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.
p5zsed.F90 in branches/CNRS/dev_r4826_PISCES_QUOTA/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/PISCES/P4Z – NEMO

source: branches/CNRS/dev_r4826_PISCES_QUOTA/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/PISCES/P4Z/p5zsed.F90 @ 5266

Last change on this file since 5266 was 5266, checked in by cetlod, 9 years ago

PISCES_QUOTA : First commits, see ticket #1516
  • Property svn:executable set to *
File size: 24.0 KB
Line 
1MODULE p5zsed
2   !!======================================================================
3   !!                         ***  MODULE p5zsed  ***
4   !! TOP :   PISCES Compute loss of organic matter in the sediments
5   !!======================================================================
6   !! History :   1.0  !  2004-03 (O. Aumont) Original code
7   !!             2.0  !  2007-12 (C. Ethe, G. Madec)  F90
8   !!             3.4  !  2011-06 (C. Ethe) USE of fldread
9   !!             3.5  !  2012-07 (O. Aumont) improvment of river input of nutrients
10   !!----------------------------------------------------------------------
11#if defined key_pisces_quota
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!   'key_pisces_quota'     PISCES bio-model with variable stoichiometry
14   !!----------------------------------------------------------------------
15   !!   p5z_sed        :  Compute loss of organic matter in the sediments
16   !!----------------------------------------------------------------------
17   USE oce_trc         !  shared variables between ocean and passive tracers
18   USE trc             !  passive tracers common variables
19   USE sms_pisces      !  PISCES Source Minus Sink variables
20   USE p5zsink         !  vertical flux of particulate matter due to sinking
21   USE p4zopt          !  optical model
22   USE p5zlim          !  Co-limitations of differents nutrients
23   USE p5zrem          !  Remineralisation of organic matter
24   USE p4zsbc          !  External source of nutrients
25   USE p4zint          !  interpolation and computation of various fields
26   USE iom             !  I/O manager
27   USE prtctl_trc      !  print control for debugging
28
29   IMPLICIT NONE
30   PRIVATE
31
32   PUBLIC   p5z_sed   
33
34   !! * Module variables
35   REAL(wp) :: ryyss                    !: number of seconds per year
36   REAL(wp) :: r1_ryyss                 !: inverse of ryyss
37   REAL(wp) :: r1_rday                  !: inverse of rday
38
39   INTEGER ::  numnit 
40
41
42   !!* Substitution
43#  include "top_substitute.h90"
44   !!----------------------------------------------------------------------
45   !! NEMO/TOP 3.3 , NEMO Consortium (2010)
46   !! $Header:$
47   !! Software governed by the CeCILL licence (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
48   !!----------------------------------------------------------------------
49CONTAINS
50
51   SUBROUTINE p5z_sed( kt, jnt )
52      !!---------------------------------------------------------------------
53      !!                     ***  ROUTINE p5z_sed  **
54      !!
55      !! ** Purpose :   Compute loss of organic matter in the sediments. This
56      !!              is by no way a sediment model. The loss is simply
57      !!              computed to balance the inout from rivers and dust
58      !!
59      !! ** Method  : - ???
60      !!---------------------------------------------------------------------
61      !
62      INTEGER, INTENT(in) ::   kt, jnt ! ocean time step
63      INTEGER  ::   ji, jj, jk, ikt
64#if ! defined key_sed
65      REAL(wp) ::   zsumsedsi, zsumsedpo4, zsumsedcal
66      REAL(wp) ::   zrivalk, zrivsil, zrivno3
67#endif
68      REAL(wp) ::  zwflux, zfminus, zfplus
69      REAL(wp) ::  zlim, zfact, zfactcal
70      REAL(wp) ::  zo2, zno3, zflx, zpdenit, z1pdenit, zdenitt, zolimit
71      REAL(wp) ::  zsiloss, zcaloss, zws3, zws4, zwsc, zdep
72      REAL(wp) ::  zwstpoc, zwstpon, zwstpop
73      REAL(wp) ::  ztrfer, ztrdp, zwdust, zlight, zmudia, ztemp
74      REAL(wp) ::  zrdenittot, zsdenittot, znitrpottot, xdiano3, xdianh4
75      !
76      CHARACTER (len=25) :: charout
77      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: zpdep, zsidep, zwork1, zwork2, zwork3, zwork4
78      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: zdenit2d, zironice, zbureff
79      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: zwsbio3, zwsbio4, zwscal
80      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: ztrpo4, ztrdop, znitrpot, zirondep, zsoufer
81      !!---------------------------------------------------------------------
82      !
83      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('p5z_sed')
84      !
85      IF( kt == nittrc000 .AND. jnt == 1 )  THEN
86         ryyss    = nyear_len(1) * rday    ! number of seconds per year and per month
87         r1_rday  = 1. / rday
88         r1_ryyss = 1. / ryyss
89         IF( ln_check_mass .AND. lwp)  &
90           &  CALL ctl_opn( numnit, 'nitrogen.budget', 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, 6, .FALSE., narea )
91      ENDIF
92      !
93      ! Allocate temporary workspace
94      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, zdenit2d, zwork1, zwork2, zwork3, zwork4, zbureff )
95      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, zwsbio3, zwsbio4, zwscal )
96      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, ztrpo4, ztrdop, znitrpot, zsoufer )
97
98      zdenit2d(:,:) = 0.e0
99      zbureff (:,:) = 0.e0
100      zwork1  (:,:) = 0.e0
101      zwork2  (:,:) = 0.e0
102      zwork3  (:,:) = 0.e0
103      zwork4  (:,:) = 0.e0
104
105      ! Iron input/uptake due to sea ice : Crude parameterization based on Lancelot et al.
106      ! ----------------------------------------------------
107      IF( ln_ironice ) THEN 
108         !                                             
109         CALL wrk_alloc( jpi, jpj, zironice )
110         !                                             
111         DO jj = 1, jpj
112            DO ji = 1, jpi
113               zdep    = rfact2 / fse3t(ji,jj,1)
114               zwflux  = fmmflx(ji,jj) / 1000._wp
115               zfminus = MIN( 0._wp, -zwflux ) * trn(ji,jj,1,jpfer) * zdep
116               zfplus  = MAX( 0._wp, -zwflux ) * icefeinput * zdep
117               zironice(ji,jj) =  zfplus + zfminus
118            END DO
119         END DO
120         !
121         trn(:,:,1,jpfer) = trn(:,:,1,jpfer) + zironice(:,:) 
122         !                                             
123         IF( ln_diatrc .AND. lk_iomput .AND. jnt == nrdttrc )   &
124            &   CALL iom_put( "Ironice", zironice(:,:) * 1.e+3 * rfact2r * fse3t(:,:,1) * tmask(:,:,1) ) ! iron flux from ice
125         CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, zironice )
126         !                                             
127      ENDIF
128
129      ! Add the external input of nutrients from dust deposition
130      ! ----------------------------------------------------------
131      IF( ln_dust ) THEN
132         !                                             
133         CALL wrk_alloc( jpi, jpj,      zpdep, zsidep )
134         CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zirondep      )
135         !                                              ! Iron and Si deposition at the surface
136         IF( ln_solub ) THEN
137            zirondep(:,:,1) = solub(:,:) * dust(:,:) * mfrac * rfact2    &
138            &        / fse3t(:,:,1) / 55.85 + 3.e-10 * r1_ryyss 
139         ELSE
140            zirondep(:,:,1) = dustsolub  * dust(:,:) * mfrac * rfact2    &
141            &        / fse3t(:,:,1) / 55.85 + 3.e-10 * r1_ryyss 
142         ENDIF
143         zsidep(:,:) = 8.8 * 0.075 * dust(:,:) * mfrac * rfact2 / fse3t(:,:,1) / 28.1 
144         zpdep (:,:) = 0.1 * 0.021 * dust(:,:) * mfrac * rfact2 / fse3t(:,:,1) / 31. / po4r 
145         !                                              ! Iron solubilization of particles in the water column
146         !                                              ! dust in kg/m2/s ---> 1/55.85 to put in mol/Fe ;  wdust in m/j
147         zwdust = 0.03 * rday / ( wdust * 55.85 ) / ( 270. * rday )
148         DO jk = 2, jpkm1
149            zirondep(:,:,jk) = dust(:,:) * mfrac * zwdust * rfact2  &
150            &   * EXP( -fsdept(:,:,jk) / 540. )
151         END DO
152         !                                              ! Iron solubilization of particles in the water column
153         trn(:,:,1,jppo4) = trn(:,:,1,jppo4) + zpdep   (:,:)
154         trn(:,:,1,jpsil) = trn(:,:,1,jpsil) + zsidep  (:,:)
155         trn(:,:,:,jpfer) = trn(:,:,:,jpfer) + zirondep(:,:,:) 
156         !                                             
157         IF( ln_diatrc ) THEN
158            zfact = 1.e+3 * rfact2r
159            IF( lk_iomput ) THEN
160               IF( jnt == nrdttrc ) THEN
161                  CALL iom_put( "Irondep", zirondep(:,:,1) * zfact * fse3t(:,:,1) * tmask(:,:,1) ) ! surface downward dust depo of iron
162                  CALL iom_put( "pdust"  , dust(:,:) / ( wdust * rday )  * tmask(:,:,1) ) ! dust concentration at surface
163               ENDIF
164            ELSE
165               trc2d(:,:,jp_pcs0_2d + 11) = zirondep(:,:,1) * zfact * fse3t(:,:,1) * tmask(:,:,1)
166            ENDIF
167         ENDIF
168         CALL wrk_dealloc( jpi, jpj,      zpdep, zsidep )
169         CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zirondep      )
170         !                                             
171      ENDIF
172     
173      ! Add the external input of nutrients from river
174      ! ----------------------------------------------------------
175      IF( ln_river ) THEN
176         trn(:,:,1,jppo4) = trn(:,:,1,jppo4) + rivdip(:,:) * rfact2
177         trn(:,:,1,jpno3) = trn(:,:,1,jpno3) + rivdin(:,:) * rfact2
178         trn(:,:,1,jpfer) = trn(:,:,1,jpfer) + rivdic(:,:) * 5.e-5 * rfact2
179         trn(:,:,1,jpsil) = trn(:,:,1,jpsil) + rivdsi(:,:) * rfact2
180         trn(:,:,1,jpdic) = trn(:,:,1,jpdic) + rivdic(:,:) * rfact2
181         trn(:,:,1,jptal) = trn(:,:,1,jptal) + ( rivalk(:,:) - rno3 * rivdin(:,:) ) * rfact2
182      ENDIF
183     
184      ! Add the external input of nutrients from nitrogen deposition
185      ! ----------------------------------------------------------
186      IF( ln_ndepo ) THEN
187         trn(:,:,1,jpno3) = trn(:,:,1,jpno3) + nitdep(:,:) * rfact2
188         trn(:,:,1,jptal) = trn(:,:,1,jptal) - rno3 * nitdep(:,:) * rfact2
189      ENDIF
190
191      ! Add the external input of iron from sediment mobilization
192      ! ------------------------------------------------------
193      IF( ln_ironsed ) THEN
194         trn(:,:,:,jpfer) = trn(:,:,:,jpfer) + ironsed(:,:,:) * rfact2
195         !
196         IF( ln_diatrc .AND. lk_iomput .AND. jnt == nrdttrc )   &
197            &   CALL iom_put( "Ironsed", ironsed(:,:,:) * 1.e+3 * tmask(:,:,:) ) ! iron inputs from sediments
198      ENDIF
199
200      ! Add the external input of iron from hydrothermal vents
201      ! ------------------------------------------------------
202      IF( ln_hydrofe ) THEN
203         trn(:,:,:,jpfer) = trn(:,:,:,jpfer) + hydrofe(:,:,:) * rfact2
204         !
205         IF( ln_diatrc .AND. lk_iomput .AND. jnt == nrdttrc )   &
206            &   CALL iom_put( "HYDR", hydrofe(:,:,:) * 1.e+3 * tmask(:,:,:) ) ! hydrothermal iron input
207      ENDIF
208
209
210      ! OA: Warning, the following part is necessary, especially with Kriest
211      ! to avoid CFL problems above the sediments
212      ! --------------------------------------------------------------------
213      DO jj = 1, jpj
214         DO ji = 1, jpi
215            ikt  = mbkt(ji,jj)
216            zdep = fse3t(ji,jj,ikt) / xstep
217            zwsbio4(ji,jj) = MIN( 0.99 * zdep, wsbio4(ji,jj,ikt) )
218            zwscal (ji,jj) = MIN( 0.99 * zdep, wscal (ji,jj,ikt) )
219            zwsbio3(ji,jj) = MIN( 0.99 * zdep, wsbio3(ji,jj,ikt) )
220         END DO
221      END DO
222
223#if ! defined key_sed
224      ! Computation of the sediment denitrification proportion: The metamodel from midlleburg (2006) is being used
225      ! Computation of the fraction of organic matter that is permanently buried from Dunne's model
226      ! -------------------------------------------------------
227      DO jj = 1, jpj
228         DO ji = 1, jpi
229           IF( tmask(ji,jj,1) == 1 ) THEN
230              ikt = mbkt(ji,jj)
231# if defined key_kriest
232              zflx =    trn(ji,jj,ikt,jppoc) * zwsbio3(ji,jj)    * 1E3 * 1E6 / 1E4
233# else
234              zflx = (  trn(ji,jj,ikt,jpgoc) * zwsbio4(ji,jj)   &
235                &     + trn(ji,jj,ikt,jppoc) * zwsbio3(ji,jj) )  * 1E3 * 1E6 / 1E4
236#endif
237              zflx  = LOG10( MAX( 1E-3, zflx ) )
238              zo2   = LOG10( MAX( 10. , trn(ji,jj,ikt,jpoxy) * 1E6 ) )
239              zno3  = LOG10( MAX( 1.  , trn(ji,jj,ikt,jpno3) * 1E6 * rno3 ) )
240              zdep  = LOG10( fsdepw(ji,jj,ikt+1) )
241              zdenit2d(ji,jj) = -2.2567 - 1.185 * zflx - 0.221 * zflx**2 - 0.3995 * zno3 * zo2 + 1.25 * zno3    &
242              &                + 0.4721 * zo2 - 0.0996 * zdep + 0.4256 * zflx * zo2
243              zdenit2d(ji,jj) = 10.0**( zdenit2d(ji,jj) )
244              !
245              zflx = (  trn(ji,jj,ikt,jpgoc) * zwsbio4(ji,jj)   &
246                &     + trn(ji,jj,ikt,jppoc) * zwsbio3(ji,jj) ) * 1E6
247              zbureff(ji,jj) = 0.013 + 0.53 * zflx**2 / ( 7.0 + zflx )**2
248           ENDIF
249         END DO
250      END DO 
251
252      ! Loss of biogenic silicon, Caco3 organic carbon in the sediments.
253      ! First, the total loss is computed.
254      ! The factor for calcite comes from the alkalinity effect
255      ! -------------------------------------------------------------
256      DO jj = 1, jpj
257         DO ji = 1, jpi
258            IF( tmask(ji,jj,1) == 1 ) THEN
259               ikt = mbkt(ji,jj) 
260# if defined key_kriest
261               zwork1(ji,jj) = trn(ji,jj,ikt,jpgsi) * zwscal (ji,jj)
262               zwork2(ji,jj) = trn(ji,jj,ikt,jppoc) * zwsbio3(ji,jj)
263# else
264               zwork1(ji,jj) = trn(ji,jj,ikt,jpgsi) * zwsbio4(ji,jj)
265               zwork2(ji,jj) = trn(ji,jj,ikt,jpgoc) * zwsbio4(ji,jj) + trn(ji,jj,ikt,jppoc) * zwsbio3(ji,jj) 
266# endif
267               ! For calcite, burial efficiency is made a function of saturation
268               zfactcal      = MIN( excess(ji,jj,ikt), 0.2 )
269               zfactcal      = MIN( 1., 1.3 * ( 0.2 - zfactcal ) / ( 0.4 - zfactcal ) )
270               zwork3(ji,jj) = trn(ji,jj,ikt,jpcal) * zwscal(ji,jj) * 2.e0 * zfactcal
271            ENDIF
272         END DO
273      END DO
274      zsumsedsi  = glob_sum( zwork1(:,:) * e1e2t(:,:) ) * r1_rday
275      zsumsedpo4 = glob_sum( zwork2(:,:) * e1e2t(:,:) ) * r1_rday
276      zsumsedcal = glob_sum( zwork3(:,:) * e1e2t(:,:) ) * r1_rday
277#endif
278
279      ! This loss is scaled at each bottom grid cell for equilibrating the total budget of silica in the ocean.
280      ! Thus, the amount of silica lost in the sediments equal the supply at the surface (dust+rivers)
281      ! ------------------------------------------------------
282#if ! defined key_sed
283      zrivsil =  MAX(0., 1._wp - ( sumdepsi + rivdsiinput * r1_ryyss ) / ( zsumsedsi + rtrn ) )
284#endif
285
286      DO jj = 1, jpj
287         DO ji = 1, jpi
288            ikt  = mbkt(ji,jj)
289            zdep = xstep / fse3t(ji,jj,ikt)
290            zws4 = zwsbio4(ji,jj) * zdep
291            zwsc = zwscal (ji,jj) * zdep
292# if defined key_kriest
293            zsiloss = trn(ji,jj,ikt,jpgsi) * zws4
294# else
295            zsiloss = trn(ji,jj,ikt,jpgsi) * zwsc
296# endif
297            zcaloss = trn(ji,jj,ikt,jpcal) * zwsc
298            !
299            trn(ji,jj,ikt,jpgsi) = trn(ji,jj,ikt,jpgsi) - zsiloss
300            trn(ji,jj,ikt,jpcal) = trn(ji,jj,ikt,jpcal) - zcaloss
301#if ! defined key_sed
302            trn(ji,jj,ikt,jpsil) = trn(ji,jj,ikt,jpsil) + zsiloss * zrivsil 
303            zfactcal = MIN( excess(ji,jj,ikt), 0.2 )
304            zfactcal = MIN( 1., 1.3 * ( 0.2 - zfactcal ) / ( 0.4 - zfactcal ) )
305            zrivalk  =  1._wp - ( rivalkinput * r1_ryyss ) * zfactcal / ( zsumsedcal + rtrn )
306            trn(ji,jj,ikt,jptal) =  trn(ji,jj,ikt,jptal) + zcaloss * zrivalk * 2.0
307            trn(ji,jj,ikt,jpdic) =  trn(ji,jj,ikt,jpdic) + zcaloss * zrivalk
308#endif
309         END DO
310      END DO
311
312      DO jj = 1, jpj
313         DO ji = 1, jpi
314            ikt     = mbkt(ji,jj)
315            zdep    = xstep / fse3t(ji,jj,ikt)
316            zws4 = zwsbio4(ji,jj) * zdep
317            zws3 = zwsbio3(ji,jj) * zdep
318            zrivno3 = 1. - zbureff(ji,jj)
319# if ! defined key_kriest
320            trn(ji,jj,ikt,jpgoc) = trn(ji,jj,ikt,jpgoc) - trn(ji,jj,ikt,jpgoc) * zws4
321            trn(ji,jj,ikt,jppoc) = trn(ji,jj,ikt,jppoc) - trn(ji,jj,ikt,jppoc) * zws3
322            trn(ji,jj,ikt,jpgon) = trn(ji,jj,ikt,jpgon) - trn(ji,jj,ikt,jpgon) * zws4
323            trn(ji,jj,ikt,jppon) = trn(ji,jj,ikt,jppon) - trn(ji,jj,ikt,jppon) * zws3
324            trn(ji,jj,ikt,jpgop) = trn(ji,jj,ikt,jpgop) - trn(ji,jj,ikt,jpgop) * zws4
325            trn(ji,jj,ikt,jppop) = trn(ji,jj,ikt,jppop) - trn(ji,jj,ikt,jppop) * zws3
326            trn(ji,jj,ikt,jpbfe) = trn(ji,jj,ikt,jpbfe) - trn(ji,jj,ikt,jpbfe) * zws4
327            trn(ji,jj,ikt,jpsfe) = trn(ji,jj,ikt,jpsfe) - trn(ji,jj,ikt,jpsfe) * zws3
328            zwstpoc              =  trn(ji,jj,ikt,jpgoc) * zws4 + trn(ji,jj,ikt,jppoc) * zws3 
329            zwstpop              =  trn(ji,jj,ikt,jpgop) * zws4 + trn(ji,jj,ikt,jppop) * zws3
330            zwstpon              =  trn(ji,jj,ikt,jpgon) * zws4 + trn(ji,jj,ikt,jppon) * zws3
331# else
332            trn(ji,jj,ikt,jpnum) = trn(ji,jj,ikt,jpnum) - trn(ji,jj,ikt,jpnum) * zws4
333            trn(ji,jj,ikt,jppoc) = trn(ji,jj,ikt,jppoc) - trn(ji,jj,ikt,jppoc) * zws3
334            trn(ji,jj,ikt,jppon) = trn(ji,jj,ikt,jppon) - trn(ji,jj,ikt,jppon) * zws3
335            trn(ji,jj,ikt,jppop) = trn(ji,jj,ikt,jppop) - trn(ji,jj,ikt,jppop) * zws3
336            trn(ji,jj,ikt,jpsfe) = trn(ji,jj,ikt,jpsfe) - trn(ji,jj,ikt,jpsfe) * zws3
337            zwstpop = trn(ji,jj,ikt,jppop) * zws3
338            zwstpon = trn(ji,jj,ikt,jppon) * zws3
339            zwstpoc = trn(ji,jj,ikt,jppoc) * zws3 
340# endif
341
342#if ! defined key_sed
343            ! The 0.5 factor in zpdenit and zdenitt is to avoid negative NO3 concentration after both denitrification
344            ! in the sediments and just above the sediments. Not very clever, but simpliest option.
345            zpdenit  = MIN( 0.5 * ( trn(ji,jj,ikt,jpno3) - rtrn ) / rdenit, zdenit2d(ji,jj) * zwstpoc * zrivno3 )
346            z1pdenit = zwstpoc * zrivno3 - zpdenit
347            zolimit = MIN( ( trn(ji,jj,ikt,jpoxy) - rtrn ) / o2ut, z1pdenit * ( 1.- nitrfac(ji,jj,ikt) ) )
348            zdenitt = MIN(  0.5 * ( trn(ji,jj,ikt,jpno3) - rtrn ) / rdenit, z1pdenit * nitrfac(ji,jj,ikt) )
349            trn(ji,jj,ikt,jpdoc) = trn(ji,jj,ikt,jpdoc) + z1pdenit - zolimit - zdenitt
350            trn(ji,jj,ikt,jpdon) = trn(ji,jj,ikt,jpdon) + (z1pdenit - zolimit - zdenitt) * zwstpon / (zwstpoc + rtrn)
351            trn(ji,jj,ikt,jpdop) = trn(ji,jj,ikt,jpdop) + (z1pdenit - zolimit - zdenitt) * zwstpop / (zwstpoc + rtrn)
352            trn(ji,jj,ikt,jppo4) = trn(ji,jj,ikt,jppo4) + (zpdenit + zolimit + zdenitt) * zwstpop / (zwstpoc + rtrn)
353            trn(ji,jj,ikt,jpnh4) = trn(ji,jj,ikt,jpnh4) + (zpdenit + zolimit + zdenitt) * zwstpon / (zwstpoc + rtrn)
354            trn(ji,jj,ikt,jpno3) = trn(ji,jj,ikt,jpno3) - rdenit * (zpdenit + zdenitt)
355            trn(ji,jj,ikt,jpoxy) = trn(ji,jj,ikt,jpoxy) - zolimit * o2ut
356            trn(ji,jj,ikt,jptal) = trn(ji,jj,ikt,jptal) + rno3 * (zolimit + zpdenit + zdenitt ) * zwstpon / (zwstpoc + rtrn)   &
357            &   + rno3 * rdenit * (zpdenit + zdenitt)
358            trn(ji,jj,ikt,jpdic) = trn(ji,jj,ikt,jpdic) + zpdenit + zolimit + zdenitt
359            zwork4(ji,jj) = rdenit * zpdenit * fse3t(ji,jj,ikt)
360#endif
361         END DO
362      END DO
363
364      ! Nitrogen fixation process
365      ! Small source iron from particulate inorganic iron
366      !-----------------------------------
367      DO jk = 1, jpkm1
368         DO jj = 1, jpj
369            DO ji = 1, jpi
370               !                      ! Potential nitrogen fixation dependant on temperature and iron
371               ztemp = tsn(ji,jj,jk,jp_tem)
372               zmudia = max(0.,-0.001096*ztemp**2 + 0.057*ztemp -0.637) * 7.625
373               !       Potential nitrogen fixation dependant on
374               !       temperature and iron
375               xdianh4 = trn(ji,jj,jk,jpnh4) / ( concnnh4 + trn(ji,jj,jk,jpnh4) )
376               xdiano3 = trn(ji,jj,jk,jpno3) / ( concnno3 + trn(ji,jj,jk,jpno3) ) * (1. - xdianh4)
377               zlim = ( 1.- xdiano3 - xdianh4 )
378               IF( zlim <= 0.1 )   zlim = 0.01
379#if defined key_degrad
380               zfact = zlim * rfact2 * facvol(ji,jj,jk)
381#else
382               zfact = zlim * rfact2
383#endif
384               ztrfer = biron(ji,jj,jk) / ( concfediaz + biron(ji,jj,jk) )
385               ztrpo4(ji,jj,jk) = trn(ji,jj,jk,jppo4) / ( 1E-6 + trn(ji,jj,jk,jppo4) )
386               ztrdop(ji,jj,jk) = trn(ji,jj,jk,jpdop) / ( 1E-6 + trn(ji,jj,jk,jpdop) ) * (1. - ztrpo4(ji,jj,jk))
387               ztrdp = ztrpo4(ji,jj,jk) + ztrdop(ji,jj,jk)
388               zlight =  ( 1.- EXP( -etot(ji,jj,jk) / diazolight ) ) 
389               znitrpot(ji,jj,jk) =  zmudia * r1_rday * zfact * MIN( ztrfer, ztrdp ) * zlight
390               zsoufer(ji,jj,jk) = zlight * 2E-11 / (2E-11 + biron(ji,jj,jk))
391            END DO
392         END DO
393      END DO
394
395      ! Nitrogen change due to nitrogen fixation
396      ! ----------------------------------------
397      DO jk = 1, jpkm1
398         DO jj = 1, jpj
399            DO ji = 1, jpi
400               zfact = znitrpot(ji,jj,jk) * nitrfix
401               trn(ji,jj,jk,jpnh4) = trn(ji,jj,jk,jpnh4) + zfact / 3.0
402               trn(ji,jj,jk,jptal) = trn(ji,jj,jk,jptal) + rno3 * zfact / 3.0
403               trn(ji,jj,jk,jppo4) = trn(ji,jj,jk,jppo4) - 16.0 / 46.0 * zfact * ( 1.0 - 1.0 / 3.0 ) &
404               &                     * ztrpo4(ji,jj,jk) / (ztrpo4(ji,jj,jk) + ztrdop(ji,jj,jk) + rtrn)
405               trn(ji,jj,jk,jpdon) = trn(ji,jj,jk,jpdon) + zfact * 1.0 / 3.0
406               trn(ji,jj,jk,jpdoc) = trn(ji,jj,jk,jpdoc) + zfact * 1.0 / 3.0
407               trn(ji,jj,jk,jpdop) = trn(ji,jj,jk,jpdop) + 16.0 / 46.0 * zfact / 3.0  &
408               &                     - 16.0 / 46.0 * zfact * ztrdop(ji,jj,jk)   &
409               &                     / (ztrpo4(ji,jj,jk) + ztrdop(ji,jj,jk) + rtrn)
410               trn(ji,jj,jk,jppoc) = trn(ji,jj,jk,jppoc) + zfact * 1.0 / 3.0 * 2.0 / 3.0
411               trn(ji,jj,jk,jppon) = trn(ji,jj,jk,jppon) + zfact * 1.0 / 3.0 * 2.0 /3.0
412               trn(ji,jj,jk,jppop) = trn(ji,jj,jk,jppop) + 16.0 / 46.0 * zfact * 1.0 / 3.0 * 2.0 /3.0
413               trn(ji,jj,jk,jpgoc) = trn(ji,jj,jk,jpgoc) + zfact * 1.0 / 3.0 * 1.0 / 3.0
414               trn(ji,jj,jk,jpgon) = trn(ji,jj,jk,jpgon) + zfact * 1.0 / 3.0 * 1.0 /3.0
415               trn(ji,jj,jk,jpgop) = trn(ji,jj,jk,jpgop) + 16.0 / 46.0 * zfact * 1.0 / 3.0 * 1.0 /3.0
416               trn(ji,jj,jk,jpoxy) = trn(ji,jj,jk,jpoxy) + ( o2ut + o2nit ) * zfact * 2.0 / 3.0 + o2nit * zfact / 3.0
417               trn(ji,jj,jk,jpfer) = trn(ji,jj,jk,jpfer) - 30E-6 * zfact * 1.0 / 3.0 
418               trn(ji,jj,jk,jpsfe) = trn(ji,jj,jk,jpsfe) + 30E-6 * zfact * 1.0 / 3.0 * 2.0 / 3.0
419               trn(ji,jj,jk,jpbfe) = trn(ji,jj,jk,jpbfe) + 30E-6 * zfact * 1.0 / 3.0 * 1.0 / 3.0
420               trn(ji,jj,jk,jpfer) = trn(ji,jj,jk,jpfer) + 0.002 * 4E-10 * zsoufer(ji,jj,jk) * rfact2 / rday
421           END DO
422         END DO
423      END DO
424
425 
426      IF( ln_check_mass ) THEN
427        ! Global budget of N SMS : denitrification in the water column and in the sediment
428         !                          nitrogen fixation by the diazotrophs
429         ! --------------------------------------------------------------------------------
430         zrdenittot   = glob_sum ( denitrc(:,:,:) * rdenit * xnegtr(:,:,:) * cvol(:,:,:) )
431         zsdenittot   = glob_sum ( zwork4(:,:)   * e1e2t(:,:) )
432         znitrpottot  = glob_sum ( znitrpot(:,:,:) * nitrfix              * cvol(:,:,:) )
433         IF( kt == nitend .AND. jnt == nrdttrc ) THEN
434            zfact = 1.e+3 * rfact2r * rno3 * ryyss * 14. / 1e12
435            IF(lwp) WRITE(numnit,9100) ndastp, znitrpottot * nitrfix * zfact, zrdenittot * zfact , zsdenittot * zfact
436         ENDIF
437       ENDIF
438      !
439      IF( ln_diatrc ) THEN
440         zfact = 1.e+3 * rfact2r
441         IF( lk_iomput ) THEN
442            IF( jnt == nrdttrc ) THEN
443               CALL iom_put( "Nfix"  , znitrpot(:,:,:) * nitrfix * rno3 * zfact * tmask(:,:,:) )  ! nitrogen fixation
444               CALL iom_put( "Sdenit", zwork4(:,:)               * rno3 * zfact * tmask(:,:,1) )  ! Nitrate reduction in the sediments
445            ENDIF
446         ELSE
447            trc2d(:,:,jp_pcs0_2d + 12) = znitrpot(:,:,1) * nitrfix * zfact * fse3t(:,:,1) * tmask(:,:,1)
448         ENDIF
449      ENDIF
450      !
451      IF(ln_ctl) THEN  ! print mean trends (USEd for debugging)
452         WRITE(charout, fmt="('sed ')")
453         CALL prt_ctl_trc_info(charout)
454         CALL prt_ctl_trc(tab4d=trn, mask=tmask, clinfo=ctrcnm)
455      ENDIF
456      !
457      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, zdenit2d, zwork1, zwork2, zwork3, zwork4, zbureff )
458      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, zwsbio3, zwsbio4, zwscal )
459      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, ztrpo4, ztrdop, znitrpot, zsoufer )
460      !
461      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('p5z_sed')
462      !
463 9100  FORMAT(i8,3f10.5)
464      !
465   END SUBROUTINE p5z_sed
466
467#else
468   !!======================================================================
469   !!  Dummy module :                                   No PISCES bio-model
470   !!======================================================================
471CONTAINS
472   SUBROUTINE p5z_sed                         ! Empty routine
473   END SUBROUTINE p5z_sed
474#endif 
475
476   !!======================================================================
477END MODULE  p5zsed
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.