source: branches/2016/dev_r7012_ROBUST5_CNRS/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/PISCES/P2Z/p2zopt.F90 @ 7041

Last change on this file since 7041 was 7041, checked in by cetlod, 4 years ago

ROBUST5_CNRS : implementation of part I of new TOP interface - 1st step -, see ticket #1782

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 10.6 KB
Line 
1MODULE p2zopt
2   !!======================================================================
3   !!                         ***  MODULE p2zopt  ***
4   !! TOP :   LOBSTER Compute the light availability in the water column
5   !!======================================================================
6   !! History :    -   !  1995-05  (M. Levy) Original code
7   !!              -   !  1999-09  (J.-M. Andre, M. Levy)
8   !!              -   !  1999-11  (C. Menkes, M.-A. Foujols) itabe initial
9   !!              -   !  2000-02  (M.A. Foujols) change x**y par exp(y*log(x))
10   !!   NEMO      2.0  !  2007-12  (C. Deltel, G. Madec)  F90
11   !!             3.2  !  2009-04  (C. Ethe, G. Madec)  minor optimisation + style
12   !!----------------------------------------------------------------------
13#if defined key_pisces
14   !!----------------------------------------------------------------------
15   !!   'key_pisces'                                     LOBSTER bio-model
16   !!----------------------------------------------------------------------
17   !!   p2z_opt        :   Compute the light availability in the water column
18   !!----------------------------------------------------------------------
19   USE oce_trc         !
20   USE trc
21   USE sms_pisces
22   USE prtctl_trc      ! Print control for debbuging
23
24   IMPLICIT NONE
25   PRIVATE
26
27   PUBLIC   p2z_opt   !
28   PUBLIC   p2z_opt_init   !
29
30   REAL(wp), PUBLIC ::  xkr0      !: water coefficient absorption in red     
31   REAL(wp), PUBLIC ::  xkg0      !: water coefficient absorption in green   
32   REAL(wp), PUBLIC ::  xkrp      !: pigment coefficient absorption in red   
33   REAL(wp), PUBLIC ::  xkgp      !: pigment coefficient absorption in green 
34   REAL(wp), PUBLIC ::  xlr       !: exposant for pigment absorption in red 
35   REAL(wp), PUBLIC ::  xlg       !: exposant for pigment absorption in green
36   REAL(wp), PUBLIC ::  rpig      !: chla/chla+phea ratio   
37   !                 
38   REAL(wp), PUBLIC ::  rcchl     ! Carbone/Chlorophyl ratio [mgC.mgChla-1]
39   REAL(wp), PUBLIC ::  redf      ! redfield ratio (C:N) for phyto
40   REAL(wp), PUBLIC ::  reddom    ! redfield ratio (C:N) for DOM
41
42   !!----------------------------------------------------------------------
43   !! NEMO/TOP 3.3 , NEMO Consortium (2010)
44   !! $Id$
45   !! Software governed by the CeCILL licence (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
46   !!----------------------------------------------------------------------
47CONTAINS
48
49   SUBROUTINE p2z_opt( kt )
50      !!---------------------------------------------------------------------
51      !!                     ***  ROUTINE p2z_opt  ***
52      !!
53      !! ** Purpose :   computes the light propagation in the water column
54      !!              and the euphotic layer depth
55      !!
56      !! ** Method  :   local par is computed in w layers using light propagation
57      !!              mean par in t layers are computed by integration
58      !!
59!!gm please remplace the '???' by true comments
60      !! ** Action  :   etot   ???
61      !!                neln   ???
62      !!---------------------------------------------------------------------
63      !!
64      INTEGER, INTENT( in ) ::   kt   ! index of the time stepping
65      !!
66      INTEGER  ::   ji, jj, jk          ! dummy loop indices
67      CHARACTER (len=25) ::   charout   ! temporary character
68      REAL(wp) ::   zpig                ! log of the total pigment
69      REAL(wp) ::   zkr, zkg            ! total absorption coefficient in red and green
70      REAL(wp) ::   zcoef               ! temporary scalar
71      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: zpar100, zpar0m
72      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: zparr, zparg
73      !!---------------------------------------------------------------------
74      !
75      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('p2z_opt')
76      !
77      ! Allocate temporary workspace
78      CALL wrk_alloc( jpi, jpj,      zpar100, zpar0m )
79      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zparr, zparg    )
80
81      IF( kt == nittrc000 ) THEN
82         IF(lwp) WRITE(numout,*)
83         IF(lwp) WRITE(numout,*) ' p2z_opt : LOBSTER optic-model'
84         IF(lwp) WRITE(numout,*) ' ~~~~~~~ '
85      ENDIF
86
87      !                                          ! surface irradiance
88      !                                          ! ------------------
89      IF( ln_dm2dc ) THEN   ;   zpar0m(:,:) = qsr_mean(:,:) * 0.43
90      ELSE                  ;   zpar0m(:,:) = qsr     (:,:) * 0.43
91      ENDIF
92      zpar100(:,:)   = zpar0m(:,:) * 0.01
93      zparr  (:,:,1) = zpar0m(:,:) * 0.5
94      zparg  (:,:,1) = zpar0m(:,:) * 0.5
95
96      !                                          ! Photosynthetically Available Radiation (PAR)
97      zcoef = 12 * redf / rcchl / rpig           ! --------------------------------------
98      DO jk = 2, jpk                                  ! local par at w-levels
99         DO jj = 1, jpj
100            DO ji = 1, jpi
101               zpig = LOG(  MAX( TINY(0.), trn(ji,jj,jk-1,jpphy) ) * zcoef  )
102               zkr  = xkr0 + xkrp * EXP( xlr * zpig )
103               zkg  = xkg0 + xkgp * EXP( xlg * zpig )
104               zparr(ji,jj,jk) = zparr(ji,jj,jk-1) * EXP( -zkr * e3t_n(ji,jj,jk-1) )
105               zparg(ji,jj,jk) = zparg(ji,jj,jk-1) * EXP( -zkg * e3t_n(ji,jj,jk-1) )
106            END DO
107        END DO
108      END DO
109      DO jk = 1, jpkm1                                ! mean par at t-levels
110         DO jj = 1, jpj
111            DO ji = 1, jpi
112               zpig = LOG(  MAX( TINY(0.), trn(ji,jj,jk,jpphy) ) * zcoef  )
113               zkr  = xkr0 + xkrp * EXP( xlr * zpig )
114               zkg  = xkg0 + xkgp * EXP( xlg * zpig )
115               zparr(ji,jj,jk) = zparr(ji,jj,jk) / ( zkr * e3t_n(ji,jj,jk) ) * ( 1 - EXP( -zkr * e3t_n(ji,jj,jk) ) )
116               zparg(ji,jj,jk) = zparg(ji,jj,jk) / ( zkg * e3t_n(ji,jj,jk) ) * ( 1 - EXP( -zkg * e3t_n(ji,jj,jk) ) )
117               etot (ji,jj,jk) = MAX( zparr(ji,jj,jk) + zparg(ji,jj,jk), 1.e-15 )
118            END DO
119         END DO
120      END DO
121
122      !                                          ! Euphotic layer
123      !                                          ! --------------
124      neln(:,:) = 1                                   ! euphotic layer level
125      DO jk = 1, jpk                                  ! (i.e. 1rst T-level strictly below EL bottom)
126         DO jj = 1, jpj
127           DO ji = 1, jpi
128              IF( etot(ji,jj,jk) >= zpar100(ji,jj) )   neln(ji,jj) = jk + 1 
129              !                                       ! nb. this is to ensure compatibility with
130              !                                       ! nmld_trc definition in trd_mxl_trc_zint
131           END DO
132         END DO
133      END DO
134      !                                               ! Euphotic layer depth
135      DO jj = 1, jpj
136         DO ji = 1, jpi
137            heup(ji,jj) = gdepw_n(ji,jj,neln(ji,jj))
138         END DO
139      END DO
140
141
142      IF(ln_ctl) THEN      ! print mean trends (used for debugging)
143         WRITE(charout, FMT="('opt')")
144         CALL prt_ctl_trc_info( charout )
145         CALL prt_ctl_trc( tab4d=trn, mask=tmask, clinfo=ctrcnm )
146      ENDIF
147      !
148      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj,      zpar100, zpar0m )
149      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zparr, zparg    )
150      !
151      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('p2z_opt')
152      !
153   END SUBROUTINE p2z_opt
154
155   SUBROUTINE p2z_opt_init
156      !!----------------------------------------------------------------------
157      !!                  ***  ROUTINE p2z_opt_init  ***
158      !!
159      !! ** Purpose :  optical parameters
160      !!
161      !! ** Method  :   Read the namlobopt namelist and check the parameters
162      !!
163      !!----------------------------------------------------------------------
164      NAMELIST/namlobopt/ xkg0, xkr0, xkgp, xkrp, xlg, xlr, rpig
165      NAMELIST/namlobrat/ rcchl, redf, reddom
166      INTEGER :: ios                 ! Local integer output status for namelist read
167      !!----------------------------------------------------------------------
168
169      REWIND( numnatp_ref )              ! Namelist namlobopt in reference namelist : Lobster options
170      READ  ( numnatp_ref, namlobopt, IOSTAT = ios, ERR = 901)
171901   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namlobopt in reference namelist', lwp )
172
173      REWIND( numnatp_cfg )              ! Namelist namlobopt in configuration namelist : Lobster options
174      READ  ( numnatp_cfg, namlobopt, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
175902   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namlobopt in configuration namelist', lwp )
176      IF(lwm) WRITE ( numonp, namlobopt )
177
178      IF(lwp) THEN
179         WRITE(numout,*)
180         WRITE(numout,*) ' Namelist namlobopt'
181         WRITE(numout,*) '    green   water absorption coeff                       xkg0  = ', xkg0
182         WRITE(numout,*) '    red water absorption coeff                           xkr0  = ', xkr0
183         WRITE(numout,*) '    pigment red absorption coeff                         xkrp  = ', xkrp
184         WRITE(numout,*) '    pigment green absorption coeff                       xkgp  = ', xkgp
185         WRITE(numout,*) '    green chl exposant                                   xlg   = ', xlg
186         WRITE(numout,*) '    red   chl exposant                                   xlr   = ', xlr
187         WRITE(numout,*) '    chla/chla+phea ratio                                 rpig  = ', rpig
188         WRITE(numout,*) ' '
189      ENDIF
190      !
191      REWIND( numnatp_ref )              ! Namelist namlobrat in reference namelist : Lobster ratios
192      READ  ( numnatp_ref, namlobrat, IOSTAT = ios, ERR = 903)
193903   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namlobrat in reference namelist', lwp )
194
195      REWIND( numnatp_cfg )              ! Namelist namlobrat in configuration namelist : Lobster ratios
196      READ  ( numnatp_cfg, namlobrat, IOSTAT = ios, ERR = 904 )
197904   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namlobrat in configuration namelist', lwp )
198      IF(lwm) WRITE ( numonp, namlobrat )
199
200      IF(lwp) THEN
201          WRITE(numout,*) ' Namelist namlobrat'
202         WRITE(numout,*) '     carbone/chlorophyl ratio                             rcchl = ', rcchl
203          WRITE(numout,*) '    redfield ratio  c:n for phyto                        redf      =', redf
204          WRITE(numout,*) '    redfield ratio  c:n for DOM                          reddom    =', reddom
205          WRITE(numout,*) ' '
206      ENDIF
207      !
208   END SUBROUTINE p2z_opt_init
209
210#else
211   !!======================================================================
212   !!  Dummy module :                                   No PISCES bio-model
213   !!======================================================================
214CONTAINS
215   SUBROUTINE p2z_opt( kt )                   ! Empty routine
216      INTEGER, INTENT( in ) ::   kt
217      WRITE(*,*) 'p2z_opt: You should not have seen this print! error?', kt
218   END SUBROUTINE p2z_opt
219#endif 
220
221   !!======================================================================
222END MODULE  p2zopt
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.