Interne Dynamik mariner Ökosystemmodelle

Heinle, Anna

In der vorliegenden Arbeit werden NPZD Modelle numerisch und theoretisch auf die ihnen innewohnende Dynamik hin untersucht. Im numerischen Teil wird die Parameteroptimierung eines nulldimensionalen Modells, beruhend auf der Formulierung von Oschlies and Garçon (1999), bezüglich zweier verschiedener Datensätze vorgestellt. Dabei wird insbesondere aufgezeigt, inwieweit das untersuchte Modell in der Lage ist, für das marine Ökosystem typische Daten wiederzugeben. Im zweiten, dem theoretischen Part dieser Arbeit, werden verwandte Modellformulierungen auf grundlegende mathematische Eigenschaften und ihre jeweils innewohnende Dynamik hin untersucht. Dies geschieht mittels Methoden der qualitativen Theorie gewöhnlicher Differentialgleichungen. Die Existenz und Eindeutigkeit von Lösungen der zu den Formulierungen gehörenden Anfangswertprobleme wird gezeigt, sowie stationäre Lösungen und deren Stabilitätsverhalten in Abhängigkeit von den gegebenen Modellparametern bestimmt.

In this work, the dynamics of NPZD models are numerically and analytically investigated. The numerical part of this study comprises the parameter optimization of a zero dimensional NPZD model, based on the formulation presented in Oschlies and Garçon (1999), with respect to two different data sets. The extent to which the model formulation is capable of reproducing data typical for the marine ecosystem is identfied. In the subsequent, theoretical part of this study, basic mathematical properties of related model formulations are shown and their inherent dynamics are evaluated. The existence and uniqueness of solutions of the associated initial value problems is shown, and equilibrium solutions and their quality are determined as functions of the included parameters.

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Heinle, Anna: Interne Dynamik mariner Ökosystemmodelle. 2013.

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