hat zwei Phytoplanktonklassen, das Nanophytoplankton (mit impliziter Darstellung von Kalkbildnern) und die Diatomeen. Die intrazelluläre Stöchiometrie der C:N:Si:Chl-Pools für Diatomeen und der C:N:CaCO3:Chl-Pools für Nanophytoplankton kann dynamisch auf die Umweltbedingungen reagieren (Geider et al., 1998). Der intrazelluläre Eisenpool ist eine Funktion der intrazellulären Stickstoffkonzentration (fixiertes Fe:N), da Eisen physiologisch an die Enzymbildung gekoppelt ist,  insbesondere der photosynthetischen Elektronentransportkette (Raven, 1988; Behrenfeld & Milligan, 2013). Abgestorbenes organisches Material wird durch Aggregation und Fraß durch zwei Zooplanktonklassen zu Detritus. Das Absinken und die Advektion von Detritus sind explizit dargestellt. Neuere Arbeiten haben die Beschreibung der Planktonfunktionstypen auf drei Phytoplanktongruppen (Coccolithophoren, kleines Phytoplankton, Kieselalgen, Seifert et al., 2022) und drei Zooplanktongruppen (Mikro-, Meso- und Makrozooplankton, Karakuş et al., 2022) erweitert und die Empfindlichkeit des Phytoplanktonwachstums gegenüber der Ozeanversauerung einbezogen (Seifert et al., 2022).

 

Die wichtigsten REcoM-Referenzen (chronologische Reihenfolge):

  • [3 funktionelle Gruppen des Phytoplanktons und CO2-Empfindlichkeit] Seifert, M., Nissen, C., Rost, B., Hauck, J., 2022. Cascading effects augment the direct impact of CO2 on phytoplankton growth in a biogeochemical model. Elementa: Science of the Anthropocene 10, https://doi.org/10.1525/elementa.2021.00104
  • [3 funktionelle Gruppen des Zooplanktons] Karakuş, O., Völker, C., Iversen, M., Hagen, W., Hauck, J., 2022. The Role of Zooplankton Grazing and Nutrient Recycling for Global Ocean Biogeochemistry and Phytoplankton Phenology. JGR Biogeosciences 127. https://doi.org/10.1029/2022JG006798
  • [CO2-Flüsse zwischen Luft und Meer in FESOM-REcoM] Hauck, J., Zeising, M., Le Quéré, C., Gruber, N., Bakker, D.C.E., Bopp, L., Chau, T.T.T., Gürses, Ö., Ilyina, T., Landschützer, P., Lenton, A., Resplandy, L., Rödenbeck, C., Schwinger, J., Séférian, R., 2020. Consistency and Challenges in the Ocean Carbon Sink Estimate for the Global Carbon Budget. Front. Mar. Sci. 7, 571720. https://doi.org/10.3389/fmars.2020.571720
  • [Arktische Hochauflösung] Schourup-Kristensen, V., Wekerle, C., Wolf-Gladrow, D., Völker, C. (2018): Arctic Ocean biogeochemistry in the high resolution FESOM 1.4-REcoM2 model, Progress in Oceanography, 168, 65-81, doi:10.1016/j.pocean.2018.09.006
  • [Erste Kopplung mit FESOM] Schourup-Kristensen, V., Sidorenko, D., Wolf-Gladrow, D. A. and Völker, C. (2014). A skill assessment of the biogeochemical model REcoM2 coupled to the Finite Element Sea Ice-Ocean Model (FESOM 1.3), Geoscientific Model Development, 7 (6), 2769-2802, doi:10.5194/gmd-7-2769-2014
  • [MITgcm Version] Hauck, J., Völker, C., Wang, T., Hoppema, M., Losch, M. and  Wolf-Gladrow, D. A. (2013). Seasonally different carbon flux changes in the Southern Ocean in response to the southern annular mode, Global  Biogeochemical Cycles, 27 (4), 1236-1245, doi:10.1002/2013GB004600
  • [Erste REcoM Abhandlung] Schartau, M., A. Engel, J. Schröter, S. Thoms, C. Völker, and D. Wolf-Gladrow (2007), Modelling carbon overconsumption and the formation of extracellular particulate organic carbon, Biogeosciences, 4,  433–454, doi:10.5194/bg-4-433-2007

FESOM, AWI-ESM

FESOM (Finite-Element/volumE Sea ice-Ocean Model) ist ein Meereis und Ozean-Modell mit unterschiedlichen räumlichen Auflösungen, das die Bewegungsgleichungen auf unstrukturierten Gittern löst. Das Modell wird von Forschern des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) entwickelt und unterstützt.

 

Siehe auch FESOM auf youtube.

 

MITgcm wurde in der Vergangenheit ausgiebig mit REcoM verwendet und wird weiterhin für bestimmte Forschungsfragen eingesetzt.

Schematische Darstellung der Komponenten und Interaktionen im REcoM3-Modell (Gürses et al., 2023, in Begutachtung).