source: trunk/NEMO/TOP_SRC/PISCES/p4zlys.F90 @ 935

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adding modules for PISCES SMS model, see ticket 141

  • Property svn:executable set to *
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Line 
1MODULE p4zlys
2   !!======================================================================
3   !!                         ***  MODULE p4zlys  ***
4   !! TOP :   PISCES
5   !!======================================================================
6   !! History :    -   !  1988-07  (E. MAIER-REIMER) Original code
7   !!              -   !  1998     (O. Aumont) additions
8   !!              -   !  1999     (C. Le Quere) modifications
9   !!             1.0  !  2004     (O. Aumont) modifications
10   !!             2.0  !  2007-12  (C. Ethe, G. Madec)  F90
11   !!----------------------------------------------------------------------
12#if defined key_pisces
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   !!   'key_pisces'                                       PISCES bio-model
15   !!----------------------------------------------------------------------
16   !!   p4z_lys        :   Compute the CaCO3 dissolution
17   !!   p4z_lys_init   :   Read the namelist parameters
18   !!----------------------------------------------------------------------
19   USE trc
20   USE oce_trc         !
21   USE trp_trc
22   USE sms
23   USE prtctl_trc
24
25   IMPLICIT NONE
26   PRIVATE
27
28   PUBLIC   p4z_lys    ! called in p4zprg.F90
29
30   !! * Shared module variables
31   REAL(wp), PUBLIC ::   kdca    = 0.327e3_wp   ,  &  !:
32     &                   nca  = 1.0_wp                !:
33
34   !! * Module variables
35   REAL(wp) :: &
36      calcon = 1.03E-2        ! mean calcite concentration [Ca2+] in sea water [mole/kg solution]
37
38   !!----------------------------------------------------------------------
39   !! NEMO/TOP 2.0 , LOCEAN-IPSL (2007)
40   !! $Header:$
41   !! Software governed by the CeCILL licence (modipsl/doc/NEMO_CeCILL.txt)
42   !!----------------------------------------------------------------------
43
44CONTAINS
45
46   SUBROUTINE p4z_lys( kt )
47      !!---------------------------------------------------------------------
48      !!                     ***  ROUTINE p4z_lys  ***
49      !!
50      !! ** Purpose :   CALCULATES DEGREE OF CACO3 SATURATION IN THE WATER
51      !!                COLUMN, DISSOLUTION/PRECIPITATION OF CACO3 AND LOSS
52      !!                OF CACO3 TO THE CACO3 SEDIMENT POOL.
53      !!
54      !! ** Method  : - ???
55      !!---------------------------------------------------------------------
56      INTEGER, INTENT(in) ::   kt ! ocean time step
57      INTEGER  ::   ji, jj, jk, jn
58      REAL(wp) ::   zbot, zalk, zdic, zph, zremco3, zah2
59      REAL(wp) ::   zdispot, zfact, zalka
60      REAL(wp) ::   zomegaca, zexcess, zexcess0
61      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) ::   zco3
62      CHARACTER (len=25) :: charout
63      !!---------------------------------------------------------------------
64
65      IF( kt == nittrc000  )   CALL p4z_lys_init      ! Initialization (first time-step only)
66
67
68
69      !     -------------------------------------------
70      !     COMPUTE [CO3--] and [H+] CONCENTRATIONS
71      !     -------------------------------------------
72     
73      DO jn = 1, 5                               !  BEGIN OF ITERATION
74         !
75!CDIR NOVERRCHK
76         DO jk = 1, jpkm1
77!CDIR NOVERRCHK
78            DO jj = 1, jpj
79!CDIR NOVERRCHK
80               DO ji = 1, jpi
81
82                  ! SET DUMMY VARIABLE FOR TOTAL BORATE
83                  zbot  = borat(ji,jj,jk)
84                  zfact = rhop (ji,jj,jk) / 1000. + rtrn
85
86                  ! SET DUMMY VARIABLE FOR [H+]
87                  zph   = hi(ji,jj,jk) * tmask(ji,jj,jk) / zfact + ( 1.-tmask(ji,jj,jk) ) * 1.e-9
88
89                  ! SET DUMMY VARIABLE FOR [SUM(CO2)]GIVEN
90                  zdic  = trn(ji,jj,jk,jpdic) / zfact
91                  zalka = trn(ji,jj,jk,jptal) / zfact
92
93                  ! CALCULATE [ALK]([CO3--], [HCO3-])
94                  zalk  = zalka - (  akw3(ji,jj,jk) / zph - zph   &
95                     &             + zbot / (1.+ zph / akb3(ji,jj,jk) )  )
96
97                  ! CALCULATE [H+] and [CO3--]
98                  zah2 = SQRT( (zdic-zalk)*(zdic-zalk)+   &
99                     &     4.*(zalk*ak23(ji,jj,jk)/ak13(ji,jj,jk))   &
100                     &     *(2*zdic-zalk))
101
102                  zah2=0.5*ak13(ji,jj,jk)/zalk*((zdic-zalk)+zah2)
103                  zco3(ji,jj,jk) = zalk/(2.+zah2/ak23(ji,jj,jk))*zfact
104
105                  hi(ji,jj,jk)  = zah2*zfact
106
107               END DO
108            END DO
109         END DO
110         !
111      END DO 
112
113      !     ---------------------------------------------------------
114      !        CALCULATE DEGREE OF CACO3 SATURATION AND CORRESPONDING
115      !        DISSOLOUTION AND PRECIPITATION OF CACO3 (BE AWARE OF
116      !        MGCO3)
117      !     ---------------------------------------------------------
118
119      DO jk = 1, jpkm1
120         DO jj = 1, jpj
121            DO ji = 1, jpi
122
123               ! DEVIATION OF [CO3--] FROM SATURATION VALUE
124               zomegaca = ( calcon * zco3(ji,jj,jk) ) / aksp(ji,jj,jk)
125
126               ! SET DEGREE OF UNDER-/SUPERSATURATION
127               zexcess0 = MAX( 0., ( 1.- zomegaca ) )
128               zexcess  = zexcess0**nca
129
130               ! AMOUNT CACO3 (12C) THAT RE-ENTERS SOLUTION
131               !       (ACCORDING TO THIS FORMULATION ALSO SOME PARTICULATE
132               !       CACO3 GETS DISSOLVED EVEN IN THE CASE OF OVERSATURATION)
133# if defined key_off_degrad
134              zdispot = kdca * zexcess * trn(ji,jj,jk,jpcal) * facvol(ji,jj,jk)
135# else
136              zdispot = kdca * zexcess * trn(ji,jj,jk,jpcal)
137# endif
138
139              !  CHANGE OF [CO3--] , [ALK], PARTICULATE [CACO3],
140              !       AND [SUM(CO2)] DUE TO CACO3 DISSOLUTION/PRECIPITATION
141              zremco3 = zdispot / rmoss
142              zco3(ji,jj,jk) = zco3(ji,jj,jk) + zremco3 * rfact
143              tra(ji,jj,jk,jptal) = tra(ji,jj,jk,jptal) + 2.*zremco3
144              tra(ji,jj,jk,jpcal) = tra(ji,jj,jk,jpcal) -    zremco3
145              tra(ji,jj,jk,jpdic) = tra(ji,jj,jk,jpdic) +    zremco3
146
147            END DO
148         END DO
149      END DO
150
151# if defined key_trc_dia3d
152         trc3d(:,:,:,1) = hi(:,:,:)
153         trc3d(:,:,:,2) = zco3(:,:,:)
154         trc3d(:,:,:,3) = aksp(:,:,:) / calcon
155# endif
156      !
157       IF(ln_ctl)   THEN  ! print mean trends (used for debugging)
158         WRITE(charout, FMT="('lys ')")
159         CALL prt_ctl_trc_info(charout)
160         CALL prt_ctl_trc(tab4d=tra, mask=tmask, clinfo=ctrcnm)
161       ENDIF
162
163   END SUBROUTINE p4z_lys
164
165   SUBROUTINE p4z_lys_init
166
167      !!----------------------------------------------------------------------
168      !!                  ***  ROUTINE p4z_lys_init  ***
169      !!
170      !! ** Purpose :   Initialization of CaCO3 dissolution parameters
171      !!
172      !! ** Method  :   Read the natcal namelist and check the parameters
173      !!      called at the first timestep (nittrc000)
174      !!
175      !! ** input   :   Namelist natcal
176      !!
177      !!----------------------------------------------------------------------
178
179      NAMELIST/natcal/ kdca, nca
180
181      REWIND( numnat )                     ! read numnat
182      READ  ( numnat, natcal )
183
184      IF(lwp) THEN                         ! control print
185         WRITE(numout,*) ' '
186         WRITE(numout,*) ' Namelist parameters for CaCO3 dissolution, natcal'
187         WRITE(numout,*) ' ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~'
188         WRITE(numout,*) '    diss. rate constant calcite (per month)   kdca      =', kdca
189         WRITE(numout,*) '    order of reaction for calcite dissolution nca       =', nca
190      ENDIF
191
192   END SUBROUTINE p4z_lys_init
193
194#else
195   !!======================================================================
196   !!  Dummy module :                                   No PISCES bio-model
197   !!======================================================================
198CONTAINS
199   SUBROUTINE p4z_lys( kt )                   ! Empty routine
200      INTEGER, INTENT( in ) ::   kt
201      WRITE(*,*) 'p4z_lys: You should not have seen this print! error?', kt
202   END SUBROUTINE p4z_lys
203#endif 
204
205   !!======================================================================
206END MODULE  p4zlys
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.