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 @ 7617

Last change on this file since 7617 was 7617, checked in by aumont, 7 years ago

update diagnostics + changes in quota code

File size: 30.3 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 ::  pislopen         !:
36   REAL(wp), PUBLIC ::  pisloped        !:
37   REAL(wp), PUBLIC ::  xadap           !:
38   REAL(wp), PUBLIC ::  excretn          !:
39   REAL(wp), PUBLIC ::  excretd         !:
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) :: texcretn               !: 1 - excretn
54   REAL(wp) :: texcretd               !: 1 - excretd       
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, zlim, zsilfac2, zsiborn
81      REAL(wp) ::   zprod, zproreg, zproreg2, zprochln, zprochld
82      REAL(wp) ::   zmaxday, zdocprod, zpislopen, zpisloped
83      REAL(wp) ::   zmxltst, zmxlday
84      REAL(wp) ::   zrum, zcodel, zargu, zval, zfeup, chlcnm_n, chlcdm_n
85      REAL(wp) ::   zfact
86      CHARACTER (len=25) :: charout
87      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: zstrn, zw2d, zmixnano, zmixdiat
88      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: zpislopeadn, zpislopeadd, zprdia, zprbio, zprdch, zprnch, zysopt, zw3d   
89      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: zprorcan, zprorcad, zprofed, zprofen, zpronewn, zpronewd
90      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: zmxl_fac, zmxl_chl
91#if defined key_ligand
92      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: zpligprod, zpligprod2
93#endif
94      !!---------------------------------------------------------------------
95      !
96      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('p4z_prod')
97      !
98      !  Allocate temporary workspace
99      CALL wrk_alloc( jpi, jpj,      zmixnano, zmixdiat, zstrn )
100      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zpislopeadn, zpislopeadd, zprdia, zprbio, zprdch, zprnch, zysopt ) 
101      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zmxl_fac, zmxl_chl )
102      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zprorcan, zprorcad, zprofed, zprofen, zpronewn, zpronewd )
103#if defined key_ligand
104      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zpligprod, zpligprod2 )
105#endif
106      !
107      zprorcan(:,:,:) = 0._wp ; zprorcad(:,:,:) = 0._wp ; zprofed (:,:,:) = 0._wp
108      zprofen (:,:,:) = 0._wp ; zysopt  (:,:,:) = 0._wp
109      zpronewn(:,:,:) = 0._wp ; zpronewd(:,:,:) = 0._wp ; zprdia  (:,:,:) = 0._wp
110      zprbio  (:,:,:) = 0._wp ; zprdch  (:,:,:) = 0._wp ; zprnch  (:,:,:) = 0._wp 
111
112      ! Computation of the optimal production
113      prmax(:,:,:) = 0.8_wp * r1_rday * tgfunc(:,:,:) 
114      IF( lk_degrad )  prmax(:,:,:) = prmax(:,:,:) * facvol(:,:,:) 
115
116      ! compute the day length depending on latitude and the day
117      zrum = REAL( nday_year - 80, wp ) / REAL( nyear_len(1), wp )
118      zcodel = ASIN(  SIN( zrum * rpi * 2._wp ) * SIN( rad * 23.5_wp )  )
119
120      ! day length in hours
121      zstrn(:,:) = 0.
122      DO jj = 1, jpj
123         DO ji = 1, jpi
124            zargu = TAN( zcodel ) * TAN( gphit(ji,jj) * rad )
125            zargu = MAX( -1., MIN(  1., zargu ) )
126            zstrn(ji,jj) = MAX( 0.0, 24. - 2. * ACOS( zargu ) / rad / 15. )
127         END DO
128      END DO
129
130      ! Impact of the day duration and light intermittency on phytoplankton growth
131      DO jk = 1, jpkm1
132         DO jj = 1 ,jpj
133            DO ji = 1, jpi
134               IF( etot_ndcy(ji,jj,jk) > 1.E-3 ) THEN
135                  zval = MAX( 1., zstrn(ji,jj) )
136                  IF( fsdept(ji,jj,jk) <= hmld(ji,jj) ) THEN
137                     zval = zval * MIN(1., heup_01(ji,jj) / ( hmld(ji,jj) + rtrn ))
138                  ENDIF
139                  zmxl_chl(ji,jj,jk) = zval / 24.
140                  zmxl_fac(ji,jj,jk) = 1.5 * zval / ( 12. + zval )
141               ENDIF
142            END DO
143         END DO
144      END DO
145
146      zprbio(:,:,:) = prmax(:,:,:) * zmxl_fac(:,:,:)
147      zprdia(:,:,:) = zprbio(:,:,:)
148
149      ! Maximum light intensity
150      WHERE( zstrn(:,:) < 1.e0 ) zstrn(:,:) = 24.
151
152      ! Computation of the P-I slope for nanos and diatoms
153      DO jk = 1, jpkm1
154!CDIR NOVERRCHK
155         DO jj = 1, jpj
156!CDIR NOVERRCHK
157            DO ji = 1, jpi
158               IF( etot_ndcy(ji,jj,jk) > 1.E-3 ) THEN
159                  ztn         = MAX( 0., tsn(ji,jj,jk,jp_tem) - 15. )
160                  zadap       = xadap * ztn / ( 2.+ ztn )
161                  zconctemp   = MAX( 0.e0 , trb(ji,jj,jk,jpdia) - xsizedia )
162                  zconctemp2  = trb(ji,jj,jk,jpdia) - zconctemp
163                  !
164                  zpislopeadn(ji,jj,jk) = pislopen * ( 1.+ zadap  * EXP( -0.25 * enano(ji,jj,jk) ) )  &
165                  &                   * trb(ji,jj,jk,jpnch) /( trb(ji,jj,jk,jpphy) * 12. + rtrn)
166                  !
167                  zpislopeadd(ji,jj,jk) = (pislopen * zconctemp2 + pisloped * zconctemp) / ( trb(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn )   &
168                  &                   * trb(ji,jj,jk,jpdch) /( trb(ji,jj,jk,jpdia) * 12. + rtrn)
169               ENDIF
170            END DO
171         END DO
172      END DO
173
174      IF( ln_newprod ) THEN
175         DO jk = 1, jpkm1
176            DO jj = 1, jpj
177               DO ji = 1, jpi
178                  IF( etot_ndcy(ji,jj,jk) > 1.E-3 ) THEN
179                      ! Computation of production function for Carbon
180                      !  ---------------------------------------------
181                      zpislopen = zpislopeadn(ji,jj,jk) / ( ( r1_rday + bresp * r1_rday ) &
182                      &            * zmxl_fac(ji,jj,jk) * rday + rtrn)
183                      zpisloped = zpislopeadd(ji,jj,jk) / ( ( r1_rday + bresp * r1_rday ) &
184                      &            * zmxl_fac(ji,jj,jk) * rday + rtrn)
185                      zprbio(ji,jj,jk) = zprbio(ji,jj,jk) * ( 1.- EXP( -zpislopen * enano(ji,jj,jk) )  )
186                      zprdia(ji,jj,jk) = zprdia(ji,jj,jk) * ( 1.- EXP( -zpisloped * ediat(ji,jj,jk) )  )
187                      !  Computation of production function for Chlorophyll
188                      !--------------------------------------------------
189                      zpislopen = zpislopeadn(ji,jj,jk) / ( prmax(ji,jj,jk) * zmxl_chl(ji,jj,jk) * rday + rtrn )
190                      zpisloped = zpislopeadd(ji,jj,jk) / ( prmax(ji,jj,jk) * zmxl_chl(ji,jj,jk) * rday + rtrn )
191                      zprnch(ji,jj,jk) = prmax(ji,jj,jk) * ( 1.- EXP( -zpislopen * enano(ji,jj,jk) ) )
192                      zprdch(ji,jj,jk) = prmax(ji,jj,jk) * ( 1.- EXP( -zpisloped * ediat(ji,jj,jk) ) )
193                  ENDIF
194               END DO
195            END DO
196         END DO
197      ELSE
198         DO jk = 1, jpkm1
199            DO jj = 1, jpj
200               DO ji = 1, jpi
201                  IF( etot_ndcy(ji,jj,jk) > 1.E-3 ) THEN
202                      ! Computation of production function for Carbon
203                      !  ---------------------------------------------
204                      zpislopen = zpislopeadn(ji,jj,jk)  / ( zprbio(ji,jj,jk) * rday * xlimphy(ji,jj,jk) + rtrn )
205                      zpisloped = zpislopeadd(ji,jj,jk) / ( zprdia(ji,jj,jk) * rday * xlimdia(ji,jj,jk) + rtrn )
206                      zprbio(ji,jj,jk) = zprbio(ji,jj,jk) * ( 1.- EXP( -zpislopen * enano(ji,jj,jk) ) )
207                      zprdia(ji,jj,jk) = zprdia(ji,jj,jk) * ( 1.- EXP( -zpisloped * ediat(ji,jj,jk) ) )
208                      !  Computation of production function for Chlorophyll
209                      !--------------------------------------------------
210                      zpislopen = zpislopen * zmxl_fac(ji,jj,jk) / ( zmxl_chl(ji,jj,jk) + rtrn )
211                      zpisloped = zpisloped * zmxl_fac(ji,jj,jk) / ( zmxl_chl(ji,jj,jk) + rtrn )
212                      zprnch(ji,jj,jk) = prmax(ji,jj,jk) * ( 1.- EXP( -zpislopen * enano(ji,jj,jk) ) )
213                      zprdch(ji,jj,jk) = prmax(ji,jj,jk) * ( 1.- EXP( -zpisloped * ediat(ji,jj,jk) ) )
214                  ENDIF
215               END DO
216            END DO
217         END DO
218      ENDIF
219
220      !  Computation of a proxy of the N/C ratio
221      !  ---------------------------------------
222      DO jk = 1, jpkm1
223         DO jj = 1, jpj
224            DO ji = 1, jpi
225                zval = MIN( xnanopo4(ji,jj,jk), ( xnanonh4(ji,jj,jk) + xnanono3(ji,jj,jk) ) )   &
226                &      * prmax(ji,jj,jk) / ( zprbio(ji,jj,jk) + rtrn )
227                quotan(ji,jj,jk) = MIN( 1., 0.2 + 0.8 * zval )
228                zval = MIN( xdiatpo4(ji,jj,jk), ( xdiatnh4(ji,jj,jk) + xdiatno3(ji,jj,jk) ) )   &
229                &      * prmax(ji,jj,jk) / ( zprdia(ji,jj,jk) + rtrn )
230                quotad(ji,jj,jk) = MIN( 1., 0.2 + 0.8 * zval )
231            END DO
232         END DO
233      END DO
234
235
236      DO jk = 1, jpkm1
237         DO jj = 1, jpj
238            DO ji = 1, jpi
239
240                IF( etot_ndcy(ji,jj,jk) > 1.E-3 ) THEN
241                   !    Si/C of diatoms
242                   !    ------------------------
243                   !    Si/C increases with iron stress and silicate availability
244                   !    Si/C is arbitrariliy increased for very high Si concentrations
245                   !    to mimic the very high ratios observed in the Southern Ocean (silpot2)
246                  zlim  = trb(ji,jj,jk,jpsil) / ( trb(ji,jj,jk,jpsil) + xksi1 )
247                  zsilim = MIN( zprdia(ji,jj,jk) / ( prmax(ji,jj,jk) + rtrn ), xlimsi(ji,jj,jk) )
248                  zsilfac = 4.4 * EXP( -4.23 * zsilim ) * MAX( 0.e0, MIN( 1., 2.2 * ( zlim - 0.5 ) )  ) + 1.e0
249                  zsiborn = trb(ji,jj,jk,jpsil) * trb(ji,jj,jk,jpsil) * trb(ji,jj,jk,jpsil)
250                  IF (gphit(ji,jj) < -30 ) THEN
251                    zsilfac2 = 1. + 2. * zsiborn / ( zsiborn + xksi2**3 )
252                  ELSE
253                    zsilfac2 = 1. +      zsiborn / ( zsiborn + xksi2**3 )
254                  ENDIF
255                  zysopt(ji,jj,jk) = grosip * zlim * zsilfac * zsilfac2
256              ENDIF
257            END DO
258         END DO
259      END DO
260
261      !  Mixed-layer effect on production
262      !  Sea-ice effect on production
263
264      DO jk = 1, jpkm1
265         DO jj = 1, jpj
266            DO ji = 1, jpi
267               zprbio(ji,jj,jk) = zprbio(ji,jj,jk) * ( 1. - fr_i(ji,jj) )
268               zprdia(ji,jj,jk) = zprdia(ji,jj,jk) * ( 1. - fr_i(ji,jj) )
269            END DO
270         END DO
271      END DO
272
273      ! Computation of the various production terms
274!CDIR NOVERRCHK
275      DO jk = 1, jpkm1
276!CDIR NOVERRCHK
277         DO jj = 1, jpj
278!CDIR NOVERRCHK
279            DO ji = 1, jpi
280               IF( etot_ndcy(ji,jj,jk) > 1.E-3 ) THEN
281                  !  production terms for nanophyto. (C)
282                  zprorcan(ji,jj,jk) = zprbio(ji,jj,jk)  * xlimphy(ji,jj,jk) * trb(ji,jj,jk,jpphy) * rfact2
283                  zpronewn(ji,jj,jk)  = zprorcan(ji,jj,jk)* xnanono3(ji,jj,jk) / ( xnanono3(ji,jj,jk) + xnanonh4(ji,jj,jk) + rtrn )
284                  !
285                  zratio = trb(ji,jj,jk,jpnfe) / ( trb(ji,jj,jk,jpphy) * fecnm + rtrn )
286                  zmax   = MAX( 0., ( 1. - zratio ) / ABS( 1.05 - zratio ) ) 
287                  zprofen(ji,jj,jk) = fecnm * prmax(ji,jj,jk) * ( 1.0 - fr_i(ji,jj) )  &
288                  &             * ( 4. - 4.5 * xlimnfe(ji,jj,jk) / ( xlimnfe(ji,jj,jk) + 0.5 ) )    &
289                  &             * biron(ji,jj,jk) / ( biron(ji,jj,jk) + concnfe(ji,jj,jk) )  &
290                  &             * zmax * trb(ji,jj,jk,jpphy) * rfact2
291                  !  production terms for diatoms (C)
292                  zprorcad(ji,jj,jk) = zprdia(ji,jj,jk) * xlimdia(ji,jj,jk) * trb(ji,jj,jk,jpdia) * rfact2
293                  zpronewd(ji,jj,jk) = zprorcad(ji,jj,jk) * xdiatno3(ji,jj,jk) / ( xdiatno3(ji,jj,jk) + xdiatnh4(ji,jj,jk) + rtrn )
294                  !
295                  zratio = trb(ji,jj,jk,jpdfe) / ( trb(ji,jj,jk,jpdia) * fecdm + rtrn )
296                  zmax   = MAX( 0., ( 1. - zratio ) / ABS( 1.05 - zratio ) ) 
297                  zprofed(ji,jj,jk) = fecdm * prmax(ji,jj,jk) * ( 1.0 - fr_i(ji,jj) )  &
298                  &             * ( 4. - 4.5 * xlimdfe(ji,jj,jk) / ( xlimdfe(ji,jj,jk) + 0.5 ) )    &
299                  &             * biron(ji,jj,jk) / ( biron(ji,jj,jk) + concdfe(ji,jj,jk) )  &
300                  &             * zmax * trb(ji,jj,jk,jpdia) * rfact2
301               ENDIF
302            END DO
303         END DO
304      END DO
305
306      ! Computation of the chlorophyll production terms
307      DO jk = 1, jpkm1
308         DO jj = 1, jpj
309            DO ji = 1, jpi
310               IF( etot_ndcy(ji,jj,jk) > 1.E-3 ) THEN
311                  !  production terms for nanophyto. ( chlorophyll )
312                  znanotot = enano(ji,jj,jk) / ( zmxl_chl(ji,jj,jk) + rtrn )
313                  zprod    = rday * zprorcan(ji,jj,jk) * zprnch(ji,jj,jk) * xlimphy(ji,jj,jk)
314                  zprochln = chlcmin * 12. * zprorcan (ji,jj,jk)
315                  chlcnm_n   = MIN ( chlcnm, ( chlcnm / (1. - 1.14 / 43.4 *tsn(ji,jj,jk,jp_tem))) * (1. - 1.14 / 43.4 * 20.))
316                  zprochln = zprochln + (chlcnm_n-chlcmin) * 12. * zprod / &
317                                        & (  zpislopeadn(ji,jj,jk) * znanotot +rtrn)
318                  !  production terms for diatoms ( chlorophyll )
319                  zdiattot = ediat(ji,jj,jk) / ( zmxl_chl(ji,jj,jk) + rtrn )
320                  zprod    = rday * zprorcad(ji,jj,jk) * zprdch(ji,jj,jk) * xlimdia(ji,jj,jk)
321                  zprochld = chlcmin * 12. * zprorcad(ji,jj,jk)
322                  chlcdm_n   = MIN ( chlcdm, ( chlcdm / (1. - 1.14 / 43.4 * tsn(ji,jj,jk,jp_tem))) * (1. - 1.14 / 43.4 * 20.))
323                  zprochld = zprochld + (chlcdm_n-chlcmin) * 12. * zprod / &
324                                        & ( zpislopeadd(ji,jj,jk) * zdiattot +rtrn )
325                  !   Update the arrays TRA which contain the Chla sources and sinks
326                  tra(ji,jj,jk,jpnch) = tra(ji,jj,jk,jpnch) + zprochln * texcretn
327                  tra(ji,jj,jk,jpdch) = tra(ji,jj,jk,jpdch) + zprochld * texcretd
328               ENDIF
329            END DO
330         END DO
331      END DO
332
333      !   Update the arrays TRA which contain the biological sources and sinks
334      DO jk = 1, jpkm1
335         DO jj = 1, jpj
336           DO ji =1 ,jpi
337              IF( etot_ndcy(ji,jj,jk) > 1.E-3 ) THEN
338                 zproreg  = zprorcan(ji,jj,jk) - zpronewn(ji,jj,jk)
339                 zproreg2 = zprorcad(ji,jj,jk) - zpronewd(ji,jj,jk)
340                 zdocprod = excretd * zprorcad(ji,jj,jk) + excretn * zprorcan(ji,jj,jk)
341                 tra(ji,jj,jk,jppo4) = tra(ji,jj,jk,jppo4) - zprorcan(ji,jj,jk) - zprorcad(ji,jj,jk)
342                 tra(ji,jj,jk,jpno3) = tra(ji,jj,jk,jpno3) - zpronewn(ji,jj,jk) - zpronewd(ji,jj,jk)
343                 tra(ji,jj,jk,jpnh4) = tra(ji,jj,jk,jpnh4) - zproreg - zproreg2
344                 tra(ji,jj,jk,jpphy) = tra(ji,jj,jk,jpphy) + zprorcan(ji,jj,jk) * texcretn
345                 tra(ji,jj,jk,jpnfe) = tra(ji,jj,jk,jpnfe) + zprofen(ji,jj,jk) * texcretn
346                 tra(ji,jj,jk,jpdia) = tra(ji,jj,jk,jpdia) + zprorcad(ji,jj,jk) * texcretd
347                 tra(ji,jj,jk,jpdfe) = tra(ji,jj,jk,jpdfe) + zprofed(ji,jj,jk) * texcretd
348                 tra(ji,jj,jk,jpdsi) = tra(ji,jj,jk,jpdsi) + zprorcad(ji,jj,jk) * zysopt(ji,jj,jk) * texcretd
349                 tra(ji,jj,jk,jpdoc) = tra(ji,jj,jk,jpdoc) + zdocprod
350                 zfeup = texcretn * zprofen(ji,jj,jk) + texcretd * zprofed(ji,jj,jk)
351#if defined key_ligand
352                 tra(ji,jj,jk,jplgw) = tra(ji,jj,jk,jplgw) + zdocprod * ldocp  - zfeup * plig(ji,jj,jk) * lthet
353                 zpligprod(ji,jj,jk) = zdocprod * ldocp
354                 zpligprod2(ji,jj,jk) = zfeup * plig(ji,jj,jk) * lthet
355#endif
356                 tra(ji,jj,jk,jpoxy) = tra(ji,jj,jk,jpoxy) + o2ut * ( zproreg + zproreg2) &
357                 &                   + ( o2ut + o2nit ) * ( zpronewn(ji,jj,jk) + zpronewd(ji,jj,jk) )
358                 tra(ji,jj,jk,jpfer) = tra(ji,jj,jk,jpfer) - zfeup
359                 tra(ji,jj,jk,jpsil) = tra(ji,jj,jk,jpsil) - texcretd * zprorcad(ji,jj,jk) * zysopt(ji,jj,jk)
360                 tra(ji,jj,jk,jpdic) = tra(ji,jj,jk,jpdic) - zprorcan(ji,jj,jk) - zprorcad(ji,jj,jk)
361                 tra(ji,jj,jk,jptal) = tra(ji,jj,jk,jptal) + rno3 * ( zpronewn(ji,jj,jk) + zpronewd(ji,jj,jk) ) &
362                 &                                         - rno3 * ( zproreg + zproreg2 )
363              ENDIF
364           END DO
365        END DO
366     END DO
367
368
369    ! Total primary production per year
370    IF( iom_use( "tintpp" ) .OR. ( ln_check_mass .AND. kt == nitend .AND. knt == nrdttrc )  )  &
371         & tpp = glob_sum( ( zprorcan(:,:,:) + zprorcad(:,:,:) ) * cvol(:,:,:) )
372
373    IF( lk_iomput ) THEN
374       IF( knt == nrdttrc ) THEN
375          CALL wrk_alloc( jpi, jpj,      zw2d )
376          CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zw3d )
377          zfact = 1.e+3 * rfact2r  !  conversion from mol/l/kt to  mol/m3/s
378          !
379          IF( iom_use( "PPPHY" ) .OR. iom_use( "PPPHY2" ) )  THEN
380              zw3d(:,:,:) = zprorcan(:,:,:) * zfact * tmask(:,:,:)  ! primary production by nanophyto
381              CALL iom_put( "PPPHY"  , zw3d )
382              !
383              zw3d(:,:,:) = zprorcad(:,:,:) * zfact * tmask(:,:,:)  ! primary production by diatomes
384              CALL iom_put( "PPPHY2"  , zw3d )
385          ENDIF
386          IF( iom_use( "PPNEWN" ) .OR. iom_use( "PPNEWD" ) )  THEN
387              zw3d(:,:,:) = zpronewn(:,:,:) * zfact * tmask(:,:,:)  ! new primary production by nanophyto
388              CALL iom_put( "PPNEWN"  , zw3d )
389              !
390              zw3d(:,:,:) = zpronewd(:,:,:) * zfact * tmask(:,:,:)  ! new primary production by diatomes
391              CALL iom_put( "PPNEWD"  , zw3d )
392          ENDIF
393          IF( iom_use( "PBSi" ) )  THEN
394              zw3d(:,:,:) = zprorcad(:,:,:) * zfact * tmask(:,:,:) * zysopt(:,:,:) ! biogenic silica production
395              CALL iom_put( "PBSi"  , zw3d )
396          ENDIF
397          IF( iom_use( "PFeN" ) .OR. iom_use( "PFeD" ) )  THEN
398              zw3d(:,:,:) = zprofen(:,:,:) * zfact * tmask(:,:,:)  ! biogenic iron production by nanophyto
399              CALL iom_put( "PFeN"  , zw3d )
400              !
401              zw3d(:,:,:) = zprofed(:,:,:) * zfact * tmask(:,:,:)  ! biogenic iron production by  diatomes
402              CALL iom_put( "PFeD"  , zw3d )
403          ENDIF
404          IF( iom_use( "Mumax" ) )  THEN
405              zw3d(:,:,:) = prmax(:,:,:) * tmask(:,:,:)   ! Maximum growth rate
406              CALL iom_put( "Mumax"  , zw3d )
407          ENDIF
408          IF( iom_use( "MuN" ) .OR. iom_use( "MuD" ) )  THEN
409              zw3d(:,:,:) = zprbio(:,:,:) * xlimphy(:,:,:) * tmask(:,:,:)  ! Realized growth rate for nanophyto
410              CALL iom_put( "MuN"  , zw3d )
411              !
412              zw3d(:,:,:) =  zprdia(:,:,:) * xlimdia(:,:,:) * tmask(:,:,:)  ! Realized growth rate for diatoms
413              CALL iom_put( "MuD"  , zw3d )
414          ENDIF
415          IF( iom_use( "LNlight" ) .OR. iom_use( "LDlight" ) )  THEN
416              zw3d(:,:,:) = zprbio (:,:,:) / (prmax(:,:,:) + rtrn) * tmask(:,:,:) ! light limitation term
417              CALL iom_put( "LNlight"  , zw3d )
418              !
419              zw3d(:,:,:) =  zprdia (:,:,:) / (prmax(:,:,:) + rtrn) * tmask(:,:,:)  ! light limitation term
420              CALL iom_put( "LDlight"  , zw3d )
421          ENDIF
422          IF( iom_use( "TPP" ) )  THEN
423              zw3d(:,:,:) = ( zprorcan(:,:,:) + zprorcad(:,:,:) ) * zfact * tmask(:,:,:)  ! total primary production
424              CALL iom_put( "TPP"  , zw3d )
425          ENDIF
426          IF( iom_use( "TPNEW" ) )  THEN
427              zw3d(:,:,:) = ( zpronewn(:,:,:) + zpronewd(:,:,:) ) * zfact * tmask(:,:,:)  ! total new production
428              CALL iom_put( "TPNEW"  , zw3d )
429          ENDIF
430          IF( iom_use( "TPBFE" ) )  THEN
431              zw3d(:,:,:) = ( zprofen(:,:,:) + zprofed(:,:,:) ) * zfact * tmask(:,:,:)  ! total biogenic iron production
432              CALL iom_put( "TPBFE"  , zw3d )
433          ENDIF
434#if defined key_ligand
435          IF( iom_use( "LPRODP" ) )  THEN
436              zw3d(:,:,:) = zpligprod(:,:,:) * 1e9 * zfact * tmask(:,:,:)
437              CALL iom_put( "LPRODP"  , zw3d )
438          ENDIF
439          IF( iom_use( "LDETP" ) )  THEN
440              zw3d(:,:,:) = zpligprod2(:,:,:) * 1e9 * zfact * tmask(:,:,:)
441              CALL iom_put( "LDETP"  , zw3d )
442          ENDIF
443#endif
444          IF( iom_use( "INTPPPHY" ) .OR. iom_use( "INTPPPHY2" ) ) THEN 
445             zw2d(:,:) = 0.
446             DO jk = 1, jpkm1
447               zw2d(:,:) = zw2d(:,:) + zprorcan(:,:,jk) * fse3t(:,:,jk) * zfact * tmask(:,:,jk)  ! vert. integrated  primary produc. by nano
448             ENDDO
449             CALL iom_put( "INTPPPHY" , zw2d )
450             !
451             zw2d(:,:) = 0.
452             DO jk = 1, jpkm1
453                zw2d(:,:) = zw2d(:,:) + zprorcad(:,:,jk) * fse3t(:,:,jk) * zfact * tmask(:,:,jk) ! vert. integrated  primary produc. by diatom
454             ENDDO
455             CALL iom_put( "INTPPPHY2" , zw2d )
456          ENDIF
457          IF( iom_use( "INTPP" ) ) THEN   
458             zw2d(:,:) = 0.
459             DO jk = 1, jpkm1
460                zw2d(:,:) = zw2d(:,:) + ( zprorcan(:,:,jk) + zprorcad(:,:,jk) ) * fse3t(:,:,jk) * zfact * tmask(:,:,jk) ! vert. integrated pp
461             ENDDO
462             CALL iom_put( "INTPP" , zw2d )
463          ENDIF
464          IF( iom_use( "INTPNEW" ) ) THEN   
465             zw2d(:,:) = 0.
466             DO jk = 1, jpkm1
467                zw2d(:,:) = zw2d(:,:) + ( zpronewn(:,:,jk) + zpronewd(:,:,jk) ) * fse3t(:,:,jk) * zfact * tmask(:,:,jk)  ! vert. integrated new prod
468             ENDDO
469             CALL iom_put( "INTPNEW" , zw2d )
470          ENDIF
471          IF( iom_use( "INTPBFE" ) ) THEN           !   total biogenic iron production  ( vertically integrated )
472             zw2d(:,:) = 0.
473             DO jk = 1, jpkm1
474                zw2d(:,:) = zw2d(:,:) + ( zprofen(:,:,jk) + zprofed(:,:,jk) ) * fse3t(:,:,jk) * zfact * tmask(:,:,jk) ! vert integr. bfe prod
475             ENDDO
476            CALL iom_put( "INTPBFE" , zw2d )
477          ENDIF
478          IF( iom_use( "INTPBSI" ) ) THEN           !   total biogenic silica production  ( vertically integrated )
479             zw2d(:,:) = 0.
480             DO jk = 1, jpkm1
481                zw2d(:,:) = zw2d(:,:) + zprorcad(:,:,jk) * zysopt(:,:,jk) * fse3t(:,:,jk) * zfact * tmask(:,:,jk)  ! vert integr. bsi prod
482             ENDDO
483             CALL iom_put( "INTPBSI" , zw2d )
484          ENDIF
485          IF( iom_use( "tintpp" ) )  CALL iom_put( "tintpp" , tpp * zfact )  !  global total integrated primary production molC/s
486          !
487          CALL wrk_dealloc( jpi, jpj,      zw2d )
488          CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zw3d )
489       ENDIF
490     ELSE
491        IF( ln_diatrc ) THEN
492           zfact = 1.e+3 * rfact2r
493           trc3d(:,:,:,jp_pcs0_3d + 4)  = zprorcan(:,:,:) * zfact * tmask(:,:,:)
494           trc3d(:,:,:,jp_pcs0_3d + 5)  = zprorcad(:,:,:) * zfact * tmask(:,:,:)
495           trc3d(:,:,:,jp_pcs0_3d + 6)  = zpronewn(:,:,:) * zfact * tmask(:,:,:)
496           trc3d(:,:,:,jp_pcs0_3d + 7)  = zpronewd(:,:,:) * zfact * tmask(:,:,:)
497           trc3d(:,:,:,jp_pcs0_3d + 8)  = zprorcad(:,:,:) * zfact * tmask(:,:,:) * zysopt(:,:,:)
498           trc3d(:,:,:,jp_pcs0_3d + 9)  = zprofed (:,:,:) * zfact * tmask(:,:,:)
499#  if ! defined key_kriest
500           trc3d(:,:,:,jp_pcs0_3d + 10) = zprofen (:,:,:) * zfact * tmask(:,:,:)
501#  endif
502        ENDIF
503     ENDIF
504
505     IF(ln_ctl)   THEN  ! print mean trends (used for debugging)
506         WRITE(charout, FMT="('prod')")
507         CALL prt_ctl_trc_info(charout)
508         CALL prt_ctl_trc(tab4d=tra, mask=tmask, clinfo=ctrcnm)
509     ENDIF
510     !
511     CALL wrk_dealloc( jpi, jpj,  zmixnano, zmixdiat,    zstrn )
512     CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zpislopeadn, zpislopeadd, zprdia, zprbio, zprdch, zprnch, zysopt ) 
513     CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zmxl_fac, zmxl_chl )
514     CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zprorcan, zprorcad, zprofed, zprofen, zpronewn, zpronewd )
515#if defined key_ligand
516     CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zpligprod, zpligprod2 )
517#endif
518     !
519     IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('p4z_prod')
520     !
521   END SUBROUTINE p4z_prod
522
523
524   SUBROUTINE p4z_prod_init
525      !!----------------------------------------------------------------------
526      !!                  ***  ROUTINE p4z_prod_init  ***
527      !!
528      !! ** Purpose :   Initialization of phytoplankton production parameters
529      !!
530      !! ** Method  :   Read the nampisprod namelist and check the parameters
531      !!      called at the first timestep (nittrc000)
532      !!
533      !! ** input   :   Namelist nampisprod
534      !!----------------------------------------------------------------------
535      !
536      NAMELIST/nampisprod/ pislopen, pisloped, xadap, ln_newprod, bresp, excretn, excretd,  &
537         &                 chlcnm, chlcdm, chlcmin, fecnm, fecdm, grosip
538      INTEGER :: ios                 ! Local integer output status for namelist read
539      !!----------------------------------------------------------------------
540
541      REWIND( numnatp_ref )              ! Namelist nampisprod in reference namelist : Pisces phytoplankton production
542      READ  ( numnatp_ref, nampisprod, IOSTAT = ios, ERR = 901)
543901   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nampisprod in reference namelist', lwp )
544
545      REWIND( numnatp_cfg )              ! Namelist nampisprod in configuration namelist : Pisces phytoplankton production
546      READ  ( numnatp_cfg, nampisprod, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
547902   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nampisprod in configuration namelist', lwp )
548      IF(lwm) WRITE ( numonp, nampisprod )
549
550      IF(lwp) THEN                         ! control print
551         WRITE(numout,*) ' '
552         WRITE(numout,*) ' Namelist parameters for phytoplankton growth, nampisprod'
553         WRITE(numout,*) ' ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~'
554         WRITE(numout,*) '    Enable new parame. of production (T/F)   ln_newprod    =', ln_newprod
555         WRITE(numout,*) '    mean Si/C ratio                           grosip       =', grosip
556         WRITE(numout,*) '    P-I slope                                 pislopen     =', pislopen
557         WRITE(numout,*) '    Acclimation factor to low light           xadap        =', xadap
558         WRITE(numout,*) '    excretion ratio of nanophytoplankton      excretn      =', excretn
559         WRITE(numout,*) '    excretion ratio of diatoms                excretd      =', excretd
560         IF( ln_newprod )  THEN
561            WRITE(numout,*) '    basal respiration in phytoplankton        bresp        =', bresp
562            WRITE(numout,*) '    Maximum Chl/C in phytoplankton            chlcmin      =', chlcmin
563         ENDIF
564         WRITE(numout,*) '    P-I slope  for diatoms                    pisloped     =', pisloped
565         WRITE(numout,*) '    Minimum Chl/C in nanophytoplankton        chlcnm       =', chlcnm
566         WRITE(numout,*) '    Minimum Chl/C in diatoms                  chlcdm       =', chlcdm
567         WRITE(numout,*) '    Maximum Fe/C in nanophytoplankton         fecnm        =', fecnm
568         WRITE(numout,*) '    Minimum Fe/C in diatoms                   fecdm        =', fecdm
569      ENDIF
570      !
571      r1_rday   = 1._wp / rday 
572      texcretn  = 1._wp - excretn
573      texcretd  = 1._wp - excretd
574      tpp       = 0._wp
575      !
576   END SUBROUTINE p4z_prod_init
577
578
579   INTEGER FUNCTION p4z_prod_alloc()
580      !!----------------------------------------------------------------------
581      !!                     ***  ROUTINE p4z_prod_alloc  ***
582      !!----------------------------------------------------------------------
583      ALLOCATE( prmax(jpi,jpj,jpk), quotan(jpi,jpj,jpk), quotad(jpi,jpj,jpk), STAT = p4z_prod_alloc )
584      !
585      IF( p4z_prod_alloc /= 0 ) CALL ctl_warn('p4z_prod_alloc : failed to allocate arrays.')
586      !
587   END FUNCTION p4z_prod_alloc
588
589#else
590   !!======================================================================
591   !!  Dummy module :                                   No PISCES bio-model
592   !!======================================================================
593CONTAINS
594   SUBROUTINE p4z_prod                    ! Empty routine
595   END SUBROUTINE p4z_prod
596#endif 
597
598   !!======================================================================
599END MODULE p4zprod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.