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p5zmort.F90 in branches/CNRS/dev_r6270_PISCES_QUOTA/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/PISCES/P5Z – NEMO

source: branches/CNRS/dev_r6270_PISCES_QUOTA/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/PISCES/P5Z/p5zmort.F90 @ 7180

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various bug fixes on iron chemistry
  • Property svn:executable set to *
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Line 
1MODULE p5zmort
2   !!======================================================================
3   !!                         ***  MODULE p5zmort  ***
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   !!             3.6  !  2015-05  (O. Aumont) PISCES quota
9   !!----------------------------------------------------------------------
10#if defined key_pisces_quota
11   !!----------------------------------------------------------------------
12   !!   'key_pisces_quota'                                 PISCES bio-model
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   !!   p5z_mort       :   Compute the mortality terms for phytoplankton
15   !!   p5z_mort_init  :   Initialize the mortality params for phytoplankton
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 p5zlim          !  Phytoplankton limitation terms
21   USE prtctl_trc      !  print control for debugging
22
23   IMPLICIT NONE
24   PRIVATE
25
26   PUBLIC   p5z_mort   
27   PUBLIC   p5z_mort_init   
28
29   !! * Shared module variables
30   REAL(wp), PUBLIC :: wchl    !:
31   REAL(wp), PUBLIC :: wchlp   !:
32   REAL(wp), PUBLIC :: wchld   !:
33   REAL(wp), PUBLIC :: wchldm  !:
34   REAL(wp), PUBLIC :: mprat   !:
35   REAL(wp), PUBLIC :: mpratp  !:
36   REAL(wp), PUBLIC :: mprat2  !:
37
38
39   !!* Substitution
40#  include "top_substitute.h90"
41   !!----------------------------------------------------------------------
42   !! NEMO/TOP 3.3 , NEMO Consortium (2010)
43   !! $Id: p4zmort.F90 3160 2011-11-20 14:27:18Z cetlod $
44   !! Software governed by the CeCILL licence (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
45   !!----------------------------------------------------------------------
46
47CONTAINS
48
49   SUBROUTINE p5z_mort( kt )
50      !!---------------------------------------------------------------------
51      !!                     ***  ROUTINE p5z_mort  ***
52      !!
53      !! ** Purpose :   Calls the different subroutine to initialize and compute
54      !!                the different phytoplankton mortality terms
55      !!
56      !! ** Method  : - ???
57      !!---------------------------------------------------------------------
58      INTEGER, INTENT(in) ::   kt ! ocean time step
59      !!---------------------------------------------------------------------
60
61      CALL p5z_nano            ! nanophytoplankton
62      CALL p5z_pico            ! picophytoplankton
63      CALL p5z_diat            ! diatoms
64
65   END SUBROUTINE p5z_mort
66
67
68   SUBROUTINE p5z_nano
69      !!---------------------------------------------------------------------
70      !!                     ***  ROUTINE p5z_nano  ***
71      !!
72      !! ** Purpose :   Compute the mortality terms for nanophytoplankton
73      !!
74      !! ** Method  : - ???
75      !!---------------------------------------------------------------------
76      INTEGER  :: ji, jj, jk
77      REAL(wp) :: zcompaph
78      REAL(wp) :: zfactfe, zfactch, zfactn, zfactp, zprcaca
79      REAL(wp) :: ztortp , zrespp , zmortp , zstep
80      CHARACTER (len=25) :: charout
81      !!---------------------------------------------------------------------
82      !
83      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('p5z_nano')
84      !
85      prodcal(:,:,:) = 0.  !: calcite production variable set to zero
86      DO jk = 1, jpkm1
87         DO jj = 1, jpj
88            DO ji = 1, jpi
89               zcompaph = MAX( ( trb(ji,jj,jk,jpphy) - 1e-9 ), 0.e0 )
90               zstep    = xstep
91# if defined key_degrad
92               zstep    = zstep * facvol(ji,jj,jk)
93# endif
94               !   Squared mortality of Phyto similar to a sedimentation term during
95               !   blooms (Doney et al. 1996)
96               !   -----------------------------------------------------------------
97               zrespp = wchl * 1.e6 * zstep * xdiss(ji,jj,jk) * zcompaph * trb(ji,jj,jk,jpphy)
98
99               !   Phytoplankton linear mortality
100               !   ------------------------------
101               ztortp = mprat * xstep  * zcompaph
102               zmortp = zrespp + ztortp
103
104               !   Update the arrays TRA which contains the biological sources and sinks
105
106               zfactn  = trb(ji,jj,jk,jpnph)/(trb(ji,jj,jk,jpphy)+rtrn)
107               zfactp  = trb(ji,jj,jk,jppph)/(trb(ji,jj,jk,jpphy)+rtrn)
108               zfactfe = trb(ji,jj,jk,jpnfe)/(trb(ji,jj,jk,jpphy)+rtrn)
109               zfactch = trb(ji,jj,jk,jpnch)/(trb(ji,jj,jk,jpphy)+rtrn)
110               tra(ji,jj,jk,jpphy) = tra(ji,jj,jk,jpphy) - zmortp
111               tra(ji,jj,jk,jpnph) = tra(ji,jj,jk,jpnph) - zmortp * zfactn
112               tra(ji,jj,jk,jppph) = tra(ji,jj,jk,jppph) - zmortp * zfactp
113               tra(ji,jj,jk,jpnch) = tra(ji,jj,jk,jpnch) - zmortp * zfactch
114               tra(ji,jj,jk,jpnfe) = tra(ji,jj,jk,jpnfe) - zmortp * zfactfe
115               zprcaca = xfracal(ji,jj,jk) * zmortp
116               !
117               prodcal(ji,jj,jk) = prodcal(ji,jj,jk) + zprcaca  ! prodcal=prodcal(nanophy)+prodcal(microzoo)+prodcal(mesozoo)
118               !
119               tra(ji,jj,jk,jpdic) = tra(ji,jj,jk,jpdic) - zprcaca
120               tra(ji,jj,jk,jptal) = tra(ji,jj,jk,jptal) - 2. * zprcaca
121               tra(ji,jj,jk,jpcal) = tra(ji,jj,jk,jpcal) + zprcaca
122#if defined key_kriest
123               tra(ji,jj,jk,jppoc) = tra(ji,jj,jk,jppoc) + zmortp
124               tra(ji,jj,jk,jppon) = tra(ji,jj,jk,jppon) + zmortp * zfactn
125               tra(ji,jj,jk,jppop) = tra(ji,jj,jk,jppop) + zmortp * zfactp
126               tra(ji,jj,jk,jpnum) = tra(ji,jj,jk,jpnum) + ztortp * xkr_dnano + zrespp * xkr_ddiat
127               tra(ji,jj,jk,jpsfe) = tra(ji,jj,jk,jpsfe) + zmortp * zfactfe
128#else
129               tra(ji,jj,jk,jppoc) = tra(ji,jj,jk,jppoc) + zmortp
130               tra(ji,jj,jk,jppon) = tra(ji,jj,jk,jppon) + zmortp * zfactn
131               tra(ji,jj,jk,jppop) = tra(ji,jj,jk,jppop) + zmortp * zfactp
132               prodpoc(ji,jj,jk) = prodpoc(ji,jj,jk) + zmortp
133               tra(ji,jj,jk,jpsfe) = tra(ji,jj,jk,jpsfe) + zmortp * zfactfe
134#endif
135            END DO
136         END DO
137      END DO
138      !
139       IF(ln_ctl)   THEN  ! print mean trends (used for debugging)
140         WRITE(charout, FMT="('nano')")
141         CALL prt_ctl_trc_info(charout)
142         CALL prt_ctl_trc(tab4d=tra, mask=tmask, clinfo=ctrcnm)
143       ENDIF
144      !
145      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('p5z_nano')
146      !
147   END SUBROUTINE p5z_nano
148
149   SUBROUTINE p5z_pico
150      !!---------------------------------------------------------------------
151      !!                     ***  ROUTINE p5z_pico  ***
152      !!
153      !! ** Purpose :   Compute the mortality terms for picophytoplankton
154      !!
155      !! ** Method  : - ???
156      !!---------------------------------------------------------------------
157      INTEGER  :: ji, jj, jk
158      REAL(wp) :: zcompaph
159      REAL(wp) :: zfactfe, zfactch, zfactn, zfactp
160      REAL(wp) :: ztortp , zrespp , zmortp , zstep
161      CHARACTER (len=25) :: charout
162      !!---------------------------------------------------------------------
163      !
164      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('p5z_pico')
165      !
166      DO jk = 1, jpkm1
167         DO jj = 1, jpj
168            DO ji = 1, jpi
169               zcompaph = MAX( ( trb(ji,jj,jk,jppic) - 1e-9 ), 0.e0 )
170               zstep    = xstep
171# if defined key_degrad
172               zstep    = zstep * facvol(ji,jj,jk)
173# endif
174               !  Squared mortality of Phyto similar to a sedimentation term during
175               !  blooms (Doney et al. 1996)
176               !  -----------------------------------------------------------------
177               zrespp = wchlp * 1.e6 * zstep * xdiss(ji,jj,jk) * zcompaph * trb(ji,jj,jk,jppic)
178
179               !     Phytoplankton mortality
180               ztortp = mpratp * xstep  * zcompaph
181               zmortp = zrespp + ztortp
182
183               !   Update the arrays TRA which contains the biological sources and sinks
184
185               zfactn = trb(ji,jj,jk,jpnpi)/(trb(ji,jj,jk,jppic)+rtrn)
186               zfactp = trb(ji,jj,jk,jpppi)/(trb(ji,jj,jk,jppic)+rtrn)
187               zfactfe = trb(ji,jj,jk,jppfe)/(trb(ji,jj,jk,jppic)+rtrn)
188               zfactch = trb(ji,jj,jk,jppch)/(trb(ji,jj,jk,jppic)+rtrn)
189               tra(ji,jj,jk,jppic) = tra(ji,jj,jk,jppic) - zmortp
190               tra(ji,jj,jk,jpnpi) = tra(ji,jj,jk,jpnpi) - zmortp * zfactn
191               tra(ji,jj,jk,jpppi) = tra(ji,jj,jk,jpppi) - zmortp * zfactp
192               tra(ji,jj,jk,jppch) = tra(ji,jj,jk,jppch) - zmortp * zfactch
193               tra(ji,jj,jk,jppfe) = tra(ji,jj,jk,jppfe) - zmortp * zfactfe
194#if defined key_kriest
195               tra(ji,jj,jk,jppoc) = tra(ji,jj,jk,jppoc) + zmortp
196               tra(ji,jj,jk,jppon) = tra(ji,jj,jk,jppon) + zmortp * zfactn
197               tra(ji,jj,jk,jppop) = tra(ji,jj,jk,jppop) + zmortp * zfactp
198               tra(ji,jj,jk,jpnum) = tra(ji,jj,jk,jpnum) + ztortp * xkr_dnano + zrespp * xkr_ddiat
199               tra(ji,jj,jk,jpsfe) = tra(ji,jj,jk,jpsfe) + zmortp * zfactfe
200#else
201               tra(ji,jj,jk,jppoc) = tra(ji,jj,jk,jppoc) + zmortp
202               tra(ji,jj,jk,jppon) = tra(ji,jj,jk,jppon) + zmortp * zfactn
203               tra(ji,jj,jk,jppop) = tra(ji,jj,jk,jppop) + zmortp * zfactp
204               tra(ji,jj,jk,jpsfe) = tra(ji,jj,jk,jpsfe) + zmortp * zfactfe
205               prodpoc(ji,jj,jk) = prodpoc(ji,jj,jk) + zmortp
206#endif
207            END DO
208         END DO
209      END DO
210      !
211       IF(ln_ctl)   THEN  ! print mean trends (used for debugging)
212         WRITE(charout, FMT="('pico')")
213         CALL prt_ctl_trc_info(charout)
214         CALL prt_ctl_trc(tab4d=tra, mask=tmask, clinfo=ctrcnm)
215       ENDIF
216      !
217      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('p5z_pico')
218      !
219   END SUBROUTINE p5z_pico
220
221
222   SUBROUTINE p5z_diat
223      !!---------------------------------------------------------------------
224      !!                     ***  ROUTINE p5z_diat  ***
225      !!
226      !! ** Purpose :   Compute the mortality terms for diatoms
227      !!
228      !! ** Method  : - ???
229      !!---------------------------------------------------------------------
230      INTEGER  ::  ji, jj, jk
231      REAL(wp) ::  zfactfe,zfactsi,zfactch, zfactn, zfactp, zcompadi
232      REAL(wp) ::  zrespp2, ztortp2, zmortp2, zstep
233      REAL(wp) ::  zlim2, zlim1
234      CHARACTER (len=25) :: charout
235      !!---------------------------------------------------------------------
236      !
237      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('p5z_diat')
238      !
239
240      DO jk = 1, jpkm1
241         DO jj = 1, jpj
242            DO ji = 1, jpi
243
244               zcompadi = MAX( ( trb(ji,jj,jk,jpdia) - 1E-9), 0. )
245
246               !   Aggregation term for diatoms is increased in case of nutrient
247               !   stress as observed in reality. The stressed cells become more
248               !   sticky and coagulate to sink quickly out of the euphotic zone
249               !   -------------------------------------------------------------
250               zstep   = xstep
251# if defined key_degrad
252               zstep = zstep * facvol(ji,jj,jk)
253# endif
254               !  Phytoplankton squared mortality
255               !  -------------------------------
256               zlim2   = xlimdia(ji,jj,jk) * xlimdia(ji,jj,jk)
257               zlim1   = 0.25 * ( 1. - zlim2 ) / ( 0.25 + zlim2 ) 
258               zrespp2 = 1.e6 * zstep * (  wchld + wchldm * zlim1 ) * xdiss(ji,jj,jk) * zcompadi * trb(ji,jj,jk,jpdia)
259
260               !  Phytoplankton linear mortality
261               !  ------------------------------
262               ztortp2 = mprat2 * xstep  * zcompadi
263               zmortp2 = zrespp2 + ztortp2
264
265               !   Update the arrays tra which contains the biological sources and sinks
266               !   ---------------------------------------------------------------------
267               zfactn  = trb(ji,jj,jk,jpndi) / ( trb(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn )
268               zfactp  = trb(ji,jj,jk,jppdi) / ( trb(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn )
269               zfactch = trb(ji,jj,jk,jpdch) / ( trb(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn )
270               zfactfe = trb(ji,jj,jk,jpdfe) / ( trb(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn )
271               zfactsi = trb(ji,jj,jk,jpdsi) / ( trb(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn )
272               tra(ji,jj,jk,jpdia) = tra(ji,jj,jk,jpdia) - zmortp2 
273               tra(ji,jj,jk,jpndi) = tra(ji,jj,jk,jpndi) - zmortp2 * zfactn
274               tra(ji,jj,jk,jppdi) = tra(ji,jj,jk,jppdi) - zmortp2 * zfactp
275               tra(ji,jj,jk,jpdch) = tra(ji,jj,jk,jpdch) - zmortp2 * zfactch
276               tra(ji,jj,jk,jpdfe) = tra(ji,jj,jk,jpdfe) - zmortp2 * zfactfe
277               tra(ji,jj,jk,jpdsi) = tra(ji,jj,jk,jpdsi) - zmortp2 * zfactsi
278               tra(ji,jj,jk,jpgsi) = tra(ji,jj,jk,jpgsi) + zmortp2 * zfactsi
279#if defined key_kriest
280               tra(ji,jj,jk,jppoc) = tra(ji,jj,jk,jppoc) + zmortp2 
281               tra(ji,jj,jk,jppon) = tra(ji,jj,jk,jppon) + zmortp2 * zfactn
282               tra(ji,jj,jk,jppop) = tra(ji,jj,jk,jppop) + zmortp2 * zfactp
283               tra(ji,jj,jk,jpnum) = tra(ji,jj,jk,jpnum) + ztortp2 * xkr_ddiat + zrespp2 * xkr_daggr
284               tra(ji,jj,jk,jpsfe) = tra(ji,jj,jk,jpsfe) + zmortp2 * zfactfe
285#else
286               tra(ji,jj,jk,jpgoc) = tra(ji,jj,jk,jpgoc) + zrespp2 
287               tra(ji,jj,jk,jpgon) = tra(ji,jj,jk,jpgon) + zrespp2 * zfactn
288               tra(ji,jj,jk,jpgop) = tra(ji,jj,jk,jpgop) + zrespp2 * zfactp
289               tra(ji,jj,jk,jpbfe) = tra(ji,jj,jk,jpbfe) + zrespp2 * zfactfe
290               tra(ji,jj,jk,jppoc) = tra(ji,jj,jk,jppoc) + ztortp2
291               tra(ji,jj,jk,jppon) = tra(ji,jj,jk,jppon) + ztortp2 * zfactn
292               tra(ji,jj,jk,jppop) = tra(ji,jj,jk,jppop) + ztortp2 * zfactp
293               tra(ji,jj,jk,jpsfe) = tra(ji,jj,jk,jpsfe) + ztortp2 * zfactfe
294               prodpoc(ji,jj,jk) = prodpoc(ji,jj,jk) + ztortp2
295               prodgoc(ji,jj,jk) = prodgoc(ji,jj,jk) + zrespp2
296#endif
297            END DO
298         END DO
299      END DO
300      !
301      IF(ln_ctl)   THEN  ! print mean trends (used for debugging)
302         WRITE(charout, FMT="('diat')")
303         CALL prt_ctl_trc_info(charout)
304         CALL prt_ctl_trc(tab4d=tra, mask=tmask, clinfo=ctrcnm)
305      ENDIF
306      !
307      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('p5z_diat')
308      !
309   END SUBROUTINE p5z_diat
310
311   SUBROUTINE p5z_mort_init
312
313      !!----------------------------------------------------------------------
314      !!                  ***  ROUTINE p5z_mort_init  ***
315      !!
316      !! ** Purpose :   Initialization of phytoplankton parameters
317      !!
318      !! ** Method  :   Read the nampismort namelist and check the parameters
319      !!      called at the first timestep
320      !!
321      !! ** input   :   Namelist nampismort
322      !!
323      !!----------------------------------------------------------------------
324
325      NAMELIST/nampismort/ wchl, wchlp, wchld, wchldm, mprat, mpratp, mprat2
326      INTEGER :: ios                 ! Local integer output status for namelist read
327
328      REWIND( numnatp_ref )              ! Namelist nampismort in reference namelist : Pisces phytoplankton
329      READ  ( numnatp_ref, nampismort, IOSTAT = ios, ERR = 901)
330901   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nampismort in reference namelist', lwp )
331
332      REWIND( numnatp_cfg )              ! Namelist nampismort in configuration namelist : Pisces phytoplankton
333      READ  ( numnatp_cfg, nampismort, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
334902   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nampismort in configuration namelist', lwp )
335      IF(lwm) WRITE ( numonp, nampismort )
336
337      IF(lwp) THEN                         ! control print
338         WRITE(numout,*) ' '
339         WRITE(numout,*) ' Namelist parameters for phytoplankton mortality, nampismort'
340         WRITE(numout,*) ' ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~'
341         WRITE(numout,*) '    quadratic mortality of phytoplankton      wchl      =', wchl
342         WRITE(numout,*) '    quadratic mortality of picophyto.         wchlp     =', wchlp
343         WRITE(numout,*) '    quadratic mortality of diatoms            wchld     =', wchld
344         WRITE(numout,*) '    Additional quadratic mortality of diatoms wchldm    =', wchldm
345         WRITE(numout,*) '    nanophyto. mortality rate                 mprat     =', mprat
346         WRITE(numout,*) '    picophyto. mortality rate                 mpratp    =', mpratp
347         WRITE(numout,*) '    Diatoms mortality rate                    mprat2    =', mprat2
348      ENDIF
349
350   END SUBROUTINE p5z_mort_init
351
352#else
353   !!======================================================================
354   !!  Dummy module :                                   No PISCES bio-model
355   !!======================================================================
356CONTAINS
357   SUBROUTINE p5z_mort                    ! Empty routine
358   END SUBROUTINE p5z_mort
359#endif 
360
361   !!======================================================================
362END MODULE  p5zmort
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.