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.
p4zprod.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/p4zprod.F90 @ 6848

Last change on this file since 6848 was 6848, checked in by aumont, 8 years ago

bug fix in p4zprod
File size: 28.9 KB
Line 
1MODULE p4zprod
2   !!======================================================================
3   !!                         ***  MODULE p4zprod  ***
4   !! TOP :  Growth Rate of the two phytoplanktons groups
5   !!======================================================================
6   !! History :   1.0  !  2004     (O. Aumont) Original code
7   !!             2.0  !  2007-12  (C. Ethe, G. Madec)  F90
8   !!             3.4  !  2011-05  (O. Aumont, C. Ethe) New parameterization of light limitation
9   !!----------------------------------------------------------------------
10#if defined key_pisces
11   !!----------------------------------------------------------------------
12   !!   'key_pisces'                                       PISCES bio-model
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   !!   p4z_prod       :   Compute the growth Rate of the two phytoplanktons groups
15   !!   p4z_prod_init  :   Initialization of the parameters for growth
16   !!   p4z_prod_alloc :   Allocate variables for growth
17   !!----------------------------------------------------------------------
18   USE oce_trc         !  shared variables between ocean and passive tracers
19   USE trc             !  passive tracers common variables
20   USE sms_pisces      !  PISCES Source Minus Sink variables
21   USE p4zopt          !  optical model
22   USE p4zlim          !  Co-limitations of differents nutrients
23   USE prtctl_trc      !  print control for debugging
24   USE iom             !  I/O manager
25
26   IMPLICIT NONE
27   PRIVATE
28
29   PUBLIC   p4z_prod         ! called in p4zbio.F90
30   PUBLIC   p4z_prod_init    ! called in trcsms_pisces.F90
31   PUBLIC   p4z_prod_alloc
32
33   !! * Shared module variables
34   LOGICAL , PUBLIC ::  ln_newprod      !:
35   REAL(wp), PUBLIC ::  pislope         !:
36   REAL(wp), PUBLIC ::  pislope2        !:
37   REAL(wp), PUBLIC ::  xadap           !:
38   REAL(wp), PUBLIC ::  excret          !:
39   REAL(wp), PUBLIC ::  excret2         !:
40   REAL(wp), PUBLIC ::  bresp           !:
41   REAL(wp), PUBLIC ::  chlcnm          !:
42   REAL(wp), PUBLIC ::  chlcdm          !:
43   REAL(wp), PUBLIC ::  chlcmin         !:
44   REAL(wp), PUBLIC ::  fecnm           !:
45   REAL(wp), PUBLIC ::  fecdm           !:
46   REAL(wp), PUBLIC ::  grosip          !:
47
48   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   prmax    !: optimal production = f(temperature)
49   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   quotan   !: proxy of N quota in Nanophyto
50   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   quotad   !: proxy of N quota in diatomee
51   
52   REAL(wp) :: r1_rday                !: 1 / rday
53   REAL(wp) :: texcret                !: 1 - excret
54   REAL(wp) :: texcret2               !: 1 - excret2       
55
56
57   !!* Substitution
58#  include "top_substitute.h90"
59   !!----------------------------------------------------------------------
60   !! NEMO/TOP 3.3 , NEMO Consortium (2010)
61   !! $Id: p4zprod.F90 3160 2011-11-20 14:27:18Z cetlod $
62   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
63   !!----------------------------------------------------------------------
64CONTAINS
65
66   SUBROUTINE p4z_prod( kt , knt )
67      !!---------------------------------------------------------------------
68      !!                     ***  ROUTINE p4z_prod  ***
69      !!
70      !! ** Purpose :   Compute the phytoplankton production depending on
71      !!              light, temperature and nutrient availability
72      !!
73      !! ** Method  : - ???
74      !!---------------------------------------------------------------------
75      !
76      INTEGER, INTENT(in) :: kt, knt
77      !
78      INTEGER  ::   ji, jj, jk
79      REAL(wp) ::   zsilfac, znanotot, zdiattot, zconctemp, zconctemp2
80      REAL(wp) ::   zratio, zmax, zsilim, ztn, zadap
81      REAL(wp) ::   zlim, zsilfac2, zsiborn, zprod, zproreg, zproreg2
82      REAL(wp) ::   zmxltst, zmxlday, zmaxday, zdocprod
83      REAL(wp) ::   zpislopen  , zpislope2n
84      REAL(wp) ::   zrum, zcodel, zargu, zval, zfeup
85      REAL(wp) ::   zfact
86      CHARACTER (len=25) :: charout
87      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: zstrn, zw2d
88      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: zpislopead, zpislopead2, zprdia, zprbio, zprdch, zprnch, zysopt, zw3d   
89      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: zprorca, zprorcad, zprofed, zprofen, zprochln, zprochld, zpronew, zpronewd
90      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: zmxl_fac, zmxl_chl
91      !!---------------------------------------------------------------------
92      !
93      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('p4z_prod')
94      !
95      !  Allocate temporary workspace
96      CALL wrk_alloc( jpi, jpj,      zstrn )
97      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zpislopead, zpislopead2, zprdia, zprbio, zprdch, zprnch, zysopt ) 
98      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zmxl_fac, zmxl_chl )
99      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zprorca, zprorcad, zprofed, zprofen, zprochln, zprochld, zpronew, zpronewd )
100      !
101      zprorca (:,:,:) = 0._wp
102      zprorcad(:,:,:) = 0._wp
103      zprofed (:,:,:) = 0._wp
104      zprofen (:,:,:) = 0._wp
105      zprochln(:,:,:) = 0._wp
106      zprochld(:,:,:) = 0._wp
107      zpronew (:,:,:) = 0._wp
108      zpronewd(:,:,:) = 0._wp
109      zprdia  (:,:,:) = 0._wp
110      zprbio  (:,:,:) = 0._wp
111      zprdch  (:,:,:) = 0._wp
112      zprnch  (:,:,:) = 0._wp
113      zysopt  (:,:,:) = 0._wp
114
115      ! Computation of the optimal production
116      prmax(:,:,:) = 0.6_wp * r1_rday * tgfunc(:,:,:) 
117      IF( lk_degrad )  prmax(:,:,:) = prmax(:,:,:) * facvol(:,:,:) 
118
119      ! compute the day length depending on latitude and the day
120      zrum = REAL( nday_year - 80, wp ) / REAL( nyear_len(1), wp )
121      zcodel = ASIN(  SIN( zrum * rpi * 2._wp ) * SIN( rad * 23.5_wp )  )
122
123      ! day length in hours
124      zstrn(:,:) = 0.
125      DO jj = 1, jpj
126         DO ji = 1, jpi
127            zargu = TAN( zcodel ) * TAN( gphit(ji,jj) * rad )
128            zargu = MAX( -1., MIN(  1., zargu ) )
129            zstrn(ji,jj) = MAX( 0.0, 24. - 2. * ACOS( zargu ) / rad / 15. )
130         END DO
131      END DO
132
133      ! Impact of the day duration and light intermittency on phytoplankton growth
134      DO jk = 1, jpkm1
135         DO jj = 1 ,jpj
136            DO ji = 1, jpi
137               IF( etot_ndcy(ji,jj,jk) > 1.E-3 ) THEN
138                  zval = MAX( 1., zstrn(ji,jj) )
139                  zmxl_fac(ji,jj,jk) = zval
140                  zmxl_chl(ji,jj,jk) = zval / 24.
141                  IF( fsdepw(ji,jj,jk+1) <= hmld(ji,jj) ) THEN
142                     zval = MIN(1., heup_01(ji,jj) / ( hmld(ji,jj) + rtrn ))
143                     zmxl_fac(ji,jj,jk) = zmxl_fac(ji,jj,jk) * zval
144                     zmxl_chl(ji,jj,jk) = zmxl_chl(ji,jj,jk) * zval
145                  ENDIF
146                  zmxl_fac(ji,jj,jk) = ( 1. - exp( -0.2 * zmxl_fac(ji,jj,jk) ) ) * ( 1. - fr_i(ji,jj) )
147                  zmxl_chl(ji,jj,jk) = zmxl_chl(ji,jj,jk) * ( 1. - fr_i(ji,jj) )
148               ENDIF
149            END DO
150         END DO
151      END DO
152
153      zprbio(:,:,:) = prmax(:,:,:) * zmxl_fac(:,:,:)
154      zprdia(:,:,:) = zprbio(:,:,:)
155
156      ! Computation of the P-I slope for nanos and diatoms
157      DO jk = 1, jpkm1
158!CDIR NOVERRCHK
159         DO jj = 1, jpj
160!CDIR NOVERRCHK
161            DO ji = 1, jpi
162               IF( etot_ndcy(ji,jj,jk) > 1.E-3 ) THEN
163                  ztn         = MAX( 0., tsn(ji,jj,jk,jp_tem) - 15. )
164                  zadap       = xadap * ztn / ( 2.+ ztn )
165                  zconctemp   = MAX( 0.e0 , trb(ji,jj,jk,jpdia) - xsizedia )
166                  zconctemp2  = trb(ji,jj,jk,jpdia) - zconctemp
167                  !
168                  zpislopead (ji,jj,jk) = pislope * ( 1.+ zadap  * EXP( -0.25 * enano(ji,jj,jk) ) )  &
169                  &                   * trb(ji,jj,jk,jpnch) /( trb(ji,jj,jk,jpphy) * 12. + rtrn)
170                  !
171                  zpislopead2(ji,jj,jk) = (pislope * zconctemp2 + pislope2 * zconctemp) / ( trb(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn )   &
172                  &                   * trb(ji,jj,jk,jpdch) /( trb(ji,jj,jk,jpdia) * 12. + rtrn)
173               ENDIF
174            END DO
175         END DO
176      END DO
177
178      IF( ln_newprod ) THEN
179         DO jk = 1, jpkm1
180            DO jj = 1, jpj
181               DO ji = 1, jpi
182                  IF( etot_ndcy(ji,jj,jk) > 1.E-3 ) THEN
183                      ! Computation of production function for Carbon
184                      !  ---------------------------------------------
185                      zpislopen  = zpislopead (ji,jj,jk) / ( ( r1_rday + bresp * r1_rday ) &
186                      &            * zmxl_fac(ji,jj,jk) * rday + rtrn)
187                      zpislope2n = zpislopead2(ji,jj,jk) / ( ( r1_rday + bresp * r1_rday ) &
188                      &            * zmxl_fac(ji,jj,jk) * rday + rtrn)
189                      zprbio(ji,jj,jk) = zprbio(ji,jj,jk) * ( 1.- EXP( -zpislopen  * enano(ji,jj,jk) )  )
190                      zprdia(ji,jj,jk) = zprdia(ji,jj,jk) * ( 1.- EXP( -zpislope2n * ediat(ji,jj,jk) )  )
191                      !  Computation of production function for Chlorophyll
192                      !--------------------------------------------------
193                      zpislopen  = zpislopead (ji,jj,jk) / ( prmax(ji,jj,jk) * zmxl_chl(ji,jj,jk) * rday + rtrn )
194                      zpislope2n = zpislopead2(ji,jj,jk) / ( prmax(ji,jj,jk) * zmxl_chl(ji,jj,jk) * rday + rtrn )
195                      zprnch(ji,jj,jk) = prmax(ji,jj,jk) * ( 1.- EXP( -zpislopen  * enano(ji,jj,jk) ) )
196                      zprdch(ji,jj,jk) = prmax(ji,jj,jk) * ( 1.- EXP( -zpislope2n * ediat(ji,jj,jk) ) )
197                  ENDIF
198               END DO
199            END DO
200         END DO
201      ELSE
202         DO jk = 1, jpkm1
203            DO jj = 1, jpj
204               DO ji = 1, jpi
205                  IF( etot_ndcy(ji,jj,jk) > 1.E-3 ) THEN
206                      ! Computation of production function for Carbon
207                      !  ---------------------------------------------
208                      zpislopen =  zpislopead(ji,jj,jk)  / ( zprbio(ji,jj,jk) * rday * xlimphy(ji,jj,jk) + rtrn )
209                      zpislope2n = zpislopead2(ji,jj,jk) / ( zprdia(ji,jj,jk) * rday * xlimdia(ji,jj,jk) + rtrn )
210                      zprbio(ji,jj,jk) = zprbio(ji,jj,jk) * ( 1.- EXP( -zpislopen  * enano(ji,jj,jk) ) )
211                      zprdia(ji,jj,jk) = zprdia(ji,jj,jk) * ( 1.- EXP( -zpislope2n * ediat(ji,jj,jk) ) )
212                      !  Computation of production function for Chlorophyll
213                      !--------------------------------------------------
214                      zpislopen = zpislopen   * zmxl_fac(ji,jj,jk) / ( zmxl_chl(ji,jj,jk) + rtrn )
215                      zpislope2n = zpislope2n * zmxl_fac(ji,jj,jk) / ( zmxl_chl(ji,jj,jk) + rtrn )
216                      zprnch(ji,jj,jk) = prmax(ji,jj,jk) * ( 1.- EXP( -zpislopen  * enano(ji,jj,jk) ) )
217                      zprdch(ji,jj,jk) = prmax(ji,jj,jk) * ( 1.- EXP( -zpislope2n * ediat(ji,jj,jk) ) )
218                  ENDIF
219               END DO
220            END DO
221         END DO
222      ENDIF
223
224
225      !  Computation of a proxy of the N/C ratio
226      !  ---------------------------------------
227      DO jk = 1, jpkm1
228         DO jj = 1, jpj
229            DO ji = 1, jpi
230                zval = MIN( xnanopo4(ji,jj,jk), ( xnanonh4(ji,jj,jk) + xnanono3(ji,jj,jk) ) )   &
231                &      * prmax(ji,jj,jk) / ( zprbio(ji,jj,jk) + rtrn )
232                quotan(ji,jj,jk) = MIN( 1., 0.2 + 0.8 * zval )
233                zval = MIN( xdiatpo4(ji,jj,jk), ( xdiatnh4(ji,jj,jk) + xdiatno3(ji,jj,jk) ) )   &
234                &      * prmax(ji,jj,jk) / ( zprdia(ji,jj,jk) + rtrn )
235                quotad(ji,jj,jk) = MIN( 1., 0.2 + 0.8 * zval )
236            END DO
237         END DO
238      END DO
239
240
241      DO jk = 1, jpkm1
242         DO jj = 1, jpj
243            DO ji = 1, jpi
244
245                IF( etot_ndcy(ji,jj,jk) > 1.E-3 ) THEN
246                   !    Si/C of diatoms
247                   !    ------------------------
248                   !    Si/C increases with iron stress and silicate availability
249                   !    Si/C is arbitrariliy increased for very high Si concentrations
250                   !    to mimic the very high ratios observed in the Southern Ocean (silpot2)
251                  zlim  = trb(ji,jj,jk,jpsil) / ( trb(ji,jj,jk,jpsil) + xksi1 )
252                  zsilim = MIN( zprdia(ji,jj,jk) / ( prmax(ji,jj,jk) + rtrn ), xlimsi(ji,jj,jk) )
253                  zsilfac = 4.4 * EXP( -4.23 * zsilim ) * MAX( 0.e0, MIN( 1., 2.2 * ( zlim - 0.5 ) )  ) + 1.e0
254                  zsiborn = trb(ji,jj,jk,jpsil) * trb(ji,jj,jk,jpsil) * trb(ji,jj,jk,jpsil)
255                  IF (gphit(ji,jj) < -30 ) THEN
256                    zsilfac2 = 1. + 2. * zsiborn / ( zsiborn + xksi2**3 )
257                  ELSE
258                    zsilfac2 = 1. +      zsiborn / ( zsiborn + xksi2**3 )
259                  ENDIF
260                  zysopt(ji,jj,jk) = grosip * zlim * zsilfac * zsilfac2
261              ENDIF
262            END DO
263         END DO
264      END DO
265
266      ! Computation of the various production terms
267!CDIR NOVERRCHK
268      DO jk = 1, jpkm1
269!CDIR NOVERRCHK
270         DO jj = 1, jpj
271!CDIR NOVERRCHK
272            DO ji = 1, jpi
273               IF( etot_ndcy(ji,jj,jk) > 1.E-3 ) THEN
274                  !  production terms for nanophyto.
275                  zprorca(ji,jj,jk) = zprbio(ji,jj,jk)  * xlimphy(ji,jj,jk) * trb(ji,jj,jk,jpphy) * rfact2
276                  zpronew(ji,jj,jk) = zprorca(ji,jj,jk) * xnanono3(ji,jj,jk) / ( xnanono3(ji,jj,jk) + xnanonh4(ji,jj,jk) + rtrn )
277                  !
278                  zratio = trb(ji,jj,jk,jpnfe) / ( trb(ji,jj,jk,jpphy) + rtrn )
279                  zratio = zratio / fecnm 
280                  zmax   = MAX( 0., ( 1. - zratio ) / ABS( 1.05 - zratio ) ) 
281                  zprofen(ji,jj,jk) = fecnm * prmax(ji,jj,jk)  &
282                  &             * ( 4. - 4.5 * xlimnfe(ji,jj,jk) / ( xlimnfe(ji,jj,jk) + 0.5 ) )    &
283                  &             * biron(ji,jj,jk) / ( biron(ji,jj,jk) + concnfe(ji,jj,jk) )  &
284                  &             * zmax * trb(ji,jj,jk,jpphy) * rfact2
285                  !  production terms for diatomees
286                  zprorcad(ji,jj,jk) = zprdia(ji,jj,jk) * xlimdia(ji,jj,jk) * trb(ji,jj,jk,jpdia) * rfact2
287                  zpronewd(ji,jj,jk) = zprorcad(ji,jj,jk) * xdiatno3(ji,jj,jk) / ( xdiatno3(ji,jj,jk) + xdiatnh4(ji,jj,jk) + rtrn )
288                  !
289                  zratio = trb(ji,jj,jk,jpdfe) / ( trb(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn )
290                  zratio = zratio / fecdm 
291                  zmax   = MAX( 0., ( 1. - zratio ) / ABS( 1.05 - zratio ) ) 
292                  zprofed(ji,jj,jk) = fecdm * prmax(ji,jj,jk)  &
293                  &             * ( 4. - 4.5 * xlimdfe(ji,jj,jk) / ( xlimdfe(ji,jj,jk) + 0.5 ) )    &
294                  &             * biron(ji,jj,jk) / ( biron(ji,jj,jk) + concdfe(ji,jj,jk) )  &
295                  &             * zmax * trb(ji,jj,jk,jpdia) * rfact2
296               ENDIF
297            END DO
298         END DO
299      END DO
300
301      DO jk = 1, jpkm1
302         DO jj = 1, jpj
303            DO ji = 1, jpi
304               IF( etot_ndcy(ji,jj,jk) > 1.E-3 ) THEN
305                  !  production terms for nanophyto. ( chlorophyll )
306                  znanotot = enano(ji,jj,jk) / ( zmxl_chl(ji,jj,jk) + rtrn )
307                  zprod    = rday * zprorca(ji,jj,jk) * zprnch(ji,jj,jk) * xlimphy(ji,jj,jk)
308                  zprochln(ji,jj,jk) = chlcmin * 12. * zprorca (ji,jj,jk)
309                  zprochln(ji,jj,jk) = zprochln(ji,jj,jk) + (chlcnm-chlcmin) * 12. * zprod / &
310                                        & (  zpislopead(ji,jj,jk) * znanotot +rtrn)
311                  !  production terms for diatomees ( chlorophyll )
312                  zdiattot = ediat(ji,jj,jk) / ( zmxl_chl(ji,jj,jk) + rtrn )
313                  zprod    = rday * zprorcad(ji,jj,jk) * zprdch(ji,jj,jk) * xlimdia(ji,jj,jk)
314                  zprochld(ji,jj,jk) = chlcmin * 12. * zprorcad(ji,jj,jk)
315                  zprochld(ji,jj,jk) = zprochld(ji,jj,jk) + (chlcdm-chlcmin) * 12. * zprod / &
316                  & ( zpislopead2(ji,jj,jk) * zdiattot +rtrn )
317               ENDIF
318            END DO
319         END DO
320      END DO
321
322      !   Update the arrays TRA which contain the biological sources and sinks
323      DO jk = 1, jpkm1
324         DO jj = 1, jpj
325           DO ji =1 ,jpi
326              zproreg  = zprorca(ji,jj,jk) - zpronew(ji,jj,jk)
327              zproreg2 = zprorcad(ji,jj,jk) - zpronewd(ji,jj,jk)
328              zdocprod = excret2 * zprorcad(ji,jj,jk) + excret * zprorca(ji,jj,jk)
329              tra(ji,jj,jk,jppo4) = tra(ji,jj,jk,jppo4) - zprorca(ji,jj,jk) - zprorcad(ji,jj,jk)
330              tra(ji,jj,jk,jpno3) = tra(ji,jj,jk,jpno3) - zpronew(ji,jj,jk) - zpronewd(ji,jj,jk)
331              tra(ji,jj,jk,jpnh4) = tra(ji,jj,jk,jpnh4) - zproreg - zproreg2
332              tra(ji,jj,jk,jpphy) = tra(ji,jj,jk,jpphy) + zprorca(ji,jj,jk) * texcret
333              tra(ji,jj,jk,jpnch) = tra(ji,jj,jk,jpnch) + zprochln(ji,jj,jk) * texcret
334              tra(ji,jj,jk,jpnfe) = tra(ji,jj,jk,jpnfe) + zprofen(ji,jj,jk) * texcret
335              tra(ji,jj,jk,jpdia) = tra(ji,jj,jk,jpdia) + zprorcad(ji,jj,jk) * texcret2
336              tra(ji,jj,jk,jpdch) = tra(ji,jj,jk,jpdch) + zprochld(ji,jj,jk) * texcret2
337              tra(ji,jj,jk,jpdfe) = tra(ji,jj,jk,jpdfe) + zprofed(ji,jj,jk) * texcret2
338              tra(ji,jj,jk,jpdsi) = tra(ji,jj,jk,jpdsi) + zprorcad(ji,jj,jk) * zysopt(ji,jj,jk) * texcret2
339              tra(ji,jj,jk,jpdoc) = tra(ji,jj,jk,jpdoc) + zdocprod
340              zfeup = texcret * zprofen(ji,jj,jk) + texcret2 * zprofed(ji,jj,jk)
341#if defined key_ligand
342              tra(ji,jj,jk,jplgw) = tra(ji,jj,jk,jplgw) + zdocprod * ldocp  - zfeup * plig(ji,jj,jk) * lthet
343#endif
344              tra(ji,jj,jk,jpoxy) = tra(ji,jj,jk,jpoxy) + o2ut * ( zproreg + zproreg2) &
345                 &                + ( o2ut + o2nit ) * ( zpronew(ji,jj,jk) + zpronewd(ji,jj,jk) )
346              tra(ji,jj,jk,jpfer) = tra(ji,jj,jk,jpfer) - zfeup
347              tra(ji,jj,jk,jpsil) = tra(ji,jj,jk,jpsil) - texcret2 * zprorcad(ji,jj,jk) * zysopt(ji,jj,jk)
348              tra(ji,jj,jk,jpdic) = tra(ji,jj,jk,jpdic) - zprorca(ji,jj,jk) - zprorcad(ji,jj,jk)
349              tra(ji,jj,jk,jptal) = tra(ji,jj,jk,jptal) + rno3 * ( zpronew(ji,jj,jk) + zpronewd(ji,jj,jk) ) &
350                 &                                      - rno3 * ( zproreg + zproreg2 )
351          END DO
352        END DO
353     END DO
354
355
356    ! Total primary production per year
357    IF( iom_use( "tintpp" ) .OR. ( ln_check_mass .AND. kt == nitend .AND. knt == nrdttrc )  )  &
358         & tpp = glob_sum( ( zprorca(:,:,:) + zprorcad(:,:,:) ) * cvol(:,:,:) )
359
360    IF( lk_iomput ) THEN
361       IF( knt == nrdttrc ) THEN
362          CALL wrk_alloc( jpi, jpj,      zw2d )
363          CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zw3d )
364          zfact = 1.e+3 * rfact2r  !  conversion from mol/l/kt to  mol/m3/s
365          !
366          IF( iom_use( "PPPHY" ) .OR. iom_use( "PPPHY2" ) )  THEN
367              zw3d(:,:,:) = zprorca (:,:,:) * zfact * tmask(:,:,:)  ! primary production by nanophyto
368              CALL iom_put( "PPPHY"  , zw3d )
369              !
370              zw3d(:,:,:) = zprorcad(:,:,:) * zfact * tmask(:,:,:)  ! primary production by diatomes
371              CALL iom_put( "PPPHY2"  , zw3d )
372          ENDIF
373          IF( iom_use( "PPNEWN" ) .OR. iom_use( "PPNEWD" ) )  THEN
374              zw3d(:,:,:) = zpronew (:,:,:) * zfact * tmask(:,:,:)  ! new primary production by nanophyto
375              CALL iom_put( "PPNEWN"  , zw3d )
376              !
377              zw3d(:,:,:) = zpronewd(:,:,:) * zfact * tmask(:,:,:)  ! new primary production by diatomes
378              CALL iom_put( "PPNEWD"  , zw3d )
379          ENDIF
380          IF( iom_use( "PBSi" ) )  THEN
381              zw3d(:,:,:) = zprorcad(:,:,:) * zfact * tmask(:,:,:) * zysopt(:,:,:) ! biogenic silica production
382              CALL iom_put( "PBSi"  , zw3d )
383          ENDIF
384          IF( iom_use( "PFeN" ) .OR. iom_use( "PFeD" ) )  THEN
385              zw3d(:,:,:) = zprofen(:,:,:) * zfact * tmask(:,:,:)  ! biogenic iron production by nanophyto
386              CALL iom_put( "PFeN"  , zw3d )
387              !
388              zw3d(:,:,:) = zprofed(:,:,:) * zfact * tmask(:,:,:)  ! biogenic iron production by  diatomes
389              CALL iom_put( "PFeD"  , zw3d )
390          ENDIF
391          IF( iom_use( "Mumax" ) )  THEN
392              zw3d(:,:,:) = prmax(:,:,:) * tmask(:,:,:)   ! Maximum growth rate
393              CALL iom_put( "Mumax"  , zw3d )
394          ENDIF
395          IF( iom_use( "MuN" ) .OR. iom_use( "MuD" ) )  THEN
396              zw3d(:,:,:) = zprbio(:,:,:) * xlimphy(:,:,:) * tmask(:,:,:)  ! Realized growth rate for nanophyto
397              CALL iom_put( "MuN"  , zw3d )
398              !
399              zw3d(:,:,:) =  zprdia(:,:,:) * xlimdia(:,:,:) * tmask(:,:,:)  ! Realized growth rate for diatoms
400              CALL iom_put( "MuD"  , zw3d )
401          ENDIF
402          IF( iom_use( "LNlight" ) .OR. iom_use( "LDlight" ) )  THEN
403              zw3d(:,:,:) = zprbio (:,:,:) / (prmax(:,:,:) + rtrn) * tmask(:,:,:) ! light limitation term
404              CALL iom_put( "LNlight"  , zw3d )
405              !
406              zw3d(:,:,:) =  zprdia (:,:,:) / (prmax(:,:,:) + rtrn) * tmask(:,:,:)  ! light limitation term
407              CALL iom_put( "LDlight"  , zw3d )
408          ENDIF
409          IF( iom_use( "TPP" ) )  THEN
410              zw3d(:,:,:) = ( zprorca(:,:,:) + zprorcad(:,:,:) ) * zfact * tmask(:,:,:)  ! total primary production
411              CALL iom_put( "TPP"  , zw3d )
412          ENDIF
413          IF( iom_use( "TPNEW" ) )  THEN
414              zw3d(:,:,:) = ( zpronew(:,:,:) + zpronewd(:,:,:) ) * zfact * tmask(:,:,:)  ! total new production
415              CALL iom_put( "TPNEW"  , zw3d )
416          ENDIF
417          IF( iom_use( "TPBFE" ) )  THEN
418              zw3d(:,:,:) = ( zprofen(:,:,:) + zprofed(:,:,:) ) * zfact * tmask(:,:,:)  ! total biogenic iron production
419              CALL iom_put( "TPBFE"  , zw3d )
420          ENDIF
421          IF( iom_use( "INTPPPHY" ) .OR. iom_use( "INTPPPHY2" ) ) THEN 
422             zw2d(:,:) = 0.
423             DO jk = 1, jpkm1
424               zw2d(:,:) = zw2d(:,:) + zprorca (:,:,jk) * fse3t(:,:,jk) * zfact * tmask(:,:,jk)  ! vert. integrated  primary produc. by nano
425             ENDDO
426             CALL iom_put( "INTPPPHY" , zw2d )
427             !
428             zw2d(:,:) = 0.
429             DO jk = 1, jpkm1
430                zw2d(:,:) = zw2d(:,:) + zprorcad(:,:,jk) * fse3t(:,:,jk) * zfact * tmask(:,:,jk) ! vert. integrated  primary produc. by diatom
431             ENDDO
432             CALL iom_put( "INTPPPHY2" , zw2d )
433          ENDIF
434          IF( iom_use( "INTPP" ) ) THEN   
435             zw2d(:,:) = 0.
436             DO jk = 1, jpkm1
437                zw2d(:,:) = zw2d(:,:) + ( zprorca(:,:,jk) + zprorcad(:,:,jk) ) * fse3t(:,:,jk) * zfact * tmask(:,:,jk) ! vert. integrated pp
438             ENDDO
439             CALL iom_put( "INTPP" , zw2d )
440          ENDIF
441          IF( iom_use( "INTPNEW" ) ) THEN   
442             zw2d(:,:) = 0.
443             DO jk = 1, jpkm1
444                zw2d(:,:) = zw2d(:,:) + ( zpronew(:,:,jk) + zpronewd(:,:,jk) ) * fse3t(:,:,jk) * zfact * tmask(:,:,jk)  ! vert. integrated new prod
445             ENDDO
446             CALL iom_put( "INTPNEW" , zw2d )
447          ENDIF
448          IF( iom_use( "INTPBFE" ) ) THEN           !   total biogenic iron production  ( vertically integrated )
449             zw2d(:,:) = 0.
450             DO jk = 1, jpkm1
451                zw2d(:,:) = zw2d(:,:) + ( zprofen(:,:,jk) + zprofed(:,:,jk) ) * fse3t(:,:,jk) * zfact * tmask(:,:,jk) ! vert integr. bfe prod
452             ENDDO
453            CALL iom_put( "INTPBFE" , zw2d )
454          ENDIF
455          IF( iom_use( "INTPBSI" ) ) THEN           !   total biogenic silica production  ( vertically integrated )
456             zw2d(:,:) = 0.
457             DO jk = 1, jpkm1
458                zw2d(:,:) = zw2d(:,:) + zprorcad(:,:,jk) * zysopt(:,:,jk) * fse3t(:,:,jk) * zfact * tmask(:,:,jk)  ! vert integr. bsi prod
459             ENDDO
460             CALL iom_put( "INTPBSI" , zw2d )
461          ENDIF
462          IF( iom_use( "tintpp" ) )  CALL iom_put( "tintpp" , tpp * zfact )  !  global total integrated primary production molC/s
463          !
464          CALL wrk_dealloc( jpi, jpj,      zw2d )
465          CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zw3d )
466       ENDIF
467     ELSE
468        IF( ln_diatrc ) THEN
469           zfact = 1.e+3 * rfact2r
470           trc3d(:,:,:,jp_pcs0_3d + 4)  = zprorca (:,:,:) * zfact * tmask(:,:,:)
471           trc3d(:,:,:,jp_pcs0_3d + 5)  = zprorcad(:,:,:) * zfact * tmask(:,:,:)
472           trc3d(:,:,:,jp_pcs0_3d + 6)  = zpronew (:,:,:) * zfact * tmask(:,:,:)
473           trc3d(:,:,:,jp_pcs0_3d + 7)  = zpronewd(:,:,:) * zfact * tmask(:,:,:)
474           trc3d(:,:,:,jp_pcs0_3d + 8)  = zprorcad(:,:,:) * zfact * tmask(:,:,:) * zysopt(:,:,:)
475           trc3d(:,:,:,jp_pcs0_3d + 9)  = zprofed (:,:,:) * zfact * tmask(:,:,:)
476#  if ! defined key_kriest
477           trc3d(:,:,:,jp_pcs0_3d + 10) = zprofen (:,:,:) * zfact * tmask(:,:,:)
478#  endif
479        ENDIF
480     ENDIF
481
482     IF(ln_ctl)   THEN  ! print mean trends (used for debugging)
483         WRITE(charout, FMT="('prod')")
484         CALL prt_ctl_trc_info(charout)
485         CALL prt_ctl_trc(tab4d=tra, mask=tmask, clinfo=ctrcnm)
486     ENDIF
487     !
488     CALL wrk_dealloc( jpi, jpj,      zstrn )
489     CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zpislopead, zpislopead2, zprdia, zprbio, zprdch, zprnch, zysopt ) 
490     CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zmxl_fac, zmxl_chl )
491     CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zprorca, zprorcad, zprofed, zprofen, zprochln, zprochld, zpronew, zpronewd )
492     !
493     IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('p4z_prod')
494     !
495   END SUBROUTINE p4z_prod
496
497
498   SUBROUTINE p4z_prod_init
499      !!----------------------------------------------------------------------
500      !!                  ***  ROUTINE p4z_prod_init  ***
501      !!
502      !! ** Purpose :   Initialization of phytoplankton production parameters
503      !!
504      !! ** Method  :   Read the nampisprod namelist and check the parameters
505      !!      called at the first timestep (nittrc000)
506      !!
507      !! ** input   :   Namelist nampisprod
508      !!----------------------------------------------------------------------
509      !
510      NAMELIST/nampisprod/ pislope, pislope2, xadap, ln_newprod, bresp, excret, excret2,  &
511         &                 chlcnm, chlcdm, chlcmin, fecnm, fecdm, grosip
512      INTEGER :: ios                 ! Local integer output status for namelist read
513      !!----------------------------------------------------------------------
514
515      REWIND( numnatp_ref )              ! Namelist nampisprod in reference namelist : Pisces phytoplankton production
516      READ  ( numnatp_ref, nampisprod, IOSTAT = ios, ERR = 901)
517901   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nampisprod in reference namelist', lwp )
518
519      REWIND( numnatp_cfg )              ! Namelist nampisprod in configuration namelist : Pisces phytoplankton production
520      READ  ( numnatp_cfg, nampisprod, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
521902   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nampisprod in configuration namelist', lwp )
522      IF(lwm) WRITE ( numonp, nampisprod )
523
524      IF(lwp) THEN                         ! control print
525         WRITE(numout,*) ' '
526         WRITE(numout,*) ' Namelist parameters for phytoplankton growth, nampisprod'
527         WRITE(numout,*) ' ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~'
528         WRITE(numout,*) '    Enable new parame. of production (T/F)   ln_newprod   =', ln_newprod
529         WRITE(numout,*) '    mean Si/C ratio                           grosip       =', grosip
530         WRITE(numout,*) '    P-I slope                                 pislope      =', pislope
531         WRITE(numout,*) '    Acclimation factor to low light           xadap       =', xadap
532         WRITE(numout,*) '    excretion ratio of nanophytoplankton      excret       =', excret
533         WRITE(numout,*) '    excretion ratio of diatoms                excret2      =', excret2
534         IF( ln_newprod )  THEN
535            WRITE(numout,*) '    basal respiration in phytoplankton        bresp        =', bresp
536            WRITE(numout,*) '    Maximum Chl/C in phytoplankton            chlcmin      =', chlcmin
537         ENDIF
538         WRITE(numout,*) '    P-I slope  for diatoms                    pislope2     =', pislope2
539         WRITE(numout,*) '    Minimum Chl/C in nanophytoplankton        chlcnm       =', chlcnm
540         WRITE(numout,*) '    Minimum Chl/C in diatoms                  chlcdm       =', chlcdm
541         WRITE(numout,*) '    Maximum Fe/C in nanophytoplankton         fecnm        =', fecnm
542         WRITE(numout,*) '    Minimum Fe/C in diatoms                   fecdm        =', fecdm
543      ENDIF
544      !
545      r1_rday   = 1._wp / rday 
546      texcret   = 1._wp - excret
547      texcret2  = 1._wp - excret2
548      tpp       = 0._wp
549      !
550   END SUBROUTINE p4z_prod_init
551
552
553   INTEGER FUNCTION p4z_prod_alloc()
554      !!----------------------------------------------------------------------
555      !!                     ***  ROUTINE p4z_prod_alloc  ***
556      !!----------------------------------------------------------------------
557      ALLOCATE( prmax(jpi,jpj,jpk), quotan(jpi,jpj,jpk), quotad(jpi,jpj,jpk), STAT = p4z_prod_alloc )
558      !
559      IF( p4z_prod_alloc /= 0 ) CALL ctl_warn('p4z_prod_alloc : failed to allocate arrays.')
560      !
561   END FUNCTION p4z_prod_alloc
562
563#else
564   !!======================================================================
565   !!  Dummy module :                                   No PISCES bio-model
566   !!======================================================================
567CONTAINS
568   SUBROUTINE p4z_prod                    ! Empty routine
569   END SUBROUTINE p4z_prod
570#endif 
571
572   !!======================================================================
573END MODULE p4zprod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.