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.
sedini.F90 in NEMO/branches/2019/dev_r11708_aumont_PISCES_QUOTA/src/TOP/PISCES/SED – NEMO

source: NEMO/branches/2019/dev_r11708_aumont_PISCES_QUOTA/src/TOP/PISCES/SED/sedini.F90 @ 14306

Last change on this file since 14306 was 14306, checked in by aumont, 3 years ago

small bug fixes and improvements in the diagenetic module
  • Property svn:keywords set to Id
File size: 29.7 KB
Line 
1MODULE sedini
2   !!======================================================================
3   !!              ***  MODULE  sedini  ***
4   !! Sediment : define sediment variables
5   !!=====================================================================
6
7   !!----------------------------------------------------------------------
8   !!   sed_init    : initialization, namelist read, and parameters control
9   !!----------------------------------------------------------------------
10   !! * Modules used
11   USE sed     ! sediment global variable
12   USE sed_oce
13   USE sedarr
14   USE sedadv
15   USE trc_oce, ONLY : nn_dttrc
16   USE trcdmp_sed
17   USE trcdta
18   USE iom
19   USE lib_mpp         ! distribued memory computing library
20
21
22   IMPLICIT NONE
23   PRIVATE
24
25   !! Module variables
26   REAL(wp)    ::  &
27      sedzmin = 0.3    ,  &  !: Minimum vertical spacing
28      sedhmax = 10.0   ,  &  !: Maximum depth of the sediment
29      sedkth  = 5.0    ,  &  !: Default parameters
30      sedacr  = 3.0          !: Default parameters
31     
32   REAL(wp)    ::  &
33      porsurf =  0.95  ,  &  !: Porosity at the surface
34      porinf  =  0.75  ,  &  !: Porosity at infinite depth
35      rhox    =  2.0         !: Vertical length scale of porosity variation
36
37   REAL(wp)    ::  &
38      rcopal  =   40.  ,  &  !: reactivity for si    [l.mol-1.an-1]
39      dcoef   =  8.e-6       !: diffusion coefficient (*por)   [cm**2/s]
40
41   REAL(wp), PUBLIC    ::  &
42      redO2    =  133.  ,  &  !: Redfield coef for Oxygen
43      redNo3   =   16.  ,  &  !: Redfield coef for Nitrate
44      redPo4   =    1.  ,  &  !: Redfield coef for Phosphate
45      redC     =  122.  ,  &  !: Redfield coef for Carbon
46      redfep   =  0.175 ,  &  !: Ratio for iron bound phosphorus
47      rcorgl   =   50.  ,  &  !: reactivity for POC/O2 [l.mol-1.an-1]   
48      rcorgs   =   0.5  ,  &  !: reactivity of the semi-labile component
49      rcorgr   =   1E-4 ,  &  !: reactivity of the refractory component
50      rcnh4    =   10E6 ,  &  !: reactivity for O2/NH4 [l.mol-1.an-1] 
51      rch2s    =   1.E5 ,  &  !: reactivity for O2/ODU [l.mol-1.an-1]
52      rcfe2    =   5.E8 ,  &  !: reactivity for O2/Fe2+ [l.mol-1.an-1]
53      rcfeh2s  =   1.E4 ,  &  !: Reactivity for FEOH/H2S [l.mol-1.an-1]
54      rcfes    =   1.E5 ,  &  !: Reactivity for FE2+/H2S [l.mol-1.an-1]
55      rcfeso   =   3.E5 ,  &  !: Reactivity for FES/O2 [l.mol-1.an-1]
56      xksedo2  =   5E-6 ,  &  !: half-sturation constant for oxic remin.
57      xksedno3 =   5E-6 ,  &  !: half-saturation constant for denitrification
58      xksedfeo =   0.6  ,  & !: half-saturation constant for iron remin
59      xksedso4 =   2E-3       !: half-saturation constant for SO4 remin
60
61   REAL(wp)    ::  &
62      rccal   = 1000.,      & !: reactivity for calcite         [l.mol-1.an-1]
63      rcligc  = 1.E-4         !: L/C ratio in POC
64
65   REAL(wp), PUBLIC    ::  dbiot   = 15. , &  !: coefficient for bioturbation    [cm**2.(n-1)]
66      dbtbzsc =  10.0  ,    &  !: Vertical scale of variation. If no variation, mixed layer in the sed [cm]
67      xirrzsc = 2.0            !: Vertical scale of irrigation variation.
68   REAL(wp)    ::  &
69      ryear = 365. * 24. * 3600. !:  1 year converted in second
70
71   REAL(wp), DIMENSION(jpwat), PUBLIC  :: diff1
72   DATA diff1/4.59E-6, 1.104E-5, 4.81E-6 , 9.78E-6, 3.58E-6, 4.81E-6, 9.8E-6, 9.73E-6, 5.0E-6, 3.31E-6 /
73
74   REAL(wp), DIMENSION(jpwat), PUBLIC  :: diff2
75   DATA diff2/1.74E-7, 4.47E-7, 2.51E-7, 3.89E-7, 1.77E-7, 2.51E-7, 3.89E-7, 3.06E-7, 2.5E-7, 1.5E-7 /
76
77
78
79   !! *  Routine accessibility
80   PUBLIC sed_init          ! routine called by opa.F90
81
82   !! $Id$
83CONTAINS
84
85
86   SUBROUTINE sed_init
87      !!----------------------------------------------------------------------
88      !!                   ***  ROUTINE sed_init  ***
89      !!
90      !! ** Purpose :  Initialization of sediment module
91      !!               - Reading namelist
92      !!               - Read the deepest water layer thickness
93      !!                 ( using as mask ) in Netcdf file
94      !!               - Convert unity if necessary
95      !!               - sets initial sediment composition
96      !!                 ( only clay or reading restart file )
97      !!               - sets sediment grid, porosity and others constants
98      !!
99      !!   History :
100      !!        !  04-10  (N. Emprin, M. Gehlen )  Original code
101      !!        !  06-07  (C. Ethe)  Re-organization
102      !!----------------------------------------------------------------------
103      INTEGER :: ji, jj, ikt, ierr
104      !!----------------------------------------------------------------------
105
106
107      ! Reading namelist.sed variables
108      !---------------------------------------
109
110      CALL ctl_opn( numsed, 'sediment.output', 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, numout, .FALSE. )
111
112      IF (lwp) THEN
113         WRITE(numsed,*)
114         WRITE(numsed,*) '                 PISCES framework'
115         WRITE(numsed,*) '                 SEDIMENT model'
116         WRITE(numsed,*) '                version 3.0  (2018) '
117         WRITE(numsed,*)
118         WRITE(numsed,*)
119      ENDIF
120
121      IF(lwp) WRITE(numsed,*) ' sed_init : Initialization of sediment module  '
122      IF(lwp) WRITE(numsed,*) ' '
123
124      ! Read sediment Namelist
125      !-------------------------
126      CALL sed_init_nam
127
128      ! Allocate SEDIMENT arrays
129      ierr =        sed_alloc()
130      ierr = ierr + sed_oce_alloc()
131      ierr = ierr + sed_adv_alloc() 
132      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sed_ini: unable to allocate sediment model arrays' )
133
134      ! Determination of sediments number of points and allocate global variables
135      epkbot(:,:) = 0.
136      DO jj = 1, jpj
137         DO ji = 1, jpi
138            ikt = mbkt(ji,jj) 
139            IF( tmask(ji,jj,ikt) == 1 ) epkbot(ji,jj) = e3t_1d(ikt)
140            gdepbot(ji,jj) = gdepw_0(ji,jj,ikt)
141         ENDDO
142      ENDDO
143
144      ! computation of total number of ocean points
145      !--------------------------------------------
146      sedmask = 0.
147      IF ( COUNT( epkbot(:,:) > 0. ) == 0 ) THEN
148          sedmask = 0.
149      ELSE
150          sedmask = 1.
151      ENDIF
152      jpoce  = MAX( COUNT( epkbot(:,:) > 0. ) , 1 )
153
154      ! Allocate memory size of global variables
155      ALLOCATE( pwcp (jpoce,jpksed,jpwat) )  ;  ALLOCATE( pwcp0 (jpoce,jpksed,jpwat) ) ;  ALLOCATE( pwcp_dta  (jpoce,jpwat) )
156      ALLOCATE( solcp(jpoce,jpksed,jpsol) )  ;  ALLOCATE( solcp0(jpoce,jpksed,jpsol) ) ;  ALLOCATE( rainrm_dta(jpoce,jpsol) )
157      ALLOCATE( rainrm(jpoce,jpsol) )        ;  ALLOCATE( rainrg(jpoce,jpsol) )        ;  ALLOCATE( raintg(jpoce) ) 
158      ALLOCATE( dzdep(jpoce) )               ;  ALLOCATE( iarroce(jpoce) )             ;  ALLOCATE( dzkbot(jpoce) )
159      ALLOCATE( zkbot(jpoce) )               ;  ALLOCATE( db(jpoce,jpksed) )
160      ALLOCATE( temp(jpoce) )                ;  ALLOCATE( salt(jpoce) ) 
161      ALLOCATE( diff(jpoce,jpksed,jpwat ) )  ;  ALLOCATE( irrig(jpoce, jpksed) )
162      ALLOCATE( wacc(jpoce) )                ;  ALLOCATE( fecratio(jpoce) )
163      ALLOCATE( press(jpoce) )               ;  ALLOCATE( densSW(jpoce) ) 
164      ALLOCATE( hipor(jpoce,jpksed) )        ;  ALLOCATE( co3por(jpoce,jpksed) )
165      ALLOCATE( dz3d(jpoce,jpksed) )         ;  ALLOCATE( volw3d(jpoce,jpksed) )       ;  ALLOCATE( vols3d(jpoce,jpksed) )
166      ALLOCATE( sedligand(jpoce, jpksed) )
167
168      ! Initialization of global variables
169      pwcp  (:,:,:) = 0.   ;  pwcp0 (:,:,:) = 0.  ; pwcp_dta  (:,:) = 0. 
170      solcp (:,:,:) = 0.   ;  solcp0(:,:,:) = 0.  ; rainrm_dta(:,:) = 0.
171      rainrm(:,:  ) = 0.   ;  rainrg(:,:  ) = 0.  ; raintg    (:  ) = 0. 
172      dzdep (:    ) = 0.   ;  iarroce(:   ) = 0   ; dzkbot    (:  ) = 0.
173      temp  (:    ) = 0.   ;  salt   (:   ) = 0.  ; zkbot     (:  ) = 0.
174      press (:    ) = 0.   ;  densSW (:   ) = 0.  ; db        (:,:) = 0. 
175      hipor (:,:  ) = 0.   ;  co3por (:,: ) = 0.  ; irrig     (:,:) = 0. 
176      dz3d  (:,:  ) = 0.   ;  volw3d (:,: ) = 0.  ; vols3d    (:,:) = 0. 
177      fecratio(:)   = 1E-5 
178      sedligand(:,:) = 0.6E-9
179
180      ! Chemical variables     
181      ALLOCATE( akbs  (jpoce) )  ;  ALLOCATE( ak1s   (jpoce) )  ;  ALLOCATE( ak2s  (jpoce) ) ;  ALLOCATE( akws  (jpoce) )     
182      ALLOCATE( ak1ps (jpoce) )  ;  ALLOCATE( ak2ps  (jpoce) )  ;  ALLOCATE( ak3ps (jpoce) ) ;  ALLOCATE( aksis (jpoce) )   
183      ALLOCATE( aksps (jpoce) )  ;  ALLOCATE( ak12s  (jpoce) )  ;  ALLOCATE( ak12ps(jpoce) ) ;  ALLOCATE( ak123ps(jpoce) )   
184      ALLOCATE( borats(jpoce) )  ;  ALLOCATE( calcon2(jpoce) )  ;  ALLOCATE( sieqs (jpoce) ) 
185      ALLOCATE( aks3s(jpoce) )   ;  ALLOCATE( akf3s(jpoce) )    ;  ALLOCATE( sulfats(jpoce) )
186      ALLOCATE( fluorids(jpoce) )
187
188      akbs  (:) = 0. ;   ak1s   (:) = 0. ;  ak2s  (:) = 0. ;   akws   (:) = 0.
189      ak1ps (:) = 0. ;   ak2ps  (:) = 0. ;  ak3ps (:) = 0. ;   aksis  (:) = 0.
190      aksps (:) = 0. ;   ak12s  (:) = 0. ;  ak12ps(:) = 0. ;   ak123ps(:) = 0.
191      borats(:) = 0. ;   calcon2(:) = 0. ;  sieqs (:) = 0.
192      aks3s(:)  = 0. ;   akf3s(:)   = 0. ;  sulfats(:) = 0. ;  fluorids(:) = 0.
193
194      ! Mass balance calculation 
195      ALLOCATE( fromsed(jpoce, jpsol) ) ; ALLOCATE( tosed(jpoce, jpsol) ) ;  ALLOCATE( rloss(jpoce, jpsol) )
196      ALLOCATE( tokbot (jpoce, jpwat) ) 
197
198      fromsed(:,:) = 0.    ;   tosed(:,:) = 0. ;  rloss(:,:) = 0.  ;   tokbot(:,:) = 0. 
199
200      ! Initialization of sediment geometry
201      !------------------------------------
202      CALL sed_init_geom
203
204      ! Offline specific mode
205      ! ---------------------
206      ln_sediment_offline = .FALSE.
207
208#if defined key_sed_off
209      ln_sediment_offline = .TRUE.
210      IF (lwp) write(numsed,*) 'Sediment module is run in offline mode'
211      IF (lwp) write(numsed,*) 'key_sed_off is activated at compilation time'
212      IF (lwp) write(numsed,*) 'ln_sed_2way is forced to false'
213      IF (lwp) write(numsed,*) '--------------------------------------------'
214      ln_sed_2way = .FALSE.
215#endif
216      ! Initialisation of tracer damping
217      ! --------------------------------
218      IF (ln_sediment_offline) THEN
219         CALL trc_dmp_sed_ini
220      ENDIF
221
222   END SUBROUTINE sed_init
223
224   SUBROUTINE sed_init_geom
225      !!----------------------------------------------------------------------
226      !!                   ***  ROUTINE sed_init_geom  ***
227      !!
228      !! ** Purpose :  Initialization of sediment geometry
229      !!               - Read the deepest water layer thickness
230      !!                 ( using as mask ) in Netcdf file
231      !!               - sets sediment grid, porosity and molecular weight
232      !!                 and others constants
233      !!
234      !!   History :
235      !!        !  06-07  (C. Ethe)  Original
236      !!----------------------------------------------------------------------
237      !! * Modules used
238      !! * local declarations
239      INTEGER  :: ji, jj, jk, jn
240      REAL(wp) :: za0, za1, zt, zw, zsum, zsur, zprof, zprofw
241      REAL(wp) :: ztmp1, ztmp2
242      !----------------------------------------------------------
243
244      IF(lwp) WRITE(numsed,*) ' sed_init_geom : Initialization of sediment geometry '
245      IF(lwp) WRITE(numsed,*) ' '
246
247      ! Computation of 1D array of sediments points
248      indoce = 0
249      DO jj = 1, jpj
250         DO ji = 1, jpi
251            IF (  epkbot(ji,jj) > 0. ) THEN
252               indoce          = indoce + 1
253               iarroce(indoce) = (jj - 1) * jpi + ji
254            ENDIF
255         END DO
256      END DO
257
258      IF ( indoce .EQ. 0 ) THEN
259         indoce = 1
260         iarroce(indoce) = 1
261      ENDIF
262
263      IF( indoce .NE. jpoce ) THEN
264         CALL ctl_stop( 'STOP', 'sed_ini: number of ocean points indoce doesn''t match  number of point' )
265      ELSE
266         IF (lwp) WRITE(numsed,*) ' '
267         IF (lwp) WRITE(numsed,*) ' total number of ocean points jpoce =  ',jpoce
268         IF (lwp) WRITE(numsed,*) ' '
269      ENDIF
270
271      ! initialization of dzkbot in [cm]
272      !------------------------------------------------   
273      CALL pack_arr ( jpoce, dzkbot(1:jpoce), epkbot(1:jpi,1:jpj), iarroce(1:jpoce) )
274      dzkbot(1:jpoce) = dzkbot(1:jpoce) * 1.e+2 
275      CALL pack_arr ( jpoce, zkbot(1:jpoce), gdepbot(1:jpi,1:jpj), iarroce(1:jpoce) )
276
277      ! Geometry and  constants
278      ! sediment layer thickness [cm]
279      ! (1st layer= diffusive layer = pur water)
280      !------------------------------------------
281      za1  = (  sedzmin - sedhmax / FLOAT(jpksed-1)  )                                                      &
282         & / ( TANH((1-sedkth)/sedacr) - sedacr/FLOAT(jpksed-1) * (  LOG( COSH( (jpksed - sedkth) / sedacr) )      &
283         &                                                   - LOG( COSH( ( 1  - sedkth) / sedacr) )  )  )
284      za0  = sedzmin - za1 * TANH( (1-sedkth) / sedacr )
285      zsur = - za0 - za1 * sedacr * LOG( COSH( (1-sedkth) / sedacr )  )
286
287      profsedw(1) = 0.0
288      profsed(1) = -dz(1) / 2.
289      DO jk = 2, jpksed
290         zw = REAL( jk , wp )
291         zt = REAL( jk , wp ) - 0.5_wp
292         profsed(jk)  = ( zsur + za0 * zt + za1 * sedacr * LOG ( COSH( (zt-sedkth) / sedacr ) )  ) 
293         profsedw(jk) = ( zsur + za0 * zw + za1 * sedacr * LOG ( COSH( (zw-sedkth) / sedacr ) )  )
294      END DO
295
296      dz(1) = 0.1
297      DO jk = 2, jpksed
298         dz(jk) = profsedw(jk) - profsedw(jk-1)
299      END DO
300
301      DO jk = 1, jpksed
302         DO ji = 1, jpoce
303            dz3d(ji,jk) = dz(jk)
304         END DO
305      ENDDO
306
307      !  Porosity profile [0]
308      !---------------------
309      por(1) = 1.0
310      DO jk = 2, jpksed
311         por(jk) = porinf + ( porsurf-porinf) * exp(-rhox * (profsed(jk) ) )
312      END DO
313 
314      ! inverse of  Porosity profile
315      !-----------------------------
316      por1(:) = 1. - por(:)
317
318      ! Volumes of pore water and solid fractions (vector and array)
319      !     WARNING : volw(1) and vols(1) are sublayer volums
320      volw(:) = dz(:) * por(:)
321      vols(:) = dz(:) * por1(:)
322
323      ! temporary new value for dz3d(:,1)
324      dz3d(1:jpoce,1) = dzkbot(1:jpoce)
325
326      ! WARNING : volw3d(:,1) and vols3d(:,1) are deepest water column volums
327      DO jk = 1, jpksed
328         volw3d(1:jpoce,jk) = dz3d(1:jpoce,jk) * por (jk)
329         vols3d(1:jpoce,jk) = dz3d(1:jpoce,jk) * por1(jk)
330      ENDDO
331
332      ! Back to the old sublayer vlaue for dz3d(:,1)
333      dz3d(1:jpoce,1) = dz(1)
334
335      !---------------------------------------------
336      ! Molecular weight [g/mol] for solid species
337      !---------------------------------------------
338
339      ! opal=sio2*0.4(h20)=28+2*16+0.4*(2+16)
340      !---------------------------------------
341      mol_wgt(jsopal) = 28. + 2. * 16. + 0.4 * ( 2. + 16. ) 
342
343      !  clay
344      !  some kind of Illit (according to Pape)
345      !  K0.58(Al 1.38 Fe(III)0.37Fe(II)0.04Mg0.34)[(OH)2|(Si3.41Al0.59)O10]
346      !--------------------------------------------------------------------
347      mol_wgt(jsclay) = 0.58 * 39. + 1.38 * 27. + ( 0.37 + 0.04 ) * 56.+ &
348         &              0.34 * 24. + 2. * ( 16. + 1. ) + 3.41 * 38. +    &
349         &              0.59 * 27. + 10. * 16.
350
351      mol_wgt(jsfeo)  = 55.0 + 3.0 * ( 16.0 + 1.0)
352
353      mol_wgt(jsfes)  = 55.0 + 32.0
354
355      ! for chemistry Poc : C(122)H(244)O(86)N(16)P(1)
356      ! But den sity of Poc is an Hydrated material (= POC + 30H2O)
357      ! So C(122)H(355)O(120)N(16)P(1)
358      !------------------------------------------------------------
359      mol_wgt(jspoc) = ( 122. * 12. + 355. + 120. * 16.+ &
360         &                16. * 14. + 31. ) / 122.
361      mol_wgt(jspos) = mol_wgt(jspoc)
362      mol_wgt(jspor) = mol_wgt(jspoc)
363
364      ! CaCO3
365      !---------
366      mol_wgt(jscal) = 40. + 12. + 3. * 16.
367
368      ! Density of solid material in sediment [g/cm**3]
369      !------------------------------------------------
370      denssol = 2.6
371
372      ! Accumulation rate from Burwicz et al. (2011). This is used to
373      ! compute the flux of clays and minerals
374      ! --------------------------------------------------------------
375      DO ji = 1, jpoce
376          ztmp1 = 0.117 / ( 1.0 + ( zkbot(ji) / 200.)**3 )
377          ztmp2 = 0.006 / ( 1.0 + ( zkbot(ji) / 4000.)**10 )
378          wacc(ji) = (ztmp1 + ztmp2)/10.0
379          wacc(ji) = ztmp2 / 10.0
380      END DO
381
382
383      ! Initialization of time step as function of porosity [cm**2/s]
384      !------------------------------------------------------------------
385   END SUBROUTINE sed_init_geom
386
387   SUBROUTINE sed_init_nam
388      !!----------------------------------------------------------------------
389      !!                   ***  ROUTINE sed_init_nam  ***
390      !!
391      !! ** Purpose :  Initialization of sediment geometry
392      !!               - Reading namelist and defines constants variables
393      !!
394      !!   History :
395      !!        !  06-07  (C. Ethe)  Original
396      !!----------------------------------------------------------------------
397
398      INTEGER ::   numnamsed_ref = -1           !! Logical units for namelist sediment
399      INTEGER ::   numnamsed_cfg = -1           !! Logical units for namelist sediment
400      INTEGER :: ios                 ! Local integer output status for namelist read
401      CHARACTER(LEN=20)   ::   clname
402
403      TYPE PSED
404         CHARACTER(len = 20)  :: snamesed   !: short name
405         CHARACTER(len = 80 ) :: lnamesed   !: long name
406         CHARACTER(len = 20 ) :: unitsed    !: unit
407      END TYPE PSED
408
409      TYPE(PSED) , DIMENSION(jpsol     ) :: sedsol
410      TYPE(PSED) , DIMENSION(jpwat     ) :: sedwat
411      TYPE(PSED) , DIMENSION(jpdia3dsed) :: seddiag3d
412      TYPE(PSED) , DIMENSION(jpdia2dsed) :: seddiag2d
413
414      NAMELIST/nam_run/nrseddt,ln_sed_2way
415      NAMELIST/nam_geom/jpksed, sedzmin, sedhmax, sedkth, sedacr, porsurf, porinf, rhox
416      NAMELIST/nam_trased/sedsol, sedwat
417      NAMELIST/nam_diased/seddiag3d, seddiag2d
418      NAMELIST/nam_inorg/rcopal, dcoef, rccal, ratligc, rcligc
419      NAMELIST/nam_poc/redO2, redNo3, redPo4, redC, redfep, rcorgl, rcorgs,  &
420         &             rcorgr, rcnh4, rch2s, rcfe2, rcfeh2s, rcfes, rcfeso,  &
421         &             xksedo2, xksedno3, xksedfeo, xksedso4
422      NAMELIST/nam_btb/dbiot, ln_btbz, dbtbzsc, adsnh4, ln_irrig, xirrzsc
423      NAMELIST/nam_rst/ln_rst_sed, cn_sedrst_indir, cn_sedrst_outdir, cn_sedrst_in, cn_sedrst_out
424
425      INTEGER :: ji, jn, jn1
426      !-------------------------------------------------------
427
428      IF(lwp) WRITE(numsed,*) ' sed_init_nam : Read namelists '
429      IF(lwp) WRITE(numsed,*) ' '
430
431      ! ryear = 1 year converted in second
432      !------------------------------------
433      IF (lwp) THEN
434         WRITE(numsed,*) ' '
435         WRITE(numsed,*) 'number of seconds in one year : ryear = ', ryear
436         WRITE(numsed,*) ' '     
437      ENDIF
438
439      ! Reading namelist.sed variables
440      !---------------------------------
441      clname = 'namelist_sediment'
442      IF(lwp) WRITE(numsed,*) ' sed_init_nam : read SEDIMENT namelist'
443      IF(lwp) WRITE(numsed,*) ' ~~~~~~~~~~~~~~'
444      CALL ctl_opn( numnamsed_ref, TRIM( clname )//'_ref', 'OLD'    , 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, numout, .FALSE. )
445      CALL ctl_opn( numnamsed_cfg, TRIM( clname )//'_cfg', 'OLD'    , 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, numout, .FALSE. )
446
447      nitsed000 = nittrc000
448      nitsedend = nitend
449      ! Namelist nam_run
450      REWIND( numnamsed_ref )              ! Namelist nam_run in reference namelist : Pisces variables
451      READ  ( numnamsed_ref, nam_run, IOSTAT = ios, ERR = 901)
452901   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_run in reference namelist' )
453
454      REWIND( numnamsed_cfg )              ! Namelist nam_run in reference namelist : Pisces variables
455      READ  ( numnamsed_cfg, nam_run, IOSTAT = ios, ERR = 902)
456902   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_run in configuration namelist' )
457
458      IF (lwp) THEN
459         WRITE(numsed,*) ' namelist nam_run'
460         WRITE(numsed,*) ' Nb of iterations for fast species    nrseddt = ', nrseddt
461         WRITE(numsed,*) ' 2-way coupling between PISCES and Sed ln_sed_2way = ', ln_sed_2way
462      ENDIF
463
464      IF ( ln_p5z .AND. ln_sed_2way ) CALL ctl_stop( '2 ways coupling with sediment cannot be activated with PISCES-QUOTA' )
465
466      REWIND( numnamsed_ref )              ! Namelist nam_geom in reference namelist : Pisces variables
467      READ  ( numnamsed_ref, nam_geom, IOSTAT = ios, ERR = 903)
468903   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_geom in reference namelist' )
469
470      REWIND( numnamsed_cfg )              ! Namelist nam_geom in reference namelist : Pisces variables
471      READ  ( numnamsed_cfg, nam_geom, IOSTAT = ios, ERR = 904)
472904   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_geom in configuration namelist' )
473
474      IF (lwp) THEN
475         WRITE(numsed,*) ' namelist nam_geom'
476         WRITE(numsed,*) ' Number of vertical layers            jpksed  = ', jpksed
477         WRITE(numsed,*) ' Minimum vertical spacing             sedzmin = ', sedzmin
478         WRITE(numsed,*) ' Maximum depth of the sediment        sedhmax = ', sedhmax
479         WRITE(numsed,*) ' Default parameter                    sedkth  = ', sedkth
480         WRITE(numsed,*) ' Default parameter                    sedacr  = ', sedacr
481         WRITE(numsed,*) ' Sediment porosity at the surface     porsurf = ', porsurf
482         WRITE(numsed,*) ' Sediment porosity at infinite depth  porinf  = ', porinf
483         WRITE(numsed,*) ' Length scale of porosity variation   rhox    = ', rhox
484      ENDIF
485
486      jpksedm1  = jpksed - 1
487      dtsed = r2dttrc
488
489      REWIND( numnamsed_ref )              ! Namelist nam_trased in reference namelist : Pisces variables
490      READ  ( numnamsed_ref, nam_trased, IOSTAT = ios, ERR = 905)
491905   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_trased in reference namelist' )
492
493      REWIND( numnamsed_cfg )              ! Namelist nam_trased in reference namelist : Pisces variables
494      READ  ( numnamsed_cfg, nam_trased, IOSTAT = ios, ERR = 906)
495906   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_trased in configuration namelist' )
496
497      DO jn = 1, jpsol
498         sedtrcd(jn) = sedsol(jn)%snamesed
499         sedtrcl(jn) = sedsol(jn)%lnamesed
500         sedtrcu(jn) = sedsol(jn)%unitsed
501      END DO
502
503      DO jn = 1, jpwat
504         jn1 = jn + jpsol
505         sedtrcd(jn1) = sedwat(jn)%snamesed
506         sedtrcl(jn1) = sedwat(jn)%lnamesed
507         sedtrcu(jn1) = sedwat(jn)%unitsed
508      END DO
509
510      IF (lwp) THEN
511         WRITE(numsed,*) ' namelist nam_trased'
512         WRITE(numsed,*) ' '
513         DO jn = 1, jptrased
514            WRITE(numsed,*) 'name of 3d output sediment field number :',jn,' : ',TRIM(sedtrcd(jn))
515            WRITE(numsed,*) 'long name ', TRIM(sedtrcl(jn))
516            WRITE(numsed,*) ' in unit = ', TRIM(sedtrcu(jn))
517            WRITE(numsed,*) ' '
518         END DO
519         WRITE(numsed,*) ' '
520      ENDIF
521
522      REWIND( numnamsed_ref )              ! Namelist nam_diased in reference namelist : Pisces variables
523      READ  ( numnamsed_ref, nam_diased, IOSTAT = ios, ERR = 907)
524907   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_diased in reference namelist' )
525
526      REWIND( numnamsed_cfg )              ! Namelist nam_diased in reference namelist : Pisces variables
527      READ  ( numnamsed_cfg, nam_diased, IOSTAT = ios, ERR = 908)
528908   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_diased in configuration namelist' )
529     
530      DO jn = 1, jpdia3dsed
531         seddia3d(jn) = seddiag3d(jn)%snamesed
532         seddia3l(jn) = seddiag3d(jn)%lnamesed
533         seddia3u(jn) = seddiag3d(jn)%unitsed
534      END DO
535
536      DO jn = 1, jpdia2dsed
537         seddia2d(jn) = seddiag2d(jn)%snamesed
538         seddia2l(jn) = seddiag2d(jn)%lnamesed
539         seddia2u(jn) = seddiag2d(jn)%unitsed
540      END DO
541
542      IF (lwp) THEN
543         WRITE(numsed,*) ' namelist nam_diased'
544         WRITE(numsed,*) ' '
545         DO jn = 1, jpdia3dsed
546            WRITE(numsed,*) 'name of 3D output diag number :',jn, ' : ', TRIM(seddia3d(jn))
547            WRITE(numsed,*) 'long name ', TRIM(seddia3l(jn))
548            WRITE(numsed,*) ' in unit = ',TRIM(seddia3u(jn))
549            WRITE(numsed,*) ' '
550         END DO
551
552         DO jn = 1, jpdia2dsed
553            WRITE(numsed,*) 'name of 2D output diag number :',jn, ' : ', TRIM(seddia2d(jn))
554            WRITE(numsed,*) 'long name ', TRIM(seddia2l(jn))
555            WRITE(numsed,*) ' in unit = ',TRIM(seddia2u(jn))
556            WRITE(numsed,*) ' '
557         END DO
558
559         WRITE(numsed,*) ' '
560      ENDIF
561
562      ! Inorganic chemistry parameters
563      !----------------------------------
564      REWIND( numnamsed_ref )              ! Namelist nam_inorg in reference namelist : Pisces variables
565      READ  ( numnamsed_ref, nam_inorg, IOSTAT = ios, ERR = 909)
566909   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_inorg in reference namelist' )
567
568      REWIND( numnamsed_cfg )              ! Namelist nam_inorg in reference namelist : Pisces variables
569      READ  ( numnamsed_cfg, nam_inorg, IOSTAT = ios, ERR = 910)
570910   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_inorg in configuration namelist' )
571
572      IF (lwp) THEN
573         WRITE(numsed,*) ' namelist nam_inorg'
574         WRITE(numsed,*) ' reactivity for Si      rcopal  = ', rcopal
575         WRITE(numsed,*) ' diff. coef for por.    dcoef   = ', dcoef
576         WRITE(numsed,*) ' reactivity for calcite rccal   = ', rccal
577         WRITE(numsed,*) ' L/C ratio in POC       ratligc = ', ratligc
578         WRITE(numsed,*) ' reactivity for ligands rcligc  = ', rcligc
579         WRITE(numsed,*) ' '
580      ENDIF
581
582      ! Unity conversion to get saturation conc. psat in [mol.l-1]
583      ! and reactivity rc in  [l.mol-1.s-1]
584      !----------------------------------------------------------
585      reac_sil   = rcopal / ryear     
586      reac_ligc  = rcligc / ryear
587
588      ! Additional parameter linked to POC/O2/No3/Po4
589      !----------------------------------------------
590      REWIND( numnamsed_ref )              ! Namelist nam_poc in reference namelist : Pisces variables
591      READ  ( numnamsed_ref, nam_poc, IOSTAT = ios, ERR = 911)
592911   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_poc in reference namelist' )
593
594      REWIND( numnamsed_cfg )              ! Namelist nam_poc in reference namelist : Pisces variables
595      READ  ( numnamsed_cfg, nam_poc, IOSTAT = ios, ERR = 912)
596912   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_poc in configuration namelist' )
597
598      IF (lwp) THEN
599         WRITE(numsed,*) ' namelist nam_poc'
600         WRITE(numsed,*) ' Redfield coef for oxy            redO2    = ', redO2
601         WRITE(numsed,*) ' Redfield coef for no3            redNo3   = ', redNo3
602         WRITE(numsed,*) ' Redfield coef for po4            redPo4   = ', redPo4
603         WRITE(numsed,*) ' Redfield coef for carbon         redC     = ', redC
604         WRITE(numsed,*) ' Ration for iron bound P          redfep   = ', redfep
605         WRITE(numsed,*) ' reactivity for labile POC        rcorgl   = ', rcorgl
606         WRITE(numsed,*) ' reactivity for semi-refract. POC rcorgs   = ', rcorgs
607         WRITE(numsed,*) ' reactivity for refractory POC    rcorgr   = ', rcorgr
608         WRITE(numsed,*) ' reactivity for NH4               rcnh4    = ', rcnh4
609         WRITE(numsed,*) ' reactivity for H2S               rch2s    = ', rch2s
610         WRITE(numsed,*) ' reactivity for Fe2+              rcfe2    = ', rcfe2
611         WRITE(numsed,*) ' reactivity for FeOH/H2S          rcfeh2s  = ', rcfeh2s
612         WRITE(numsed,*) ' reactivity for Fe2+/H2S          rcfes    = ', rcfes
613         WRITE(numsed,*) ' reactivity for FeS/O2            rcfeso   = ', rcfeso
614         WRITE(numsed,*) ' Half-sat. cste for oxic remin    xksedo2  = ', xksedo2
615         WRITE(numsed,*) ' Half-sat. cste for denit.        xksedno3 = ', xksedno3
616         WRITE(numsed,*) ' Half-sat. cste for iron remin    xksedfeo = ', xksedfeo
617         WRITE(numsed,*) ' Half-sat. cste for SO4 remin     xksedso4 = ', xksedso4
618         WRITE(numsed,*) ' '
619      ENDIF
620
621
622      so2ut  = redO2    / redC
623      srno3  = redNo3   / redC
624      spo4r  = redPo4   / redC
625      srDnit = ( (redO2 + 32. ) * 0.8 - redNo3 - redNo3 * 0.6 ) / redC
626      ! reactivity rc in  [l.mol-1.s-1]
627      reac_pocl  = rcorgl / ryear
628      reac_pocs  = rcorgs / ryear
629      reac_pocr  = rcorgr / ryear
630      reac_nh4   = rcnh4  / ryear
631      reac_h2s   = rch2s  / ryear
632      reac_fe2   = rcfe2  / ryear
633      reac_feh2s = rcfeh2s/ ryear
634      reac_fes   = rcfes  / ryear
635      reac_feso  = rcfeso / ryear
636
637      ! reactivity rc in  [l.mol-1.s-1]     
638      reac_cal = rccal / ryear
639
640      ! Bioturbation parameter
641      !------------------------
642      REWIND( numnamsed_ref )              ! Namelist nam_btb in reference namelist : Pisces variables
643      READ  ( numnamsed_ref, nam_btb, IOSTAT = ios, ERR = 913)
644913   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_btb in reference namelist' )
645
646      REWIND( numnamsed_cfg )              ! Namelist nam_btb in reference namelist : Pisces variables
647      READ  ( numnamsed_cfg, nam_btb, IOSTAT = ios, ERR = 914)
648914   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_btb in configuration namelist' )
649
650      IF (lwp) THEN
651         WRITE(numsed,*) ' namelist nam_btb ' 
652         WRITE(numsed,*) ' coefficient for bioturbation      dbiot    = ', dbiot
653         WRITE(numsed,*) ' Depth varying bioturbation        ln_btbz  = ', ln_btbz
654         WRITE(numsed,*) ' coefficient for btb attenuation   dbtbzsc  = ', dbtbzsc
655         WRITE(numsed,*) ' Adsorption coefficient of NH4     adsnh4   = ', adsnh4
656         WRITE(numsed,*) ' Bioirrigation in sediment         ln_irrig = ', ln_irrig
657         WRITE(numsed,*) ' coefficient for irrig attenuation xirrzsc  = ', xirrzsc
658         WRITE(numsed,*) ' '
659      ENDIF
660
661      ! Initial value (t=0) for sediment pore water and solid components
662      !----------------------------------------------------------------
663      REWIND( numnamsed_ref )              ! Namelist nam_rst in reference namelist : Pisces variables
664      READ  ( numnamsed_ref, nam_rst, IOSTAT = ios, ERR = 915)
665915   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_rst in reference namelist' )
666
667      REWIND( numnamsed_cfg )              ! Namelist nam_rst in reference namelist : Pisces variables
668      READ  ( numnamsed_cfg, nam_rst, IOSTAT = ios, ERR = 916)
669916   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_rst in configuration namelist' )
670
671      IF (lwp) THEN
672         WRITE(numsed,*) ' namelist  nam_rst ' 
673         WRITE(numsed,*) '  boolean term for restart (T or F) ln_rst_sed = ', ln_rst_sed 
674         WRITE(numsed,*) ' '
675      ENDIF
676      nn_dtsed = nn_dttrc
677
678      CLOSE( numnamsed_cfg )
679      CLOSE( numnamsed_ref )
680
681   END SUBROUTINE sed_init_nam
682
683END MODULE sedini
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.