source: trunk/NEMO/TOP_SRC/PISCES/p4zsink.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 p4zsink
2   !!======================================================================
3   !!                         ***  MODULE p4zsink  ***
4   !! TOP :   PISCES Compute vertical flux of particulate matter due to gravitational sinking
5   !!======================================================================
6   !! History :   1.0  !  2004     (O. Aumont) Original code
7   !!             2.0  !  2007-12  (C. Ethe, G. Madec)  F90
8#if defined key_pisces
9   !!----------------------------------------------------------------------
10   !!   p4z_sink       :  Compute vertical flux of particulate matter due to gravitational sinking
11   !!----------------------------------------------------------------------
12   USE trc
13   USE oce_trc         !
14   USE trp_trc
15   USE sms
16   USE p4zsink2        !
17   USE prtctl_trc
18
19
20   IMPLICIT NONE
21   PRIVATE
22
23   PUBLIC   p4z_sink    ! called in p4zbio.F90
24
25   !! * Shared module variables
26   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(jpi,jpj,jpk) ::   &   !:
27     wsbio3, wsbio4,      &    !: POC and GOC sinking speeds
28     wscal                     !: Calcite and BSi sinking speeds
29
30   !! * Module variables
31   REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) ::   &   !:
32     sinking, sinking2,   &    !: POC sinking fluxes (different meanings depending on the parameterization
33     sinkcal, sinksil,    &    !: CaCO3 and BSi sinking fluxes
34     sinkfer                   !: Small BFe sinking flux
35
36#if  defined key_kriest
37   REAL(wp)          ::       &   
38      xkr_sfact    = 250.  ,  &   !: Sinking factor
39      xkr_stick    = 0.2   ,  &   !: Stickiness
40      xkr_nnano    = 2.337 ,  &   !: Nbr of cell in nano size class
41      xkr_ndiat    = 3.718 ,  &   !: Nbr of cell in diatoms size class
42      xkr_nmeso    = 7.147 ,  &   !: Nbr of cell in mesozoo  size class
43      xkr_naggr    = 9.877        !: Nbr of cell in aggregates  size class
44
45   REAL(wp)          ::       &   
46      xkr_frac
47
48   REAL(wp), PUBLIC ::        &
49      xkr_dnano            ,  &   !: Size of particles in nano pool
50      xkr_ddiat            ,  &   !: Size of particles in diatoms pool
51      xkr_dmeso            ,  &   !: Size of particles in mesozoo pool
52      xkr_daggr            ,  &   !: Size of particles in aggregates pool
53      xkr_wsbio_min        ,  &   !: min vertical particle speed
54      xkr_wsbio_max               !: max vertical particle speed
55
56   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(jpk) ::   &   !:
57      xnumm                       !:     maximum number of particles in aggregates
58
59#endif
60
61#if ! defined key_kriest
62   REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) ::   &   !:
63     sinkfer2                  !: Big Fe sinking flux
64#endif 
65
66   !!* Substitution
67#  include "domzgr_substitute.h90"
68   !!----------------------------------------------------------------------
69   !! NEMO/TOP 2.0 , LOCEAN-IPSL (2007)
70   !! $Header:$
71   !! Software governed by the CeCILL licence (modipsl/doc/NEMO_CeCILL.txt)
72   !!----------------------------------------------------------------------
73
74CONTAINS
75
76#if defined key_kriest
77
78   SUBROUTINE p4z_sink ( kt, jnt )
79      !!---------------------------------------------------------------------
80      !!                ***  ROUTINE p4z_sink  ***
81      !!
82      !! ** Purpose :   Compute vertical flux of particulate matter due to
83      !!              gravitational sinking - Kriest parameterization
84      !!
85      !! ** Method  : - ???
86      !!---------------------------------------------------------------------
87
88      INTEGER, INTENT(in) :: kt, jnt
89      INTEGER  :: ji, jj, jk
90      INTEGER  :: iksed
91      REAL(wp) :: zagg1, zagg2, zagg3, zagg4, zagg5, zaggsi, zaggsh
92      REAL(wp) :: zagg , zaggdoc, znumdoc
93      REAL(wp) :: znum , zeps, zfm, zgm, zsm
94      REAL(wp) :: zdiv , zdiv1, zdiv2, zdiv3, zdiv4, zdiv5
95      REAL(wp) :: zval1, zval2, zval3, zval4
96      REAL(wp) :: zstep
97#if defined key_trc_dia3d
98      REAL(wp) ::   zrfact2
99#endif
100      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) ::   znum3d
101      CHARACTER (len=25) :: charout
102
103      !!---------------------------------------------------------------------
104
105      IF( ( kt * jnt ) == nittrc000  )   CALL p4z_sink_init   ! Initialization (first time-step only)
106
107       zstep = rfact2 / rjjss      ! Time step duration for biology
108
109
110!     Initialisation of variables used to compute Sinking Speed
111!     ---------------------------------------------------------
112
113       znum3d(:,:,:) = 0.e0
114       iksed = 10
115       zval1 = 1. + xkr_zeta
116       zval2 = 1. + xkr_zeta + xkr_eta
117       zval3 = 1. + xkr_eta
118
119!     Computation of the vertical sinking speed : Kriest et Evans, 2000
120!     -----------------------------------------------------------------
121
122      DO jk = 1, jpkm1
123         DO jj = 1, jpj
124            DO ji = 1, jpi
125               IF( tmask(ji,jj,jk) /= 0.e0 ) THEN
126                  znum = trn(ji,jj,jk,jppoc) / ( trn(ji,jj,jk,jpnum) + rtrn ) / xkr_massp
127! -------------- To avoid sinking speed over 50 m/day -------
128                  znum  = MIN( xnumm(jk), znum )
129                  znum  = MAX( 1.1      , znum )
130                  znum3d(ji,jj,jk) = znum
131!------------------------------------------------------------
132                  zeps  = ( zval1 * znum - 1. )/ ( znum - 1. )
133                  zfm   = xkr_frac**( 1. - zeps )
134                  zgm   = xkr_frac**( zval1 - zeps )
135                  zdiv  = MAX( 1.e-4, ABS( zeps - zval2 ) ) * SIGN( 1., ( zeps - zval2 ) )
136                  zdiv1 = zeps - zval3
137                  wsbio3(ji,jj,jk) = xkr_wsbio_min * ( zeps - zval1 ) / zdiv    &
138     &                             - xkr_wsbio_max *   zgm * xkr_eta  / zdiv
139                  wsbio4(ji,jj,jk) = xkr_wsbio_min *   ( zeps-1. )    / zdiv1   &
140     &                             - xkr_wsbio_max *   zfm * xkr_eta  / zdiv1
141                  IF( znum == 1.1)   wsbio3(ji,jj,jk) = wsbio4(ji,jj,jk)
142               ENDIF
143            END DO
144         END DO
145      END DO
146
147      wscal(:,:,:) = MAX( wsbio3(:,:,:), 50. )
148
149
150!   INITIALIZE TO ZERO ALL THE SINKING ARRAYS
151!   -----------------------------------------
152
153      sinking (:,:,:) = 0.e0
154      sinking2(:,:,:) = 0.e0
155      sinkcal (:,:,:) = 0.e0
156      sinkfer (:,:,:) = 0.e0
157      sinksil (:,:,:) = 0.e0
158
159!   Compute the sedimentation term using p4zsink2 for all
160!   the sinking particles
161!   -----------------------------------------------------
162
163      CALL p4z_sink2( wsbio3, sinking , jppoc )
164      CALL p4z_sink2( wsbio4, sinking2, jpnum )
165      CALL p4z_sink2( wsbio3, sinkfer , jpsfe )
166      CALL p4z_sink2( wscal , sinksil , jpdsi )
167      CALL p4z_sink2( wscal , sinkcal , jpcal )
168
169!  Exchange between organic matter compartments due to
170!  coagulation/disaggregation
171!  ---------------------------------------------------
172
173      zval1 = 1. + xkr_zeta
174      zval2 = 1. + xkr_eta
175      zval3 = 3. + xkr_eta
176      zval4 = 4. + xkr_eta
177
178      DO jk = 1,jpkm1
179         DO jj = 1,jpj
180            DO ji = 1,jpi
181               IF( tmask(ji,jj,jk) /= 0.e0 ) THEN
182
183                  znum = trn(ji,jj,jk,jppoc)/(trn(ji,jj,jk,jpnum)+rtrn) / xkr_massp
184! -------------- To avoid sinking speed over 50 m/day -------
185                  znum  = min(xnumm(jk),znum)
186                  znum  = MAX( 1.1,znum)
187!------------------------------------------------------------
188                  zeps  = ( zval1 * znum - 1.) / ( znum - 1.)
189                  zdiv  = MAX( 1.e-4, ABS( zeps - zval3) ) * SIGN( 1., zeps - zval3 )
190                  zdiv1 = MAX( 1.e-4, ABS( zeps - 4.   ) ) * SIGN( 1., zeps - 4.    )
191                  zdiv2 = zeps - 2.
192                  zdiv3 = zeps - 3.
193                  zdiv4 = zeps - zval2
194                  zdiv5 = 2.* zeps - zval4
195                  zfm   = xkr_frac**( 1.- zeps )
196                  zsm   = xkr_frac**xkr_eta
197
198!    Part I : Coagulation dependant on turbulence
199!    ----------------------------------------------
200
201                  zagg1 = ( 0.163 * trn(ji,jj,jk,jpnum)**2               &
202                     &            * 2.*( (zfm-1.)*(zfm*xkr_mass_max**3-xkr_mass_min**3)    &
203                     &            * (zeps-1)/zdiv1 + 3.*(zfm*xkr_mass_max-xkr_mass_min)    &
204                     &            * (zfm*xkr_mass_max**2-xkr_mass_min**2)                  &
205                     &            * (zeps-1.)**2/(zdiv2*zdiv3))            &
206# if defined key_off_degrad
207                     &                 *facvol(ji,jj,jk)       &
208# endif
209                     &    )
210
211                  zagg2 = (  2*0.163*trn(ji,jj,jk,jpnum)**2*zfm*                       &
212                     &                   ((xkr_mass_max**3+3.*(xkr_mass_max**2          &
213                     &                    *xkr_mass_min*(zeps-1.)/zdiv2                 &
214                     &                    +xkr_mass_max*xkr_mass_min**2*(zeps-1.)/zdiv3)    &
215                     &                    +xkr_mass_min**3*(zeps-1)/zdiv1)                  &
216                     &                    -zfm*xkr_mass_max**3*(1.+3.*((zeps-1.)/           &
217                     &                    (zeps-2.)+(zeps-1.)/zdiv3)+(zeps-1.)/zdiv1))      &
218#    if defined key_off_degrad
219                     &                 *facvol(ji,jj,jk)             &
220#    endif
221                     &    )
222
223                  zagg3 = (  0.163*trn(ji,jj,jk,jpnum)**2*zfm**2*8. * xkr_mass_max**3   &
224#    if defined key_off_degrad
225                     &                 *facvol(ji,jj,jk)             &
226#    endif
227                     &    )
228
229                  zaggsh = ( zagg1 + zagg2 + zagg3 ) * rfact2 * xdiss(ji,jj,jk) / 1000.
230
231!    Aggregation of small into large particles
232!    Part II : Differential settling
233!    ----------------------------------------------
234
235                  zagg4 = (  2.*3.141*0.125*trn(ji,jj,jk,jpnum)**2*                       &
236                     &                 xkr_wsbio_min*(zeps-1.)**2                         &
237                     &                 *(xkr_mass_min**2*((1.-zsm*zfm)/(zdiv3*zdiv4)      &
238                     &                 -(1.-zfm)/(zdiv*(zeps-1.)))-                       &
239                     &                 ((zfm*zfm*xkr_mass_max**2*zsm-xkr_mass_min**2)     &
240                     &                 *xkr_eta)/(zdiv*zdiv3*zdiv5) )                     &
241# if defined key_off_degrad
242                     &                 *facvol(ji,jj,jk)        &
243# endif
244                     &    )
245
246                  zagg5 = (  2.*3.141*0.125*trn(ji,jj,jk,jpnum)**2                         &
247                     &                 *(zeps-1.)*zfm*xkr_wsbio_min                        &
248                     &                 *(zsm*(xkr_mass_min**2-zfm*xkr_mass_max**2)         &
249                     &                 /zdiv3-(xkr_mass_min**2-zfm*zsm*xkr_mass_max**2)    &
250                     &                 /zdiv)                   &
251# if defined key_off_degrad
252                     &                 *facvol(ji,jj,jk)        &
253# endif
254                     &    )
255
256                  zaggsi = ( zagg4 + zagg5 ) * zstep / 10.
257
258                  zagg = 0.5 * xkr_stick * ( zaggsh + zaggsi )
259
260!     Aggregation of DOC to small particles
261!     --------------------------------------
262
263                  zaggdoc = ( 0.4 * trn(ji,jj,jk,jpdoc)               &
264                     &        + 1018.  * trn(ji,jj,jk,jppoc)  ) * zstep    &
265# if defined key_off_degrad
266                     &        * facvol(ji,jj,jk)                              &
267# endif
268                     &        * xdiss(ji,jj,jk) * trn(ji,jj,jk,jpdoc)
269
270                  znumdoc = trn(ji,jj,jk,jpnum) / ( trn(ji,jj,jk,jppoc) + rtrn )
271                  tra(ji,jj,jk,jppoc) = tra(ji,jj,jk,jppoc) + zaggdoc
272                  tra(ji,jj,jk,jpnum) = tra(ji,jj,jk,jpnum) + zaggdoc * znumdoc - zagg
273                  tra(ji,jj,jk,jpdoc) = tra(ji,jj,jk,jpdoc) - zaggdoc
274
275               ENDIF
276            END DO
277         END DO
278      END DO
279
280#    if defined key_trc_dia3d
281      zrfact2 = 1.e3 * rfact2r
282      trc2d(:,:, 5)   = sinking (:,:,iksed+1) * zrfact2
283      trc2d(:,:, 6)   = sinking2(:,:,iksed+1) * zrfact2
284      trc2d(:,:, 7)   = sinkfer (:,:,iksed+1) * zrfact2
285      trc2d(:,:, 9)   = sinksil (:,:,iksed+1) * zrfact2
286      trc2d(:,:,10)   = sinkcal (:,:,iksed+1) * zrfact2
287      trc3d(:,:,:,12) = sinking (:,:,:)       * zrfact2
288      trc3d(:,:,:,13) = sinking2(:,:,:)       * zrfact2
289      trc3d(:,:,:,14) = sinksil (:,:,:)       * zrfact2
290      trc3d(:,:,:,15) = sinkcal (:,:,:)       * zrfact2
291      trc3d(:,:,:,16) = znum3d  (:,:,:)
292      trc3d(:,:,:,17) = wsbio3  (:,:,:)
293      trc3d(:,:,:,18) = wsbio4  (:,:,:)
294#    endif
295      !
296       IF(ln_ctl)   THEN  ! print mean trends (used for debugging)
297         WRITE(charout, FMT="('sink')")
298         CALL prt_ctl_trc_info(charout)
299         CALL prt_ctl_trc(tab4d=tra, mask=tmask, clinfo=ctrcnm)
300       ENDIF
301
302   END SUBROUTINE p4z_sink
303
304   SUBROUTINE p4z_sink_init
305      !!----------------------------------------------------------------------
306      !!                  ***  ROUTINE p4z_sink_init  ***
307      !!
308      !! ** Purpose :   Initialization of sinking parameters
309      !!                Kriest parameterization only
310      !!
311      !! ** Method  :   Read the natkriest namelist and check the parameters
312      !!      called at the first timestep (nittrc000)
313      !!
314      !! ** input   :   Namelist natkriest
315      !!
316      !!----------------------------------------------------------------------
317      INTEGER  ::   jk, jn, kiter
318      REAL(wp) ::   znum, zdiv
319      REAL(wp) ::   zws, zwr, zwl,wmax, znummax
320      REAL(wp) ::   zmin, zmax, zl, zr, xacc
321
322      NAMELIST/natkrsize/ xkr_sfact, xkr_stick ,  &
323         &                xkr_nnano, xkr_ndiat, xkr_nmeso, xkr_naggr
324
325      !!----------------------------------------------------------------------
326      !                               ! natkriest : kriest parameters
327      !                               ! -----------------------------
328      REWIND( numnat )                     ! read natkriest
329      READ  ( numnat, natkrsize )
330
331      IF(lwp) THEN
332         WRITE(numout,*)
333         WRITE(numout,*) ' Namelist : natkrsize'
334         WRITE(numout,*) '    Sinking factor                           xkr_sfact    = ', xkr_sfact
335         WRITE(numout,*) '    Stickiness                               xkr_stick    = ', xkr_stick
336         WRITE(numout,*) '    Nbr of cell in nano size class           xkr_nnano    = ', xkr_nnano
337         WRITE(numout,*) '    Nbr of cell in diatoms size class        xkr_ndiat    = ', xkr_ndiat
338         WRITE(numout,*) '    Nbr of cell in mesozoo size class        xkr_nmeso    = ', xkr_nmeso
339         WRITE(numout,*) '    Nbr of cell in aggregates size class     xkr_naggr    = ', xkr_naggr
340     ENDIF
341
342
343     ! max and min vertical particle speed
344     xkr_wsbio_min = xkr_sfact * xkr_mass_min**xkr_eta
345     xkr_wsbio_max = xkr_sfact * xkr_mass_max**xkr_eta
346     WRITE(numout,*) ' max and min vertical particle speed ', xkr_wsbio_min, xkr_wsbio_max
347
348     !
349     !    effect of the sizes of the different living pools on particle numbers
350     !    nano = 2um-20um -> mean size=6.32 um -> ws=2.596 -> xnum=xnnano=2.337
351     !    diat and microzoo = 10um-200um -> 44.7 -> 8.732 -> xnum=xndiat=3.718
352     !    mesozoo = 200um-2mm -> 632.45 -> 45.14 -> xnum=xnmeso=7.147
353     !    aggregates = 200um-10mm -> 1414 -> 74.34 -> xnum=xnaggr=9.877
354     !    doc aggregates = 1um
355     ! ----------------------------------------------------------
356
357     xkr_dnano = 1. / ( xkr_massp * xkr_nnano )
358     xkr_ddiat = 1. / ( xkr_massp * xkr_ndiat )
359     xkr_dmeso = 1. / ( xkr_massp * xkr_nmeso )
360     xkr_daggr = 1. / ( xkr_massp * xkr_naggr )
361
362      !!---------------------------------------------------------------------
363      !!    'key_kriest'                                                  ???
364      !!---------------------------------------------------------------------
365      !  COMPUTATION OF THE VERTICAL PROFILE OF MAXIMUM SINKING SPEED
366      !  Search of the maximum number of particles in aggregates for each k-level.
367      !  Bissection Method
368      !--------------------------------------------------------------------
369      WRITE(numout,*)
370      WRITE(numout,*)'    kriest : Compute maximum number of particles in aggregates'
371
372      xacc     =  0.001
373      kiter    = 50
374      zmin     =  1.10
375      zmax     = xkr_mass_max / xkr_mass_min
376      xkr_frac = zmax
377
378      DO jk = 1,jpk
379         zl = zmin
380         zr = zmax
381         wmax = 0.5 * fse3t(1,1,jk) * rjjss / rfact2
382         zdiv = xkr_zeta + xkr_eta - xkr_eta * zl
383         znum = zl - 1.
384         zwl =  xkr_wsbio_min * xkr_zeta / zdiv &
385            & - ( xkr_wsbio_max * xkr_eta * znum * &
386            &     xkr_frac**( -xkr_zeta / znum ) / zdiv ) &
387            & - wmax
388
389         zdiv = xkr_zeta + xkr_eta - xkr_eta * zr
390         znum = zr - 1.
391         zwr =  xkr_wsbio_min * xkr_zeta / zdiv &
392            & - ( xkr_wsbio_max * xkr_eta * znum * &
393            &     xkr_frac**( -xkr_zeta / znum ) / zdiv ) &
394            & - wmax
395iflag:  DO jn = 1, kiter
396           IF( zwl == 0.e0 ) THEN
397              znummax = zl
398           ELSE IF ( zwr == 0.e0 ) THEN
399              znummax = zr
400           ELSE
401              znummax = ( zr + zl ) / 2.
402              zdiv = xkr_zeta + xkr_eta - xkr_eta * znummax
403              znum = znummax - 1.
404              zws =  xkr_wsbio_min * xkr_zeta / zdiv &
405                 & - ( xkr_wsbio_max * xkr_eta * znum * &
406                 &     xkr_frac**( -xkr_zeta / znum ) / zdiv ) &
407                 & - wmax
408              IF( zws * zwl < 0. ) THEN
409                 zr = znummax
410              ELSE
411                 zl = znummax
412              ENDIF
413              zdiv = xkr_zeta + xkr_eta - xkr_eta * zl
414              znum = zl - 1.
415              zwl =  xkr_wsbio_min * xkr_zeta / zdiv &
416                 & - ( xkr_wsbio_max * xkr_eta * znum * &
417                 &     xkr_frac**( -xkr_zeta / znum ) / zdiv ) &
418                 & - wmax
419
420              zdiv = xkr_zeta + xkr_eta - xkr_eta * zr
421              znum = zr - 1.
422              zwr =  xkr_wsbio_min * xkr_zeta / zdiv &
423                 & - ( xkr_wsbio_max * xkr_eta * znum * &
424                 &     xkr_frac**( -xkr_zeta / znum ) / zdiv ) &
425                 & - wmax
426
427              IF ( ABS ( zws )  <= xacc ) EXIT iflag
428
429           ENDIF
430
431        END DO iflag
432
433        xnumm(jk) = znummax
434        WRITE(numout,*) '       jk = ', jk, ' wmax = ', wmax,' xnum max = ', xnumm(jk)
435
436     END DO
437
438  END SUBROUTINE p4z_sink_init
439
440#else
441
442   SUBROUTINE p4z_sink ( kt, jnt )
443      !!---------------------------------------------------------------------
444      !!                     ***  ROUTINE p4z_sink  ***
445      !!
446      !! ** Purpose :   Compute vertical flux of particulate matter due to
447      !!                gravitational sinking
448      !!
449      !! ** Method  : - ???
450      !!---------------------------------------------------------------------
451      INTEGER, INTENT(in) :: kt, jnt
452      INTEGER  ::   ji, jj, jk
453      INTEGER  ::   iksed
454      REAL(wp) ::   zagg1, zagg2, zagg3, zagg4
455      REAL(wp) ::   zagg , zaggfe, zaggdoc, zaggdoc2
456      REAL(wp) ::   zfact, zstep, zwsmax
457#if defined key_trc_dia3d
458      REAL(wp) ::   zrfact2
459#endif
460      CHARACTER (len=25) :: charout
461      !!---------------------------------------------------------------------
462
463       zstep = rfact2 / rjjss      ! Timestep duration for biology
464
465
466!    Sinking speeds of detritus is increased with depth as shown
467!    by data and from the coagulation theory
468!    -----------------------------------------------------------
469
470      iksed = 10
471
472      DO jk = 1, jpkm1
473         DO jj = 1, jpj
474            DO ji=1,jpi
475               zfact = MAX( 0., fsdepw(ji,jj,jk+1)-hmld(ji,jj) ) / 4000.
476               wsbio4(ji,jj,jk) = wsbio2 + ( 200.- wsbio2 ) * zfact
477            END DO
478         END DO
479      END DO
480
481!      LIMIT THE VALUES OF THE SINKING SPEEDS
482!      TO AVOID NUMERICAL INSTABILITIES
483
484      wsbio3(:,:,:) = wsbio
485!
486! OA Below, this is garbage. the ideal would be to find a time-splitting
487! OA algorithm that does not increase the computing cost by too much
488! OA In ROMS, I have included a time-splitting procedure. But it is
489! OA too expensive as the loop is computed globally. Thus, a small e3t
490! OA at one place determines the number of subtimesteps globally
491! OA AWFULLY EXPENSIVE !! Not able to find a better approach. Damned !!
492
493      DO jk = 1,jpkm1
494         DO jj = 1, jpj
495            DO ji = 1, jpi
496               zwsmax = 0.8 * fse3t(ji,jj,jk) / zstep
497               wsbio4(ji,jj,jk) = MIN( wsbio4(ji,jj,jk), zwsmax )
498               wsbio3(ji,jj,jk) = MIN( wsbio3(ji,jj,jk), zwsmax )
499            END DO
500         END DO
501      END DO
502
503      wscal(:,:,:) = wsbio4(:,:,:)
504
505!   INITIALIZE TO ZERO ALL THE SINKING ARRAYS
506!   -----------------------------------------
507
508      sinking (:,:,:) = 0.e0
509      sinking2(:,:,:) = 0.e0
510      sinkcal (:,:,:) = 0.e0
511      sinkfer (:,:,:) = 0.e0
512      sinksil (:,:,:) = 0.e0
513      sinkfer2(:,:,:) = 0.e0
514
515!   Compute the sedimentation term using p4zsink2 for all
516!   the sinking particles
517!   -----------------------------------------------------
518
519      CALL p4z_sink2( wsbio3, sinking , jppoc )
520      CALL p4z_sink2( wsbio3, sinkfer , jpsfe )
521      CALL p4z_sink2( wsbio4, sinking2, jpgoc )
522      CALL p4z_sink2( wsbio4, sinkfer2, jpbfe )
523      CALL p4z_sink2( wsbio4, sinksil , jpdsi )
524      CALL p4z_sink2( wscal , sinkcal , jpcal )
525
526!  Exchange between organic matter compartments due to
527!  coagulation/disaggregation
528!  ---------------------------------------------------
529
530      DO jk = 1, jpkm1
531         DO jj = 1, jpj
532            DO ji = 1, jpi
533               zfact = zstep * xdiss(ji,jj,jk)
534
535!    Part I : Coagulation dependent on turbulence
536!    ----------------------------------------------
537
538# if defined key_off_degrad
539               zagg1 = 940.* zfact * trn(ji,jj,jk,jppoc) * trn(ji,jj,jk,jppoc) * facvol(ji,jj,jk)
540# else
541               zagg1 = 940.* zfact * trn(ji,jj,jk,jppoc) * trn(ji,jj,jk,jppoc)
542# endif
543
544# if defined key_off_degrad
545               zagg2 = 1.054e4 * zfact * trn(ji,jj,jk,jppoc) * trn(ji,jj,jk,jpgoc) * facvol(ji,jj,jk)
546# else
547               zagg2 = 1.054e4 * zfact * trn(ji,jj,jk,jppoc) * trn(ji,jj,jk,jpgoc)
548# endif
549
550!    Aggregation of small into large particles
551!    Part II : Differential settling
552!    ----------------------------------------------
553
554# if defined key_off_degrad
555               zagg3 = 0.66 * zstep * trn(ji,jj,jk,jppoc) * trn(ji,jj,jk,jpgoc) * facvol(ji,jj,jk)
556# else
557               zagg3 = 0.66 * zstep * trn(ji,jj,jk,jppoc) * trn(ji,jj,jk,jpgoc)
558# endif
559
560# if defined key_off_degrad
561               zagg4 = 0.e0 * zstep * trn(ji,jj,jk,jppoc) * trn(ji,jj,jk,jppoc) * facvol(ji,jj,jk)
562# else
563               zagg4 = 0.e0 * zstep * trn(ji,jj,jk,jppoc) * trn(ji,jj,jk,jppoc)
564# endif
565
566               zagg   = zagg1 + zagg2 + zagg3 + zagg4
567               zaggfe = zagg * trn(ji,jj,jk,jpsfe) / ( trn(ji,jj,jk,jppoc) + rtrn )
568
569!     Aggregation of DOC to small particles
570!     --------------------------------------
571
572               zaggdoc = ( 80.* trn(ji,jj,jk,jpdoc) + 698. * trn(ji,jj,jk,jppoc) )       &
573# if defined key_off_degrad
574                  &      * facvol(ji,jj,jk)                           &
575# endif
576                  &      * zfact * trn(ji,jj,jk,jpdoc)
577
578               zaggdoc2 = 1.05e4 * zfact * trn(ji,jj,jk,jpgoc)   &
579# if defined key_off_degrad
580                  &        * facvol(ji,jj,jk)                            &
581# endif     
582                  &        * trn(ji,jj,jk,jpdoc)
583!
584!  Update the trends
585!  -----------------
586!
587               tra(ji,jj,jk,jppoc) = tra(ji,jj,jk,jppoc) - zagg + zaggdoc
588               tra(ji,jj,jk,jpgoc) = tra(ji,jj,jk,jpgoc) + zagg + zaggdoc2
589               tra(ji,jj,jk,jpsfe) = tra(ji,jj,jk,jpsfe) - zaggfe
590               tra(ji,jj,jk,jpbfe) = tra(ji,jj,jk,jpbfe) + zaggfe
591               tra(ji,jj,jk,jpdoc) = tra(ji,jj,jk,jpdoc) - zaggdoc - zaggdoc2
592
593            END DO
594         END DO
595      END DO
596
597# if defined key_trc_dia3d
598      zrfact2 = 1.e3 * rfact2r
599      trc2d(:,:, 5) = sinking (:,:,iksed+1) * zrfact2
600      trc2d(:,:, 6) = sinking2(:,:,iksed+1) * zrfact2
601      trc2d(:,:, 7) = sinkfer (:,:,iksed+1) * zrfact2
602      trc2d(:,:, 8) = sinkfer2(:,:,iksed+1) * zrfact2
603      trc2d(:,:, 9) = sinksil (:,:,iksed+1) * zrfact2
604      trc2d(:,:,10) = sinkcal (:,:,iksed+1) * zrfact2
605# endif
606      !
607       IF(ln_ctl)   THEN  ! print mean trends (used for debugging)
608         WRITE(charout, FMT="('sink')")
609         CALL prt_ctl_trc_info(charout)
610         CALL prt_ctl_trc(tab4d=tra, mask=tmask, clinfo=ctrcnm)
611       ENDIF
612
613   END SUBROUTINE p4z_sink
614
615#endif
616
617#else
618   !!======================================================================
619   !!  Dummy module :                                   No PISCES bio-model
620   !!======================================================================
621CONTAINS
622   SUBROUTINE p4z_sink                    ! Empty routine
623   END SUBROUTINE p4z_sink
624#endif 
625
626   !!======================================================================
627END MODULE  p4zsink
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.