source: branches/UKMO/dev_r5518_GO6_package_asm_surf_bgc_v2/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/MEDUSA/sms_medusa.F90 @ 8495

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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!!
180!!
181   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   remdmp   !: depth dependent damping coefficient of passive tracers
182!!
183!! AXY (27/07/10): add in indices for depth horizons (for sinking flux
184!!                 and seafloor iron inputs)
185   INTEGER  ::    i0100, i0150, i0200, i0500, i1000, i1100
186#if defined key_roam
187!!
188!! ROAM carbon, alkalinity and oxygen cycle parameters
189   REAL(wp) ::  xthetaphy    !:  oxygen evolution/consumption by phytoplankton
190   REAL(wp) ::  xthetazoo    !:  oxygen consumption by zooplankton
191   REAL(wp) ::  xthetanit    !:  oxygen consumption by nitrogen remineralisation
192   REAL(wp) ::  xthetarem    !:  oxygen consumption by carbon remineralisation
193   REAL(wp) ::  xo2min       !:  oxygen minimum concentration
194!!
195!! 3D fields of carbonate system parameters
196   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: f3_pH       !: 3D pH
197   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: f3_h2co3    !: 3D carbonic acid
198   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: f3_hco3     !: 3D bicarbonate
199   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: f3_co3      !: 3D carbonate
200   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: f3_omcal    !: 3D omega calcite
201   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: f3_omarg    !: 3D omega aragonite
202!!
203!! 2D fields of calcium carbonate compensation depth
204   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: f2_ccd_cal  !: 2D calcite CCD depth
205   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: f2_ccd_arg  !: 2D aragonite CCD depth
206!!
207#if defined key_foam_medusa
208!! 2D fields of pCO2 and fCO2 for observation operator
209   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: f2_pco2w    !: 2D pCO2
210   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: f2_fco2w    !: 2D fCO2
211!!
212#endif
213!! 2D fields of organic and inorganic material sedimented on the seafloor
214   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zb_sed_n    !: 2D organic nitrogen   (before)
215   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zn_sed_n    !: 2D organic nitrogen   (now)
216   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: za_sed_n    !: 2D organic nitrogen   (after)
217   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zb_sed_fe   !: 2D organic iron       (before)
218   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zn_sed_fe   !: 2D organic iron       (now)
219   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: za_sed_fe   !: 2D organic iron       (after)
220   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zb_sed_si   !: 2D inorganic silicon  (before)
221   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zn_sed_si   !: 2D inorganic silicon  (now)
222   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: za_sed_si   !: 2D inorganic silicon  (after)
223   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zb_sed_c    !: 2D organic carbon     (before)
224   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zn_sed_c    !: 2D organic carbon     (now)
225   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: za_sed_c    !: 2D organic carbon     (after)
226   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zb_sed_ca   !: 2D inorganic carbon   (before)
227   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zn_sed_ca   !: 2D inorganic carbon   (now)
228   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: za_sed_ca   !: 2D inorganic carbon   (after)
229!!
230!! 2D fields of temporally averaged properties for DMS calculations (AXY, 07/07/15)
231   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zb_dms_chn  !: 2D avg CHN   (before)
232   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zn_dms_chn  !: 2D avg CHN   (now)
233   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: za_dms_chn  !: 2D avg CHN   (after)
234   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zb_dms_chd  !: 2D avg CHD   (before)
235   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zn_dms_chd  !: 2D avg CHD   (now)
236   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: za_dms_chd  !: 2D avg CHD   (after)
237   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zb_dms_mld  !: 2D avg MLD   (before)
238   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zn_dms_mld  !: 2D avg MLD   (now)
239   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: za_dms_mld  !: 2D avg MLD   (after)
240   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zb_dms_qsr  !: 2D avg QSR   (before)
241   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zn_dms_qsr  !: 2D avg QSR   (now)
242   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: za_dms_qsr  !: 2D avg QSR   (after)
243   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zb_dms_din  !: 2D avg DIN   (before)
244   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zn_dms_din  !: 2D avg DIN   (now)
245   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: za_dms_din  !: 2D avg DIN   (after)
246!!
247!! 2D fields needing to be knows at first tstp for coupling with atm - UKEMS(Jpalm,14-06-2016)
248   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zb_co2_flx  !: 2D avg fx co2 (before)
249   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zn_co2_flx  !: 2D avg fx co2 (now)
250   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: za_co2_flx  !: 2D avg fx co2 (after)
251   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zb_dms_srf  !: 2D avg sfr dms (before)
252   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zn_dms_srf  !: 2D avg sfr dms (now)
253   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: za_dms_srf  !: 2D avg srf dms (after)
254   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: zn_chl_srf  !: 2D avg srf chl (now)
255
256#endif
257
258!!----------------------------------------------------------------------
259!! CCD parameter
260!!----------------------------------------------------------------------
261!!
262   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   ocal_ccd  !: CCD depth
263
264!!----------------------------------------------------------------------
265!! Dust parameters
266!!----------------------------------------------------------------------
267!!
268   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   dust      !: dust parameter 1
269   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   zirondep  !! Fe deposition
270
271!!----------------------------------------------------------------------
272!! River parameters
273!!----------------------------------------------------------------------
274!!
275   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   riv_n      !: riverine N
276   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   riv_si     !: riverine Si
277   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   riv_c      !: riverine C
278   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   riv_alk    !: riverine alkalinity
279   !! AXY (19/07/12): add this to permit river fluxes to be added below top box
280   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   friver_dep !: where river fluxes added
281
282#if defined key_roam
283!!----------------------------------------------------------------------
284!! Atmospheric pCO2 data (1859 to 2100 inclusive)
285!!----------------------------------------------------------------------
286!!
287   REAL(wp), DIMENSION(242)         ::   hist_pco2 !: pCO2
288
289# if defined key_rcp26
290      !! UKMO, run AJKKH + KAAEC, RCP 2.6, pCO2 time evolution
291      DATA hist_pco2 / 286.0230, 286.1730, 286.3230, 286.4480, 286.5730, &
292      & 286.7230, 286.8480, 286.9480, 287.0480, 287.1730, &
293      & 287.3230, 287.4730, 287.6480, 287.8480, 288.0730, &
294      & 288.3480, 288.6480, 288.9730, 289.3470, 289.7470, &
295      & 290.1730, 290.6470, 291.1470, 291.6220, 292.0720, &
296      & 292.5220, 292.9220, 293.2470, 293.5220, 293.7470, &
297      & 293.9470, 294.1220, 294.2720, 294.4220, 294.5470, &
298      & 294.6470, 294.7470, 294.8470, 294.9710, 295.1710, &
299      & 295.4460, 295.7470, 296.0720, 296.4210, 296.7710, &
300      & 297.1460, 297.5710, 298.0210, 298.4460, 298.8460, &
301      & 299.2460, 299.6450, 300.0210, 300.3710, 300.7200, &
302      & 301.0450, 301.3460, 301.6710, 302.0200, 302.3450, &
303      & 302.6450, 302.9700, 303.3450, 303.7200, 304.0700, &
304      & 304.4700, 304.9200, 305.3440, 305.7700, 306.2450, &
305      & 306.7190, 307.1700, 307.6440, 308.1190, 308.5440, &
306      & 308.9440, 309.3440, 309.6940, 309.9440, 310.1190, &
307      & 310.2440, 310.3190, 310.3190, 310.2440, 310.1440, &
308      & 310.0690, 310.0440, 310.0690, 310.1440, 310.2690, &
309      & 310.4440, 310.6940, 311.0430, 311.4440, 311.8690, &
310      & 312.3680, 312.9430, 313.5430, 314.1680, 314.7900, &
311      & 315.4430, 316.2150, 317.0170, 317.7370, 318.3400, &
312      & 318.8680, 319.5900, 320.5890, 321.5470, 322.5770, &
313      & 323.8440, 324.9260, 325.7960, 327.0810, 328.6180, &
314      & 329.6830, 330.5250, 331.6880, 333.2120, 334.7870, &
315      & 336.4640, 338.2990, 339.6660, 340.7310, 342.1360, &
316      & 343.7200, 345.2200, 346.7350, 348.5820, 350.6740, &
317      & 352.4230, 353.7910, 354.9530, 355.8210, 356.7130, &
318      & 358.0630, 359.7720, 361.3970, 363.0900, 365.2560, &
319      & 367.2810, 368.7980, 370.4000, 372.4550, 374.6920, &
320      & 376.7440, 378.7440, 380.7580, 382.7080, 384.7300, &
321      & 386.9310, 389.2150, 391.4910, 393.7710, 396.0460, &
322      & 398.3240, 400.6080, 402.8950, 405.1780, 407.4550, &
323      & 409.7260, 411.9930, 414.2500, 416.4410, 418.5280, &
324      & 420.5250, 422.4390, 424.2720, 426.0200, 427.6750, &
325      & 429.2360, 430.7050, 432.0850, 433.3580, 434.5140, &
326      & 435.5740, 436.5490, 437.4420, 438.2550, 438.9810, &
327      & 439.6110, 440.1430, 440.5770, 440.9450, 441.2660, &
328      & 441.5410, 441.7840, 442.0050, 442.2040, 442.3780, &
329      & 442.5210, 442.6200, 442.6720, 442.6810, 442.6540, &
330      & 442.5830, 442.4670, 442.3270, 442.1680, 441.9960, &
331      & 441.8060, 441.5930, 441.3440, 441.0540, 440.7230, &
332      & 440.3510, 439.9300, 439.4650, 438.9730, 438.4630, &
333      & 437.9400, 437.4020, 436.8400, 436.2640, 435.6850, &
334      & 435.1030, 434.5160, 433.9170, 433.3060, 432.7010, &
335      & 432.1110, 431.5380, 430.9810, 430.4320, 429.8860, &
336      & 429.3370, 428.7810, 428.2220, 427.6490, 427.0660, &
337      & 426.4890, 425.9270, 425.3840, 424.8610, 424.3540, &
338      & 423.8540, 423.3540, 422.8530, 422.3510, 421.8410, &
339      & 421.3250, 420.8190 /
340# else
341      !! UKMO, run AJKKH + KAAEF, RCP 8.5, pCO2 time evolution
342      DATA hist_pco2 / 286.0230, 286.1730, 286.3230, 286.4480, 286.5730, &
343      & 286.7230, 286.8480, 286.9480, 287.0480, 287.1730, &
344      & 287.3230, 287.4730, 287.6480, 287.8480, 288.0730, &
345      & 288.3480, 288.6480, 288.9730, 289.3470, 289.7470, &
346      & 290.1730, 290.6470, 291.1470, 291.6220, 292.0720, &
347      & 292.5220, 292.9220, 293.2470, 293.5220, 293.7470, &
348      & 293.9470, 294.1220, 294.2720, 294.4220, 294.5470, &
349      & 294.6470, 294.7470, 294.8470, 294.9710, 295.1710, &
350      & 295.4460, 295.7470, 296.0720, 296.4210, 296.7710, &
351      & 297.1460, 297.5710, 298.0210, 298.4460, 298.8460, &
352      & 299.2460, 299.6450, 300.0210, 300.3710, 300.7200, &
353      & 301.0450, 301.3460, 301.6710, 302.0200, 302.3450, &
354      & 302.6450, 302.9700, 303.3450, 303.7200, 304.0700, &
355      & 304.4700, 304.9200, 305.3440, 305.7700, 306.2450, &
356      & 306.7190, 307.1700, 307.6440, 308.1190, 308.5440, &
357      & 308.9440, 309.3440, 309.6940, 309.9440, 310.1190, &
358      & 310.2440, 310.3190, 310.3190, 310.2440, 310.1440, &
359      & 310.0690, 310.0440, 310.0690, 310.1440, 310.2690, &
360      & 310.4440, 310.6940, 311.0430, 311.4440, 311.8690, &
361      & 312.3680, 312.9430, 313.5430, 314.1680, 314.7900, &
362      & 315.4430, 316.2150, 317.0170, 317.7370, 318.3400, &
363      & 318.8680, 319.5900, 320.5890, 321.5470, 322.5770, &
364      & 323.8440, 324.9260, 325.7960, 327.0810, 328.6180, &
365      & 329.6830, 330.5250, 331.6880, 333.2120, 334.7870, &
366      & 336.4640, 338.2990, 339.6660, 340.7310, 342.1360, &
367      & 343.7200, 345.2200, 346.7350, 348.5820, 350.6740, &
368      & 352.4230, 353.7910, 354.9530, 355.8210, 356.7130, &
369      & 358.0630, 359.7720, 361.3970, 363.0900, 365.2560, &
370      & 367.2810, 368.7980, 370.4000, 372.4550, 374.6920, &
371      & 376.7440, 378.7440, 380.7580, 382.7080, 384.7300, &
372      & 386.9420, 389.2540, 391.5670, 393.9370, 396.3920, &
373      & 398.9320, 401.5550, 404.2550, 407.0220, 409.8530, &
374      & 412.7470, 415.7050, 418.7210, 421.7880, 424.9180, &
375      & 428.1200, 431.3970, 434.7470, 438.1650, 441.6410, &
376      & 445.1700, 448.7530, 452.3920, 456.0950, 459.8810, &
377      & 463.7680, 467.7660, 471.8750, 476.0960, 480.4210, &
378      & 484.8390, 489.3470, 493.9430, 498.6400, 503.4380, &
379      & 508.3410, 513.3630, 518.5160, 523.8050, 529.2290, &
380      & 534.7780, 540.4450, 546.2230, 552.1120, 558.1110, &
381      & 564.2110, 570.4130, 576.7390, 583.1990, 589.7980, &
382      & 596.5390, 603.4110, 610.4060, 617.4940, 624.6500, &
383      & 631.8800, 639.1750, 646.5360, 653.9800, 661.5230, &
384      & 669.1840, 676.9570, 684.8290, 692.7790, 700.7690, &
385      & 708.8050, 716.8870, 725.0020, 733.1770, 741.3900, &
386      & 749.6700, 758.0480, 766.5050, 775.0350, 783.6110, &
387      & 792.2200, 800.8740, 809.5680, 818.2760, 827.0090, &
388      & 835.8020, 844.6550, 853.5730, 862.5690, 871.6190, &
389      & 880.7020, 889.8240, 898.9590, 908.1270, 917.3080, &
390      & 926.4960, 935.7040 /
391# endif
392# if defined key_foam_medusa
393   REAL(wp) ::   xobs_xco2a   !: Observed atmospheric xCO2, read in
394# endif
395#endif
396
397!!----------------------------------------------------------------------
398!! Optical parameters
399!!----------------------------------------------------------------------
400!!
401   REAL(wp) ::   xkr0       !: water coefficient absorption in red      (NAMELIST)
402   REAL(wp) ::   xkg0       !: water coefficient absorption in green    (NAMELIST)
403   REAL(wp) ::   xkrp       !: pigment coefficient absorption in red    (NAMELIST)
404   REAL(wp) ::   xkgp       !: pigment coefficient absorption in green  (NAMELIST)
405   REAL(wp) ::   xlr        !: exposant for pigment absorption in red   (NAMELIST)
406   REAL(wp) ::   xlg        !: exposant for pigment absorption in green (NAMELIST)
407   REAL(wp) ::   rpig       !: chla/chla+phea ratio                     (NAMELIST)
408                                                       
409   INTEGER , ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   neln    !: number of levels in the euphotic layer
410   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   xze     !: euphotic layer depth
411   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   xpar    !: par (photosynthetic available radiation)
412
413!!----------------------------------------------------------------------
414!! Sediment parameters                               
415!!
416!! AXY (16/01/12): these parameters were originally part of the pre-
417!!                 cursor model on which MEDUSA's code was grounded;
418!!                 they do not relate to the sediment/benthos submodel
419!!                 added as part of the ROAM project; they have only
420!!                 been retained because they are distributed through
421!!                 MEDUSA and require a proper clean-up to purge
422!!----------------------------------------------------------------------
423!!
424   REAL(wp) ::   sedlam       !: time coefficient of POC remineralization in sediments
425   REAL(wp) ::   sedlostpoc   !: ???
426   REAL(wp) ::   areacot      !: ???
427                                                       
428   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: dminl       !: fraction of sinking POC released in sediments
429   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: dmin3       !: fraction of sinking POC released at each level
430                                                       
431   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: sedpocb     !: mass of POC in sediments
432   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: sedpocn     !: mass of POC in sediments
433   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: sedpoca     !: mass of POC in sediments
434                                                       
435   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: fbodf       !: rapid sinking particles
436   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: fbods       !: rapid sinking particles
437   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: fbodn       !: rapid sinking particles
438                                                       
439   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: ffln        !:
440   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: fflf        !:
441   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: ffls        !:
442
443   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: cmask       !: ???
444
445#if defined key_foam_medusa
446!!----------------------------------------------------------------------
447!! Parameters required for ocean colour assimilation
448!!----------------------------------------------------------------------
449!!
450   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) :: pgrow_avg  !: Mixed layer average phytoplankton growth
451   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) :: ploss_avg  !: Mixed layer average phytoplankton loss
452   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) :: phyt_avg   !: Mixed layer average phytoplankton
453   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) :: mld_max    !: Maximum mixed layer depth
454!!
455#endif
456
457   !!----------------------------------------------------------------------
458   !! NEMO/TOP 3.3 , NEMO Consortium (2010)
459   !! $Id$
460   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
461   !!----------------------------------------------------------------------
462CONTAINS
463
464   INTEGER FUNCTION sms_medusa_alloc()
465      !!----------------------------------------------------------------------
466      !!        *** ROUTINE sms_medusa_alloc ***
467      !!----------------------------------------------------------------------
468      USE lib_mpp , ONLY: ctl_warn
469      INTEGER ::   ierr(9)        ! Local variables
470      !!----------------------------------------------------------------------
471      ierr(:) = 0
472      !
473#if defined key_medusa
474      !* depth-dependent damping coefficient
475      ALLOCATE( remdmp(jpk,jp_medusa),                           STAT=ierr(1) )
476# if defined key_roam
477      !* 2D and 3D fields of carbonate system parameters
478      ALLOCATE( f2_ccd_cal(jpi,jpj)  , f2_ccd_arg(jpi,jpj)  ,       &
479#  if defined key_foam_medusa
480                f2_pco2w(jpi,jpj)    , f2_fco2w(jpi,jpj)    ,       &
481#  endif
482         &      f3_pH(jpi,jpj,jpk)   , f3_h2co3(jpi,jpj,jpk),       &
483         &      f3_hco3(jpi,jpj,jpk) , f3_co3(jpi,jpj,jpk)  ,       &
484         &      f3_omcal(jpi,jpj,jpk), f3_omarg(jpi,jpj,jpk),    STAT=ierr(2) )
485      !* 2D fields of organic and inorganic material sedimented on the seafloor
486      ALLOCATE( zb_sed_n(jpi,jpj)    , zn_sed_n(jpi,jpj)    ,       &
487         &      za_sed_n(jpi,jpj)    ,                              &
488         &      zb_sed_fe(jpi,jpj)   , zn_sed_fe(jpi,jpj)   ,       &
489         &      za_sed_fe(jpi,jpj)   ,                              &
490         &      zb_sed_si(jpi,jpj)   , zn_sed_si(jpi,jpj)   ,       &
491         &      za_sed_si(jpi,jpj)   ,                              &
492         &      zb_sed_c(jpi,jpj)    , zn_sed_c(jpi,jpj)    ,       &
493         &      za_sed_c(jpi,jpj)    ,                              &
494         &      zb_sed_ca(jpi,jpj)   , zn_sed_ca(jpi,jpj)   ,       &
495         &      za_sed_ca(jpi,jpj)   ,                           STAT=ierr(3) )
496      !* 2D fields of temporally averaged properties for DMS calculations (AXY, 07/07/15)
497      ALLOCATE( zb_dms_chn(jpi,jpj)  , zn_dms_chn(jpi,jpj)  ,       &
498         &      za_dms_chn(jpi,jpj)  ,                              &
499         &      zb_dms_chd(jpi,jpj)  , zn_dms_chd(jpi,jpj)  ,       &       
500         &      za_dms_chd(jpi,jpj)  ,                              &
501         &      zb_dms_mld(jpi,jpj)  , zn_dms_mld(jpi,jpj)  ,       &       
502         &      za_dms_mld(jpi,jpj)  ,                              &
503         &      zb_dms_qsr(jpi,jpj)  , zn_dms_qsr(jpi,jpj)  ,       &       
504         &      za_dms_qsr(jpi,jpj)  ,                              &
505         &      zb_dms_din(jpi,jpj)  , zn_dms_din(jpi,jpj)  ,       &       
506         &      za_dms_din(jpi,jpj)  ,                           STAT=ierr(4) )
507      !* 2D fields needing to be knows at first tstp for coupling with atm -
508      !UKEMSi (Jpalm,14-06-2016)
509      ALLOCATE( zb_co2_flx(jpi,jpj)  , zn_co2_flx(jpi,jpj)  ,       &
510         &      za_co2_flx(jpi,jpj)  ,                              &
511         &      zb_dms_srf(jpi,jpj)  , zn_dms_srf(jpi,jpj)  ,       &           
512         &      za_dms_srf(jpi,jpj)  , zn_chl_srf(jpi,jpj)  ,    STAT=ierr(5) )
513# endif
514      !* 2D fields of miscellaneous parameters
515      ALLOCATE( ocal_ccd(jpi,jpj)    , dust(jpi,jpj)        ,       &
516         &      zirondep(jpi,jpj)                           ,       &
517         &      riv_n(jpi,jpj)                              ,       &
518         &      riv_si(jpi,jpj)      , riv_c(jpi,jpj)       ,       &
519         &      riv_alk(jpi,jpj)     , friver_dep(jpk,jpk)  ,    STAT=ierr(6) )
520      !* 2D and 3D fields of light parameters
521      ALLOCATE( neln(jpi,jpj)        , xze(jpi,jpj)         ,       &
522         &      xpar(jpi,jpj,jpk)    ,                           STAT=ierr(7) )
523      !* 2D and 3D fields of sediment-associated parameters
524      ALLOCATE( dminl(jpi,jpj)       , dmin3(jpi,jpj,jpk)   ,       &
525         &      sedpocb(jpi,jpj)     , sedpocn(jpi,jpj)     ,       &
526         &      sedpoca(jpi,jpj)     , fbodn(jpi,jpj)       ,       &
527         &      fbodf(jpi,jpj)       , fbods(jpi,jpj)       ,       &
528         &      ffln(jpi,jpj,jpk)    , fflf(jpi,jpj,jpk)    ,       &
529         &      ffls(jpi,jpj,jpk)    , cmask(jpi,jpj)       ,    STAT=ierr(8) ) 
530# if defined key_foam_medusa
531      ALLOCATE( pgrow_avg(jpi,jpj)   , ploss_avg(jpi,jpj)   ,       &
532         &      phyt_avg(jpi,jpj)    , mld_max(jpi,jpj)     ,    STAT=ierr(9) )
533# endif
534#endif
535      !
536      sms_medusa_alloc = MAXVAL( ierr )
537      !
538      IF( sms_medusa_alloc /= 0 )   CALL ctl_warn('sms_medusa_alloc: failed to allocate arrays')
539      !
540   END FUNCTION sms_medusa_alloc
541
542#else
543   !!----------------------------------------------------------------------
544   !!  Empty module :                                     NO MEDUSA model
545   !!----------------------------------------------------------------------
546#endif
547
548   !!======================================================================
549END MODULE sms_medusa
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.