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.
p4zche.F90 in branches/2015/dev_r5003_MERCATOR6_CRS/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/PISCES/P4Z – NEMO

source: branches/2015/dev_r5003_MERCATOR6_CRS/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/PISCES/P4Z/p4zche.F90 @ 7806

Last change on this file since 7806 was 7806, checked in by cbricaud, 7 years ago

phaze dev_r5003_MERCATOR6_CRS branch with rev7805 of 3.6_stable branch

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 38.1 KB
Line 
1MODULE p4zche
2   !!======================================================================
3   !!                         ***  MODULE p4zche  ***
4   !! TOP :   PISCES Sea water chemistry computed following OCMIP protocol
5   !!======================================================================
6   !! History :   OPA  !  1988     (E. Maier-Reimer)  Original code
7   !!              -   !  1998     (O. Aumont)  addition
8   !!              -   !  1999     (C. Le Quere)  modification
9   !!   NEMO      1.0  !  2004     (O. Aumont)  modification
10   !!              -   !  2006     (R. Gangsto)  modification
11   !!             2.0  !  2007-12  (C. Ethe, G. Madec)  F90
12   !!                  !  2011-02  (J. Simeon, J.Orr ) update O2 solubility constants
13   !!             3.6  !  2016-03  (O. Aumont) Change chemistry to MOCSY standards
14   !!----------------------------------------------------------------------
15#if defined key_pisces
16   !!----------------------------------------------------------------------
17   !!   'key_pisces*'                                      PISCES bio-model
18   !!----------------------------------------------------------------------
19   !!   p4z_che      :  Sea water chemistry computed following OCMIP protocol
20   !!----------------------------------------------------------------------
21   USE oce_trc       !  shared variables between ocean and passive tracers
22   USE sms_pisces    !  PISCES Source Minus Sink variables
23   USE lib_mpp       !  MPP library
24   USE eosbn2, ONLY : nn_eos
25
26   IMPLICIT NONE
27   PRIVATE
28
29   PUBLIC   p4z_che          !
30   PUBLIC   p4z_che_alloc    !
31   PUBLIC   p4z_che_ahini    !
32   PUBLIC   p4z_che_solve_hi !
33
34   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   :: sio3eq   ! chemistry of Si
35   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   :: fekeq    ! chemistry of Fe
36   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   :: chemc    ! Solubilities of O2 and CO2
37   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   :: chemo2    ! Solubilities of O2 and CO2
38   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:) :: fesol    ! solubility of Fe
39   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   tempis   ! In situ temperature
40   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   salinprac  ! Practical salinity
41
42   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   akb3       !: ???
43   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   akw3       !: ???
44   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   akf3       !: ???
45   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   aks3       !: ???
46   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   ak1p3      !: ???
47   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   ak2p3      !: ???
48   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   ak3p3      !: ???
49   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   aksi3      !: ???
50   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   borat      !: ???
51   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   fluorid    !: ???
52   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   sulfat     !: ???
53
54   !!* Variable for chemistry of the CO2 cycle
55
56   REAL(wp), PUBLIC ::   atcox  = 0.20946         ! units atm
57
58   REAL(wp) ::   o2atm  = 1. / ( 1000. * 0.20946 ) 
59
60   REAL(wp) ::   rgas   = 83.14472      ! universal gas constants
61   REAL(wp) ::   oxyco  = 1. / 22.4144  ! converts from liters of an ideal gas to moles
62
63   !                                    ! coeff. for seawater pressure correction : millero 95
64   !                                    ! AGRIF doesn't like the DATA instruction
65   REAL(wp) :: devk10  = -25.5
66   REAL(wp) :: devk11  = -15.82
67   REAL(wp) :: devk12  = -29.48
68   REAL(wp) :: devk13  = -20.02
69   REAL(wp) :: devk14  = -18.03
70   REAL(wp) :: devk15  = -9.78
71   REAL(wp) :: devk16  = -48.76
72   REAL(wp) :: devk17  = -14.51
73   REAL(wp) :: devk18  = -23.12
74   REAL(wp) :: devk19  = -26.57
75   REAL(wp) :: devk110  = -29.48
76   !
77   REAL(wp) :: devk20  = 0.1271
78   REAL(wp) :: devk21  = -0.0219
79   REAL(wp) :: devk22  = 0.1622
80   REAL(wp) :: devk23  = 0.1119
81   REAL(wp) :: devk24  = 0.0466
82   REAL(wp) :: devk25  = -0.0090
83   REAL(wp) :: devk26  = 0.5304
84   REAL(wp) :: devk27  = 0.1211
85   REAL(wp) :: devk28  = 0.1758
86   REAL(wp) :: devk29  = 0.2020
87   REAL(wp) :: devk210  = 0.1622
88   !
89   REAL(wp) :: devk30  = 0.
90   REAL(wp) :: devk31  = 0.
91   REAL(wp) :: devk32  = 2.608E-3
92   REAL(wp) :: devk33  = -1.409e-3
93   REAL(wp) :: devk34  = 0.316e-3
94   REAL(wp) :: devk35  = -0.942e-3
95   REAL(wp) :: devk36  = 0.
96   REAL(wp) :: devk37  = -0.321e-3
97   REAL(wp) :: devk38  = -2.647e-3
98   REAL(wp) :: devk39  = -3.042e-3
99   REAL(wp) :: devk310  = -2.6080e-3
100   !
101   REAL(wp) :: devk40  = -3.08E-3
102   REAL(wp) :: devk41  = 1.13E-3
103   REAL(wp) :: devk42  = -2.84E-3
104   REAL(wp) :: devk43  = -5.13E-3
105   REAL(wp) :: devk44  = -4.53e-3
106   REAL(wp) :: devk45  = -3.91e-3
107   REAL(wp) :: devk46  = -11.76e-3
108   REAL(wp) :: devk47  = -2.67e-3
109   REAL(wp) :: devk48  = -5.15e-3
110   REAL(wp) :: devk49  = -4.08e-3
111   REAL(wp) :: devk410  = -2.84e-3
112   !
113   REAL(wp) :: devk50  = 0.0877E-3
114   REAL(wp) :: devk51  = -0.1475E-3     
115   REAL(wp) :: devk52  = 0.
116   REAL(wp) :: devk53  = 0.0794E-3     
117   REAL(wp) :: devk54  = 0.09e-3
118   REAL(wp) :: devk55  = 0.054e-3
119   REAL(wp) :: devk56  = 0.3692E-3
120   REAL(wp) :: devk57  = 0.0427e-3
121   REAL(wp) :: devk58  = 0.09e-3
122   REAL(wp) :: devk59  = 0.0714e-3
123   REAL(wp) :: devk510  = 0.0
124   !
125   ! General parameters
126   REAL(wp), PARAMETER :: pp_rdel_ah_target = 1.E-4_wp
127   REAL(wp), PARAMETER :: pp_ln10 = 2.302585092994045684018_wp
128
129   ! Maximum number of iterations for each method
130   INTEGER, PARAMETER :: jp_maxniter_atgen    = 20
131
132   ! Bookkeeping variables for each method
133   ! - SOLVE_AT_GENERAL
134   INTEGER :: niter_atgen    = jp_maxniter_atgen
135
136   !!* Substitution
137#include "top_substitute.h90"
138   !!----------------------------------------------------------------------
139   !! NEMO/TOP 3.3 , NEMO Consortium (2010)
140   !! $Id$
141   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
142   !!----------------------------------------------------------------------
143CONTAINS
144
145   SUBROUTINE p4z_che
146      !!---------------------------------------------------------------------
147      !!                     ***  ROUTINE p4z_che  ***
148      !!
149      !! ** Purpose :   Sea water chemistry computed following OCMIP protocol
150      !!
151      !! ** Method  : - ...
152      !!---------------------------------------------------------------------
153      INTEGER  ::   ji, jj, jk
154      REAL(wp) ::   ztkel, ztkel1, zt , zsal  , zsal2 , zbuf1 , zbuf2
155      REAL(wp) ::   ztgg , ztgg2, ztgg3 , ztgg4 , ztgg5
156      REAL(wp) ::   zpres, ztc  , zcl   , zcpexp, zoxy  , zcpexp2
157      REAL(wp) ::   zsqrt, ztr  , zlogt , zcek1, zc1, zplat
158      REAL(wp) ::   zis  , zis2 , zsal15, zisqrt, za1, za2
159      REAL(wp) ::   zckb , zck1 , zck2  , zckw  , zak1 , zak2  , zakb , zaksp0, zakw
160      REAL(wp) ::   zck1p, zck2p, zck3p, zcksi, zak1p, zak2p, zak3p, zaksi
161      REAL(wp) ::   zst  , zft  , zcks  , zckf  , zaksp1
162      REAL(wp) ::   total2free, free2SWS, total2SWS, SWS2total
163
164      !!---------------------------------------------------------------------
165      !
166      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('p4z_che')
167      !
168      ! Computation of chemical constants require practical salinity
169      ! Thus, when TEOS08 is used, absolute salinity is converted to
170      ! practical salinity
171      ! -------------------------------------------------------------
172      IF (nn_eos == -1) THEN
173         salinprac(:,:,:) = tsn(:,:,:,jp_sal) * 35.0 / 35.16504
174      ELSE
175         salinprac(:,:,:) = tsn(:,:,:,jp_sal)
176      ENDIF
177
178      !
179      ! Computations of chemical constants require in situ temperature
180      ! Here a quite simple formulation is used to convert
181      ! potential temperature to in situ temperature. The errors is less than
182      ! 0.04°C relative to an exact computation
183      ! ---------------------------------------------------------------------
184      DO jk = 1, jpk
185         DO jj = 1, jpj
186            DO ji = 1, jpi
187               zpres = fsdept(ji,jj,jk) / 1000.
188               za1 = 0.04 * ( 1.0 + 0.185 * tsn(ji,jj,jk,jp_tem) + 0.035 * (salinprac(ji,jj,jk) - 35.0) )
189               za2 = 0.0075 * ( 1.0 - tsn(ji,jj,jk,jp_tem) / 30.0 )
190               tempis(ji,jj,jk) = tsn(ji,jj,jk,jp_tem) - za1 * zpres + za2 * zpres**2
191            END DO
192         END DO
193      END DO
194      !
195      ! CHEMICAL CONSTANTS - SURFACE LAYER
196      ! ----------------------------------
197!CDIR NOVERRCHK
198      DO jj = 1, jpj
199!CDIR NOVERRCHK
200         DO ji = 1, jpi
201            !                             ! SET ABSOLUTE TEMPERATURE
202            ztkel = tempis(ji,jj,1) + 273.15
203            zt    = ztkel * 0.01
204            zsal  = salinprac(ji,jj,1) + ( 1.- tmask(ji,jj,1) ) * 35.
205            !                             ! LN(K0) OF SOLUBILITY OF CO2 (EQ. 12, WEISS, 1980)
206            !                             !     AND FOR THE ATMOSPHERE FOR NON IDEAL GAS
207            zcek1 = 9345.17/ztkel - 60.2409 + 23.3585 * LOG(zt) + zsal*(0.023517 - 0.00023656*ztkel    &
208            &       + 0.0047036e-4*ztkel**2)
209            chemc(ji,jj,1) = EXP( zcek1 ) * 1E-6 * rhop(ji,jj,1) / 1000. ! mol/(L atm)
210            chemc(ji,jj,2) = -1636.75 + 12.0408*ztkel - 0.0327957*ztkel**2 + 0.0000316528*ztkel**3
211            chemc(ji,jj,3) = 57.7 - 0.118*ztkel
212            !
213         END DO
214      END DO
215
216      ! OXYGEN SOLUBILITY - DEEP OCEAN
217      ! -------------------------------
218!CDIR NOVERRCHK
219      DO jk = 1, jpk
220!CDIR NOVERRCHK
221         DO jj = 1, jpj
222!CDIR NOVERRCHK
223            DO ji = 1, jpi
224              ztkel = tempis(ji,jj,jk) + 273.15
225              zsal  = salinprac(ji,jj,jk) + ( 1.- tmask(ji,jj,jk) ) * 35.
226              zsal2 = zsal * zsal
227              ztgg  = LOG( ( 298.15 - tempis(ji,jj,jk) ) / ztkel )  ! Set the GORDON & GARCIA scaled temperature
228              ztgg2 = ztgg  * ztgg
229              ztgg3 = ztgg2 * ztgg
230              ztgg4 = ztgg3 * ztgg
231              ztgg5 = ztgg4 * ztgg
232
233              zoxy  = 2.00856 + 3.22400 * ztgg + 3.99063 * ztgg2 + 4.80299 * ztgg3    &
234              &       + 9.78188e-1 * ztgg4 + 1.71069 * ztgg5 + zsal * ( -6.24097e-3   &
235              &       - 6.93498e-3 * ztgg - 6.90358e-3 * ztgg2 - 4.29155e-3 * ztgg3 )   &
236              &       - 3.11680e-7 * zsal2
237              chemo2(ji,jj,jk) = ( EXP( zoxy ) * o2atm ) * oxyco * atcox     ! mol/(L atm)
238            END DO
239          END DO
240        END DO
241
242
243
244      ! CHEMICAL CONSTANTS - DEEP OCEAN
245      ! -------------------------------
246!CDIR NOVERRCHK
247      DO jk = 1, jpk
248!CDIR NOVERRCHK
249         DO jj = 1, jpj
250!CDIR NOVERRCHK
251            DO ji = 1, jpi
252
253               ! SET PRESSION ACCORDING TO SAUNDER (1980)
254               zplat   = SIN ( ABS(gphit(ji,jj)*3.141592654/180.) )
255               zc1 = 5.92E-3 + zplat**2 * 5.25E-3
256               zpres = ((1-zc1)-SQRT(((1-zc1)**2)-(8.84E-6*fsdept(ji,jj,jk)))) / 4.42E-6
257               zpres = zpres / 10.0
258
259               ! SET ABSOLUTE TEMPERATURE
260               ztkel   = tempis(ji,jj,jk) + 273.15
261               zsal    = salinprac(ji,jj,jk) + ( 1.-tmask(ji,jj,jk) ) * 35.
262               zsqrt  = SQRT( zsal )
263               zsal15  = zsqrt * zsal
264               zlogt  = LOG( ztkel )
265               ztr    = 1. / ztkel
266               zis    = 19.924 * zsal / ( 1000.- 1.005 * zsal )
267               zis2   = zis * zis
268               zisqrt = SQRT( zis )
269               ztc     = tempis(ji,jj,jk) + ( 1.- tmask(ji,jj,jk) ) * 20.
270
271               ! CHLORINITY (WOOSTER ET AL., 1969)
272               zcl     = zsal / 1.80655
273
274               ! TOTAL SULFATE CONCENTR. [MOLES/kg soln]
275               zst     = 0.14 * zcl /96.062
276
277               ! TOTAL FLUORIDE CONCENTR. [MOLES/kg soln]
278               zft     = 0.000067 * zcl /18.9984
279
280               ! DISSOCIATION CONSTANT FOR SULFATES on free H scale (Dickson 1990)
281               zcks    = EXP(-4276.1 * ztr + 141.328 - 23.093 * zlogt         &
282               &         + (-13856. * ztr + 324.57 - 47.986 * zlogt) * zisqrt &
283               &         + (35474. * ztr - 771.54 + 114.723 * zlogt) * zis    &
284               &         - 2698. * ztr * zis**1.5 + 1776.* ztr * zis2         &
285               &         + LOG(1.0 - 0.001005 * zsal))
286
287               ! DISSOCIATION CONSTANT FOR FLUORIDES on free H scale (Dickson and Riley 79)
288               zckf    = EXP( 1590.2*ztr - 12.641 + 1.525*zisqrt   &
289               &         + LOG(1.0d0 - 0.001005d0*zsal)            &
290               &         + LOG(1.0d0 + zst/zcks))
291
292               ! DISSOCIATION CONSTANT FOR CARBONATE AND BORATE
293               zckb=  (-8966.90 - 2890.53*zsqrt - 77.942*zsal        &
294               &      + 1.728*zsal15 - 0.0996*zsal*zsal)*ztr         &
295               &      + (148.0248 + 137.1942*zsqrt + 1.62142*zsal)   &
296               &      + (-24.4344 - 25.085*zsqrt - 0.2474*zsal)      & 
297               &      * zlogt + 0.053105*zsqrt*ztkel
298
299               ! DISSOCIATION COEFFICIENT FOR CARBONATE ACCORDING TO
300               ! MEHRBACH (1973) REFIT BY MILLERO (1995), seawater scale
301               zck1    = -1.0*(3633.86*ztr - 61.2172 + 9.6777*zlogt  &
302                  - 0.011555*zsal + 0.0001152*zsal*zsal)
303               zck2    = -1.0*(471.78*ztr + 25.9290 - 3.16967*zlogt      &
304                  - 0.01781*zsal + 0.0001122*zsal*zsal)
305
306               ! PKW (H2O) (MILLERO, 1995) from composite data
307               zckw    = -13847.26 * ztr + 148.9652 - 23.6521 * zlogt + ( 118.67 * ztr    &
308                         - 5.977 + 1.0495 * zlogt ) * zsqrt - 0.01615 * zsal
309
310               ! CONSTANTS FOR PHOSPHATE (MILLERO, 1995)
311              zck1p    = -4576.752*ztr + 115.540 - 18.453*zlogt   &
312              &          + (-106.736*ztr + 0.69171) * zsqrt       &
313              &          + (-0.65643*ztr - 0.01844) * zsal
314
315              zck2p    = -8814.715*ztr + 172.1033 - 27.927*zlogt  &
316              &          + (-160.340*ztr + 1.3566)*zsqrt          &
317              &          + (0.37335*ztr - 0.05778)*zsal
318
319              zck3p    = -3070.75*ztr - 18.126                    &
320              &          + (17.27039*ztr + 2.81197) * zsqrt       &
321              &          + (-44.99486*ztr - 0.09984) * zsal 
322
323              ! CONSTANT FOR SILICATE, MILLERO (1995)
324              zcksi    = -8904.2*ztr  + 117.400 - 19.334*zlogt   &
325              &          + (-458.79*ztr + 3.5913) * zisqrt       &
326              &          + (188.74*ztr - 1.5998) * zis           &
327              &          + (-12.1652*ztr + 0.07871) * zis2       &
328              &          + LOG(1.0 - 0.001005*zsal)
329
330               ! APPARENT SOLUBILITY PRODUCT K'SP OF CALCITE IN SEAWATER
331               !       (S=27-43, T=2-25 DEG C) at pres =0 (atmos. pressure) (MUCCI 1983)
332               zaksp0  = -171.9065 -0.077993*ztkel + 2839.319*ztr + 71.595*LOG10( ztkel )   &
333                  &      + (-0.77712 + 0.00284263*ztkel + 178.34*ztr) * zsqrt  &
334                  &      - 0.07711*zsal + 0.0041249*zsal15
335
336               ! CONVERT FROM DIFFERENT PH SCALES
337               total2free  = 1.0/(1.0 + zst/zcks)
338               free2SWS    = 1. + zst/zcks + zft/(zckf*total2free)
339               total2SWS   = total2free * free2SWS
340               SWS2total   = 1.0 / total2SWS
341
342               ! K1, K2 OF CARBONIC ACID, KB OF BORIC ACID, KW (H2O) (LIT.?)
343               zak1    = 10**(zck1) * total2SWS
344               zak2    = 10**(zck2) * total2SWS
345               zakb    = EXP( zckb ) * total2SWS
346               zakw    = EXP( zckw )
347               zaksp1  = 10**(zaksp0)
348               zak1p   = exp( zck1p )
349               zak2p   = exp( zck2p )
350               zak3p   = exp( zck3p )
351               zaksi   = exp( zcksi )
352               zckf    = zckf * total2SWS
353
354               ! FORMULA FOR CPEXP AFTER EDMOND & GIESKES (1970)
355               !        (REFERENCE TO CULBERSON & PYTKOQICZ (1968) AS MADE
356               !        IN BROECKER ET AL. (1982) IS INCORRECT; HERE RGAS IS
357               !        TAKEN TENFOLD TO CORRECT FOR THE NOTATION OF pres  IN
358               !        DBAR INSTEAD OF BAR AND THE EXPRESSION FOR CPEXP IS
359               !        MULTIPLIED BY LN(10.) TO ALLOW USE OF EXP-FUNCTION
360               !        WITH BASIS E IN THE FORMULA FOR AKSPP (CF. EDMOND
361               !        & GIESKES (1970), P. 1285-1286 (THE SMALL
362               !        FORMULA ON P. 1286 IS RIGHT AND CONSISTENT WITH THE
363               !        SIGN IN PARTIAL MOLAR VOLUME CHANGE AS SHOWN ON P. 1285))
364               zcpexp  = zpres / (rgas*ztkel)
365               zcpexp2 = zpres * zcpexp
366
367               ! KB OF BORIC ACID, K1,K2 OF CARBONIC ACID PRESSURE
368               !        CORRECTION AFTER CULBERSON AND PYTKOWICZ (1968)
369               !        (CF. BROECKER ET AL., 1982)
370
371               zbuf1  = -     ( devk10 + devk20 * ztc + devk30 * ztc * ztc )
372               zbuf2  = 0.5 * ( devk40 + devk50 * ztc )
373               ak13(ji,jj,jk) = zak1 * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
374
375               zbuf1  =     - ( devk11 + devk21 * ztc + devk31 * ztc * ztc )
376               zbuf2  = 0.5 * ( devk41 + devk51 * ztc )
377               ak23(ji,jj,jk) = zak2 * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
378
379               zbuf1  =     - ( devk12 + devk22 * ztc + devk32 * ztc * ztc )
380               zbuf2  = 0.5 * ( devk42 + devk52 * ztc )
381               akb3(ji,jj,jk) = zakb * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
382
383               zbuf1  =     - ( devk13 + devk23 * ztc + devk33 * ztc * ztc )
384               zbuf2  = 0.5 * ( devk43 + devk53 * ztc )
385               akw3(ji,jj,jk) = zakw * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
386
387               zbuf1  =     - ( devk14 + devk24 * ztc + devk34 * ztc * ztc )
388               zbuf2  = 0.5 * ( devk44 + devk54 * ztc )
389               aks3(ji,jj,jk) = zcks * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
390
391               zbuf1  =     - ( devk15 + devk25 * ztc + devk35 * ztc * ztc )
392               zbuf2  = 0.5 * ( devk45 + devk55 * ztc )
393               akf3(ji,jj,jk) = zckf * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
394
395               zbuf1  =     - ( devk17 + devk27 * ztc + devk37 * ztc * ztc )
396               zbuf2  = 0.5 * ( devk47 + devk57 * ztc )
397               ak1p3(ji,jj,jk) = zak1p * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
398
399               zbuf1  =     - ( devk18 + devk28 * ztc + devk38 * ztc * ztc )
400               zbuf2  = 0.5 * ( devk48 + devk58 * ztc )
401               ak2p3(ji,jj,jk) = zak2p * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
402
403               zbuf1  =     - ( devk19 + devk29 * ztc + devk39 * ztc * ztc )
404               zbuf2  = 0.5 * ( devk49 + devk59 * ztc )
405               ak3p3(ji,jj,jk) = zak3p * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
406
407               zbuf1  =     - ( devk110 + devk210 * ztc + devk310 * ztc * ztc )
408               zbuf2  = 0.5 * ( devk410 + devk510 * ztc )
409               aksi3(ji,jj,jk) = zaksi * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
410
411               ! CONVERT FROM DIFFERENT PH SCALES
412               total2free  = 1.0/(1.0 + zst/aks3(ji,jj,jk))
413               free2SWS    = 1. + zst/aks3(ji,jj,jk) + zft/akf3(ji,jj,jk)
414               total2SWS   = total2free * free2SWS
415               SWS2total   = 1.0 / total2SWS
416
417               ! Convert to total scale
418               ak13(ji,jj,jk)  = ak13(ji,jj,jk)  * SWS2total
419               ak23(ji,jj,jk)  = ak23(ji,jj,jk)  * SWS2total
420               akb3(ji,jj,jk)  = akb3(ji,jj,jk)  * SWS2total
421               akw3(ji,jj,jk)  = akw3(ji,jj,jk)  * SWS2total
422               ak1p3(ji,jj,jk) = ak1p3(ji,jj,jk) * SWS2total
423               ak2p3(ji,jj,jk) = ak2p3(ji,jj,jk) * SWS2total
424               ak3p3(ji,jj,jk) = ak3p3(ji,jj,jk) * SWS2total
425               aksi3(ji,jj,jk) = aksi3(ji,jj,jk) * SWS2total
426               akf3(ji,jj,jk)  = akf3(ji,jj,jk)  / total2free
427
428               ! APPARENT SOLUBILITY PRODUCT K'SP OF CALCITE
429               !        AS FUNCTION OF PRESSURE FOLLOWING MILLERO
430               !        (P. 1285) AND BERNER (1976)
431               zbuf1  =     - ( devk16 + devk26 * ztc + devk36 * ztc * ztc )
432               zbuf2  = 0.5 * ( devk46 + devk56 * ztc )
433               aksp(ji,jj,jk) = zaksp1 * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
434
435               ! TOTAL F, S, and BORATE CONCENTR. [MOLES/L]
436               borat(ji,jj,jk) = 0.0002414 * zcl / 10.811
437               sulfat(ji,jj,jk) = zst
438               fluorid(ji,jj,jk) = zft 
439
440               ! Iron and SIO3 saturation concentration from ...
441               sio3eq(ji,jj,jk) = EXP(  LOG( 10.) * ( 6.44 - 968. / ztkel )  ) * 1.e-6
442               fekeq (ji,jj,jk) = 10**( 17.27 - 1565.7 / ztkel )
443
444               ! Liu and Millero (1999) only valid 5 - 50 degC
445               ztkel1 = MAX( 5. , tempis(ji,jj,jk) ) + 273.16
446               fesol(ji,jj,jk,1) = 10**((-13.486) - (0.1856* (zis**0.5)) + (0.3073*zis) + (5254.0/ztkel1))
447               fesol(ji,jj,jk,2) = 10**(2.517 - (0.885*(zis**0.5)) + (0.2139 * zis) - (1320.0/ztkel1) )
448               fesol(ji,jj,jk,3) = 10**(0.4511 - (0.3305*(zis**0.5)) - (1996.0/ztkel1) )
449               fesol(ji,jj,jk,4) = 10**(-0.2965 - (0.7881*(zis**0.5)) - (4086.0/ztkel1) )
450               fesol(ji,jj,jk,5) = 10**(4.4466 - (0.8505*(zis**0.5)) - (7980.0/ztkel1) )
451            END DO
452         END DO
453      END DO
454      !
455      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('p4z_che')
456      !
457   END SUBROUTINE p4z_che
458
459   SUBROUTINE p4z_che_ahini( p_hini )
460      !!---------------------------------------------------------------------
461      !!                     ***  ROUTINE ahini_for_at  ***
462      !!
463      !! Subroutine returns the root for the 2nd order approximation of the
464      !! DIC -- B_T -- A_CB equation for [H+] (reformulated as a cubic
465      !! polynomial) around the local minimum, if it exists.
466      !! Returns * 1E-03_wp if p_alkcb <= 0
467      !!         * 1E-10_wp if p_alkcb >= 2*p_dictot + p_bortot
468      !!         * 1E-07_wp if 0 < p_alkcb < 2*p_dictot + p_bortot
469      !!                    and the 2nd order approximation does not have
470      !!                    a solution
471      !!---------------------------------------------------------------------
472      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(OUT)  ::  p_hini
473      INTEGER  ::   ji, jj, jk
474      REAL(wp)  ::  zca1, zba1
475      REAL(wp)  ::  zd, zsqrtd, zhmin
476      REAL(wp)  ::  za2, za1, za0
477      REAL(wp)  ::  p_dictot, p_bortot, p_alkcb 
478
479      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('p4z_che_ahini')
480      !
481      DO jk = 1, jpk
482        DO jj = 1, jpj
483          DO ji = 1, jpi
484            p_alkcb  = trb(ji,jj,jk,jptal) * 1000. / (rhop(ji,jj,jk) + rtrn)
485            p_dictot = trb(ji,jj,jk,jpdic) * 1000. / (rhop(ji,jj,jk) + rtrn)
486            p_bortot = borat(ji,jj,jk)
487            IF (p_alkcb <= 0.) THEN
488                p_hini(ji,jj,jk) = 1.e-3
489            ELSEIF (p_alkcb >= (2.*p_dictot + p_bortot)) THEN
490                p_hini(ji,jj,jk) = 1.e-10_wp
491            ELSE
492                zca1 = p_dictot/( p_alkcb + rtrn )
493                zba1 = p_bortot/ (p_alkcb + rtrn )
494           ! Coefficients of the cubic polynomial
495                za2 = aKb3(ji,jj,jk)*(1. - zba1) + ak13(ji,jj,jk)*(1.-zca1)
496                za1 = ak13(ji,jj,jk)*akb3(ji,jj,jk)*(1. - zba1 - zca1)    &
497                &     + ak13(ji,jj,jk)*ak23(ji,jj,jk)*(1. - (zca1+zca1))
498                za0 = ak13(ji,jj,jk)*ak23(ji,jj,jk)*akb3(ji,jj,jk)*(1. - zba1 - (zca1+zca1))
499                                        ! Taylor expansion around the minimum
500                zd = za2*za2 - 3.*za1   ! Discriminant of the quadratic equation
501                                        ! for the minimum close to the root
502
503                IF(zd > 0.) THEN        ! If the discriminant is positive
504                  zsqrtd = SQRT(zd)
505                  IF(za2 < 0) THEN
506                    zhmin = (-za2 + zsqrtd)/3.
507                  ELSE
508                    zhmin = -za1/(za2 + zsqrtd)
509                  ENDIF
510                  p_hini(ji,jj,jk) = zhmin + SQRT(-(za0 + zhmin*(za1 + zhmin*(za2 + zhmin)))/zsqrtd)
511                ELSE
512                  p_hini(ji,jj,jk) = 1.e-7
513                ENDIF
514             !
515             ENDIF
516          END DO
517        END DO
518      END DO
519      !
520      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('p4z_che_ahini')
521      !
522   END SUBROUTINE p4z_che_ahini
523
524   !===============================================================================
525   SUBROUTINE anw_infsup( p_alknw_inf, p_alknw_sup )
526
527   ! Subroutine returns the lower and upper bounds of "non-water-selfionization"
528   ! contributions to total alkalinity (the infimum and the supremum), i.e
529   ! inf(TA - [OH-] + [H+]) and sup(TA - [OH-] + [H+])
530
531   ! Argument variables
532   REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(OUT) :: p_alknw_inf
533   REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(OUT) :: p_alknw_sup
534
535   p_alknw_inf(:,:,:) =  -trb(:,:,:,jppo4) * 1000. / (rhop(:,:,:) + rtrn) - sulfat(:,:,:)  &
536   &              - fluorid(:,:,:)
537   p_alknw_sup(:,:,:) =   (2. * trb(:,:,:,jpdic) + 2. * trb(:,:,:,jppo4) + trb(:,:,:,jpsil) )    &
538   &               * 1000. / (rhop(:,:,:) + rtrn) + borat(:,:,:) 
539
540   END SUBROUTINE anw_infsup
541
542
543   SUBROUTINE p4z_che_solve_hi( p_hini, zhi )
544
545   ! Universal pH solver that converges from any given initial value,
546   ! determines upper an lower bounds for the solution if required
547
548   ! Argument variables
549   !--------------------
550   REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(IN)   :: p_hini
551   REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(OUT)  :: zhi
552
553   ! Local variables
554   !-----------------
555   INTEGER   ::  ji, jj, jk, jn
556   REAL(wp)  ::  zh_ini, zh, zh_prev, zh_lnfactor
557   REAL(wp)  ::  zdelta, zh_delta
558   REAL(wp)  ::  zeqn, zdeqndh, zalka
559   REAL(wp)  ::  aphscale
560   REAL(wp)  ::  znumer_dic, zdnumer_dic, zdenom_dic, zalk_dic, zdalk_dic
561   REAL(wp)  ::  znumer_bor, zdnumer_bor, zdenom_bor, zalk_bor, zdalk_bor
562   REAL(wp)  ::  znumer_po4, zdnumer_po4, zdenom_po4, zalk_po4, zdalk_po4
563   REAL(wp)  ::  znumer_sil, zdnumer_sil, zdenom_sil, zalk_sil, zdalk_sil
564   REAL(wp)  ::  znumer_so4, zdnumer_so4, zdenom_so4, zalk_so4, zdalk_so4
565   REAL(wp)  ::  znumer_flu, zdnumer_flu, zdenom_flu, zalk_flu, zdalk_flu
566   REAL(wp)  ::  zalk_wat, zdalk_wat
567   REAL(wp)  ::  zfact, p_alktot, zdic, zbot, zpt, zst, zft, zsit
568   LOGICAL   ::  l_exitnow
569   REAL(wp), PARAMETER :: pz_exp_threshold = 1.0
570   REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: zalknw_inf, zalknw_sup, rmask, zh_min, zh_max, zeqn_absmin
571
572   IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('p4z_che_solve_hi')
573      !  Allocate temporary workspace
574   CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zalknw_inf, zalknw_sup, rmask )
575   CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zh_min, zh_max, zeqn_absmin )
576
577   CALL anw_infsup( zalknw_inf, zalknw_sup )
578
579   rmask(:,:,:) = tmask(:,:,:)
580   zhi(:,:,:)   = 0.
581
582   ! TOTAL H+ scale: conversion factor for Htot = aphscale * Hfree
583   DO jk = 1, jpk
584      DO jj = 1, jpj
585         DO ji = 1, jpi
586            IF (rmask(ji,jj,jk) == 1.) THEN
587               p_alktot = trb(ji,jj,jk,jptal) * 1000. / (rhop(ji,jj,jk) + rtrn)
588               aphscale = 1. + sulfat(ji,jj,jk)/aks3(ji,jj,jk)
589               zh_ini = p_hini(ji,jj,jk)
590
591               zdelta = (p_alktot-zalknw_inf(ji,jj,jk))**2 + 4.*akw3(ji,jj,jk)/aphscale
592
593               IF(p_alktot >= zalknw_inf(ji,jj,jk)) THEN
594                 zh_min(ji,jj,jk) = 2.*akw3(ji,jj,jk) /( p_alktot-zalknw_inf(ji,jj,jk) + SQRT(zdelta) )
595               ELSE
596                 zh_min(ji,jj,jk) = aphscale*(-(p_alktot-zalknw_inf(ji,jj,jk)) + SQRT(zdelta) ) / 2.
597               ENDIF
598
599               zdelta = (p_alktot-zalknw_sup(ji,jj,jk))**2 + 4.*akw3(ji,jj,jk)/aphscale
600
601               IF(p_alktot <= zalknw_sup(ji,jj,jk)) THEN
602                 zh_max(ji,jj,jk) = aphscale*(-(p_alktot-zalknw_sup(ji,jj,jk)) + SQRT(zdelta) ) / 2.
603               ELSE
604                 zh_max(ji,jj,jk) = 2.*akw3(ji,jj,jk) /( p_alktot-zalknw_sup(ji,jj,jk) + SQRT(zdelta) )
605               ENDIF
606
607               zhi(ji,jj,jk) = MAX(MIN(zh_max(ji,jj,jk), zh_ini), zh_min(ji,jj,jk))
608            ENDIF
609         END DO
610      END DO
611   END DO
612
613   zeqn_absmin(:,:,:) = HUGE(1._wp)
614
615   DO jn = 1, jp_maxniter_atgen 
616   DO jk = 1, jpk
617      DO jj = 1, jpj
618         DO ji = 1, jpi
619            IF (rmask(ji,jj,jk) == 1.) THEN
620               zfact = rhop(ji,jj,jk) / 1000. + rtrn
621               p_alktot = trb(ji,jj,jk,jptal) / zfact
622               zdic  = trb(ji,jj,jk,jpdic) / zfact
623               zbot  = borat(ji,jj,jk)
624               zpt = trb(ji,jj,jk,jppo4) / zfact * po4r
625               zsit = trb(ji,jj,jk,jpsil) / zfact
626               zst = sulfat (ji,jj,jk)
627               zft = fluorid(ji,jj,jk)
628               aphscale = 1. + sulfat(ji,jj,jk)/aks3(ji,jj,jk)
629               zh = zhi(ji,jj,jk)
630               zh_prev = zh
631
632               ! H2CO3 - HCO3 - CO3 : n=2, m=0
633               znumer_dic = 2.*ak13(ji,jj,jk)*ak23(ji,jj,jk) + zh*ak13(ji,jj,jk)
634               zdenom_dic = ak13(ji,jj,jk)*ak23(ji,jj,jk) + zh*(ak13(ji,jj,jk) + zh)
635               zalk_dic   = zdic * (znumer_dic/zdenom_dic)
636               zdnumer_dic = ak13(ji,jj,jk)*ak13(ji,jj,jk)*ak23(ji,jj,jk) + zh     &
637                             *(4.*ak13(ji,jj,jk)*ak23(ji,jj,jk) + zh*ak13(ji,jj,jk))
638               zdalk_dic   = -zdic*(zdnumer_dic/zdenom_dic**2)
639
640
641               ! B(OH)3 - B(OH)4 : n=1, m=0
642               znumer_bor = akb3(ji,jj,jk)
643               zdenom_bor = akb3(ji,jj,jk) + zh
644               zalk_bor   = zbot * (znumer_bor/zdenom_bor)
645               zdnumer_bor = akb3(ji,jj,jk)
646               zdalk_bor   = -zbot*(zdnumer_bor/zdenom_bor**2)
647
648
649               ! H3PO4 - H2PO4 - HPO4 - PO4 : n=3, m=1
650               znumer_po4 = 3.*ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk)*ak3p3(ji,jj,jk)  &
651               &            + zh*(2.*ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk) + zh* ak1p3(ji,jj,jk))
652               zdenom_po4 = ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk)*ak3p3(ji,jj,jk)     &
653               &            + zh*( ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk) + zh*(ak1p3(ji,jj,jk) + zh))
654               zalk_po4   = zpt * (znumer_po4/zdenom_po4 - 1.) ! Zero level of H3PO4 = 1
655               zdnumer_po4 = ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk)*ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk)*ak3p3(ji,jj,jk)  &
656               &             + zh*(4.*ak1p3(ji,jj,jk)*ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk)*ak3p3(ji,jj,jk)         &
657               &             + zh*(9.*ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk)*ak3p3(ji,jj,jk)                         &
658               &             + ak1p3(ji,jj,jk)*ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk)                                &
659               &             + zh*(4.*ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk) + zh * ak1p3(ji,jj,jk) ) ) )
660               zdalk_po4   = -zpt * (zdnumer_po4/zdenom_po4**2)
661
662               ! H4SiO4 - H3SiO4 : n=1, m=0
663               znumer_sil = aksi3(ji,jj,jk)
664               zdenom_sil = aksi3(ji,jj,jk) + zh
665               zalk_sil   = zsit * (znumer_sil/zdenom_sil)
666               zdnumer_sil = aksi3(ji,jj,jk)
667               zdalk_sil   = -zsit * (zdnumer_sil/zdenom_sil**2)
668
669               ! HSO4 - SO4 : n=1, m=1
670               aphscale = 1.0 + zst/aks3(ji,jj,jk)
671               znumer_so4 = aks3(ji,jj,jk) * aphscale
672               zdenom_so4 = aks3(ji,jj,jk) * aphscale + zh
673               zalk_so4   = zst * (znumer_so4/zdenom_so4 - 1.)
674               zdnumer_so4 = aks3(ji,jj,jk)
675               zdalk_so4   = -zst * (zdnumer_so4/zdenom_so4**2)
676
677               ! HF - F : n=1, m=1
678               znumer_flu =  akf3(ji,jj,jk)
679               zdenom_flu =  akf3(ji,jj,jk) + zh
680               zalk_flu   =  zft * (znumer_flu/zdenom_flu - 1.)
681               zdnumer_flu = akf3(ji,jj,jk)
682               zdalk_flu   = -zft * (zdnumer_flu/zdenom_flu**2)
683
684               ! H2O - OH
685               aphscale = 1.0 + zst/aks3(ji,jj,jk)
686               zalk_wat   = akw3(ji,jj,jk)/zh - zh/aphscale
687               zdalk_wat  = -akw3(ji,jj,jk)/zh**2 - 1./aphscale
688
689               ! CALCULATE [ALK]([CO3--], [HCO3-])
690               zeqn = zalk_dic + zalk_bor + zalk_po4 + zalk_sil   &
691               &      + zalk_so4 + zalk_flu                       &
692               &      + zalk_wat - p_alktot
693
694               zalka = p_alktot - (zalk_bor + zalk_po4 + zalk_sil   &
695               &       + zalk_so4 + zalk_flu + zalk_wat)
696
697               zdeqndh = zdalk_dic + zdalk_bor + zdalk_po4 + zdalk_sil &
698               &         + zdalk_so4 + zdalk_flu + zdalk_wat
699
700               ! Adapt bracketing interval
701               IF(zeqn > 0._wp) THEN
702                 zh_min(ji,jj,jk) = zh_prev
703               ELSEIF(zeqn < 0._wp) THEN
704                 zh_max(ji,jj,jk) = zh_prev
705               ENDIF
706
707               IF(ABS(zeqn) >= 0.5_wp*zeqn_absmin(ji,jj,jk)) THEN
708               ! if the function evaluation at the current point is
709               ! not decreasing faster than with a bisection step (at least linearly)
710               ! in absolute value take one bisection step on [ph_min, ph_max]
711               ! ph_new = (ph_min + ph_max)/2d0
712               !
713               ! In terms of [H]_new:
714               ! [H]_new = 10**(-ph_new)
715               !         = 10**(-(ph_min + ph_max)/2d0)
716               !         = SQRT(10**(-(ph_min + phmax)))
717               !         = SQRT(zh_max * zh_min)
718                  zh = SQRT(zh_max(ji,jj,jk) * zh_min(ji,jj,jk))
719                  zh_lnfactor = (zh - zh_prev)/zh_prev ! Required to test convergence below
720               ELSE
721               ! dzeqn/dpH = dzeqn/d[H] * d[H]/dpH
722               !           = -zdeqndh * LOG(10) * [H]
723               ! \Delta pH = -zeqn/(zdeqndh*d[H]/dpH) = zeqn/(zdeqndh*[H]*LOG(10))
724               !
725               ! pH_new = pH_old + \deltapH
726               !
727               ! [H]_new = 10**(-pH_new)
728               !         = 10**(-pH_old - \Delta pH)
729               !         = [H]_old * 10**(-zeqn/(zdeqndh*[H]_old*LOG(10)))
730               !         = [H]_old * EXP(-LOG(10)*zeqn/(zdeqndh*[H]_old*LOG(10)))
731               !         = [H]_old * EXP(-zeqn/(zdeqndh*[H]_old))
732
733                  zh_lnfactor = -zeqn/(zdeqndh*zh_prev)
734
735                  IF(ABS(zh_lnfactor) > pz_exp_threshold) THEN
736                     zh          = zh_prev*EXP(zh_lnfactor)
737                  ELSE
738                     zh_delta    = zh_lnfactor*zh_prev
739                     zh          = zh_prev + zh_delta
740                  ENDIF
741
742                  IF( zh < zh_min(ji,jj,jk) ) THEN
743                     ! if [H]_new < [H]_min
744                     ! i.e., if ph_new > ph_max then
745                     ! take one bisection step on [ph_prev, ph_max]
746                     ! ph_new = (ph_prev + ph_max)/2d0
747                     ! In terms of [H]_new:
748                     ! [H]_new = 10**(-ph_new)
749                     !         = 10**(-(ph_prev + ph_max)/2d0)
750                     !         = SQRT(10**(-(ph_prev + phmax)))
751                     !         = SQRT([H]_old*10**(-ph_max))
752                     !         = SQRT([H]_old * zh_min)
753                     zh                = SQRT(zh_prev * zh_min(ji,jj,jk))
754                     zh_lnfactor       = (zh - zh_prev)/zh_prev ! Required to test convergence below
755                  ENDIF
756
757                  IF( zh > zh_max(ji,jj,jk) ) THEN
758                     ! if [H]_new > [H]_max
759                     ! i.e., if ph_new < ph_min, then
760                     ! take one bisection step on [ph_min, ph_prev]
761                     ! ph_new = (ph_prev + ph_min)/2d0
762                     ! In terms of [H]_new:
763                     ! [H]_new = 10**(-ph_new)
764                     !         = 10**(-(ph_prev + ph_min)/2d0)
765                     !         = SQRT(10**(-(ph_prev + ph_min)))
766                     !         = SQRT([H]_old*10**(-ph_min))
767                     !         = SQRT([H]_old * zhmax)
768                     zh                = SQRT(zh_prev * zh_max(ji,jj,jk))
769                     zh_lnfactor       = (zh - zh_prev)/zh_prev ! Required to test convergence below
770                  ENDIF
771               ENDIF
772
773               zeqn_absmin(ji,jj,jk) = MIN( ABS(zeqn), zeqn_absmin(ji,jj,jk))
774
775               ! Stop iterations once |\delta{[H]}/[H]| < rdel
776               ! <=> |(zh - zh_prev)/zh_prev| = |EXP(-zeqn/(zdeqndh*zh_prev)) -1| < rdel
777               ! |EXP(-zeqn/(zdeqndh*zh_prev)) -1| ~ |zeqn/(zdeqndh*zh_prev)|
778
779               ! Alternatively:
780               ! |\Delta pH| = |zeqn/(zdeqndh*zh_prev*LOG(10))|
781               !             ~ 1/LOG(10) * |\Delta [H]|/[H]
782               !             < 1/LOG(10) * rdel
783
784               ! Hence |zeqn/(zdeqndh*zh)| < rdel
785
786               ! rdel <-- pp_rdel_ah_target
787               l_exitnow = (ABS(zh_lnfactor) < pp_rdel_ah_target)
788
789               IF(l_exitnow) THEN
790                  rmask(ji,jj,jk) = 0.
791               ENDIF
792
793               zhi(ji,jj,jk) =  zh
794
795               IF(jn >= jp_maxniter_atgen) THEN
796                  zhi(ji,jj,jk) = -1._wp
797               ENDIF
798
799            ENDIF
800         END DO
801      END DO
802   END DO
803   END DO
804   !
805   CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zalknw_inf, zalknw_sup, rmask )
806   CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zh_min, zh_max, zeqn_absmin )
807
808
809   IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('p4z_che_solve_hi')
810
811
812   END SUBROUTINE p4z_che_solve_hi
813
814   INTEGER FUNCTION p4z_che_alloc()
815      !!----------------------------------------------------------------------
816      !!                     ***  ROUTINE p4z_che_alloc  ***
817      !!----------------------------------------------------------------------
818      INTEGER ::   ierr(3)        ! Local variables
819      !!----------------------------------------------------------------------
820
821      ierr(:) = 0
822
823      ALLOCATE( sio3eq(jpi,jpj,jpk), fekeq(jpi,jpj,jpk), chemc(jpi,jpj,3), chemo2(jpi,jpj,jpk), STAT=ierr(1) )
824
825      ALLOCATE( akb3(jpi,jpj,jpk)     , tempis(jpi, jpj, jpk),       &
826         &      akw3(jpi,jpj,jpk)     , borat (jpi,jpj,jpk)  ,       &
827         &      aks3(jpi,jpj,jpk)     , akf3(jpi,jpj,jpk)    ,       &
828         &      ak1p3(jpi,jpj,jpk)    , ak2p3(jpi,jpj,jpk)   ,       &
829         &      ak3p3(jpi,jpj,jpk)    , aksi3(jpi,jpj,jpk)   ,       &
830         &      fluorid(jpi,jpj,jpk)  , sulfat(jpi,jpj,jpk)  ,       &
831         &      salinprac(jpi,jpj,jpk),                 STAT=ierr(2) )
832
833      ALLOCATE( fesol(jpi,jpj,jpk,5), STAT=ierr(3) )
834
835      !* Variable for chemistry of the CO2 cycle
836      p4z_che_alloc = MAXVAL( ierr )
837      !
838      IF( p4z_che_alloc /= 0 )   CALL ctl_warn('p4z_che_alloc : failed to allocate arrays.')
839      !
840   END FUNCTION p4z_che_alloc
841
842#else
843   !!======================================================================
844   !!  Dummy module :                                   No PISCES bio-model
845   !!======================================================================
846CONTAINS
847   SUBROUTINE p4z_che( kt )                   ! Empty routine
848      INTEGER, INTENT(in) ::   kt
849      WRITE(*,*) 'p4z_che: You should not have seen this print! error?', kt
850   END SUBROUTINE p4z_che
851#endif 
852
853   !!======================================================================
854END MODULE  p4zche
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.