source: branches/UKMO/dev_r5518_GO6_package_FOAMv14_phytobal3d/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/MEDUSA/sms_medusa.F90 @ 13097

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Allow nitrogen balancing for both 2D and 3D chlorophyll increments.

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1MODULE sms_medusa 
2   !!----------------------------------------------------------------------
3   !!                     ***  sms_medusa.F90  *** 
4   !! TOP :   MEDUSA  Source Minus Sink variables
5   !!----------------------------------------------------------------------
6   !! History :    -   !  1999-09 (M. Levy)  original code
7   !!              -   !  2000-12 (O. Aumont, E. Kestenare)  add sediment
8   !!             1.0  !  2005-10 (C. Ethe) F90
9   !!             1.0  !  2005-03  (A-S Kremeur) add fphylab, fzoolab, fdetlab, fdbod
10   !!              -   !  2005-06  (A-S Kremeur) add sedpocb, sedpocn, sedpoca
11   !!             2.0  !  2007-04  (C. Deltel, G. Madec)  Free form and modules
12   !!              -   !  2008-08  (K. Popova) adaptation for MEDUSA
13   !!              -   !  2008-11  (A. Yool) continuing adaptation for MEDUSA
14   !!              -   !  2010-03  (A. Yool) updated for branch inclusion
15   !!              -   !  2011-04  (A. Yool) updated for ROAM project
16   !!----------------------------------------------------------------------
17
18#if defined key_medusa
19   !!----------------------------------------------------------------------
20   !!   'key_medusa'                                         MEDUSA model
21   !!----------------------------------------------------------------------
22   USE par_oce
23   USE par_trc
24
25   IMPLICIT NONE
26   PUBLIC
27
28   !!----------------------------------------------------------------------
29   !! NEMO/TOP 1.0 , LOCEAN-IPSL (2005)
30   !! $Id$
31   !! Software governed by the CeCILL licence (modipsl/doc/NEMO_CeCILL.txt)
32   !!----------------------------------------------------------------------
33
34   INTEGER ::   numnatp_ref = -1           !! Logical units for namelist medusa
35   INTEGER ::   numnatp_cfg = -1           !! Logical units for namelist medusa
36   INTEGER ::   numonp      = -1           !! Logical unit for namelist medusa output
37
38!!----------------------------------------------------------------------
39!! Biological parameters
40!!----------------------------------------------------------------------
41!!
42!! Primary production and chl related quantities
43   REAL(wp) ::  xxi       !:  conversion factor from gC to mmolN
44   REAL(wp) ::  xaln      !:  Chl-a specific initial slope of P-I curve for non-diatoms
45   REAL(wp) ::  xald      !:  Chl-a specific initial slope of P-I curve for diatoms
46   INTEGER  ::  jphy      !:  phytoplankton T-dependent growth switch
47   REAL(wp) ::  xvpn      !:  maximum growth rate for non-diatoms
48   REAL(wp) ::  xvpd      !:  maximum growth rate for diatoms
49   REAL(wp) ::  xthetam   !:  maximum Chl to C ratio for non-diatoms     
50   REAL(wp) ::  xthetamd  !:  maximum Chl to C ratio for diatoms   
51   REAL(wp) ::  jq10      !:  specific Q10 value (jphy==2)   
52!!
53!! Diatom silicon parameters
54   REAL(wp) ::  xsin0     !:  minimum diatom Si:N ratio
55   REAL(wp) ::  xnsi0     !:  minimum diatom N:Si ratio
56   REAL(wp) ::  xuif      !:  hypothetical growth ratio at infinite Si:N ratio
57!!
58!! Nutrient limitation
59   INTEGER  ::  jliebig   !:  Liebig nutrient uptake switch
60   REAL(wp) ::  xnln      !:  half-sat constant for DIN uptake by non-diatoms
61   REAL(wp) ::  xnld      !:  half-sat constant for DIN uptake by diatoms
62   REAL(wp) ::  xsld      !:  half-sat constant for Si uptake by diatoms
63   REAL(wp) ::  xfln      !:  half-sat constant for Fe uptake by non-diatoms
64   REAL(wp) ::  xfld      !:  half-sat constant for Fe uptake by diatoms 
65!!
66!! Grazing
67   REAL(wp) ::  xgmi      !:  microzoo maximum growth rate
68   REAL(wp) ::  xgme      !:  mesozoo maximum growth rate
69   REAL(wp) ::  xkmi      !:  microzoo grazing half-sat parameter
70   REAL(wp) ::  xkme      !:  mesozoo grazing half-sat parameter
71   REAL(wp) ::  xphi      !:  micro/mesozoo grazing inefficiency
72   REAL(wp) ::  xbetan    !:  micro/mesozoo N assimilation efficiency
73   REAL(wp) ::  xbetac    !:  micro/mesozoo C assimilation efficiency
74   REAL(wp) ::  xkc       !:  micro/mesozoo net C growth efficiency
75   REAL(wp) ::  xpmipn    !:  grazing preference of microzoo for non-diatoms
76   REAL(wp) ::  xpmid     !:  grazing preference of microzoo for diatoms
77   REAL(wp) ::  xpmepn    !:  grazing preference of mesozoo for non-diatoms
78   REAL(wp) ::  xpmepd    !:  grazing preference of mesozoo for diatoms
79   REAL(wp) ::  xpmezmi   !:  grazing preference of mesozoo for microzoo
80   REAL(wp) ::  xpmed     !:  grazing preference of mesozoo for detritus
81!!
82!! Metabolic losses
83   REAL(wp) ::  xmetapn   !:  non-diatom metabolic loss rate
84   REAL(wp) ::  xmetapd   !:  diatom     metabolic loss rate
85   REAL(wp) ::  xmetazmi  !:  microzoo   metabolic loss rate
86   REAL(wp) ::  xmetazme  !:  mesozoo    metabolic loss rate
87!!
88!! Mortality losses
89   INTEGER  ::  jmpn      !:  non-diatom mortality functional form
90   REAL(wp) ::  xmpn      !:  non-diatom mortality rate
91   REAL(wp) ::  xkphn     !:  non-diatom mortality half-sat constant
92   INTEGER  ::  jmpd      !:  diatom     mortality functional form
93   REAL(wp) ::  xmpd      !:  diatom     mortality rate
94   REAL(wp) ::  xkphd     !:  diatom     mortality half-sat constant
95   INTEGER  ::  jmzmi     !:  microzoo   mortality functional form
96   REAL(wp) ::  xmzmi     !:  microzoo   mortality rate
97   REAL(wp) ::  xkzmi     !:  microzoo   mortality half-sat constant
98   INTEGER  ::  jmzme     !:  mesozoo    mortality functional form
99   REAL(wp) ::  xmzme     !:  mesozoo    mortality rate
100   REAL(wp) ::  xkzme     !:  mesozoo    mortality half-sat constant
101!!
102!! Remineralisation
103   INTEGER  ::  jmd       !:  detritus T-dependent remineralisation switch
104   INTEGER  ::  jsfd      !:  accelerate seafloor detritus remin. switch
105   REAL(wp) ::  xmd       !:  detrital nitrogen remineralisation rate
106   REAL(wp) ::  xmdc      !:  detrital carbon remineralisation rate
107!!
108!! Stochiometric ratios
109   REAL(wp) ::  xthetapn  !:  non-diatom C:N ratio
110   REAL(wp) ::  xthetapd  !:  diatom C:N ratio
111   REAL(wp) ::  xthetazmi !:  microzoo C:N ratio
112   REAL(wp) ::  xthetazme !:  mesozoo C:N ratio
113   REAL(wp) ::  xthetad   !:  detritus C:N ratio
114   REAL(wp) ::  xrfn      !:  phytoplankton Fe:N ratio
115   REAL(wp) ::  xrsn      !:  diatom Si:N ratio (NOT USED HERE; RETAINED FOR LOBSTER)
116!!
117!! Iron parameters
118   INTEGER  ::  jiron     !:  iron scavenging submodel switch
119   REAL(wp) ::  xfe_mass  !:  iron atomic mass
120   REAL(wp) ::  xfe_sol   !:  aeolian iron solubility
121   REAL(wp) ::  xfe_sed   !:  sediment iron input
122   REAL(wp) ::  xLgT      !:  total ligand concentration (umol/m3)
123   REAL(wp) ::  xk_FeL    !:  dissociation constant for (Fe + L)
124   REAL(wp) ::  xk_sc_Fe  !:  scavenging rate of "free" iron
125!!
126!! Gravitational sinking     
127   REAL(wp) ::  vsed      !:  detritus gravitational sinking rate
128   REAL(wp) ::  xhr       !:  coefficient for Martin et al. (1987) remineralisation
129!!
130!! Fast-sinking detritus parameters
131   INTEGER  ::  jexport   !:  fast detritus remineralisation switch
132   INTEGER  ::  jfdfate   !:  fate of fast detritus at seafloor switch
133   INTEGER  ::  jrratio   !:  rain ratio switch
134   INTEGER  ::  jocalccd  !:  CCD switch
135   REAL(wp) ::  xridg_r0  !:  Ridgwell rain ratio coefficient
136   REAL(wp) ::  xfdfrac1  !:  fast-sinking fraction of diatom nat. mort. losses
137   REAL(wp) ::  xfdfrac2  !:  fast-sinking fraction of mesozooplankton mort. losses
138   REAL(wp) ::  xfdfrac3  !:  fast-sinking fraction of diatom silicon grazing losses
139   REAL(wp) ::  xcaco3a   !:  polar (high latitude) CaCO3 fraction
140   REAL(wp) ::  xcaco3b   !:  equatorial (low latitude) CaCO3 fraction
141   REAL(wp) ::  xmassc    !:  organic C mass:mole ratio, C106 H175 O40 N16 P1
142   REAL(wp) ::  xmassca   !:  calcium carbonate mass:mole ratio, CaCO3
143   REAL(wp) ::  xmasssi   !:  biogenic silicon mass:mole ratio, (H2SiO3)n
144   REAL(wp) ::  xprotca   !:  calcium carbonate protection ratio
145   REAL(wp) ::  xprotsi   !:  biogenic silicon protection ratio
146   REAL(wp) ::  xfastc    !:  organic C remineralisation length scale
147   REAL(wp) ::  xfastca   !:  calcium carbonate dissolution length scale
148   REAL(wp) ::  xfastsi   !:  biogenic silicon dissolution length scale
149!!
150!! Benthos parameters
151   INTEGER  ::  jorgben   !:  does   organic detritus go to the benthos?
152   INTEGER  ::  jinorgben !:  does inorganic detritus go to the benthos?
153!!
154   REAL(wp) ::  xsedn     !:  organic   nitrogen sediment remineralisation rate
155   REAL(wp) ::  xsedfe    !:  organic   iron     sediment remineralisation rate
156   REAL(wp) ::  xsedsi    !:  inorganic silicon  sediment dissolution      rate
157   REAL(wp) ::  xsedc     !:  organic   carbon   sediment remineralisation rate
158   REAL(wp) ::  xsedca    !:  inorganic carbon   sediment dissolution      rate
159   REAL(wp) ::  xburial   !:  burial rate of seafloor detritus
160!!
161!! River parameters
162   INTEGER  ::  jriver_n  !:  riverine nitrogen?   0 = no, 1 = conc, 2 = flux
163   INTEGER  ::  jriver_si !:  riverine silicon?    0 = no, 1 = conc, 2 = flux
164   INTEGER  ::  jriver_c  !:  riverine carbon?     0 = no, 1 = conc, 2 = flux
165   INTEGER  ::  jriver_alk!:  riverine alkalinity? 0 = no, 1 = conc, 2 = flux
166   INTEGER  ::  jriver_dep!:  depth river input added to?  1 = surface, >1 possible
167!!
168!! Miscellaneous
169   REAL(wp) ::  xsdiss    !:  diatom frustule dissolution rate
170!!
171!! Additional parameters
172   INTEGER  ::  jpkb      !:  vertical layer for diagnostic of the vertical flux
173!!
174!! UKESM diagnostics
175   INTEGER  ::  jdms         !: include DMS diagnostics ? Jpalm (27-08-2014)
176   INTEGER  ::  jdms_input   !: use instant (0) or diel-average (1) inputs (AXY, 08/07/2015)
177   INTEGER  ::  jdms_model   !: choice of DMS model passed to atmosphere
178!!                              1 = ANDR, 2 = SIMO, 3 = ARAN, 4 = HALL
179!! JPALM --19-12-2017 -- UM people need to tune the Anderson DMS scheme   
180   REAL(wp) ::  dmsmin       !: Anderson DMS scheme - DMS minimum value
181   REAL(wp) ::  dmscut       !: Anderson DMS scheme - DMS cutoff value
182   REAL(wp) ::  dmsslp       !: Anderson DMS scheme - DMS slope
183!! FOR UKESM   
184   REAL(wp) ::  scl_chl      !: scaling factor for tuned Chl passed to the UM
185   INTEGER  ::  chl_out      !: select Chl field exported and scaled for UM:
186                             !: 1- Surface Chl ; 2- MLD Chl
187!!
188   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   remdmp   !: depth dependent damping coefficient of passive tracers
189!!
190!! AXY (27/07/10): add in indices for depth horizons (for sinking flux
191!!                 and seafloor iron inputs)
192   INTEGER  ::    i0100, i0150, i0200, i0500, i1000, i1100
193#if defined key_roam
194!!
195!! ROAM carbon, alkalinity and oxygen cycle parameters
196   REAL(wp) ::  xthetaphy    !:  oxygen evolution/consumption by phytoplankton
197   REAL(wp) ::  xthetazoo    !:  oxygen consumption by zooplankton
198   REAL(wp) ::  xthetanit    !:  oxygen consumption by nitrogen remineralisation
199   REAL(wp) ::  xthetarem    !:  oxygen consumption by carbon remineralisation
200   REAL(wp) ::  xo2min       !:  oxygen minimum concentration
201!!
202!! 3D fields of carbonate system parameters
203   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: f3_pH       !: 3D pH
204   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: f3_h2co3    !: 3D carbonic acid
205   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: f3_hco3     !: 3D bicarbonate
206   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: f3_co3      !: 3D carbonate
207   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: f3_omcal    !: 3D omega calcite
208   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: f3_omarg    !: 3D omega aragonite
209!!
210!! 2D fields of calcium carbonate compensation depth
211   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: f2_ccd_cal  !: 2D calcite CCD depth
212   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: f2_ccd_arg  !: 2D aragonite CCD depth
213!!
214!! 2D fields of pCO2 and fCO2 for observation operator
215   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: f2_pco2w    !: 2D pCO2
216   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: f2_fco2w    !: 2D fCO2
217!!
218!! 2D fields of organic and inorganic material sedimented on the seafloor
219   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zb_sed_n    !: 2D organic nitrogen   (before)
220   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zn_sed_n    !: 2D organic nitrogen   (now)
221   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: za_sed_n    !: 2D organic nitrogen   (after)
222   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zb_sed_fe   !: 2D organic iron       (before)
223   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zn_sed_fe   !: 2D organic iron       (now)
224   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: za_sed_fe   !: 2D organic iron       (after)
225   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zb_sed_si   !: 2D inorganic silicon  (before)
226   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zn_sed_si   !: 2D inorganic silicon  (now)
227   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: za_sed_si   !: 2D inorganic silicon  (after)
228   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zb_sed_c    !: 2D organic carbon     (before)
229   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zn_sed_c    !: 2D organic carbon     (now)
230   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: za_sed_c    !: 2D organic carbon     (after)
231   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zb_sed_ca   !: 2D inorganic carbon   (before)
232   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zn_sed_ca   !: 2D inorganic carbon   (now)
233   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: za_sed_ca   !: 2D inorganic carbon   (after)
234!!
235!! 2D fields of temporally averaged properties for DMS calculations (AXY, 07/07/15)
236   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zb_dms_chn  !: 2D avg CHN   (before)
237   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zn_dms_chn  !: 2D avg CHN   (now)
238   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: za_dms_chn  !: 2D avg CHN   (after)
239   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zb_dms_chd  !: 2D avg CHD   (before)
240   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zn_dms_chd  !: 2D avg CHD   (now)
241   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: za_dms_chd  !: 2D avg CHD   (after)
242   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zb_dms_mld  !: 2D avg MLD   (before)
243   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zn_dms_mld  !: 2D avg MLD   (now)
244   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: za_dms_mld  !: 2D avg MLD   (after)
245   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zb_dms_qsr  !: 2D avg QSR   (before)
246   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zn_dms_qsr  !: 2D avg QSR   (now)
247   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: za_dms_qsr  !: 2D avg QSR   (after)
248   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zb_dms_din  !: 2D avg DIN   (before)
249   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zn_dms_din  !: 2D avg DIN   (now)
250   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: za_dms_din  !: 2D avg DIN   (after)
251!!
252!! 2D fields needing to be knows at first tstp for coupling with atm - UKEMS(Jpalm,14-06-2016)
253   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zb_co2_flx  !: 2D avg fx co2 (before)
254   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zn_co2_flx  !: 2D avg fx co2 (now)
255   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: za_co2_flx  !: 2D avg fx co2 (after)
256   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zb_dms_srf  !: 2D avg sfr dms (before)
257   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zn_dms_srf  !: 2D avg sfr dms (now)
258   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: za_dms_srf  !: 2D avg srf dms (after)
259   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zn_chl_srf  !: 2D avg srf chl (now)
260
261#endif
262
263!!----------------------------------------------------------------------
264!! CCD parameter
265!!----------------------------------------------------------------------
266!!
267   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   ocal_ccd  !: CCD depth
268
269!!----------------------------------------------------------------------
270!! Dust parameters
271!!----------------------------------------------------------------------
272!!
273   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   dust      !: dust parameter 1
274   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   zirondep  !! Fe deposition
275
276!!----------------------------------------------------------------------
277!! River parameters
278!!----------------------------------------------------------------------
279!!
280   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   riv_n      !: riverine N
281   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   riv_si     !: riverine Si
282   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   riv_c      !: riverine C
283   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   riv_alk    !: riverine alkalinity
284   !! AXY (19/07/12): add this to permit river fluxes to be added below top box
285   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   friver_dep !: where river fluxes added
286
287#if defined key_roam
288!!----------------------------------------------------------------------
289!! JPALM -- change hist_pco2 init
290!!----------------------------------------------------------------------
291!!
292   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)   ::   hist_pco2 !: pCO2
293   INTEGER  :: co2_rec
294   REAL(wp) :: co2_yinit, co2_yend    !: First and Last year read in the xCO2.atm file
295   REAL(wp) :: xobs_xco2a             !: Observed atmospheric xCO2, from namelist
296#endif
297
298!!----------------------------------------------------------------------
299!! JPALM -- PI CO2 key
300!!----------------------------------------------------------------------
301!!
302#if defined key_axy_pi_co2
303   LOGICAL , PUBLIC ::   lk_pi_co2 = .TRUE.  !: PI xCO2 used
304#else
305   LOGICAL , PUBLIC ::   lk_pi_co2 = .FALSE. !: PI xCO2 unused
306#endif
307
308!!----------------------------------------------------------------------
309!! Optical parameters
310!!----------------------------------------------------------------------
311!!
312   REAL(wp) ::   xkr0       !: water coefficient absorption in red      (NAMELIST)
313   REAL(wp) ::   xkg0       !: water coefficient absorption in green    (NAMELIST)
314   REAL(wp) ::   xkrp       !: pigment coefficient absorption in red    (NAMELIST)
315   REAL(wp) ::   xkgp       !: pigment coefficient absorption in green  (NAMELIST)
316   REAL(wp) ::   xlr        !: exposant for pigment absorption in red   (NAMELIST)
317   REAL(wp) ::   xlg        !: exposant for pigment absorption in green (NAMELIST)
318   REAL(wp) ::   rpig       !: chla/chla+phea ratio                     (NAMELIST)
319                                                       
320   INTEGER , ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   neln    !: number of levels in the euphotic layer
321   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   xze     !: euphotic layer depth
322   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   xpar    !: par (photosynthetic available radiation)
323
324!!----------------------------------------------------------------------
325!! Sediment parameters                               
326!!
327!! AXY (16/01/12): these parameters were originally part of the pre-
328!!                 cursor model on which MEDUSA's code was grounded;
329!!                 they do not relate to the sediment/benthos submodel
330!!                 added as part of the ROAM project; they have only
331!!                 been retained because they are distributed through
332!!                 MEDUSA and require a proper clean-up to purge
333!!----------------------------------------------------------------------
334!!
335   REAL(wp) ::   sedlam       !: time coefficient of POC remineralization in sediments
336   REAL(wp) ::   sedlostpoc   !: ???
337   REAL(wp) ::   areacot      !: ???
338                                                       
339   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: dminl       !: fraction of sinking POC released in sediments
340   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: dmin3       !: fraction of sinking POC released at each level
341                                                       
342   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: sedpocb     !: mass of POC in sediments
343   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: sedpocn     !: mass of POC in sediments
344   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: sedpoca     !: mass of POC in sediments
345                                                       
346   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: fbodf       !: rapid sinking particles
347   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: fbods       !: rapid sinking particles
348   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: fbodn       !: rapid sinking particles
349                                                       
350   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: ffln        !:
351   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: fflf        !:
352   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: ffls        !:
353
354   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: cmask       !: ???
355
356!!----------------------------------------------------------------------
357!! Parameters required for ocean colour assimilation
358!!----------------------------------------------------------------------
359!!
360   LOGICAL :: ln_foam_medusa                                 !: Flag to calculate and save diagnostics
361   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) :: pgrow_avg  !: Mixed layer average phytoplankton growth
362   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) :: ploss_avg  !: Mixed layer average phytoplankton loss
363   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) :: phyt_avg   !: Mixed layer average phytoplankton
364   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: pgrow_avg_3d  !: Mixed layer average phytoplankton growth
365   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: ploss_avg_3d  !: Mixed layer average phytoplankton loss
366   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: phyt_avg_3d   !: Mixed layer average phytoplankton
367   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) :: mld_max    !: Maximum mixed layer depth
368!!
369
370   !!----------------------------------------------------------------------
371   !! NEMO/TOP 3.3 , NEMO Consortium (2010)
372   !! $Id$
373   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
374   !!----------------------------------------------------------------------
375CONTAINS
376
377   INTEGER FUNCTION sms_medusa_alloc()
378      !!----------------------------------------------------------------------
379      !!        *** ROUTINE sms_medusa_alloc ***
380      !!----------------------------------------------------------------------
381      USE lib_mpp , ONLY: ctl_warn
382      INTEGER ::   ierr(9)        ! Local variables
383      !!----------------------------------------------------------------------
384      ierr(:) = 0
385      !
386#if defined key_medusa
387      !* depth-dependent damping coefficient
388      ALLOCATE( remdmp(jpk,jp_medusa),                           STAT=ierr(1) )
389# if defined key_roam
390      !* 2D and 3D fields of carbonate system parameters
391      ALLOCATE( f2_ccd_cal(jpi,jpj)  , f2_ccd_arg(jpi,jpj)  ,       &
392                f2_pco2w(jpi,jpj)    , f2_fco2w(jpi,jpj)    ,       &
393         &      f3_pH(jpi,jpj,jpk)   , f3_h2co3(jpi,jpj,jpk),       &
394         &      f3_hco3(jpi,jpj,jpk) , f3_co3(jpi,jpj,jpk)  ,       &
395         &      f3_omcal(jpi,jpj,jpk), f3_omarg(jpi,jpj,jpk),    STAT=ierr(2) )
396      !* 2D fields of organic and inorganic material sedimented on the seafloor
397      ALLOCATE( zb_sed_n(jpi,jpj)    , zn_sed_n(jpi,jpj)    ,       &
398         &      za_sed_n(jpi,jpj)    ,                              &
399         &      zb_sed_fe(jpi,jpj)   , zn_sed_fe(jpi,jpj)   ,       &
400         &      za_sed_fe(jpi,jpj)   ,                              &
401         &      zb_sed_si(jpi,jpj)   , zn_sed_si(jpi,jpj)   ,       &
402         &      za_sed_si(jpi,jpj)   ,                              &
403         &      zb_sed_c(jpi,jpj)    , zn_sed_c(jpi,jpj)    ,       &
404         &      za_sed_c(jpi,jpj)    ,                              &
405         &      zb_sed_ca(jpi,jpj)   , zn_sed_ca(jpi,jpj)   ,       &
406         &      za_sed_ca(jpi,jpj)   ,                           STAT=ierr(3) )
407      !* 2D fields of temporally averaged properties for DMS calculations (AXY, 07/07/15)
408      ALLOCATE( zb_dms_chn(jpi,jpj)  , zn_dms_chn(jpi,jpj)  ,       &
409         &      za_dms_chn(jpi,jpj)  ,                              &
410         &      zb_dms_chd(jpi,jpj)  , zn_dms_chd(jpi,jpj)  ,       &       
411         &      za_dms_chd(jpi,jpj)  ,                              &
412         &      zb_dms_mld(jpi,jpj)  , zn_dms_mld(jpi,jpj)  ,       &       
413         &      za_dms_mld(jpi,jpj)  ,                              &
414         &      zb_dms_qsr(jpi,jpj)  , zn_dms_qsr(jpi,jpj)  ,       &       
415         &      za_dms_qsr(jpi,jpj)  ,                              &
416         &      zb_dms_din(jpi,jpj)  , zn_dms_din(jpi,jpj)  ,       &       
417         &      za_dms_din(jpi,jpj)  ,                           STAT=ierr(4) )
418      !* 2D fields needing to be knows at first tstp for coupling with atm -
419      !UKEMSi (Jpalm,14-06-2016)
420      ALLOCATE( zb_co2_flx(jpi,jpj)  , zn_co2_flx(jpi,jpj)  ,       &
421         &      za_co2_flx(jpi,jpj)  ,                              &
422         &      zb_dms_srf(jpi,jpj)  , zn_dms_srf(jpi,jpj)  ,       &           
423         &      za_dms_srf(jpi,jpj)  , zn_chl_srf(jpi,jpj)  ,    STAT=ierr(5) )
424# endif
425      !* 2D fields of miscellaneous parameters
426      ALLOCATE( ocal_ccd(jpi,jpj)    , dust(jpi,jpj)        ,       &
427         &      zirondep(jpi,jpj)                           ,       &
428         &      riv_n(jpi,jpj)                              ,       &
429         &      riv_si(jpi,jpj)      , riv_c(jpi,jpj)       ,       &
430         &      riv_alk(jpi,jpj)     , friver_dep(jpk,jpk)  ,    STAT=ierr(6) )
431      !* 2D and 3D fields of light parameters
432      ALLOCATE( neln(jpi,jpj)        , xze(jpi,jpj)         ,       &
433         &      xpar(jpi,jpj,jpk)    ,                           STAT=ierr(7) )
434      !* 2D and 3D fields of sediment-associated parameters
435      ALLOCATE( dminl(jpi,jpj)       , dmin3(jpi,jpj,jpk)   ,       &
436         &      sedpocb(jpi,jpj)     , sedpocn(jpi,jpj)     ,       &
437         &      sedpoca(jpi,jpj)     , fbodn(jpi,jpj)       ,       &
438         &      fbodf(jpi,jpj)       , fbods(jpi,jpj)       ,       &
439         &      ffln(jpi,jpj,jpk)    , fflf(jpi,jpj,jpk)    ,       &
440         &      ffls(jpi,jpj,jpk)    , cmask(jpi,jpj)       ,    STAT=ierr(8) ) 
441      !* Fields for ocean colour data assimilation
442      ALLOCATE( pgrow_avg(jpi,jpj)   , ploss_avg(jpi,jpj)   ,       &
443         &      pgrow_avg_3d(jpi,jpj,jpk) , ploss_avg_3d(jpi,jpj,jpk) , &
444         &      phyt_avg_3d(jpi,jpj,jpk)  ,                         &
445         &      phyt_avg(jpi,jpj)    , mld_max(jpi,jpj)     ,    STAT=ierr(9) )
446#endif
447      !
448      sms_medusa_alloc = MAXVAL( ierr )
449      !
450      IF( sms_medusa_alloc /= 0 )   CALL ctl_warn('sms_medusa_alloc: failed to allocate arrays')
451      !
452   END FUNCTION sms_medusa_alloc
453
454#else
455   !!----------------------------------------------------------------------
456   !!  Empty module :                                     NO MEDUSA model
457   !!----------------------------------------------------------------------
458#endif
459
460   !!======================================================================
461END MODULE sms_medusa
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.