Project

Back to overview

Long-Term Biogeochemical-Ecological Simulations of Lakes with Varying Nutrient Inputs

Applicant Reichert Peter
Number 124734
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Abteilung Systemanalyse, Integrated Assessment und Modellierung EAWAG Dübendorf
Institution of higher education Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology - EAWAG
Main discipline Ecology
Start/End 01.05.2009 - 31.10.2011
Approved amount 131'952.00
Show all

All Disciplines (2)

Discipline
Ecology
Hydrology, Limnology, Glaciology

Keywords (8)

Biogeochemical-ecological lake modeling; Re-oligotrophication; Universality; Mathematical modeling; ecological lake model; eutrophication; reoligotrophication; universality of models

Lay Summary (German)

Lead
Lay summary
LeadZur Verbesserung unserer Vorhersagemöglichkeiten der Auswirkung veränderter äusserer Bedingungen auf einen See prüfen wir ein kürzlich entwickeltes Seemodell mit Langzeitdaten von verschiedenen Seen.HintergrundZur Vorhersage der Auswirkung veränderter äusserer Bedingungen, wie Nährstoffzufuhr und Klima, auf einen See brauchen wir ein Modell, das die Funktionsweise des Sees mit angemessener Genauigkeit beschreibt. In beschränktem Umfang können wir solche Modelle mit Messdaten aus der Vergangenheit prüfen. Da sich die relevanten Einflussfaktoren aber nur in beschränktem Umfang verändert haben, ist eine Prüfung der Qualität des Modells für die Beschreibung verschiedener Seen noch aussagekräftiger. Wir verwenden dazu zunächst Langzeitdaten (bis ca. 30 Jahre) des Greifensees, Zürichsees und Walensees und in einer zweiten Phase des Bodensees.ZielDurch die Anwendung desselben Seemodells auf verschieden Seen wollen wir dessen Universalität prüfen und verbessern. Das soll die Vorhersagequalität des Modells bezüglich künftigen Veränderungen verbessern.BedeutungDie Abschätzung der Auswirkung des Klimawandels auf Ökosysteme ist eine äusserst aktuelle gesellschaftliche Fragestellung. Dazu brauchen wir Modelle, die mit vergangenen Daten überprüft werden müssen. Da sich in der Vergangenheit der Effekt der veränderten Nährstoffzufuhr viel stärker war als derjenige von Klimaänderungen können wir über Klimaeffekte nur etwas lernen, wenn wir die Auswirkungen der veränderten Nährstoffzufuhr verstehen. Aus diesem Grund wollen wir zunächst primär die Auswirkungen der veränderten Nährstoffzufuhr verstehen, berücksichtigen aber auch die Veränderung des Klimas.
Direct link to Lay Summary Last update: 21.02.2013

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Publications

Publication
Bayesian inference of a lake water quality model by emulating its posterior density
Dietzel A., Reichert P. (2014), Bayesian inference of a lake water quality model by emulating its posterior density, in Water Resources Research, 50(10), 7626-7647.
Effects of changes in the driving forces on water quality and plankton dynamics in three Swiss lakes - long-term simulations with BELAMOEffects of changes in the driving forces on water quality and plankton dynamics
DIETZEL ANNE, MIELEITNER JOHANNA, KARDAETZ SASCHA, REICHERT PETER (2013), Effects of changes in the driving forces on water quality and plankton dynamics in three Swiss lakes - long-term simulations with BELAMOEffects of changes in the driving forces on water quality and plankton dynamics, in Freshwater Biology, 58(1), 10-35.
Calibration of computationally demanding and structurally uncertain models with an application to a lake water quality model
Dietzel Anne, Reichert Peter (2012), Calibration of computationally demanding and structurally uncertain models with an application to a lake water quality model, in Environmental Modelling & Software, 38, 129-146.

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
108457 Increasing the universality of biogeochemical lake models 01.04.2005 Project funding (Div. I-III)
67014 Choice of plankton model aggregation level 01.04.2002 Project funding (Div. I-III)

Abstract

This project terminates two preceding projects on improving the transferability of a biogeochemical-ecological lake model. Long-term simulations under varying nutrient inputs for lakes of different trophic state are the best available test of the universality of the model. The project will build on the model extensions made in the previous projects and add more extensions required for the long-term simulations. The suggested project has three focal areas: (i) identifying what is the minimum of lake-specific parameters that still allow us to describe three lakes over the 20-30 year periods over which data are available, (ii) to apply the model to another lake, and (iii) to compare the model and its results to those of another widely used model. A high degree of universality of the model is important as any extrapolations made for deriving predictions of the state of a lake under changed driving forces (e.g. nutrient loads, climate change) rely (implicitly) on this assumption.
-