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p4zmicro.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/p4zmicro.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 p4zmicro
2   !!======================================================================
3   !!                         ***  MODULE p4zmicro  ***
4   !! TOP :   PISCES Compute the sources/sinks for microzooplankton
5   !!======================================================================
6   !! History :   1.0  !  2004     (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_micro       :   Compute the sources/sinks for microzooplankton
14   !!   p4z_micro_init  :   Initialize and read the appropriate namelist
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
22   IMPLICIT NONE
23   PRIVATE
24
25   PUBLIC   p4z_micro         ! called in p4zbio.F90
26   PUBLIC   p4z_micro_init    ! called in trcsms_pisces.F90
27   PUBLIC   p4z_micro_alloc    ! called in trcsms_pisces.F90
28
29   !! * Shared module variables
30   REAL(wp), PUBLIC ::   &
31      xpref2c = 0.0_wp       ,  &  !:
32      xpref2p = 0.5_wp       ,  &  !:
33      xpref2d = 0.5_wp       ,  &  !:
34      resrat  = 0.03_wp      ,  &  !:
35      mzrat   = 0.0_wp       ,  &  !:
36      grazrat = 4.0_wp       ,  &  !:
37      xkgraz  = 20E-6_wp     ,  &  !:
38      unass   = 0.3_wp       ,  &  !:
39      sigma1  = 0.6_wp       ,  &  !:
40      epsher  = 0.33_wp
41
42
43   !!* Substitution
44#  include "top_substitute.h90"
45   !!----------------------------------------------------------------------
46   !! NEMO/TOP 3.3 , NEMO Consortium (2010)
47   !! $Id$
48   !! Software governed by the CeCILL licence (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
49   !!----------------------------------------------------------------------
50
51CONTAINS
52
53   SUBROUTINE p4z_micro( kt )
54      !!---------------------------------------------------------------------
55      !!                     ***  ROUTINE p4z_micro  ***
56      !!
57      !! ** Purpose :   Compute the sources/sinks for microzooplankton
58      !!
59      !! ** Method  : - ???
60      !!---------------------------------------------------------------------
61      INTEGER, INTENT(in) ::   kt ! ocean time step
62      INTEGER  :: ji, jj, jk
63      REAL(wp) :: zcompadi, zcompadi2, zcompaz , zcompaph, zcompapoc
64      REAL(wp) :: zgraze  , zdenom  , zdenom2, zstep
65      REAL(wp) :: zfact   , zinano , zidiat, zipoc
66      REAL(wp) :: zgrarem, zgrafer, zgrapoc, zprcaca, zmortz
67      REAL(wp) :: zrespz, ztortz
68      REAL(wp) :: zgrazp, zgrazm, zgrazsd
69      REAL(wp) :: zgrazmf, zgrazsf, zgrazpf
70      CHARACTER (len=25) :: charout
71
72      !!---------------------------------------------------------------------
73
74      grazing(:,:,:) = 0.  !: grazing set to zero
75      zstep = rfact2 / rday      ! Time step duration for biology
76
77      DO jk = 1, jpkm1
78         DO jj = 1, jpj
79            DO ji = 1, jpi
80               zcompaz = MAX( ( trn(ji,jj,jk,jpzoo) - 1.e-9 ), 0.e0 )
81               zstep   = xstep
82# if defined key_degrad
83               zstep = zstep * facvol(ji,jj,jk)
84# endif
85               zfact   = zstep * tgfunc(ji,jj,jk) * zcompaz
86
87               !  Respiration rates of both zooplankton
88               !  -------------------------------------
89               zrespz = resrat * zfact  * ( 1.+ 3.* nitrfac(ji,jj,jk) )     &
90                  &            * trn(ji,jj,jk,jpzoo) / ( xkmort + trn(ji,jj,jk,jpzoo) )
91
92               !  Zooplankton mortality. A square function has been selected with
93               !  no real reason except that it seems to be more stable and may mimic predation.
94               !  ---------------------------------------------------------------
95               ztortz = mzrat * 1.e6 * zfact * trn(ji,jj,jk,jpzoo)
96
97               zcompadi  = MAX( ( trn(ji,jj,jk,jpdia) - 1.e-8 ), 0.e0 )
98               zcompadi2 = MIN( zcompadi, 5.e-7 )
99               zcompaph  = MAX( ( trn(ji,jj,jk,jpphy) - 2.e-7 ), 0.e0 )
100               zcompapoc = MAX( ( trn(ji,jj,jk,jppoc) - 1.e-8 ), 0.e0 )
101               
102               !     Microzooplankton grazing
103               !     ------------------------
104               zdenom2 = 1./ ( xpref2p * zcompaph + xpref2c * zcompapoc + xpref2d * zcompadi2 + rtrn )
105
106               zgraze = grazrat * zstep * tgfunc(ji,jj,jk) * trn(ji,jj,jk,jpzoo)
107
108               zinano = xpref2p * zcompaph  * zdenom2
109               zipoc  = xpref2c * zcompapoc * zdenom2
110               zidiat = xpref2d * zcompadi2 * zdenom2
111
112               zdenom = 1./ ( xkgraz + zinano * zcompaph + zipoc * zcompapoc + zidiat * zcompadi2 )
113
114               zgrazp  = zgraze * zinano * zcompaph * zdenom
115               zgrazm  = zgraze * zipoc  * zcompapoc * zdenom
116               zgrazsd = zgraze * zidiat * zcompadi2 * zdenom
117
118               zgrazpf = zgrazp  * trn(ji,jj,jk,jpnfe) / (trn(ji,jj,jk,jpphy) + rtrn)
119               zgrazmf = zgrazm  * trn(ji,jj,jk,jpsfe) / (trn(ji,jj,jk,jppoc) + rtrn)
120               zgrazsf = zgrazsd * trn(ji,jj,jk,jpdfe) / (trn(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn)
121
122               ! Grazing by microzooplankton
123               grazing(ji,jj,jk) = grazing(ji,jj,jk) + zgrazp + zgrazm + zgrazsd
124
125               !    Various remineralization and excretion terms
126               !    --------------------------------------------
127               zgrarem = ( zgrazp + zgrazm + zgrazsd ) * ( 1.- epsher - unass )
128               zgrafer = ( zgrazpf + zgrazsf + zgrazmf ) * ( 1.- epsher - unass ) &
129                  &      + epsher * ( zgrazm  * MAX((trn(ji,jj,jk,jpsfe) / (trn(ji,jj,jk,jppoc)+ rtrn)-ferat3),0.e0) & 
130                  &                 + zgrazp  * MAX((trn(ji,jj,jk,jpnfe) / (trn(ji,jj,jk,jpphy)+ rtrn)-ferat3),0.e0) &
131                  &                 + zgrazsd * MAX((trn(ji,jj,jk,jpdfe) / (trn(ji,jj,jk,jpdia)+ rtrn)-ferat3),0.e0 )  )
132
133               zgrapoc = (  zgrazp + zgrazm + zgrazsd ) 
134
135               !  Update of the TRA arrays
136               !  ------------------------
137
138               tra(ji,jj,jk,jppo4) = tra(ji,jj,jk,jppo4) + zgrarem * sigma1
139               tra(ji,jj,jk,jpnh4) = tra(ji,jj,jk,jpnh4) + zgrarem * sigma1
140               tra(ji,jj,jk,jpdoc) = tra(ji,jj,jk,jpdoc) + zgrarem * (1.-sigma1)
141               tra(ji,jj,jk,jpoxy) = tra(ji,jj,jk,jpoxy) - o2ut * zgrarem * sigma1
142               tra(ji,jj,jk,jpfer) = tra(ji,jj,jk,jpfer) + zgrafer
143               tra(ji,jj,jk,jppoc) = tra(ji,jj,jk,jppoc) + zgrapoc * unass
144               tra(ji,jj,jk,jpdic) = tra(ji,jj,jk,jpdic) + zgrarem * sigma1
145#if defined key_kriest
146               tra(ji,jj,jk,jpnum) = tra(ji,jj,jk,jpnum) + zgrapoc * unass * xkr_ddiat
147#endif
148
149               !
150               !   Update the arrays TRA which contain the biological sources and sinks
151               !   --------------------------------------------------------------------
152
153               zmortz = ztortz + zrespz
154               tra(ji,jj,jk,jpzoo) = tra(ji,jj,jk,jpzoo) - zmortz + epsher * zgrapoc 
155               tra(ji,jj,jk,jpphy) = tra(ji,jj,jk,jpphy) - zgrazp
156               tra(ji,jj,jk,jpdia) = tra(ji,jj,jk,jpdia) - zgrazsd
157               tra(ji,jj,jk,jpnch) = tra(ji,jj,jk,jpnch) - zgrazp  * trn(ji,jj,jk,jpnch)/(trn(ji,jj,jk,jpphy)+rtrn)
158               tra(ji,jj,jk,jpdch) = tra(ji,jj,jk,jpdch) - zgrazsd * trn(ji,jj,jk,jpdch)/(trn(ji,jj,jk,jpdia)+rtrn)
159               tra(ji,jj,jk,jpbsi) = tra(ji,jj,jk,jpbsi) - zgrazsd * trn(ji,jj,jk,jpbsi)/(trn(ji,jj,jk,jpdia)+rtrn)
160               tra(ji,jj,jk,jpdsi) = tra(ji,jj,jk,jpdsi) + zgrazsd * trn(ji,jj,jk,jpbsi)/(trn(ji,jj,jk,jpdia)+rtrn)
161               tra(ji,jj,jk,jpnfe) = tra(ji,jj,jk,jpnfe) - zgrazpf
162               tra(ji,jj,jk,jpdfe) = tra(ji,jj,jk,jpdfe) - zgrazsf
163               tra(ji,jj,jk,jppoc) = tra(ji,jj,jk,jppoc) + zmortz - zgrazm
164               tra(ji,jj,jk,jpsfe) = tra(ji,jj,jk,jpsfe) + ferat3 * zmortz + unass * ( zgrazpf + zgrazsf ) - (1.-unass) * zgrazmf
165               zprcaca = xfracal(ji,jj,jk) * unass * zgrazp
166               !
167               prodcal(ji,jj,jk) = prodcal(ji,jj,jk) + zprcaca  ! prodcal=prodcal(nanophy)+prodcal(microzoo)+prodcal(mesozoo)
168               !
169               zprcaca = part * zprcaca
170               tra(ji,jj,jk,jpdic) = tra(ji,jj,jk,jpdic) - zprcaca
171               tra(ji,jj,jk,jptal) = tra(ji,jj,jk,jptal) - 2. * zprcaca
172               tra(ji,jj,jk,jpcal) = tra(ji,jj,jk,jpcal) + zprcaca
173#if defined key_kriest
174               tra(ji,jj,jk,jpnum) = tra(ji,jj,jk,jpnum) + ( zmortz - zgrazm ) * xkr_ddiat
175#endif
176            END DO
177         END DO
178      END DO
179      !
180      IF(ln_ctl)   THEN  ! print mean trends (used for debugging)
181         WRITE(charout, FMT="('micro')")
182         CALL prt_ctl_trc_info(charout)
183         CALL prt_ctl_trc(tab4d=tra, mask=tmask, clinfo=ctrcnm)
184      ENDIF
185
186   END SUBROUTINE p4z_micro
187
188
189   SUBROUTINE p4z_micro_init
190
191      !!----------------------------------------------------------------------
192      !!                  ***  ROUTINE p4z_micro_init  ***
193      !!
194      !! ** Purpose :   Initialization of microzooplankton parameters
195      !!
196      !! ** Method  :   Read the nampiszoo namelist and check the parameters
197      !!      called at the first timestep (nit000)
198      !!
199      !! ** input   :   Namelist nampiszoo
200      !!
201      !!----------------------------------------------------------------------
202
203      NAMELIST/nampiszoo/ grazrat,resrat,mzrat,xpref2c, xpref2p, &
204         &             xpref2d, xkgraz, epsher, sigma1, unass
205
206      REWIND( numnatp )                     ! read numnatp
207      READ  ( numnatp, nampiszoo )
208
209      IF(lwp) THEN                         ! control print
210         WRITE(numout,*) ' '
211         WRITE(numout,*) ' Namelist parameters for microzooplankton, nampiszoo'
212         WRITE(numout,*) ' ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~'
213         WRITE(numout,*) '    zoo preference for POC                    xpref2c    =', xpref2c
214         WRITE(numout,*) '    zoo preference for nano                   xpref2p    =', xpref2p
215         WRITE(numout,*) '    zoo preference for diatoms                xpref2d    =', xpref2d
216         WRITE(numout,*) '    exsudation rate of microzooplankton       resrat    =', resrat
217         WRITE(numout,*) '    microzooplankton mortality rate           mzrat     =', mzrat
218         WRITE(numout,*) '    maximal microzoo grazing rate             grazrat   =', grazrat
219         WRITE(numout,*) '    non assimilated fraction of P by microzoo unass     =', unass
220         WRITE(numout,*) '    Efficicency of microzoo growth            epsher    =', epsher
221         WRITE(numout,*) '    Fraction of microzoo excretion as DOM     sigma1    =', sigma1
222         WRITE(numout,*) '    half sturation constant for grazing 1     xkgraz    =', xkgraz
223      ENDIF
224
225   END SUBROUTINE p4z_micro_init
226
227   INTEGER FUNCTION p4z_micro_alloc()
228      !!----------------------------------------------------------------------
229      !!                     ***  ROUTINE p4z_micro_alloc  ***
230      !!----------------------------------------------------------------------
231      ALLOCATE( grazing(jpi,jpj,jpk), STAT=p4z_micro_alloc )
232      IF( p4z_micro_alloc /= 0 ) CALL ctl_warn('p4z_micro_alloc : failed to allocate arrays.')
233
234   END FUNCTION p4z_micro_alloc
235
236#else
237   !!======================================================================
238   !!  Dummy module :                                   No PISCES bio-model
239   !!======================================================================
240CONTAINS
241   SUBROUTINE p4z_micro                    ! Empty routine
242   END SUBROUTINE p4z_micro
243#endif 
244
245   !!======================================================================
246END MODULE  p4zmicro
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.