source: NEMO/trunk/src/TOP/PISCES/P4Z/p4zsms.F90 @ 11989

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cmip6 diag : finalisation of CMIP6 diags implementation

  • Property svn:keywords set to Id
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Line 
1MODULE p4zsms
2   !!======================================================================
3   !!                         ***  MODULE p4zsms  ***
4   !! TOP :   PISCES Source Minus Sink manager
5   !!======================================================================
6   !! History :   1.0  !  2004-03 (O. Aumont) Original code
7   !!             2.0  !  2007-12  (C. Ethe, G. Madec)  F90
8   !!----------------------------------------------------------------------
9   !!   p4z_sms        : Time loop of passive tracers sms
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   USE oce_trc         ! shared variables between ocean and passive tracers
12   USE trc             ! passive tracers common variables
13   USE trcdta          !
14   USE sms_pisces      ! PISCES Source Minus Sink variables
15   USE p4zbio          ! Biological model
16   USE p4zche          ! Chemical model
17   USE p4zlys          ! Calcite saturation
18   USE p4zflx          ! Gas exchange
19   USE p4zsbc          ! External source of nutrients
20   USE p4zsed          ! Sedimentation
21   USE p4zint          ! time interpolation
22   USE p4zrem          ! remineralisation
23   USE iom             ! I/O manager
24   USE trd_oce         ! Ocean trends variables
25   USE trdtrc          ! TOP trends variables
26   USE sedmodel        ! Sediment model
27   USE prtctl_trc      ! print control for debugging
28
29   IMPLICIT NONE
30   PRIVATE
31
32   PUBLIC   p4z_sms_init   ! called in p4zsms.F90
33   PUBLIC   p4z_sms        ! called in p4zsms.F90
34
35   INTEGER ::    numco2, numnut, numnit      ! logical unit for co2 budget
36   REAL(wp) ::   alkbudget, no3budget, silbudget, ferbudget, po4budget
37   REAL(wp) ::   xfact, xfact1, xfact2, xfact3
38
39   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   xnegtr     ! Array used to indicate negative tracer values
40
41   !!----------------------------------------------------------------------
42   !! NEMO/TOP 4.0 , NEMO Consortium (2018)
43   !! $Id$
44   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
45   !!----------------------------------------------------------------------
46CONTAINS
47
48   SUBROUTINE p4z_sms( kt )
49      !!---------------------------------------------------------------------
50      !!                     ***  ROUTINE p4z_sms  ***
51      !!
52      !! ** Purpose :   Managment of the call to Biological sources and sinks
53      !!              routines of PISCES bio-model
54      !!
55      !! ** Method  : - at each new day ...
56      !!              - several calls of bio and sed ???
57      !!              - ...
58      !!---------------------------------------------------------------------
59      !
60      INTEGER, INTENT( in ) ::   kt      ! ocean time-step index     
61      !!
62      INTEGER ::   ji, jj, jk, jnt, jn, jl
63      REAL(wp) ::  ztra
64      CHARACTER (len=25) :: charout
65      REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:    ) :: zw2d
66      REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:  ) :: zw3d
67      REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:) ::   ztrdt   ! 4D workspace
68
69      !!---------------------------------------------------------------------
70      !
71      IF( ln_timing )   CALL timing_start('p4z_sms')
72      !
73      IF( kt == nittrc000 ) THEN
74        !
75        ALLOCATE( xnegtr(jpi,jpj,jpk) )
76        !
77        IF( .NOT. ln_rsttr ) THEN
78            CALL p4z_che                              ! initialize the chemical constants
79            CALL ahini_for_at(hi)   !  set PH at kt=nit000
80            t_oce_co2_flx_cum = 0._wp
81        ELSE
82            CALL p4z_rst( nittrc000, 'READ' )  !* read or initialize all required fields
83        ENDIF
84        !
85      ENDIF
86      !
87      IF( ln_pisdmp .AND. MOD( kt - nn_dttrc, nn_pisdmp ) == 0 )   CALL p4z_dmp( kt )      ! Relaxation of some tracers
88      !
89      rfact = r2dttrc
90      !
91      ! trends computation initialisation
92      IF( l_trdtrc )  THEN
93         ALLOCATE( ztrdt(jpi,jpj,jpk,jp_pisces) )  !* store now fields before applying the Asselin filter
94         ztrdt(:,:,:,:)  = trn(:,:,:,:)
95      ENDIF
96      !
97
98      IF( ( ln_top_euler .AND. kt == nittrc000 )  .OR. ( .NOT.ln_top_euler .AND. kt <= nittrc000 + nn_dttrc ) ) THEN
99         rfactr  = 1. / rfact
100         rfact2  = rfact / REAL( nrdttrc, wp )
101         rfact2r = 1. / rfact2
102         xstep = rfact2 / rday         ! Time step duration for biology
103         xfact = 1.e+3 * rfact2r
104         IF(lwp) WRITE(numout,*) 
105         IF(lwp) WRITE(numout,*) '    Passive Tracer  time step    rfact  = ', rfact, ' rdt = ', rdt
106         IF(lwp) write(numout,*) '    PISCES  Biology time step    rfact2 = ', rfact2
107         IF(lwp) WRITE(numout,*)
108      ENDIF
109
110      IF( ( neuler == 0 .AND. kt == nittrc000 ) .OR. ln_top_euler ) THEN
111         DO jn = jp_pcs0, jp_pcs1              !   SMS on tracer without Asselin time-filter
112            trb(:,:,:,jn) = trn(:,:,:,jn)
113         END DO
114      ENDIF
115      !
116      IF( ll_sbc ) CALL p4z_sbc( kt )   ! external sources of nutrients
117      !
118#if ! defined key_sed_off
119      CALL p4z_che              ! computation of chemical constants
120      CALL p4z_int( kt )        ! computation of various rates for biogeochemistry
121      !
122      DO jnt = 1, nrdttrc          ! Potential time splitting if requested
123         !
124         CALL p4z_bio( kt, jnt )   ! Biology
125         CALL p4z_lys( kt, jnt )   ! Compute CaCO3 saturation
126         CALL p4z_sed( kt, jnt )   ! Surface and Bottom boundary conditions
127         CALL p4z_flx( kt, jnt )   ! Compute surface fluxes
128         !
129         xnegtr(:,:,:) = 1.e0
130         DO jn = jp_pcs0, jp_pcs1
131            DO jk = 1, jpk
132               DO jj = 1, jpj
133                  DO ji = 1, jpi
134                     IF( ( trb(ji,jj,jk,jn) + tra(ji,jj,jk,jn) ) < 0.e0 ) THEN
135                        ztra             = ABS( trb(ji,jj,jk,jn) ) / ( ABS( tra(ji,jj,jk,jn) ) + rtrn )
136                        xnegtr(ji,jj,jk) = MIN( xnegtr(ji,jj,jk),  ztra )
137                     ENDIF
138                 END DO
139               END DO
140            END DO
141         END DO
142         !                                ! where at least 1 tracer concentration becomes negative
143         !                                !
144         DO jn = jp_pcs0, jp_pcs1
145           trb(:,:,:,jn) = trb(:,:,:,jn) + xnegtr(:,:,:) * tra(:,:,:,jn)
146         END DO
147        !
148        IF(  iom_use( 'INTdtAlk' ) .OR. iom_use( 'INTdtDIC' ) .OR. iom_use( 'INTdtFer' ) .OR.  &
149          &  iom_use( 'INTdtDIN' ) .OR. iom_use( 'INTdtDIP' ) .OR. iom_use( 'INTdtSil' ) )  THEN
150          !
151          ALLOCATE( zw3d(jpi,jpj,jpk), zw2d(jpi,jpj) )
152          zw3d(:,:,jpk) = 0.
153          DO jk = 1, jpkm1
154              zw3d(:,:,jk) = xnegtr(:,:,jk) * xfact * e3t_n(:,:,jk) * tmask(:,:,jk)
155          ENDDO
156          !
157          zw2d(:,:) = 0.
158          DO jk = 1, jpkm1
159             zw2d(:,:) = zw2d(:,:) + zw3d(:,:,jk) * tra(:,:,jk,jptal)
160          ENDDO
161          CALL iom_put( 'INTdtAlk', zw2d )
162          !
163          zw2d(:,:) = 0.
164          DO jk = 1, jpkm1
165             zw2d(:,:) = zw2d(:,:) + zw3d(:,:,jk) * tra(:,:,jk,jpdic)
166          ENDDO
167          CALL iom_put( 'INTdtDIC', zw2d )
168          !
169          zw2d(:,:) = 0.
170          DO jk = 1, jpkm1
171             zw2d(:,:) = zw2d(:,:) + zw3d(:,:,jk) * rno3 * ( tra(:,:,jk,jpno3) + tra(:,:,jk,jpnh4) )
172          ENDDO
173          CALL iom_put( 'INTdtDIN', zw2d )
174          !
175          zw2d(:,:) = 0.
176          DO jk = 1, jpkm1
177             zw2d(:,:) = zw2d(:,:) + zw3d(:,:,jk) * po4r * tra(:,:,jk,jppo4)
178          ENDDO
179          CALL iom_put( 'INTdtDIP', zw2d )
180          !
181          zw2d(:,:) = 0.
182          DO jk = 1, jpkm1
183             zw2d(:,:) = zw2d(:,:) + zw3d(:,:,jk) * tra(:,:,jk,jpfer)
184          ENDDO
185          CALL iom_put( 'INTdtFer', zw2d )
186          !
187          zw2d(:,:) = 0.
188          DO jk = 1, jpkm1
189             zw2d(:,:) = zw2d(:,:) + zw3d(:,:,jk) * tra(:,:,jk,jpsil)
190          ENDDO
191          CALL iom_put( 'INTdtSil', zw2d )
192          !
193          DEALLOCATE( zw3d, zw2d )
194        ENDIF
195        !
196         DO jn = jp_pcs0, jp_pcs1
197            tra(:,:,:,jn) = 0._wp
198         END DO
199         !
200         IF( ln_top_euler ) THEN
201            DO jn = jp_pcs0, jp_pcs1
202               trn(:,:,:,jn) = trb(:,:,:,jn)
203            END DO
204         ENDIF
205      END DO
206      !
207      IF( l_trdtrc ) THEN
208         DO jn = jp_pcs0, jp_pcs1
209           ztrdt(:,:,:,jn) = ( trb(:,:,:,jn) - ztrdt(:,:,:,jn) ) * rfact2r 
210           CALL trd_trc( ztrdt(:,:,:,jn), jn, jptra_sms, kt )   ! save trends
211         END DO
212         DEALLOCATE( ztrdt ) 
213      END IF
214#endif
215      !
216      IF( ln_sediment ) THEN 
217         !
218         CALL sed_model( kt )     !  Main program of Sediment model
219         !
220         IF( ln_top_euler ) THEN
221            DO jn = jp_pcs0, jp_pcs1
222               trn(:,:,:,jn) = trb(:,:,:,jn)
223            END DO
224         ENDIF
225         !
226      ENDIF
227      !
228      IF( lrst_trc )  CALL p4z_rst( kt, 'WRITE' )  !* Write PISCES informations in restart file
229      !
230
231      IF( lk_iomput .OR. ln_check_mass )  CALL p4z_chk_mass( kt )    ! Mass conservation checking
232
233      IF( lwm .AND. kt == nittrc000    )  CALL FLUSH( numonp )       ! flush output namelist PISCES
234      !
235      IF( ln_timing )  CALL timing_stop('p4z_sms')
236      !
237   END SUBROUTINE p4z_sms
238
239
240   SUBROUTINE p4z_sms_init
241      !!----------------------------------------------------------------------
242      !!                     ***  p4z_sms_init  *** 
243      !!
244      !! ** Purpose :   read PISCES namelist
245      !!
246      !! ** input   :   file 'namelist.trc.s' containing the following
247      !!             namelist: natext, natbio, natsms
248      !!----------------------------------------------------------------------
249      INTEGER :: ios                 ! Local integer output status for namelist read
250      !!
251      NAMELIST/nampisbio/ nrdttrc, wsbio, xkmort, ferat3, wsbio2, wsbio2max, wsbio2scale,    &
252         &                   ldocp, ldocz, lthet, no3rat3, po4rat3
253         !
254      NAMELIST/nampisdmp/ ln_pisdmp, nn_pisdmp
255      NAMELIST/nampismass/ ln_check_mass
256      !!----------------------------------------------------------------------
257      !
258      IF(lwp) THEN
259         WRITE(numout,*)
260         WRITE(numout,*) 'p4z_sms_init : PISCES initialization'
261         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
262      ENDIF
263
264      REWIND( numnatp_ref )              ! Namelist nampisbio in reference namelist : Pisces variables
265      READ  ( numnatp_ref, nampisbio, IOSTAT = ios, ERR = 901)
266901   IF( ios /= 0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'nampisbio in reference namelist' )
267      REWIND( numnatp_cfg )              ! Namelist nampisbio in configuration namelist : Pisces variables
268      READ  ( numnatp_cfg, nampisbio, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
269902   IF( ios >  0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'nampisbio in configuration namelist' )
270      IF(lwm) WRITE( numonp, nampisbio )
271      !
272      IF(lwp) THEN                         ! control print
273         WRITE(numout,*) '   Namelist : nampisbio'
274         WRITE(numout,*) '      frequency for the biology                 nrdttrc     =', nrdttrc
275         WRITE(numout,*) '      POC sinking speed                         wsbio       =', wsbio
276         WRITE(numout,*) '      half saturation constant for mortality    xkmort      =', xkmort 
277         IF( ln_p5z ) THEN
278            WRITE(numout,*) '      N/C in zooplankton                        no3rat3     =', no3rat3
279            WRITE(numout,*) '      P/C in zooplankton                        po4rat3     =', po4rat3
280         ENDIF
281         WRITE(numout,*) '      Fe/C in zooplankton                       ferat3      =', ferat3
282         WRITE(numout,*) '      Big particles sinking speed               wsbio2      =', wsbio2
283         WRITE(numout,*) '      Big particles maximum sinking speed       wsbio2max   =', wsbio2max
284         WRITE(numout,*) '      Big particles sinking speed length scale  wsbio2scale =', wsbio2scale
285         IF( ln_ligand ) THEN
286            IF( ln_p4z ) THEN
287               WRITE(numout,*) '      Phyto ligand production per unit doc           ldocp  =', ldocp
288               WRITE(numout,*) '      Zoo ligand production per unit doc             ldocz  =', ldocz
289               WRITE(numout,*) '      Proportional loss of ligands due to Fe uptake  lthet  =', lthet
290            ENDIF
291         ENDIF
292      ENDIF
293
294
295      REWIND( numnatp_ref )              ! Namelist nampisdmp in reference namelist : Pisces damping
296      READ  ( numnatp_ref, nampisdmp, IOSTAT = ios, ERR = 905)
297905   IF( ios /= 0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'nampisdmp in reference namelist' )
298      REWIND( numnatp_cfg )              ! Namelist nampisdmp in configuration namelist : Pisces damping
299      READ  ( numnatp_cfg, nampisdmp, IOSTAT = ios, ERR = 906 )
300906   IF( ios >  0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'nampisdmp in configuration namelist' )
301      IF(lwm) WRITE( numonp, nampisdmp )
302      !
303      IF(lwp) THEN                         ! control print
304         WRITE(numout,*)
305         WRITE(numout,*) '   Namelist : nampisdmp --- relaxation to GLODAP'
306         WRITE(numout,*) '      Relaxation of tracer to glodap mean value   ln_pisdmp =', ln_pisdmp
307         WRITE(numout,*) '      Frequency of Relaxation                     nn_pisdmp =', nn_pisdmp
308      ENDIF
309
310      REWIND( numnatp_ref )              ! Namelist nampismass in reference namelist : Pisces mass conservation check
311      READ  ( numnatp_ref, nampismass, IOSTAT = ios, ERR = 907)
312907   IF( ios /= 0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'nampismass in reference namelist' )
313      REWIND( numnatp_cfg )              ! Namelist nampismass in configuration namelist : Pisces mass conservation check
314      READ  ( numnatp_cfg, nampismass, IOSTAT = ios, ERR = 908 )
315908   IF( ios >  0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'nampismass in configuration namelist' )
316      IF(lwm) WRITE( numonp, nampismass )
317
318      IF(lwp) THEN                         ! control print
319         WRITE(numout,*)
320         WRITE(numout,*) '   Namelist : nampismass  --- mass conservation checking'
321         WRITE(numout,*) '      Flag to check mass conservation of NO3/Si/TALK   ln_check_mass = ', ln_check_mass
322      ENDIF
323      !
324   END SUBROUTINE p4z_sms_init
325
326
327   SUBROUTINE p4z_rst( kt, cdrw )
328      !!---------------------------------------------------------------------
329      !!                   ***  ROUTINE p4z_rst  ***
330      !!
331      !!  ** Purpose : Read or write variables in restart file:
332      !!
333      !!  WRITE(READ) mode:
334      !!       kt        : number of time step since the begining of the experiment at the
335      !!                   end of the current(previous) run
336      !!---------------------------------------------------------------------
337      INTEGER         , INTENT(in) ::   kt         ! ocean time-step
338      CHARACTER(len=*), INTENT(in) ::   cdrw       ! "READ"/"WRITE" flag
339      !!---------------------------------------------------------------------
340      !
341      IF( TRIM(cdrw) == 'READ' ) THEN
342         !
343         IF(lwp) WRITE(numout,*)
344         IF(lwp) WRITE(numout,*) ' p4z_rst : Read specific variables from pisces model '
345         IF(lwp) WRITE(numout,*) ' ~~~~~~~~~~~~~~'
346         !
347         IF( iom_varid( numrtr, 'PH', ldstop = .FALSE. ) > 0 ) THEN
348            CALL iom_get( numrtr, jpdom_autoglo, 'PH' , hi(:,:,:)  )
349         ELSE
350            CALL p4z_che                              ! initialize the chemical constants
351            CALL ahini_for_at(hi)
352         ENDIF
353         CALL iom_get( numrtr, jpdom_autoglo, 'Silicalim', xksi(:,:) )
354         IF( iom_varid( numrtr, 'Silicamax', ldstop = .FALSE. ) > 0 ) THEN
355            CALL iom_get( numrtr, jpdom_autoglo, 'Silicamax' , xksimax(:,:)  )
356         ELSE
357            xksimax(:,:) = xksi(:,:)
358         ENDIF
359         !
360         IF( iom_varid( numrtr, 'tcflxcum', ldstop = .FALSE. ) > 0 ) THEN  ! cumulative total flux of carbon
361            CALL iom_get( numrtr, 'tcflxcum' , t_oce_co2_flx_cum  )
362         ELSE
363            t_oce_co2_flx_cum = 0._wp
364         ENDIF
365         !
366         IF( ln_p5z ) THEN
367            IF( iom_varid( numrtr, 'sized', ldstop = .FALSE. ) > 0 ) THEN
368               CALL iom_get( numrtr, jpdom_autoglo, 'sizep' , sizep(:,:,:)  )
369               CALL iom_get( numrtr, jpdom_autoglo, 'sizen' , sizen(:,:,:)  )
370               CALL iom_get( numrtr, jpdom_autoglo, 'sized' , sized(:,:,:)  )
371            ELSE
372               sizep(:,:,:) = 1.
373               sizen(:,:,:) = 1.
374               sized(:,:,:) = 1.
375            ENDIF
376        ENDIF
377        !
378      ELSEIF( TRIM(cdrw) == 'WRITE' ) THEN
379         IF( kt == nitrst ) THEN
380            IF(lwp) WRITE(numout,*)
381            IF(lwp) WRITE(numout,*) 'p4z_rst : write pisces restart file  kt =', kt
382            IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~'
383         ENDIF
384         CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrtw, 'PH', hi(:,:,:) )
385         CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrtw, 'Silicalim', xksi(:,:) )
386         CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrtw, 'Silicamax', xksimax(:,:) )
387         CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrtw, 'tcflxcum', t_oce_co2_flx_cum )
388         IF( ln_p5z ) THEN
389            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrtw, 'sizep', sizep(:,:,:) )
390            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrtw, 'sizen', sizen(:,:,:) )
391            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrtw, 'sized', sized(:,:,:) )
392         ENDIF
393      ENDIF
394      !
395   END SUBROUTINE p4z_rst
396
397
398   SUBROUTINE p4z_dmp( kt )
399      !!----------------------------------------------------------------------
400      !!                    ***  p4z_dmp  ***
401      !!
402      !! ** purpose  : Relaxation of some tracers
403      !!----------------------------------------------------------------------
404      !
405      INTEGER, INTENT( in )  ::     kt ! time step
406      !
407      REAL(wp) ::  alkmean = 2426.     ! mean value of alkalinity ( Glodap ; for Goyet 2391. )
408      REAL(wp) ::  po4mean = 2.165     ! mean value of phosphates
409      REAL(wp) ::  no3mean = 30.90     ! mean value of nitrate
410      REAL(wp) ::  silmean = 91.51     ! mean value of silicate
411      !
412      REAL(wp) :: zarea, zalksumn, zpo4sumn, zno3sumn, zsilsumn
413      REAL(wp) :: zalksumb, zpo4sumb, zno3sumb, zsilsumb
414      !!---------------------------------------------------------------------
415
416      IF(lwp)  WRITE(numout,*)
417      IF(lwp)  WRITE(numout,*) ' p4z_dmp : Restoring of nutrients at time-step kt = ', kt
418      IF(lwp)  WRITE(numout,*)
419
420      IF( cn_cfg == "ORCA" .OR. cn_cfg == "orca") THEN
421         IF( .NOT. lk_c1d ) THEN      ! ORCA configuration (not 1D) !
422            !                                                ! --------------------------- !
423            ! set total alkalinity, phosphate, nitrate & silicate
424            zarea          = 1._wp / glob_sum( 'p4zsms', cvol(:,:,:) ) * 1e6             
425
426            zalksumn = glob_sum( 'p4zsms', trn(:,:,:,jptal) * cvol(:,:,:)  ) * zarea
427            zpo4sumn = glob_sum( 'p4zsms', trn(:,:,:,jppo4) * cvol(:,:,:)  ) * zarea * po4r
428            zno3sumn = glob_sum( 'p4zsms', trn(:,:,:,jpno3) * cvol(:,:,:)  ) * zarea * rno3
429            zsilsumn = glob_sum( 'p4zsms', trn(:,:,:,jpsil) * cvol(:,:,:)  ) * zarea
430 
431            IF(lwp) WRITE(numout,*) '       TALKN mean : ', zalksumn
432            trn(:,:,:,jptal) = trn(:,:,:,jptal) * alkmean / zalksumn
433
434            IF(lwp) WRITE(numout,*) '       PO4N  mean : ', zpo4sumn
435            trn(:,:,:,jppo4) = trn(:,:,:,jppo4) * po4mean / zpo4sumn
436
437            IF(lwp) WRITE(numout,*) '       NO3N  mean : ', zno3sumn
438            trn(:,:,:,jpno3) = trn(:,:,:,jpno3) * no3mean / zno3sumn
439
440            IF(lwp) WRITE(numout,*) '       SiO3N mean : ', zsilsumn
441            trn(:,:,:,jpsil) = MIN( 400.e-6,trn(:,:,:,jpsil) * silmean / zsilsumn )
442            !
443            !
444            IF( .NOT. ln_top_euler ) THEN
445               zalksumb = glob_sum( 'p4zsms', trb(:,:,:,jptal) * cvol(:,:,:)  ) * zarea
446               zpo4sumb = glob_sum( 'p4zsms', trb(:,:,:,jppo4) * cvol(:,:,:)  ) * zarea * po4r
447               zno3sumb = glob_sum( 'p4zsms', trb(:,:,:,jpno3) * cvol(:,:,:)  ) * zarea * rno3
448               zsilsumb = glob_sum( 'p4zsms', trb(:,:,:,jpsil) * cvol(:,:,:)  ) * zarea
449 
450               IF(lwp) WRITE(numout,*) ' '
451               IF(lwp) WRITE(numout,*) '       TALKB mean : ', zalksumb
452               trb(:,:,:,jptal) = trb(:,:,:,jptal) * alkmean / zalksumb
453
454               IF(lwp) WRITE(numout,*) '       PO4B  mean : ', zpo4sumb
455               trb(:,:,:,jppo4) = trb(:,:,:,jppo4) * po4mean / zpo4sumb
456
457               IF(lwp) WRITE(numout,*) '       NO3B  mean : ', zno3sumb
458               trb(:,:,:,jpno3) = trb(:,:,:,jpno3) * no3mean / zno3sumb
459
460               IF(lwp) WRITE(numout,*) '       SiO3B mean : ', zsilsumb
461               trb(:,:,:,jpsil) = MIN( 400.e-6,trb(:,:,:,jpsil) * silmean / zsilsumb )
462           ENDIF
463        ENDIF
464        !
465      ENDIF
466        !
467   END SUBROUTINE p4z_dmp
468
469
470   SUBROUTINE p4z_chk_mass( kt )
471      !!----------------------------------------------------------------------
472      !!                  ***  ROUTINE p4z_chk_mass  ***
473      !!
474      !! ** Purpose :  Mass conservation check
475      !!
476      !!---------------------------------------------------------------------
477      INTEGER, INTENT( in ) ::   kt      ! ocean time-step index     
478      REAL(wp)             ::  zrdenittot, zsdenittot, znitrpottot
479      CHARACTER(LEN=100)   ::   cltxt
480      INTEGER :: jk
481      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) :: zwork
482      !!----------------------------------------------------------------------
483      !
484      IF( kt == nittrc000 ) THEN
485         xfact1 = rfact2r * 12. / 1.e15 * ryyss    ! conversion molC/kt --> PgC/yr
486         xfact2 = 1.e+3 * rno3 * 14. / 1.e12 * ryyss   ! conversion molC/l/s ----> TgN/m3/yr
487         xfact3 = 1.e+3 * rfact2r * rno3   ! conversion molC/l/kt ----> molN/m3/s
488         IF( ln_check_mass .AND. lwp) THEN      !   Open budget file of NO3, ALK, Si, Fer
489            CALL ctl_opn( numco2, 'carbon.budget'  , 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, 6, .FALSE., narea )
490            CALL ctl_opn( numnut, 'nutrient.budget', 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, 6, .FALSE., narea )
491            CALL ctl_opn( numnit, 'nitrogen.budget', 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, 6, .FALSE., narea )
492            cltxt='time-step   Alkalinity        Nitrate        Phosphorus         Silicate           Iron'
493            IF( lwp ) WRITE(numnut,*)  TRIM(cltxt)
494            IF( lwp ) WRITE(numnut,*) 
495         ENDIF
496      ENDIF
497
498      IF( iom_use( "pno3tot" ) .OR. ( ln_check_mass .AND. kt == nitend )  ) THEN
499         !   Compute the budget of NO3, ALK, Si, Fer
500         IF( ln_p4z ) THEN
501            zwork(:,:,:) =    trn(:,:,:,jpno3) + trn(:,:,:,jpnh4)                      &
502               &          +   trn(:,:,:,jpphy) + trn(:,:,:,jpdia)                      &
503               &          +   trn(:,:,:,jppoc) + trn(:,:,:,jpgoc)  + trn(:,:,:,jpdoc)  &       
504               &          +   trn(:,:,:,jpzoo) + trn(:,:,:,jpmes) 
505        ELSE
506            zwork(:,:,:) =    trn(:,:,:,jpno3) + trn(:,:,:,jpnh4) + trn(:,:,:,jpnph)   &
507               &          +   trn(:,:,:,jpndi) + trn(:,:,:,jpnpi)                      & 
508               &          +   trn(:,:,:,jppon) + trn(:,:,:,jpgon) + trn(:,:,:,jpdon)   &
509               &          + ( trn(:,:,:,jpzoo) + trn(:,:,:,jpmes) ) * no3rat3 
510        ENDIF
511        !
512        no3budget = glob_sum( 'p4zsms', zwork(:,:,:) * cvol(:,:,:)  ) 
513        no3budget = no3budget / areatot
514        CALL iom_put( "pno3tot", no3budget )
515      ENDIF
516      !
517      IF( iom_use( "ppo4tot" ) .OR. ( ln_check_mass .AND. kt == nitend )  ) THEN
518         IF( ln_p4z ) THEN
519            zwork(:,:,:) =    trn(:,:,:,jppo4)                                         &
520               &          +   trn(:,:,:,jpphy) + trn(:,:,:,jpdia)                      &
521               &          +   trn(:,:,:,jppoc) + trn(:,:,:,jpgoc)  + trn(:,:,:,jpdoc)  &       
522               &          +   trn(:,:,:,jpzoo) + trn(:,:,:,jpmes) 
523        ELSE
524            zwork(:,:,:) =    trn(:,:,:,jppo4) + trn(:,:,:,jppph)                      &
525               &          +   trn(:,:,:,jppdi) + trn(:,:,:,jpppi)                      & 
526               &          +   trn(:,:,:,jppop) + trn(:,:,:,jpgop) + trn(:,:,:,jpdop)   &
527               &          + ( trn(:,:,:,jpzoo) + trn(:,:,:,jpmes) ) * po4rat3 
528        ENDIF
529        !
530        po4budget = glob_sum( 'p4zsms', zwork(:,:,:) * cvol(:,:,:)  ) 
531        po4budget = po4budget / areatot
532        CALL iom_put( "ppo4tot", po4budget )
533      ENDIF
534      !
535      IF( iom_use( "psiltot" ) .OR. ( ln_check_mass .AND. kt == nitend )  ) THEN
536         zwork(:,:,:) =  trn(:,:,:,jpsil) + trn(:,:,:,jpgsi) + trn(:,:,:,jpdsi) 
537         !
538         silbudget = glob_sum( 'p4zsms', zwork(:,:,:) * cvol(:,:,:)  ) 
539         silbudget = silbudget / areatot
540         CALL iom_put( "psiltot", silbudget )
541      ENDIF
542      !
543      IF( iom_use( "palktot" ) .OR. ( ln_check_mass .AND. kt == nitend )  ) THEN
544         zwork(:,:,:) =  trn(:,:,:,jpno3) * rno3 + trn(:,:,:,jptal) + trn(:,:,:,jpcal) * 2.             
545         !
546         alkbudget = glob_sum( 'p4zsms', zwork(:,:,:) * cvol(:,:,:)  )         !
547         alkbudget = alkbudget / areatot
548         CALL iom_put( "palktot", alkbudget )
549      ENDIF
550      !
551      IF( iom_use( "pfertot" ) .OR. ( ln_check_mass .AND. kt == nitend )  ) THEN
552         zwork(:,:,:) =   trn(:,:,:,jpfer) + trn(:,:,:,jpnfe) + trn(:,:,:,jpdfe)   &
553            &         +   trn(:,:,:,jpbfe) + trn(:,:,:,jpsfe)                      &
554            &         + ( trn(:,:,:,jpzoo) + trn(:,:,:,jpmes) )  * ferat3   
555         !
556         ferbudget = glob_sum( 'p4zsms', zwork(:,:,:) * cvol(:,:,:)  ) 
557         ferbudget = ferbudget / areatot
558         CALL iom_put( "pfertot", ferbudget )
559      ENDIF
560      !
561      ! Global budget of N SMS : denitrification in the water column and in the sediment
562      !                          nitrogen fixation by the diazotrophs
563      ! --------------------------------------------------------------------------------
564      IF( iom_use( "tnfix" ) .OR.  ( ln_check_mass .AND. kt == nitend )  ) THEN
565         znitrpottot  = glob_sum ( 'p4zsms', nitrpot(:,:,:) * nitrfix * cvol(:,:,:) )
566         CALL iom_put( "tnfix"  , znitrpottot * xfact3 )  ! Global  nitrogen fixation molC/l  to molN/m3
567      ENDIF
568      !
569      IF( iom_use( "tdenit" ) .OR.  ( ln_check_mass .AND. kt == nitend )  ) THEN
570         zrdenittot = glob_sum ( 'p4zsms', denitr(:,:,:) * rdenit * xnegtr(:,:,:) * cvol(:,:,:) )
571         zsdenittot = glob_sum ( 'p4zsms', sdenit(:,:) * e1e2t(:,:) * tmask(:,:,1) )
572         CALL iom_put( "tdenit" , ( zrdenittot + zsdenittot ) * xfact3 )  ! Total denitrification molC/l to molN/m3
573      ENDIF
574      !
575      IF( ln_check_mass .AND. kt == nitend ) THEN   ! Compute the budget of NO3, ALK, Si, Fer
576         t_atm_co2_flx  = t_atm_co2_flx / glob_sum( 'p4zsms', e1e2t(:,:) )
577         t_oce_co2_flx  = t_oce_co2_flx         * xfact1 * (-1 )
578         tpp            = tpp           * 1000. * xfact1
579         t_oce_co2_exp  = t_oce_co2_exp * 1000. * xfact1
580         IF( lwp ) WRITE(numco2,9000) ndastp, t_atm_co2_flx, t_oce_co2_flx, tpp, t_oce_co2_exp
581         IF( lwp ) WRITE(numnut,9100) ndastp, alkbudget        * 1.e+06, &
582             &                                no3budget * rno3 * 1.e+06, &
583             &                                po4budget * po4r * 1.e+06, &
584             &                                silbudget        * 1.e+06, &
585             &                                ferbudget        * 1.e+09
586         !
587         IF( lwp ) WRITE(numnit,9200) ndastp, znitrpottot * xfact2  , &
588            &                             zrdenittot  * xfact2  , &
589            &                             zsdenittot  * xfact2
590      ENDIF
591      !
592 9000  FORMAT(i8,f10.5,e18.10,f10.5,f10.5)
593 9100  FORMAT(i8,5e18.10)
594 9200  FORMAT(i8,3f10.5)
595       !
596   END SUBROUTINE p4z_chk_mass
597
598   !!======================================================================
599END MODULE p4zsms 
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