Polarregionen im Wandel 1: GreenHAB - Risiken der durch den Klimawandel verursachten schädlichen Algenblüte in grönländischen Gewässern; Vorhaben: Modellierung schädlicher Algenblüten in einer sich verändernden Umwelt

Hauptaufgabe dieses Teilprojektes ist die Modellierung des Auftretens von schädlichen Algenblüten in den Polarregionen, insbesondere vor der Küste von Grönland mit dem Ziel, die Mechanismen der Entstehung schädlicher Algenblüten zu verstehen und vor allem die äußeren klimatischen und hydrographischen Bedingungen abzuleiten, die diese Blüten begünstigen. Einerseits soll mit Hilfe dieses Modells ein tieferes Verständnis der Rolle schädlicher Algen im Nahrungsnetz erreicht werden, um die toxikologischen Auswirkungen der Bildung von Toxinen und/oder allelopathischen Stoffen auf Konkurrenten und Fraßfeinde besser einschätzen zu können. Andererseits sollen auch die höheren trophischen Ebenen, wie Fische und Schalentiere in das Modell einbezogen werden, um auch die Auswirkungen solcher schädlicher Algenblüten auf wirtschaftlich relevante Arten in Grönland abschätzen zu können. Die enge Zusammenarbeit mit den experimentellen Teilprojekten erlaubt eine direkt auf die grönländischen Gewässer zugeschnittene Modellierung, deren Ziel es ist, die Bedingungen für häufigere und bezogen auf das Vorkommen stärkere Blüten der schädlichen Algen herauszuarbeiten. Insbesondere wird studiert, unter welchen Voraussetzungen Kippphänomene zu erwarten sind, d.h. dass das Ökosystem relativ plötzlich von einem Zustand z.B. mit geringer Wahrscheinlichkeit schädlicher Algenblüten in einen Zustand mit häufigen und starken schädlichen Blüten kippt. Dabei werden 4 unterschiedliche durch den Klimawandel bedingte Kippphänomene untersucht: das bifurkations-induzierte Kippen verursacht durch langsame Änderungen der Klimabedingungen, das rausch-induzierte Kippen verursacht durch zufällige Schwankungen der Temperatur, das raten-induzierte Kippen verursacht durch eine zunehmende Geschwindigkeit von Klimaveränderungen wie Temperaturerhöhung, und das Schock-induzierte Kippen durch plötzliche, massenhafte Freisetzung von Zysten bei zunehmender Erwärmung.