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p4zmeso.F90 in branches/2011/dev_NEMO_MERGE_2011/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/PISCES – NEMO

source: branches/2011/dev_NEMO_MERGE_2011/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/PISCES/p4zmeso.F90 @ 3124

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dev_NEMO_MERGE_2011/NEMOGCM:minor modifications on the use of nittrc000 + style corrections
  • Property svn:keywords set to Id
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Line 
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   !!----------------------------------------------------------------------
10#if defined key_pisces
11   !!----------------------------------------------------------------------
12   !!   'key_pisces'                                       PISCES bio-model
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   !!   p4z_meso       :   Compute the sources/sinks for mesozooplankton
15   !!   p4z_meso_init  :   Initialization of the parameters for mesozooplankton
16   !!----------------------------------------------------------------------
17   USE oce_trc         !  shared variables between ocean and passive tracers
18   USE trc             !  passive tracers common variables
19   USE sms_pisces      !  PISCES Source Minus Sink variables
20   USE p4zsink         !  vertical flux of particulate matter due to sinking
21   USE p4zint          !  interpolation and computation of various fields
22   USE p4zprod         !  production
23   USE prtctl_trc      !  print control for debugging
24   USE iom             !  I/O manager
25
26   IMPLICIT NONE
27   PRIVATE
28
29   PUBLIC   p4z_meso              ! called in p4zbio.F90
30   PUBLIC   p4z_meso_init         ! called in trcsms_pisces.F90
31
32   !! * Shared module variables
33   REAL(wp), PUBLIC ::  part2       = 0.5_wp     !: part of calcite not dissolved in mesozoo guts
34   REAL(wp), PUBLIC ::  xprefc      = 1.0_wp     !: mesozoo preference for POC
35   REAL(wp), PUBLIC ::  xprefp      = 0.3_wp     !: mesozoo preference for nanophyto
36   REAL(wp), PUBLIC ::  xprefz      = 1.0_wp     !: mesozoo preference for diatoms
37   REAL(wp), PUBLIC ::  xprefpoc    = 0.3_wp     !: mesozoo preference for POC
38   REAL(wp), PUBLIC ::  xthresh2zoo = 1E-8_wp    !: zoo feeding threshold for mesozooplankton
39   REAL(wp), PUBLIC ::  xthresh2dia = 1E-8_wp    !: diatoms feeding threshold for mesozooplankton
40   REAL(wp), PUBLIC ::  xthresh2phy = 2E-7_wp    !: nanophyto feeding threshold for mesozooplankton
41   REAL(wp), PUBLIC ::  xthresh2poc = 1E-8_wp    !: poc feeding threshold for mesozooplankton
42   REAL(wp), PUBLIC ::  xthresh2    = 0._wp      !: feeding threshold for mesozooplankton
43   REAL(wp), PUBLIC ::  resrat2     = 0.005_wp   !: exsudation rate of mesozooplankton
44   REAL(wp), PUBLIC ::  mzrat2      = 0.04_wp    !: microzooplankton mortality rate
45   REAL(wp), PUBLIC ::  grazrat2    = 0.9_wp     !: maximal mesozoo grazing rate
46   REAL(wp), PUBLIC ::  xkgraz2     = 20E-6_wp   !: non assimilated fraction of P by mesozoo
47   REAL(wp), PUBLIC ::  unass2      = 0.3_wp     !: Efficicency of mesozoo growth
48   REAL(wp), PUBLIC ::  sigma2      = 0.6_wp     !: Fraction of mesozoo excretion as DOM
49   REAL(wp), PUBLIC ::  epsher2     = 0.3_wp     !: half sturation constant for grazing 2
50   REAL(wp), PUBLIC ::  grazflux    = 3.E3_wp    !: mesozoo flux feeding rate
51
52   !!* Substitution
53#  include "top_substitute.h90"
54   !!----------------------------------------------------------------------
55   !! NEMO/TOP 3.3 , NEMO Consortium (2010)
56   !! $Id$
57   !! Software governed by the CeCILL licence (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
58   !!----------------------------------------------------------------------
59
60CONTAINS
61
62   SUBROUTINE p4z_meso( kt, jnt )
63      !!---------------------------------------------------------------------
64      !!                     ***  ROUTINE p4z_meso  ***
65      !!
66      !! ** Purpose :   Compute the sources/sinks for mesozooplankton
67      !!
68      !! ** Method  : - ???
69      !!---------------------------------------------------------------------
70      INTEGER, INTENT(in) ::   kt, jnt ! ocean time step
71      INTEGER  :: ji, jj, jk
72      REAL(wp) :: zcompadi, zcompaph, zcompapoc, zcompaz, zcompam
73      REAL(wp) :: zgraze2 , zdenom, zdenom2, zncratio
74      REAL(wp) :: zfact   , zstep, zfood, zfoodlim
75      REAL(wp) :: zepshert, zepsherv, zgrarsig, zgraztot, zgraztotf
76      REAL(wp) :: zgrarem2, zgrafer2, zgrapoc2, zprcaca, zmortz2, zgrasrat
77#if defined key_kriest
78      REAL znumpoc
79#endif
80      REAL(wp) :: zrespz2, ztortz2, zgrazd, zgrazz, zgrazpof
81      REAL(wp) :: zgrazn, zgrazpoc, zgraznf, zgrazf
82      REAL(wp) :: zgrazfff, zgrazffe
83      CHARACTER (len=25) :: charout
84      REAL(wp) :: zrfact2
85
86      !!---------------------------------------------------------------------
87
88      DO jk = 1, jpkm1
89         DO jj = 1, jpj
90            DO ji = 1, jpi
91               zcompam   = MAX( ( trn(ji,jj,jk,jpmes) - 1.e-8 ), 0.e0 )
92# if defined key_degrad
93               zstep     = xstep * facvol(ji,jj,jk)
94# else
95               zstep     = xstep
96# endif
97               zfact     = zstep * tgfunc(ji,jj,jk) * zcompam
98
99               !  Respiration rates of both zooplankton
100               !  -------------------------------------
101               zrespz2   = resrat2 * zfact * trn(ji,jj,jk,jpmes) / ( xkmort + trn(ji,jj,jk,jpmes) )  &
102                  &      + resrat2 * zfact * 3. * nitrfac(ji,jj,jk)
103
104               !  Zooplankton mortality. A square function has been selected with
105               !  no real reason except that it seems to be more stable and may mimic predation
106               !  ---------------------------------------------------------------
107               ztortz2   = mzrat2 * 1.e6 * zfact * trn(ji,jj,jk,jpmes)
108               !
109
110               zcompadi  = MAX( ( trn(ji,jj,jk,jpdia) - xthresh2dia ), 0.e0 )
111               zcompaz   = MAX( ( trn(ji,jj,jk,jpzoo) - xthresh2zoo ), 0.e0 )
112               zcompaph  = MAX( ( trn(ji,jj,jk,jpphy) - xthresh2phy ), 0.e0 )
113               zcompapoc = MAX( ( trn(ji,jj,jk,jppoc) - xthresh2poc ), 0.e0 )
114
115               zfood     = xprefc * zcompadi + xprefz * zcompaz + xprefp * zcompaph + xprefpoc * zcompapoc 
116               zfoodlim  = MAX( 0., zfood - xthresh2 )
117               zdenom    = zfoodlim / ( xkgraz2 + zfoodlim )
118               zdenom2   = zdenom / ( zfood + rtrn )
119               zgraze2   = grazrat2 * zstep * tgfunc2(ji,jj,jk) * trn(ji,jj,jk,jpmes) 
120
121               zgrazd    = zgraze2  * xprefc   * zcompadi  * zdenom2 
122               zgrazz    = zgraze2  * xprefz   * zcompaz   * zdenom2 
123               zgrazn    = zgraze2  * xprefp   * zcompaph  * zdenom2 
124               zgrazpoc  = zgraze2  * xprefpoc * zcompapoc * zdenom2 
125
126               zgraznf   = zgrazn   * trn(ji,jj,jk,jpnfe) / ( trn(ji,jj,jk,jpphy) + rtrn)
127               zgrazf    = zgrazd   * trn(ji,jj,jk,jpdfe) / ( trn(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn)
128               zgrazpof  = zgrazpoc * trn(ji,jj,jk,jpsfe) / ( trn(ji,jj,jk,jppoc) + rtrn)
129
130               !  Mesozooplankton flux feeding on GOC
131               !  ----------------------------------
132# if ! defined key_kriest
133               zgrazffe  = grazflux * zstep * wsbio4(ji,jj,jk)          &
134                 &                 * tgfunc2(ji,jj,jk) * trn(ji,jj,jk,jpgoc) * trn(ji,jj,jk,jpmes)
135               zgrazfff  = zgrazffe * trn(ji,jj,jk,jpbfe) / (trn(ji,jj,jk,jpgoc) + rtrn)
136# else
137               zgrazffe = grazflux * zstep * wsbio3(ji,jj,jk)     &
138               zgrazfff   = zgrazffe * trn(ji,jj,jk,jpsfe) / (trn(ji,jj,jk,jppoc) + rtrn)
139# endif
140              !
141              zgraztot   = zgrazd + zgrazz + zgrazn + zgrazpoc + zgrazffe
142              zgraztotf  = zgrazf + zgraznf + zgrazz * ferat3 + zgrazpof + zgrazfff 
143
144              ! Total grazing ( grazing by microzoo is already computed in p4zmicro )
145              grazing(ji,jj,jk) = grazing(ji,jj,jk) + zgraztot
146              !    Mesozooplankton efficiency
147              !    --------------------------
148              zgrasrat   =  zgraztotf / ( zgraztot + rtrn )
149              zncratio   = (  xprefc   * zcompadi * quotad(ji,jj,jk)  &
150                  &         + xprefp   * zcompaph * quotan(ji,jj,jk)  &
151                  &         + xprefz   * zcompaz                      &
152                  &         + xprefpoc * zcompapoc   ) / ( zfood + rtrn )
153               zepshert  = epsher2 * MIN( 1., zncratio )
154               zepsherv  = zepshert * MIN( 1., zgrasrat / ferat3 )
155               zgrarem2  = zgraztot * ( 1. - zepsherv - unass2 )
156               zgrafer2  = zgraztot * MAX( 0. , ( 1. - unass2 ) * zgrasrat - ferat3 * zepshert ) 
157               zgrapoc2  = zgraztot * unass2
158
159               !   Update the arrays TRA which contain the biological sources and sinks
160               zgrarsig  = zgrarem2 * sigma2
161               tra(ji,jj,jk,jppo4) = tra(ji,jj,jk,jppo4) + zgrarsig
162               tra(ji,jj,jk,jpnh4) = tra(ji,jj,jk,jpnh4) + zgrarsig
163               tra(ji,jj,jk,jpdoc) = tra(ji,jj,jk,jpdoc) + zgrarem2 - zgrarsig
164               tra(ji,jj,jk,jpoxy) = tra(ji,jj,jk,jpoxy) - o2ut * zgrarsig
165               tra(ji,jj,jk,jpfer) = tra(ji,jj,jk,jpfer) + zgrafer2
166               tra(ji,jj,jk,jpdic) = tra(ji,jj,jk,jpdic) + zgrarsig
167               tra(ji,jj,jk,jptal) = tra(ji,jj,jk,jptal) + rno3 * zgrarsig             
168#if defined key_kriest
169               tra(ji,jj,jk,jppoc) = tra(ji,jj,jk,jppoc) + zgrapoc2
170               tra(ji,jj,jk,jpnum) = tra(ji,jj,jk,jpnum) + zgrapoc2 * xkr_dmeso
171               tra(ji,jj,jk,jpsfe) = tra(ji,jj,jk,jpsfe) + zgraztotf * unass2
172#else
173               tra(ji,jj,jk,jpgoc) = tra(ji,jj,jk,jpgoc) + zgrapoc2
174               tra(ji,jj,jk,jpbfe) = tra(ji,jj,jk,jpbfe) + zgraztotf * unass2
175#endif
176               zmortz2 = ztortz2 + zrespz2
177               tra(ji,jj,jk,jpmes) = tra(ji,jj,jk,jpmes) - zmortz2 + zepsherv * zgraztot 
178               tra(ji,jj,jk,jpdia) = tra(ji,jj,jk,jpdia) - zgrazd
179               tra(ji,jj,jk,jpzoo) = tra(ji,jj,jk,jpzoo) - zgrazz
180               tra(ji,jj,jk,jpphy) = tra(ji,jj,jk,jpphy) - zgrazn
181               tra(ji,jj,jk,jpnch) = tra(ji,jj,jk,jpnch) - zgrazn * trn(ji,jj,jk,jpnch) / ( trn(ji,jj,jk,jpphy) + rtrn )
182               tra(ji,jj,jk,jpdch) = tra(ji,jj,jk,jpdch) - zgrazd * trn(ji,jj,jk,jpdch) / ( trn(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn )
183               tra(ji,jj,jk,jpbsi) = tra(ji,jj,jk,jpbsi) - zgrazd * trn(ji,jj,jk,jpbsi) / ( trn(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn )
184               tra(ji,jj,jk,jpdsi) = tra(ji,jj,jk,jpdsi) + zgrazd * trn(ji,jj,jk,jpbsi) / ( trn(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn )
185               tra(ji,jj,jk,jpnfe) = tra(ji,jj,jk,jpnfe) - zgraznf
186               tra(ji,jj,jk,jpdfe) = tra(ji,jj,jk,jpdfe) - zgrazf
187
188               zprcaca = xfracal(ji,jj,jk) * zgrazn
189               ! calcite production
190               prodcal(ji,jj,jk) = prodcal(ji,jj,jk) + zprcaca  ! prodcal=prodcal(nanophy)+prodcal(microzoo)+prodcal(mesozoo)
191               !
192               zprcaca = part2 * zprcaca
193               tra(ji,jj,jk,jpdic) = tra(ji,jj,jk,jpdic) - zprcaca
194               tra(ji,jj,jk,jptal) = tra(ji,jj,jk,jptal) - 2. * zprcaca
195               tra(ji,jj,jk,jpcal) = tra(ji,jj,jk,jpcal) + zprcaca
196#if defined key_kriest
197               znumpoc = trn(ji,jj,jk,jpnum) / ( trn(ji,jj,jk,jppoc) + rtrn )
198               tra(ji,jj,jk,jppoc) = tra(ji,jj,jk,jppoc) + zmortz2 - zgrazpoc - zgrazffe
199               tra(ji,jj,jk,jpnum) = tra(ji,jj,jk,jpnum) - zgrazpoc * znumpoc &
200                  &    + zmortz2  * xkr_dmeso - zgrazffe * znumpoc * wsbio4(ji,jj,jk) / ( wsbio3(ji,jj,jk) + rtrn )
201               tra(ji,jj,jk,jpsfe) = tra(ji,jj,jk,jpsfe) + ferat3 * zmortz2 - zgrazfff - zgrazpof
202#else
203               tra(ji,jj,jk,jppoc) = tra(ji,jj,jk,jppoc) - zgrazpoc
204               tra(ji,jj,jk,jpgoc) = tra(ji,jj,jk,jpgoc) + zmortz2 - zgrazffe
205               tra(ji,jj,jk,jpsfe) = tra(ji,jj,jk,jpsfe) - zgrazpof
206               tra(ji,jj,jk,jpbfe) = tra(ji,jj,jk,jpbfe) + ferat3 * zmortz2 - zgrazfff
207#endif
208
209            END DO
210         END DO
211      END DO
212      !
213      IF( ln_diatrc .AND. lk_iomput ) THEN
214         zrfact2 = 1.e3 * rfact2r
215         grazing(:,:,:) = grazing(:,:,:) * zrfact2 * tmask(:,:,:)   ! Total grazing of phyto by zoo
216         prodcal(:,:,:) = prodcal(:,:,:) * zrfact2 * tmask(:,:,:)   ! Calcite production
217         IF( jnt == nrdttrc ) THEN
218            CALL iom_put( "GRAZ" , grazing  )  ! Total grazing of phyto by zooplankton
219            CALL iom_put( "PCAL" , prodcal  )  ! Calcite production
220         ENDIF
221      ENDIF
222      !
223      IF(ln_ctl)   THEN  ! print mean trends (used for debugging)
224        WRITE(charout, FMT="('meso')")
225        CALL prt_ctl_trc_info(charout)
226        CALL prt_ctl_trc(tab4d=tra, mask=tmask, clinfo=ctrcnm)
227      ENDIF
228
229   END SUBROUTINE p4z_meso
230
231   SUBROUTINE p4z_meso_init
232
233      !!----------------------------------------------------------------------
234      !!                  ***  ROUTINE p4z_meso_init  ***
235      !!
236      !! ** Purpose :   Initialization of mesozooplankton parameters
237      !!
238      !! ** Method  :   Read the nampismes namelist and check the parameters
239      !!      called at the first timestep (nittrc000)
240      !!
241      !! ** input   :   Namelist nampismes
242      !!
243      !!----------------------------------------------------------------------
244
245      NAMELIST/nampismes/ part2, grazrat2, resrat2, mzrat2, xprefc, xprefp, xprefz,   &
246         &                xprefpoc, xthresh2dia, xthresh2phy, xthresh2zoo, xthresh2poc, &
247         &                xthresh2, xkgraz2, epsher2, sigma2, unass2, grazflux
248
249      REWIND( numnatp )                     ! read numnatp
250      READ  ( numnatp, nampismes )
251
252
253      IF(lwp) THEN                         ! control print
254         WRITE(numout,*) ' ' 
255         WRITE(numout,*) ' Namelist parameters for mesozooplankton, nampismes'
256         WRITE(numout,*) ' ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~'
257         WRITE(numout,*) '    part of calcite not dissolved in mesozoo guts  part2        =', part2
258         WRITE(numout,*) '    mesozoo preference for phyto                   xprefc       =', xprefc
259         WRITE(numout,*) '    mesozoo preference for POC                     xprefp       =', xprefp
260         WRITE(numout,*) '    mesozoo preference for zoo                     xprefz       =', xprefz
261         WRITE(numout,*) '    mesozoo preference for poc                     xprefpoc     =', xprefpoc
262         WRITE(numout,*) '    microzoo feeding threshold  for mesozoo        xthresh2zoo  =', xthresh2zoo
263         WRITE(numout,*) '    diatoms feeding threshold  for mesozoo         xthresh2dia  =', xthresh2dia
264         WRITE(numout,*) '    nanophyto feeding threshold for mesozoo        xthresh2phy  =', xthresh2phy
265         WRITE(numout,*) '    poc feeding threshold for mesozoo              xthresh2poc  =', xthresh2poc
266         WRITE(numout,*) '    feeding threshold for mesozooplankton          xthresh2     =', xthresh2
267         WRITE(numout,*) '    exsudation rate of mesozooplankton             resrat2      =', resrat2
268         WRITE(numout,*) '    mesozooplankton mortality rate                 mzrat2       =', mzrat2
269         WRITE(numout,*) '    maximal mesozoo grazing rate                   grazrat2     =', grazrat2
270         WRITE(numout,*) '    mesozoo flux feeding rate                      grazflux     =', grazflux
271         WRITE(numout,*) '    non assimilated fraction of P by mesozoo       unass2       =', unass2
272         WRITE(numout,*) '    Efficicency of Mesozoo growth                  epsher2      =', epsher2
273         WRITE(numout,*) '    Fraction of mesozoo excretion as DOM           sigma2       =', sigma2
274         WRITE(numout,*) '    half sturation constant for grazing 2          xkgraz2      =', xkgraz2
275      ENDIF
276
277
278   END SUBROUTINE p4z_meso_init
279
280
281#else
282   !!======================================================================
283   !!  Dummy module :                                   No PISCES bio-model
284   !!======================================================================
285CONTAINS
286   SUBROUTINE p4z_meso                    ! Empty routine
287   END SUBROUTINE p4z_meso
288#endif 
289
290   !!======================================================================
291END MODULE  p4zmeso
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.