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.
p4zsed.F90 in NEMO/branches/2019/dev_r11842_SI3-10_EAP/src/TOP/PISCES/P4Z – NEMO

source: NEMO/branches/2019/dev_r11842_SI3-10_EAP/src/TOP/PISCES/P4Z/p4zsed.F90 @ 13662

Last change on this file since 13662 was 13662, checked in by clem, 4 years ago

update to almost r4.0.4
  • Property svn:keywords set to Id
File size: 24.5 KB
Line 
1MODULE p4zsed
2   !!======================================================================
3   !!                         ***  MODULE p4sed  ***
4   !! TOP :   PISCES Compute loss of organic matter in the sediments
5   !!======================================================================
6   !! History :   1.0  !  2004-03 (O. Aumont) Original code
7   !!             2.0  !  2007-12 (C. Ethe, G. Madec)  F90
8   !!             3.4  !  2011-06 (C. Ethe) USE of fldread
9   !!             3.5  !  2012-07 (O. Aumont) improvment of river input of nutrients
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   !!   p4z_sed        :  Compute loss of organic matter in the sediments
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   USE oce_trc         !  shared variables between ocean and passive tracers
14   USE trc             !  passive tracers common variables
15   USE sms_pisces      !  PISCES Source Minus Sink variables
16   USE p4zlim          !  Co-limitations of differents nutrients
17   USE p4zsbc          !  External source of nutrients
18   USE p4zint          !  interpolation and computation of various fields
19   USE sed             !  Sediment module
20   USE iom             !  I/O manager
21   USE prtctl_trc      !  print control for debugging
22
23   IMPLICIT NONE
24   PRIVATE
25
26   PUBLIC   p4z_sed 
27   PUBLIC   p4z_sed_alloc
28 
29   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: nitrpot    !: Nitrogen fixation
30   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:  ) :: sdenit     !: Nitrate reduction in the sediments
31   REAL(wp) :: r1_rday                  !: inverse of rday
32   LOGICAL, SAVE :: lk_sed
33
34   !!----------------------------------------------------------------------
35   !! NEMO/TOP 4.0 , NEMO Consortium (2018)
36   !! $Id$
37   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
38   !!----------------------------------------------------------------------
39CONTAINS
40
41   SUBROUTINE p4z_sed( kt, knt )
42      !!---------------------------------------------------------------------
43      !!                     ***  ROUTINE p4z_sed  ***
44      !!
45      !! ** Purpose :   Compute loss of organic matter in the sediments. This
46      !!              is by no way a sediment model. The loss is simply
47      !!              computed to balance the inout from rivers and dust
48      !!
49      !! ** Method  : - ???
50      !!---------------------------------------------------------------------
51      !
52      INTEGER, INTENT(in) ::   kt, knt ! ocean time step
53      INTEGER  ::  ji, jj, jk, ikt
54      REAL(wp) ::  zrivalk, zrivsil, zrivno3
55      REAL(wp) ::  zwflux, zlim, zfact, zfactcal
56      REAL(wp) ::  zo2, zno3, zflx, zpdenit, z1pdenit, zolimit
57      REAL(wp) ::  zsiloss, zcaloss, zws3, zws4, zwsc, zdep
58      REAL(wp) ::  zwstpoc, zwstpon, zwstpop
59      REAL(wp) ::  ztrfer, ztrpo4s, ztrdp, zwdust, zmudia, ztemp
60      REAL(wp) ::  xdiano3, xdianh4
61      !
62      CHARACTER (len=25) :: charout
63      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj    ) :: zdenit2d, zbureff, zwork
64      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj    ) :: zwsbio3, zwsbio4
65      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj    ) :: zsedcal, zsedsi, zsedc
66      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) :: zsoufer, zlight
67      REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:) :: ztrpo4, ztrdop, zirondep, zpdep
68      REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:  ) :: zsidep, zironice
69      !!---------------------------------------------------------------------
70      !
71      IF( ln_timing )  CALL timing_start('p4z_sed')
72      !
73      IF( kt == nittrc000 .AND. knt == 1 )   THEN
74          r1_rday  = 1. / rday
75          IF (ln_sediment .AND. ln_sed_2way) THEN
76             lk_sed = .TRUE.
77          ELSE
78             lk_sed = .FALSE.
79          ENDIF
80      ENDIF
81      !
82      IF( kt == nittrc000 .AND. knt == 1 )   r1_rday  = 1. / rday
83      !
84      ! Allocate temporary workspace
85      ALLOCATE( ztrpo4(jpi,jpj,jpk) )
86      IF( ln_p5z )    ALLOCATE( ztrdop(jpi,jpj,jpk) )
87
88      zdenit2d(:,:) = 0.e0
89      zbureff (:,:) = 0.e0
90      zwork   (:,:) = 0.e0
91      zsedsi  (:,:) = 0.e0
92      zsedcal (:,:) = 0.e0
93      zsedc   (:,:) = 0.e0
94
95      ! Iron input/uptake due to sea ice : Crude parameterization based on Lancelot et al.
96      ! ----------------------------------------------------
97      IF( ln_ironice ) THEN 
98         !                                             
99         ALLOCATE( zironice(jpi,jpj) )
100         !                                             
101         DO jj = 1, jpj
102            DO ji = 1, jpi
103               zdep    = rfact2 / e3t_n(ji,jj,1)
104               zwflux  = fmmflx(ji,jj) / 1000._wp
105               zironice(ji,jj) =  MAX( -0.99 * trb(ji,jj,1,jpfer), -zwflux * icefeinput * zdep )
106            END DO
107         END DO
108         !
109         tra(:,:,1,jpfer) = tra(:,:,1,jpfer) + zironice(:,:) 
110         !
111         IF( lk_iomput .AND. knt == nrdttrc )   &
112            &   CALL iom_put( "Ironice", zironice(:,:) * 1.e+3 * rfact2r * e3t_n(:,:,1) * tmask(:,:,1) ) ! iron flux from ice
113         !
114         DEALLOCATE( zironice )
115         !                                             
116      ENDIF
117
118      ! Add the external input of nutrients from dust deposition
119      ! ----------------------------------------------------------
120      IF( ln_dust ) THEN
121         !                                             
122         ALLOCATE( zsidep(jpi,jpj), zpdep(jpi,jpj,jpk), zirondep(jpi,jpj,jpk) )
123         !                                              ! Iron and Si deposition at the surface
124         IF( ln_solub ) THEN
125            zirondep(:,:,1) = solub(:,:) * dust(:,:) * mfrac * rfact2 / e3t_n(:,:,1) / 55.85 + 3.e-10 * r1_ryyss 
126         ELSE
127            zirondep(:,:,1) = dustsolub  * dust(:,:) * mfrac * rfact2 / e3t_n(:,:,1) / 55.85 + 3.e-10 * r1_ryyss 
128         ENDIF
129         zsidep(:,:)   = 8.8 * 0.075 * dust(:,:) * mfrac * rfact2 / e3t_n(:,:,1) / 28.1 
130         zpdep (:,:,1) = 0.1 * 0.021 * dust(:,:) * mfrac * rfact2 / e3t_n(:,:,1) / 31. / po4r 
131         !                                              ! Iron solubilization of particles in the water column
132         !                                              ! dust in kg/m2/s ---> 1/55.85 to put in mol/Fe ;  wdust in m/j
133         zwdust = 0.03 * rday / ( wdust * 55.85 ) / ( 270. * rday )
134         DO jk = 2, jpkm1
135            zirondep(:,:,jk) = dust(:,:) * mfrac * zwdust * rfact2 * EXP( -gdept_n(:,:,jk) / 540. )
136            zpdep   (:,:,jk) = zirondep(:,:,jk) * 0.023
137         END DO
138         !                                              ! Iron solubilization of particles in the water column
139         tra(:,:,1,jpsil) = tra(:,:,1,jpsil) + zsidep  (:,:)
140         DO jk = 1, jpkm1
141            tra(:,:,jk,jppo4) = tra(:,:,jk,jppo4) + zpdep   (:,:,jk)
142            tra(:,:,jk,jpfer) = tra(:,:,jk,jpfer) + zirondep(:,:,jk) 
143         ENDDO
144         !
145         IF( lk_iomput .AND. knt == nrdttrc ) THEN
146             CALL iom_put( "Irondep", zirondep(:,:,1) * 1.e+3 * rfact2r * e3t_n(:,:,1) * tmask(:,:,1) ) ! surface downward dust depo of iron
147             CALL iom_put( "pdust"  , dust(:,:) / ( wdust * rday )  * tmask(:,:,1) ) ! dust concentration at surface
148         ENDIF
149         DEALLOCATE( zsidep, zpdep, zirondep )
150         !                                             
151      ENDIF
152     
153      ! Add the external input of nutrients from river
154      ! ----------------------------------------------------------
155      IF( ln_river ) THEN
156         DO jj = 1, jpj
157            DO ji = 1, jpi
158               DO jk = 1, nk_rnf(ji,jj)
159                  tra(ji,jj,jk,jppo4) = tra(ji,jj,jk,jppo4) +  rivdip(ji,jj) * rfact2
160                  tra(ji,jj,jk,jpno3) = tra(ji,jj,jk,jpno3) +  rivdin(ji,jj) * rfact2
161                  tra(ji,jj,jk,jpfer) = tra(ji,jj,jk,jpfer) +  rivdic(ji,jj) * 5.e-5 * rfact2
162                  tra(ji,jj,jk,jpsil) = tra(ji,jj,jk,jpsil) +  rivdsi(ji,jj) * rfact2
163                  tra(ji,jj,jk,jpdic) = tra(ji,jj,jk,jpdic) +  rivdic(ji,jj) * rfact2
164                  tra(ji,jj,jk,jptal) = tra(ji,jj,jk,jptal) +  ( rivalk(ji,jj) - rno3 * rivdin(ji,jj) ) * rfact2
165                  tra(ji,jj,jk,jpdoc) = tra(ji,jj,jk,jpdoc) +  rivdoc(ji,jj) * rfact2
166               ENDDO
167            ENDDO
168         ENDDO
169         IF (ln_ligand) THEN
170            DO jj = 1, jpj
171               DO ji = 1, jpi
172                  DO jk = 1, nk_rnf(ji,jj)
173                     tra(ji,jj,jk,jplgw) = tra(ji,jj,jk,jplgw) +  rivdic(ji,jj) * 5.e-5 * rfact2
174                  ENDDO
175               ENDDO
176            ENDDO
177         ENDIF
178         IF( ln_p5z ) THEN
179            DO jj = 1, jpj
180               DO ji = 1, jpi
181                  DO jk = 1, nk_rnf(ji,jj)
182                     tra(ji,jj,jk,jpdop) = tra(ji,jj,jk,jpdop) + rivdop(ji,jj) * rfact2
183                     tra(ji,jj,jk,jpdon) = tra(ji,jj,jk,jpdon) + rivdon(ji,jj) * rfact2
184                  ENDDO
185               ENDDO
186            ENDDO
187         ENDIF
188      ENDIF
189     
190      ! Add the external input of nutrients from nitrogen deposition
191      ! ----------------------------------------------------------
192      IF( ln_ndepo ) THEN
193         tra(:,:,1,jpno3) = tra(:,:,1,jpno3) + nitdep(:,:) * rfact2
194         tra(:,:,1,jptal) = tra(:,:,1,jptal) - rno3 * nitdep(:,:) * rfact2
195      ENDIF
196
197      ! Add the external input of iron from hydrothermal vents
198      ! ------------------------------------------------------
199      IF( ln_hydrofe ) THEN
200            tra(:,:,:,jpfer) = tra(:,:,:,jpfer) + hydrofe(:,:,:) * rfact2
201         IF( ln_ligand ) THEN
202            tra(:,:,:,jplgw) = tra(:,:,:,jplgw) + ( hydrofe(:,:,:) * lgw_rath ) * rfact2
203         ENDIF
204         !
205         IF( lk_iomput .AND. knt == nrdttrc )   &
206            &   CALL iom_put( "HYDR", hydrofe(:,:,:) * 1.e+3 * tmask(:,:,:) ) ! hydrothermal iron input
207      ENDIF
208
209      ! OA: Warning, the following part is necessary to avoid CFL problems above the sediments
210      ! --------------------------------------------------------------------
211      DO jj = 1, jpj
212         DO ji = 1, jpi
213            ikt  = mbkt(ji,jj)
214            zdep = e3t_n(ji,jj,ikt) / xstep
215            zwsbio4(ji,jj) = MIN( 0.99 * zdep, wsbio4(ji,jj,ikt) )
216            zwsbio3(ji,jj) = MIN( 0.99 * zdep, wsbio3(ji,jj,ikt) )
217         END DO
218      END DO
219      !
220      IF( .NOT.lk_sed ) THEN
221!
222         ! Add the external input of iron from sediment mobilization
223         ! ------------------------------------------------------
224         IF( ln_ironsed ) THEN
225                            tra(:,:,:,jpfer) = tra(:,:,:,jpfer) + ironsed(:,:,:) * rfact2
226            !
227            IF( lk_iomput .AND. knt == nrdttrc )   &
228               &   CALL iom_put( "Ironsed", ironsed(:,:,:) * 1.e+3 * tmask(:,:,:) ) ! iron inputs from sediments
229         ENDIF
230
231         ! Computation of the sediment denitrification proportion: The metamodel from midlleburg (2006) is being used
232         ! Computation of the fraction of organic matter that is permanently buried from Dunne's model
233         ! -------------------------------------------------------
234         DO jj = 1, jpj
235            DO ji = 1, jpi
236              IF( tmask(ji,jj,1) == 1 ) THEN
237                 ikt = mbkt(ji,jj)
238                 zflx = (  trb(ji,jj,ikt,jpgoc) * zwsbio4(ji,jj)   &
239                   &     + trb(ji,jj,ikt,jppoc) * zwsbio3(ji,jj) )  * 1E3 * 1E6 / 1E4
240                 zflx  = LOG10( MAX( 1E-3, zflx ) )
241                 zo2   = LOG10( MAX( 10. , trb(ji,jj,ikt,jpoxy) * 1E6 ) )
242                 zno3  = LOG10( MAX( 1.  , trb(ji,jj,ikt,jpno3) * 1E6 * rno3 ) )
243                 zdep  = LOG10( gdepw_n(ji,jj,ikt+1) )
244                 zdenit2d(ji,jj) = -2.2567 - 1.185 * zflx - 0.221 * zflx**2 - 0.3995 * zno3 * zo2 + 1.25 * zno3    &
245                   &                + 0.4721 * zo2 - 0.0996 * zdep + 0.4256 * zflx * zo2
246                 zdenit2d(ji,jj) = 10.0**( zdenit2d(ji,jj) )
247                   !
248                 zflx = (  trb(ji,jj,ikt,jpgoc) * zwsbio4(ji,jj)   &
249                   &     + trb(ji,jj,ikt,jppoc) * zwsbio3(ji,jj) ) * 1E6
250                 zbureff(ji,jj) = 0.013 + 0.53 * zflx**2 / ( 7.0 + zflx )**2
251              ENDIF
252            END DO
253         END DO 
254         !
255      ENDIF
256
257      ! This loss is scaled at each bottom grid cell for equilibrating the total budget of silica in the ocean.
258      ! Thus, the amount of silica lost in the sediments equal the supply at the surface (dust+rivers)
259      ! ------------------------------------------------------
260      IF( .NOT.lk_sed )  zrivsil = 1._wp - sedsilfrac
261
262      DO jj = 1, jpj
263         DO ji = 1, jpi
264            ikt  = mbkt(ji,jj)
265            zdep = xstep / e3t_n(ji,jj,ikt) 
266            zwsc = zwsbio4(ji,jj) * zdep
267            zsiloss = trb(ji,jj,ikt,jpgsi) * zwsc
268            zcaloss = trb(ji,jj,ikt,jpcal) * zwsc
269            !
270            tra(ji,jj,ikt,jpgsi) = tra(ji,jj,ikt,jpgsi) - zsiloss
271            tra(ji,jj,ikt,jpcal) = tra(ji,jj,ikt,jpcal) - zcaloss
272         END DO
273      END DO
274      !
275      IF( .NOT.lk_sed ) THEN
276         DO jj = 1, jpj
277            DO ji = 1, jpi
278               ikt  = mbkt(ji,jj)
279               zdep = xstep / e3t_n(ji,jj,ikt) 
280               zwsc = zwsbio4(ji,jj) * zdep
281               zsiloss = trb(ji,jj,ikt,jpgsi) * zwsc
282               zcaloss = trb(ji,jj,ikt,jpcal) * zwsc
283               tra(ji,jj,ikt,jpsil) = tra(ji,jj,ikt,jpsil) + zsiloss * zrivsil 
284               !
285               zfactcal = MIN( excess(ji,jj,ikt), 0.2 )
286               zfactcal = MIN( 1., 1.3 * ( 0.2 - zfactcal ) / ( 0.4 - zfactcal ) )
287               zrivalk  = sedcalfrac * zfactcal
288               tra(ji,jj,ikt,jptal) =  tra(ji,jj,ikt,jptal) + zcaloss * zrivalk * 2.0
289               tra(ji,jj,ikt,jpdic) =  tra(ji,jj,ikt,jpdic) + zcaloss * zrivalk
290               zsedcal(ji,jj) = (1.0 - zrivalk) * zcaloss * e3t_n(ji,jj,ikt) 
291               zsedsi (ji,jj) = (1.0 - zrivsil) * zsiloss * e3t_n(ji,jj,ikt) 
292            END DO
293         END DO
294      ENDIF
295      !
296      DO jj = 1, jpj
297         DO ji = 1, jpi
298            ikt  = mbkt(ji,jj)
299            zdep = xstep / e3t_n(ji,jj,ikt) 
300            zws4 = zwsbio4(ji,jj) * zdep
301            zws3 = zwsbio3(ji,jj) * zdep
302            tra(ji,jj,ikt,jpgoc) = tra(ji,jj,ikt,jpgoc) - trb(ji,jj,ikt,jpgoc) * zws4 
303            tra(ji,jj,ikt,jppoc) = tra(ji,jj,ikt,jppoc) - trb(ji,jj,ikt,jppoc) * zws3
304            tra(ji,jj,ikt,jpbfe) = tra(ji,jj,ikt,jpbfe) - trb(ji,jj,ikt,jpbfe) * zws4
305            tra(ji,jj,ikt,jpsfe) = tra(ji,jj,ikt,jpsfe) - trb(ji,jj,ikt,jpsfe) * zws3
306         END DO
307      END DO
308      !
309      IF( ln_p5z ) THEN
310         DO jj = 1, jpj
311            DO ji = 1, jpi
312               ikt  = mbkt(ji,jj)
313               zdep = xstep / e3t_n(ji,jj,ikt) 
314               zws4 = zwsbio4(ji,jj) * zdep
315               zws3 = zwsbio3(ji,jj) * zdep
316               tra(ji,jj,ikt,jpgon) = tra(ji,jj,ikt,jpgon) - trb(ji,jj,ikt,jpgon) * zws4
317               tra(ji,jj,ikt,jppon) = tra(ji,jj,ikt,jppon) - trb(ji,jj,ikt,jppon) * zws3
318               tra(ji,jj,ikt,jpgop) = tra(ji,jj,ikt,jpgop) - trb(ji,jj,ikt,jpgop) * zws4
319               tra(ji,jj,ikt,jppop) = tra(ji,jj,ikt,jppop) - trb(ji,jj,ikt,jppop) * zws3
320            END DO
321         END DO
322      ENDIF
323
324      IF( .NOT.lk_sed ) THEN
325         ! The 0.5 factor in zpdenit is to avoid negative NO3 concentration after
326         ! denitrification in the sediments. Not very clever, but simpliest option.
327         DO jj = 1, jpj
328            DO ji = 1, jpi
329               ikt  = mbkt(ji,jj)
330               zdep = xstep / e3t_n(ji,jj,ikt) 
331               zws4 = zwsbio4(ji,jj) * zdep
332               zws3 = zwsbio3(ji,jj) * zdep
333               zrivno3 = 1. - zbureff(ji,jj)
334               zwstpoc = trb(ji,jj,ikt,jpgoc) * zws4 + trb(ji,jj,ikt,jppoc) * zws3
335               zpdenit  = MIN( 0.5 * ( trb(ji,jj,ikt,jpno3) - rtrn ) / rdenit, zdenit2d(ji,jj) * zwstpoc * zrivno3 )
336               z1pdenit = zwstpoc * zrivno3 - zpdenit
337               zolimit = MIN( ( trb(ji,jj,ikt,jpoxy) - rtrn ) / o2ut, z1pdenit * ( 1.- nitrfac(ji,jj,ikt) ) )
338               tra(ji,jj,ikt,jpdoc) = tra(ji,jj,ikt,jpdoc) + z1pdenit - zolimit
339               tra(ji,jj,ikt,jppo4) = tra(ji,jj,ikt,jppo4) + zpdenit + zolimit
340               tra(ji,jj,ikt,jpnh4) = tra(ji,jj,ikt,jpnh4) + zpdenit + zolimit
341               tra(ji,jj,ikt,jpno3) = tra(ji,jj,ikt,jpno3) - rdenit * zpdenit
342               tra(ji,jj,ikt,jpoxy) = tra(ji,jj,ikt,jpoxy) - zolimit * o2ut
343               tra(ji,jj,ikt,jptal) = tra(ji,jj,ikt,jptal) + rno3 * (zolimit + (1.+rdenit) * zpdenit )
344               tra(ji,jj,ikt,jpdic) = tra(ji,jj,ikt,jpdic) + zpdenit + zolimit 
345               sdenit(ji,jj) = rdenit * zpdenit * e3t_n(ji,jj,ikt)
346               zsedc(ji,jj)   = (1. - zrivno3) * zwstpoc * e3t_n(ji,jj,ikt)
347               IF( ln_p5z ) THEN
348                  zwstpop              = trb(ji,jj,ikt,jpgop) * zws4 + trb(ji,jj,ikt,jppop) * zws3
349                  zwstpon              = trb(ji,jj,ikt,jpgon) * zws4 + trb(ji,jj,ikt,jppon) * zws3
350                  tra(ji,jj,ikt,jpdon) = tra(ji,jj,ikt,jpdon) + ( z1pdenit - zolimit ) * zwstpon / (zwstpoc + rtrn)
351                  tra(ji,jj,ikt,jpdop) = tra(ji,jj,ikt,jpdop) + ( z1pdenit - zolimit ) * zwstpop / (zwstpoc + rtrn)
352               ENDIF
353            END DO
354         END DO
355       ENDIF
356
357
358      ! Nitrogen fixation process
359      ! Small source iron from particulate inorganic iron
360      !-----------------------------------
361      DO jk = 1, jpkm1
362         zlight (:,:,jk) =  ( 1.- EXP( -etot_ndcy(:,:,jk) / diazolight ) ) * ( 1. - fr_i(:,:) ) 
363         zsoufer(:,:,jk) = zlight(:,:,jk) * 2E-11 / ( 2E-11 + biron(:,:,jk) )
364      ENDDO
365      IF( ln_p4z ) THEN
366         DO jk = 1, jpkm1
367            DO jj = 1, jpj
368               DO ji = 1, jpi
369                  !                      ! Potential nitrogen fixation dependant on temperature and iron
370                  ztemp = tsn(ji,jj,jk,jp_tem)
371                  zmudia = MAX( 0.,-0.001096*ztemp**2 + 0.057*ztemp -0.637 ) * 7.625
372                  !       Potential nitrogen fixation dependant on temperature and iron
373                  xdianh4 = trb(ji,jj,jk,jpnh4) / ( concnnh4 + trb(ji,jj,jk,jpnh4) )
374                  xdiano3 = trb(ji,jj,jk,jpno3) / ( concnno3 + trb(ji,jj,jk,jpno3) ) * (1. - xdianh4)
375                  zlim = ( 1.- xdiano3 - xdianh4 )
376                  IF( zlim <= 0.1 )   zlim = 0.01
377                  zfact = zlim * rfact2
378                  ztrfer = biron(ji,jj,jk) / ( concfediaz + biron(ji,jj,jk) )
379                  ztrpo4(ji,jj,jk) = trb(ji,jj,jk,jppo4) / ( 1E-6 + trb(ji,jj,jk,jppo4) )
380                  ztrdp = ztrpo4(ji,jj,jk)
381                  nitrpot(ji,jj,jk) =  zmudia * r1_rday * zfact * MIN( ztrfer, ztrdp ) * zlight(ji,jj,jk)
382               END DO
383            END DO
384         END DO
385      ELSE       ! p5z
386         DO jk = 1, jpkm1
387            DO jj = 1, jpj
388               DO ji = 1, jpi
389                  !                      ! Potential nitrogen fixation dependant on temperature and iron
390                  ztemp = tsn(ji,jj,jk,jp_tem)
391                  zmudia = MAX( 0.,-0.001096*ztemp**2 + 0.057*ztemp -0.637 ) * 7.625
392                  !       Potential nitrogen fixation dependant on temperature and iron
393                  xdianh4 = trb(ji,jj,jk,jpnh4) / ( concnnh4 + trb(ji,jj,jk,jpnh4) )
394                  xdiano3 = trb(ji,jj,jk,jpno3) / ( concnno3 + trb(ji,jj,jk,jpno3) ) * (1. - xdianh4)
395                  zlim = ( 1.- xdiano3 - xdianh4 )
396                  IF( zlim <= 0.1 )   zlim = 0.01
397                  zfact = zlim * rfact2
398                  ztrfer = biron(ji,jj,jk) / ( concfediaz + biron(ji,jj,jk) )
399                  ztrpo4(ji,jj,jk) = trb(ji,jj,jk,jppo4) / ( 1E-6 + trb(ji,jj,jk,jppo4) )
400                  ztrdop(ji,jj,jk) = trb(ji,jj,jk,jpdop) / ( 1E-6 + trb(ji,jj,jk,jpdop) ) * (1. - ztrpo4(ji,jj,jk))
401                  ztrdp = ztrpo4(ji,jj,jk) + ztrdop(ji,jj,jk)
402                  nitrpot(ji,jj,jk) =  zmudia * r1_rday * zfact * MIN( ztrfer, ztrdp ) * zlight(ji,jj,jk)
403               END DO
404            END DO
405         END DO
406      ENDIF
407
408      ! Nitrogen change due to nitrogen fixation
409      ! ----------------------------------------
410      IF( ln_p4z ) THEN
411         DO jk = 1, jpkm1
412            DO jj = 1, jpj
413               DO ji = 1, jpi
414                  zfact = nitrpot(ji,jj,jk) * nitrfix
415                  tra(ji,jj,jk,jpnh4) = tra(ji,jj,jk,jpnh4) + zfact / 3.0
416                  tra(ji,jj,jk,jptal) = tra(ji,jj,jk,jptal) + rno3 * zfact / 3.0
417                  tra(ji,jj,jk,jppo4) = tra(ji,jj,jk,jppo4) - zfact * 2.0 / 3.0
418                  tra(ji,jj,jk,jpdoc) = tra(ji,jj,jk,jpdoc) + zfact * 1.0 / 3.0
419                  tra(ji,jj,jk,jppoc) = tra(ji,jj,jk,jppoc) + zfact * 1.0 / 3.0 * 2.0 / 3.0
420                  tra(ji,jj,jk,jpgoc) = tra(ji,jj,jk,jpgoc) + zfact * 1.0 / 3.0 * 1.0 / 3.0
421                  tra(ji,jj,jk,jpoxy) = tra(ji,jj,jk,jpoxy) + ( o2ut + o2nit ) * zfact * 2.0 / 3.0 + o2nit * zfact / 3.0
422                  tra(ji,jj,jk,jpfer) = tra(ji,jj,jk,jpfer) - 30E-6 * zfact * 1.0 / 3.0
423                  tra(ji,jj,jk,jpsfe) = tra(ji,jj,jk,jpsfe) + 30E-6 * zfact * 1.0 / 3.0 * 2.0 / 3.0
424                  tra(ji,jj,jk,jpbfe) = tra(ji,jj,jk,jpbfe) + 30E-6 * zfact * 1.0 / 3.0 * 1.0 / 3.0
425                  tra(ji,jj,jk,jpfer) = tra(ji,jj,jk,jpfer) + 0.002 * 4E-10 * zsoufer(ji,jj,jk) * rfact2 / rday
426                  tra(ji,jj,jk,jppo4) = tra(ji,jj,jk,jppo4) + concdnh4 / ( concdnh4 + trb(ji,jj,jk,jppo4) ) &
427                  &                     * 0.001 * trb(ji,jj,jk,jpdoc) * xstep
428              END DO
429            END DO
430         END DO
431      ELSE    ! p5z
432         DO jk = 1, jpkm1
433            DO jj = 1, jpj
434               DO ji = 1, jpi
435                  zfact = nitrpot(ji,jj,jk) * nitrfix
436                  tra(ji,jj,jk,jpnh4) = tra(ji,jj,jk,jpnh4) + zfact / 3.0
437                  tra(ji,jj,jk,jptal) = tra(ji,jj,jk,jptal) + rno3 * zfact / 3.0
438                  tra(ji,jj,jk,jppo4) = tra(ji,jj,jk,jppo4) - 16.0 / 46.0 * zfact * ( 1.0 - 1.0 / 3.0 ) &
439                  &                     * ztrpo4(ji,jj,jk) / (ztrpo4(ji,jj,jk) + ztrdop(ji,jj,jk) + rtrn)
440                  tra(ji,jj,jk,jpdon) = tra(ji,jj,jk,jpdon) + zfact * 1.0 / 3.0
441                  tra(ji,jj,jk,jpdoc) = tra(ji,jj,jk,jpdoc) + zfact * 1.0 / 3.0
442                  tra(ji,jj,jk,jpdop) = tra(ji,jj,jk,jpdop) + 16.0 / 46.0 * zfact / 3.0  &
443                  &                     - 16.0 / 46.0 * zfact * ztrdop(ji,jj,jk)   &
444                  &                     / (ztrpo4(ji,jj,jk) + ztrdop(ji,jj,jk) + rtrn)
445                  tra(ji,jj,jk,jppoc) = tra(ji,jj,jk,jppoc) + zfact * 1.0 / 3.0 * 2.0 / 3.0
446                  tra(ji,jj,jk,jppon) = tra(ji,jj,jk,jppon) + zfact * 1.0 / 3.0 * 2.0 /3.0
447                  tra(ji,jj,jk,jppop) = tra(ji,jj,jk,jppop) + 16.0 / 46.0 * zfact * 1.0 / 3.0 * 2.0 /3.0
448                  tra(ji,jj,jk,jpgoc) = tra(ji,jj,jk,jpgoc) + zfact * 1.0 / 3.0 * 1.0 / 3.0
449                  tra(ji,jj,jk,jpgon) = tra(ji,jj,jk,jpgon) + zfact * 1.0 / 3.0 * 1.0 /3.0
450                  tra(ji,jj,jk,jpgop) = tra(ji,jj,jk,jpgop) + 16.0 / 46.0 * zfact * 1.0 / 3.0 * 1.0 /3.0
451                  tra(ji,jj,jk,jpoxy) = tra(ji,jj,jk,jpoxy) + ( o2ut + o2nit ) * zfact * 2.0 / 3.0 + o2nit * zfact / 3.0
452                  tra(ji,jj,jk,jpfer) = tra(ji,jj,jk,jpfer) - 30E-6 * zfact * 1.0 / 3.0 
453                  tra(ji,jj,jk,jpsfe) = tra(ji,jj,jk,jpsfe) + 30E-6 * zfact * 1.0 / 3.0 * 2.0 / 3.0
454                  tra(ji,jj,jk,jpbfe) = tra(ji,jj,jk,jpbfe) + 30E-6 * zfact * 1.0 / 3.0 * 1.0 / 3.0
455                  tra(ji,jj,jk,jpfer) = tra(ji,jj,jk,jpfer) + 0.002 * 4E-10 * zsoufer(ji,jj,jk) * rfact2 / rday
456              END DO
457            END DO
458         END DO
459         !
460      ENDIF
461
462      IF( lk_iomput ) THEN
463         IF( knt == nrdttrc ) THEN
464            zfact = 1.e+3 * rfact2r !  conversion from molC/l/kt  to molN/m3/s
465            CALL iom_put( "Nfix", nitrpot(:,:,:) * nitrfix * rno3 * zfact * tmask(:,:,:) )  ! nitrogen fixation
466            CALL iom_put( "SedCal", zsedcal(:,:) * zfact )
467            CALL iom_put( "SedSi",  zsedsi (:,:) * zfact )
468            CALL iom_put( "SedC",   zsedc  (:,:) * zfact )
469            CALL iom_put( "Sdenit", sdenit (:,:) * zfact * rno3 )
470         ENDIF
471      ENDIF
472      !
473      IF(ln_ctl) THEN  ! print mean trends (USEd for debugging)
474         WRITE(charout, fmt="('sed ')")
475         CALL prt_ctl_trc_info(charout)
476         CALL prt_ctl_trc(tab4d=tra, mask=tmask, clinfo=ctrcnm)
477      ENDIF
478      !
479      IF( ln_p5z )    DEALLOCATE( ztrpo4, ztrdop )
480      !
481      IF( ln_timing )  CALL timing_stop('p4z_sed')
482      !
483   END SUBROUTINE p4z_sed
484
485
486   INTEGER FUNCTION p4z_sed_alloc()
487      !!----------------------------------------------------------------------
488      !!                     ***  ROUTINE p4z_sed_alloc  ***
489      !!----------------------------------------------------------------------
490      ALLOCATE( nitrpot(jpi,jpj,jpk), sdenit(jpi,jpj), STAT=p4z_sed_alloc )
491      !
492      IF( p4z_sed_alloc /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'p4z_sed_alloc: failed to allocate arrays' )
493      !
494   END FUNCTION p4z_sed_alloc
495
496   !!======================================================================
497END MODULE p4zsed
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.