Projektangebot fÃ¼r Master- oder Diplomarbeiten - ZMAW

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.

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. 

Voraussetzungen 

• Grundlagen der Hydrodynamik 

• Programmierkenntnisse, in C oder Fortran 

• Bereitschaft zum Einarbeiten in komplexe Modelle 

• Interesse am Besuch der ‐ und der Zusammenarbeit mit den ‐ verschiedenen beteiligten 

Institutionen 

Angebot 

• Anwendungsnahe direkte Betreuung durch erfahrene und engagierte Wissenschaftler 

• Möglichkeit der Mitwirkung an einem interdisziplinären inter‐institutionellen 

Forschungsprojekt von hoher aktueller Relevanz (ZMAW, ICBM, IOW) 

• Mögliche Mündung in ein zukünftiges Forschungsprojekt 

Kontakt: 

• Dr. Johannes Pätsch (johannes.paetsch@zmaw.de) 

• Dr. Cora Kohlmeier (kohlmeier@icbm.de) 

• Prof.Dr. Michael Böttcher (michael.boettcher@io‐warnemuende.de)

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. 


• Grundlagen der Biogeochemie 




Institutionen 

Angebot 


• Bereitstellung von Felddaten für die Kalibrierung 




Kontakt: 



• Prof. Dr. Michael Böttcher (michael.boettcher@io‐warnemuende.de) 

• Dr. Gerd Liebezeit (gerd.liebezeit@uni‐oldenburg.de)

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. 






Institutionen 

Angebot 






Kontakt: 





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. 






Institutionen 

Angebot 






Kontakt:

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