source: branches/2015/nemo_v3_6_STABLE/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/PISCES/P4Z/p4zche.F90 @ 7607

Last change on this file since 7607 was 7607, checked in by cetlod, 4 years ago

v3.6 stable : add missing features for CMIP6 exercise, see ticket #1834

  • 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 trc           !  passive tracers common variables
23   USE sms_pisces    !  PISCES Source Minus Sink variables
24   USE lib_mpp       !  MPP library
25   USE eosbn2, ONLY : nn_eos
26
27   IMPLICIT NONE
28   PRIVATE
29
30   PUBLIC   p4z_che          !
31   PUBLIC   p4z_che_alloc    !
32   PUBLIC   p4z_che_ahini    !
33   PUBLIC   p4z_che_solve_hi !
34
35   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   :: sio3eq   ! chemistry of Si
36   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   :: fekeq    ! chemistry of Fe
37   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   :: chemc    ! Solubilities of O2 and CO2
38   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   :: chemo2    ! Solubilities of O2 and CO2
39   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:) :: fesol    ! solubility of Fe
40   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   tempis   ! In situ temperature
41   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   salinprac  ! Practical salinity
42
43   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   akb3       !: ???
44   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   akw3       !: ???
45   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   akf3       !: ???
46   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   aks3       !: ???
47   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   ak1p3      !: ???
48   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   ak2p3      !: ???
49   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   ak3p3      !: ???
50   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   aksi3      !: ???
51   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   borat      !: ???
52   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   fluorid    !: ???
53   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   sulfat     !: ???
54
55   !!* Variable for chemistry of the CO2 cycle
56
57   REAL(wp), PUBLIC ::   atcox  = 0.20946         ! units atm
58
59   REAL(wp) ::   o2atm  = 1. / ( 1000. * 0.20946 ) 
60
61   REAL(wp) ::   rgas   = 83.14472      ! universal gas constants
62   REAL(wp) ::   oxyco  = 1. / 22.4144  ! converts from liters of an ideal gas to moles
63
64   !                                    ! coeff. for seawater pressure correction : millero 95
65   !                                    ! AGRIF doesn't like the DATA instruction
66   REAL(wp) :: devk10  = -25.5
67   REAL(wp) :: devk11  = -15.82
68   REAL(wp) :: devk12  = -29.48
69   REAL(wp) :: devk13  = -20.02
70   REAL(wp) :: devk14  = -18.03
71   REAL(wp) :: devk15  = -9.78
72   REAL(wp) :: devk16  = -48.76
73   REAL(wp) :: devk17  = -14.51
74   REAL(wp) :: devk18  = -23.12
75   REAL(wp) :: devk19  = -26.57
76   REAL(wp) :: devk110  = -29.48
77   !
78   REAL(wp) :: devk20  = 0.1271
79   REAL(wp) :: devk21  = -0.0219
80   REAL(wp) :: devk22  = 0.1622
81   REAL(wp) :: devk23  = 0.1119
82   REAL(wp) :: devk24  = 0.0466
83   REAL(wp) :: devk25  = -0.0090
84   REAL(wp) :: devk26  = 0.5304
85   REAL(wp) :: devk27  = 0.1211
86   REAL(wp) :: devk28  = 0.1758
87   REAL(wp) :: devk29  = 0.2020
88   REAL(wp) :: devk210  = 0.1622
89   !
90   REAL(wp) :: devk30  = 0.
91   REAL(wp) :: devk31  = 0.
92   REAL(wp) :: devk32  = 2.608E-3
93   REAL(wp) :: devk33  = -1.409e-3
94   REAL(wp) :: devk34  = 0.316e-3
95   REAL(wp) :: devk35  = -0.942e-3
96   REAL(wp) :: devk36  = 0.
97   REAL(wp) :: devk37  = -0.321e-3
98   REAL(wp) :: devk38  = -2.647e-3
99   REAL(wp) :: devk39  = -3.042e-3
100   REAL(wp) :: devk310  = -2.6080e-3
101   !
102   REAL(wp) :: devk40  = -3.08E-3
103   REAL(wp) :: devk41  = 1.13E-3
104   REAL(wp) :: devk42  = -2.84E-3
105   REAL(wp) :: devk43  = -5.13E-3
106   REAL(wp) :: devk44  = -4.53e-3
107   REAL(wp) :: devk45  = -3.91e-3
108   REAL(wp) :: devk46  = -11.76e-3
109   REAL(wp) :: devk47  = -2.67e-3
110   REAL(wp) :: devk48  = -5.15e-3
111   REAL(wp) :: devk49  = -4.08e-3
112   REAL(wp) :: devk410  = -2.84e-3
113   !
114   REAL(wp) :: devk50  = 0.0877E-3
115   REAL(wp) :: devk51  = -0.1475E-3     
116   REAL(wp) :: devk52  = 0.
117   REAL(wp) :: devk53  = 0.0794E-3     
118   REAL(wp) :: devk54  = 0.09e-3
119   REAL(wp) :: devk55  = 0.054e-3
120   REAL(wp) :: devk56  = 0.3692E-3
121   REAL(wp) :: devk57  = 0.0427e-3
122   REAL(wp) :: devk58  = 0.09e-3
123   REAL(wp) :: devk59  = 0.0714e-3
124   REAL(wp) :: devk510  = 0.0
125   !
126   ! General parameters
127   REAL(wp), PARAMETER :: pp_rdel_ah_target = 1.E-4_wp
128   REAL(wp), PARAMETER :: pp_ln10 = 2.302585092994045684018_wp
129
130   ! Maximum number of iterations for each method
131   INTEGER, PARAMETER :: jp_maxniter_atgen    = 20
132
133   ! Bookkeeping variables for each method
134   ! - SOLVE_AT_GENERAL
135   INTEGER :: niter_atgen    = jp_maxniter_atgen
136
137   !!* Substitution
138#include "top_substitute.h90"
139   !!----------------------------------------------------------------------
140   !! NEMO/TOP 3.3 , NEMO Consortium (2010)
141   !! $Id$
142   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
143   !!----------------------------------------------------------------------
144CONTAINS
145
146   SUBROUTINE p4z_che
147      !!---------------------------------------------------------------------
148      !!                     ***  ROUTINE p4z_che  ***
149      !!
150      !! ** Purpose :   Sea water chemistry computed following OCMIP protocol
151      !!
152      !! ** Method  : - ...
153      !!---------------------------------------------------------------------
154      INTEGER  ::   ji, jj, jk
155      REAL(wp) ::   ztkel, ztkel1, zt , zsal  , zsal2 , zbuf1 , zbuf2
156      REAL(wp) ::   ztgg , ztgg2, ztgg3 , ztgg4 , ztgg5
157      REAL(wp) ::   zpres, ztc  , zcl   , zcpexp, zoxy  , zcpexp2
158      REAL(wp) ::   zsqrt, ztr  , zlogt , zcek1, zc1, zplat
159      REAL(wp) ::   zis  , zis2 , zsal15, zisqrt, za1, za2
160      REAL(wp) ::   zckb , zck1 , zck2  , zckw  , zak1 , zak2  , zakb , zaksp0, zakw
161      REAL(wp) ::   zck1p, zck2p, zck3p, zcksi, zak1p, zak2p, zak3p, zaksi
162      REAL(wp) ::   zst  , zft  , zcks  , zckf  , zaksp1
163      REAL(wp) ::   total2free, free2SWS, total2SWS, SWS2total
164
165      !!---------------------------------------------------------------------
166      !
167      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('p4z_che')
168      !
169      ! Computation of chemical constants require practical salinity
170      ! Thus, when TEOS08 is used, absolute salinity is converted to
171      ! practical salinity
172      ! -------------------------------------------------------------
173      IF (nn_eos == -1) THEN
174         salinprac(:,:,:) = tsn(:,:,:,jp_sal) * 35.0 / 35.16504
175      ELSE
176         salinprac(:,:,:) = tsn(:,:,:,jp_sal)
177      ENDIF
178
179      !
180      ! Computations of chemical constants require in situ temperature
181      ! Here a quite simple formulation is used to convert
182      ! potential temperature to in situ temperature. The errors is less than
183      ! 0.04°C relative to an exact computation
184      ! ---------------------------------------------------------------------
185      DO jk = 1, jpk
186         DO jj = 1, jpj
187            DO ji = 1, jpi
188               zpres = fsdept(ji,jj,jk) / 1000.
189               za1 = 0.04 * ( 1.0 + 0.185 * tsn(ji,jj,jk,jp_tem) + 0.035 * (salinprac(ji,jj,jk) - 35.0) )
190               za2 = 0.0075 * ( 1.0 - tsn(ji,jj,jk,jp_tem) / 30.0 )
191               tempis(ji,jj,jk) = tsn(ji,jj,jk,jp_tem) - za1 * zpres + za2 * zpres**2
192            END DO
193         END DO
194      END DO
195      !
196      ! CHEMICAL CONSTANTS - SURFACE LAYER
197      ! ----------------------------------
198!CDIR NOVERRCHK
199      DO jj = 1, jpj
200!CDIR NOVERRCHK
201         DO ji = 1, jpi
202            !                             ! SET ABSOLUTE TEMPERATURE
203            ztkel = tempis(ji,jj,1) + 273.15
204            zt    = ztkel * 0.01
205            zsal  = salinprac(ji,jj,1) + ( 1.- tmask(ji,jj,1) ) * 35.
206            !                             ! LN(K0) OF SOLUBILITY OF CO2 (EQ. 12, WEISS, 1980)
207            !                             !     AND FOR THE ATMOSPHERE FOR NON IDEAL GAS
208            zcek1 = 9345.17/ztkel - 60.2409 + 23.3585 * LOG(zt) + zsal*(0.023517 - 0.00023656*ztkel    &
209            &       + 0.0047036e-4*ztkel**2)
210            chemc(ji,jj,1) = EXP( zcek1 ) * 1E-6 * rhop(ji,jj,1) / 1000. ! mol/(L atm)
211            chemc(ji,jj,2) = -1636.75 + 12.0408*ztkel - 0.0327957*ztkel**2 + 0.0000316528*ztkel**3
212            chemc(ji,jj,3) = 57.7 - 0.118*ztkel
213            !
214         END DO
215      END DO
216
217      ! OXYGEN SOLUBILITY - DEEP OCEAN
218      ! -------------------------------
219!CDIR NOVERRCHK
220      DO jk = 1, jpk
221!CDIR NOVERRCHK
222         DO jj = 1, jpj
223!CDIR NOVERRCHK
224            DO ji = 1, jpi
225              ztkel = tempis(ji,jj,jk) + 273.15
226              zsal  = salinprac(ji,jj,jk) + ( 1.- tmask(ji,jj,jk) ) * 35.
227              zsal2 = zsal * zsal
228              ztgg  = LOG( ( 298.15 - tempis(ji,jj,jk) ) / ztkel )  ! Set the GORDON & GARCIA scaled temperature
229              ztgg2 = ztgg  * ztgg
230              ztgg3 = ztgg2 * ztgg
231              ztgg4 = ztgg3 * ztgg
232              ztgg5 = ztgg4 * ztgg
233
234              zoxy  = 2.00856 + 3.22400 * ztgg + 3.99063 * ztgg2 + 4.80299 * ztgg3    &
235              &       + 9.78188e-1 * ztgg4 + 1.71069 * ztgg5 + zsal * ( -6.24097e-3   &
236              &       - 6.93498e-3 * ztgg - 6.90358e-3 * ztgg2 - 4.29155e-3 * ztgg3 )   &
237              &       - 3.11680e-7 * zsal2
238              chemo2(ji,jj,jk) = ( EXP( zoxy ) * o2atm ) * oxyco * atcox     ! mol/(L atm)
239            END DO
240          END DO
241        END DO
242
243
244
245      ! CHEMICAL CONSTANTS - DEEP OCEAN
246      ! -------------------------------
247!CDIR NOVERRCHK
248      DO jk = 1, jpk
249!CDIR NOVERRCHK
250         DO jj = 1, jpj
251!CDIR NOVERRCHK
252            DO ji = 1, jpi
253
254               ! SET PRESSION ACCORDING TO SAUNDER (1980)
255               zplat   = SIN ( ABS(gphit(ji,jj)*3.141592654/180.) )
256               zc1 = 5.92E-3 + zplat**2 * 5.25E-3
257               zpres = ((1-zc1)-SQRT(((1-zc1)**2)-(8.84E-6*fsdept(ji,jj,jk)))) / 4.42E-6
258               zpres = zpres / 10.0
259
260               ! SET ABSOLUTE TEMPERATURE
261               ztkel   = tempis(ji,jj,jk) + 273.15
262               zsal    = salinprac(ji,jj,jk) + ( 1.-tmask(ji,jj,jk) ) * 35.
263               zsqrt  = SQRT( zsal )
264               zsal15  = zsqrt * zsal
265               zlogt  = LOG( ztkel )
266               ztr    = 1. / ztkel
267               zis    = 19.924 * zsal / ( 1000.- 1.005 * zsal )
268               zis2   = zis * zis
269               zisqrt = SQRT( zis )
270               ztc     = tempis(ji,jj,jk) + ( 1.- tmask(ji,jj,jk) ) * 20.
271
272               ! CHLORINITY (WOOSTER ET AL., 1969)
273               zcl     = zsal / 1.80655
274
275               ! TOTAL SULFATE CONCENTR. [MOLES/kg soln]
276               zst     = 0.14 * zcl /96.062
277
278               ! TOTAL FLUORIDE CONCENTR. [MOLES/kg soln]
279               zft     = 0.000067 * zcl /18.9984
280
281               ! DISSOCIATION CONSTANT FOR SULFATES on free H scale (Dickson 1990)
282               zcks    = EXP(-4276.1 * ztr + 141.328 - 23.093 * zlogt         &
283               &         + (-13856. * ztr + 324.57 - 47.986 * zlogt) * zisqrt &
284               &         + (35474. * ztr - 771.54 + 114.723 * zlogt) * zis    &
285               &         - 2698. * ztr * zis**1.5 + 1776.* ztr * zis2         &
286               &         + LOG(1.0 - 0.001005 * zsal))
287
288               ! DISSOCIATION CONSTANT FOR FLUORIDES on free H scale (Dickson and Riley 79)
289               zckf    = EXP( 1590.2*ztr - 12.641 + 1.525*zisqrt   &
290               &         + LOG(1.0d0 - 0.001005d0*zsal)            &
291               &         + LOG(1.0d0 + zst/zcks))
292
293               ! DISSOCIATION CONSTANT FOR CARBONATE AND BORATE
294               zckb=  (-8966.90 - 2890.53*zsqrt - 77.942*zsal        &
295               &      + 1.728*zsal15 - 0.0996*zsal*zsal)*ztr         &
296               &      + (148.0248 + 137.1942*zsqrt + 1.62142*zsal)   &
297               &      + (-24.4344 - 25.085*zsqrt - 0.2474*zsal)      & 
298               &      * zlogt + 0.053105*zsqrt*ztkel
299
300               ! DISSOCIATION COEFFICIENT FOR CARBONATE ACCORDING TO
301               ! MEHRBACH (1973) REFIT BY MILLERO (1995), seawater scale
302               zck1    = -1.0*(3633.86*ztr - 61.2172 + 9.6777*zlogt  &
303                  - 0.011555*zsal + 0.0001152*zsal*zsal)
304               zck2    = -1.0*(471.78*ztr + 25.9290 - 3.16967*zlogt      &
305                  - 0.01781*zsal + 0.0001122*zsal*zsal)
306
307               ! PKW (H2O) (MILLERO, 1995) from composite data
308               zckw    = -13847.26 * ztr + 148.9652 - 23.6521 * zlogt + ( 118.67 * ztr    &
309                         - 5.977 + 1.0495 * zlogt ) * zsqrt - 0.01615 * zsal
310
311               ! CONSTANTS FOR PHOSPHATE (MILLERO, 1995)
312              zck1p    = -4576.752*ztr + 115.540 - 18.453*zlogt   &
313              &          + (-106.736*ztr + 0.69171) * zsqrt       &
314              &          + (-0.65643*ztr - 0.01844) * zsal
315
316              zck2p    = -8814.715*ztr + 172.1033 - 27.927*zlogt  &
317              &          + (-160.340*ztr + 1.3566)*zsqrt          &
318              &          + (0.37335*ztr - 0.05778)*zsal
319
320              zck3p    = -3070.75*ztr - 18.126                    &
321              &          + (17.27039*ztr + 2.81197) * zsqrt       &
322              &          + (-44.99486*ztr - 0.09984) * zsal 
323
324              ! CONSTANT FOR SILICATE, MILLERO (1995)
325              zcksi    = -8904.2*ztr  + 117.400 - 19.334*zlogt   &
326              &          + (-458.79*ztr + 3.5913) * zisqrt       &
327              &          + (188.74*ztr - 1.5998) * zis           &
328              &          + (-12.1652*ztr + 0.07871) * zis2       &
329              &          + LOG(1.0 - 0.001005*zsal)
330
331               ! APPARENT SOLUBILITY PRODUCT K'SP OF CALCITE IN SEAWATER
332               !       (S=27-43, T=2-25 DEG C) at pres =0 (atmos. pressure) (MUCCI 1983)
333               zaksp0  = -171.9065 -0.077993*ztkel + 2839.319*ztr + 71.595*LOG10( ztkel )   &
334                  &      + (-0.77712 + 0.00284263*ztkel + 178.34*ztr) * zsqrt  &
335                  &      - 0.07711*zsal + 0.0041249*zsal15
336
337               ! CONVERT FROM DIFFERENT PH SCALES
338               total2free  = 1.0/(1.0 + zst/zcks)
339               free2SWS    = 1. + zst/zcks + zft/(zckf*total2free)
340               total2SWS   = total2free * free2SWS
341               SWS2total   = 1.0 / total2SWS
342
343               ! K1, K2 OF CARBONIC ACID, KB OF BORIC ACID, KW (H2O) (LIT.?)
344               zak1    = 10**(zck1) * total2SWS
345               zak2    = 10**(zck2) * total2SWS
346               zakb    = EXP( zckb ) * total2SWS
347               zakw    = EXP( zckw )
348               zaksp1  = 10**(zaksp0)
349               zak1p   = exp( zck1p )
350               zak2p   = exp( zck2p )
351               zak3p   = exp( zck3p )
352               zaksi   = exp( zcksi )
353               zckf    = zckf * total2SWS
354
355               ! FORMULA FOR CPEXP AFTER EDMOND & GIESKES (1970)
356               !        (REFERENCE TO CULBERSON & PYTKOQICZ (1968) AS MADE
357               !        IN BROECKER ET AL. (1982) IS INCORRECT; HERE RGAS IS
358               !        TAKEN TENFOLD TO CORRECT FOR THE NOTATION OF pres  IN
359               !        DBAR INSTEAD OF BAR AND THE EXPRESSION FOR CPEXP IS
360               !        MULTIPLIED BY LN(10.) TO ALLOW USE OF EXP-FUNCTION
361               !        WITH BASIS E IN THE FORMULA FOR AKSPP (CF. EDMOND
362               !        & GIESKES (1970), P. 1285-1286 (THE SMALL
363               !        FORMULA ON P. 1286 IS RIGHT AND CONSISTENT WITH THE
364               !        SIGN IN PARTIAL MOLAR VOLUME CHANGE AS SHOWN ON P. 1285))
365               zcpexp  = zpres / (rgas*ztkel)
366               zcpexp2 = zpres * zcpexp
367
368               ! KB OF BORIC ACID, K1,K2 OF CARBONIC ACID PRESSURE
369               !        CORRECTION AFTER CULBERSON AND PYTKOWICZ (1968)
370               !        (CF. BROECKER ET AL., 1982)
371
372               zbuf1  = -     ( devk10 + devk20 * ztc + devk30 * ztc * ztc )
373               zbuf2  = 0.5 * ( devk40 + devk50 * ztc )
374               ak13(ji,jj,jk) = zak1 * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
375
376               zbuf1  =     - ( devk11 + devk21 * ztc + devk31 * ztc * ztc )
377               zbuf2  = 0.5 * ( devk41 + devk51 * ztc )
378               ak23(ji,jj,jk) = zak2 * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
379
380               zbuf1  =     - ( devk12 + devk22 * ztc + devk32 * ztc * ztc )
381               zbuf2  = 0.5 * ( devk42 + devk52 * ztc )
382               akb3(ji,jj,jk) = zakb * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
383
384               zbuf1  =     - ( devk13 + devk23 * ztc + devk33 * ztc * ztc )
385               zbuf2  = 0.5 * ( devk43 + devk53 * ztc )
386               akw3(ji,jj,jk) = zakw * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
387
388               zbuf1  =     - ( devk14 + devk24 * ztc + devk34 * ztc * ztc )
389               zbuf2  = 0.5 * ( devk44 + devk54 * ztc )
390               aks3(ji,jj,jk) = zcks * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
391
392               zbuf1  =     - ( devk15 + devk25 * ztc + devk35 * ztc * ztc )
393               zbuf2  = 0.5 * ( devk45 + devk55 * ztc )
394               akf3(ji,jj,jk) = zckf * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
395
396               zbuf1  =     - ( devk17 + devk27 * ztc + devk37 * ztc * ztc )
397               zbuf2  = 0.5 * ( devk47 + devk57 * ztc )
398               ak1p3(ji,jj,jk) = zak1p * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
399
400               zbuf1  =     - ( devk18 + devk28 * ztc + devk38 * ztc * ztc )
401               zbuf2  = 0.5 * ( devk48 + devk58 * ztc )
402               ak2p3(ji,jj,jk) = zak2p * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
403
404               zbuf1  =     - ( devk19 + devk29 * ztc + devk39 * ztc * ztc )
405               zbuf2  = 0.5 * ( devk49 + devk59 * ztc )
406               ak3p3(ji,jj,jk) = zak3p * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
407
408               zbuf1  =     - ( devk110 + devk210 * ztc + devk310 * ztc * ztc )
409               zbuf2  = 0.5 * ( devk410 + devk510 * ztc )
410               aksi3(ji,jj,jk) = zaksi * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
411
412               ! CONVERT FROM DIFFERENT PH SCALES
413               total2free  = 1.0/(1.0 + zst/aks3(ji,jj,jk))
414               free2SWS    = 1. + zst/aks3(ji,jj,jk) + zft/akf3(ji,jj,jk)
415               total2SWS   = total2free * free2SWS
416               SWS2total   = 1.0 / total2SWS
417
418               ! Convert to total scale
419               ak13(ji,jj,jk)  = ak13(ji,jj,jk)  * SWS2total
420               ak23(ji,jj,jk)  = ak23(ji,jj,jk)  * SWS2total
421               akb3(ji,jj,jk)  = akb3(ji,jj,jk)  * SWS2total
422               akw3(ji,jj,jk)  = akw3(ji,jj,jk)  * SWS2total
423               ak1p3(ji,jj,jk) = ak1p3(ji,jj,jk) * SWS2total
424               ak2p3(ji,jj,jk) = ak2p3(ji,jj,jk) * SWS2total
425               ak3p3(ji,jj,jk) = ak3p3(ji,jj,jk) * SWS2total
426               aksi3(ji,jj,jk) = aksi3(ji,jj,jk) * SWS2total
427               akf3(ji,jj,jk)  = akf3(ji,jj,jk)  / total2free
428
429               ! APPARENT SOLUBILITY PRODUCT K'SP OF CALCITE
430               !        AS FUNCTION OF PRESSURE FOLLOWING MILLERO
431               !        (P. 1285) AND BERNER (1976)
432               zbuf1  =     - ( devk16 + devk26 * ztc + devk36 * ztc * ztc )
433               zbuf2  = 0.5 * ( devk46 + devk56 * ztc )
434               aksp(ji,jj,jk) = zaksp1 * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
435
436               ! TOTAL F, S, and BORATE CONCENTR. [MOLES/L]
437               borat(ji,jj,jk) = 0.0002414 * zcl / 10.811
438               sulfat(ji,jj,jk) = zst
439               fluorid(ji,jj,jk) = zft 
440
441               ! Iron and SIO3 saturation concentration from ...
442               sio3eq(ji,jj,jk) = EXP(  LOG( 10.) * ( 6.44 - 968. / ztkel )  ) * 1.e-6
443               fekeq (ji,jj,jk) = 10**( 17.27 - 1565.7 / ztkel )
444
445               ! Liu and Millero (1999) only valid 5 - 50 degC
446               ztkel1 = MAX( 5. , tempis(ji,jj,jk) ) + 273.16
447               fesol(ji,jj,jk,1) = 10**((-13.486) - (0.1856* (zis**0.5)) + (0.3073*zis) + (5254.0/ztkel1))
448               fesol(ji,jj,jk,2) = 10**(2.517 - (0.885*(zis**0.5)) + (0.2139 * zis) - (1320.0/ztkel1) )
449               fesol(ji,jj,jk,3) = 10**(0.4511 - (0.3305*(zis**0.5)) - (1996.0/ztkel1) )
450               fesol(ji,jj,jk,4) = 10**(-0.2965 - (0.7881*(zis**0.5)) - (4086.0/ztkel1) )
451               fesol(ji,jj,jk,5) = 10**(4.4466 - (0.8505*(zis**0.5)) - (7980.0/ztkel1) )
452            END DO
453         END DO
454      END DO
455      !
456      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('p4z_che')
457      !
458   END SUBROUTINE p4z_che
459
460   SUBROUTINE p4z_che_ahini( p_hini )
461      !!---------------------------------------------------------------------
462      !!                     ***  ROUTINE ahini_for_at  ***
463      !!
464      !! Subroutine returns the root for the 2nd order approximation of the
465      !! DIC -- B_T -- A_CB equation for [H+] (reformulated as a cubic
466      !! polynomial) around the local minimum, if it exists.
467      !! Returns * 1E-03_wp if p_alkcb <= 0
468      !!         * 1E-10_wp if p_alkcb >= 2*p_dictot + p_bortot
469      !!         * 1E-07_wp if 0 < p_alkcb < 2*p_dictot + p_bortot
470      !!                    and the 2nd order approximation does not have
471      !!                    a solution
472      !!---------------------------------------------------------------------
473      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(OUT)  ::  p_hini
474      INTEGER  ::   ji, jj, jk
475      REAL(wp)  ::  zca1, zba1
476      REAL(wp)  ::  zd, zsqrtd, zhmin
477      REAL(wp)  ::  za2, za1, za0
478      REAL(wp)  ::  p_dictot, p_bortot, p_alkcb 
479
480      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('p4z_che_ahini')
481      !
482      DO jk = 1, jpk
483        DO jj = 1, jpj
484          DO ji = 1, jpi
485            p_alkcb  = trb(ji,jj,jk,jptal) * 1000. / (rhop(ji,jj,jk) + rtrn)
486            p_dictot = trb(ji,jj,jk,jpdic) * 1000. / (rhop(ji,jj,jk) + rtrn)
487            p_bortot = borat(ji,jj,jk)
488            IF (p_alkcb <= 0.) THEN
489                p_hini(ji,jj,jk) = 1.e-3
490            ELSEIF (p_alkcb >= (2.*p_dictot + p_bortot)) THEN
491                p_hini(ji,jj,jk) = 1.e-10_wp
492            ELSE
493                zca1 = p_dictot/( p_alkcb + rtrn )
494                zba1 = p_bortot/ (p_alkcb + rtrn )
495           ! Coefficients of the cubic polynomial
496                za2 = aKb3(ji,jj,jk)*(1. - zba1) + ak13(ji,jj,jk)*(1.-zca1)
497                za1 = ak13(ji,jj,jk)*akb3(ji,jj,jk)*(1. - zba1 - zca1)    &
498                &     + ak13(ji,jj,jk)*ak23(ji,jj,jk)*(1. - (zca1+zca1))
499                za0 = ak13(ji,jj,jk)*ak23(ji,jj,jk)*akb3(ji,jj,jk)*(1. - zba1 - (zca1+zca1))
500                                        ! Taylor expansion around the minimum
501                zd = za2*za2 - 3.*za1   ! Discriminant of the quadratic equation
502                                        ! for the minimum close to the root
503
504                IF(zd > 0.) THEN        ! If the discriminant is positive
505                  zsqrtd = SQRT(zd)
506                  IF(za2 < 0) THEN
507                    zhmin = (-za2 + zsqrtd)/3.
508                  ELSE
509                    zhmin = -za1/(za2 + zsqrtd)
510                  ENDIF
511                  p_hini(ji,jj,jk) = zhmin + SQRT(-(za0 + zhmin*(za1 + zhmin*(za2 + zhmin)))/zsqrtd)
512                ELSE
513                  p_hini(ji,jj,jk) = 1.e-7
514                ENDIF
515             !
516             ENDIF
517          END DO
518        END DO
519      END DO
520      !
521      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('p4z_che_ahini')
522      !
523   END SUBROUTINE p4z_che_ahini
524
525   !===============================================================================
526   SUBROUTINE anw_infsup( p_alknw_inf, p_alknw_sup )
527
528   ! Subroutine returns the lower and upper bounds of "non-water-selfionization"
529   ! contributions to total alkalinity (the infimum and the supremum), i.e
530   ! inf(TA - [OH-] + [H+]) and sup(TA - [OH-] + [H+])
531
532   ! Argument variables
533   REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(OUT) :: p_alknw_inf
534   REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(OUT) :: p_alknw_sup
535
536   p_alknw_inf(:,:,:) =  -trb(:,:,:,jppo4) * 1000. / (rhop(:,:,:) + rtrn) - sulfat(:,:,:)  &
537   &              - fluorid(:,:,:)
538   p_alknw_sup(:,:,:) =   (2. * trb(:,:,:,jpdic) + 2. * trb(:,:,:,jppo4) + trb(:,:,:,jpsil) )    &
539   &               * 1000. / (rhop(:,:,:) + rtrn) + borat(:,:,:) 
540
541   END SUBROUTINE anw_infsup
542
543
544   SUBROUTINE p4z_che_solve_hi( p_hini, zhi )
545
546   ! Universal pH solver that converges from any given initial value,
547   ! determines upper an lower bounds for the solution if required
548
549   ! Argument variables
550   !--------------------
551   REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(IN)   :: p_hini
552   REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(OUT)  :: zhi
553
554   ! Local variables
555   !-----------------
556   INTEGER   ::  ji, jj, jk, jn
557   REAL(wp)  ::  zh_ini, zh, zh_prev, zh_lnfactor
558   REAL(wp)  ::  zdelta, zh_delta
559   REAL(wp)  ::  zeqn, zdeqndh, zalka
560   REAL(wp)  ::  aphscale
561   REAL(wp)  ::  znumer_dic, zdnumer_dic, zdenom_dic, zalk_dic, zdalk_dic
562   REAL(wp)  ::  znumer_bor, zdnumer_bor, zdenom_bor, zalk_bor, zdalk_bor
563   REAL(wp)  ::  znumer_po4, zdnumer_po4, zdenom_po4, zalk_po4, zdalk_po4
564   REAL(wp)  ::  znumer_sil, zdnumer_sil, zdenom_sil, zalk_sil, zdalk_sil
565   REAL(wp)  ::  znumer_so4, zdnumer_so4, zdenom_so4, zalk_so4, zdalk_so4
566   REAL(wp)  ::  znumer_flu, zdnumer_flu, zdenom_flu, zalk_flu, zdalk_flu
567   REAL(wp)  ::  zalk_wat, zdalk_wat
568   REAL(wp)  ::  zfact, p_alktot, zdic, zbot, zpt, zst, zft, zsit
569   LOGICAL   ::  l_exitnow
570   REAL(wp), PARAMETER :: pz_exp_threshold = 1.0
571   REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: zalknw_inf, zalknw_sup, rmask, zh_min, zh_max, zeqn_absmin
572
573   IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('p4z_che_solve_hi')
574      !  Allocate temporary workspace
575   CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zalknw_inf, zalknw_sup, rmask )
576   CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zh_min, zh_max, zeqn_absmin )
577
578   CALL anw_infsup( zalknw_inf, zalknw_sup )
579
580   rmask(:,:,:) = tmask(:,:,:)
581   zhi(:,:,:)   = 0.
582
583   ! TOTAL H+ scale: conversion factor for Htot = aphscale * Hfree
584   DO jk = 1, jpk
585      DO jj = 1, jpj
586         DO ji = 1, jpi
587            IF (rmask(ji,jj,jk) == 1.) THEN
588               p_alktot = trb(ji,jj,jk,jptal) * 1000. / (rhop(ji,jj,jk) + rtrn)
589               aphscale = 1. + sulfat(ji,jj,jk)/aks3(ji,jj,jk)
590               zh_ini = p_hini(ji,jj,jk)
591
592               zdelta = (p_alktot-zalknw_inf(ji,jj,jk))**2 + 4.*akw3(ji,jj,jk)/aphscale
593
594               IF(p_alktot >= zalknw_inf(ji,jj,jk)) THEN
595                 zh_min(ji,jj,jk) = 2.*akw3(ji,jj,jk) /( p_alktot-zalknw_inf(ji,jj,jk) + SQRT(zdelta) )
596               ELSE
597                 zh_min(ji,jj,jk) = aphscale*(-(p_alktot-zalknw_inf(ji,jj,jk)) + SQRT(zdelta) ) / 2.
598               ENDIF
599
600               zdelta = (p_alktot-zalknw_sup(ji,jj,jk))**2 + 4.*akw3(ji,jj,jk)/aphscale
601
602               IF(p_alktot <= zalknw_sup(ji,jj,jk)) THEN
603                 zh_max(ji,jj,jk) = aphscale*(-(p_alktot-zalknw_sup(ji,jj,jk)) + SQRT(zdelta) ) / 2.
604               ELSE
605                 zh_max(ji,jj,jk) = 2.*akw3(ji,jj,jk) /( p_alktot-zalknw_sup(ji,jj,jk) + SQRT(zdelta) )
606               ENDIF
607
608               zhi(ji,jj,jk) = MAX(MIN(zh_max(ji,jj,jk), zh_ini), zh_min(ji,jj,jk))
609            ENDIF
610         END DO
611      END DO
612   END DO
613
614   zeqn_absmin(:,:,:) = HUGE(1._wp)
615
616   DO jn = 1, jp_maxniter_atgen 
617   DO jk = 1, jpk
618      DO jj = 1, jpj
619         DO ji = 1, jpi
620            IF (rmask(ji,jj,jk) == 1.) THEN
621               zfact = rhop(ji,jj,jk) / 1000. + rtrn
622               p_alktot = trb(ji,jj,jk,jptal) / zfact
623               zdic  = trb(ji,jj,jk,jpdic) / zfact
624               zbot  = borat(ji,jj,jk)
625               zpt = trb(ji,jj,jk,jppo4) / zfact * po4r
626               zsit = trb(ji,jj,jk,jpsil) / zfact
627               zst = sulfat (ji,jj,jk)
628               zft = fluorid(ji,jj,jk)
629               aphscale = 1. + sulfat(ji,jj,jk)/aks3(ji,jj,jk)
630               zh = zhi(ji,jj,jk)
631               zh_prev = zh
632
633               ! H2CO3 - HCO3 - CO3 : n=2, m=0
634               znumer_dic = 2.*ak13(ji,jj,jk)*ak23(ji,jj,jk) + zh*ak13(ji,jj,jk)
635               zdenom_dic = ak13(ji,jj,jk)*ak23(ji,jj,jk) + zh*(ak13(ji,jj,jk) + zh)
636               zalk_dic   = zdic * (znumer_dic/zdenom_dic)
637               zdnumer_dic = ak13(ji,jj,jk)*ak13(ji,jj,jk)*ak23(ji,jj,jk) + zh     &
638                             *(4.*ak13(ji,jj,jk)*ak23(ji,jj,jk) + zh*ak13(ji,jj,jk))
639               zdalk_dic   = -zdic*(zdnumer_dic/zdenom_dic**2)
640
641
642               ! B(OH)3 - B(OH)4 : n=1, m=0
643               znumer_bor = akb3(ji,jj,jk)
644               zdenom_bor = akb3(ji,jj,jk) + zh
645               zalk_bor   = zbot * (znumer_bor/zdenom_bor)
646               zdnumer_bor = akb3(ji,jj,jk)
647               zdalk_bor   = -zbot*(zdnumer_bor/zdenom_bor**2)
648
649
650               ! H3PO4 - H2PO4 - HPO4 - PO4 : n=3, m=1
651               znumer_po4 = 3.*ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk)*ak3p3(ji,jj,jk)  &
652               &            + zh*(2.*ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk) + zh* ak1p3(ji,jj,jk))
653               zdenom_po4 = ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk)*ak3p3(ji,jj,jk)     &
654               &            + zh*( ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk) + zh*(ak1p3(ji,jj,jk) + zh))
655               zalk_po4   = zpt * (znumer_po4/zdenom_po4 - 1.) ! Zero level of H3PO4 = 1
656               zdnumer_po4 = ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk)*ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk)*ak3p3(ji,jj,jk)  &
657               &             + zh*(4.*ak1p3(ji,jj,jk)*ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk)*ak3p3(ji,jj,jk)         &
658               &             + zh*(9.*ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk)*ak3p3(ji,jj,jk)                         &
659               &             + ak1p3(ji,jj,jk)*ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk)                                &
660               &             + zh*(4.*ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk) + zh * ak1p3(ji,jj,jk) ) ) )
661               zdalk_po4   = -zpt * (zdnumer_po4/zdenom_po4**2)
662
663               ! H4SiO4 - H3SiO4 : n=1, m=0
664               znumer_sil = aksi3(ji,jj,jk)
665               zdenom_sil = aksi3(ji,jj,jk) + zh
666               zalk_sil   = zsit * (znumer_sil/zdenom_sil)
667               zdnumer_sil = aksi3(ji,jj,jk)
668               zdalk_sil   = -zsit * (zdnumer_sil/zdenom_sil**2)
669
670               ! HSO4 - SO4 : n=1, m=1
671               aphscale = 1.0 + zst/aks3(ji,jj,jk)
672               znumer_so4 = aks3(ji,jj,jk) * aphscale
673               zdenom_so4 = aks3(ji,jj,jk) * aphscale + zh
674               zalk_so4   = zst * (znumer_so4/zdenom_so4 - 1.)
675               zdnumer_so4 = aks3(ji,jj,jk)
676               zdalk_so4   = -zst * (zdnumer_so4/zdenom_so4**2)
677
678               ! HF - F : n=1, m=1
679               znumer_flu =  akf3(ji,jj,jk)
680               zdenom_flu =  akf3(ji,jj,jk) + zh
681               zalk_flu   =  zft * (znumer_flu/zdenom_flu - 1.)
682               zdnumer_flu = akf3(ji,jj,jk)
683               zdalk_flu   = -zft * (zdnumer_flu/zdenom_flu**2)
684
685               ! H2O - OH
686               aphscale = 1.0 + zst/aks3(ji,jj,jk)
687               zalk_wat   = akw3(ji,jj,jk)/zh - zh/aphscale
688               zdalk_wat  = -akw3(ji,jj,jk)/zh**2 - 1./aphscale
689
690               ! CALCULATE [ALK]([CO3--], [HCO3-])
691               zeqn = zalk_dic + zalk_bor + zalk_po4 + zalk_sil   &
692               &      + zalk_so4 + zalk_flu                       &
693               &      + zalk_wat - p_alktot
694
695               zalka = p_alktot - (zalk_bor + zalk_po4 + zalk_sil   &
696               &       + zalk_so4 + zalk_flu + zalk_wat)
697
698               zdeqndh = zdalk_dic + zdalk_bor + zdalk_po4 + zdalk_sil &
699               &         + zdalk_so4 + zdalk_flu + zdalk_wat
700
701               ! Adapt bracketing interval
702               IF(zeqn > 0._wp) THEN
703                 zh_min(ji,jj,jk) = zh_prev
704               ELSEIF(zeqn < 0._wp) THEN
705                 zh_max(ji,jj,jk) = zh_prev
706               ENDIF
707
708               IF(ABS(zeqn) >= 0.5_wp*zeqn_absmin(ji,jj,jk)) THEN
709               ! if the function evaluation at the current point is
710               ! not decreasing faster than with a bisection step (at least linearly)
711               ! in absolute value take one bisection step on [ph_min, ph_max]
712               ! ph_new = (ph_min + ph_max)/2d0
713               !
714               ! In terms of [H]_new:
715               ! [H]_new = 10**(-ph_new)
716               !         = 10**(-(ph_min + ph_max)/2d0)
717               !         = SQRT(10**(-(ph_min + phmax)))
718               !         = SQRT(zh_max * zh_min)
719                  zh = SQRT(zh_max(ji,jj,jk) * zh_min(ji,jj,jk))
720                  zh_lnfactor = (zh - zh_prev)/zh_prev ! Required to test convergence below
721               ELSE
722               ! dzeqn/dpH = dzeqn/d[H] * d[H]/dpH
723               !           = -zdeqndh * LOG(10) * [H]
724               ! \Delta pH = -zeqn/(zdeqndh*d[H]/dpH) = zeqn/(zdeqndh*[H]*LOG(10))
725               !
726               ! pH_new = pH_old + \deltapH
727               !
728               ! [H]_new = 10**(-pH_new)
729               !         = 10**(-pH_old - \Delta pH)
730               !         = [H]_old * 10**(-zeqn/(zdeqndh*[H]_old*LOG(10)))
731               !         = [H]_old * EXP(-LOG(10)*zeqn/(zdeqndh*[H]_old*LOG(10)))
732               !         = [H]_old * EXP(-zeqn/(zdeqndh*[H]_old))
733
734                  zh_lnfactor = -zeqn/(zdeqndh*zh_prev)
735
736                  IF(ABS(zh_lnfactor) > pz_exp_threshold) THEN
737                     zh          = zh_prev*EXP(zh_lnfactor)
738                  ELSE
739                     zh_delta    = zh_lnfactor*zh_prev
740                     zh          = zh_prev + zh_delta
741                  ENDIF
742
743                  IF( zh < zh_min(ji,jj,jk) ) THEN
744                     ! if [H]_new < [H]_min
745                     ! i.e., if ph_new > ph_max then
746                     ! take one bisection step on [ph_prev, ph_max]
747                     ! ph_new = (ph_prev + ph_max)/2d0
748                     ! In terms of [H]_new:
749                     ! [H]_new = 10**(-ph_new)
750                     !         = 10**(-(ph_prev + ph_max)/2d0)
751                     !         = SQRT(10**(-(ph_prev + phmax)))
752                     !         = SQRT([H]_old*10**(-ph_max))
753                     !         = SQRT([H]_old * zh_min)
754                     zh                = SQRT(zh_prev * zh_min(ji,jj,jk))
755                     zh_lnfactor       = (zh - zh_prev)/zh_prev ! Required to test convergence below
756                  ENDIF
757
758                  IF( zh > zh_max(ji,jj,jk) ) THEN
759                     ! if [H]_new > [H]_max
760                     ! i.e., if ph_new < ph_min, then
761                     ! take one bisection step on [ph_min, ph_prev]
762                     ! ph_new = (ph_prev + ph_min)/2d0
763                     ! In terms of [H]_new:
764                     ! [H]_new = 10**(-ph_new)
765                     !         = 10**(-(ph_prev + ph_min)/2d0)
766                     !         = SQRT(10**(-(ph_prev + ph_min)))
767                     !         = SQRT([H]_old*10**(-ph_min))
768                     !         = SQRT([H]_old * zhmax)
769                     zh                = SQRT(zh_prev * zh_max(ji,jj,jk))
770                     zh_lnfactor       = (zh - zh_prev)/zh_prev ! Required to test convergence below
771                  ENDIF
772               ENDIF
773
774               zeqn_absmin(ji,jj,jk) = MIN( ABS(zeqn), zeqn_absmin(ji,jj,jk))
775
776               ! Stop iterations once |\delta{[H]}/[H]| < rdel
777               ! <=> |(zh - zh_prev)/zh_prev| = |EXP(-zeqn/(zdeqndh*zh_prev)) -1| < rdel
778               ! |EXP(-zeqn/(zdeqndh*zh_prev)) -1| ~ |zeqn/(zdeqndh*zh_prev)|
779
780               ! Alternatively:
781               ! |\Delta pH| = |zeqn/(zdeqndh*zh_prev*LOG(10))|
782               !             ~ 1/LOG(10) * |\Delta [H]|/[H]
783               !             < 1/LOG(10) * rdel
784
785               ! Hence |zeqn/(zdeqndh*zh)| < rdel
786
787               ! rdel <-- pp_rdel_ah_target
788               l_exitnow = (ABS(zh_lnfactor) < pp_rdel_ah_target)
789
790               IF(l_exitnow) THEN
791                  rmask(ji,jj,jk) = 0.
792               ENDIF
793
794               zhi(ji,jj,jk) =  zh
795
796               IF(jn >= jp_maxniter_atgen) THEN
797                  zhi(ji,jj,jk) = -1._wp
798               ENDIF
799
800            ENDIF
801         END DO
802      END DO
803   END DO
804   END DO
805   !
806   CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zalknw_inf, zalknw_sup, rmask )
807   CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zh_min, zh_max, zeqn_absmin )
808
809
810   IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('p4z_che_solve_hi')
811
812
813   END SUBROUTINE p4z_che_solve_hi
814
815   INTEGER FUNCTION p4z_che_alloc()
816      !!----------------------------------------------------------------------
817      !!                     ***  ROUTINE p4z_che_alloc  ***
818      !!----------------------------------------------------------------------
819      INTEGER ::   ierr(3)        ! Local variables
820      !!----------------------------------------------------------------------
821
822      ierr(:) = 0
823
824      ALLOCATE( sio3eq(jpi,jpj,jpk), fekeq(jpi,jpj,jpk), chemc(jpi,jpj,3), chemo2(jpi,jpj,jpk), STAT=ierr(1) )
825
826      ALLOCATE( akb3(jpi,jpj,jpk)     , tempis(jpi, jpj, jpk),       &
827         &      akw3(jpi,jpj,jpk)     , borat (jpi,jpj,jpk)  ,       &
828         &      aks3(jpi,jpj,jpk)     , akf3(jpi,jpj,jpk)    ,       &
829         &      ak1p3(jpi,jpj,jpk)    , ak2p3(jpi,jpj,jpk)   ,       &
830         &      ak3p3(jpi,jpj,jpk)    , aksi3(jpi,jpj,jpk)   ,       &
831         &      fluorid(jpi,jpj,jpk)  , sulfat(jpi,jpj,jpk)  ,       &
832         &      salinprac(jpi,jpj,jpk),                 STAT=ierr(2) )
833
834      ALLOCATE( fesol(jpi,jpj,jpk,5), STAT=ierr(3) )
835
836      !* Variable for chemistry of the CO2 cycle
837      p4z_che_alloc = MAXVAL( ierr )
838      !
839      IF( p4z_che_alloc /= 0 )   CALL ctl_warn('p4z_che_alloc : failed to allocate arrays.')
840      !
841   END FUNCTION p4z_che_alloc
842
843#else
844   !!======================================================================
845   !!  Dummy module :                                   No PISCES bio-model
846   !!======================================================================
847CONTAINS
848   SUBROUTINE p4z_che( kt )                   ! Empty routine
849      INTEGER, INTENT(in) ::   kt
850      WRITE(*,*) 'p4z_che: You should not have seen this print! error?', kt
851   END SUBROUTINE p4z_che
852#endif 
853
854   !!======================================================================
855END MODULE  p4zche
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.