The Carbon Pump of the Northwest-European Shelf : Variability due to Phytoplankton Dynamics and Climate Change

Abstract

The presented work examines in detail the carbon cycle of the North Sea and the main drivers of the interannual variability of the carbon fluxes by using the ecosystem model ECOHAM. This study consists of three main parts.

In summary, it was found that the most important factors for the variability of the air-sea flux were temperature, pH and net ecosystem production. The export into the North Atlantic was determined by the export of water. The biological contribution to the air-sea flux could be calculated by either assuming a superposition or by a linearisation of the temperature effect, depending on the local characteristics. Further, it was found that the carbonate counterpump slightly weakened the carbon shelf pump.

Die vorliegende Arbeit untersucht den Kohlenstoffkreislauf der Nordsee mit der Kohlenstoffschelfpumpe, die interannuellen Variabilit\"aten der einzelnen Kohlenstofffl\"usse und das Zusammenspiel der f\"ur die Variabilit\"at entscheidenden Faktoren mit Hilfe des \"Okosystemmodells ECOHAM. Die Arbeit gliedert sich in drei Teile.

Zusammenfassend stellte sich heraus, dass die wichtigsten Faktoren f\"ur die Variabili\"at des Gasaustauschs die Temperatur, der pH und die Netto-\"Okosystem-Produktion sind. Der Export in den Nordatlantik wird durch die exportierte Wassermenge bestimmt. Der biologische Anteil am Gasaustausch kann je nach \"ortlichen Gegebenheiten durch Substrahieren des physikalischen Anteils oder durch Linearisierung berechnet werden. Desweiteren zeigten die Simulationen, dass die Karbonat-Gegenpumpe die Kohlenstoffschelfpumpe abschw\"acht.