Abteilung Systemanalyse, Integrated Assessment und Modellierung

Vorlesung 701-0426-00, Bachelorstudiengang in Umweltnaturwissenschaften, ETH Zürich

Die Lehrveranstaltung wird ab 2016 auf Englisch durchgeführt. Mehr Infos auf der englischen Website.

Ziele:

• Lernen, Modelle aquatischer Ökosysteme zu erstellen, in denen die wichtigsten biologischen, biogeochemischen, chemischen und physikalischen Prozesse berücksichtigt werden.
• Lernen, die Wechselwirkungen zwischen diesen Prozessen sowie das daraus resultierende Verhalten des Modells (und Systems) zu verstehen.
• Lernen, diese Modelle umzusetzen und anzuwenden.

Inhalt:

• Grundkonzepte: Prinzipien der Modellierung von Umweltsystemen, Formulierung von Massenbilanzgleichungen, Formulierung von Transformationsprozessen
• Formulierung von Ökosystemprozessen: Physikalische Prozesse (Transport und Mischung, Sedimentation, Gasaustausch, Abscheidung und Resuspension), chemische Prozesse (chemische Gleichgewichtszustände, Sorption), biologische Prozesse (primäre Produktion, Atmung, Tod, Verbrauch, Mineralisierung, Nitrifikation, Hydrolyse, Bakterienwachstum, Kolonisierung)
• Einbezug von Stochastizität und Unsicherheitsquellen, Beschreibung und Fortpflanzung der Stochastizität und Unsicherheit
• Didaktische Modelle aquatischer Ökosysteme: Seephytoplanktonmodell, Seephyto- und -zooplanktonmodell, Zwei Box Modell für Sauerstoff- und Phosphat im See, Modell der biogeochemischen Zyklen in einem See, Modell des Sauerstoff- und Nährstoffhaushalts im Fluss, benthisches Flusspopulationsmodell.
• Forschungsmodelle zu aquatischen Ökosystemen für Seen und Flüsse
• Übungen: Implementation und Anwendung der didaktischen Modelle mit Hilfe von Programmbibliotheken der Statistik und Grafik Software R (http://www.r-project.org).