Herzlichen Glückwunsch!
Beitrag von Dr. Moritz Mathis, Abteilung Erdsystemmodellierung
Wir freuen uns, dass Jan Kossack seine Doktorarbeit mit dem Titel „Shelf-specific processes in the ocean carbon cycle: an investigation of tides“ am 09.12.2024 an der Universität Hamburg erfolgreich verteidigt hat.
Der Schwerpunkt seiner Arbeit, die am Institut für Küstensysteme – Analyse und Modellierung unter der Betreuung von Prof. Dr. Corinna Schrum und Dr. Moritz Mathis durchgeführt wurde, beschäftigt sich mit der Rolle von Gezeitenströmungen in der Kohlenstoffdynamik des nordwesteuropäischen Schelfes, welche mittles hochauflösender Ozeanmodellierung untersucht wurde. Um die Ziele seines Forschungsprojektes unter Berücksichtigung von Ressourcenminimierung und Nachhaltigkeit zu erreichen, entwickelte Jan Kossack eigens ein skalenübergreifendes Modellsystem, welches eine flexible Anpassung der Modellauflösung an lokale Erfordernisse im Untersuchungsgebiet erlaubt und damit gegenüber anderen Modellen an Effizienz gewinnt.
Basierend auf Sensitivitätsexperimenten mit diesem neuen Modell konnte Jan Kossack zeigen, dass die durch Gezeitenströmungen verstärkte vertikale Durchmischung von Nährstoffen die biologische Produktivität und Kohlenstofffixierung auf dem Schelf erheblich fördert. Entgegen den Erwartungen führt jedoch der Anstieg der Primärproduktion nicht zu einer höheren Aufnahme von CO2 aus der Atmosphäre. Dieses Ergebnis veranschaulicht, wie regionale Gegebenheiten die CO2-Aufnahmekapazität des Kontinentalschelfs beeinflussen können. Besonders in Gebieten mit ausgeprägtem internen Gezeitenfeld, wie beispielsweise dem Keltischen Meer, werden die durch Mischen verfügbar gemachten Nährstoffe für eine erhöhte Primärproduktion genutzt. Die Durchmischung befördert jedoch auch tiefere, kohlenstoffreiche Wassermassen an die Meeresoberfläche, sodass die Auswirkungen der biologischen Kohlenstofffixierung auf die CO2-Aufnahme letztlich kompensiert werden.
Darüber hinaus haben weitere Analysen ergeben, dass die regionale Variabilität des CO2-Austausches zwischen Ozean und Atmosphäre am empfindlichsten auf Veränderungen der physikalischen Bedingungen und der Wassermassenmerkmale reagiert, wodurch die unerwartete Abschwächung der CO2-Aufnahme durch gezeitenbedingte Strömungen entgegen der verstärkten Primärproduktion erklärt werden kann. Dieses Ergebnis impliziert, dass globale Modelle mit grober Auflösung und ohne Berücksichtigung von Gezeitenströmungen die CO2-Aufnahme an Ozeanrändern aufgrund unterrepräsentierter Küstenzirkulation systematisch überschätzen könnten.
Diese Einsichten erweitern unser Verständnis über die dominierenden Antriebsmechanismen der CO2-Senkenfunktion des Küstenozeans und liefern gleichzeitig eine wichtige Grundlage, die Genauigkeit globaler Klimamodelle und Zukunftsprojektionen zu verbessern sowie bestehende Unsicherheiten abzuschätzen. Die wichtigsten Ergebnisse dieser Arbeit wurden in zwei Artikeln der Fachzeitschrift Frontiers in Marine Science veröffentlicht.
Wir gratulieren Jan ganz herzlich zur erfolgreichen Disputation und freuen uns über die zukünftige Zusammenarbeit!
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