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p4zlys.F90 in NEMO/branches/2018/dev_r5003_MERCATOR6_CRS/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/PISCES/P4Z – NEMO

source: NEMO/branches/2018/dev_r5003_MERCATOR6_CRS/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/PISCES/P4Z/p4zlys.F90 @ 10115

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phase 3.6 coarsening branch with nemo_3.6_rev9192

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Line 
1MODULE p4zlys
2   !!======================================================================
3   !!                         ***  MODULE p4zlys  ***
4   !! TOP :   PISCES
5   !!======================================================================
6   !! History :    -   !  1988-07  (E. MAIER-REIMER) Original code
7   !!              -   !  1998     (O. Aumont) additions
8   !!              -   !  1999     (C. Le Quere) modifications
9   !!             1.0  !  2004     (O. Aumont) modifications
10   !!             2.0  !  2007-12  (C. Ethe, G. Madec)  F90
11   !!                  !  2011-02  (J. Simeon, J. Orr)  Calcon salinity dependence
12   !!             3.4  !  2011-06  (O. Aumont, C. Ethe) Improvment of calcite dissolution
13   !!----------------------------------------------------------------------
14#if defined key_pisces
15   !!----------------------------------------------------------------------
16   !!   'key_pisces'                                       PISCES bio-model
17   !!----------------------------------------------------------------------
18   !!   p4z_lys        :   Compute the CaCO3 dissolution
19   !!   p4z_lys_init   :   Read the namelist parameters
20   !!----------------------------------------------------------------------
21   USE oce_trc         !  shared variables between ocean and passive tracers
22   USE sms_pisces      !  PISCES Source Minus Sink variables
23   USE prtctl_trc,ONLY : prt_ctl_trc_info,prt_ctl_trc !  print control for debugging
24   USE p4zche
25
26   IMPLICIT NONE
27   PRIVATE
28
29   PUBLIC   p4z_lys         ! called in trcsms_pisces.F90
30   PUBLIC   p4z_lys_init    ! called in trcsms_pisces.F90
31
32   !! * Shared module variables
33   REAL(wp), PUBLIC :: kdca !: diss. rate constant calcite
34   REAL(wp), PUBLIC :: nca  !: order of reaction for calcite dissolution
35
36   !! * Module variables
37   REAL(wp) :: calcon = 1.03E-2           !: mean calcite concentration [Ca2+] in sea water [mole/kg solution]
38 
39   INTEGER  :: rmtss                      !: number of seconds per month
40
41   !!----------------------------------------------------------------------
42   !! NEMO/TOP 3.3 , NEMO Consortium (2010)
43   !! $Id: p4zlys.F90 3321 2012-03-05 17:10:55Z cetlod $
44   !! Software governed by the CeCILL licence (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
45   !!----------------------------------------------------------------------
46
47CONTAINS
48
49   SUBROUTINE p4z_lys( kt, knt )
50      !!---------------------------------------------------------------------
51      !!                     ***  ROUTINE p4z_lys  ***
52      !!
53      !! ** Purpose :   CALCULATES DEGREE OF CACO3 SATURATION IN THE WATER
54      !!                COLUMN, DISSOLUTION/PRECIPITATION OF CACO3 AND LOSS
55      !!                OF CACO3 TO THE CACO3 SEDIMENT POOL.
56      !!
57      !! ** Method  : - ???
58      !!---------------------------------------------------------------------
59      !
60      INTEGER, INTENT(in) ::   kt, knt ! ocean time step
61      INTEGER  ::   ji, jj, jk
62      REAL(wp) ::   zdispot, zfact, zcalcon
63      REAL(wp) ::   zomegaca, zexcess, zexcess0
64      CHARACTER (len=25) :: charout
65      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: zco3, zco3sat, zcaldiss, zhinit, zhi   
66      !!---------------------------------------------------------------------
67      !
68      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('p4z_lys')
69      !
70      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zco3, zco3sat, zcaldiss, zhinit, zhi )
71      !
72      zco3    (:,:,:) = 0.
73      zcaldiss(:,:,:) = 0.
74      zhinit(:,:,:)   = hi(:,:,:) * 1000. / ( rhop(:,:,:) + rtrn )
75      !     -------------------------------------------
76      !     COMPUTE [CO3--] and [H+] CONCENTRATIONS
77      !     -------------------------------------------
78
79      CALL p4z_che_solve_hi( zhinit, zhi )
80
81      DO jk = 1, jpkm1
82         DO jj = 1, jpj
83            DO ji = 1, jpi
84               zco3(ji,jj,jk) = trb(ji,jj,jk,jpdic) * ak13(ji,jj,jk) * ak23(ji,jj,jk) / (zhi(ji,jj,jk)**2   &
85               &                + ak13(ji,jj,jk) * zhi(ji,jj,jk) + ak13(ji,jj,jk) * ak23(ji,jj,jk) + rtrn )
86               hi(ji,jj,jk)   = zhi(ji,jj,jk) * rhop(ji,jj,jk) / 1000.
87            END DO
88         END DO
89      END DO
90
91      !     ---------------------------------------------------------
92      !        CALCULATE DEGREE OF CACO3 SATURATION AND CORRESPONDING
93      !        DISSOLOUTION AND PRECIPITATION OF CACO3 (BE AWARE OF
94      !        MGCO3)
95      !     ---------------------------------------------------------
96
97      DO jk = 1, jpkm1
98         DO jj = 1, jpj
99            DO ji = 1, jpi
100
101               ! DEVIATION OF [CO3--] FROM SATURATION VALUE
102               ! Salinity dependance in zomegaca and divide by rhop/1000 to have good units
103               zcalcon  = calcon * ( tsn(ji,jj,jk,jp_sal) / 35._wp )
104               zfact    = rhop(ji,jj,jk) / 1000._wp
105               zomegaca = ( zcalcon * zco3(ji,jj,jk) ) / ( aksp(ji,jj,jk) * zfact + rtrn )
106               zco3sat(ji,jj,jk) = aksp(ji,jj,jk) * zfact / ( zcalcon + rtrn )
107
108               ! SET DEGREE OF UNDER-/SUPERSATURATION
109               excess(ji,jj,jk) = 1._wp - zomegaca
110               zexcess0 = MAX( 0., excess(ji,jj,jk) )
111               zexcess  = zexcess0**nca
112
113               ! AMOUNT CACO3 (12C) THAT RE-ENTERS SOLUTION
114               !       (ACCORDING TO THIS FORMULATION ALSO SOME PARTICULATE
115               !       CACO3 GETS DISSOLVED EVEN IN THE CASE OF OVERSATURATION)
116               zdispot = kdca * zexcess * trb(ji,jj,jk,jpcal)
117# if defined key_degrad
118               zdispot = zdispot * facvol(ji,jj,jk)
119# endif
120              !  CHANGE OF [CO3--] , [ALK], PARTICULATE [CACO3],
121              !       AND [SUM(CO2)] DUE TO CACO3 DISSOLUTION/PRECIPITATION
122              zcaldiss(ji,jj,jk)  = zdispot * rfact2 / rmtss ! calcite dissolution
123              !
124              tra(ji,jj,jk,jptal) = tra(ji,jj,jk,jptal) + 2. * zcaldiss(ji,jj,jk)
125              tra(ji,jj,jk,jpcal) = tra(ji,jj,jk,jpcal) -      zcaldiss(ji,jj,jk)
126              tra(ji,jj,jk,jpdic) = tra(ji,jj,jk,jpdic) +      zcaldiss(ji,jj,jk)
127            END DO
128         END DO
129      END DO
130      !
131
132      IF( lk_iomput .AND. knt == nrdttrc ) THEN
133         IF( iom_use( "PH"     ) ) CALL iom_put( "PH"    , -1. * LOG10( MAX( rtrn, hi(:,:,:) ) )  * tmask(:,:,:) )
134         IF( iom_use( "CO3"    ) ) CALL iom_put( "CO3"   , zco3(:,:,:)    * 1.e+3            * tmask(:,:,:) )
135         IF( iom_use( "CO3sat" ) ) CALL iom_put( "CO3sat", zco3sat(:,:,:) * 1.e+3            * tmask(:,:,:) )
136         IF( iom_use( "DCAL"   ) ) CALL iom_put( "DCAL"  , zcaldiss(:,:,:) * 1.e+3 * rfact2r * tmask(:,:,:) )
137      ELSE
138         IF( ln_diatrc ) THEN
139            trc3d(:,:,:,jp_pcs0_3d    ) = -1. * LOG10( hi(:,:,:) ) * tmask(:,:,:)
140            trc3d(:,:,:,jp_pcs0_3d + 1) = zco3(:,:,:)              * tmask(:,:,:)
141            trc3d(:,:,:,jp_pcs0_3d + 2) = zco3sat(:,:,:)           * tmask(:,:,:)
142         ENDIF
143      ENDIF
144      !
145      IF(ln_ctl)   THEN  ! print mean trends (used for debugging)
146        WRITE(charout, FMT="('lys ')")
147        CALL prt_ctl_trc_info(charout)
148        CALL prt_ctl_trc(tab4d=tra, mask=tmask, clinfo=ctrcnm)
149      ENDIF
150      !
151      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zco3, zcaldiss, zhinit, zhi, zco3sat )
152      !
153      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('p4z_lys')
154      !
155   END SUBROUTINE p4z_lys
156
157   SUBROUTINE p4z_lys_init
158
159      !!----------------------------------------------------------------------
160      !!                  ***  ROUTINE p4z_lys_init  ***
161      !!
162      !! ** Purpose :   Initialization of CaCO3 dissolution parameters
163      !!
164      !! ** Method  :   Read the nampiscal namelist and check the parameters
165      !!      called at the first timestep (nittrc000)
166      !!
167      !! ** input   :   Namelist nampiscal
168      !!
169      !!----------------------------------------------------------------------
170      INTEGER  ::  ios                 ! Local integer output status for namelist read
171      NAMELIST/nampiscal/ kdca, nca
172      !!----------------------------------------------------------------------
173
174      REWIND( numnatp_ref )              ! Namelist nampiscal in reference namelist : Pisces CaCO3 dissolution
175      READ  ( numnatp_ref, nampiscal, IOSTAT = ios, ERR = 901)
176901   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nampiscal in reference namelist', lwp )
177
178      REWIND( numnatp_cfg )              ! Namelist nampiscal in configuration namelist : Pisces CaCO3 dissolution
179      READ  ( numnatp_cfg, nampiscal, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
180902   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nampiscal in configuration namelist', lwp )
181      IF(lwm) WRITE ( numonp, nampiscal )
182
183      IF(lwp) THEN                         ! control print
184         WRITE(numout,*) ' '
185         WRITE(numout,*) ' Namelist parameters for CaCO3 dissolution, nampiscal'
186         WRITE(numout,*) ' ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~'
187         WRITE(numout,*) '    diss. rate constant calcite (per month)   kdca      =', kdca
188         WRITE(numout,*) '    order of reaction for calcite dissolution nca       =', nca
189      ENDIF
190
191      ! Number of seconds per month
192      rmtss =  nyear_len(1) * rday / raamo
193      !
194   END SUBROUTINE p4z_lys_init
195
196#else
197   !!======================================================================
198   !!  Dummy module :                                   No PISCES bio-model
199   !!======================================================================
200CONTAINS
201   SUBROUTINE p4z_lys( kt )                   ! Empty routine
202      INTEGER, INTENT( in ) ::   kt
203      WRITE(*,*) 'p4z_lys: You should not have seen this print! error?', kt
204   END SUBROUTINE p4z_lys
205#endif 
206   !!======================================================================
207END MODULE p4zlys
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.