source: trunk/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/PISCES/SED/sedchem.F90 @ 5215

Last change on this file since 5215 was 5215, checked in by nicolasmartin, 6 years ago

SVN keywords tag inconsistencies resolution

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 22.8 KB
Line 
1MODULE sedchem
2
3#if defined key_sed 
4   !!======================================================================
5   !!                        ***  Module sedchem  ***
6   !! sediment :   Variable for chemistry of the CO2 cycle
7   !!======================================================================
8   !!   modules used
9   USE sed     ! sediment global variable
10   USE sedarr
11
12   !! * Accessibility
13   PUBLIC sed_chem   
14
15   !! * Module variables
16   REAL(wp) :: &
17      salchl = 1./1.80655 , & ! conversion factor for salinity --> chlorinity (Wooster et al. 1969)
18      calcon = 1.03E-2        ! mean calcite concentration [Ca2+] in sea water [mole/kg solution]
19
20   REAL(wp) :: &              ! coeff. for 1. dissoc. of carbonic acid (Millero, 1995)   
21      c10 = 3670.7   , &
22      c11 = 62.008   , &
23      c12 = 9.7944   , &
24      c13 = 0.0118   , &
25      c14 = 0.000116
26
27   REAL(wp) :: &              ! coeff. for 2. dissoc. of carbonic acid (Millero, 1995)   
28      c20 = 1394.7   , &
29      c21 = 4.777    , &
30      c22 = 0.       , &
31      c23 = 0.0184   , &
32      c24 = 0.000118
33
34   REAL(wp) :: &              ! coeff. for 1. dissoc. of boric acid (Dickson and Goyet, 1994)
35      cb0  = -8966.90, &
36      cb1  = -2890.53, &
37      cb2  = -77.942 , &
38      cb3  = 1.728   , &
39      cb4  = -0.0996 , &
40      cb5  = 148.0248, &
41      cb6  = 137.1942, &
42      cb7  = 1.62142 , &
43      cb8  = -24.4344, &
44      cb9  = -25.085 , &
45      cb10 = -0.2474 , &
46      cb11 = 0.053105
47
48   REAL(wp) :: &             ! borat constants
49      bor1 = 0.000232, &
50      bor2 = 1./10.811
51
52   REAL(wp) :: &             ! constants for calculate concentrations
53      st1  = 0.14     , &    ! for sulfate (Morris & Riley 1966)
54      st2  = 1./96.062, &
55      ks0  = 141.328  , &
56      ks1  = -4276.1  , &
57      ks2  = -23.093  , &
58      ks3  = -13856.  , &
59      ks4  = 324.57   , &
60      ks5  = -47.986  , &
61      ks6  = 35474.   , &
62      ks7  = -771.54  , &
63      ks8  = 114.723  , &
64      ks9  = -2698.   , &
65      ks10 = 1776.    , &
66      ks11 = 1.       , &
67      ks12 = -0.001005 
68
69   REAL(wp) :: &             ! constants for calculate concentrations
70      ft1  = 0.000067   , &  ! fluorides (Dickson & Riley 1979 )
71      ft2  = 1./18.9984 , &
72      kf0  = -12.641    , &
73      kf1  = 1590.2     , &
74      kf2  = 1.525      , &
75      kf3  = 1.0        , &
76      kf4  =-0.001005
77
78   REAL(wp) :: &             ! coeff. for dissoc. of water (Dickson and Riley, 1979 )
79      cw0 = -13847.26  , &
80      cw1 = 148.9802   , &
81      cw2 = -23.6521   , &
82      cw3 = 118.67     , &
83      cw4 = -5.977     , &
84      cw5 = 1.0495     , &
85      cw6 = -0.01615
86 
87   REAL(wp) :: &             ! coeff. for dissoc. of phosphate (Millero (1974)
88      cp10 = 115.54    , &
89      cp11 = -4576.752 , &
90      cp12 = -18.453   , &
91      cp13 = -106.736  , &
92      cp14 = 0.69171   , &
93      cp15 = -0.65643  , &
94      cp16 = -0.01844  , &
95      cp20 = 172.1033  , &
96      cp21 = -8814.715 , &
97      cp22 = -27.927   , &
98      cp23 = -160.340  , &
99      cp24 = 1.3566    , &
100      cp25 = 0.37335   , &
101      cp26 = -0.05778  , &
102      cp30 = -18.126   , &
103      cp31 = -3070.75  , &
104      cp32 = 17.27039  , &
105      cp33 = 2.81197   , &
106      cp34 = -44.99486 , &
107      cp35 = -0.09984
108
109   REAL(wp) :: &             ! coeff. for dissoc. of silicates (Millero (1974) 
110      cs10 = 117.40    , & 
111      cs11 = -8904.2   , & 
112      cs12 = -19.334   , & 
113      cs13 = -458.79   , & 
114      cs14 = 3.5913    , & 
115      cs15 = 188.74    , & 
116      cs16 = -1.5998   , & 
117      cs17 = -12.1652  , & 
118      cs18 = 0.07871   , & 
119      cs19 = 0.        , & 
120      cs20 = 1.        , & 
121      cs21 = -0.001005
122
123   REAL(wp) :: &            ! coeff. for apparent solubility equilibrium
124      ! akcc1 = -34.452 , & ! of calcite (Ingle,1975,  1800, eq. 6)
125      ! akcc2 = -39.866 , & 
126      ! akcc3 = 110.21  , & 
127      ! akcc4 = -7.5752E-6 
128      akcc1 = -171.9065 , &    ! Millero et al. 1995 from Mucci 1983
129      akcc2 = -0.077993 , & 
130      akcc3 = 2839.319  , & 
131      akcc4 = 71.595    , & 
132      akcc5 = -0.77712  , & 
133      akcc6 = 0.0028426 , & 
134      akcc7 = 178.34    , & 
135      akcc8 = -0.07711  , & 
136      akcc9 = 0.0041249
137
138   REAL(wp) :: &                 ! universal gas constant
139      rgas = 83.145              ! bar.cm3/(mol.K) or R=8.31451 J/(g.mol.K)
140
141
142   ! coeff. for seawater pressure correction (millero 95)     
143   REAL(wp), DIMENSION(8)  :: & 
144      devk1, devk2, devk3, devk4, devk5
145
146   DATA devk1/ -25.5   , -15.82    , -29.48  , -25.60    , -48.76    , -14.51   , -23.12   , -26.57   /   
147   DATA devk2/ 0.1271  , -0.0219   , 0.1622  , 0.2324    , -0.5304   , 0.1211   ,  0.1758  , 0.2020   /   
148   DATA devk3/ 0.      , 0.        , 2.608E-3, -3.6246E-3, 0.        , -0.321E-3, -2.647E-3, -3.042E-3/   
149   DATA devk4/-3.08E-3 , 1.13E-3   , -2.84E-3, -5.13E-3  , -11.76E-3 , -2.67E-3 , -5.15E-3 , -4.08E-3 /   
150   DATA devk5/0.0877E-3, -0.1475E-3, 0.      , 0.0794E-3 , -0.3692E-3, 0.0427E-3,  0.09E-3 , 0.0714E-3/
151
152
153   ! coeff. for density of sea water (Millero & Poisson 1981)
154   REAL(wp), DIMENSION(5)  :: Adsw                       
155   DATA Adsw/8.24493E-1, -4.0899E-3, 7.6438E-5 , -8.246E-7, 5.3875E-9 /
156
157   REAL(wp), DIMENSION(3)  :: Bdsw 
158   DATA Bdsw / -5.72466E-3, 1.0227E-4, -1.6546E-6 /
159
160   REAL(wp)  :: Cdsw = 4.8314E-4
161
162   REAL(wp), DIMENSION(6)  :: Ddsw                   
163   DATA Ddsw / 999.842594 , 6.793952E-2 , -9.095290E-3, 1.001685E-4, -1.120083E-6, 6.536332E-9/
164
165   !! $Id$
166CONTAINS
167
168   SUBROUTINE sed_chem( kt )
169      !!----------------------------------------------------------------------
170      !!                   ***  ROUTINE sed_chem  ***
171      !!
172      !! ** Purpose :   set chemical constants
173      !!
174      !!   History :
175      !!        !  04-10  (N. Emprin, M. Gehlen )  Original code
176      !!        !  06-04  (C. Ethe)  Re-organization
177      !!----------------------------------------------------------------------
178      !!* Arguments
179      INTEGER, INTENT(in) :: kt                     ! time step
180
181#if ! defined key_sed_off
182      INTEGER  :: ji, jj, ikt
183      REAL(wp) :: ztkel, ztc, ztc2, zpres, ztr 
184      REAL(wp) :: zsal, zsal2, zsqrt, zsal15 
185      REAL(wp) :: zis, zis2, zisqrt         
186      REAL(wp) :: zdens0, zaw, zbw, zcw   
187      REAL(wp) :: zbuf1, zbuf2 
188      REAL(wp) :: zcpexp, zcpexp2
189      REAL(wp) :: zck1p, zck2p, zck3p, zcksi   
190      REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:) ::   zchem_data
191
192#endif
193      !!----------------------------------------------------------------------
194
195      IF( MOD( kt - 1, nfreq ) /= 0 ) RETURN
196
197      WRITE(numsed,*) ' Getting Chemical constants from tracer model at time kt = ', kt
198      WRITE(numsed,*) ' '
199
200
201#if defined key_sed_off
202      CALL sed_chem_off
203#else
204      ! reading variables
205      ALLOCATE( zchem_data(jpi,jpj,6) )   ;   zchem_data(:,:,:) = 0.
206
207      DO jj = 1,jpj
208         DO ji = 1, jpi
209            ikt = mbkt(ji,jj) 
210            IF ( tmask(ji,jj,ikt) == 1 ) THEN
211               zchem_data(ji,jj,1) = ak13 (ji,jj,ikt)
212               zchem_data(ji,jj,2) = ak23 (ji,jj,ikt)
213               zchem_data(ji,jj,3) = akb3 (ji,jj,ikt)
214               zchem_data(ji,jj,4) = akw3 (ji,jj,ikt)
215               zchem_data(ji,jj,5) = aksp (ji,jj,ikt)
216               zchem_data(ji,jj,6) = borat(ji,jj,ikt)
217            ENDIF
218         ENDDO
219      ENDDO
220
221      CALL pack_arr ( jpoce, ak1s  (1:jpoce), zchem_data(1:jpi,1:jpj,1), iarroce(1:jpoce) )
222      CALL pack_arr ( jpoce, ak2s  (1:jpoce), zchem_data(1:jpi,1:jpj,2), iarroce(1:jpoce) )
223      CALL pack_arr ( jpoce, akbs  (1:jpoce), zchem_data(1:jpi,1:jpj,3), iarroce(1:jpoce) )
224      CALL pack_arr ( jpoce, akws  (1:jpoce), zchem_data(1:jpi,1:jpj,4), iarroce(1:jpoce) )
225      CALL pack_arr ( jpoce, aksps (1:jpoce), zchem_data(1:jpi,1:jpj,5), iarroce(1:jpoce) )
226      CALL pack_arr ( jpoce, borats(1:jpoce), zchem_data(1:jpi,1:jpj,6), iarroce(1:jpoce) )
227
228      DEALLOCATE( zchem_data )
229
230      DO ji = 1, jpoce
231         ztkel   = temp(ji) + 273.16
232         ztc     = temp(ji)
233         ztc2    = ztc * ztc
234         zpres   = press(ji)
235         ! zqtt    = ztkel * 0.01
236         zsal    = salt(ji)
237         zsal2   = zsal * zsal 
238         zsqrt   = SQRT( zsal )
239         zsal15  = zsqrt * zsal
240         zlogt   = LOG( ztkel )
241         ztr     = 1./ ztkel
242         ! zis=ionic strength (ORNL/CDIAC-74, DOE 94,Dickson and Goyet)
243         zis     = 19.924 * zsal / ( 1000. - 1.005 * zsal )
244         zis2    = zis * zis
245         zisqrt  = SQRT( zis )
246
247         ! Density of Sea Water - F(temp,sal) [kg/m3]
248         zdens0 =  Ddsw(1) + Ddsw(2) * ztc + Ddsw(3) * ztc2 &
249                  + Ddsw(4) * ztc * ztc2 + Ddsw(5) * ztc2 * ztc2 &
250                  + Ddsw(6) * ztc * ztc2 * ztc2
251         zaw =  Adsw(1) + Adsw(2) * ztc + Adsw(3)* ztc2 + Adsw(4) * ztc * ztc2 &
252              + Adsw(5) * ztc2 * ztc2
253         zbw =  Bdsw(1) + Bdsw(2) * ztc + Bdsw(3) * ztc2
254         zcw =  Cdsw
255         densSW(ji) = zdens0 + zaw * zsal + zbw * zsal15 + zcw * zsal * zsal
256         densSW(ji) = densSW(ji) * 1E-3   ! to get dens in [kg/l]
257
258         ! FORMULA FOR CPEXP AFTER EDMOND AND GIESKES (1970)
259         ! (REFERENCE TO CULBERSON AND PYTKOQICZ (1968) AS MADE IN BROECKER ET AL. (1982)
260         ! IS INCORRECT; HERE RGAS IS TAKEN TENFOLD TO CORRECT FOR THE NOTATION OF pres  IN
261         ! DBAR INSTEAD OF BAR AND THE EXPRESSION FOR CPEXP IS MULTIPLIED BY LN(10.)
262         ! TO ALLOW USE OF EXP-FUNCTION WITH BASIS E IN THE FORMULA FOR AKSPP
263         ! (CF. EDMOND AND GIESKES (1970), P. 1285 AND P. 1286 (THE SMALL FORMULA ON P. 1286
264         ! IS RIGHT AND CONSISTENT WITH THE SIGN IN PARTIAL MOLAR VOLUME CHANGE AS SHOWN ON P. 1285)
265         !-----------------------------------------------------------------------------------------
266         zcpexp  = zpres / ( rgas*ztkel )
267         zcpexp2 = zpres * zcpexp
268
269         ! For Phodphates (phosphoric acid) (DOE 1994)
270         !----------------------------------------------
271         zck1p = cp10 + cp11*ztr + cp12*zlogt + ( cp13*ztr + cp14 ) * zsqrt &
272            &      + ( cp15*ztr + cp16 ) * zsal
273         zck2p = cp20 + cp21*ztr + cp22*zlogt + ( cp23*ztr + cp24 ) * zsqrt &
274            &      + ( cp25*ztr + cp26 ) * zsal
275         zck3p = cp30 + cp31*ztr + ( cp32*ztr + cp33 ) *  zsqrt &
276            &      + ( cp34*ztr + cp35 ) * zsal
277
278         ! For silicates (DOE 1994) change to mol/kg soln) (OCMIP)
279         !--------------------------------------------------------
280         zcksi = cs10 + cs11*ztr + cs12*zlogt + ( cs13*ztr + cs14) * zisqrt &
281            &      + ( cs15*ztr + cs16 ) * zis &
282            &      + ( cs17*ztr + cs18 ) * zis2 &
283            &      + LOG( 1. + cs19*zsal ) + LOG( cs20 + cs21*zsal )
284
285
286         !K1, K2 of carbonic acid, KB of boric acid, KW (H2O)
287         !---------------------------------------------------
288         zak1p  = EXP ( zck1p  )
289         zak2p  = EXP ( zck2p  )
290         zak3p  = EXP ( zck3p  )
291         zaksil = EXP ( zcksi  )
292
293         zbuf1       = - ( devk1(3) + devk2(3)*ztc + devk3(3)*ztc2 )
294         zbuf2       = 0.5 * ( devk4(3) + devk5(3)*ztc )
295         aksis(ji)     = zaksil * EXP( zbuf1*zcpexp + zbuf2*zcpexp2 )
296
297         zbuf1       = - ( devk1(6) + devk2(6)*ztc + devk3(6)*ztc2 )
298         zbuf2       = 0.5 * ( devk4(6) + devk5(6)*ztc )
299         ak1ps(ji)   = zak1p * EXP( zbuf1*zcpexp + zbuf2*zcpexp2 )
300 
301         zbuf1       = - ( devk1(7) + devk2(7)*ztc + devk3(7)*ztc2 )
302         zbuf2       = 0.5 * ( devk4(7) + devk5(7)*ztc )
303         ak2ps(ji)   = zak2p * EXP( zbuf1*zcpexp + zbuf2*zcpexp2 )
304
305         zbuf1       = - ( devk1(8) + devk2(8)*ztc + devk3(8)*ztc2 )
306         zbuf2       = 0.5 * ( devk4(8) + devk5(8)*ztc )
307         ak3ps(ji)   = zak3p * EXP( zbuf1*zcpexp + zbuf2*zcpexp2 )
308
309         ak12s  (ji) = ak1s (ji) * ak2s (ji)
310         ak12ps (ji) = ak1ps(ji) * ak2ps(ji)
311         ak123ps(ji) = ak1ps(ji) * ak2ps(ji) * ak3ps(ji)
312
313         calcon2(ji) = 0.01028 * ( salt(ji) / 35. ) * densSW(ji)
314      ENDDO
315
316       
317#endif
318
319   END SUBROUTINE sed_chem
320
321#if defined key_sed_off
322
323   SUBROUTINE sed_chem_off
324      !!----------------------------------------------------------------------
325      !!                   ***  ROUTINE sed_chem_off  ***
326      !!                   
327      !! ** Purpose :   compute chemical constants
328      !!
329      !!   History :
330      !!        !  04-10  (N. Emprin, M. Gehlen )  Original code
331      !!        !  06-04  (C. Ethe)  Re-organization
332      !!---------------------------------------------------------------------- 
333      !! * Local declarations
334      INTEGER :: ji
335
336      REAL(wp) ::  ztkel, ztc, ztc2, zpres, ztr 
337      REAL(wp) ::  zsal, zsal2, zsqrt, zsal15   
338      REAL(wp) ::  zis, zis2, zisqrt           
339      REAL(wp) ::  zdens0, zaw, zbw, zcw       
340      REAL(wp) ::  zchl, zst, zft, zbuf1, zbuf2 
341      REAL(wp) ::  zcpexp, zcpexp2             
342      REAL(wp) ::  zckb, zck1, zck2, zckw       
343      REAL(wp) ::  zck1p, zck2p, zck3p, zcksi   
344      REAL(wp) ::  zak1, zak2, zakb, zakw             
345      REAL(wp) ::  zaksp0, zksp, zks, zkf 
346
347
348      ! CHEMICAL CONSTANTS - DEEP OCEAN
349      !-------------------------------------
350      ! [chem constants]=mol/kg solution (or (mol/kg sol)2 for akws and aksp)
351
352      DO ji = 1, jpoce
353         ztkel   = temp(ji) + 273.16
354         ztc     = temp(ji)
355         ztc2    = ztc * ztc
356         zpres   = press(ji)
357         ! zqtt    = ztkel * 0.01
358         zsal    = salt(ji)
359         zsal2   = zsal * zsal 
360         zsqrt   = SQRT( zsal )
361         zsal15  = zsqrt * zsal
362         zlogt   = LOG( ztkel )
363         ztr     = 1./ ztkel
364         ! zis=ionic strength (ORNL/CDIAC-74, DOE 94,Dickson and Goyet)
365         zis     = 19.924 * zsal / ( 1000. - 1.005 * zsal )
366         zis2    = zis * zis
367         zisqrt  = SQRT( zis )
368
369
370         ! Density of Sea Water - F(temp,sal) [kg/m3]
371         zdens0 =  Ddsw(1) + Ddsw(2) * ztc + Ddsw(3) * ztc2 &
372                  + Ddsw(4) * ztc * ztc2 + Ddsw(5) * ztc2 * ztc2 &
373                  + Ddsw(6) * ztc * ztc2 * ztc2
374         zaw =  Adsw(1) + Adsw(2) * ztc + Adsw(3)* ztc2 + Adsw(4) * ztc * ztc2 &
375              + Adsw(5) * ztc2 * ztc2
376         zbw =  Bdsw(1) + Bdsw(2) * ztc + Bdsw(3) * ztc2
377         zcw =  Cdsw
378         densSW(ji) = zdens0 + zaw * zsal + zbw * zsal15 + zcw * zsal * zsal
379         densSW(ji) = densSW(ji) * 1E-3   ! to get dens in [kg/l]
380
381
382         ! FORMULA FOR CPEXP AFTER EDMOND AND GIESKES (1970)
383         ! (REFERENCE TO CULBERSON AND PYTKOQICZ (1968) AS MADE IN BROECKER ET AL. (1982)
384         ! IS INCORRECT; HERE RGAS IS TAKEN TENFOLD TO CORRECT FOR THE NOTATION OF pres  IN
385         ! DBAR INSTEAD OF BAR AND THE EXPRESSION FOR CPEXP IS MULTIPLIED BY LN(10.)
386         ! TO ALLOW USE OF EXP-FUNCTION WITH BASIS E IN THE FORMULA FOR AKSPP
387         ! (CF. EDMOND AND GIESKES (1970), P. 1285 AND P. 1286 (THE SMALL FORMULA ON P. 1286
388         ! IS RIGHT AND CONSISTENT WITH THE SIGN IN PARTIAL MOLAR VOLUME CHANGE AS SHOWN ON P. 1285)
389         !-----------------------------------------------------------------------------------------
390         zcpexp  = zpres / ( rgas*ztkel )
391         zcpexp2 = zpres * zcpexp
392
393
394         ! chlorinity (WOOSTER ET AL., 1969)
395         !---------------------------------------
396         zchl = zsal * salchl
397
398         ! total sulfate concentration [mol/kg soln]
399         ! --------------------------------------
400         zst = st1 * zchl * st2
401
402         ! total fluoride concentration [mol/kg soln]
403         ! --------------------------------------
404         zft = ft1 * zchl * ft2
405
406         ! dissociation constant for carbonate (Mehrback 74 - Dickson & Millero 87)
407         !---------------------------------------------------------------------------
408         zck1 = c10*ztr - c11 + c12*zlogt - c13*zsal + c14*zsal2
409         zck2 = c20*ztr + c21 - c22*zlogt - c23*zsal + c24*zsal2
410
411         ! dissociation constant for sulfates (Dickson 1990)
412         !--------------------------------------------------
413         zks = EXP(  ks0 + ks1*ztr + ks2*zlogt &
414            &    + ( ks3*ztr + ks4 + ks5*zlogt ) * zisqrt &
415            &    + ( ks6*ztr + ks7 + ks8*zlogt ) * zis    &
416            &    +   ks9*ztr*zis*zisqrt + ks10*ztr*zis2   &
417            &    +   LOG( ks11 + ks12*zsal ) )
418
419         ! dissociation constant for fluorides (Dickson and Riley 79)
420         !--------------------------------------------------
421         zkf = EXP( kf0 + kf1*ztr + kf2*zisqrt + LOG( kf3 + kf4*zsal ) )
422
423         ! dissociation constant for borates (Doe 94)
424         !--------------------------------------------------
425         zckb = (  cb0 + cb1*zsqrt + cb2*zsal + cb3*zsal15 + cb4*zsal2) * ztr &
426            &  + ( cb5 + cb6*zsqrt + cb7*zsal) &
427            &  + ( cb8 + cb9*zsqrt + cb10*zsal) * zlogt &
428            &  +   cb11*zsqrt*ztkel + LOG( ( 1. + zst/zks + zft/zkf ) / ( 1. + zst/zks ) ) 
429
430         ! PKW (H2O) (DICKSON AND RILEY, 1979)
431         !--------------------------------------
432         zckw =   cw0*ztr + cw1 + cw2*zlogt &
433            & +( cw3*ztr + cw4 + cw5*zlogt )* zsqrt + cw6*zsal
434         
435         ! For Phodphates (phosphoric acid) (DOE 1994)
436         !----------------------------------------------
437         zck1p = cp10 + cp11*ztr + cp12*zlogt + ( cp13*ztr + cp14 ) * zsqrt &
438            &      + ( cp15*ztr + cp16 ) * zsal
439         zck2p = cp20 + cp21*ztr + cp22*zlogt + ( cp23*ztr + cp24 ) * zsqrt &
440            &      + ( cp25*ztr + cp26 ) * zsal
441         zck3p = cp30 + cp31*ztr + ( cp32*ztr + cp33 ) *  zsqrt &
442            &      + ( cp34*ztr + cp35 ) * zsal
443
444         ! For silicates (DOE 1994) change to mol/kg soln) (OCMIP)
445         !--------------------------------------------------------
446         zcksi = cs10 + cs11*ztr + cs12*zlogt + ( cs13*ztr + cs14) * zisqrt &
447            &      + ( cs15*ztr + cs16 ) * zis &
448            &      + ( cs17*ztr + cs18 ) * zis2 &
449            &      + LOG( 1. + cs19*zsal ) + LOG( cs20 + cs21*zsal )
450
451         ! apparent solublity product K'SP of calcite in seawater
452         ! (S=27-43, T=2-25 DEG C) AT pres =0 (INGLE, 1975, EQ. 6)
453         ! prob: olivier a log = ln et C. Heize a LOG10(sal)
454         ! aksp0 = 1.E-7*(akcc1+akcc2*sal**(1./3.)+akcc3*log(sal)+akcc4*tkel*tkel)
455         ! aksp0 = 1.E-7*(akcc1+akcc2*sal**(1./3.)+akcc3*log10(sal)+akcc4*tkel*tkel)
456         !--------------------------------------------------------------------
457         zaksp0 = akcc1 + akcc2*ztkel + akcc3*ztr + akcc4 * LOG10(ztkel) &
458            &  + ( akcc5 + akcc6*ztkel+ akcc7*ztr ) * zsqrt &
459            &  +  akcc8*zsal + akcc9*zsal15
460
461         !K1, K2 of carbonic acid, KB of boric acid, KW (H2O)
462         !---------------------------------------------------
463         zak1   = 10**( -zck1  )
464         zak2   = 10**( -zck2  )
465         zakb   = EXP ( zckb   ) 
466         zakw   = EXP ( zckw   )
467         zksp   = 10**( zaksp0 )
468
469
470
471         ! KB of boric acid, K1,K2 of carbonic acid pressure correction
472         ! after Culberson and  AND Pytkowicz (1968) (CF. BROECKER ET AL., 1982) Millero 95
473         !--------------------------------------------------------------------------------
474         zbuf1       = - ( devk1(1) + devk2(1)*ztc + devk3(1)*ztc2 )
475         zbuf2       = 0.5 * ( devk4(1) + devk5(1)*ztc )
476         ak1s(ji)    = zak1 * EXP( zbuf1*zcpexp + zbuf2*zcpexp2 )
477
478         zbuf1       = -( devk1(2) + devk2(2)*ztc + devk3(2)*ztc2 )
479         zbuf2       = 0.5 * ( devk4(2) + devk5(2)*ztc )
480         ak2s(ji)    = zak2 * EXP( zbuf1*zcpexp + zbuf2*zcpexp2 )
481
482         zbuf1       = - ( devk1(3) + devk2(3)*ztc + devk3(3)*ztc2 )
483         zbuf2       = 0.5 * ( devk4(3) + devk5(3) * ztc )
484         akbs(ji)    = zakb * EXP( zbuf1*zcpexp + zbuf2*zcpexp2 )
485
486         zbuf1       = - ( devk1(4) + devk2(4)*ztc + devk3(4)*ztc2 )
487         zbuf2       = 0.5 * ( devk4(4) + devk5(4)*ztc )
488         akws(ji)    = zakw * EXP( zbuf1*zcpexp + zbuf2*zcpexp2 )
489
490
491         ! APPARENT SOLUBILITY PRODUCT K''SP OF CALCITE (OR ARAGONITE)
492         ! AS FUNCTION OF PRESSURE FOLLWING EDMOND AND GIESKES (1970)
493         ! (P. 1285) AND BERNER (1976)
494         !-----------------------------------------------------------------
495         ! aksp(ji) = aksp0*exp(zcpexp*(devks-devkst*tc))
496         ! or following Mucci
497         zbuf1      = - ( devk1(5) + devk2(5)*ztc + devk3(5)*ztc2 )
498         zbuf2      = 0.5 *( devk4(5) + devk5(5)*ztc )
499         aksps(ji)   = zksp * EXP( zbuf1*zcpexp + zbuf2*zcpexp2 )
500
501         ! For Phodphates (phosphoric acid) (DOE 1994)
502         !----------------------------------------------
503         zck1p = cp10 + cp11*ztr + cp12*zlogt + ( cp13*ztr + cp14 ) * zsqrt &
504            &      + ( cp15*ztr + cp16 ) * zsal
505         zck2p = cp20 + cp21*ztr + cp22*zlogt + ( cp23*ztr + cp24 ) * zsqrt &
506            &      + ( cp25*ztr + cp26 ) * zsal
507         zck3p = cp30 + cp31*ztr + ( cp32*ztr + cp33 ) *  zsqrt &
508            &      + ( cp34*ztr + cp35 ) * zsal
509
510         ! For silicates (DOE 1994) change to mol/kg soln) (OCMIP)
511         !--------------------------------------------------------
512         zcksi = cs10 + cs11*ztr + cs12*zlogt + ( cs13*ztr + cs14) * zisqrt &
513            &      + ( cs15*ztr + cs16 ) * zis &
514            &      + ( cs17*ztr + cs18 ) * zis2 &
515            &      + LOG( 1. + cs19*zsal ) + LOG( cs20 + cs21*zsal )
516
517
518         !K1, K2 of carbonic acid, KB of boric acid, KW (H2O)
519         !---------------------------------------------------
520         zak1p  = EXP ( zck1p  )
521         zak2p  = EXP ( zck2p  )
522         zak3p  = EXP ( zck3p  )
523         zaksil = EXP ( zcksi  )
524
525         zbuf1       = - ( devk1(3) + devk2(3)*ztc + devk3(3)*ztc2 )
526         zbuf2       = 0.5 * ( devk4(3) + devk5(3)*ztc )
527         aksis(ji)     = zaksil * EXP( zbuf1*zcpexp + zbuf2*zcpexp2 )
528
529         zbuf1       = - ( devk1(6) + devk2(6)*ztc + devk3(6)*ztc2 )
530         zbuf2       = 0.5 * ( devk4(6) + devk5(6)*ztc )
531         ak1ps(ji)   = zak1p * EXP( zbuf1*zcpexp + zbuf2*zcpexp2 )
532 
533         zbuf1       = - ( devk1(7) + devk2(7)*ztc + devk3(7)*ztc2 )
534         zbuf2       = 0.5 * ( devk4(7) + devk5(7)*ztc )
535         ak2ps(ji)   = zak2p * EXP( zbuf1*zcpexp + zbuf2*zcpexp2 )
536
537         zbuf1       = - ( devk1(8) + devk2(8)*ztc + devk3(8)*ztc2 )
538         zbuf2       = 0.5 * ( devk4(8) + devk5(8)*ztc )
539         ak3ps(ji)   = zak3p * EXP( zbuf1*zcpexp + zbuf2*zcpexp2 )
540
541         ! total borat concentration. [mol/l]
542         ! or from Millero 1995 [mol/l] : borat(l) = 0.000416_8*(sal/35._8)*densSW(l)
543         ! --------------------------------------------------------------------------
544         borats(ji) = bor1 * zchl * bor2 * densSW(ji)
545
546         ak12s  (ji) = ak1s (ji) * ak2s (ji)
547         ak12ps (ji) = ak1ps(ji) * ak2ps(ji)
548         ak123ps(ji) = ak1ps(ji) * ak2ps(ji) * ak3ps(ji)
549
550         calcon2(ji) = 0.01028 * ( zsal / 35. ) * densSW(ji)
551
552      ENDDO
553
554   END SUBROUTINE sed_chem_off
555
556#endif
557
558#else
559   !!======================================================================
560   !! MODULE sedchem  :   Dummy module
561   !!======================================================================
562   !! $Id$
563CONTAINS
564   SUBROUTINE sed_chem( kt )         ! Empty routine
565      INTEGER, INTENT(in) :: kt
566      WRITE(*,*) 'trc_stp: You should not have seen this print! error?', kt
567   END SUBROUTINE sed_chem
568
569   !!======================================================================
570
571#endif
572
573END MODULE sedchem
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.