Kohlenstoffkreislauf - Arbeitsblatt 3

 

Konstruktion eines rückgekoppelten Modells Vorindustrialisierung

 
CO2-Konzentration 
Atmosphäre (ppmv)
CO2-Wuchsfaktor
0 0,00
100 0,00
200 0,36
300 0,57
400 0.72
500 0.83
600 0,92
700 1,00
800 1,00
900 1,00
1000 1,00

Daten zu Modellbildungszwecken adaptiert aus: A. Fangmeier & H.-J. Jäger 4.2 Wirkungen erhöhter CO2-Konzentrationen
in: Guderian, R. (Hrsg.): Handbuch der Umweltveränderungen und Ökotoxikologie. Band 2a: Terrestrische Ökosysteme.
Berlin: Springer, 2001. Zwischenwerte ermittelt man durch lineare Interpolation.

 

Aufgaben:

1. Erweitern Sie .das vorliegende Modell "Vorindustrialisierung" um folgende Rückkoppelungen:
  • Vegetation auf Atmung
  • Vegetation auf Vegetation
  • Atmosphäre auf Vegetation (dazu die o.a. Werte zur Erstellung der Tabellenfunktion)

Hinweis: Die Flüsse im Modell sollen in einem Gleichgewicht stehen. Die dazu notwendigen Faktoren können mit Hilfe der schon bekannten Werte der Zustandsgrößen und der Flüsse von Atmung und Photosynthese berechnet werden. Welches Problem ergibt sich für den Fluss Nettophotosynthese und wie sieht da die Lösung aus?

2. Testen Sie das Modell durch einen Simulationslauf und kontrollieren Sie die Korrektheit der angegebenen Faktoren dadurch, dass sich alle Flüsse von Beginn der Simulation an im Gleichgewicht befinden.
3. Erhöhen Sie den CO2-Gehalt der Atmosphäre auf 1000 Gt oder auf 1500 Gt und untersuchen Sie das Verhalten des Modells durch Simulationsläufe. Wie kommt es zu diesem Verhalten, das man als Fließgleichgewicht bezeichnet. Wie würden Sie "Fließgleichgewicht definieren"? Kennen Sie andere Beispiele für dieses Phänomen?