Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Biowissenschaften

Fachgebiet: Ökologie

Betreuer: PD Dr. Gerald Schernewski



Diplom-Mathematikerin Bianca Schippmann Bianca Schippmann
(e-mail: schippmann.bianca@gmail.com )

Particle tracking as modelling tool for coastal management in the Baltic Sea

In dieser Arbeit wurden zwei Setups für ein 3-D Modellsystem erstellt, die es erlauben räumlich hoch aufgelöste Mikroorganismen-Transport-Simulationen durchzuführen. Dabei wurden verschiedene Fallstudien in der westlichen Ostsee untersucht, in denen eine unzureichende hygienische Badewasserqualität (verursacht durch Bakterien) zu Strandschließungen oder zu Infektionen von Badetouristen geführt hat. Mit Hilfe der Modellsysteme wurden verschiedene realistische und idealisierte Simulationen durchgeführt um die Schlüsselparameter für den Transport und das Auftreten der Mikroorganismen zu untersuchen. Es hat sich gezeigt, dass ihre Verteilung im Wasser hauptsächlich durch Transporte dominiert wird, die entweder durch Wind oder stärkere Strömungen (Flusseintrag) beeinflusst sind, und ihr vermehrtes Auftreten im Wesentlichen von der Wassertemperatur abhängt. Weiterhin wurden überregionale Monitoring- und Managementempfehlungen abgeleitet und ein neues Online-Transport Modell vorgestellt, dass während dieser Dissertation im Rahmen eines EU-Projekts entwickelt wurde.

Two model setups for a 3-D model system were developed in this thesis. These allow to conduct highly resolved transport simulations of microorganisms. The main focus was on different case studies in the western Baltic Sea in which an insufficient hygienic bathing water quality (caused by bacterial contamination) led to bathing prohibitions or infections of bathers. A variety of model simulations, realistic and idealised, were accomplished to identify the key control parameters dominating transport and occurrence of different microorganisms. It was shown in this study that bacteria are transported with the flow, which is forced by the wind itself making the wind the most important factor during a contamination event. It is the main driver of transport ranges if no higher, dominant flow is present. An increased occurrence of bacteria depends moreover on water temperature. Additionally, supra-regional monitoring and management recommendations were derived and a new online transport tool was presented, developed during this dissertation within the framework of an EU-project.