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Since March 2022 along with NEMO 4.2 release, the code development moved to a self-hosted GitLab.
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p4zmort.F90 in branches/CNRS/dev_r6270_PISCES_QUOTA/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/PISCES/P4Z – NEMO

source: branches/CNRS/dev_r6270_PISCES_QUOTA/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/PISCES/P4Z/p4zmort.F90 @ 8003

Last change on this file since 8003 was 8003, checked in by aumont, 7 years ago

modification in the code to remove unnecessary parts such as kriest and non iomput options
  • Property svn:keywords set to Id
File size: 12.2 KB
Line 
1MODULE p4zmort
2   !!======================================================================
3   !!                         ***  MODULE p4zmort  ***
4   !! TOP :   PISCES Compute the mortality terms for phytoplankton
5   !!======================================================================
6   !! History :   1.0  !  2002     (O. Aumont)  Original code
7   !!             2.0  !  2007-12  (C. Ethe, G. Madec)  F90
8   !!----------------------------------------------------------------------
9#if defined key_pisces
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   !!   'key_pisces'                                       PISCES bio-model
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!   p4z_mort       :   Compute the mortality terms for phytoplankton
14   !!   p4z_mort_init  :   Initialize the mortality params for phytoplankton
15   !!----------------------------------------------------------------------
16   USE oce_trc         !  shared variables between ocean and passive tracers
17   USE trc             !  passive tracers common variables
18   USE sms_pisces      !  PISCES Source Minus Sink variables
19   USE p4zprod         !  Primary productivity
20   USE p4zlim          !  Phytoplankton limitation terms
21   USE prtctl_trc      !  print control for debugging
22
23   IMPLICIT NONE
24   PRIVATE
25
26   PUBLIC   p4z_mort   
27   PUBLIC   p4z_mort_init   
28
29   !! * Shared module variables
30   REAL(wp), PUBLIC :: wchl    !:
31   REAL(wp), PUBLIC :: wchld   !:
32   REAL(wp), PUBLIC :: wchldm  !:
33   REAL(wp), PUBLIC :: mprat   !:
34   REAL(wp), PUBLIC :: mprat2  !:
35
36
37   !!* Substitution
38#  include "top_substitute.h90"
39   !!----------------------------------------------------------------------
40   !! NEMO/TOP 3.3 , NEMO Consortium (2010)
41   !! $Id$
42   !! Software governed by the CeCILL licence (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
43   !!----------------------------------------------------------------------
44
45CONTAINS
46
47   SUBROUTINE p4z_mort( kt )
48      !!---------------------------------------------------------------------
49      !!                     ***  ROUTINE p4z_mort  ***
50      !!
51      !! ** Purpose :   Calls the different subroutine to initialize and compute
52      !!                the different phytoplankton mortality terms
53      !!
54      !! ** Method  : - ???
55      !!---------------------------------------------------------------------
56      INTEGER, INTENT(in) ::   kt ! ocean time step
57      !!---------------------------------------------------------------------
58
59      CALL p4z_nano            ! nanophytoplankton
60
61      CALL p4z_diat            ! diatoms
62
63   END SUBROUTINE p4z_mort
64
65
66   SUBROUTINE p4z_nano
67      !!---------------------------------------------------------------------
68      !!                     ***  ROUTINE p4z_nano  ***
69      !!
70      !! ** Purpose :   Compute the mortality terms for nanophytoplankton
71      !!
72      !! ** Method  : - ???
73      !!---------------------------------------------------------------------
74      INTEGER  :: ji, jj, jk
75      REAL(wp) :: zsizerat, zcompaph
76      REAL(wp) :: zfactfe, zfactch, zprcaca, zfracal
77      REAL(wp) :: ztortp , zrespp , zmortp , zstep
78      CHARACTER (len=25) :: charout
79      !!---------------------------------------------------------------------
80      !
81      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('p4z_nano')
82      !
83      prodcal(:,:,:) = 0.  !: calcite production variable set to zero
84      DO jk = 1, jpkm1
85         DO jj = 1, jpj
86            DO ji = 1, jpi
87               zcompaph = MAX( ( trb(ji,jj,jk,jpphy) - 1e-8 ), 0.e0 )
88               zstep    = xstep
89               !     When highly limited by macronutrients, very small cells
90               !     dominate the community. As a consequence, aggregation
91               !     due to turbulence is negligible. Mortality is also set
92               !     to 0
93               zsizerat = MIN(1., MAX( 0., (quotan(ji,jj,jk) - 0.2) / 0.3) ) * trb(ji,jj,jk,jpphy)
94               !     Squared mortality of Phyto similar to a sedimentation term during
95               !     blooms (Doney et al. 1996)
96               zrespp = wchl * 1.e6 * zstep * xdiss(ji,jj,jk) * zcompaph * zsizerat 
97
98               !     Phytoplankton mortality. This mortality loss is slightly
99               !     increased when nutrients are limiting phytoplankton growth
100               !     as observed for instance in case of iron limitation.
101               ztortp = mprat * xstep * zcompaph / ( xkmort + trb(ji,jj,jk,jpphy) ) * zsizerat
102
103               zmortp = zrespp + ztortp
104
105               !   Update the arrays TRA which contains the biological sources and sinks
106
107               zfactfe = trb(ji,jj,jk,jpnfe)/(trb(ji,jj,jk,jpphy)+rtrn)
108               zfactch = trb(ji,jj,jk,jpnch)/(trb(ji,jj,jk,jpphy)+rtrn)
109               tra(ji,jj,jk,jpphy) = tra(ji,jj,jk,jpphy) - zmortp
110               tra(ji,jj,jk,jpnch) = tra(ji,jj,jk,jpnch) - zmortp * zfactch
111               tra(ji,jj,jk,jpnfe) = tra(ji,jj,jk,jpnfe) - zmortp * zfactfe
112               zprcaca = xfracal(ji,jj,jk) * zmortp
113               !
114               prodcal(ji,jj,jk) = prodcal(ji,jj,jk) + zprcaca  ! prodcal=prodcal(nanophy)+prodcal(microzoo)+prodcal(mesozoo)
115               !
116               zfracal = 0.5 * xfracal(ji,jj,jk)
117               tra(ji,jj,jk,jpdic) = tra(ji,jj,jk,jpdic) - zprcaca
118               tra(ji,jj,jk,jptal) = tra(ji,jj,jk,jptal) - 2. * zprcaca
119               tra(ji,jj,jk,jpcal) = tra(ji,jj,jk,jpcal) + zprcaca
120               tra(ji,jj,jk,jpgoc) = tra(ji,jj,jk,jpgoc) + zfracal * zmortp
121               tra(ji,jj,jk,jppoc) = tra(ji,jj,jk,jppoc) + ( 1. - zfracal ) * zmortp
122               prodpoc(ji,jj,jk) = prodpoc(ji,jj,jk) + ( 1. - zfracal ) * zmortp
123               prodgoc(ji,jj,jk) = prodgoc(ji,jj,jk) + zfracal * zmortp
124               tra(ji,jj,jk,jpsfe) = tra(ji,jj,jk,jpsfe) + ( 1. - zfracal ) * zmortp * zfactfe
125               tra(ji,jj,jk,jpbfe) = tra(ji,jj,jk,jpbfe) + zfracal * zmortp * zfactfe
126            END DO
127         END DO
128      END DO
129      !
130       IF(ln_ctl)   THEN  ! print mean trends (used for debugging)
131         WRITE(charout, FMT="('nano')")
132         CALL prt_ctl_trc_info(charout)
133         CALL prt_ctl_trc(tab4d=tra, mask=tmask, clinfo=ctrcnm)
134       ENDIF
135      !
136      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('p4z_nano')
137      !
138   END SUBROUTINE p4z_nano
139
140   SUBROUTINE p4z_diat
141      !!---------------------------------------------------------------------
142      !!                     ***  ROUTINE p4z_diat  ***
143      !!
144      !! ** Purpose :   Compute the mortality terms for diatoms
145      !!
146      !! ** Method  : - ???
147      !!---------------------------------------------------------------------
148      INTEGER  ::  ji, jj, jk
149      REAL(wp) ::  zfactfe,zfactsi,zfactch, zcompadi
150      REAL(wp) ::  zrespp2, ztortp2, zmortp2, zstep
151      REAL(wp) ::  zlim2, zlim1
152      CHARACTER (len=25) :: charout
153      !!---------------------------------------------------------------------
154      !
155      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('p4z_diat')
156      !
157
158      !    Aggregation term for diatoms is increased in case of nutrient
159      !    stress as observed in reality. The stressed cells become more
160      !    sticky and coagulate to sink quickly out of the euphotic zone
161      !     ------------------------------------------------------------
162
163      DO jk = 1, jpkm1
164         DO jj = 1, jpj
165            DO ji = 1, jpi
166
167               zcompadi = MAX( ( trb(ji,jj,jk,jpdia) - 1e-9), 0. )
168
169               !    Aggregation term for diatoms is increased in case of nutrient
170               !    stress as observed in reality. The stressed cells become more
171               !    sticky and coagulate to sink quickly out of the euphotic zone
172               !     ------------------------------------------------------------
173               zstep   = xstep
174               !  Phytoplankton respiration
175               !     ------------------------
176               zlim2   = xlimdia(ji,jj,jk) * xlimdia(ji,jj,jk)
177               zlim1   = 0.25 * ( 1. - zlim2 ) / ( 0.25 + zlim2 ) 
178               zrespp2 = 1.e6 * zstep * (  wchld + wchldm * zlim1 ) * xdiss(ji,jj,jk) * zcompadi * trb(ji,jj,jk,jpdia)
179
180               !     Phytoplankton mortality.
181               !     ------------------------
182               ztortp2 = mprat2 * zstep * trb(ji,jj,jk,jpdia)  / ( xkmort + trb(ji,jj,jk,jpdia) ) * zcompadi 
183
184               zmortp2 = zrespp2 + ztortp2
185
186               !   Update the arrays tra which contains the biological sources and sinks
187               !   ---------------------------------------------------------------------
188               zfactch = trb(ji,jj,jk,jpdch) / ( trb(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn )
189               zfactfe = trb(ji,jj,jk,jpdfe) / ( trb(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn )
190               zfactsi = trb(ji,jj,jk,jpdsi) / ( trb(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn )
191               tra(ji,jj,jk,jpdia) = tra(ji,jj,jk,jpdia) - zmortp2 
192               tra(ji,jj,jk,jpdch) = tra(ji,jj,jk,jpdch) - zmortp2 * zfactch
193               tra(ji,jj,jk,jpdfe) = tra(ji,jj,jk,jpdfe) - zmortp2 * zfactfe
194               tra(ji,jj,jk,jpdsi) = tra(ji,jj,jk,jpdsi) - zmortp2 * zfactsi
195               tra(ji,jj,jk,jpgsi) = tra(ji,jj,jk,jpgsi) + zmortp2 * zfactsi
196               tra(ji,jj,jk,jpgoc) = tra(ji,jj,jk,jpgoc) + zrespp2 + 0.5 * ztortp2
197               tra(ji,jj,jk,jppoc) = tra(ji,jj,jk,jppoc) + 0.5 * ztortp2
198               prodpoc(ji,jj,jk) = prodpoc(ji,jj,jk) + 0.5 * ztortp2
199               prodgoc(ji,jj,jk) = prodgoc(ji,jj,jk) + zrespp2 + 0.5 * ztortp2
200               tra(ji,jj,jk,jpsfe) = tra(ji,jj,jk,jpsfe) + 0.5 * ztortp2 * zfactfe
201               tra(ji,jj,jk,jpbfe) = tra(ji,jj,jk,jpbfe) + ( zrespp2 + 0.5 * ztortp2 ) * zfactfe
202            END DO
203         END DO
204      END DO
205      !
206      IF(ln_ctl)   THEN  ! print mean trends (used for debugging)
207         WRITE(charout, FMT="('diat')")
208         CALL prt_ctl_trc_info(charout)
209         CALL prt_ctl_trc(tab4d=tra, mask=tmask, clinfo=ctrcnm)
210      ENDIF
211      !
212      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('p4z_diat')
213      !
214   END SUBROUTINE p4z_diat
215
216   SUBROUTINE p4z_mort_init
217
218      !!----------------------------------------------------------------------
219      !!                  ***  ROUTINE p4z_mort_init  ***
220      !!
221      !! ** Purpose :   Initialization of phytoplankton parameters
222      !!
223      !! ** Method  :   Read the nampismort namelist and check the parameters
224      !!      called at the first timestep
225      !!
226      !! ** input   :   Namelist nampismort
227      !!
228      !!----------------------------------------------------------------------
229
230      NAMELIST/nampismort/ wchl, wchld, wchldm, mprat, mprat2
231      INTEGER :: ios                 ! Local integer output status for namelist read
232
233      REWIND( numnatp_ref )              ! Namelist nampismort in reference namelist : Pisces phytoplankton
234      READ  ( numnatp_ref, nampismort, IOSTAT = ios, ERR = 901)
235901   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nampismort in reference namelist', lwp )
236
237      REWIND( numnatp_cfg )              ! Namelist nampismort in configuration namelist : Pisces phytoplankton
238      READ  ( numnatp_cfg, nampismort, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
239902   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nampismort in configuration namelist', lwp )
240      IF(lwm) WRITE ( numonp, nampismort )
241
242      IF(lwp) THEN                         ! control print
243         WRITE(numout,*) ' '
244         WRITE(numout,*) ' Namelist parameters for phytoplankton mortality, nampismort'
245         WRITE(numout,*) ' ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~'
246         WRITE(numout,*) '    quadratic mortality of phytoplankton      wchl      =', wchl
247         WRITE(numout,*) '    maximum quadratic mortality of diatoms    wchld     =', wchld
248         WRITE(numout,*) '    maximum quadratic mortality of diatoms    wchldm    =', wchldm
249         WRITE(numout,*) '    phytoplankton mortality rate              mprat     =', mprat
250         WRITE(numout,*) '    Diatoms mortality rate                    mprat2    =', mprat2
251      ENDIF
252
253   END SUBROUTINE p4z_mort_init
254
255#else
256   !!======================================================================
257   !!  Dummy module :                                   No PISCES bio-model
258   !!======================================================================
259CONTAINS
260   SUBROUTINE p4z_mort                    ! Empty routine
261   END SUBROUTINE p4z_mort
262#endif 
263
264   !!======================================================================
265END MODULE p4zmort
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.