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.
p4zopt.F90 in branches/nemo_v3_3_beta/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/PISCES – NEMO

source: branches/nemo_v3_3_beta/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/PISCES/p4zopt.F90 @ 2287

Last change on this file since 2287 was 2287, checked in by smasson, 14 years ago

update licence of all NEMO files...
  • Property svn:keywords set to Id
File size: 10.4 KB
Line 
1MODULE p4zopt
2   !!======================================================================
3   !!                         ***  MODULE p4zopt  ***
4   !! TOP - PISCES : Compute the light availability in the water column
5   !!======================================================================
6   !! History :   1.0  !  2004     (O. Aumont) Original code
7   !!             2.0  !  2007-12  (C. Ethe, G. Madec)  F90
8   !!             3.2  !  2009-04  (C. Ethe, G. Madec)  optimisaion
9   !!----------------------------------------------------------------------
10#if defined  key_pisces
11   !!----------------------------------------------------------------------
12   !!   'key_pisces'                                       PISCES bio-model
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   !!   p4z_opt       : light availability in the water column
15   !!----------------------------------------------------------------------
16   USE trc            ! tracer variables
17   USE oce_trc        ! tracer-ocean share variables
18   USE sms_pisces     ! Source Minus Sink of PISCES
19   USE iom
20
21   IMPLICIT NONE
22   PRIVATE
23
24   PUBLIC   p4z_opt        ! called in p4zbio.F90 module
25   PUBLIC   p4z_opt_init   ! called in trcsms_pisces.F90 module
26
27   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(jpi,jpj,jpk) ::   etot, enano, ediat   !: PAR for phyto, nano and diat
28   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(jpi,jpj,jpk) ::   emoy                 !: averaged PAR in the mixed layer
29
30   INTEGER  ::   nksrp   ! levels below which the light cannot penetrate ( depth larger than 391 m)
31   REAL(wp) ::   &
32      parlux = 0.43 / 3.e0
33
34   REAL(wp), DIMENSION(3,61), PUBLIC ::   xkrgb  !: tabulated attenuation coefficients for RGB absorption
35   
36   !!* Substitution
37#  include "top_substitute.h90"
38   !!----------------------------------------------------------------------
39   !! NEMO/TOP 3.3 , NEMO Consortium (2010)
40   !! $Id$
41   !! Software governed by the CeCILL licence (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
42   !!----------------------------------------------------------------------
43
44CONTAINS
45
46   SUBROUTINE p4z_opt( kt, jnt )
47      !!---------------------------------------------------------------------
48      !!                     ***  ROUTINE p4z_opt  ***
49      !!
50      !! ** Purpose :   Compute the light availability in the water column
51      !!              depending on the depth and the chlorophyll concentration
52      !!
53      !! ** Method  : - ???
54      !!---------------------------------------------------------------------
55      INTEGER, INTENT(in) ::   kt, jnt ! ocean time step
56      INTEGER  ::   ji, jj, jk, jc
57      INTEGER  ::   irgb
58      REAL(wp) ::   zchl, zxsi0r
59      REAL(wp) ::   zc0 , zc1 , zc2, zc3
60      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj)     ::   zdepmoy, zetmp
61      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) ::   zekg, zekr, zekb
62      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) ::   ze1 , ze2 , ze3, ze0
63      !!---------------------------------------------------------------------
64
65
66      !     Initialisation of variables used to compute PAR
67      !     -----------------------------------------------
68      ze1 (:,:,jpk) = 0.e0
69      ze2 (:,:,jpk) = 0.e0
70      ze3 (:,:,jpk) = 0.e0
71
72      !                                        !* attenuation coef. function of Chlorophyll and wavelength (Red-Green-Blue)
73      DO jk = 1, jpkm1                         !  --------------------------------------------------------
74!CDIR NOVERRCHK
75         DO jj = 1, jpj
76!CDIR NOVERRCHK
77            DO ji = 1, jpi
78               zchl = ( trn(ji,jj,jk,jpnch) + trn(ji,jj,jk,jpdch) + rtrn ) * 1.e6
79               zchl = MIN(  10. , MAX( 0.03, zchl )  )
80               irgb = NINT( 41 + 20.* LOG10( zchl ) + rtrn )
81               !                                                         
82               zekb(ji,jj,jk) = xkrgb(1,irgb) * fse3t(ji,jj,jk)
83               zekg(ji,jj,jk) = xkrgb(2,irgb) * fse3t(ji,jj,jk)
84               zekr(ji,jj,jk) = xkrgb(3,irgb) * fse3t(ji,jj,jk)
85            END DO
86         END DO
87      END DO
88
89!!gm  Potential BUG  must discuss with Olivier about this implementation....
90!!gm           the questions are : - PAR at T-point or mean PAR over T-level....
91!!gm                               - shallow water: no penetration of light through the bottom....
92
93
94      !                                        !* Photosynthetically Available Radiation (PAR)
95      !                                        !  --------------------------------------
96!CDIR NOVERRCHK
97      DO jj = 1, jpj
98!CDIR NOVERRCHK
99         DO ji = 1, jpi
100            zc1 = parlux * qsr(ji,jj) * EXP( -0.5 * zekb(ji,jj,1) )
101            zc2 = parlux * qsr(ji,jj) * EXP( -0.5 * zekg(ji,jj,1) )
102            zc3 = parlux * qsr(ji,jj) * EXP( -0.5 * zekr(ji,jj,1) )
103            ze1  (ji,jj,1) = zc1
104            ze2  (ji,jj,1) = zc2
105            ze3  (ji,jj,1) = zc3
106            etot (ji,jj,1) = (       zc1 +        zc2 +       zc3 )
107            enano(ji,jj,1) = ( 2.1 * zc1 + 0.42 * zc2 + 0.4 * zc3 )
108            ediat(ji,jj,1) = ( 1.6 * zc1 + 0.69 * zc2 + 0.7 * zc3 )
109         END DO
110      END DO
111
112   
113      DO jk = 2, nksrp     
114!CDIR NOVERRCHK
115         DO jj = 1, jpj
116!CDIR NOVERRCHK
117            DO ji = 1, jpi
118               zc1 = ze1(ji,jj,jk-1) * EXP( -0.5 * ( zekb(ji,jj,jk-1) + zekb(ji,jj,jk) ) )
119               zc2 = ze2(ji,jj,jk-1) * EXP( -0.5 * ( zekg(ji,jj,jk-1) + zekg(ji,jj,jk) ) )
120               zc3 = ze3(ji,jj,jk-1) * EXP( -0.5 * ( zekr(ji,jj,jk-1) + zekr(ji,jj,jk) ) )
121               ze1  (ji,jj,jk) = zc1
122               ze2  (ji,jj,jk) = zc2
123               ze3  (ji,jj,jk) = zc3
124               etot (ji,jj,jk) = (       zc1 +        zc2 +       zc3 )
125               enano(ji,jj,jk) = ( 2.1 * zc1 + 0.42 * zc2 + 0.4 * zc3 )
126               ediat(ji,jj,jk) = ( 1.6 * zc1 + 0.69 * zc2 + 0.7 * zc3 )
127            END DO
128         END DO
129      END DO
130
131      IF( ln_qsr_bio ) THEN                    !* heat flux accros w-level (used in the dynamics)
132         !                                     !  ------------------------
133         zxsi0r = 1.e0 / rn_si0
134         !
135         ze0  (:,:,1) = rn_abs * qsr(:,:)
136         ze1  (:,:,1) = parlux * qsr(:,:)             ! surface value : separation in R-G-B + near surface
137         ze2  (:,:,1) = parlux * qsr(:,:)
138         ze3  (:,:,1) = parlux * qsr(:,:)
139         etot3(:,:,1) =          qsr(:,:) * tmask(:,:,1)
140         !
141         DO jk = 2, nksrp+1
142!CDIR NOVERRCHK
143            DO jj = 1, jpj
144!CDIR NOVERRCHK
145               DO ji = 1, jpi
146                  zc0 = ze0(ji,jj,jk-1) * EXP( -fse3t(ji,jj,jk-1) * zxsi0r )
147                  zc1 = ze1(ji,jj,jk-1) * EXP( -zekb(ji,jj,jk-1 ) )
148                  zc2 = ze2(ji,jj,jk-1) * EXP( -zekg(ji,jj,jk-1 ) )
149                  zc3 = ze3(ji,jj,jk-1) * EXP( -zekr(ji,jj,jk-1 ) )
150                  ze0(ji,jj,jk) = zc0
151                  ze1(ji,jj,jk) = zc1
152                  ze2(ji,jj,jk) = zc2
153                  ze3(ji,jj,jk) = zc3
154                  etot3(ji,jj,jk) = ( zc0 + zc1 + zc2 + zc3 ) * tmask(ji,jj,jk)
155              END DO
156              !
157            END DO
158            !
159        END DO
160        !
161      ENDIF
162
163      !                                        !* Euphotic depth and level
164      neln(:,:) = 1                            !  ------------------------
165      heup(:,:) = 300.
166
167      DO jk = 2, nksrp
168         DO jj = 1, jpj
169           DO ji = 1, jpi
170              IF( etot(ji,jj,jk) >= 0.0043 * qsr(ji,jj) )  THEN
171                 neln(ji,jj) = jk+1                    ! Euphotic level : 1rst T-level strictly below Euphotic layer
172                 !                                     ! nb: ensure the compatibility with nmld_trc definition in trd_mld_trc_zint
173                 heup(ji,jj) = fsdepw(ji,jj,jk+1)      ! Euphotic layer depth
174              ENDIF
175           END DO
176        END DO
177      END DO
178 
179      heup(:,:) = MIN( 300., heup(:,:) )
180
181      !                                        !* mean light over the mixed layer
182      zdepmoy(:,:)   = 0.e0                    !  -------------------------------
183      zetmp  (:,:)   = 0.e0
184      emoy   (:,:,:) = 0.e0
185
186      DO jk = 1, nksrp
187!CDIR NOVERRCHK
188         DO jj = 1, jpj
189!CDIR NOVERRCHK
190            DO ji = 1, jpi
191               IF( fsdepw(ji,jj,jk+1) <= hmld(ji,jj) ) THEN
192                  zetmp  (ji,jj) = zetmp  (ji,jj) + etot(ji,jj,jk) * fse3t(ji,jj,jk)
193                  zdepmoy(ji,jj) = zdepmoy(ji,jj) + fse3t(ji,jj,jk)
194               ENDIF
195            END DO
196         END DO
197      END DO
198      !
199      emoy(:,:,:) = etot(:,:,:)
200      !
201      DO jk = 1, nksrp
202!CDIR NOVERRCHK
203         DO jj = 1, jpj
204!CDIR NOVERRCHK
205            DO ji = 1, jpi
206               IF( fsdepw(ji,jj,jk+1) <= hmld(ji,jj) ) &
207       &           emoy(ji,jj,jk) = zetmp(ji,jj) / ( zdepmoy(ji,jj) + rtrn )
208            END DO
209         END DO
210      END DO
211
212#if defined key_diatrc
213# if ! defined key_iomput
214      ! save for outputs
215      trc2d(:,:,  jp_pcs0_2d + 10) = heup(:,:  ) * tmask(:,:,1) 
216      trc3d(:,:,:,jp_pcs0_3d + 3)  = etot(:,:,:) * tmask(:,:,:)
217# else
218      ! write diagnostics
219      IF( jnt == nrdttrc ) then
220         CALL iom_put( "Heup", heup(:,:  ) * tmask(:,:,1) )  ! euphotic layer deptht
221         CALL iom_put( "PAR" , etot(:,:,:) * tmask(:,:,:) )  ! Photosynthetically Available Radiation
222      ENDIF
223# endif
224#endif
225      !
226   END SUBROUTINE p4z_opt
227
228   SUBROUTINE p4z_opt_init
229      !!----------------------------------------------------------------------
230      !!                  ***  ROUTINE p4z_opt_init  ***
231      !!
232      !! ** Purpose :   Initialization of tabulated attenuation coef
233      !!
234      !!
235      !!----------------------------------------------------------------------
236
237      !                                ! level of light extinction
238      nksrp = trc_oce_ext_lev( rn_si2, 0.33e2 )
239      IF(lwp) THEN
240        WRITE(numout,*)
241        WRITE(numout,*) ' level max of computation of qsr = ', nksrp, ' ref depth = ', gdepw_0(nksrp+1), ' m'
242      ENDIF
243!!      CALL trc_oce_rgb( xkrgb )     ! tabulated attenuation coefficients
244      CALL trc_oce_rgb_read( xkrgb )     ! tabulated attenuation coefficients
245      etot (:,:,:) = 0.e0
246      enano(:,:,:) = 0.e0
247      ediat(:,:,:) = 0.e0
248      IF( ln_qsr_bio ) etot3(:,:,:) = 0.e0
249      !
250   END SUBROUTINE p4z_opt_init
251#else
252   !!----------------------------------------------------------------------
253   !!  Dummy module :                                   No PISCES bio-model
254   !!----------------------------------------------------------------------
255CONTAINS
256   SUBROUTINE p4z_opt                   ! Empty routine
257   END SUBROUTINE p4z_opt
258#endif 
259
260   !!======================================================================
261END MODULE  p4zopt
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.