Strong nonlinear processes in lakes

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Die speziellen Mechanismen, welche die Durchmischung von Wassermassen in geschichteten Seen kontrollieren, stellen sowohl von einem rein wissenschaftlichen aber auch einem ökologischen Standpunkt aus, ein herausforderndes Problem dar. Das übergeordnete Ziel des Antrages ist es, ein besseres Verständnis der dynamischen und kinematischen Prozesse zu gewinnen, die bis dato noch nicht studiert worden sind, für die interne Wellendynamik aber von Bedeutung sind: Neue Kenntnisse zu gewinnen über die physikalischen Prozesse, welche den Transport der Energie, des Impulses und von Inhaltsstoffen durch interne Wellen und Bodenerhebungen und Uferzonen von Seen betreffen. Zu diesem Zwecke wird ein nichtlineares, nichthydrostatisches, numerisches Modell entwickelt, das die Fortpflanzung und Umwandlung von internen Wellen durch einen geneigten Boden beschreibt, jedoch ohne die üblichen Annahmen der hydrostatischen Druckverteilung und der schwachen Nichtlinearität zu machen. Das Modell basiert auf den vollständigen Reynolds-Gleichungen für stetig geschichtete Fluide. Es berücksichtigt variable Bodentopographie und variable Querschnitte der Seen wie auch an den turbulenten Zustand angepasste variable Viskositäten und Diffusivitäten. Das Hauptmerkmal der Untersuchung wird starke Nichtlinearität, variable Bodentopographie und turbulente Mischung sein. Die Resultate des numerischen Modells werden mit Daten aus Feldbeobachtungen und Laborexperimenten verglichen werden.