New URL for NEMO forge!   http://forge.nemo-ocean.eu

Since March 2022 along with NEMO 4.2 release, the code development moved to a self-hosted GitLab.
This present forge is now archived and remained online for history.
p4zmeso.F90 in NEMO/branches/2019/dev_r11708_aumont_PISCES_QUOTA/src/TOP/PISCES/P4Z – NEMO

source: NEMO/branches/2019/dev_r11708_aumont_PISCES_QUOTA/src/TOP/PISCES/P4Z/p4zmeso.F90 @ 12538

Last change on this file since 12538 was 12538, checked in by aumont, 4 years ago

initialization of local arrays to 0

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 32.0 KB
RevLine 
[3443]1MODULE p4zmeso
2   !!======================================================================
3   !!                         ***  MODULE p4zmeso  ***
4   !! TOP :   PISCES Compute the sources/sinks for mesozooplankton
5   !!======================================================================
6   !! History :   1.0  !  2002     (O. Aumont) Original code
7   !!             2.0  !  2007-12  (C. Ethe, G. Madec)  F90
8   !!             3.4  !  2011-06  (O. Aumont, C. Ethe) Quota model for iron
9   !!----------------------------------------------------------------------
[12537]10   !!   p4z_meso        : Compute the sources/sinks for mesozooplankton
11   !!   p4z_meso_init   : Initialization of the parameters for mesozooplankton
12   !!   p4z_meso_alloc  : Allocate variables for mesozooplankton
[3443]13   !!----------------------------------------------------------------------
[9169]14   USE oce_trc         ! shared variables between ocean and passive tracers
15   USE trc             ! passive tracers common variables
16   USE sms_pisces      ! PISCES Source Minus Sink variables
17   USE p4zprod         ! production
18   USE prtctl_trc      ! print control for debugging
19   USE iom             ! I/O manager
[3443]20
21   IMPLICIT NONE
22   PRIVATE
23
24   PUBLIC   p4z_meso              ! called in p4zbio.F90
25   PUBLIC   p4z_meso_init         ! called in trcsms_pisces.F90
[12537]26   PUBLIC   p4z_meso_alloc        ! called in trcini_pisces.F90
[3443]27
[12537]28   !! * Shared module variables
[4147]29   REAL(wp), PUBLIC ::  part2        !: part of calcite not dissolved in mesozoo guts
[10362]30   REAL(wp), PUBLIC ::  xpref2d      !: mesozoo preference for diatoms
31   REAL(wp), PUBLIC ::  xpref2n      !: mesozoo preference for nanophyto
32   REAL(wp), PUBLIC ::  xpref2z      !: mesozoo preference for microzooplankton
33   REAL(wp), PUBLIC ::  xpref2c      !: mesozoo preference for POC
[4147]34   REAL(wp), PUBLIC ::  xthresh2zoo  !: zoo feeding threshold for mesozooplankton
35   REAL(wp), PUBLIC ::  xthresh2dia  !: diatoms feeding threshold for mesozooplankton
36   REAL(wp), PUBLIC ::  xthresh2phy  !: nanophyto feeding threshold for mesozooplankton
37   REAL(wp), PUBLIC ::  xthresh2poc  !: poc feeding threshold for mesozooplankton
38   REAL(wp), PUBLIC ::  xthresh2     !: feeding threshold for mesozooplankton
39   REAL(wp), PUBLIC ::  resrat2      !: exsudation rate of mesozooplankton
40   REAL(wp), PUBLIC ::  mzrat2       !: microzooplankton mortality rate
41   REAL(wp), PUBLIC ::  grazrat2     !: maximal mesozoo grazing rate
42   REAL(wp), PUBLIC ::  xkgraz2      !: non assimilated fraction of P by mesozoo
43   REAL(wp), PUBLIC ::  unass2       !: Efficicency of mesozoo growth
44   REAL(wp), PUBLIC ::  sigma2       !: Fraction of mesozoo excretion as DOM
[10362]45   REAL(wp), PUBLIC ::  epsher2      !: growth efficiency
46   REAL(wp), PUBLIC ::  epsher2min   !: minimum growth efficiency at high food for grazing 2
[4147]47   REAL(wp), PUBLIC ::  grazflux     !: mesozoo flux feeding rate
[12524]48   REAL(wp), PUBLIC ::  xfracmig     !: Fractional biomass of meso that performs DVM
49   LOGICAL , PUBLIC ::  ln_dvm_meso  !: Boolean to activate DVM of mesozooplankton
[12537]50   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) :: depmig  !: DVM of mesozooplankton : migration depth
51   INTEGER , ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) :: kmig    !: Vertical indice of the the migration depth
[3443]52
53   !!----------------------------------------------------------------------
[10067]54   !! NEMO/TOP 4.0 , NEMO Consortium (2018)
[10069]55   !! $Id$
[10068]56   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
[3443]57   !!----------------------------------------------------------------------
58CONTAINS
59
[5385]60   SUBROUTINE p4z_meso( kt, knt )
[3443]61      !!---------------------------------------------------------------------
62      !!                     ***  ROUTINE p4z_meso  ***
63      !!
64      !! ** Purpose :   Compute the sources/sinks for mesozooplankton
[12537]65      !!                This includes ingestion and assimilation, flux feeding
66      !!                and mortality. We use a passive prey switching 
67      !!                parameterization.
68      !!                All living compartments smaller than mesozooplankton
69      !!                are potential preys of mesozooplankton as well as small
70      !!                sinking particles
[3443]71      !!
72      !! ** Method  : - ???
73      !!---------------------------------------------------------------------
[9169]74      INTEGER, INTENT(in) ::   kt, knt   ! ocean time step and ???
75      !
[12524]76      INTEGER  :: ji, jj, jk, jkt
[3443]77      REAL(wp) :: zcompadi, zcompaph, zcompapoc, zcompaz, zcompam
[12537]78      REAL(wp) :: zgraze2 , zdenom, zdenom2, zfact   , zfood, zfoodlim, zproport, zbeta
[7646]79      REAL(wp) :: zmortzgoc, zfrac, zfracfe, zratio, zratio2, zfracal, zgrazcal
[12349]80      REAL(wp) :: zepsherf, zepshert, zepsherq, zepsherv, zgrarsig, zgraztotc, zgraztotn, zgraztotf
[12524]81      REAL(wp) :: zmigreltime, zprcaca, zmortz, zgrasrat, zgrasratn
[12537]82      REAL(wp) :: zrespz, ztortz, zgrazd, zgrazz, zgrazpof, zgrazn, zgrazpoc, zgraznf, zgrazf
83      REAL(wp) :: zgrazfffp, zgrazfffg, zgrazffep, zgrazffeg, zrum, zcodel, zargu, zval
[4148]84      CHARACTER (len=25) :: charout
[10362]85      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) :: zgrazing, zfezoo2
[12524]86      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) :: zgrarem, zgraref, zgrapoc, zgrapof
87      REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::   zgramigrem, zgramigref, zgramigpoc, zgramigpof, zstrn
[10362]88      REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:) ::   zw3d, zz2ligprod
[3443]89      !!---------------------------------------------------------------------
90      !
[9124]91      IF( ln_timing )   CALL timing_start('p4z_meso')
[3443]92      !
[12538]93      zgrazing(:,:,:) = 0._wp   ;  zgrapoc(:,:,:) = 0._wp
94      zfezoo2 (:,:,:) = 0._wp   ;  zgrarem(:,:,:) = 0._wp
95      zgraref (:,:,:) = 0._wp   ;  zgrapof(:,:,:) = 0._wp
[10362]96      !
97      IF (ln_ligand) THEN
98         ALLOCATE( zz2ligprod(jpi,jpj,jpk) )
99         zz2ligprod(:,:,:) = 0._wp
100      ENDIF
101      !
[12524]102      ! Diurnal vertical migration of mesozooplankton
[12537]103      ! Computation of the migration depth
[12524]104      ! ---------------------------------------------
105      IF (ln_dvm_meso) CALL p4z_meso_depmig
106      !
[12538]107      DO jk = 1, jpk
[3443]108         DO jj = 1, jpj
109            DO ji = 1, jpi
[5385]110               zcompam   = MAX( ( trb(ji,jj,jk,jpmes) - 1.e-9 ), 0.e0 )
[7646]111               zfact     = xstep * tgfunc2(ji,jj,jk) * zcompam
[3443]112
[12537]113               !  linear mortality of mesozooplankton
114               !  A michaelis menten modulation term is used to avoid extinction of
115               !  mesozooplankton at very low food concentration. Mortality is
116 
117               !  enhanced in low O2 waters
118               !  -----------------------------------------------------------------
[10362]119               zrespz    = resrat2 * zfact * ( trb(ji,jj,jk,jpmes) / ( xkmort + trb(ji,jj,jk,jpmes) )  &
120               &           + 3. * nitrfac(ji,jj,jk) )
[3443]121
[12537]122               !  Zooplankton quadratic mortality. A square function has been selected with
123               !  to mimic predation and disease (density dependent mortality). It also tends
124               !  to stabilise the model
125               !  -------------------------------------------------------------------------
[10362]126               ztortz    = mzrat2 * 1.e6 * zfact * trb(ji,jj,jk,jpmes)  * (1. - nitrfac(ji,jj,jk) )
[12537]127
128               !   Computation of the abundance of the preys
129               !   A threshold can be specified in the namelist
130               !   --------------------------------------------
[5385]131               zcompadi  = MAX( ( trb(ji,jj,jk,jpdia) - xthresh2dia ), 0.e0 )
132               zcompaz   = MAX( ( trb(ji,jj,jk,jpzoo) - xthresh2zoo ), 0.e0 )
[10362]133               zcompapoc = MAX( ( trb(ji,jj,jk,jppoc) - xthresh2poc ), 0.e0 )
[4529]134               ! Size effect of nanophytoplankton on grazing : the smaller it is, the less prone
[12537]135               ! it is to predation by mesozooplankton. We use a quota dependant parameterization
136               ! as a low quota indicates oligotrophic conditions which are charatcerized by
137               ! small cells
[4529]138               ! -------------------------------------------------------------------------------
[5385]139               zcompaph  = MAX( ( trb(ji,jj,jk,jpphy) - xthresh2phy ), 0.e0 ) &
[4529]140                  &      * MIN(1., MAX( 0., ( quotan(ji,jj,jk) - 0.2) / 0.3 ) )
[3443]141
[12524]142               ! Mesozooplankton grazing
[12537]143               ! The total amount of food is the sum of all preys accessible to mesozooplankton
144               ! multiplied by their food preference
145               ! A threshold can be specified in the namelist (xthresh2). However, when food
146               ! concentration is close to this threshold, it is decreased to avoid the
147               ! accumulation of food in the mesozoopelagic domain
148               ! -------------------------------------------------------------------------------
[10362]149               zfood     = xpref2d * zcompadi + xpref2z * zcompaz + xpref2n * zcompaph + xpref2c * zcompapoc 
[4148]150               zfoodlim  = MAX( 0., zfood - MIN( 0.5 * zfood, xthresh2 ) )
[3443]151               zdenom    = zfoodlim / ( xkgraz2 + zfoodlim )
152               zdenom2   = zdenom / ( zfood + rtrn )
[10222]153               zgraze2   = grazrat2 * xstep * tgfunc2(ji,jj,jk) * trb(ji,jj,jk,jpmes) * (1. - nitrfac(ji,jj,jk)) 
[3443]154
[12537]155               ! The grazing pressure on each prey is computed assuming passive switching. This
156               ! is equivalent to assuming that mesozooplankton have an opportunistic feeding
157               ! behaviour.
158               ! -----------------------------------------------------------------------------
[10362]159               zgrazd    = zgraze2  * xpref2d  * zcompadi  * zdenom2 
160               zgrazz    = zgraze2  * xpref2z  * zcompaz   * zdenom2 
161               zgrazn    = zgraze2  * xpref2n  * zcompaph  * zdenom2 
162               zgrazpoc  = zgraze2  * xpref2c  * zcompapoc * zdenom2 
[3443]163
[5385]164               zgraznf   = zgrazn   * trb(ji,jj,jk,jpnfe) / ( trb(ji,jj,jk,jpphy) + rtrn)
165               zgrazf    = zgrazd   * trb(ji,jj,jk,jpdfe) / ( trb(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn)
166               zgrazpof  = zgrazpoc * trb(ji,jj,jk,jpsfe) / ( trb(ji,jj,jk,jppoc) + rtrn)
[3443]167
[12537]168               !  Mesozooplankton flux feeding on GOC and POC. The feeding pressure
169               ! is proportional to the flux
170               !  ------------------------------------------------------------------
[7646]171               zgrazffeg = grazflux  * xstep * wsbio4(ji,jj,jk)      &
[8533]172               &           * tgfunc2(ji,jj,jk) * trb(ji,jj,jk,jpgoc) * trb(ji,jj,jk,jpmes) &
173               &           * (1. - nitrfac(ji,jj,jk))
[5385]174               zgrazfffg = zgrazffeg * trb(ji,jj,jk,jpbfe) / (trb(ji,jj,jk,jpgoc) + rtrn)
[7646]175               zgrazffep = grazflux  * xstep *  wsbio3(ji,jj,jk)     &
[8533]176               &           * tgfunc2(ji,jj,jk) * trb(ji,jj,jk,jppoc) * trb(ji,jj,jk,jpmes) &
177               &           * (1. - nitrfac(ji,jj,jk))
[5385]178               zgrazfffp = zgrazffep * trb(ji,jj,jk,jpsfe) / (trb(ji,jj,jk,jppoc) + rtrn)
[12537]179               
[10362]180               zgraztotc = zgrazd + zgrazz + zgrazn + zgrazpoc + zgrazffep + zgrazffeg
[12537]181               ! Compute the proportion of filter feeders. It is assumed steady state.
182               ! --------------------------------------------------------------------- 
[10362]183               zproport  = (zgrazffep + zgrazffeg)/(rtrn + zgraztotc)
[12537]184
[10362]185               ! Compute fractionation of aggregates. It is assumed that
186               ! diatoms based aggregates are more prone to fractionation
187               ! since they are more porous (marine snow instead of fecal pellets)
[12537]188               ! -----------------------------------------------------------------
[10362]189               zratio    = trb(ji,jj,jk,jpgsi) / ( trb(ji,jj,jk,jpgoc) + rtrn )
190               zratio2   = zratio * zratio
191               zfrac     = zproport * grazflux  * xstep * wsbio4(ji,jj,jk)      &
[5385]192               &          * trb(ji,jj,jk,jpgoc) * trb(ji,jj,jk,jpmes)          &
[4800]193               &          * ( 0.2 + 3.8 * zratio2 / ( 1.**2 + zratio2 ) )
[10362]194               zfracfe   = zfrac * trb(ji,jj,jk,jpbfe) / (trb(ji,jj,jk,jpgoc) + rtrn)
[4148]195
[12537]196               ! Flux feeding is multiplied by the fractional biomass of flux feeders
[10362]197               zgrazffep = zproport * zgrazffep
198               zgrazffeg = zproport * zgrazffeg
199               zgrazfffp = zproport * zgrazfffp
200               zgrazfffg = zproport * zgrazfffg
201               zgraztotc = zgrazd + zgrazz + zgrazn + zgrazpoc + zgrazffep + zgrazffeg
202               zgraztotn = zgrazd * quotad(ji,jj,jk) + zgrazz + zgrazn * quotan(ji,jj,jk)   &
203               &   + zgrazpoc + zgrazffep + zgrazffeg
204               zgraztotf = zgrazf + zgraznf + zgrazz * ferat3 + zgrazpof + zgrazfffp + zgrazfffg
[4148]205
[10362]206               ! Total grazing ( grazing by microzoo is already computed in p4zmicro )
207               zgrazing(ji,jj,jk) = zgraztotc
[3446]208
[12537]209               ! Mesozooplankton efficiency.
210               ! We adopt a formulation proposed by Mitra et al. (2007)
211               ! The gross growth efficiency is controled by the most limiting nutrient.
212               ! Growth is also further decreased when the food quality is poor. This is currently
213               ! hard coded : it can be decreased by up to 50% (zepsherq)
214               ! GGE can also be decreased when food quantity is high, zepsherf (Montagnes and
215               ! Fulton, 2012)
216               ! -----------------------------------------------------------------------------------
[10362]217               zgrasrat  =  ( zgraztotf + rtrn )/ ( zgraztotc + rtrn )
218               zgrasratn =  ( zgraztotn + rtrn )/ ( zgraztotc + rtrn )
[4529]219               zepshert  = MIN( 1., zgrasratn, zgrasrat / ferat3)
[10362]220               zbeta     = MAX(0., (epsher2 - epsher2min) )
221               zepsherf  = epsher2min + zbeta / ( 1.0 + 0.04E6 * 12. * zfood * zbeta ) 
[12349]222               zepsherq  = 0.5 + (1.0 - 0.5) * zepshert * ( 1.0 + 1.0 ) / ( zepshert + 1.0 )
[12360]223               zepsherv  = zepsherf * zepshert * zepsherq
[12524]224               !
225               ! Impact of grazing on the prognostic variables
226               ! ---------------------------------------------
[10362]227               zmortz = ztortz + zrespz
[12537]228               ! Mortality induced by the upper trophic levels, ztortz, is allocated
229               ! according to a infinite chain of predators (ANderson et al., 2013)
[10362]230               zmortzgoc = unass2 / ( 1. - epsher2 ) * ztortz + zrespz
[12524]231               tra(ji,jj,jk,jpmes) = tra(ji,jj,jk,jpmes) - zmortz + zepsherv * zgraztotc
[3443]232               tra(ji,jj,jk,jpdia) = tra(ji,jj,jk,jpdia) - zgrazd
233               tra(ji,jj,jk,jpzoo) = tra(ji,jj,jk,jpzoo) - zgrazz
234               tra(ji,jj,jk,jpphy) = tra(ji,jj,jk,jpphy) - zgrazn
[5385]235               tra(ji,jj,jk,jpnch) = tra(ji,jj,jk,jpnch) - zgrazn * trb(ji,jj,jk,jpnch) / ( trb(ji,jj,jk,jpphy) + rtrn )
236               tra(ji,jj,jk,jpdch) = tra(ji,jj,jk,jpdch) - zgrazd * trb(ji,jj,jk,jpdch) / ( trb(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn )
237               tra(ji,jj,jk,jpdsi) = tra(ji,jj,jk,jpdsi) - zgrazd * trb(ji,jj,jk,jpdsi) / ( trb(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn )
238               tra(ji,jj,jk,jpgsi) = tra(ji,jj,jk,jpgsi) + zgrazd * trb(ji,jj,jk,jpdsi) / ( trb(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn )
[3443]239               tra(ji,jj,jk,jpnfe) = tra(ji,jj,jk,jpnfe) - zgraznf
240               tra(ji,jj,jk,jpdfe) = tra(ji,jj,jk,jpdfe) - zgrazf
[10362]241               tra(ji,jj,jk,jppoc) = tra(ji,jj,jk,jppoc) - zgrazpoc - zgrazffep + zfrac
242               prodpoc(ji,jj,jk) = prodpoc(ji,jj,jk) + zfrac
243               conspoc(ji,jj,jk) = conspoc(ji,jj,jk) - zgrazpoc - zgrazffep
[12524]244               tra(ji,jj,jk,jpgoc) = tra(ji,jj,jk,jpgoc) - zgrazffeg - zfrac
[10362]245               consgoc(ji,jj,jk) = consgoc(ji,jj,jk) - zgrazffeg - zfrac
246               tra(ji,jj,jk,jpsfe) = tra(ji,jj,jk,jpsfe) - zgrazpof - zgrazfffp + zfracfe
[12524]247               tra(ji,jj,jk,jpbfe) = tra(ji,jj,jk,jpbfe) - zgrazfffg - zfracfe
248               ! Calcite remineralization due to zooplankton activity
[12537]249               ! part2 of the ingested calcite is dissolving in the acidic gut
[10362]250               zfracal = trb(ji,jj,jk,jpcal) / (trb(ji,jj,jk,jppoc) + trb(ji,jj,jk,jpgoc) + rtrn )
251               zgrazcal = (zgrazffeg + zgrazpoc) * (1. - part2) * zfracal
[12524]252               ! calcite production by zooplankton activity
[10362]253               zprcaca = xfracal(ji,jj,jk) * zgrazn
254               prodcal(ji,jj,jk) = prodcal(ji,jj,jk) + zprcaca  ! prodcal=prodcal(nanophy)+prodcal(microzoo)+prodcal(mesozoo)
255               !
256               zprcaca = part2 * zprcaca
257               tra(ji,jj,jk,jpdic) = tra(ji,jj,jk,jpdic) + zgrazcal - zprcaca
258               tra(ji,jj,jk,jptal) = tra(ji,jj,jk,jptal) - 2. * ( zgrazcal + zprcaca )
259               tra(ji,jj,jk,jpcal) = tra(ji,jj,jk,jpcal) - zgrazcal + zprcaca
[12537]260 
261               ! Computation of total excretion and egestion by mesozoo.
[12524]262               ! ---------------------------------------------------------
263               zgrarem(ji,jj,jk) = zgraztotc * ( 1. - zepsherv - unass2 ) &
264               &         + ( 1. - epsher2 - unass2 ) / ( 1. - epsher2 ) * ztortz
265               zgraref(ji,jj,jk) = zgraztotc * MAX( 0. , ( 1. - unass2 ) * zgrasrat - ferat3 * zepsherv )    &
266               &         + ferat3 * ( ( 1. - epsher2 - unass2 ) /( 1. - epsher2 ) * ztortz )
267               zgrapoc(ji,jj,jk) = zgraztotc * unass2 + zmortzgoc
268               zgrapof(ji,jj,jk) = zgraztotf * unass2 + ferat3 * zmortzgoc
269            END DO
270         END DO
271      END DO
272
[12537]273      ! Computation of the effect of DVM by mesozooplankton
274      ! This part is only activated if ln_dvm_meso is set to true
275      ! The parameterization has been published in Gorgues et al. (2019).
276      ! -----------------------------------------------------------------
[12524]277      IF (ln_dvm_meso) THEN
278         ALLOCATE( zgramigrem(jpi,jpj), zgramigref(jpi,jpj), zgramigpoc(jpi,jpj), zgramigpof(jpi,jpj) )
279         ALLOCATE( zstrn(jpi,jpj) )
280         zgramigrem(:,:) = 0.0    ;   zgramigref(:,:) = 0.0
281         zgramigpoc(:,:)  = 0.0   ;   zgramigpof(:,:) = 0.0
282
283         ! compute the day length depending on latitude and the day
284         zrum = REAL( nday_year - 80, wp ) / REAL( nyear_len(1), wp )
285         zcodel = ASIN(  SIN( zrum * rpi * 2._wp ) * SIN( rad * 23.5_wp )  )
286
287         ! day length in hours
288         zstrn(:,:) = 0.
289         DO jj = 1, jpj
290            DO ji = 1, jpi
291               zargu = TAN( zcodel ) * TAN( gphit(ji,jj) * rad )
292               zargu = MAX( -1., MIN(  1., zargu ) )
293               zstrn(ji,jj) = MAX( 0.0, 24. - 2. * ACOS( zargu ) / rad / 15. )
294               zstrn(ji,jj) = MIN(0.75, MAX( 0.25, zstrn(ji,jj) / 24.) )
[3443]295            END DO
296         END DO
[12524]297
[12537]298        ! Compute the amount of materials that will go into vertical migration
299        ! This fraction is sumed over the euphotic zone and is removed from
300        ! the fluxes driven by mesozooplankton in the euphotic zone.
301        ! --------------------------------------------------------------------
[12524]302         DO jk = 1, jpk
303            DO jj = 1, jpj
304               DO ji = 1, jpi
305                  zmigreltime = (1. - zstrn(ji,jj))
306                  IF ( gdept_n(ji,jj,jk) <= heup(ji,jj) ) THEN
307                     zgramigrem(ji,jj) = zgramigrem(ji,jj) + xfracmig * zgrarem(ji,jj,jk) * (1. - zmigreltime )    &
308                     &                   * e3t_n(ji,jj,jk) * tmask(ji,jj,jk)
309                     zgramigref(ji,jj) = zgramigref(ji,jj) + xfracmig * zgraref(ji,jj,jk) * (1. - zmigreltime )   &
310                     &                   * e3t_n(ji,jj,jk) * tmask(ji,jj,jk)
311                     zgramigpoc(ji,jj) = zgramigpoc(ji,jj) + xfracmig * zgrapoc(ji,jj,jk) * (1. - zmigreltime )   &
312                     &                   * e3t_n(ji,jj,jk) * tmask(ji,jj,jk)
313                     zgramigpof(ji,jj) = zgramigpof(ji,jj) + xfracmig * zgrapof(ji,jj,jk) * (1. - zmigreltime )   &
314                     &                   * e3t_n(ji,jj,jk) * tmask(ji,jj,jk)
315
316                     zgrarem(ji,jj,jk) = zgrarem(ji,jj,jk) * ( (1.0 - xfracmig) + xfracmig * zmigreltime )
317                     zgraref(ji,jj,jk) = zgraref(ji,jj,jk) * ( (1.0 - xfracmig) + xfracmig * zmigreltime )
318                     zgrapoc(ji,jj,jk) = zgrapoc(ji,jj,jk) * ( (1.0 - xfracmig) + xfracmig * zmigreltime )
319                     zgrapof(ji,jj,jk) = zgrapof(ji,jj,jk) * ( (1.0 - xfracmig) + xfracmig * zmigreltime )
320                  ENDIF
321               END DO
322            END DO
323         END DO
324     
[12537]325         ! The inorganic and organic fluxes induced by migrating organisms are added at the
326         ! the migration depth (corresponding indice is set by kmig)
327         ! --------------------------------------------------------------------------------
[12524]328         DO jj = 1, jpj
329            DO ji = 1, jpi
330               IF (tmask(ji,jj,1) == 1.) THEN
331                  jkt = kmig(ji,jj)
332                  zgrarem(ji,jj,jkt) = zgrarem(ji,jj,jkt) + zgramigrem(ji,jj) / e3t_n(ji,jj,jkt) 
333                  zgraref(ji,jj,jkt) = zgraref(ji,jj,jkt) + zgramigref(ji,jj) / e3t_n(ji,jj,jkt)
334                  zgrapoc(ji,jj,jkt) = zgrapoc(ji,jj,jkt) + zgramigpoc(ji,jj) / e3t_n(ji,jj,jkt)
335                  zgrapof(ji,jj,jkt) = zgrapof(ji,jj,jkt) + zgramigpof(ji,jj) / e3t_n(ji,jj,jkt)
336               ENDIF
337            END DO
338         END DO
339         !
340         ! Deallocate temporary variables
341         ! ------------------------------
342         DEALLOCATE( zgramigrem, zgramigref, zgramigpoc, zgramigpof )
343         DEALLOCATE( zstrn )
344
[12537]345      ! End of the ln_dvm_meso part
[12524]346      ENDIF
347
348      DO jk = 1, jpk
349         DO jj = 1, jpj
350            DO ji = 1, jpi
351               !   Update the arrays TRA which contain the biological sources and sinks
[12537]352               !   This only concerns the variables which are affected by DVM (inorganic
353               !   nutrients, DOC agands, and particulate organic carbon).
[12524]354               zgrarsig  = zgrarem(ji,jj,jk) * sigma2
355               tra(ji,jj,jk,jppo4) = tra(ji,jj,jk,jppo4) + zgrarsig
356               tra(ji,jj,jk,jpnh4) = tra(ji,jj,jk,jpnh4) + zgrarsig
357               tra(ji,jj,jk,jpdoc) = tra(ji,jj,jk,jpdoc) + zgrarem(ji,jj,jk) - zgrarsig
358               !
359               IF( ln_ligand ) THEN
360                  tra(ji,jj,jk,jplgw) = tra(ji,jj,jk,jplgw) + (zgrarem(ji,jj,jk) - zgrarsig) * ldocz
361                  zz2ligprod(ji,jj,jk) = (zgrarem(ji,jj,jk) - zgrarsig) * ldocz
362               ENDIF
363               !
364               tra(ji,jj,jk,jpoxy) = tra(ji,jj,jk,jpoxy) - o2ut * zgrarsig
365               tra(ji,jj,jk,jpfer) = tra(ji,jj,jk,jpfer) + zgraref(ji,jj,jk)
366               zfezoo2(ji,jj,jk)   = zgraref(ji,jj,jk)
367               tra(ji,jj,jk,jpdic) = tra(ji,jj,jk,jpdic) + zgrarsig
368               tra(ji,jj,jk,jptal) = tra(ji,jj,jk,jptal) + rno3 * zgrarsig             
369               tra(ji,jj,jk,jpgoc) = tra(ji,jj,jk,jpgoc) + zgrapoc(ji,jj,jk)
370               prodgoc(ji,jj,jk)   = prodgoc(ji,jj,jk)   + zgrapoc(ji,jj,jk)
371               tra(ji,jj,jk,jpbfe) = tra(ji,jj,jk,jpbfe) + zgrapof(ji,jj,jk)
372            END DO
373         END DO
[3443]374      END DO
375      !
[12537]376      ! Write the output
[5385]377      IF( lk_iomput .AND. knt == nrdttrc ) THEN
[9125]378         ALLOCATE( zw3d(jpi,jpj,jpk) )
[4996]379         IF( iom_use( "GRAZ2" ) ) THEN
[7753]380            zw3d(:,:,:) = zgrazing(:,:,:) * 1.e+3 * rfact2r * tmask(:,:,:)  !   Total grazing of phyto by zooplankton
[4996]381            CALL iom_put( "GRAZ2", zw3d )
382         ENDIF
383         IF( iom_use( "PCAL" ) ) THEN
[7753]384            zw3d(:,:,:) = prodcal(:,:,:) * 1.e+3 * rfact2r * tmask(:,:,:)   !  Calcite production
[4996]385            CALL iom_put( "PCAL", zw3d ) 
386         ENDIF
[10362]387         IF( iom_use( "FEZOO2" ) ) THEN
388            zw3d(:,:,:) = zfezoo2(:,:,:) * 1e9 * 1.e+3 * rfact2r * tmask(:,:,:)   !
389            CALL iom_put( "FEZOO2", zw3d )
390         ENDIF
391         IF( iom_use( "LPRODZ2" ) .AND. ln_ligand )  THEN
392            zw3d(:,:,:) = zz2ligprod(:,:,:) * 1e9 * 1.e+3 * rfact2r * tmask(:,:,:)
393            CALL iom_put( "LPRODZ2"  , zw3d )
394         ENDIF
[9125]395         DEALLOCATE( zw3d )
[3443]396      ENDIF
397      !
[10367]398      IF (ln_ligand)  DEALLOCATE( zz2ligprod )
399      !
[3443]400      IF(ln_ctl)   THEN  ! print mean trends (used for debugging)
401        WRITE(charout, FMT="('meso')")
402        CALL prt_ctl_trc_info(charout)
403        CALL prt_ctl_trc(tab4d=tra, mask=tmask, clinfo=ctrcnm)
404      ENDIF
405      !
[9124]406      IF( ln_timing )   CALL timing_stop('p4z_meso')
[3443]407      !
408   END SUBROUTINE p4z_meso
409
[9124]410
[3443]411   SUBROUTINE p4z_meso_init
412      !!----------------------------------------------------------------------
413      !!                  ***  ROUTINE p4z_meso_init  ***
414      !!
415      !! ** Purpose :   Initialization of mesozooplankton parameters
416      !!
[12537]417      !! ** Method  :   Read the namp4zmes namelist and check the parameters
[3443]418      !!      called at the first timestep (nittrc000)
419      !!
420      !! ** input   :   Namelist nampismes
421      !!----------------------------------------------------------------------
[9124]422      INTEGER ::   ios   ! Local integer
423      !
[10362]424      NAMELIST/namp4zmes/ part2, grazrat2, resrat2, mzrat2, xpref2n, xpref2d, xpref2z,   &
425         &                xpref2c, xthresh2dia, xthresh2phy, xthresh2zoo, xthresh2poc, &
[12524]426         &                xthresh2, xkgraz2, epsher2, epsher2min, sigma2, unass2, grazflux, ln_dvm_meso,  &
427         &                xfracmig
[9124]428      !!----------------------------------------------------------------------
429      !
[9169]430      IF(lwp) THEN
431         WRITE(numout,*) 
432         WRITE(numout,*) 'p4z_meso_init : Initialization of mesozooplankton parameters'
433         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~~'
434      ENDIF
435      !
[12537]436      REWIND( numnatp_ref )              ! Namelist namp4zmes in reference namelist : Pisces mesozooplankton
[7646]437      READ  ( numnatp_ref, namp4zmes, IOSTAT = ios, ERR = 901)
[11536]438901   IF( ios /= 0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namp4zmes in reference namelist' )
[12537]439      REWIND( numnatp_cfg )              ! Namelist namp4zmes in configuration namelist : Pisces mesozooplankton
[7646]440      READ  ( numnatp_cfg, namp4zmes, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
[11536]441902   IF( ios >  0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namp4zmes in configuration namelist' )
[9169]442      IF(lwm) WRITE( numonp, namp4zmes )
[9124]443      !
[3443]444      IF(lwp) THEN                         ! control print
[9169]445         WRITE(numout,*) '   Namelist : namp4zmes'
446         WRITE(numout,*) '      part of calcite not dissolved in mesozoo guts  part2        =', part2
[10362]447         WRITE(numout,*) '      mesozoo preference for phyto                   xpref2n      =', xpref2n
448         WRITE(numout,*) '      mesozoo preference for diatoms                 xpref2d      =', xpref2d
449         WRITE(numout,*) '      mesozoo preference for zoo                     xpref2z      =', xpref2z
450         WRITE(numout,*) '      mesozoo preference for poc                     xpref2c      =', xpref2c
[9169]451         WRITE(numout,*) '      microzoo feeding threshold  for mesozoo        xthresh2zoo  =', xthresh2zoo
452         WRITE(numout,*) '      diatoms feeding threshold  for mesozoo         xthresh2dia  =', xthresh2dia
453         WRITE(numout,*) '      nanophyto feeding threshold for mesozoo        xthresh2phy  =', xthresh2phy
454         WRITE(numout,*) '      poc feeding threshold for mesozoo              xthresh2poc  =', xthresh2poc
455         WRITE(numout,*) '      feeding threshold for mesozooplankton          xthresh2     =', xthresh2
456         WRITE(numout,*) '      exsudation rate of mesozooplankton             resrat2      =', resrat2
457         WRITE(numout,*) '      mesozooplankton mortality rate                 mzrat2       =', mzrat2
458         WRITE(numout,*) '      maximal mesozoo grazing rate                   grazrat2     =', grazrat2
459         WRITE(numout,*) '      mesozoo flux feeding rate                      grazflux     =', grazflux
460         WRITE(numout,*) '      non assimilated fraction of P by mesozoo       unass2       =', unass2
[10362]461         WRITE(numout,*) '      Efficiency of Mesozoo growth                   epsher2      =', epsher2
[12524]462         WRITE(numout,*) '      Minimum Efficiency of Mesozoo growth           epsher2min   =', epsher2min
[9169]463         WRITE(numout,*) '      Fraction of mesozoo excretion as DOM           sigma2       =', sigma2
464         WRITE(numout,*) '      half sturation constant for grazing 2          xkgraz2      =', xkgraz2
[12524]465         WRITE(numout,*) '      Diurnal vertical migration of mesozoo.         ln_dvm_meso  =', ln_dvm_meso
466         WRITE(numout,*) '      Fractional biomass of meso  that performs DVM  xfracmig     =', xfracmig
[3443]467      ENDIF
[9124]468      !
[3443]469   END SUBROUTINE p4z_meso_init
470
[12524]471   SUBROUTINE p4z_meso_depmig 
472      !!----------------------------------------------------------------------
473      !!                  ***  ROUTINE p4z_meso_depmig  ***
474      !!
475      !! ** Purpose :   Computation the migration depth of mesozooplankton
476      !!
477      !! ** Method  :   Computes the DVM depth of mesozooplankton from oxygen
478      !!      temperature and chlorophylle following the parameterization
479      !!      proposed by Bianchi et al. (2013)
480      !!----------------------------------------------------------------------
481      INTEGER  :: ji, jj, jk
482      !
483      REAL(wp) :: totchl
484      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: oxymoy, tempmoy, zdepmoy
485
486      !!---------------------------------------------------------------------
487      !
488      IF( ln_timing == 1 )  CALL timing_start('p4z_meso_zdepmig')
489      !
490      oxymoy(:,:)  = 0.
491      tempmoy(:,:) = 0.
492      zdepmoy(:,:) = 0.
493      depmig (:,:) = 5.
494      kmig   (:,:) = 1
495      !
496      ! Compute the averaged values of oxygen, temperature over the domain
497      ! 150m to 500 m depth.
[12537]498      ! ------------------------------------------------------------------
[12524]499      DO jk =1, jpk
500         DO jj = 1, jpj
501            DO ji = 1, jpi
502               IF (tmask(ji,jj,jk) == 1.) THEN
503                  IF (gdept_n(ji,jj,jk) >= 150. .AND. gdept_n(ji,jj,jk) <= 500.) THEN
504                     oxymoy(ji,jj) = oxymoy(ji,jj) + trb(ji,jj,jk,jpoxy)*e3t_n(ji,jj,jk)*1E6
505                     tempmoy(ji,jj) = tempmoy(ji,jj) + tsn(ji,jj,jk,jp_tem)*e3t_n(ji,jj,jk)
506                     zdepmoy(ji,jj) = zdepmoy(ji,jj) + e3t_n(ji,jj,jk)
507                  ENDIF
508               ENDIF
509            END DO
510         END DO
511      END DO
512
[12537]513      ! Compute the difference between surface values and the mean values in the mesopelagic
514      ! domain
515      ! ------------------------------------------------------------------------------------
[12524]516      DO jj = 1, jpj
517         DO ji = 1, jpi
518            oxymoy(ji,jj) = trb(ji,jj,1,jpoxy)*1E6 - oxymoy(ji,jj) / (zdepmoy(ji,jj) + rtrn)
519            tempmoy(ji,jj) = tsn(ji,jj,1,jp_tem)-tempmoy(ji,jj) / (zdepmoy(ji,jj) + rtrn)
520         END DO
521      END DO
522      !
523      ! Computation of the migration depth based on the parameterization of
524      ! Bianchi et al. (2013)
525      ! -------------------------------------------------------------------
526      DO jj = 1, jpj
527         DO ji = 1, jpi
528            IF (tmask(ji,jj,1) == 1.) THEN
529               totchl = (trb(ji,jj,1,jpnch)+trb(ji,jj,1,jpdch))*1E6
530               depmig(ji,jj) = 398. - 0.56 * oxymoy(ji,jj) -115. * log10(totchl) + 0.36 * hmld(ji,jj) -2.4 * tempmoy(ji,jj)
531            ENDIF
532         END DO
533      END DO
534      !
535      ! Computation of the corresponding jk indice
536      ! ------------------------------------------
537      DO jk = 1, jpk-1
538         DO jj = 1, jpj
539            DO ji = 1, jpi
540               IF (depmig(ji,jj) .GE. gdepw_n(ji,jj,jk) .AND. depmig(ji,jj) .LT. gdepw_n(ji,jj,jk+1) ) THEN
541                  kmig(ji,jj) = jk
542               ENDIF
543            END DO
544         END DO
545      END DO
546      !
547      ! Correction of the migration depth and indice based on O2 levels
548      ! If O2 is too low, imposing a migration depth at this low O2 levels
549      ! would lead to negative O2 concentrations (respiration while O2 is close
550      ! to 0. Thus, to avoid that problem, the migration depth is adjusted so
551      ! that it falls above the OMZ
552      ! -----------------------------------------------------------------------
553      DO ji =1, jpi
554         DO jj = 1, jpj
555            IF (trb(ji,jj,kmig(ji,jj),jpoxy) < 5E-6) THEN
556               DO jk = kmig(ji,jj),1,-1
557                  IF (trb(ji,jj,jk,jpoxy) >= 5E-6 .AND. trb(ji,jj,jk+1,jpoxy)  < 5E-6) THEN
558                     kmig(ji,jj) = jk
559                     depmig(ji,jj) = gdept_n(ji,jj,jk)
560                  ENDIF
561               END DO
562            ENDIF
563         END DO
564      END DO
565      !
566      IF( ln_timing )   CALL timing_stop('p4z_meso_depmig')
567      !
568   END SUBROUTINE p4z_meso_depmig
569
570   INTEGER FUNCTION p4z_meso_alloc()
571      !!----------------------------------------------------------------------
572      !!                     ***  ROUTINE p4z_meso_alloc  ***
573      !!----------------------------------------------------------------------
574      !
575      ALLOCATE( depmig(jpi,jpj), kmig(jpi,jpj), STAT= p4z_meso_alloc  )
576      !
577      IF( p4z_meso_alloc /= 0 ) CALL ctl_stop( 'STOP', 'p4z_meso_alloc : failed to allocate arrays.' )
578      !
579   END FUNCTION p4z_meso_alloc
580
[3443]581   !!======================================================================
[5656]582END MODULE p4zmeso
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.