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p4zmeso.F90 in branches/2011/dev_r2787_LOCEAN3_TRA_TRP/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/PISCES – NEMO

source: branches/2011/dev_r2787_LOCEAN3_TRA_TRP/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/PISCES/p4zmeso.F90 @ 2819

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Improvment of branch dev_r2787_LOCEAN3_TRA_TRP
  • 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   !!----------------------------------------------------------------------
9#if defined key_pisces
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   !!   'key_pisces'                                       PISCES bio-model
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!   p4z_meso       :   Compute the sources/sinks for mesozooplankton
14   !!   p4z_meso_init  :   Initialization of the parameters for mesozooplankton
15   !!----------------------------------------------------------------------
16   USE oce_trc         !  shared variables between ocean and passive tracers
17   USE trc             !  passive tracers common variables
18   USE sms_pisces      !  PISCES Source Minus Sink variables
19   USE p4zsink         !  vertical flux of particulate matter due to sinking
20   USE prtctl_trc      !  print control for debugging
21   USE iom             !  I/O manager
22
23
24   IMPLICIT NONE
25   PRIVATE
26
27   PUBLIC   p4z_meso              ! called in p4zbio.F90
28   PUBLIC   p4z_meso_init         ! called in trcsms_pisces.F90
29
30   !! * Shared module variables
31   REAL(wp), PUBLIC ::   &
32      xprefc   = 1.0_wp     ,  &  !:
33      xprefp   = 0.2_wp     ,  &  !:
34      xprefz   = 1.0_wp     ,  &  !:
35      xprefpoc = 0.0_wp     ,  &  !:
36      resrat2  = 0.005_wp   ,  &  !:
37      mzrat2   = 0.03_wp    ,  &  !:
38      grazrat2 = 0.7_wp     ,  &  !:
39      xkgraz2  = 20E-6_wp   ,  &  !:
40      unass2   = 0.3_wp     ,  &  !:
41      sigma2   = 0.6_wp     ,  &  !:
42      epsher2  = 0.33_wp    ,  &  !:   
43      grazflux = 5.E3_wp 
44
45
46   !!* Substitution
47#  include "top_substitute.h90"
48   !!----------------------------------------------------------------------
49   !! NEMO/TOP 3.3 , NEMO Consortium (2010)
50   !! $Id$
51   !! Software governed by the CeCILL licence (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
52   !!----------------------------------------------------------------------
53
54CONTAINS
55
56   SUBROUTINE p4z_meso( kt, jnt )
57      !!---------------------------------------------------------------------
58      !!                     ***  ROUTINE p4z_meso  ***
59      !!
60      !! ** Purpose :   Compute the sources/sinks for mesozooplankton
61      !!
62      !! ** Method  : - ???
63      !!---------------------------------------------------------------------
64      INTEGER, INTENT(in) ::   kt, jnt ! ocean time step
65      INTEGER  :: ji, jj, jk
66      REAL(wp) :: zcompadi, zcompaph, zcompapoc, zcompaz
67      REAL(wp) :: zfact, zcompam, zdenom, zgraze2, zstep
68      REAL(wp) :: zgrarem2, zgrafer2, zgrapoc2, zprcaca, zmortz2
69#if defined key_kriest
70      REAL znumpoc
71#endif
72      REAL(wp) :: zrespz2,ztortz2,zgrazd,zgrazz,zgrazpof
73      REAL(wp) :: zgrazn,zgrazpoc,zgraznf,zgrazf
74      REAL(wp) :: zgrazfff,zgrazffe
75      CHARACTER (len=25) :: charout
76      REAL(wp) :: zrfact2
77
78      !!---------------------------------------------------------------------
79
80      DO jk = 1, jpkm1
81         DO jj = 1, jpj
82            DO ji = 1, jpi
83               zcompam = MAX( ( trn(ji,jj,jk,jpmes) - 1.e-9 ), 0.e0 )
84               zstep   = xstep
85# if defined key_degrad
86               zstep = zstep * facvol(ji,jj,jk)
87# endif
88               zfact = zstep * tgfunc(ji,jj,jk) * zcompam
89
90               !  Respiration rates of both zooplankton
91               !  -------------------------------------
92               zrespz2  = resrat2 * zfact * ( 1. + 3. * nitrfac(ji,jj,jk) )        &
93                  &     * trn(ji,jj,jk,jpmes) / ( xkmort + trn(ji,jj,jk,jpmes) )
94
95               !  Zooplankton mortality. A square function has been selected with
96               !  no real reason except that it seems to be more stable and may mimic predation
97               !  ---------------------------------------------------------------
98               ztortz2 = mzrat2 * 1.e6 * zfact * trn(ji,jj,jk,jpmes)
99               !
100
101               zcompadi  = MAX( ( trn(ji,jj,jk,jpdia) - 1.e-8 ), 0.e0 )
102               zcompaz   = MAX( ( trn(ji,jj,jk,jpzoo) - 1.e-8 ), 0.e0 )
103               zcompaph  = MAX( ( trn(ji,jj,jk,jpphy) - 2.e-7 ), 0.e0 )
104               zcompapoc = MAX( ( trn(ji,jj,jk,jppoc) - 1.e-8 ), 0.e0 )
105
106               !  Microzooplankton grazing
107               !     ------------------------
108               zdenom = 1. / (  xkgraz2 + xprefc   * trn(ji,jj,jk,jpdia)   &
109                  &                     + xprefz   * trn(ji,jj,jk,jpzoo)   &
110                  &                     + xprefp   * trn(ji,jj,jk,jpphy)   &
111                  &                     + xprefpoc * trn(ji,jj,jk,jppoc)  )
112
113               zgraze2 = grazrat2 * zstep * Tgfunc2(ji,jj,jk) * zdenom * trn(ji,jj,jk,jpmes) 
114
115               zgrazd   = zgraze2  * xprefc   * zcompadi
116               zgrazz   = zgraze2  * xprefz   * zcompaz
117               zgrazn   = zgraze2  * xprefp   * zcompaph
118               zgrazpoc = zgraze2  * xprefpoc * zcompapoc
119
120               zgraznf  = zgrazn   * trn(ji,jj,jk,jpnfe) / (trn(ji,jj,jk,jpphy) + rtrn)
121               zgrazf   = zgrazd   * trn(ji,jj,jk,jpdfe) / (trn(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn)
122               zgrazpof = zgrazpoc * trn(ji,jj,jk,jpsfe) / (trn(ji,jj,jk,jppoc) + rtrn)
123               
124               !  Mesozooplankton flux feeding on GOC
125               !  ----------------------------------
126# if ! defined key_kriest
127               zgrazffe = grazflux * zstep * wsbio4(ji,jj,jk)          &
128                  &                 * tgfunc2(ji,jj,jk) * trn(ji,jj,jk,jpgoc) * trn(ji,jj,jk,jpmes)
129# if defined key_degrad
130               zgrazffe = zgrazffe  * facvol(ji,jj,jk)
131# endif
132               zgrazfff = zgrazffe * trn(ji,jj,jk,jpbfe) / (trn(ji,jj,jk,jpgoc) + rtrn)
133# else
134               !!--------------------------- KRIEST3 -------------------------------------------
135               !!               zgrazffe = 0.5 * 1.3e-2 / 5.5e-7 * 0.3 * zstep * wsbio3(ji,jj,jk)     &
136               !!                  &     * tgfunc(ji,jj,jk) * trn(ji,jj,jk,jppoc) * trn(ji,jj,jk,jpmes)    &
137               !! #  if defined key_degrad
138               !!                  &     * facvol(ji,jj,jk)          &
139               !! #  endif
140               !!                  &     /  (trn(ji,jj,jk,jppoc) * 1.e7 + 0.1)
141               !!--------------------------- KRIEST3 -------------------------------------------
142
143               zgrazffe = grazflux * zstep * wsbio3(ji,jj,jk)     &
144                  &                * tgfunc2(ji,jj,jk) * trn(ji,jj,jk,jppoc) * trn(ji,jj,jk,jpmes)
145# if defined key_degrad
146               zgrazffe = zgrazffe  * facvol(ji,jj,jk)
147# endif
148               zgrazfff = zgrazffe * trn(ji,jj,jk,jpsfe) / (trn(ji,jj,jk,jppoc) + rtrn)
149# endif
150     
151              ! Total grazing ( grazing by microzoo is already computed in p4zmicro )
152              grazing(ji,jj,jk) = grazing(ji,jj,jk) + (  zgrazd + zgrazz + zgrazn + zgrazpoc + zgrazffe )
153
154              !    Mesozooplankton efficiency
155              !    --------------------------
156              zgrarem2 = ( zgrazd + zgrazz + zgrazn + zgrazpoc + zgrazffe ) * ( 1. - epsher2 - unass2 )
157#if ! defined key_kriest
158              zgrafer2 = ( zgrazf + zgraznf + zgrazz * ferat3 + zgrazpof + zgrazfff ) * ( 1.- epsher2 - unass2 ) & 
159                  &     + epsher2 * ( zgrazd   * MAX((trn(ji,jj,jk,jpdfe) / (trn(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn)-ferat3),0.) &
160                  &                 + zgrazn   * MAX((trn(ji,jj,jk,jpnfe) / (trn(ji,jj,jk,jpphy) + rtrn)-ferat3),0.) &
161                  &                 + zgrazpoc * MAX((trn(ji,jj,jk,jpsfe) / (trn(ji,jj,jk,jppoc) + rtrn)-ferat3),0.) &
162                  &                 + zgrazffe * MAX((trn(ji,jj,jk,jpbfe) / (trn(ji,jj,jk,jpgoc) + rtrn)-ferat3),0.)  )
163#else
164              zgrafer2 = ( zgrazf + zgraznf + zgrazz * ferat3 + zgrazpof + zgrazfff ) * ( 1. - epsher2 - unass2 ) &
165                  &    + epsher2 * ( zgrazd   * MAX((trn(ji,jj,jk,jpdfe) / (trn(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn)-ferat3),0.) &
166                  &                + zgrazn   * MAX((trn(ji,jj,jk,jpnfe) / (trn(ji,jj,jk,jpphy) + rtrn)-ferat3),0.) &
167                  &                + zgrazpoc * MAX((trn(ji,jj,jk,jpsfe) / (trn(ji,jj,jk,jppoc) + rtrn)-ferat3),0.) &
168                  &                + zgrazffe * MAX((trn(ji,jj,jk,jpsfe) / (trn(ji,jj,jk,jppoc) + rtrn)-ferat3),0.)  )
169
170#endif
171               !   Update the arrays TRA which contain the biological sources and sinks
172
173               zgrapoc2 =  zgrazd + zgrazz  + zgrazn + zgrazpoc + zgrazffe
174
175               tra(ji,jj,jk,jppo4) = tra(ji,jj,jk,jppo4) + zgrarem2 * sigma2
176               tra(ji,jj,jk,jpnh4) = tra(ji,jj,jk,jpnh4) + zgrarem2 * sigma2
177               tra(ji,jj,jk,jpdoc) = tra(ji,jj,jk,jpdoc) + zgrarem2 * ( 1. - sigma2 )
178               tra(ji,jj,jk,jpoxy) = tra(ji,jj,jk,jpoxy) - o2ut * zgrarem2 * sigma2
179               tra(ji,jj,jk,jpfer) = tra(ji,jj,jk,jpfer) + zgrafer2
180               tra(ji,jj,jk,jpdic) = tra(ji,jj,jk,jpdic) + zgrarem2 * sigma2
181               
182#if defined key_kriest
183               tra(ji,jj,jk,jppoc) = tra(ji,jj,jk,jppoc) + zgrapoc2 * unass2
184               tra(ji,jj,jk,jpnum) = tra(ji,jj,jk,jpnum) + zgrapoc2 * unass2 * xkr_dmeso
185#else
186               tra(ji,jj,jk,jpgoc) = tra(ji,jj,jk,jpgoc) + zgrapoc2 * unass2
187#endif
188               zmortz2 = ztortz2 + zrespz2
189               tra(ji,jj,jk,jpmes) = tra(ji,jj,jk,jpmes) - zmortz2 + epsher2 * zgrapoc2
190               tra(ji,jj,jk,jpdia) = tra(ji,jj,jk,jpdia) - zgrazd
191               tra(ji,jj,jk,jpzoo) = tra(ji,jj,jk,jpzoo) - zgrazz
192               tra(ji,jj,jk,jpphy) = tra(ji,jj,jk,jpphy) - zgrazn
193               tra(ji,jj,jk,jpnch) = tra(ji,jj,jk,jpnch) - zgrazn * trn(ji,jj,jk,jpnch) / ( trn(ji,jj,jk,jpphy) + rtrn )
194               tra(ji,jj,jk,jpdch) = tra(ji,jj,jk,jpdch) - zgrazd * trn(ji,jj,jk,jpdch) / ( trn(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn )
195               tra(ji,jj,jk,jpbsi) = tra(ji,jj,jk,jpbsi) - zgrazd * trn(ji,jj,jk,jpbsi) / ( trn(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn )
196               tra(ji,jj,jk,jpdsi) = tra(ji,jj,jk,jpdsi) + zgrazd * trn(ji,jj,jk,jpbsi) / ( trn(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn )
197               tra(ji,jj,jk,jpnfe) = tra(ji,jj,jk,jpnfe) - zgraznf
198               tra(ji,jj,jk,jpdfe) = tra(ji,jj,jk,jpdfe) - zgrazf
199
200               zprcaca = xfracal(ji,jj,jk) * unass2 * zgrazn
201               ! calcite production
202               prodcal(ji,jj,jk) = prodcal(ji,jj,jk) + zprcaca  ! prodcal=prodcal(nanophy)+prodcal(microzoo)+prodcal(mesozoo)
203               !
204               zprcaca = part * zprcaca
205               tra(ji,jj,jk,jpdic) = tra(ji,jj,jk,jpdic) - zprcaca
206               tra(ji,jj,jk,jptal) = tra(ji,jj,jk,jptal) - 2. * zprcaca
207               tra(ji,jj,jk,jpcal) = tra(ji,jj,jk,jpcal) + zprcaca
208#if defined key_kriest
209               znumpoc = trn(ji,jj,jk,jpnum) / ( trn(ji,jj,jk,jppoc) + rtrn )
210               tra(ji,jj,jk,jppoc) = tra(ji,jj,jk,jppoc) + zmortz2 - zgrazpoc - zgrazffe
211               tra(ji,jj,jk,jpnum) = tra(ji,jj,jk,jpnum) - zgrazpoc * znumpoc &
212                  &    + zmortz2  * xkr_dmeso - zgrazffe * znumpoc * wsbio4(ji,jj,jk) / ( wsbio3(ji,jj,jk) + rtrn )
213               tra(ji,jj,jk,jpsfe) = tra(ji,jj,jk,jpsfe) + ferat3 * zmortz2 &
214               &       + unass2 * ( ferat3 * zgrazz + zgraznf + zgrazf + zgrazpof + zgrazfff ) - zgrazfff - zgrazpof
215#else
216               tra(ji,jj,jk,jppoc) = tra(ji,jj,jk,jppoc) - zgrazpoc
217               tra(ji,jj,jk,jpgoc) = tra(ji,jj,jk,jpgoc) + zmortz2 - zgrazffe
218               tra(ji,jj,jk,jpsfe) = tra(ji,jj,jk,jpsfe) - zgrazpof
219               tra(ji,jj,jk,jpbfe) = tra(ji,jj,jk,jpbfe) + ferat3 * zmortz2 &
220               &       + unass2 * ( ferat3 * zgrazz + zgraznf + zgrazf + zgrazpof + zgrazfff ) - zgrazfff
221#endif
222
223            END DO
224         END DO
225      END DO
226      !
227      IF( ln_diatrc ) THEN
228         zrfact2 = 1.e3 * rfact2r
229         grazing(:,:,:) = grazing(:,:,:) * zrfact2 * tmask(:,:,:)   ! Total grazing of phyto by zoo
230         prodcal(:,:,:) = prodcal(:,:,:) * zrfact2 * tmask(:,:,:)   ! Calcite production
231         IF( jnt == nrdttrc ) THEN
232            CALL iom_put( "GRAZ" , grazing  )  ! Total grazing of phyto by zooplankton
233            CALL iom_put( "PCAL" , prodcal  )  ! Calcite production
234         ENDIF
235      ENDIF
236
237       IF(ln_ctl)   THEN  ! print mean trends (used for debugging)
238         WRITE(charout, FMT="('meso')")
239         CALL prt_ctl_trc_info(charout)
240         CALL prt_ctl_trc(tab4d=tra, mask=tmask, clinfo=ctrcnm)
241       ENDIF
242
243   END SUBROUTINE p4z_meso
244
245   SUBROUTINE p4z_meso_init
246
247      !!----------------------------------------------------------------------
248      !!                  ***  ROUTINE p4z_meso_init  ***
249      !!
250      !! ** Purpose :   Initialization of mesozooplankton parameters
251      !!
252      !! ** Method  :   Read the nampismes namelist and check the parameters
253      !!      called at the first timestep (nit000)
254      !!
255      !! ** input   :   Namelist nampismes
256      !!
257      !!----------------------------------------------------------------------
258
259      NAMELIST/nampismes/ grazrat2,resrat2,mzrat2,xprefc, xprefp, &
260         &             xprefz, xprefpoc, xkgraz2, epsher2, sigma2, unass2, grazflux
261
262      REWIND( numnatp )                     ! read numnatp
263      READ  ( numnatp, nampismes )
264
265
266      IF(lwp) THEN                         ! control print
267         WRITE(numout,*) ' ' 
268         WRITE(numout,*) ' Namelist parameters for mesozooplankton, nampismes'
269         WRITE(numout,*) ' ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~'
270         WRITE(numout,*) '    zoo preference for phyto                  xprefc    =', xprefc
271         WRITE(numout,*) '    zoo preference for POC                    xprefp    =', xprefp
272         WRITE(numout,*) '    zoo preference for zoo                    xprefz    =', xprefz
273         WRITE(numout,*) '    zoo preference for poc                    xprefpoc  =', xprefpoc
274         WRITE(numout,*) '    exsudation rate of mesozooplankton        resrat2   =', resrat2
275         WRITE(numout,*) '    mesozooplankton mortality rate            mzrat2    =', mzrat2
276         WRITE(numout,*) '    maximal mesozoo grazing rate              grazrat2  =', grazrat2
277         WRITE(numout,*) '    mesozoo flux feeding rate                 grazflux  =', grazflux
278         WRITE(numout,*) '    non assimilated fraction of P by mesozoo  unass2    =', unass2
279         WRITE(numout,*) '    Efficicency of Mesozoo growth             epsher2   =', epsher2
280         WRITE(numout,*) '    Fraction of mesozoo excretion as DOM      sigma2    =', sigma2
281         WRITE(numout,*) '    half sturation constant for grazing 2     xkgraz2   =', xkgraz2
282      ENDIF
283
284
285   END SUBROUTINE p4z_meso_init
286
287
288#else
289   !!======================================================================
290   !!  Dummy module :                                   No PISCES bio-model
291   !!======================================================================
292CONTAINS
293   SUBROUTINE p4z_meso                    ! Empty routine
294   END SUBROUTINE p4z_meso
295#endif 
296
297   !!======================================================================
298END MODULE  p4zmeso
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.