Changeset 8213


Ignore:
Timestamp:
2017-06-25T11:27:43+02:00 (3 years ago)
Author:
jpalmier
Message:

JPALM — split trcbio - mergeable-ish MEDUSA branch

Location:
branches/NERC/dev_r5518_NOC_MEDUSA_Stable/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC
Files:
16 added
8 edited

Legend:

Unmodified
Added
Removed
  • branches/NERC/dev_r5518_NOC_MEDUSA_Stable/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/MEDUSA/trcbio_medusa.F90

    r8182 r8213  
    66   !! History : 
    77   !!  -   !  1999-07  (M. Levy)              original code 
    8    !!  -   !  2000-12  (E. Kestenare)         assign parameters to name individual tracers 
     8   !!  -   !  2000-12  (E. Kestenare)         assign parameters to name  
     9   !!                                         individual tracers 
    910   !!  -   !  2001-03  (M. Levy)              LNO3 + dia2d  
    1011   !! 2.0  !  2007-12  (C. Deltel, G. Madec)  F90 
     
    1819   !!  -   !  2015-06  (A. Yool)              Update to include MOCSY 
    1920   !!  -   !  2015-07  (A. Yool)              Update for rolling averages 
    20    !!  -   !  2015-10  (J. Palm)              Update for diag outputs through iom_use   
     21   !!  -   !  2015-10  (J. Palm)              Update for diag outputs through  
     22   !!                                         iom_use   
    2123   !!  -   !  2016-11  (A. Yool)              Updated diags for CMIP6 
    2224   !!  -   !  2017-05  (A. Yool)              Added extra DMS calculation 
     
    6062   !!   trc_bio_medusa        :   
    6163   !!---------------------------------------------------------------------- 
    62       USE oce_trc 
    63       USE trc 
    64       USE sms_medusa 
    65       USE lbclnk 
    66       USE prtctl_trc      ! Print control for debugging 
    67       USE trcsed_medusa 
    68       USE sbc_oce         ! surface forcing 
    69       USE sbcrnf          ! surface boundary condition: runoff variables 
    70       USE in_out_manager  ! I/O manager 
    71 # if defined key_iomput 
    72       USE iom 
    73       USE trcnam_medusa         ! JPALM 13-11-2015 -- if iom_use for diag 
    74       !!USE trc_nam_iom_medusa  ! JPALM 13-11-2015 -- if iom_use for diag 
    75 # endif 
    76 # if defined key_roam 
    77       USE gastransfer 
    78 #  if defined key_mocsy 
    79       USE mocsy_wrapper 
    80 #  else 
    81       USE trcco2_medusa 
    82 #  endif 
    83       USE trcoxy_medusa 
    84       !! Jpalm (08/08/2014) 
    85       USE trcdms_medusa 
    86 # endif 
    87       !! AXY (18/01/12): brought in for benthic timestepping 
    88       USE trcnam_trp      ! AXY (24/05/2013) 
    89       USE trdmxl_trc 
    90       USE trdtrc_oce  ! AXY (24/05/2013) 
    91  
    9264      !! AXY (30/01/14): necessary to find NaNs on HECTOR 
    9365      USE, INTRINSIC :: ieee_arithmetic  
    9466 
     67      USE bio_medusa_mod,             ONLY: b0, fdep1,                      &  
     68                                            ibenthic, idf, idfval,          & 
     69# if defined key_roam 
     70                                            f_xco2a,                        & 
     71                                            zalk, zdic, zoxy, zsal, ztmp,   & 
     72# endif 
     73# if defined key_mocsy 
     74                                            zpho,                           & 
     75# endif 
     76                                            zchd, zchn, zdet, zdin, zdtc,   & 
     77                                            zfer, zpds, zphd, zphn, zsil,   & 
     78                                            zzme, zzmi 
     79      USE dom_oce,                    ONLY: e3t_0, e3t_n,                   & 
     80                                            gdept_0, gdept_n,               & 
     81                                            gdepw_0, gdepw_n,               & 
     82                                            nday_year, nsec_day, nyear,     & 
     83                                            rdt, tmask 
     84      USE in_out_manager,             ONLY: lwp, numout 
     85# if defined key_iomput 
     86      USE iom,                        ONLY: lk_iomput 
     87# endif 
     88      USE lbclnk,                     ONLY: lbc_lnk 
     89      USE lib_mpp,                    ONLY: ctl_stop 
     90      USE oce,                        ONLY: tsb, tsn 
     91      USE par_kind,                   ONLY: wp 
     92      USE par_medusa,                 ONLY: jpalk, jpchd, jpchn, jpdet,     & 
     93                                            jpdic, jpdin, jpdtc, jpfer,     & 
     94                                            jpoxy, jppds, jpphd, jpphn,     & 
     95                                            jpsil, jpzme, jpzmi 
     96      USE par_oce,                    ONLY: jp_sal, jp_tem, jpi, jpim1,     & 
     97                                            jpj, jpjm1, jpk 
    9598      !! JPALM (27-06-2016): add lk_oasis for CO2 and DMS coupling with atm 
    96       USE sbc_oce, ONLY: lk_oasis 
    97       USE oce,     ONLY: CO2Flux_out_cpl, DMS_out_cpl, PCO2a_in_cpl, chloro_out_cpl 
     99      USE sbc_oce,                    ONLY: lk_oasis 
     100      USE sms_medusa,                 ONLY: hist_pco2 
     101      USE trc,                        ONLY: ln_diatrc, ln_rsttr,            & 
     102                                            nittrc000, trn 
     103  
     104      USE bio_medusa_init_mod,        ONLY: bio_medusa_init 
     105      USE carb_chem_mod,              ONLY: carb_chem 
     106      USE air_sea_mod,                ONLY: air_sea 
     107      USE plankton_mod,               ONLY: plankton 
     108      USE iron_chem_scav_mod,         ONLY: iron_chem_scav 
     109      USE detritus_mod,               ONLY: detritus 
     110      USE bio_medusa_update_mod,      ONLY: bio_medusa_update 
     111      USE bio_medusa_diag_mod,        ONLY: bio_medusa_diag 
     112      USE bio_medusa_diag_slice_mod,  ONLY: bio_medusa_diag_slice 
     113      USE bio_medusa_fin_mod,         ONLY: bio_medusa_fin 
    98114 
    99115      IMPLICIT NONE 
    100116      PRIVATE 
    101117       
    102       PUBLIC   trc_bio_medusa    ! called in ??? 
     118      PUBLIC   trc_bio_medusa    ! called in trcsms_medusa.F90 
    103119 
    104120   !!* Substitution 
     
    113129 
    114130   SUBROUTINE trc_bio_medusa( kt ) 
    115       !!--------------------------------------------------------------------- 
     131      !!------------------------------------------------------------------ 
    116132      !!                     ***  ROUTINE trc_bio  *** 
    117133      !! 
    118       !! ** Purpose :   compute the now trend due to biogeochemical processes 
    119       !!              and add it to the general trend of passive tracers equations 
    120       !! 
    121       !! ** Method  :   each now biological flux is calculated in function of now 
    122       !!              concentrations of tracers. 
    123       !!              depending on the tracer, these fluxes are sources or sinks. 
    124       !!              the total of the sources and sinks for each tracer 
     134      !! ** Purpose : compute the now trend due to biogeochemical processes 
     135      !!              and add it to the general trend of passive tracers  
     136      !!              equations 
     137      !! 
     138      !! ** Method  : each now biological flux is calculated in function of 
     139      !!              now concentrations of tracers. 
     140      !!              depending on the tracer, these fluxes are sources or  
     141      !!              sinks. 
     142      !!              The total of the sources and sinks for each tracer 
    125143      !!              is added to the general trend. 
    126144      !!         
     
    132150      !!              IF 'key_trc_diabio' defined , the biogeochemical trends 
    133151      !!              for passive tracers are saved for futher diagnostics. 
    134       !!--------------------------------------------------------------------- 
    135       !! 
    136       !! 
    137       !!----------------------------------------------------------------------             
     152      !!------------------------------------------------------------------ 
     153      !! 
     154      !! 
     155      !!------------------------------------------------------------------ 
    138156      !! Variable conventions 
    139       !!---------------------------------------------------------------------- 
     157      !!------------------------------------------------------------------ 
    140158      !! 
    141159      !! names: z*** - state variable  
    142       !!        f*** - function (or temporary variable used in part of a function) 
     160      !!        f*** - function (or temporary variable used in part of  
     161      !!               a function) 
    143162      !!        x*** - parameter 
    144163      !!        b*** - right-hand part (sources and sinks) 
     
    151170      INTEGER  ::    ji,jj,jk,jn 
    152171      !! 
    153       !! AXY (27/07/10): add in indices for depth horizons (for sinking flux 
    154       !!                 and seafloor iron inputs) 
    155       !! INTEGER  ::    i0100, i0200, i0500, i1000, i1100 
    156       !! 
    157       !! model state variables 
    158       REAL(wp) ::    zchn,zchd,zphn,zphd,zpds,zzmi 
    159       REAL(wp) ::    zzme,zdet,zdtc,zdin,zsil,zfer 
    160       REAL(wp) ::    zage 
     172      INTEGER  ::    iball 
    161173# if defined key_roam 
    162       REAL(wp) ::    zdic, zalk, zoxy 
    163       REAL(wp) ::    ztmp, zsal 
    164 # endif 
    165 # if defined key_mocsy 
    166       REAL(wp) ::    zpho 
    167 # endif 
    168       !! 
    169       !! integrated source and sink terms 
    170       REAL(wp) ::    b0 
    171       !! AXY (23/08/13): changed from individual variables for each flux to 
    172       !!                 an array that holds all fluxes 
    173       REAL(wp), DIMENSION(jp_medusa) ::    btra 
    174       !! 
    175       !! primary production and chl related quantities       
    176       REAL(wp)                     ::    fthetan,faln,fchn1,fchn,fjln,fprn,frn 
    177       REAL(wp)                     ::    fthetad,fald,fchd1,fchd,fjld,fprd,frd 
    178       !! AXY (23/11/16): add in light-only limitation term (normalised 0-1 range) 
    179       REAL(wp)                     ::    fjlim_pn, fjlim_pd 
    180       !! AXY (03/02/11): add in Liebig terms 
    181       REAL(wp) ::    fpnlim, fpdlim 
    182       !! AXY (16/07/09): add in Eppley curve functionality 
    183       REAL(wp) ::    loc_T,fun_T,xvpnT,xvpdT 
    184       INTEGER  ::    ieppley 
    185       !! AXY (16/05/11): per Katya's prompting, add in new T-dependence 
    186       !!                 for phytoplankton growth only (i.e. no change 
    187       !!                 for remineralisation) 
    188       REAL(wp) ::    fun_Q10 
    189       !! AXY (01/03/10): add in mixed layer PP diagnostics 
    190       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::  fprn_ml,fprd_ml 
    191       !! 
    192       !! nutrient limiting factors 
    193       REAL(wp) ::    fnln,ffln            !! N and Fe 
    194       REAL(wp) ::    fnld,ffld,fsld,fsld2 !! N, Fe and Si 
    195       !! 
    196       !! silicon cycle 
    197       REAL(wp) ::    fsin,fnsi,fsin1,fnsi1,fnsi2,fprds,fsdiss 
    198       !! 
    199       !! iron cycle; includes parameters for Parekh et al. (2005) iron scheme 
    200       REAL(wp) ::    ffetop,ffebot,ffescav 
    201       REAL(wp) ::    xLgF, xFeT, xFeF, xFeL         !! state variables for iron-ligand system 
    202       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::  xFree        !! state variables for iron-ligand system 
    203       REAL(wp) ::    xb_coef_tmp, xb2M4ac           !! iron-ligand parameters 
    204       REAL(wp) ::    xmaxFeF,fdeltaFe               !! max Fe' parameters 
    205       !! 
    206       !! local parameters for Moore et al. (2004) alternative scavenging scheme 
    207       REAL(wp) ::    fbase_scav,fscal_sink,fscal_part,fscal_scav 
    208       !! 
    209       !! local parameters for Moore et al. (2008) alternative scavenging scheme 
    210       REAL(wp) ::    fscal_csink,fscal_sisink,fscal_casink 
    211       !! 
    212       !! local parameters for Galbraith et al. (2010) alternative scavenging scheme 
    213       REAL(wp) ::    xCscav1, xCscav2, xk_org, xORGscav  !! organic portion of scavenging 
    214       REAL(wp) ::    xk_inorg, xINORGscav                !! inorganic portion of scavenging 
    215       !! 
    216       !! microzooplankton grazing 
    217       REAL(wp) ::    fmi1,fmi,fgmipn,fgmid,fgmidc 
    218       REAL(wp) ::    finmi,ficmi,fstarmi,fmith,fmigrow,fmiexcr,fmiresp 
    219       !! 
    220       !! mesozooplankton grazing 
    221       REAL(wp) ::    fme1,fme,fgmepn,fgmepd,fgmepds,fgmezmi,fgmed,fgmedc 
    222       REAL(wp) ::    finme,ficme,fstarme,fmeth,fmegrow,fmeexcr,fmeresp 
    223       !! 
    224       !! mortality/Remineralisation (defunct parameter "fz" removed) 
    225       REAL(wp) ::    fdpn,fdpd,fdpds,fdzmi,fdzme,fdd 
    226 # if defined key_roam 
    227       REAL(wp) ::    fddc 
    228 # endif 
    229       REAL(wp) ::    fdpn2,fdpd2,fdpds2,fdzmi2,fdzme2 
    230       REAL(wp) ::    fslown, fslowc 
    231       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::    fslownflux, fslowcflux 
    232       REAL(wp) ::    fregen,fregensi 
    233       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::    fregenfast,fregenfastsi 
    234 # if defined key_roam 
    235       REAL(wp) ::    fregenc 
    236       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::    fregenfastc 
    237 # endif 
    238       !! 
    239       !! particle flux 
    240       REAL(WP) ::    fthk,fdep,fdep1,fdep2,flat,fcaco3 
    241       REAL(WP) ::    ftempn,ftempsi,ftempfe,ftempc,ftempca 
    242       REAL(wp) ::    freminn,freminsi,freminfe,freminc,freminca 
    243       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::    ffastn,ffastsi,ffastfe,ffastc,ffastca 
    244       REAL(wp) ::    fleftn,fleftsi,fleftfe,fleftc,fleftca 
    245       REAL(wp) ::    fheren,fheresi,fherefe,fherec,fhereca 
    246       REAL(wp) ::    fprotf 
    247       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::    fsedn,fsedsi,fsedfe,fsedc,fsedca 
    248       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::    fccd 
    249       REAL(wp) ::    fccd_dep 
    250       !! AXY (28/11/16): fix mbathy bug 
    251       INTEGER  ::    jmbathy 
    252       !! 
    253       !! AXY (06/07/11): alternative fast detritus schemes 
    254       REAL(wp) ::    fb_val, fl_sst 
    255       !! 
    256       !! AXY (08/07/11): fate of fast detritus reaching the seafloor 
    257       REAL(wp) ::    ffast2slown,ffast2slowfe,ffast2slowc 
    258       !! 
    259       !! conservation law 
    260       REAL(wp) ::    fnit0,fsil0,ffer0  
    261 # if defined key_roam 
    262       REAL(wp) ::    fcar0,falk0,foxy0  
    263 # endif       
     174      !! 
     175      INTEGER  ::    iyr1, iyr2 
     176      !! 
     177# endif 
    264178      !!  
    265179      !! temporary variables 
    266       REAL(wp) ::    fq0,fq1,fq2,fq3,fq4,fq5,fq6,fq7,fq8,fq9 
    267       !! 
    268       !! water column nutrient and flux integrals 
    269       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::    ftot_n,ftot_si,ftot_fe 
    270       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::    fflx_n,fflx_si,fflx_fe 
    271       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::    fifd_n,fifd_si,fifd_fe 
    272       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::    fofd_n,fofd_si,fofd_fe 
    273 # if defined key_roam 
    274       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::    ftot_c,ftot_a,ftot_o2 
    275       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::    fflx_c,fflx_a,fflx_o2 
    276       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::    fifd_c,fifd_a,fifd_o2 
    277       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::    fofd_c,fofd_a,fofd_o2 
    278 # endif 
    279       !! 
    280       !! zooplankton grazing integrals 
    281       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::    fzmi_i,fzmi_o,fzme_i,fzme_o 
    282       !! 
    283       !! limitation term temporary variables 
    284       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::    ftot_pn,ftot_pd 
    285       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::    ftot_zmi,ftot_zme,ftot_det,ftot_dtc 
    286       !! use ballast scheme (1) or simple exponential scheme (0; a conservation test) 
    287       INTEGER  ::    iball 
    288       !! use biological fluxes (1) or not (0) 
    289       INTEGER  ::    ibio_switch 
    290       !! 
    291       !! diagnose fluxes (should only be used in 1D runs) 
    292       INTEGER  ::    idf, idfval 
    293       !! 
    294       !! nitrogen and silicon production and consumption 
    295       REAL(wp) ::    fn_prod, fn_cons, fs_prod, fs_cons 
    296       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::    fnit_prod, fnit_cons, fsil_prod, fsil_cons 
    297 # if defined key_roam 
    298       !! 
    299       !! flags to help with calculating the position of the CCD 
    300       INTEGER, DIMENSION(jpi,jpj) ::     i2_omcal,i2_omarg 
    301       !! 
    302       !! ROAM air-sea flux and diagnostic parameters 
    303       REAL(wp) ::    f_wind 
    304       !! AXY (24/11/16): add xCO2 variable for atmosphere (what we actually have) 
    305       REAL(wp) ::    f_xco2a 
    306       REAL(wp) ::    f_ph, f_pco2w, f_h2co3, f_hco3, f_co3, f_co2flux 
    307       REAL(wp) ::    f_TDIC, f_TALK, f_dcf, f_henry 
    308       REAL(wp) ::    f_uwind, f_vwind, f_pp0 
    309       REAL(wp) ::    f_kw660, f_o2flux, f_o2sat, f_o2sat3 
    310       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::    f_omcal, f_omarg 
    311       !! 
    312       !! AXY (23/06/15): additional diagnostics for MOCSY and oxygen 
    313       REAL(wp) ::    f_fco2w, f_BetaD, f_rhosw, f_opres, f_insitut, f_pco2atm, f_fco2atm 
    314       REAL(wp) ::    f_schmidtco2, f_kwco2, f_K0, f_co2starair, f_dpco2, f_kwo2 
    315       !! jpalm 14-07-2016: convert CO2flux diag from mmol/m2/d to kg/m2/s 
    316       REAL, PARAMETER :: weight_CO2_mol = 44.0095  !! g / mol 
    317       REAL, PARAMETER :: secs_in_day    = 86400.0  !! s / d 
    318       REAL, PARAMETER :: CO2flux_conv   = (1.e-6 * weight_CO2_mol) / secs_in_day 
    319  
    320       !! 
    321       INTEGER  ::    iters 
    322       REAL(wp) ::    f_year 
    323       INTEGER  ::    i_year 
    324       INTEGER  ::    iyr1, iyr2 
    325       !! 
    326       !! carbon, alkalinity production and consumption 
    327       REAL(wp) ::    fc_prod, fc_cons, fa_prod, fa_cons 
    328       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::    fcomm_resp 
    329       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::    fcar_prod, fcar_cons 
    330       !! 
    331       !! oxygen production and consumption (and non-consumption) 
    332       REAL(wp) ::    fo2_prod, fo2_cons, fo2_ncons, fo2_ccons 
    333       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::    foxy_prod, foxy_cons, foxy_anox 
    334       !! Jpalm (11-08-2014) 
    335       !! add DMS in MEDUSA for UKESM1 model 
    336       REAL(wp) ::    dms_surf 
    337       !! AXY (13/03/15): add in other DMS calculations 
    338       REAL(wp) ::    dms_andr, dms_simo, dms_aran, dms_hall, dms_andm, dms_nlim, dms_wtkn 
    339  
    340 # endif 
    341       !!  
    342       !! benthic fluxes 
    343       INTEGER  ::    ibenthic 
    344       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: f_sbenin_n, f_sbenin_fe,              f_sbenin_c 
    345       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: f_fbenin_n, f_fbenin_fe, f_fbenin_si, f_fbenin_c, f_fbenin_ca 
    346       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: f_benout_n, f_benout_fe, f_benout_si, f_benout_c, f_benout_ca 
    347       REAL(wp) ::    zfact 
    348       !!  
    349       !! benthic fluxes of CaCO3 that shouldn't happen because of lysocline 
    350       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: f_benout_lyso_ca 
    351       !! 
    352       !! riverine fluxes 
    353       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: f_runoff, f_riv_n, f_riv_si, f_riv_c, f_riv_alk 
    354       !! AXY (19/07/12): variables for local riverine fluxes to handle inputs below surface 
    355       REAL(wp) ::    f_riv_loc_n, f_riv_loc_si, f_riv_loc_c, f_riv_loc_alk 
    356       !! 
    357       !! Jpalm -- 11-10-2015 -- adapt diag to iom_use 
    358       !! 2D var for diagnostics. 
    359       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: fprn2d, fdpn2d, fprd2d, fdpd2d, fprds2d, fsdiss2d, fgmipn2d 
    360       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: fgmid2d, fdzmi2d, fgmepn2d, fgmepd2d, fgmezmi2d, fgmed2d 
    361       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: fdzme2d, fslown2d, fdd2d, ffetop2d, ffebot2d, ffescav2d 
    362       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: fjln2d, fnln2d, ffln2d, fjld2d, fnld2d, ffld2d, fsld2d2 
    363       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: fsld2d, fregen2d, fregensi2d, ftempn2d, ftempsi2d, ftempfe2d 
    364       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: ftempc2d, ftempca2d, freminn2d, freminsi2d, freminfe2d 
    365       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: freminc2d, freminca2d 
    366       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: zw2d 
    367 # if defined key_roam 
    368       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: ffastca2d, rivn2d, rivsi2d, rivc2d, rivalk2d, fslowc2d 
    369       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: fdpn22d, fdpd22d, fdzmi22d, fdzme22d, zimesn2d, zimesd2d 
    370       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: zimesc2d, zimesdc2d, ziexcr2d, ziresp2d, zigrow2d, zemesn2d 
    371       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: zemesd2d, zemesc2d, zemesdc2d, zeexcr2d, zeresp2d, zegrow2d 
    372       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: mdetc2d, gmidc2d, gmedc2d, f_pco2a2d, f_pco2w2d, f_co2flux2d 
    373       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: f_TDIC2d, f_TALK2d, f_kw6602d, f_pp02d, f_o2flux2d, f_o2sat2d 
    374       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: dms_andr2d, dms_simo2d, dms_aran2d, dms_hall2d, dms_andm2d, dms_surf2d 
    375       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: iben_n2d, iben_fe2d, iben_c2d, iben_si2d, iben_ca2d, oben_n2d 
    376       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: oben_fe2d, oben_c2d, oben_si2d, oben_ca2d, sfr_ocal2d 
    377       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: sfr_oarg2d, lyso_ca2d  
    378       !! AXY (23/11/16): extra MOCSY diagnostics 
    379       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: f_xco2a_2d, f_fco2w_2d, f_fco2a_2d 
    380       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: f_ocnrhosw_2d, f_ocnschco2_2d, f_ocnkwco2_2d 
    381       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: f_ocnk0_2d, f_co2starair_2d, f_ocndpco2_2d 
    382 # endif 
    383       !! 
    384       !! 3D var for diagnostics. 
    385       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: tpp3d, detflux3d, remin3dn 
    386       !! 
    387 # if defined key_roam 
    388       !! AXY (04/11/16) 
    389       !! 2D var for new CMIP6 diagnostics (behind a key_roam ifdef for simplicity) 
    390       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: fgco2, intdissic, intdissin, intdissisi, inttalk, o2min, zo2min 
    391       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: fbddtalk, fbddtdic, fbddtdife, fbddtdin, fbddtdisi 
    392       !! 
    393       !! 3D var for new CMIP6 diagnostics 
    394       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: tppd3 
    395       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: bddtalk3, bddtdic3, bddtdife3, bddtdin3, bddtdisi3 
    396       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: fd_nit3, fd_sil3, fd_car3, fd_cal3 
    397       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: co33, co3satarag3, co3satcalc3, dcalc3 
    398       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: expc3, expn3 
    399       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: fediss3, fescav3 
    400       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: migrazp3, migrazd3, megrazp3, megrazd3, megrazz3 
    401       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: o2sat3, pbsi3, pcal3, remoc3 
    402       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: pnlimj3, pnlimn3, pnlimfe3, pdlimj3, pdlimn3, pdlimfe3, pdlimsi3 
    403 # endif 
    404       !!--------------------------------------------------------------------- 
     180      REAL(wp) ::    fq0,fq1,fq2,fq3,fq4 
     181      !! 
     182      !!------------------------------------------------------------------ 
    405183 
    406184# if defined key_debug_medusa 
     
    421199      ibenthic = 1 
    422200 
    423       !! not sure what this is for; it's not used anywhere; commenting out 
    424       !! fbodn(:,:) = 0.e0    
    425  
    426       !! 
    427       IF( ln_diatrc ) THEN 
    428          !! blank 2D diagnostic array 
    429          trc2d(:,:,:) = 0.e0 
    430          !! 
    431          !! blank 3D diagnostic array 
    432          trc3d(:,:,:,:) = 0.e0 
    433       ENDIF 
    434  
    435       !!---------------------------------------------------------------------- 
     201      !!------------------------------------------------------------------ 
    436202      !! b0 is present for debugging purposes; using b0 = 0 sets the tendency 
    437203      !! terms of all biological equations to 0. 
    438       !!---------------------------------------------------------------------- 
     204      !!------------------------------------------------------------------ 
    439205      !! 
    440206      !! AXY (03/09/14): probably not the smartest move ever, but it'll fit 
     
    446212      b0 = 1. 
    447213# endif 
    448       !!---------------------------------------------------------------------- 
     214      !!------------------------------------------------------------------ 
    449215      !! fast detritus ballast scheme (0 = no; 1 = yes) 
    450216      !! alternative to ballast scheme is same scheme but with no ballast 
    451217      !! protection (not dissimilar to Martin et al., 1987) 
    452       !!---------------------------------------------------------------------- 
     218      !!------------------------------------------------------------------ 
    453219      !! 
    454220      iball = 1 
    455221 
    456       !!---------------------------------------------------------------------- 
     222      !!------------------------------------------------------------------ 
    457223      !! full flux diagnostics (0 = no; 1 = yes); appear in ocean.output 
    458224      !! these should *only* be used in 1D since they give comprehensive 
    459225      !! output for ecological functions in the model; primarily used in 
    460226      !! debugging 
    461       !!---------------------------------------------------------------------- 
     227      !!------------------------------------------------------------------ 
    462228      !! 
    463229      idf    = 0 
     
    470236      endif 
    471237 
    472       !!---------------------------------------------------------------------- 
    473       !! blank fast-sinking detritus 2D fields 
    474       !!---------------------------------------------------------------------- 
    475       !! 
    476       ffastn(:,:)  = 0.0        !! organic nitrogen 
    477       ffastsi(:,:) = 0.0        !! biogenic silicon 
    478       ffastfe(:,:) = 0.0        !! organic iron 
    479       ffastc(:,:)  = 0.0        !! organic carbon 
    480       ffastca(:,:) = 0.0        !! biogenic calcium carbonate 
    481       !! 
    482       fsedn(:,:)   = 0.0        !! Seafloor flux of N  
    483       fsedsi(:,:)  = 0.0        !! Seafloor flux of Si 
    484       fsedfe(:,:)  = 0.0        !! Seafloor flux of Fe 
    485       fsedc(:,:)   = 0.0        !! Seafloor flux of C 
    486       fsedca(:,:)  = 0.0        !! Seafloor flux of CaCO3 
    487       !! 
    488       fregenfast(:,:)   = 0.0   !! integrated  N regeneration (fast detritus) 
    489       fregenfastsi(:,:) = 0.0   !! integrated Si regeneration (fast detritus) 
    490 # if defined key_roam 
    491       fregenfastc(:,:)  = 0.0   !! integrated  C regeneration (fast detritus) 
    492 # endif 
    493       !! 
    494       fccd(:,:)    = 0.0        !! last depth level before CCD 
    495  
    496       !!---------------------------------------------------------------------- 
    497       !! blank nutrient/flux inventories 
    498       !!---------------------------------------------------------------------- 
    499       !! 
    500       fflx_n(:,:)  = 0.0        !! nitrogen flux total 
    501       fflx_si(:,:) = 0.0        !! silicon  flux total 
    502       fflx_fe(:,:) = 0.0        !! iron     flux total 
    503       fifd_n(:,:)  = 0.0        !! nitrogen fast detritus production 
    504       fifd_si(:,:) = 0.0        !! silicon  fast detritus production 
    505       fifd_fe(:,:) = 0.0        !! iron     fast detritus production 
    506       fofd_n(:,:)  = 0.0        !! nitrogen fast detritus remineralisation 
    507       fofd_si(:,:) = 0.0        !! silicon  fast detritus remineralisation 
    508       fofd_fe(:,:) = 0.0        !! iron     fast detritus remineralisation 
    509 # if defined key_roam 
    510       fflx_c(:,:)  = 0.0        !! carbon     flux total 
    511       fflx_a(:,:)  = 0.0        !! alkalinity flux total 
    512       fflx_o2(:,:) = 0.0        !! oxygen     flux total 
    513       ftot_c(:,:)  = 0.0        !! carbon     inventory 
    514       ftot_a(:,:)  = 0.0        !! alkalinity inventory 
    515       ftot_o2(:,:) = 0.0        !! oxygen     inventory 
    516       fifd_c(:,:)  = 0.0        !! carbon     fast detritus production 
    517       fifd_a(:,:)  = 0.0        !! alkalinity fast detritus production 
    518       fifd_o2(:,:) = 0.0        !! oxygen     fast detritus production 
    519       fofd_c(:,:)  = 0.0        !! carbon     fast detritus remineralisation 
    520       fofd_a(:,:)  = 0.0        !! alkalinity fast detritus remineralisation 
    521       fofd_o2(:,:) = 0.0        !! oxygen     fast detritus remineralisation 
    522       !! 
    523       fnit_prod(:,:) = 0.0      !! (organic)   nitrogen production 
    524       fnit_cons(:,:) = 0.0      !! (organic)   nitrogen consumption 
    525       fsil_prod(:,:) = 0.0      !! (inorganic) silicon production 
    526       fsil_cons(:,:) = 0.0      !! (inorganic) silicon consumption 
    527       fcar_prod(:,:) = 0.0      !! (organic)   carbon production 
    528       fcar_cons(:,:) = 0.0      !! (organic)   carbon consumption 
    529       !! 
    530       foxy_prod(:,:) = 0.0      !! oxygen production 
    531       foxy_cons(:,:) = 0.0      !! oxygen consumption 
    532       foxy_anox(:,:) = 0.0      !! unrealised oxygen consumption 
    533       !! 
    534 # endif 
    535       ftot_n(:,:)   = 0.0       !! N inventory  
    536       ftot_si(:,:)  = 0.0       !! Si inventory 
    537       ftot_fe(:,:)  = 0.0       !! Fe inventory 
    538       ftot_pn(:,:)  = 0.0       !! integrated non-diatom phytoplankton 
    539       ftot_pd(:,:)  = 0.0       !! integrated diatom     phytoplankton 
    540       ftot_zmi(:,:) = 0.0       !! integrated microzooplankton 
    541       ftot_zme(:,:) = 0.0       !! integrated mesozooplankton 
    542       ftot_det(:,:) = 0.0       !! integrated slow detritus, nitrogen 
    543       ftot_dtc(:,:) = 0.0       !! integrated slow detritus, carbon 
    544       !! 
    545       fzmi_i(:,:)  = 0.0        !! material grazed by microzooplankton 
    546       fzmi_o(:,:)  = 0.0        !! ... sum of fate of this material 
    547       fzme_i(:,:)  = 0.0        !! material grazed by  mesozooplankton 
    548       fzme_o(:,:)  = 0.0        !! ... sum of fate of this material 
    549       !! 
    550       f_sbenin_n(:,:)  = 0.0    !! slow detritus N  -> benthic pool 
    551       f_sbenin_fe(:,:) = 0.0    !! slow detritus Fe -> benthic pool 
    552       f_sbenin_c(:,:)  = 0.0    !! slow detritus C  -> benthic pool 
    553       f_fbenin_n(:,:)  = 0.0    !! fast detritus N  -> benthic pool 
    554       f_fbenin_fe(:,:) = 0.0    !! fast detritus Fe -> benthic pool 
    555       f_fbenin_si(:,:) = 0.0    !! fast detritus Si -> benthic pool 
    556       f_fbenin_c(:,:)  = 0.0    !! fast detritus C  -> benthic pool 
    557       f_fbenin_ca(:,:) = 0.0    !! fast detritus Ca -> benthic pool 
    558       !! 
    559       f_benout_n(:,:)  = 0.0    !! benthic N  pool  -> dissolved 
    560       f_benout_fe(:,:) = 0.0    !! benthic Fe pool  -> dissolved 
    561       f_benout_si(:,:) = 0.0    !! benthic Si pool  -> dissolved 
    562       f_benout_c(:,:)  = 0.0    !! benthic C  pool  -> dissolved 
    563       f_benout_ca(:,:) = 0.0    !! benthic Ca pool  -> dissolved 
    564       !! 
    565       f_benout_lyso_ca(:,:) = 0.0 !! benthic Ca pool  -> dissolved (when it shouldn't!) 
    566       !! 
    567       f_runoff(:,:)  = 0.0      !! riverine runoff 
    568       f_riv_n(:,:)   = 0.0      !! riverine N   input  
    569       f_riv_si(:,:)  = 0.0      !! riverine Si  input  
    570       f_riv_c(:,:)   = 0.0      !! riverine C   input  
    571       f_riv_alk(:,:) = 0.0      !! riverine alk input  
    572       !!  
    573       !! Jpalm -- 06-03-2017 -- Forgotten var to init 
    574       f_omarg(:,:) = 0.0        !! 
    575       f_omcal(:,:) = 0.0  
    576       xFree(:,:) = 0.0          !! state variables for iron-ligand system 
    577       fcomm_resp(:,:) = 0.0  
    578       fprn_ml(:,:) = 0.0        !! mixed layer PP diagnostics 
    579       fprd_ml(:,:) = 0.0        !! mixed layer PP diagnostics 
    580       !! 
    581       fslownflux(:,:) = 0.0 
    582       fslowcflux(:,:) = 0.0 
    583  
    584       !! 
    585       !! allocate and initiate 2D diag 
    586       !! ----------------------------- 
    587       !! Juju :: add kt condition !! 
    588       IF ( lk_iomput .AND. .NOT.  ln_diatrc ) THEN  
    589          !! 
    590          if ( kt == nittrc000 )   CALL trc_nam_iom_medusa !! initialise iom_use test 
    591          !! 
    592          CALL wrk_alloc( jpi, jpj,      zw2d ) 
    593          zw2d(:,:)      = 0.0   !! 
    594          IF ( med_diag%PRN%dgsave ) THEN 
    595             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   fprn2d    ) 
    596             fprn2d(:,:)      = 0.0 !! 
    597          ENDIF 
    598          IF ( med_diag%MPN%dgsave ) THEN 
    599             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   fdpn2d    ) 
    600             fdpn2d(:,:)      = 0.0 !! 
    601          ENDIF 
    602          IF ( med_diag%PRD%dgsave ) THEN 
    603             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   fprd2d    ) 
    604             fprd2d(:,:)      = 0.0 !! 
    605          ENDIF 
    606          IF( med_diag%MPD%dgsave ) THEN 
    607             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   fdpd2d    ) 
    608             fdpd2d(:,:)      = 0.0 !! 
    609          ENDIF 
    610          IF( med_diag%OPAL%dgsave ) THEN 
    611             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   fprds2d    ) 
    612             fprds2d(:,:)      = 0.0 !! 
    613          ENDIF 
    614          IF( med_diag%OPALDISS%dgsave ) THEN 
    615             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   fsdiss2d    ) 
    616             fsdiss2d(:,:)      = 0.0 !! 
    617          ENDIF 
    618          IF( med_diag%GMIPn%dgsave ) THEN 
    619             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   fgmipn2d    ) 
    620             fgmipn2d(:,:)      = 0.0 !! 
    621          ENDIF 
    622          IF( med_diag%GMID%dgsave ) THEN 
    623             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   fgmid2d    ) 
    624             fgmid2d(:,:)      = 0.0 !! 
    625          ENDIF 
    626          IF( med_diag%MZMI%dgsave ) THEN 
    627             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   fdzmi2d    ) 
    628             fdzmi2d(:,:)      = 0.0 !! 
    629          ENDIF 
    630          IF( med_diag%GMEPN%dgsave ) THEN 
    631             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   fgmepn2d    ) 
    632             fgmepn2d(:,:)      = 0.0 !! 
    633          ENDIF 
    634          IF( med_diag%GMEPD%dgsave ) THEN 
    635             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   fgmepd2d    ) 
    636             fgmepd2d(:,:)      = 0.0 !! 
    637          ENDIF 
    638          IF( med_diag%GMEZMI%dgsave ) THEN 
    639             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   fgmezmi2d    ) 
    640             fgmezmi2d(:,:)      = 0.0 !! 
    641          ENDIF 
    642          IF( med_diag%GMED%dgsave ) THEN 
    643             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   fgmed2d    ) 
    644             fgmed2d(:,:)      = 0.0 !! 
    645          ENDIF 
    646          IF( med_diag%MZME%dgsave ) THEN 
    647             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   fdzme2d    ) 
    648             fdzme2d(:,:)      = 0.0 !! 
    649          ENDIF 
    650          IF( med_diag%DETN%dgsave ) THEN 
    651             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   fslown2d    ) 
    652             fslown2d(:,:)      = 0.0 !! 
    653          ENDIF 
    654          IF( med_diag%MDET%dgsave ) THEN 
    655             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   fdd2d    ) 
    656             fdd2d(:,:)      = 0.0 !! 
    657          ENDIF       
    658          IF( med_diag%AEOLIAN%dgsave ) THEN 
    659             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   ffetop2d    ) 
    660             ffetop2d(:,:)      = 0.0 !! 
    661          ENDIF 
    662          IF( med_diag%BENTHIC%dgsave ) THEN 
    663             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    ffebot2d   ) 
    664             ffebot2d(:,:)      = 0.0 !! 
    665          ENDIF 
    666          IF( med_diag%SCAVENGE%dgsave ) THEN 
    667             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   ffescav2d    ) 
    668             ffescav2d(:,:)      = 0.0 !! 
    669          ENDIF 
    670          IF( med_diag%PN_JLIM%dgsave ) THEN 
    671             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   fjln2d    ) 
    672             fjln2d(:,:)      = 0.0 !! 
    673          ENDIF 
    674          IF( med_diag%PN_NLIM%dgsave ) THEN 
    675             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   fnln2d    ) 
    676             fnln2d(:,:)      = 0.0 !! 
    677          ENDIF 
    678          IF( med_diag%PN_FELIM%dgsave ) THEN 
    679             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   ffln2d    ) 
    680             ffln2d(:,:)      = 0.0 !! 
    681          ENDIF 
    682          IF( med_diag%PD_JLIM%dgsave ) THEN 
    683             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   fjld2d    ) 
    684             fjld2d(:,:)      = 0.0 !! 
    685          ENDIF 
    686          IF( med_diag%PD_NLIM%dgsave ) THEN 
    687             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   fnld2d    ) 
    688             fnld2d(:,:)      = 0.0 !! 
    689          ENDIF 
    690          IF( med_diag%PD_FELIM%dgsave ) THEN 
    691             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   ffld2d    ) 
    692             ffld2d(:,:)      = 0.0 !! 
    693          ENDIF 
    694          IF( med_diag%PD_SILIM%dgsave ) THEN 
    695             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   fsld2d2    ) 
    696             fsld2d2(:,:)      = 0.0 !! 
    697          ENDIF 
    698          IF( med_diag%PDSILIM2%dgsave ) THEN 
    699             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   fsld2d    ) 
    700             fsld2d(:,:)      = 0.0 !! 
    701          ENDIF 
    702 !! 
    703 !! skip SDT_XXXX diagnostics here 
    704 !! 
    705          IF( med_diag%TOTREG_N%dgsave ) THEN 
    706             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   fregen2d    ) 
    707             fregen2d(:,:)      = 0.0 !! 
    708          ENDIF 
    709          IF( med_diag%TOTRG_SI%dgsave ) THEN 
    710             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   fregensi2d    ) 
    711             fregensi2d(:,:)      = 0.0 !! 
    712          ENDIF 
    713 !! 
    714 !! skip REG_XXXX diagnostics here 
    715 !! 
    716          IF( med_diag%FASTN%dgsave ) THEN 
    717             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   ftempn2d    ) 
    718             ftempn2d(:,:)      = 0.0 !! 
    719          ENDIF 
    720          IF( med_diag%FASTSI%dgsave ) THEN 
    721             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   ftempsi2d    ) 
    722             ftempsi2d(:,:)      = 0.0 !! 
    723          ENDIF 
    724          IF( med_diag%FASTFE%dgsave ) THEN 
    725             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,  ftempfe2d     ) 
    726             ftempfe2d(:,:)      = 0.0 !! 
    727          ENDIF 
    728          IF( med_diag%FASTC%dgsave ) THEN 
    729             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,  ftempc2d     ) 
    730             ftempc2d(:,:)      = 0.0 !! 
    731          ENDIF 
    732          IF( med_diag%FASTCA%dgsave ) THEN 
    733             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   ftempca2d    ) 
    734             ftempca2d(:,:)      = 0.0 !! 
    735          ENDIF      
    736 !! 
    737 !! skip FDT_XXXX, RG_XXXXF, FDS_XXXX, RGS_XXXXF diagnostics here 
    738 !! 
    739          IF( med_diag%REMINN%dgsave ) THEN 
    740             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    freminn2d   ) 
    741             freminn2d(:,:)      = 0.0 !! 
    742          ENDIF 
    743          IF( med_diag%REMINSI%dgsave ) THEN 
    744             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    freminsi2d   ) 
    745             freminsi2d(:,:)      = 0.0 !! 
    746          ENDIF 
    747          IF( med_diag%REMINFE%dgsave ) THEN 
    748             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    freminfe2d   ) 
    749             freminfe2d(:,:)      = 0.0 !! 
    750          ENDIF 
    751          IF( med_diag%REMINC%dgsave ) THEN 
    752             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   freminc2d    ) 
    753             freminc2d(:,:)      = 0.0 !!  
    754          ENDIF 
    755          IF( med_diag%REMINCA%dgsave ) THEN 
    756             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   freminca2d    ) 
    757             freminca2d(:,:)      = 0.0 !! 
    758          ENDIF 
    759 # if defined key_roam 
    760 !! 
    761 !! skip SEAFLRXX, MED_XXXX, INTFLX_XX, INT_XX, ML_XXX, OCAL_XXX, FE_XXXX, MED_XZE, WIND diagnostics here 
    762 !! 
    763          IF( med_diag%RR_0100%dgsave ) THEN 
    764             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    ffastca2d   ) 
    765             ffastca2d(:,:)      = 0.0 !! 
    766          ENDIF 
    767  
    768          IF( med_diag%ATM_PCO2%dgsave ) THEN 
    769             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    f_pco2a2d   ) 
    770             f_pco2a2d(:,:)      = 0.0 !! 
    771          ENDIF 
    772 !! 
    773 !! skip OCN_PH diagnostic here 
    774 !! 
    775          IF( med_diag%OCN_PCO2%dgsave ) THEN 
    776             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    f_pco2w2d   ) 
    777             f_pco2w2d(:,:)      = 0.0 !! 
    778          ENDIF 
    779 !! 
    780 !! skip OCNH2CO3, OCN_HCO3, OCN_CO3 diagnostics here 
    781 !! 
    782          IF( med_diag%CO2FLUX%dgsave ) THEN 
    783             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   f_co2flux2d    ) 
    784             f_co2flux2d(:,:)      = 0.0 !! 
    785          ENDIF 
    786 !! 
    787 !! skip OM_XXX diagnostics here 
    788 !! 
    789          IF( med_diag%TCO2%dgsave ) THEN 
    790             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   f_TDIC2d    ) 
    791             f_TDIC2d(:,:)      = 0.0 !! 
    792          ENDIF 
    793          IF( med_diag%TALK%dgsave ) THEN 
    794             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    f_TALK2d   ) 
    795             f_TALK2d(:,:)      = 0.0 !! 
    796          ENDIF 
    797          IF( med_diag%KW660%dgsave ) THEN 
    798             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    f_kw6602d   ) 
    799             f_kw6602d(:,:)      = 0.0 !! 
    800          ENDIF 
    801          IF( med_diag%ATM_PP0%dgsave ) THEN 
    802             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    f_pp02d   ) 
    803             f_pp02d(:,:)      = 0.0 !! 
    804          ENDIF 
    805          IF( med_diag%O2FLUX%dgsave ) THEN 
    806             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   f_o2flux2d    ) 
    807             f_o2flux2d(:,:)      = 0.0 !! 
    808          ENDIF 
    809          IF( med_diag%O2SAT%dgsave ) THEN 
    810             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    f_o2sat2d   ) 
    811             f_o2sat2d(:,:)      = 0.0 !! 
    812          ENDIF  
    813 !! 
    814 !! skip XXX_CCD diagnostics here 
    815 !!  
    816          IF( med_diag%SFR_OCAL%dgsave ) THEN 
    817             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    sfr_ocal2d  ) 
    818             sfr_ocal2d(:,:)      = 0.0 !! 
    819          ENDIF 
    820          IF( med_diag%SFR_OARG%dgsave ) THEN 
    821             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    sfr_oarg2d  ) 
    822             sfr_oarg2d(:,:)      = 0.0 !! 
    823          ENDIF 
    824 !! 
    825 !! skip XX_PROD, XX_CONS, O2_ANOX, RR_XXXX diagnostics here 
    826 !!  
    827          IF( med_diag%IBEN_N%dgsave ) THEN 
    828             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    iben_n2d  ) 
    829             iben_n2d(:,:)      = 0.0 !! 
    830          ENDIF 
    831          IF( med_diag%IBEN_FE%dgsave ) THEN 
    832             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   iben_fe2d   ) 
    833             iben_fe2d(:,:)      = 0.0 !! 
    834          ENDIF 
    835          IF( med_diag%IBEN_C%dgsave ) THEN 
    836             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   iben_c2d   ) 
    837             iben_c2d(:,:)      = 0.0 !! 
    838          ENDIF 
    839          IF( med_diag%IBEN_SI%dgsave ) THEN 
    840             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   iben_si2d   ) 
    841             iben_si2d(:,:)      = 0.0 !! 
    842          ENDIF 
    843          IF( med_diag%IBEN_CA%dgsave ) THEN 
    844             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   iben_ca2d   ) 
    845             iben_ca2d(:,:)      = 0.0 !! 
    846          ENDIF 
    847          IF( med_diag%OBEN_N%dgsave ) THEN 
    848             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    oben_n2d  ) 
    849             oben_n2d(:,:)      = 0.0 !! 
    850          ENDIF 
    851          IF( med_diag%OBEN_FE%dgsave ) THEN 
    852             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    oben_fe2d  ) 
    853             oben_fe2d(:,:)      = 0.0 !! 
    854          ENDIF 
    855          IF( med_diag%OBEN_C%dgsave ) THEN 
    856             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    oben_c2d  ) 
    857             oben_c2d(:,:)      = 0.0 !! 
    858          ENDIF 
    859          IF( med_diag%OBEN_SI%dgsave ) THEN 
    860             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    oben_si2d  ) 
    861             oben_si2d(:,:)      = 0.0 !! 
    862          ENDIF 
    863          IF( med_diag%OBEN_CA%dgsave ) THEN 
    864             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    oben_ca2d  ) 
    865             oben_ca2d(:,:)      = 0.0 !! 
    866          ENDIF 
    867 !! 
    868 !! skip BEN_XX diagnostics here 
    869 !! 
    870          IF( med_diag%RIV_N%dgsave ) THEN 
    871             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    rivn2d   ) 
    872             rivn2d(:,:)      = 0.0 !! 
    873          ENDIF 
    874          IF( med_diag%RIV_SI%dgsave ) THEN 
    875             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    rivsi2d   ) 
    876             rivsi2d(:,:)      = 0.0 !! 
    877          ENDIF 
    878          IF( med_diag%RIV_C%dgsave ) THEN 
    879             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   rivc2d    ) 
    880             rivc2d(:,:)      = 0.0 !! 
    881          ENDIF 
    882          IF( med_diag%RIV_ALK%dgsave ) THEN 
    883             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    rivalk2d   ) 
    884             rivalk2d(:,:)      = 0.0 !! 
    885          ENDIF 
    886          IF( med_diag%DETC%dgsave ) THEN 
    887             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    fslowc2d   ) 
    888             fslowc2d(:,:)      = 0.0 !! 
    889          ENDIF  
    890 !! 
    891 !! skip SDC_XXXX, INVTXXX diagnostics here 
    892 !! 
    893          IF( med_diag%LYSO_CA%dgsave ) THEN 
    894             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    lyso_ca2d  ) 
    895             lyso_ca2d(:,:)      = 0.0 !! 
    896          ENDIF 
    897 !! 
    898 !! skip COM_RESP diagnostic here 
    899 !! 
    900          IF( med_diag%PN_LLOSS%dgsave ) THEN 
    901             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    fdpn22d   ) 
    902             fdpn22d(:,:)      = 0.0 !! 
    903          ENDIF 
    904          IF( med_diag%PD_LLOSS%dgsave ) THEN 
    905             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    fdpd22d   ) 
    906             fdpd22d(:,:)      = 0.0 !! 
    907          ENDIF 
    908          IF( med_diag%ZI_LLOSS%dgsave ) THEN 
    909             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    fdzmi22d   ) 
    910             fdzmi22d(:,:)      = 0.0 !! 
    911          ENDIF 
    912          IF( med_diag%ZE_LLOSS%dgsave ) THEN 
    913             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   fdzme22d    ) 
    914             fdzme22d(:,:)      = 0.0 !! 
    915          ENDIF 
    916          IF( med_diag%ZI_MES_N%dgsave ) THEN    
    917             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   zimesn2d    ) 
    918             zimesn2d(:,:)      = 0.0 !! 
    919          ENDIF 
    920          IF( med_diag%ZI_MES_D%dgsave ) THEN 
    921             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    zimesd2d   ) 
    922             zimesd2d(:,:)      = 0.0 !! 
    923          ENDIF 
    924          IF( med_diag%ZI_MES_C%dgsave ) THEN 
    925             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    zimesc2d   ) 
    926             zimesc2d(:,:)      = 0.0 !! 
    927          ENDIF 
    928          IF( med_diag%ZI_MESDC%dgsave ) THEN 
    929             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    zimesdc2d   ) 
    930             zimesdc2d(:,:)      = 0.0 !! 
    931          ENDIF 
    932          IF( med_diag%ZI_EXCR%dgsave ) THEN 
    933             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,     ziexcr2d  ) 
    934             ziexcr2d(:,:)      = 0.0 !! 
    935          ENDIF 
    936          IF( med_diag%ZI_RESP%dgsave ) THEN 
    937             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    ziresp2d   ) 
    938             ziresp2d(:,:)      = 0.0 !! 
    939          ENDIF 
    940          IF( med_diag%ZI_GROW%dgsave ) THEN 
    941             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    zigrow2d   ) 
    942             zigrow2d(:,:)      = 0.0 !! 
    943          ENDIF 
    944          IF( med_diag%ZE_MES_N%dgsave ) THEN 
    945             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   zemesn2d    ) 
    946             zemesn2d(:,:)      = 0.0 !! 
    947          ENDIF 
    948          IF( med_diag%ZE_MES_D%dgsave ) THEN 
    949             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    zemesd2d   ) 
    950             zemesd2d(:,:)      = 0.0 !! 
    951          ENDIF 
    952          IF( med_diag%ZE_MES_C%dgsave ) THEN 
    953             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    zemesc2d   ) 
    954             zemesc2d(:,:)      = 0.0 !! 
    955          ENDIF 
    956          IF( med_diag%ZE_MESDC%dgsave ) THEN 
    957             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    zemesdc2d   ) 
    958             zemesdc2d(:,:)      = 0.0 !! 
    959          ENDIF 
    960          IF( med_diag%ZE_EXCR%dgsave ) THEN 
    961             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    zeexcr2d   ) 
    962             zeexcr2d(:,:)      = 0.0 !! 
    963          ENDIF                   
    964          IF( med_diag%ZE_RESP%dgsave ) THEN 
    965             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    zeresp2d   ) 
    966             zeresp2d(:,:)      = 0.0 !! 
    967          ENDIF 
    968          IF( med_diag%ZE_GROW%dgsave ) THEN 
    969             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    zegrow2d   ) 
    970             zegrow2d(:,:)      = 0.0 !! 
    971          ENDIF 
    972          IF( med_diag%MDETC%dgsave ) THEN 
    973             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   mdetc2d    ) 
    974             mdetc2d(:,:)      = 0.0 !! 
    975          ENDIF 
    976          IF( med_diag%GMIDC%dgsave ) THEN 
    977             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    gmidc2d   ) 
    978             gmidc2d(:,:)      = 0.0 !! 
    979          ENDIF 
    980          IF( med_diag%GMEDC%dgsave ) THEN 
    981             CALL wrk_alloc( jpi, jpj,    gmedc2d   ) 
    982             gmedc2d(:,:)      = 0.0 !! 
    983          ENDIF 
    984 !! 
    985 !! skip INT_XXX diagnostics here 
    986 !! 
    987          IF (jdms .eq. 1) THEN 
    988             IF( med_diag%DMS_SURF%dgsave ) THEN 
    989                CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   dms_surf2d    ) 
    990                dms_surf2d(:,:)      = 0.0 !! 
    991             ENDIF 
    992             IF( med_diag%DMS_ANDR%dgsave ) THEN 
    993                CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   dms_andr2d    ) 
    994                dms_andr2d(:,:)      = 0.0 !! 
    995             ENDIF 
    996             IF( med_diag%DMS_SIMO%dgsave ) THEN 
    997                CALL wrk_alloc( jpi, jpj,  dms_simo2d     ) 
    998                dms_simo2d(:,:)      = 0.0 !! 
    999             ENDIF 
    1000             IF( med_diag%DMS_ARAN%dgsave ) THEN 
    1001                CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   dms_aran2d    ) 
    1002                dms_aran2d(:,:)      = 0.0 !! 
    1003             ENDIF 
    1004             IF( med_diag%DMS_HALL%dgsave ) THEN 
    1005                CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   dms_hall2d    ) 
    1006                dms_hall2d(:,:)      = 0.0 !! 
    1007             ENDIF 
    1008             IF( med_diag%DMS_ANDM%dgsave ) THEN 
    1009                CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   dms_andm2d    ) 
    1010                dms_andm2d(:,:)      = 0.0 !! 
    1011             ENDIF 
    1012          ENDIF    
    1013          !! 
    1014          !! AXY (24/11/16): extra MOCSY diagnostics, 2D 
    1015          IF( med_diag%ATM_XCO2%dgsave ) THEN 
    1016             CALL wrk_alloc( jpi, jpj, f_xco2a_2d      ) 
    1017             f_xco2a_2d(:,:)      = 0.0 !! 
    1018          ENDIF 
    1019          IF( med_diag%OCN_FCO2%dgsave ) THEN 
    1020             CALL wrk_alloc( jpi, jpj, f_fco2w_2d      ) 
    1021             f_fco2w_2d(:,:)      = 0.0 !! 
    1022          ENDIF 
    1023          IF( med_diag%ATM_FCO2%dgsave ) THEN 
    1024             CALL wrk_alloc( jpi, jpj, f_fco2a_2d      ) 
    1025             f_fco2a_2d(:,:)      = 0.0 !! 
    1026          ENDIF 
    1027          IF( med_diag%OCN_RHOSW%dgsave ) THEN 
    1028             CALL wrk_alloc( jpi, jpj, f_ocnrhosw_2d   ) 
    1029             f_ocnrhosw_2d(:,:)      = 0.0 !! 
    1030          ENDIF 
    1031          IF( med_diag%OCN_SCHCO2%dgsave ) THEN 
    1032             CALL wrk_alloc( jpi, jpj, f_ocnschco2_2d  ) 
    1033             f_ocnschco2_2d(:,:)      = 0.0 !! 
    1034          ENDIF 
    1035          IF( med_diag%OCN_KWCO2%dgsave ) THEN 
    1036             CALL wrk_alloc( jpi, jpj, f_ocnkwco2_2d   ) 
    1037             f_ocnkwco2_2d(:,:)      = 0.0 !! 
    1038          ENDIF 
    1039          IF( med_diag%OCN_K0%dgsave ) THEN 
    1040             CALL wrk_alloc( jpi, jpj, f_ocnk0_2d      ) 
    1041             f_ocnk0_2d(:,:)      = 0.0 !! 
    1042          ENDIF 
    1043          IF( med_diag%CO2STARAIR%dgsave ) THEN 
    1044             CALL wrk_alloc( jpi, jpj, f_co2starair_2d ) 
    1045             f_co2starair_2d(:,:)      = 0.0 !! 
    1046          ENDIF 
    1047          IF( med_diag%OCN_DPCO2%dgsave ) THEN 
    1048             CALL wrk_alloc( jpi, jpj, f_ocndpco2_2d   ) 
    1049             f_ocndpco2_2d(:,:)      = 0.0 !! 
    1050          ENDIF 
    1051 # endif   
    1052          IF( med_diag%TPP3%dgsave ) THEN 
    1053             CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk,       tpp3d ) 
    1054             tpp3d(:,:,:)      = 0.0 !!  
    1055          ENDIF 
    1056          IF( med_diag%DETFLUX3%dgsave ) THEN 
    1057             CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk,        detflux3d ) 
    1058             detflux3d(:,:,:)      = 0.0 !!  
    1059          ENDIF 
    1060          IF( med_diag%REMIN3N%dgsave ) THEN 
    1061              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk,        remin3dn ) 
    1062              remin3dn(:,:,:)      = 0.0 !!  
    1063           ENDIF 
    1064           !!  
    1065           !! AXY (10/11/16): CMIP6 diagnostics, 2D 
    1066           !! JPALM -- 17-11-16 -- put fgco2 alloc out of diag request 
    1067           !!                   needed for coupling/passed through restart 
    1068           !! IF( med_diag%FGCO2%dgsave ) THEN 
    1069              CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   fgco2    ) 
    1070              fgco2(:,:)      = 0.0 !! 
    1071           !! ENDIF 
    1072           IF( med_diag%INTDISSIC%dgsave ) THEN 
    1073              CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   intdissic    ) 
    1074              intdissic(:,:)  = 0.0 !! 
    1075           ENDIF           
    1076           IF( med_diag%INTDISSIN%dgsave ) THEN 
    1077              CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   intdissin    ) 
    1078              intdissin(:,:)  = 0.0 !! 
    1079           ENDIF           
    1080           IF( med_diag%INTDISSISI%dgsave ) THEN 
    1081              CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   intdissisi    ) 
    1082              intdissisi(:,:)  = 0.0 !! 
    1083           ENDIF           
    1084           IF( med_diag%INTTALK%dgsave ) THEN 
    1085              CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   inttalk    ) 
    1086              inttalk(:,:)  = 0.0 !! 
    1087           ENDIF           
    1088           IF( med_diag%O2min%dgsave ) THEN 
    1089              CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   o2min    ) 
    1090              o2min(:,:)  = 1.e3 !! set to high value as we're looking for min(o2) 
    1091           ENDIF           
    1092           IF( med_diag%ZO2min%dgsave ) THEN 
    1093              CALL wrk_alloc( jpi, jpj,   zo2min    ) 
    1094              zo2min(:,:)  = 0.0 !! 
    1095           ENDIF           
    1096           IF( med_diag%FBDDTALK%dgsave  ) THEN 
    1097              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, fbddtalk  ) 
    1098              fbddtalk(:,:)  = 0.0 !!  
    1099           ENDIF 
    1100           IF( med_diag%FBDDTDIC%dgsave  ) THEN 
    1101              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, fbddtdic  ) 
    1102              fbddtdic(:,:)  = 0.0 !!  
    1103           ENDIF 
    1104           IF( med_diag%FBDDTDIFE%dgsave ) THEN 
    1105              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, fbddtdife ) 
    1106              fbddtdife(:,:) = 0.0 !!  
    1107           ENDIF 
    1108           IF( med_diag%FBDDTDIN%dgsave  ) THEN 
    1109              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, fbddtdin  ) 
    1110              fbddtdin(:,:)  = 0.0 !!  
    1111           ENDIF 
    1112           IF( med_diag%FBDDTDISI%dgsave ) THEN 
    1113              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, fbddtdisi ) 
    1114              fbddtdisi(:,:) = 0.0 !!  
    1115           ENDIF 
    1116           !!  
    1117           !! AXY (10/11/16): CMIP6 diagnostics, 3D 
    1118           IF( med_diag%TPPD3%dgsave     ) THEN 
    1119              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, tppd3     ) 
    1120              tppd3(:,:,:)     = 0.0 !!  
    1121           ENDIF 
    1122           IF( med_diag%BDDTALK3%dgsave  ) THEN 
    1123              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, bddtalk3  ) 
    1124              bddtalk3(:,:,:)  = 0.0 !!  
    1125           ENDIF 
    1126           IF( med_diag%BDDTDIC3%dgsave  ) THEN 
    1127              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, bddtdic3  ) 
    1128              bddtdic3(:,:,:)  = 0.0 !!  
    1129           ENDIF 
    1130           IF( med_diag%BDDTDIFE3%dgsave ) THEN 
    1131              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, bddtdife3 ) 
    1132              bddtdife3(:,:,:) = 0.0 !!  
    1133           ENDIF 
    1134           IF( med_diag%BDDTDIN3%dgsave  ) THEN 
    1135              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, bddtdin3  ) 
    1136              bddtdin3(:,:,:)  = 0.0 !!  
    1137           ENDIF 
    1138           IF( med_diag%BDDTDISI3%dgsave ) THEN 
    1139              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, bddtdisi3 ) 
    1140              bddtdisi3(:,:,:) = 0.0 !!  
    1141           ENDIF 
    1142           IF( med_diag%FD_NIT3%dgsave   ) THEN 
    1143              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, fd_nit3   ) 
    1144              fd_nit3(:,:,:)   = 0.0 !!  
    1145           ENDIF 
    1146           IF( med_diag%FD_SIL3%dgsave   ) THEN 
    1147              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, fd_sil3   ) 
    1148              fd_sil3(:,:,:)   = 0.0 !!  
    1149           ENDIF 
    1150           IF( med_diag%FD_CAR3%dgsave   ) THEN 
    1151              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, fd_car3   ) 
    1152              fd_car3(:,:,:)   = 0.0 !!  
    1153           ENDIF 
    1154           IF( med_diag%FD_CAL3%dgsave   ) THEN 
    1155              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, fd_cal3   ) 
    1156              fd_cal3(:,:,:)   = 0.0 !!  
    1157           ENDIF 
    1158           IF( med_diag%DCALC3%dgsave    ) THEN 
    1159              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, dcalc3    ) 
    1160              dcalc3(:,:,: )   = 0.0 !!  
    1161           ENDIF 
    1162           IF( med_diag%EXPC3%dgsave     ) THEN 
    1163              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, expc3   ) 
    1164              expc3(:,:,: )    = 0.0 !!  
    1165           ENDIF 
    1166           IF( med_diag%EXPN3%dgsave     ) THEN 
    1167              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, expn3   ) 
    1168              expn3(:,:,: )    = 0.0 !!  
    1169           ENDIF 
    1170           IF( med_diag%FEDISS3%dgsave   ) THEN 
    1171              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, fediss3   ) 
    1172              fediss3(:,:,: )  = 0.0 !!  
    1173           ENDIF 
    1174           IF( med_diag%FESCAV3%dgsave   ) THEN 
    1175              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, fescav3   ) 
    1176              fescav3(:,:,: )  = 0.0 !!  
    1177           ENDIF 
    1178           IF( med_diag%MIGRAZP3%dgsave   ) THEN 
    1179              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, migrazp3  ) 
    1180              migrazp3(:,:,: )  = 0.0 !!  
    1181           ENDIF 
    1182           IF( med_diag%MIGRAZD3%dgsave   ) THEN 
    1183              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, migrazd3  ) 
    1184              migrazd3(:,:,: )  = 0.0 !!  
    1185           ENDIF 
    1186           IF( med_diag%MEGRAZP3%dgsave   ) THEN 
    1187              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, megrazp3  ) 
    1188              megrazp3(:,:,: )  = 0.0 !!  
    1189           ENDIF 
    1190           IF( med_diag%MEGRAZD3%dgsave   ) THEN 
    1191              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, megrazd3  ) 
    1192              megrazd3(:,:,: )  = 0.0 !!  
    1193           ENDIF 
    1194           IF( med_diag%MEGRAZZ3%dgsave   ) THEN 
    1195              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, megrazz3  ) 
    1196              megrazz3(:,:,: )  = 0.0 !!  
    1197           ENDIF 
    1198           IF( med_diag%O2SAT3%dgsave     ) THEN 
    1199              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, o2sat3    ) 
    1200              o2sat3(:,:,: )    = 0.0 !!  
    1201           ENDIF 
    1202           IF( med_diag%PBSI3%dgsave      ) THEN 
    1203              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, pbsi3     ) 
    1204              pbsi3(:,:,: )     = 0.0 !!  
    1205           ENDIF 
    1206           IF( med_diag%PCAL3%dgsave      ) THEN 
    1207              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, pcal3     ) 
    1208              pcal3(:,:,: )     = 0.0 !!  
    1209           ENDIF 
    1210           IF( med_diag%REMOC3%dgsave     ) THEN 
    1211              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, remoc3    ) 
    1212              remoc3(:,:,: )    = 0.0 !!  
    1213           ENDIF 
    1214           IF( med_diag%PNLIMJ3%dgsave    ) THEN 
    1215              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, pnlimj3   ) 
    1216              pnlimj3(:,:,: )   = 0.0 !!  
    1217           ENDIF 
    1218           IF( med_diag%PNLIMN3%dgsave    ) THEN 
    1219              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, pnlimn3   ) 
    1220              pnlimn3(:,:,: )   = 0.0 !!  
    1221           ENDIF 
    1222           IF( med_diag%PNLIMFE3%dgsave   ) THEN 
    1223              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, pnlimfe3  ) 
    1224              pnlimfe3(:,:,: )  = 0.0 !!  
    1225           ENDIF 
    1226           IF( med_diag%PDLIMJ3%dgsave    ) THEN 
    1227              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, pdlimj3   ) 
    1228              pdlimj3(:,:,: )   = 0.0 !!  
    1229           ENDIF 
    1230           IF( med_diag%PDLIMN3%dgsave    ) THEN 
    1231              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, pdlimn3   ) 
    1232              pdlimn3(:,:,: )   = 0.0 !!  
    1233           ENDIF 
    1234           IF( med_diag%PDLIMFE3%dgsave   ) THEN 
    1235              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, pdlimfe3  ) 
    1236              pdlimfe3(:,:,: )  = 0.0 !!  
    1237           ENDIF 
    1238           IF( med_diag%PDLIMSI3%dgsave   ) THEN 
    1239              CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, pdlimsi3  ) 
    1240              pdlimsi3(:,:,: )  = 0.0 !!  
    1241           ENDIF 
    1242  
    1243        ENDIF 
    1244        !! lk_iomput                                    
    1245        !! 
     238      !!------------------------------------------------------------------ 
     239      !! Initialise arrays to zero and set up arrays for diagnostics 
     240      !!------------------------------------------------------------------ 
     241      CALL bio_medusa_init( kt ) 
     242 
    1246243# if defined key_axy_nancheck 
    1247244       DO jn = 1,jptra 
     
    1249246          !! fq1 = MAXVAL(trn(:,:,:,jn)) 
    1250247          fq2 = SUM(trn(:,:,:,jn)) 
    1251           !! if (lwp) write (numout,'(a,2i6,3(1x,1pe15.5))') 'NAN-CHECK', & 
    1252           !! &        kt, jn, fq0, fq1, fq2 
    1253           !! AXY (30/01/14): much to our surprise, the next line doesn't work on HECTOR 
    1254           !!                 and has been replaced here with a specialist routine 
     248          !! if (lwp) write (numout,'(a,2i6,3(1x,1pe15.5))') 'NAN-CHECK',     & 
     249          !!                kt, jn, fq0, fq1, fq2 
     250          !! AXY (30/01/14): much to our surprise, the next line doesn't  
     251          !!                 work on HECTOR and has been replaced here with  
     252          !!                 a specialist routine 
    1255253          !! if (fq2 /= fq2 ) then 
    1256254          if ( ieee_is_nan( fq2 ) ) then 
    1257255             !! there's a NaN here 
    1258              if (lwp) write(numout,*) 'NAN detected in field', jn, 'at time', kt, 'at position:' 
     256             if (lwp) write(numout,*) 'NAN detected in field', jn,           & 
     257                                      'at time', kt, 'at position:' 
    1259258             DO jk = 1,jpk 
    1260259                DO jj = 1,jpj 
     
    1263262                      !! if (trn(ji,jj,jk,jn) /= trn(ji,jj,jk,jn)) then 
    1264263                      if ( ieee_is_nan( trn(ji,jj,jk,jn) ) ) then 
    1265                          if (lwp) write (numout,'(a,1pe12.2,4i6)') 'NAN-CHECK', & 
    1266                          &        tmask(ji,jj,jk), ji, jj, jk, jn 
     264                         if (lwp) write (numout,'(a,1pe12.2,4i6)')           & 
     265                            'NAN-CHECK', tmask(ji,jj,jk), ji, jj, jk, jn 
    1267266                      endif 
    1268267                   enddo 
     
    1276275 
    1277276# if defined key_debug_medusa 
    1278       IF (lwp) write (numout,*) 'trc_bio_medusa: variables initialised and checked' 
     277      IF (lwp) write (numout,*)                                              & 
     278                     'trc_bio_medusa: variables initialised and checked' 
    1279279      CALL flush(numout) 
    1280280# endif  
    1281281 
    1282282# if defined key_roam 
    1283       !!---------------------------------------------------------------------- 
     283      !!------------------------------------------------------------------ 
    1284284      !! calculate atmospheric pCO2 
    1285       !!---------------------------------------------------------------------- 
     285      !!------------------------------------------------------------------ 
    1286286      !! 
    1287287      !! what's atmospheric pCO2 doing? (data start in 1859) 
     
    1290290      if (iyr1 .le. 1) then 
    1291291         !! before 1860 
    1292          f_xco2a = hist_pco2(1) 
     292         f_xco2a(:,:) = hist_pco2(1) 
    1293293      elseif (iyr2 .ge. 242) then 
    1294294         !! after 2099 
    1295          f_xco2a = hist_pco2(242) 
     295         f_xco2a(:,:) = hist_pco2(242) 
    1296296      else 
    1297297         !! just right 
     
    1301301         !! AXY (14/06/12): tweaked to make more sense (and be correct) 
    1302302#  if defined key_bs_axy_yrlen 
    1303          fq3 = (real(nday_year) - 1.0 + fq2) / 360.0  !! bugfix: for 360d year with HadGEM2-ES forcing 
     303         !! bugfix: for 360d year with HadGEM2-ES forcing 
     304         fq3 = (real(nday_year) - 1.0 + fq2) / 360.0   
    1304305#  else 
    1305          fq3 = (real(nday_year) - 1.0 + fq2) / 365.0  !! original use of 365 days (not accounting for leap year or 360d year) 
     306         !! original use of 365 days (not accounting for leap year or  
     307         !! 360d year) 
     308         fq3 = (real(nday_year) - 1.0 + fq2) / 365.0 
    1306309#  endif 
    1307310         fq4 = (fq0 * (1.0 - fq3)) + (fq1 * fq3) 
    1308          f_xco2a = fq4 
     311         f_xco2a(:,:) = fq4 
    1309312      endif 
    1310313#  if defined key_axy_pi_co2 
    1311       !! f_xco2a = 284.725       !! CMIP5 pre-industrial pCO2 
    1312       f_xco2a = 284.317          !! CMIP6 pre-industrial pCO2 
     314      !! OCMIP pre-industrial pCO2 
     315      !! f_xco2a(:,:) = 284.725  !! CMIP5 pre-industrial pCO2 
     316      f_xco2a = 284.317          !! CMIP6 pre-industrial pCO2  
    1313317#  endif 
    1314318      !! IF(lwp) WRITE(numout,*) ' MEDUSA nyear     =', nyear 
     
    1320324      !! IF(lwp) WRITE(numout,*) ' MEDUSA fq2       =', fq2 
    1321325      !! IF(lwp) WRITE(numout,*) ' MEDUSA fq3       =', fq3 
    1322       IF(lwp) WRITE(numout,*) ' MEDUSA atm pCO2  =', f_xco2a 
     326      IF(lwp) WRITE(numout,*) ' MEDUSA atm pCO2  =', f_xco2a(1,1) 
    1323327# endif 
    1324328 
     
    1338342      !!============================= 
    1339343      !! Jpalm -- 07-10-2016 -- need to change carb-chem frequency call : 
    1340       !!          we don't want to call on the first time-step of all run submission,  
    1341       !!          but only on the very first time-step, and then every month 
    1342       !!          So we call on nittrc000 if not restarted run,  
    1343       !!          else if one month after last call. 
    1344       !!          assume one month is 30d --> 3600*24*30 : 2592000s 
    1345       !!          try to call carb-chem at 1st month's tm-stp : x * 30d + 1*rdt(i.e: mod = rdt)    
     344      !!          we don't want to call on the first time-step of all run  
     345      !!          submission, but only on the very first time-step, and  
     346      !!          then every month. So we call on nittrc000 if not  
     347      !!          restarted run, else if one month after last call. 
     348      !!          Assume one month is 30d --> 3600*24*30 : 2592000s 
     349      !!          try to call carb-chem at 1st month's tm-stp :  
     350      !!          x * 30d + 1*rdt(i.e: mod = rdt)    
    1346351      !!          ++ need to pass carb-chem output var through restarts 
    1347       If ( ( kt == nittrc000 .AND. .NOT.ln_rsttr ) .OR. mod(kt*rdt,2592000.) == rdt ) THEN 
    1348          !!---------------------------------------------------------------------- 
     352      If ( ( kt == nittrc000 .AND. .NOT.ln_rsttr ) .OR.                      & 
     353           ( mod(kt*rdt,2592000.) == rdt ) ) THEN 
     354         !!--------------------------------------------------------------- 
    1349355         !! Calculate the carbonate chemistry for the whole ocean on the first 
    1350356         !! simulation timestep and every month subsequently; the resulting 3D 
    1351357         !! field of omega calcite is used to determine the depth of the CCD 
    1352          !!---------------------------------------------------------------------- 
    1353          !! 
    1354          IF(lwp) WRITE(numout,*) ' MEDUSA calculating all carbonate chemistry at kt =', kt 
    1355          CALL flush(numout) 
    1356          !! blank flags 
    1357          i2_omcal(:,:) = 0 
    1358          i2_omarg(:,:) = 0 
    1359          !! loop over 3D space 
    1360          DO jk = 1,jpk 
    1361             DO jj = 2,jpjm1 
    1362                DO ji = 2,jpim1 
    1363                   !! OPEN wet point IF..THEN loop 
    1364                   if (tmask(ji,jj,jk).eq.1) then 
    1365                      IF (lk_oasis) THEN 
    1366                         f_xco2a = PCO2a_in_cpl(ji,jj)        !! use 2D atm xCO2 from atm coupling 
    1367                      ENDIF 
    1368                      !! do carbonate chemistry 
    1369                      !! 
    1370                      fdep2 = fsdept(ji,jj,jk)           !! set up level midpoint 
    1371                      !! AXY (28/11/16): local seafloor depth 
    1372                      !!                 previously mbathy(ji,jj) - 1, now mbathy(ji,jj) 
    1373                      jmbathy = mbathy(ji,jj) 
    1374                      !! 
    1375                      !! set up required state variables 
    1376                      zdic = max(0.,trn(ji,jj,jk,jpdic)) !! dissolved inorganic carbon 
    1377                      zalk = max(0.,trn(ji,jj,jk,jpalk)) !! alkalinity 
    1378                      ztmp = tsn(ji,jj,jk,jp_tem)        !! temperature 
    1379                      zsal = tsn(ji,jj,jk,jp_sal)        !! salinity 
    1380 #  if defined key_mocsy 
    1381                      zsil = max(0.,trn(ji,jj,jk,jpsil))        !! silicic acid 
    1382                      zpho = max(0.,trn(ji,jj,jk,jpdin)) / 16.0 !! phosphate via DIN and Redfield 
    1383 #  endif 
    1384            !! 
    1385            !! AXY (28/02/14): check input fields 
    1386            if (ztmp .lt. -3.0 .or. ztmp .gt. 40.0 ) then 
    1387                         IF(lwp) WRITE(numout,*) ' trc_bio_medusa: T WARNING 3D, ', & 
    1388                         tsb(ji,jj,jk,jp_tem), tsn(ji,jj,jk,jp_tem), ' at (',    & 
    1389                         ji, ',', jj, ',', jk, ') at time', kt 
    1390          IF(lwp) WRITE(numout,*) ' trc_bio_medusa: T SWITCHING 3D, ', & 
    1391          tsn(ji,jj,jk,jp_tem), ' -> ', tsb(ji,jj,jk,jp_tem) 
    1392                         ztmp = tsb(ji,jj,jk,jp_tem)     !! temperature 
    1393                      endif 
    1394            if (zsal .lt. 0.0 .or. zsal .gt. 45.0 ) then 
    1395                         IF(lwp) WRITE(numout,*) ' trc_bio_medusa: S WARNING 3D, ', & 
    1396                         tsb(ji,jj,jk,jp_sal), tsn(ji,jj,jk,jp_sal), ' at (',    & 
    1397                         ji, ',', jj, ',', jk, ') at time', kt 
    1398                      endif 
    1399                      !! 
    1400                      !! blank input variables not used at this stage (they relate to air-sea flux) 
    1401                      f_kw660 = 1.0 
    1402                      f_pp0   = 1.0 
    1403                      !! 
    1404                      !! calculate carbonate chemistry at grid cell midpoint 
    1405 #  if defined key_mocsy 
    1406                      !! AXY (22/06/15): use Orr & Epitalon (2015) MOCSY-2 carbonate 
    1407                      !!                 chemistry package 
    1408                      CALL mocsy_interface( ztmp, zsal, zalk, zdic, zsil, zpho,         &    ! inputs 
    1409                      f_pp0, fdep2, gphit(ji,jj), f_kw660, f_xco2a, 1,                  &    ! inputs 
    1410                      f_ph, f_pco2w, f_fco2w, f_h2co3, f_hco3, f_co3, f_omarg(ji,jj),   &    ! outputs 
    1411                      f_omcal(ji,jj), f_BetaD, f_rhosw, f_opres, f_insitut,             &    ! outputs 
    1412                      f_pco2atm, f_fco2atm, f_schmidtco2, f_kwco2, f_K0,                &    ! outputs 
    1413                      f_co2starair, f_co2flux, f_dpco2 )                                     ! outputs 
    1414                      !! 
    1415                      f_TDIC = (zdic / f_rhosw) * 1000. ! mmol / m3 -> umol / kg 
    1416                      f_TALK = (zalk / f_rhosw) * 1000. !  meq / m3 ->  ueq / kg 
    1417                      f_dcf  = f_rhosw 
    1418 #  else 
    1419                      !! AXY (22/06/15): use old PML carbonate chemistry package (the 
    1420                      !!                 MEDUSA-2 default) 
    1421                      CALL trc_co2_medusa( ztmp, zsal, zdic, zalk, fdep2, f_kw660,      &    ! inputs 
    1422                      f_xco2a, f_ph, f_pco2w, f_h2co3, f_hco3, f_co3, f_omcal(ji,jj),   &    ! outputs 
    1423                      f_omarg(ji,jj), f_co2flux, f_TDIC, f_TALK, f_dcf, f_henry, iters)      ! outputs 
    1424                      !!  
    1425                      !! AXY (28/02/14): check output fields 
    1426                      if (iters .eq. 25) then 
    1427                         IF(lwp) WRITE(numout,*) ' trc_bio_medusa: 3D ITERS WARNING, ', & 
    1428                         iters, ' AT (', ji, ', ', jj, ', ', jk, ') AT ', kt 
    1429                      endif 
    1430 #  endif 
    1431                      !! 
    1432                      !! store 3D outputs 
    1433                      f3_pH(ji,jj,jk)    = f_ph 
    1434                      f3_h2co3(ji,jj,jk) = f_h2co3 
    1435                      f3_hco3(ji,jj,jk)  = f_hco3 
    1436                      f3_co3(ji,jj,jk)   = f_co3 
    1437                      f3_omcal(ji,jj,jk) = f_omcal(ji,jj) 
    1438                      f3_omarg(ji,jj,jk) = f_omarg(ji,jj) 
    1439                      !! 
    1440                      !! CCD calculation: calcite 
    1441                      if (i2_omcal(ji,jj) .eq. 0 .and. f_omcal(ji,jj) .lt. 1.0) then 
    1442                         if (jk .eq. 1) then 
    1443                            f2_ccd_cal(ji,jj) = fdep2 
    1444                         else 
    1445                            fq0 = f3_omcal(ji,jj,jk-1) - f_omcal(ji,jj) 
    1446                            fq1 = f3_omcal(ji,jj,jk-1) - 1.0 
    1447                            fq2 = fq1 / (fq0 + tiny(fq0)) 
    1448                            fq3 = fdep2 - fsdept(ji,jj,jk-1) 
    1449                            fq4 = fq2 * fq3 
    1450                            f2_ccd_cal(ji,jj) = fsdept(ji,jj,jk-1) + fq4 
    1451                         endif 
    1452                         i2_omcal(ji,jj)   = 1 
    1453                      endif 
    1454                      if ( i2_omcal(ji,jj) .eq. 0 .and. jk .eq. jmbathy ) then 
    1455                         !! reached seafloor and still no dissolution; set to seafloor (W-point) 
    1456                         f2_ccd_cal(ji,jj) = fsdepw(ji,jj,jk+1) 
    1457                         i2_omcal(ji,jj)   = 1 
    1458                      endif 
    1459                      !! 
    1460                      !! CCD calculation: aragonite 
    1461                      if (i2_omarg(ji,jj) .eq. 0 .and. f_omarg(ji,jj) .lt. 1.0) then 
    1462                         if (jk .eq. 1) then 
    1463                            f2_ccd_arg(ji,jj) = fdep2 
    1464                         else 
    1465                            fq0 = f3_omarg(ji,jj,jk-1) - f_omarg(ji,jj) 
    1466                            fq1 = f3_omarg(ji,jj,jk-1) - 1.0 
    1467                            fq2 = fq1 / (fq0 + tiny(fq0)) 
    1468                            fq3 = fdep2 - fsdept(ji,jj,jk-1) 
    1469                            fq4 = fq2 * fq3 
    1470                            f2_ccd_arg(ji,jj) = fsdept(ji,jj,jk-1) + fq4 
    1471                         endif 
    1472                         i2_omarg(ji,jj)   = 1 
    1473                      endif 
    1474                      if ( i2_omarg(ji,jj) .eq. 0 .and. jk .eq. jmbathy ) then 
    1475                         !! reached seafloor and still no dissolution; set to seafloor (W-point) 
    1476                         f2_ccd_arg(ji,jj) = fsdepw(ji,jj,jk+1) 
    1477                         i2_omarg(ji,jj)   = 1 
    1478                      endif 
    1479                   endif 
    1480                ENDDO 
    1481             ENDDO 
    1482          ENDDO 
     358         !!--------------------------------------------------------------- 
     359         CALL carb_chem( kt ) 
     360 
    1483361      ENDIF 
    1484362# endif 
     
    1489367# endif  
    1490368 
    1491       !!---------------------------------------------------------------------- 
     369      !!------------------------------------------------------------------ 
    1492370      !! MEDUSA has unified equation through the water column 
    1493371      !! (Diff. from LOBSTER which has two sets: bio- and non-bio layers)  
    1494372      !! Statement below in LOBSTER is different: DO jk = 1, jpkbm1           
    1495       !!---------------------------------------------------------------------- 
     373      !!------------------------------------------------------------------ 
    1496374      !! 
    1497375      !! NOTE: the ordering of the loops below differs from that of some other 
     
    1509387         !! OPEN horizontal loops 
    1510388         DO jj = 2,jpjm1 
    1511          DO ji = 2,jpim1 
    1512             !! OPEN wet point IF..THEN loop 
    1513             if (tmask(ji,jj,jk).eq.1) then                
    1514                !!====================================================================== 
    1515                !! SETUP LOCAL GRID CELL 
    1516                !!====================================================================== 
    1517                !! 
    1518                !!--------------------------------------------------------------------- 
    1519                !! Some notes on grid vertical structure 
    1520                !! - fsdepw(ji,jj,jk) is the depth of the upper surface of level jk 
    1521                !! - fsde3w(ji,jj,jk) is *approximately* the midpoint of level jk 
    1522                !! - fse3t(ji,jj,jk)  is the thickness of level jk 
    1523                !!--------------------------------------------------------------------- 
    1524                !! 
    1525                !! AXY (11/12/08): set up level thickness 
    1526                fthk  = fse3t(ji,jj,jk) 
    1527                !! AXY (25/02/10): set up level depth (top of level) 
    1528                fdep  = fsdepw(ji,jj,jk) 
    1529                !! AXY (01/03/10): set up level depth (bottom of level) 
    1530                fdep1 = fdep + fthk 
    1531                !! AXY (28/11/16): local seafloor depth 
    1532                !!                 previously mbathy(ji,jj) - 1, now mbathy(ji,jj) 
    1533                jmbathy = mbathy(ji,jj) 
    1534                !! 
    1535                !! set up model tracers 
    1536                !! negative values of state variables are not allowed to 
    1537                !! contribute to the calculated fluxes 
    1538                zchn = max(0.,trn(ji,jj,jk,jpchn)) !! non-diatom chlorophyll 
    1539                zchd = max(0.,trn(ji,jj,jk,jpchd)) !! diatom chlorophyll 
    1540                zphn = max(0.,trn(ji,jj,jk,jpphn)) !! non-diatoms 
    1541                zphd = max(0.,trn(ji,jj,jk,jpphd)) !! diatoms 
    1542                zpds = max(0.,trn(ji,jj,jk,jppds)) !! diatom silicon 
    1543                !! AXY (28/01/10): probably need to take account of chl/biomass connection 
    1544                if (zchn.eq.0.) zphn = 0. 
    1545                if (zchd.eq.0.) zphd = 0. 
    1546                if (zphn.eq.0.) zchn = 0. 
    1547                if (zphd.eq.0.) zchd = 0. 
    1548           !! AXY (23/01/14): duh - why did I forget diatom silicon? 
    1549           if (zpds.eq.0.) zphd = 0. 
    1550           if (zphd.eq.0.) zpds = 0. 
    1551                zzmi = max(0.,trn(ji,jj,jk,jpzmi)) !! microzooplankton 
    1552                zzme = max(0.,trn(ji,jj,jk,jpzme)) !! mesozooplankton 
    1553                zdet = max(0.,trn(ji,jj,jk,jpdet)) !! detrital nitrogen 
    1554                zdin = max(0.,trn(ji,jj,jk,jpdin)) !! dissolved inorganic nitrogen 
    1555                zsil = max(0.,trn(ji,jj,jk,jpsil)) !! dissolved silicic acid 
    1556                zfer = max(0.,trn(ji,jj,jk,jpfer)) !! dissolved "iron" 
    1557 # if defined key_roam 
    1558                zdtc = max(0.,trn(ji,jj,jk,jpdtc)) !! detrital carbon 
    1559                zdic = max(0.,trn(ji,jj,jk,jpdic)) !! dissolved inorganic carbon 
    1560                zalk = max(0.,trn(ji,jj,jk,jpalk)) !! alkalinity 
    1561                zoxy = max(0.,trn(ji,jj,jk,jpoxy)) !! oxygen 
    1562 #  if defined key_axy_carbchem && defined key_mocsy 
    1563                zpho = max(0.,trn(ji,jj,jk,jpdin)) / 16.0 !! phosphate via DIN and Redfield 
    1564 #  endif 
    1565                !! 
    1566                !! also need physical parameters for gas exchange calculations 
    1567                ztmp = tsn(ji,jj,jk,jp_tem) 
    1568                zsal = tsn(ji,jj,jk,jp_sal) 
    1569                !! 
    1570           !! AXY (28/02/14): check input fields 
    1571                if (ztmp .lt. -3.0 .or. ztmp .gt. 40.0 ) then 
    1572                   IF(lwp) WRITE(numout,*) ' trc_bio_medusa: T WARNING 2D, ', & 
    1573                   tsb(ji,jj,jk,jp_tem), tsn(ji,jj,jk,jp_tem), ' at (',    & 
    1574                   ji, ',', jj, ',', jk, ') at time', kt 
    1575         IF(lwp) WRITE(numout,*) ' trc_bio_medusa: T SWITCHING 2D, ', & 
    1576                   tsn(ji,jj,jk,jp_tem), ' -> ', tsb(ji,jj,jk,jp_tem) 
    1577                   ztmp = tsb(ji,jj,jk,jp_tem) !! temperature 
    1578                endif 
    1579                if (zsal .lt. 0.0 .or. zsal .gt. 45.0 ) then 
    1580                   IF(lwp) WRITE(numout,*) ' trc_bio_medusa: S WARNING 2D, ', & 
    1581                   tsb(ji,jj,jk,jp_sal), tsn(ji,jj,jk,jp_sal), ' at (',    & 
    1582                   ji, ',', jj, ',', jk, ') at time', kt 
    1583                endif 
    1584 # else 
    1585                zdtc = zdet * xthetad              !! implicit detrital carbon 
    1586 # endif 
    1587 # if defined key_debug_medusa 
    1588                if (idf.eq.1) then 
    1589                !! AXY (15/01/10) 
    1590                   if (trn(ji,jj,jk,jpdin).lt.0.) then 
    1591                      IF (lwp) write (numout,*) '------------------------------' 
    1592                      IF (lwp) write (numout,*) 'NEGATIVE DIN ERROR =', trn(ji,jj,jk,jpdin) 
    1593                      IF (lwp) write (numout,*) 'NEGATIVE DIN ERROR @', ji, jj, jk, kt 
    1594                   endif 
    1595                   if (trn(ji,jj,jk,jpsil).lt.0.) then 
    1596                      IF (lwp) write (numout,*) '------------------------------' 
    1597                      IF (lwp) write (numout,*) 'NEGATIVE SIL ERROR =', trn(ji,jj,jk,jpsil) 
    1598                      IF (lwp) write (numout,*) 'NEGATIVE SIL ERROR @', ji, jj, jk, kt 
    1599                   endif 
    1600 #  if defined key_roam 
    1601                   if (trn(ji,jj,jk,jpdic).lt.0.) then 
    1602                      IF (lwp) write (numout,*) '------------------------------' 
    1603                      IF (lwp) write (numout,*) 'NEGATIVE DIC ERROR =', trn(ji,jj,jk,jpdic) 
    1604                      IF (lwp) write (numout,*) 'NEGATIVE DIC ERROR @', ji, jj, jk, kt 
    1605                   endif 
    1606                   if (trn(ji,jj,jk,jpalk).lt.0.) then 
    1607                      IF (lwp) write (numout,*) '------------------------------' 
    1608                      IF (lwp) write (numout,*) 'NEGATIVE ALK ERROR =', trn(ji,jj,jk,jpalk) 
    1609                      IF (lwp) write (numout,*) 'NEGATIVE ALK ERROR @', ji, jj, jk, kt 
    1610                   endif 
    1611                   if (trn(ji,jj,jk,jpoxy).lt.0.) then 
    1612                      IF (lwp) write (numout,*) '------------------------------' 
    1613                      IF (lwp) write (numout,*) 'NEGATIVE OXY ERROR =', trn(ji,jj,jk,jpoxy) 
    1614                      IF (lwp) write (numout,*) 'NEGATIVE OXY ERROR @', ji, jj, jk, kt 
    1615                   endif 
    1616 #  endif 
    1617                endif 
    1618 # endif 
    1619 # if defined key_debug_medusa 
    1620                !! report state variable values 
    1621                if (idf.eq.1.AND.idfval.eq.1) then 
    1622                   IF (lwp) write (numout,*) '------------------------------' 
    1623                   IF (lwp) write (numout,*) 'fthk(',jk,') = ', fthk 
    1624                   IF (lwp) write (numout,*) 'zphn(',jk,') = ', zphn 
    1625                   IF (lwp) write (numout,*) 'zphd(',jk,') = ', zphd 
    1626                   IF (lwp) write (numout,*) 'zpds(',jk,') = ', zpds 
    1627                   IF (lwp) write (numout,*) 'zzmi(',jk,') = ', zzmi 
    1628                   IF (lwp) write (numout,*) 'zzme(',jk,') = ', zzme 
    1629                   IF (lwp) write (numout,*) 'zdet(',jk,') = ', zdet 
    1630                   IF (lwp) write (numout,*) 'zdin(',jk,') = ', zdin 
    1631                   IF (lwp) write (numout,*) 'zsil(',jk,') = ', zsil 
    1632                   IF (lwp) write (numout,*) 'zfer(',jk,') = ', zfer 
    1633 #  if defined key_roam 
    1634                   IF (lwp) write (numout,*) 'zdtc(',jk,') = ', zdtc 
    1635                   IF (lwp) write (numout,*) 'zdic(',jk,') = ', zdic 
    1636                   IF (lwp) write (numout,*) 'zalk(',jk,') = ', zalk 
    1637                   IF (lwp) write (numout,*) 'zoxy(',jk,') = ', zoxy                   
    1638 #  endif 
    1639                endif 
    1640 # endif 
    1641  
    1642 # if defined key_debug_medusa 
    1643                if (idf.eq.1.AND.idfval.eq.1.AND.jk.eq.1) then 
    1644                   IF (lwp) write (numout,*) '------------------------------' 
    1645                   IF (lwp) write (numout,*) 'dust      = ', dust(ji,jj) 
    1646                endif 
    1647 # endif 
    1648  
    1649                !! sum tracers for inventory checks 
    1650                IF( lk_iomput ) THEN 
    1651                   IF ( med_diag%INVTN%dgsave )   THEN 
    1652                      ftot_n(ji,jj)  = ftot_n(ji,jj) + & 
    1653                              (fthk * ( zphn + zphd + zzmi + zzme + zdet + zdin ) ) 
    1654                   ENDIF 
    1655                   IF ( med_diag%INVTSI%dgsave )  THEN 
    1656                      ftot_si(ji,jj) = ftot_si(ji,jj) + &  
    1657                              (fthk * ( zpds + zsil ) ) 
    1658                   ENDIF 
    1659                   IF ( med_diag%INVTFE%dgsave )  THEN 
    1660                      ftot_fe(ji,jj) = ftot_fe(ji,jj) + &  
    1661                              (fthk * ( xrfn * ( zphn + zphd + zzmi + zzme + zdet ) + zfer ) ) 
    1662                   ENDIF 
    1663 # if defined key_roam 
    1664                   IF ( med_diag%INVTC%dgsave )  THEN 
    1665                      ftot_c(ji,jj)  = ftot_c(ji,jj) + &  
    1666                              (fthk * ( (xthetapn * zphn) + (xthetapd * zphd) + & 
    1667                              (xthetazmi * zzmi) + (xthetazme * zzme) + zdtc +   & 
    1668                              zdic ) ) 
    1669                   ENDIF 
    1670                   IF ( med_diag%INVTALK%dgsave ) THEN 
    1671                      ftot_a(ji,jj)  = ftot_a(ji,jj) + (fthk * ( zalk ) ) 
    1672                   ENDIF 
    1673                   IF ( med_diag%INVTO2%dgsave )  THEN 
    1674                      ftot_o2(ji,jj) = ftot_o2(ji,jj) + (fthk * ( zoxy ) ) 
    1675                   ENDIF 
     389            DO ji = 2,jpim1 
     390               !! OPEN wet point IF..THEN loop 
     391               if (tmask(ji,jj,jk) == 1) then                
     392                  !!====================================================== 
     393                  !! SETUP LOCAL GRID CELL 
     394                  !!====================================================== 
    1676395                  !! 
    1677                   !! AXY (10/11/16): CMIP6 diagnostics 
    1678                   IF ( med_diag%INTDISSIC%dgsave ) THEN 
    1679                      intdissic(ji,jj) = intdissic(ji,jj) + (fthk * zdic) 
    1680                   ENDIF 
    1681                   IF ( med_diag%INTDISSIN%dgsave ) THEN 
    1682                      intdissin(ji,jj) = intdissin(ji,jj) + (fthk * zdin) 
    1683                   ENDIF 
    1684                   IF ( med_diag%INTDISSISI%dgsave ) THEN 
    1685                      intdissisi(ji,jj) = intdissisi(ji,jj) + (fthk * zsil) 
    1686                   ENDIF 
    1687                   IF ( med_diag%INTTALK%dgsave ) THEN 
    1688                      inttalk(ji,jj) = inttalk(ji,jj) + (fthk * zalk) 
    1689                   ENDIF 
    1690                   IF ( med_diag%O2min%dgsave ) THEN 
    1691                      if ( zoxy < o2min(ji,jj) ) then 
    1692                         o2min(ji,jj)  = zoxy 
    1693                         IF ( med_diag%ZO2min%dgsave ) THEN 
    1694                            zo2min(ji,jj) = (fdep + fdep1) / 2. !! layer midpoint 
    1695                         ENDIF 
    1696                      endif 
    1697                   ENDIF 
    1698 # endif 
    1699                ENDIF 
    1700  
    1701                CALL flush(numout) 
    1702  
    1703                !!====================================================================== 
    1704                !! LOCAL GRID CELL CALCULATIONS 
    1705                !!====================================================================== 
    1706                !! 
    1707 # if defined key_roam 
    1708                if ( jk .eq. 1 ) then 
    1709                   !!---------------------------------------------------------------------- 
    1710                   !! Air-sea gas exchange 
    1711                   !!---------------------------------------------------------------------- 
     396                  !!------------------------------------------------------ 
     397                  !! Some notes on grid vertical structure 
     398                  !! - fsdepw(ji,jj,jk) is the depth of the upper surface of  
     399                  !!   level jk 
     400                  !! - fsde3w(ji,jj,jk) is *approximately* the midpoint of  
     401                  !!   level jk 
     402                  !! - fse3t(ji,jj,jk)  is the thickness of level jk 
     403                  !!------------------------------------------------------ 
    1712404                  !! 
    1713                   !! AXY (17/07/14): zwind_i and zwind_j do not exist in this 
    1714                   !!                 version of NEMO because it does not include 
    1715                   !!                 the SBC changes that our local version has 
    1716                   !!                 for accessing the HadGEM2 forcing; they  
    1717                   !!                 could be added, but an alternative approach 
    1718                   !!                 is to make use of wndm from oce_trc.F90 
    1719                   !!                 which is wind speed at 10m (which is what 
    1720                   !!                 is required here; this may need to be 
    1721                   !!                 revisited when MEDUSA properly interacts 
    1722                   !!                 with UKESM1 physics 
     405                  !! AXY (01/03/10): set up level depth (bottom of level) 
     406                  fdep1(ji,jj) = fsdepw(ji,jj,jk) + fse3t(ji,jj,jk) 
    1723407                  !! 
    1724                   f_wind  = wndm(ji,jj) 
    1725                   IF (lk_oasis) THEN 
    1726                      f_xco2a = PCO2a_in_cpl(ji,jj)        !! use 2D atm xCO2 from atm coupling 
    1727                   ENDIF 
    1728                   !! 
    1729                   !! AXY (23/06/15): as part of an effort to update the carbonate chemistry 
    1730                   !!                 in MEDUSA, the gas transfer velocity used in the carbon 
    1731                   !!                 and oxygen cycles has been harmonised and is calculated 
    1732                   !!                 by the same function here; this harmonisation includes 
    1733                   !!                 changes to the PML carbonate chemistry scheme so that 
    1734                   !!                 it too makes use of the same gas transfer velocity; the 
    1735                   !!                 preferred parameterisation of this is Wanninkhof (2014), 
    1736                   !!                 option 7 
    1737                   !! 
    1738 #   if defined key_debug_medusa 
    1739                      IF (lwp) write (numout,*) 'trc_bio_medusa: entering gas_transfer' 
    1740                      CALL flush(numout) 
    1741 #   endif 
    1742                   CALL gas_transfer( f_wind, 1, 7, &  ! inputs 
    1743                                      f_kw660 )        ! outputs 
    1744 #   if defined key_debug_medusa 
    1745                      IF (lwp) write (numout,*) 'trc_bio_medusa: exiting gas_transfer' 
    1746                      CALL flush(numout) 
    1747 #   endif 
    1748                   !! 
    1749                   !! air pressure (atm); ultimately this will use air pressure at the base 
    1750                   !! of the UKESM1 atmosphere  
    1751                   !!                                      
    1752                   f_pp0   = 1.0 
    1753                   !! 
    1754                   !! IF(lwp) WRITE(numout,*) ' MEDUSA ztmp    =', ztmp 
    1755                   !! IF(lwp) WRITE(numout,*) ' MEDUSA zwind_i =', zwind_i(ji,jj) 
    1756                   !! IF(lwp) WRITE(numout,*) ' MEDUSA zwind_j =', zwind_j(ji,jj) 
    1757                   !! IF(lwp) WRITE(numout,*) ' MEDUSA f_wind  =', f_wind 
    1758                   !! IF(lwp) WRITE(numout,*) ' MEDUSA fr_i    =', fr_i(ji,jj) 
    1759                   !! 
    1760 #  if defined key_axy_carbchem 
    1761 #   if defined key_mocsy 
    1762                   !! 
    1763                   !! AXY (22/06/15): use Orr & Epitalon (2015) MOCSY-2 carbonate 
    1764                   !!                 chemistry package; note that depth is set to 
    1765                   !!                 zero in this call 
    1766                   CALL mocsy_interface( ztmp, zsal, zalk, zdic, zsil, zpho,        &  ! inputs 
    1767                   f_pp0, 0.0, gphit(ji,jj), f_kw660, f_xco2a, 1,                   &  ! inputs 
    1768                   f_ph, f_pco2w, f_fco2w, f_h2co3, f_hco3, f_co3, f_omarg(ji,jj),  &  ! outputs 
    1769                   f_omcal(ji,jj), f_BetaD, f_rhosw, f_opres, f_insitut,            &  ! outputs 
    1770                   f_pco2atm, f_fco2atm, f_schmidtco2, f_kwco2, f_K0,               &  ! outputs 
    1771                   f_co2starair, f_co2flux, f_dpco2 )                                  ! outputs 
    1772                   !! 
    1773                   f_TDIC = (zdic / f_rhosw) * 1000. ! mmol / m3 -> umol / kg 
    1774                   f_TALK = (zalk / f_rhosw) * 1000. !  meq / m3 ->  ueq / kg 
    1775                   f_dcf  = f_rhosw 
    1776 #   else                   
    1777                   iters = 0 
    1778                   !! 
    1779                   !! carbon dioxide (CO2); Jerry Blackford code (ostensibly OCMIP-2, but not) 
    1780                   CALL trc_co2_medusa( ztmp, zsal, zdic, zalk, 0.0, f_kw660, f_xco2a,  &  ! inputs 
    1781                   f_ph, f_pco2w, f_h2co3, f_hco3, f_co3, f_omcal(ji,jj),               &  ! outputs 
    1782                   f_omarg(ji,jj), f_co2flux, f_TDIC, f_TALK, f_dcf, f_henry, iters )      ! outputs 
    1783                   !! 
    1784                   !! AXY (09/01/14): removed iteration and NaN checks; these have 
    1785                   !!                 been moved to trc_co2_medusa together with a 
    1786                   !!                 fudge that amends erroneous values (this is 
    1787                   !!                 intended to be a temporary fudge!); the 
    1788                   !!                 output warnings are retained here so that 
    1789                   !!                 failure position can be determined 
    1790                   if (iters .eq. 25) then 
    1791                      IF(lwp) WRITE(numout,*) ' trc_bio_medusa: ITERS WARNING, ', & 
    1792                      iters, ' AT (', ji, ', ', jj, ', ', jk, ') AT ', kt 
    1793                   endif 
    1794 #   endif 
    1795 #  else 
    1796                   !! AXY (18/04/13): switch off carbonate chemistry calculations; provide 
    1797                   !!                 quasi-sensible alternatives 
    1798                   f_ph           = 8.1 
    1799                   f_pco2w        = f_xco2a 
    1800                   f_h2co3        = 0.005 * zdic 
    1801                   f_hco3         = 0.865 * zdic 
    1802                   f_co3          = 0.130 * zdic 
    1803                   f_omcal(ji,jj) = 4. 
    1804                   f_omarg(ji,jj) = 2. 
    1805                   f_co2flux      = 0. 
    1806                   f_TDIC         = zdic 
    1807                   f_TALK         = zalk 
    1808                   f_dcf          = 1.026 
    1809                   f_henry        = 1. 
    1810                   !! AXY (23/06/15): add in some extra MOCSY diagnostics 
    1811                   f_fco2w        = f_xco2a 
    1812                   f_BetaD        = 1. 
    1813                   f_rhosw        = 1.026 
    1814                   f_opres        = 0. 
    1815                   f_insitut      = ztmp 
    1816                   f_pco2atm      = f_xco2a 
    1817                   f_fco2atm      = f_xco2a 
    1818                   f_schmidtco2   = 660. 
    1819                   f_kwco2        = 0. 
    1820                   f_K0           = 0. 
    1821                   f_co2starair   = f_xco2a 
    1822                   f_dpco2        = 0. 
    1823 #  endif 
    1824                   !! 
    1825                   !! mmol/m2/s -> mmol/m3/d; correct for sea-ice; divide through by layer thickness 
    1826                   f_co2flux = (1. - fr_i(ji,jj)) * f_co2flux * 86400. / fthk 
    1827                   !! 
    1828                   !! oxygen (O2); OCMIP-2 code 
    1829                   !! AXY (23/06/15): amend input list for oxygen to account for common gas 
    1830                   !!                 transfer velocity 
    1831                   !! CALL trc_oxy_medusa( ztmp, zsal, f_uwind, f_vwind, f_pp0, zoxy / 1000., fthk,  &  ! inputs 
    1832                   !! f_kw660, f_o2flux, f_o2sat )                                                      ! outputs 
    1833                   CALL trc_oxy_medusa( ztmp, zsal, f_kw660, f_pp0, zoxy,  &  ! inputs 
    1834                   f_kwo2, f_o2flux, f_o2sat )                                ! outputs 
    1835                   !! 
    1836                   !! mmol/m2/s -> mol/m3/d; correct for sea-ice; divide through by layer thickness 
    1837                   f_o2flux  = (1. - fr_i(ji,jj)) * f_o2flux * 86400. / fthk 
    1838                   !! 
    1839                   !! Jpalm (08-2014) 
    1840                   !! DMS surface concentration calculation 
    1841                   !! initialy added for UKESM1 model. 
    1842                   !! using MET-OFFICE subroutine. 
    1843                   !! DMS module only needs Chl concentration and MLD 
    1844                   !! to get an aproximate value of DMS concentration. 
    1845                   !! air-sea fluxes are calculated by atmospheric chemitry model 
    1846                   !! from atm and oc-surface concentrations. 
    1847                   !! 
    1848                   !! AXY (13/03/15): this is amended to calculate all of the DMS 
    1849                   !!                 estimates examined during UKESM1 (see comments 
    1850                   !!                 in trcdms_medusa.F90) 
    1851                   !! 
    1852                   !! AXY (25/05/17): amended to additionally pass DIN limitation as well as [DIN]; 
    1853                   !!                 accounts for differences in nutrient half-saturations; changes 
    1854                   !!                 also made in trc_dms_medusa; this permits an additional DMS 
    1855                   !!                 calculation while retaining the existing Anderson one 
    1856                   !! 
    1857                   IF (jdms .eq. 1) THEN 
    1858                      !! 
    1859                      !! calculate weighted half-saturation for DIN uptake 
    1860                      dms_wtkn = ((zphn * xnln) + (zphd * xnld)) / (zphn + zphd) 
    1861                      !! 
    1862                      !! feed in correct inputs 
    1863                      if (jdms_input .eq. 0) then 
    1864                         !! use instantaneous inputs 
    1865                         dms_nlim = zdin / (zdin + dms_wtkn) 
    1866                         !! 
    1867                         CALL trc_dms_medusa( zchn, zchd,                           &  ! inputs 
    1868                         hmld(ji,jj), qsr(ji,jj),                                   &  ! inputs 
    1869                         zdin, dms_nlim,                                            &  ! inputs 
    1870                         dms_andr, dms_simo, dms_aran, dms_hall, dms_andm )            ! outputs 
    1871                      else 
    1872                         !! use diel-average inputs 
    1873                         dms_nlim = zn_dms_din(ji,jj) / (zn_dms_din(ji,jj) + dms_wtkn) 
    1874                         !! 
    1875                         CALL trc_dms_medusa( zn_dms_chn(ji,jj), zn_dms_chd(ji,jj), &  ! inputs 
    1876                         zn_dms_mld(ji,jj), zn_dms_qsr(ji,jj),                      &  ! inputs 
    1877                         zn_dms_din(ji,jj), dms_nlim,                               &  ! inputs 
    1878                         dms_andr, dms_simo, dms_aran, dms_hall, dms_andm )            ! outputs 
    1879                      endif 
    1880                      !! 
    1881                      !! assign correct output to variable passed to atmosphere 
    1882                      if     (jdms_model .eq. 1) then 
    1883                         dms_surf = dms_andr 
    1884                      elseif (jdms_model .eq. 2) then 
    1885                         dms_surf = dms_simo 
    1886                      elseif (jdms_model .eq. 3) then 
    1887                         dms_surf = dms_aran 
    1888                      elseif (jdms_model .eq. 4) then 
    1889                         dms_surf = dms_hall 
    1890                      elseif (jdms_model .eq. 5) then 
    1891                         dms_surf = dms_andm 
    1892                      endif 
    1893                      !! 
    1894                      !! 2D diag through iom_use 
    1895                      IF( lk_iomput ) THEN 
    1896                        IF( med_diag%DMS_SURF%dgsave ) THEN 
    1897                          dms_surf2d(ji,jj) = dms_surf 
    1898                        ENDIF 
    1899                        IF( med_diag%DMS_ANDR%dgsave ) THEN 
    1900                          dms_andr2d(ji,jj) = dms_andr 
    1901                        ENDIF 
    1902                        IF( med_diag%DMS_SIMO%dgsave ) THEN 
    1903                          dms_simo2d(ji,jj) = dms_simo 
    1904                        ENDIF 
    1905                        IF( med_diag%DMS_ARAN%dgsave ) THEN 
    1906                          dms_aran2d(ji,jj) = dms_aran 
    1907                        ENDIF 
    1908                        IF( med_diag%DMS_HALL%dgsave ) THEN 
    1909                          dms_hall2d(ji,jj) = dms_hall 
    1910                        ENDIF 
    1911                        IF( med_diag%DMS_ANDM%dgsave ) THEN 
    1912                          dms_andm2d(ji,jj) = dms_andm 
    1913                        ENDIF 
    1914 #   if defined key_debug_medusa 
    1915                        IF (lwp) write (numout,*) 'trc_bio_medusa: finish calculating dms' 
    1916                      CALL flush(numout) 
    1917 #   endif  
    1918                      ENDIF 
    1919                      !! End iom 
    1920                   ENDIF 
    1921                   !! End DMS Loop 
    1922                   !! 
    1923                   !! store 2D outputs 
    1924                   !! 
    1925                   !! JPALM -- 17-11-16 -- put fgco2 out of diag request 
    1926                   !!                    is needed for coupling; pass through restart 
    1927                   !! IF( med_diag%FGCO2%dgsave ) THEN 
    1928                      !! convert from  mol/m2/day to kg/m2/s 
    1929                      fgco2(ji,jj) = f_co2flux * fthk * CO2flux_conv  !! mmol-C/m3/d -> kg-CO2/m2/s 
    1930                   !! ENDIF 
    1931                   IF ( lk_iomput ) THEN 
    1932                       IF( med_diag%ATM_PCO2%dgsave ) THEN 
    1933                          f_pco2a2d(ji,jj) = f_pco2atm 
    1934                       ENDIF 
    1935                       IF( med_diag%OCN_PCO2%dgsave ) THEN 
    1936                          f_pco2w2d(ji,jj) = f_pco2w 
    1937                       ENDIF 
    1938                       IF( med_diag%CO2FLUX%dgsave ) THEN 
    1939                          f_co2flux2d(ji,jj) = f_co2flux * fthk           !! mmol/m3/d -> mmol/m2/d 
    1940                       ENDIF 
    1941                       IF( med_diag%TCO2%dgsave ) THEN 
    1942                          f_TDIC2d(ji,jj) = f_TDIC 
    1943                       ENDIF 
    1944                       IF( med_diag%TALK%dgsave ) THEN 
    1945                          f_TALK2d(ji,jj) = f_TALK 
    1946                       ENDIF 
    1947                       IF( med_diag%KW660%dgsave ) THEN 
    1948                          f_kw6602d(ji,jj) = f_kw660 
    1949                       ENDIF 
    1950                       IF( med_diag%ATM_PP0%dgsave ) THEN 
    1951                          f_pp02d(ji,jj) = f_pp0 
    1952                       ENDIF 
    1953                       IF( med_diag%O2FLUX%dgsave ) THEN 
    1954                          f_o2flux2d(ji,jj) = f_o2flux 
    1955                       ENDIF 
    1956                       IF( med_diag%O2SAT%dgsave ) THEN 
    1957                          f_o2sat2d(ji,jj) = f_o2sat 
    1958                       ENDIF 
    1959                       !! AXY (24/11/16): add in extra MOCSY diagnostics 
    1960                       IF( med_diag%ATM_XCO2%dgsave ) THEN 
    1961                          f_xco2a_2d(ji,jj) = f_xco2a 
    1962                       ENDIF 
    1963                       IF( med_diag%OCN_FCO2%dgsave ) THEN 
    1964                          f_fco2w_2d(ji,jj) = f_fco2w 
    1965                       ENDIF 
    1966                       IF( med_diag%ATM_FCO2%dgsave ) THEN 
    1967                          f_fco2a_2d(ji,jj) = f_fco2atm 
    1968                       ENDIF 
    1969                       IF( med_diag%OCN_RHOSW%dgsave ) THEN 
    1970                          f_ocnrhosw_2d(ji,jj) = f_rhosw 
    1971                       ENDIF 
    1972                       IF( med_diag%OCN_SCHCO2%dgsave ) THEN 
    1973                          f_ocnschco2_2d(ji,jj) = f_schmidtco2 
    1974                       ENDIF 
    1975                       IF( med_diag%OCN_KWCO2%dgsave ) THEN 
    1976                          f_ocnkwco2_2d(ji,jj) = f_kwco2 
    1977                       ENDIF 
    1978                       IF( med_diag%OCN_K0%dgsave ) THEN 
    1979                          f_ocnk0_2d(ji,jj) = f_K0 
    1980                       ENDIF 
    1981                       IF( med_diag%CO2STARAIR%dgsave ) THEN 
    1982                          f_co2starair_2d(ji,jj) = f_co2starair 
    1983                       ENDIF 
    1984                       IF( med_diag%OCN_DPCO2%dgsave ) THEN 
    1985                          f_ocndpco2_2d(ji,jj) = f_dpco2 
    1986                       ENDIF 
    1987                   ENDIF 
    1988                   !!  
    1989                endif 
    1990                !! End jk = 1 loop within ROAM key  
    1991  
    1992                !! AXY (11/11/16): CMIP6 oxygen saturation 3D diagnostic 
    1993                IF ( med_diag%O2SAT3%dgsave ) THEN 
    1994                   call oxy_sato( ztmp, zsal, f_o2sat3 ) 
    1995                   o2sat3(ji, jj, jk) = f_o2sat3 
    1996                ENDIF 
    1997  
    1998 # endif 
    1999  
    2000                if ( jk .eq. 1 ) then 
    2001                   !!---------------------------------------------------------------------- 
    2002                   !! River inputs 
    2003                   !!---------------------------------------------------------------------- 
    2004                   !! 
    2005                   !! runoff comes in as        kg / m2 / s 
    2006                   !! used and written out as   m3 / m2 / d (= m / d) 
    2007                   !! where                     1000 kg / m2 / d = 1 m3 / m2 / d = 1 m / d 
    2008                   !! 
    2009                   !! AXY (17/07/14): the compiler doesn't like this line for some reason; 
    2010                   !!                 as MEDUSA doesn't even use runoff for riverine inputs, 
    2011                   !!                 a temporary solution is to switch off runoff entirely 
    2012                   !!                 here; again, this change is one of several that will  
    2013                   !!                 need revisiting once MEDUSA has bedded down in UKESM1; 
    2014                   !!                 particularly so if the land scheme provides information 
    2015                   !!                 concerning nutrient fluxes 
    2016                   !! 
    2017                   !! f_runoff(ji,jj) = sf_rnf(1)%fnow(ji,jj,1) / 1000. * 60. * 60. * 24. 
    2018                   f_runoff(ji,jj) = 0.0 
    2019                   !! 
    2020                   !! nutrients are added via rivers to the model in one of two ways: 
    2021                   !!   1. via river concentration; i.e. the average nutrient concentration 
    2022                   !!      of a river water is described by a spatial file, and this is 
    2023                   !!      multiplied by runoff to give a nutrient flux 
    2024                   !!   2. via direct river flux; i.e. the average nutrient flux due to 
    2025                   !!      rivers is described by a spatial file, and this is simply applied 
    2026                   !!      as a direct nutrient flux (i.e. it does not relate or respond to 
    2027                   !!      model runoff) 
    2028                   !! nutrient fields are derived from the GlobalNEWS 2 database; carbon and 
    2029                   !! alkalinity are derived from continent-scale DIC estimates (Huang et al.,  
    2030                   !! 2012) and some Arctic river alkalinity estimates (Katya?) 
    2031                   !!  
    2032                   !! as of 19/07/12, riverine nutrients can now be spread vertically across  
    2033                   !! several grid cells rather than just poured into the surface box; this 
    2034                   !! block of code is still executed, however, to set up the total amounts 
    2035                   !! of nutrient entering via rivers 
    2036                   !! 
    2037                   !! nitrogen 
    2038                   if (jriver_n .eq. 1) then 
    2039                      !! river concentration specified; use runoff to calculate input 
    2040                      f_riv_n(ji,jj) = f_runoff(ji,jj) * riv_n(ji,jj) 
    2041                   elseif (jriver_n .eq. 2) then 
    2042                      !! river flux specified; independent of runoff 
    2043                      f_riv_n(ji,jj) = riv_n(ji,jj) 
    2044                   endif 
    2045                   !! 
    2046                   !! silicon 
    2047                   if (jriver_si .eq. 1) then 
    2048                      !! river concentration specified; use runoff to calculate input 
    2049                      f_riv_si(ji,jj) = f_runoff(ji,jj) * riv_si(ji,jj) 
    2050                   elseif (jriver_si .eq. 2) then 
    2051                      !! river flux specified; independent of runoff 
    2052                      f_riv_si(ji,jj) = riv_si(ji,jj) 
    2053                   endif 
    2054                   !! 
    2055                   !! carbon 
    2056                   if (jriver_c .eq. 1) then 
    2057                      !! river concentration specified; use runoff to calculate input 
    2058                      f_riv_c(ji,jj) = f_runoff(ji,jj) * riv_c(ji,jj) 
    2059                   elseif (jriver_c .eq. 2) then 
    2060                      !! river flux specified; independent of runoff 
    2061                      f_riv_c(ji,jj) = riv_c(ji,jj) 
    2062                   endif 
    2063                   !! 
    2064                   !! alkalinity 
    2065                   if (jriver_alk .eq. 1) then 
    2066                      !! river concentration specified; use runoff to calculate input 
    2067                      f_riv_alk(ji,jj) = f_runoff(ji,jj) * riv_alk(ji,jj) 
    2068                   elseif (jriver_alk .eq. 2) then 
    2069                      !! river flux specified; independent of runoff 
    2070                      f_riv_alk(ji,jj) = riv_alk(ji,jj) 
    2071                   endif 
    2072  
    2073                endif 
    2074  
    2075                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2076                !! Chlorophyll calculations 
    2077                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2078                !! 
    2079                !! non-diatoms 
    2080           if (zphn.GT.rsmall) then 
    2081                   fthetan = max(tiny(zchn), (zchn * xxi) / (zphn + tiny(zphn))) 
    2082                   faln    = xaln * fthetan 
    2083                else 
    2084                   fthetan = 0. 
    2085                   faln    = 0. 
    2086                endif 
    2087                !! 
    2088                !! diatoms 
    2089           if (zphd.GT.rsmall) then 
    2090                   fthetad = max(tiny(zchd), (zchd * xxi) / (zphd + tiny(zphd))) 
    2091                   fald    = xald * fthetad 
    2092                else 
    2093                   fthetad = 0. 
    2094                   fald    = 0. 
    2095                endif 
    2096  
    2097 # if defined key_debug_medusa 
    2098                !! report biological calculations 
    2099                if (idf.eq.1.AND.idfval.eq.1) then 
    2100                   IF (lwp) write (numout,*) '------------------------------' 
    2101                   IF (lwp) write (numout,*) 'faln(',jk,') = ', faln 
    2102                   IF (lwp) write (numout,*) 'fald(',jk,') = ', fald 
    2103                endif 
    2104 # endif 
    2105  
    2106                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2107                !! Phytoplankton light limitation 
    2108                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2109                !! 
    2110                !! It is assumed xpar is the depth-averaged (vertical layer) PAR  
    2111                !! Light limitation (check self-shading) in W/m2 
    2112                !! 
    2113                !! Note that there is no temperature dependence in phytoplankton 
    2114                !! growth rate or any other function.  
    2115                !! In calculation of Chl/Phy ratio tiny(phyto) is introduced to avoid 
    2116                !! NaNs in case of Phy==0.   
    2117                !! 
    2118                !! fthetad and fthetan are Chl:C ratio (gChl/gC) in diat and non-diat:  
    2119                !! for 1:1 Chl:P ratio (mgChl/mmolN) theta=0.012 
    2120                !! 
    2121                !! AXY (16/07/09) 
    2122                !! temperature for new Eppley style phytoplankton growth 
    2123                loc_T   = tsn(ji,jj,jk,jp_tem) 
    2124                fun_T   = 1.066**(1.0 * loc_T) 
    2125                !! AXY (16/05/11): add in new Q10 (1.5, not 2.0) for 
    2126                !phytoplankton 
    2127                !!                 growth; remin. unaffected 
    2128                fun_Q10 = jq10**((loc_T - 0.0) / 10.0) 
    2129                if (jphy.eq.1) then 
    2130                   xvpnT = xvpn * fun_T 
    2131                   xvpdT = xvpd * fun_T 
    2132                elseif (jphy.eq.2) then 
    2133                   xvpnT = xvpn * fun_Q10 
    2134                   xvpdT = xvpd * fun_Q10 
    2135                else 
    2136                   xvpnT = xvpn 
    2137                   xvpdT = xvpd 
    2138                endif 
    2139                !! 
    2140                !! non-diatoms 
    2141                fchn1   = (xvpnT * xvpnT) + (faln * faln * xpar(ji,jj,jk) * xpar(ji,jj,jk)) 
    2142                if (fchn1.GT.rsmall) then 
    2143                   fchn    = xvpnT / (sqrt(fchn1) + tiny(fchn1)) 
    2144                else 
    2145                   fchn    = 0. 
    2146                endif 
    2147                fjln    = fchn * faln * xpar(ji,jj,jk) !! non-diatom J term 
    2148                fjlim_pn = fjln / xvpnT 
    2149                !! 
    2150                !! diatoms 
    2151                fchd1   = (xvpdT * xvpdT) + (fald * fald * xpar(ji,jj,jk) * xpar(ji,jj,jk)) 
    2152                if (fchd1.GT.rsmall) then 
    2153                   fchd    = xvpdT / (sqrt(fchd1) + tiny(fchd1)) 
    2154                else 
    2155                   fchd    = 0. 
    2156                endif 
    2157                fjld    = fchd * fald * xpar(ji,jj,jk) !! diatom J term 
    2158                fjlim_pd = fjld / xvpdT 
    2159        
    2160 # if defined key_debug_medusa 
    2161                !! report phytoplankton light limitation 
    2162                if (idf.eq.1.AND.idfval.eq.1) then 
    2163                   IF (lwp) write (numout,*) '------------------------------' 
    2164                   IF (lwp) write (numout,*) 'fchn(',jk,') = ', fchn 
    2165                   IF (lwp) write (numout,*) 'fchd(',jk,') = ', fchd 
    2166                   IF (lwp) write (numout,*) 'fjln(',jk,') = ', fjln 
    2167                   IF (lwp) write (numout,*) 'fjld(',jk,') = ', fjld 
    2168                endif 
    2169 # endif 
    2170  
    2171                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2172                !! Phytoplankton nutrient limitation 
    2173                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2174                !! 
    2175                !! non-diatoms (N, Fe) 
    2176                fnln = zdin / (zdin + xnln) !! non-diatom Qn term 
    2177                ffln = zfer / (zfer + xfln) !! non-diatom Qf term 
    2178                !! 
    2179                !! diatoms (N, Si, Fe) 
    2180                fnld = zdin / (zdin + xnld) !! diatom Qn term 
    2181                fsld = zsil / (zsil + xsld) !! diatom Qs term 
    2182                ffld = zfer / (zfer + xfld) !! diatom Qf term 
    2183  
    2184 # if defined key_debug_medusa 
    2185                !! report phytoplankton nutrient limitation 
    2186                if (idf.eq.1.AND.idfval.eq.1) then 
    2187                   IF (lwp) write (numout,*) '------------------------------' 
    2188                   IF (lwp) write (numout,*) 'fnln(',jk,') = ', fnln 
    2189                   IF (lwp) write (numout,*) 'fnld(',jk,') = ', fnld 
    2190                   IF (lwp) write (numout,*) 'ffln(',jk,') = ', ffln 
    2191                   IF (lwp) write (numout,*) 'ffld(',jk,') = ', ffld 
    2192                   IF (lwp) write (numout,*) 'fsld(',jk,') = ', fsld 
    2193                endif 
    2194 # endif 
    2195  
    2196                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2197                !! Primary production (non-diatoms) 
    2198                !! (note: still needs multiplying by phytoplankton concentration) 
    2199                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2200                !! 
    2201                if (jliebig .eq. 0) then 
    2202                   !! multiplicative nutrient limitation 
    2203                   fpnlim = fnln * ffln 
    2204                elseif (jliebig .eq. 1) then 
    2205                   !! Liebig Law (= most limiting) nutrient limitation 
    2206                   fpnlim = min(fnln, ffln) 
    2207                endif 
    2208                fprn = fjln * fpnlim 
    2209  
    2210                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2211                !! Primary production (diatoms) 
    2212                !! (note: still needs multiplying by phytoplankton concentration) 
    2213                !! 
    2214                !! production here is split between nitrogen production and that of 
    2215                !! silicon; depending upon the "intracellular" ratio of Si:N, model 
    2216                !! diatoms will uptake nitrogen/silicon differentially; this borrows 
    2217                !! from the diatom model of Mongin et al. (2006) 
    2218                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2219                !! 
    2220                if (jliebig .eq. 0) then 
    2221                   !! multiplicative nutrient limitation 
    2222                   fpdlim = fnld * ffld 
    2223                elseif (jliebig .eq. 1) then 
    2224                   !! Liebig Law (= most limiting) nutrient limitation 
    2225                   fpdlim = min(fnld, ffld) 
    2226                endif 
    2227                !! 
    2228           if (zphd.GT.rsmall .AND. zpds.GT.rsmall) then 
    2229                   !! "intracellular" elemental ratios 
    2230                   ! fsin  = zpds / (zphd + tiny(zphd)) 
    2231                   ! fnsi  = zphd / (zpds + tiny(zpds)) 
    2232                   fsin = 0.0 
    2233                   IF( zphd .GT. rsmall) fsin  = zpds / zphd 
    2234                   fnsi = 0.0 
    2235                   IF( zpds .GT. rsmall) fnsi  = zphd / zpds 
    2236                   !! AXY (23/02/10): these next variables derive from Mongin et al. (2003) 
    2237                   fsin1 = 3.0 * xsin0 !! = 0.6 
    2238                   fnsi1 = 1.0 / fsin1 !! = 1.667 
    2239                   fnsi2 = 1.0 / xsin0 !! = 5.0 
    2240                   !! 
    2241                   !! conditionalities based on ratios 
    2242                   !! nitrogen (and iron and carbon) 
    2243                   if (fsin.le.xsin0) then 
    2244                      fprd  = 0.0 
    2245                      fsld2 = 0.0 
    2246                   elseif (fsin.lt.fsin1) then 
    2247                      fprd  = xuif * ((fsin - xsin0) / (fsin + tiny(fsin))) * (fjld * fpdlim) 
    2248                      fsld2 = xuif * ((fsin - xsin0) / (fsin + tiny(fsin))) 
    2249                   elseif (fsin.ge.fsin1) then 
    2250                      fprd  = (fjld * fpdlim) 
    2251                      fsld2 = 1.0 
    2252                   endif 
    2253                   !! 
    2254                   !! silicon 
    2255                   if (fsin.lt.fnsi1) then 
    2256                      fprds = (fjld * fsld) 
    2257                   elseif (fsin.lt.fnsi2) then 
    2258                      fprds = xuif * ((fnsi - xnsi0) / (fnsi + tiny(fnsi))) * (fjld * fsld) 
    2259                   else 
    2260                      fprds = 0.0 
    2261                   endif      
    2262                else 
    2263                   fsin  = 0.0 
    2264                   fnsi  = 0.0 
    2265                   fprd  = 0.0 
    2266                   fsld2 = 0.0 
    2267                   fprds = 0.0 
    2268                endif 
    2269  
    2270 # if defined key_debug_medusa 
    2271                !! report phytoplankton growth (including diatom silicon submodel) 
    2272                if (idf.eq.1.AND.idfval.eq.1) then 
    2273                   IF (lwp) write (numout,*) '------------------------------' 
    2274                   IF (lwp) write (numout,*) 'fsin(',jk,')   = ', fsin 
    2275                   IF (lwp) write (numout,*) 'fnsi(',jk,')   = ', fnsi 
    2276                   IF (lwp) write (numout,*) 'fsld2(',jk,')  = ', fsld2 
    2277                   IF (lwp) write (numout,*) 'fprn(',jk,')   = ', fprn 
    2278                   IF (lwp) write (numout,*) 'fprd(',jk,')   = ', fprd 
    2279                   IF (lwp) write (numout,*) 'fprds(',jk,')  = ', fprds 
    2280                endif 
    2281 # endif 
    2282  
    2283                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2284                !! Mixed layer primary production 
    2285                !! this block calculates the amount of primary production that occurs 
    2286                !! within the upper mixed layer; this allows the separate diagnosis 
    2287                !! of "sub-surface" primary production; it does assume that short- 
    2288                !! term variability in mixed layer depth doesn't mess with things 
    2289                !! though 
    2290                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2291                !! 
    2292                if (fdep1.le.hmld(ji,jj)) then 
    2293                   !! this level is entirely in the mixed layer 
    2294                   fq0 = 1.0 
    2295                elseif (fdep.ge.hmld(ji,jj)) then 
    2296                   !! this level is entirely below the mixed layer 
    2297                   fq0 = 0.0 
    2298                else 
    2299                   !! this level straddles the mixed layer 
    2300                   fq0 = (hmld(ji,jj) - fdep) / fthk 
    2301                endif 
    2302                !! 
    2303                fprn_ml(ji,jj) = fprn_ml(ji,jj) + (fprn * zphn * fthk * fq0) 
    2304                fprd_ml(ji,jj) = fprd_ml(ji,jj) + (fprd * zphd * fthk * fq0) 
    2305                 
    2306                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2307                !! Vertical Integral -- 
    2308                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2309                ftot_pn(ji,jj)  = ftot_pn(ji,jj)  + (zphn * fthk)   !! vertical integral non-diatom phytoplankton 
    2310                ftot_pd(ji,jj)  = ftot_pd(ji,jj)  + (zphd * fthk)   !! vertical integral diatom phytoplankton 
    2311                ftot_zmi(ji,jj) = ftot_zmi(ji,jj) + (zzmi * fthk)   !! vertical integral microzooplankton 
    2312                ftot_zme(ji,jj) = ftot_zme(ji,jj) + (zzme * fthk)   !! vertical integral mesozooplankton 
    2313                ftot_det(ji,jj) = ftot_det(ji,jj) + (zdet * fthk)   !! vertical integral slow detritus, nitrogen 
    2314                ftot_dtc(ji,jj) = ftot_dtc(ji,jj) + (zdtc * fthk)   !! vertical integral slow detritus, carbon 
    2315                 
    2316                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2317                !! More chlorophyll calculations 
    2318                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2319                !! 
    2320                !! frn = (xthetam / fthetan) * (fprn / (fthetan * xpar(ji,jj,jk))) 
    2321                !! frd = (xthetam / fthetad) * (fprd / (fthetad * xpar(ji,jj,jk))) 
    2322                frn = (xthetam * fchn * fnln * ffln       ) / (fthetan + tiny(fthetan)) 
    2323                !! AXY (12/05/09): there's potentially a problem here; fsld, silicic acid  
    2324                !!   limitation, is used in the following line to regulate chlorophyll  
    2325                !!   growth in a manner that is inconsistent with its use in the regulation  
    2326                !!   of biomass growth; the Mongin term term used in growth is more complex 
    2327                !!   than the simple multiplicative function used below 
    2328                !! frd = (xthetam * fchd * fnld * ffld * fsld) / (fthetad + tiny(fthetad)) 
    2329                !! AXY (12/05/09): this replacement line uses the new variable, fsld2, to 
    2330                !!   regulate chlorophyll growth 
    2331                frd = (xthetamd * fchd * fnld * ffld * fsld2) / (fthetad + tiny(fthetad)) 
    2332  
    2333 # if defined key_debug_medusa 
    2334                !! report chlorophyll calculations 
    2335                if (idf.eq.1.AND.idfval.eq.1) then 
    2336                   IF (lwp) write (numout,*) '------------------------------' 
    2337                   IF (lwp) write (numout,*) 'fthetan(',jk,') = ', fthetan 
    2338                   IF (lwp) write (numout,*) 'fthetad(',jk,') = ', fthetad 
    2339                   IF (lwp) write (numout,*) 'frn(',jk,')     = ', frn 
    2340                   IF (lwp) write (numout,*) 'frd(',jk,')     = ', frd 
    2341                endif 
    2342 # endif 
    2343  
    2344                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2345                !! Zooplankton Grazing  
    2346                !! this code supplements the base grazing model with one that 
    2347                !! considers the C:N ratio of grazed food and balances this against 
    2348                !! the requirements of zooplankton growth; this model is derived  
    2349                !! from that of Anderson & Pondaven (2003) 
    2350                !! 
    2351                !! the current version of the code assumes a fixed C:N ratio for 
    2352                !! detritus (in contrast to Anderson & Pondaven, 2003), though the 
    2353                !! full equations are retained for future extension 
    2354                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2355                !! 
    2356                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2357                !! Microzooplankton first 
    2358                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2359                !! 
    2360                fmi1    = (xkmi * xkmi) + (xpmipn * zphn * zphn) + (xpmid * zdet * zdet) 
    2361                fmi     = xgmi * zzmi / fmi1 
    2362                fgmipn  = fmi * xpmipn * zphn * zphn   !! grazing on non-diatoms 
    2363                fgmid   = fmi * xpmid  * zdet * zdet   !! grazing on detrital nitrogen 
    2364 # if defined key_roam 
    2365                fgmidc  = rsmall !acc 
    2366                IF ( zdet .GT. rsmall ) fgmidc  = (zdtc / (zdet + tiny(zdet))) * fgmid  !! grazing on detrital carbon 
    2367 # else 
    2368                !! AXY (26/11/08): implicit detrital carbon change 
    2369                fgmidc  = xthetad * fgmid              !! grazing on detrital carbon 
    2370 # endif 
    2371                !! 
    2372                !! which translates to these incoming N and C fluxes 
    2373                finmi   = (1.0 - xphi) * (fgmipn + fgmid) 
    2374                ficmi   = (1.0 - xphi) * ((xthetapn * fgmipn) + fgmidc) 
    2375                !! 
    2376                !! the ideal food C:N ratio for microzooplankton 
    2377                !! xbetan = 0.77; xthetaz = 5.625; xbetac = 0.64; xkc = 0.80 
    2378                fstarmi = (xbetan * xthetazmi) / (xbetac * xkc) 
    2379                !! 
    2380                !! process these to determine proportioning of grazed N and C 
    2381                !! (since there is no explicit consideration of respiration, 
    2382                !! only growth and excretion are calculated here) 
    2383                fmith   = (ficmi / (finmi + tiny(finmi))) 
    2384                if (fmith.ge.fstarmi) then 
    2385                   fmigrow = xbetan * finmi 
    2386                   fmiexcr = 0.0 
    2387                else 
    2388                   fmigrow = (xbetac * xkc * ficmi) / xthetazmi 
    2389                   fmiexcr = ficmi * ((xbetan / (fmith + tiny(fmith))) - ((xbetac * xkc) / xthetazmi)) 
    2390                endif 
    2391 # if defined key_roam 
    2392                fmiresp = (xbetac * ficmi) - (xthetazmi * fmigrow) 
    2393 # endif 
    2394  
    2395 # if defined key_debug_medusa 
    2396                !! report microzooplankton grazing 
    2397                if (idf.eq.1.AND.idfval.eq.1) then 
    2398                   IF (lwp) write (numout,*) '------------------------------' 
    2399                   IF (lwp) write (numout,*) 'fmi1(',jk,')    = ', fmi1 
    2400                   IF (lwp) write (numout,*) 'fmi(',jk,')     = ', fmi 
    2401                   IF (lwp) write (numout,*) 'fgmipn(',jk,')  = ', fgmipn 
    2402                   IF (lwp) write (numout,*) 'fgmid(',jk,')   = ', fgmid 
    2403                   IF (lwp) write (numout,*) 'fgmidc(',jk,')  = ', fgmidc 
    2404                   IF (lwp) write (numout,*) 'finmi(',jk,')   = ', finmi 
    2405                   IF (lwp) write (numout,*) 'ficmi(',jk,')   = ', ficmi 
    2406                   IF (lwp) write (numout,*) 'fstarmi(',jk,') = ', fstarmi 
    2407                   IF (lwp) write (numout,*) 'fmith(',jk,')   = ', fmith 
    2408                   IF (lwp) write (numout,*) 'fmigrow(',jk,') = ', fmigrow 
    2409                   IF (lwp) write (numout,*) 'fmiexcr(',jk,') = ', fmiexcr 
    2410 #  if defined key_roam 
    2411                   IF (lwp) write (numout,*) 'fmiresp(',jk,') = ', fmiresp 
    2412 #  endif 
    2413                endif 
    2414 # endif 
    2415  
    2416                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2417                !! Mesozooplankton second 
    2418                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2419                !! 
    2420                fme1    = (xkme * xkme) + (xpmepn * zphn * zphn) + (xpmepd * zphd * zphd) + &  
    2421                          (xpmezmi * zzmi * zzmi) + (xpmed * zdet * zdet) 
    2422                fme     = xgme * zzme / fme1 
    2423                fgmepn  = fme * xpmepn  * zphn * zphn  !! grazing on non-diatoms 
    2424                fgmepd  = fme * xpmepd  * zphd * zphd  !! grazing on diatoms 
    2425                fgmepds = fsin * fgmepd                !! grazing on diatom silicon 
    2426                fgmezmi = fme * xpmezmi * zzmi * zzmi  !! grazing on microzooplankton 
    2427                fgmed   = fme * xpmed   * zdet * zdet  !! grazing on detrital nitrogen 
    2428 # if defined key_roam 
    2429                fgmedc  = rsmall !acc 
    2430                IF ( zdet .GT. rsmall ) fgmedc  = (zdtc / (zdet + tiny(zdet))) * fgmed  !! grazing on detrital carbon 
    2431 # else 
    2432                !! AXY (26/11/08): implicit detrital carbon change 
    2433                fgmedc  = xthetad * fgmed              !! grazing on detrital carbon 
    2434 # endif 
    2435                !! 
    2436                !! which translates to these incoming N and C fluxes 
    2437                finme   = (1.0 - xphi) * (fgmepn + fgmepd + fgmezmi + fgmed) 
    2438                ficme   = (1.0 - xphi) * ((xthetapn * fgmepn) + (xthetapd * fgmepd) + & 
    2439                         (xthetazmi * fgmezmi) + fgmedc) 
    2440                !! 
    2441                !! the ideal food C:N ratio for mesozooplankton 
    2442                !! xbetan = 0.77; xthetaz = 5.625; xbetac = 0.64; xkc = 0.80 
    2443                fstarme = (xbetan * xthetazme) / (xbetac * xkc) 
    2444                !! 
    2445                !! process these to determine proportioning of grazed N and C 
    2446                !! (since there is no explicit consideration of respiration, 
    2447                !! only growth and excretion are calculated here) 
    2448                fmeth   = (ficme / (finme + tiny(finme))) 
    2449                if (fmeth.ge.fstarme) then 
    2450                   fmegrow = xbetan * finme 
    2451                   fmeexcr = 0.0 
    2452                else 
    2453                   fmegrow = (xbetac * xkc * ficme) / xthetazme 
    2454                   fmeexcr = ficme * ((xbetan / (fmeth + tiny(fmeth))) - ((xbetac * xkc) / xthetazme)) 
    2455                endif 
    2456 # if defined key_roam 
    2457                fmeresp = (xbetac * ficme) - (xthetazme * fmegrow) 
    2458 # endif 
    2459  
    2460 # if defined key_debug_medusa 
    2461                !! report mesozooplankton grazing 
    2462                if (idf.eq.1.AND.idfval.eq.1) then 
    2463                   IF (lwp) write (numout,*) '------------------------------' 
    2464                   IF (lwp) write (numout,*) 'fme1(',jk,')    = ', fme1 
    2465                   IF (lwp) write (numout,*) 'fme(',jk,')     = ', fme 
    2466                   IF (lwp) write (numout,*) 'fgmepn(',jk,')  = ', fgmepn 
    2467                   IF (lwp) write (numout,*) 'fgmepd(',jk,')  = ', fgmepd 
    2468                   IF (lwp) write (numout,*) 'fgmepds(',jk,') = ', fgmepds 
    2469                   IF (lwp) write (numout,*) 'fgmezmi(',jk,') = ', fgmezmi 
    2470                   IF (lwp) write (numout,*) 'fgmed(',jk,')   = ', fgmed 
    2471                   IF (lwp) write (numout,*) 'fgmedc(',jk,')  = ', fgmedc 
    2472                   IF (lwp) write (numout,*) 'finme(',jk,')   = ', finme 
    2473                   IF (lwp) write (numout,*) 'ficme(',jk,')   = ', ficme 
    2474                   IF (lwp) write (numout,*) 'fstarme(',jk,') = ', fstarme 
    2475                   IF (lwp) write (numout,*) 'fmeth(',jk,')   = ', fmeth 
    2476                   IF (lwp) write (numout,*) 'fmegrow(',jk,') = ', fmegrow 
    2477                   IF (lwp) write (numout,*) 'fmeexcr(',jk,') = ', fmeexcr 
    2478 #  if defined key_roam 
    2479                   IF (lwp) write (numout,*) 'fmeresp(',jk,') = ', fmeresp 
    2480 #  endif 
    2481                endif 
    2482 # endif 
    2483  
    2484                fzmi_i(ji,jj)  = fzmi_i(ji,jj)  + fthk * (  & 
    2485                   fgmipn + fgmid ) 
    2486                fzmi_o(ji,jj)  = fzmi_o(ji,jj)  + fthk * (  & 
    2487                   fmigrow + (xphi * (fgmipn + fgmid)) + fmiexcr + ((1.0 - xbetan) * finmi) ) 
    2488                fzme_i(ji,jj)  = fzme_i(ji,jj)  + fthk * (  & 
    2489                   fgmepn + fgmepd + fgmezmi + fgmed ) 
    2490                fzme_o(ji,jj)  = fzme_o(ji,jj)  + fthk * (  & 
    2491                   fmegrow + (xphi * (fgmepn + fgmepd + fgmezmi + fgmed)) + fmeexcr + ((1.0 - xbetan) * finme) ) 
    2492  
    2493                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2494                !! Plankton metabolic losses 
    2495                !! Linear loss processes assumed to be metabolic in origin 
    2496                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2497                !! 
    2498                fdpn2  = xmetapn  * zphn 
    2499                fdpd2  = xmetapd  * zphd 
    2500                fdpds2 = xmetapd  * zpds 
    2501                fdzmi2 = xmetazmi * zzmi 
    2502                fdzme2 = xmetazme * zzme 
    2503  
    2504                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2505                !! Plankton mortality losses 
    2506                !! EKP (26/02/09): phytoplankton hyperbolic mortality term introduced  
    2507                !! to improve performance in gyres 
    2508                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2509                !! 
    2510                !! non-diatom phytoplankton 
    2511                if (jmpn.eq.1) fdpn = xmpn * zphn               !! linear 
    2512                if (jmpn.eq.2) fdpn = xmpn * zphn * zphn        !! quadratic 
    2513                if (jmpn.eq.3) fdpn = xmpn * zphn * &           !! hyperbolic 
    2514                   (zphn / (xkphn + zphn)) 
    2515                if (jmpn.eq.4) fdpn = xmpn * zphn * &           !! sigmoid 
    2516                   ((zphn * zphn) / (xkphn + (zphn * zphn))) 
    2517                !! 
    2518                !! diatom phytoplankton 
    2519                if (jmpd.eq.1) fdpd = xmpd * zphd               !! linear 
    2520                if (jmpd.eq.2) fdpd = xmpd * zphd * zphd        !! quadratic 
    2521                if (jmpd.eq.3) fdpd = xmpd * zphd * &           !! hyperbolic 
    2522                   (zphd / (xkphd + zphd)) 
    2523                if (jmpd.eq.4) fdpd = xmpd * zphd * &           !! sigmoid 
    2524                   ((zphd * zphd) / (xkphd + (zphd * zphd))) 
    2525                fdpds = fdpd * fsin 
    2526                !! 
    2527                !! microzooplankton 
    2528                if (jmzmi.eq.1) fdzmi = xmzmi * zzmi            !! linear 
    2529                if (jmzmi.eq.2) fdzmi = xmzmi * zzmi * zzmi     !! quadratic 
    2530                if (jmzmi.eq.3) fdzmi = xmzmi * zzmi * &        !! hyperbolic 
    2531                   (zzmi / (xkzmi + zzmi)) 
    2532                if (jmzmi.eq.4) fdzmi = xmzmi * zzmi * &        !! sigmoid 
    2533                   ((zzmi * zzmi) / (xkzmi + (zzmi * zzmi))) 
    2534                !! 
    2535                !! mesozooplankton 
    2536                if (jmzme.eq.1) fdzme = xmzme * zzme            !! linear 
    2537                if (jmzme.eq.2) fdzme = xmzme * zzme * zzme     !! quadratic 
    2538                if (jmzme.eq.3) fdzme = xmzme * zzme * &        !! hyperbolic 
    2539                   (zzme / (xkzme + zzme)) 
    2540                if (jmzme.eq.4) fdzme = xmzme * zzme * &        !! sigmoid 
    2541                   ((zzme * zzme) / (xkzme + (zzme * zzme))) 
    2542  
    2543                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2544                !! Detritus remineralisation 
    2545                !! Constant or temperature-dependent 
    2546                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2547                !! 
    2548                if (jmd.eq.1) then 
    2549                   !! temperature-dependent 
    2550                   fdd  = xmd  * fun_T * zdet 
    2551 # if defined key_roam 
    2552                   fddc = xmdc * fun_T * zdtc 
    2553 # endif 
    2554                elseif (jmd.eq.2) then 
    2555                   !! AXY (16/05/13): add in Q10-based parameterisation (def in nmlst) 
    2556                   !! temperature-dependent 
    2557                   fdd  = xmd  * fun_Q10 * zdet 
    2558 # if defined key_roam 
    2559                   fddc = xmdc * fun_Q10 * zdtc 
    2560 # endif 
    2561                else 
    2562                   !! temperature-independent 
    2563                   fdd  = xmd  * zdet 
    2564 # if defined key_roam 
    2565                   fddc = xmdc * zdtc 
    2566 # endif 
    2567                endif 
    2568                !! 
    2569                !! AXY (22/07/09): accelerate detrital remineralisation in the bottom box 
    2570                if ((jk.eq.jmbathy) .and. jsfd.eq.1) then 
    2571                   fdd  = 1.0  * zdet 
    2572 # if defined key_roam 
    2573                   fddc = 1.0  * zdtc 
    2574 # endif 
    2575                endif 
    2576                 
    2577 # if defined key_debug_medusa 
    2578                !! report plankton mortality and remineralisation 
    2579                if (idf.eq.1.AND.idfval.eq.1) then 
    2580                   IF (lwp) write (numout,*) '------------------------------' 
    2581                   IF (lwp) write (numout,*) 'fdpn2(',jk,') = ', fdpn2 
    2582                   IF (lwp) write (numout,*) 'fdpd2(',jk,') = ', fdpd2 
    2583                   IF (lwp) write (numout,*) 'fdpds2(',jk,')= ', fdpds2 
    2584                   IF (lwp) write (numout,*) 'fdzmi2(',jk,')= ', fdzmi2 
    2585                   IF (lwp) write (numout,*) 'fdzme2(',jk,')= ', fdzme2 
    2586                   IF (lwp) write (numout,*) 'fdpn(',jk,')  = ', fdpn 
    2587                   IF (lwp) write (numout,*) 'fdpd(',jk,')  = ', fdpd 
    2588                   IF (lwp) write (numout,*) 'fdpds(',jk,') = ', fdpds 
    2589                   IF (lwp) write (numout,*) 'fdzmi(',jk,') = ', fdzmi 
    2590                   IF (lwp) write (numout,*) 'fdzme(',jk,') = ', fdzme 
    2591                   IF (lwp) write (numout,*) 'fdd(',jk,')   = ', fdd 
    2592 #  if defined key_roam 
    2593                   IF (lwp) write (numout,*) 'fddc(',jk,')  = ', fddc 
    2594 #  endif 
    2595                endif 
    2596 # endif 
    2597  
    2598                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2599                !! Detritus addition to benthos 
    2600                !! If activated, slow detritus in the bottom box will enter the 
    2601                !! benthic pool 
    2602                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2603                !! 
    2604                if ((jk.eq.jmbathy) .and. jorgben.eq.1) then 
    2605                   !! this is the BOTTOM OCEAN BOX -> into the benthic pool! 
    2606                   !! 
    2607                   f_sbenin_n(ji,jj)  = (zdet * vsed * 86400.) 
    2608                   f_sbenin_fe(ji,jj) = (zdet * vsed * 86400. * xrfn) 
    2609 # if defined key_roam 
    2610                   f_sbenin_c(ji,jj)  = (zdtc * vsed * 86400.) 
    2611 # else 
    2612                   f_sbenin_c(ji,jj)  = (zdet * vsed * 86400. * xthetad) 
    2613 # endif 
    2614                endif 
    2615  
    2616                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2617                !! Iron chemistry and fractionation 
    2618                !! following the Parekh et al. (2004) scheme adopted by the Met. 
    2619                !! Office, Medusa models total iron but considers "free" and 
    2620                !! ligand-bound forms for the purposes of scavenging (only "free" 
    2621                !! iron can be scavenged 
    2622                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2623                !! 
    2624                !! total iron concentration (mmol Fe / m3 -> umol Fe / m3) 
    2625                xFeT        = zfer * 1.e3 
    2626                !! 
    2627                !! calculate fractionation (based on Diat-HadOCC; in turn based on Parekh et al., 2004) 
    2628                xb_coef_tmp = xk_FeL * (xLgT - xFeT) - 1.0 
    2629                xb2M4ac     = max(((xb_coef_tmp * xb_coef_tmp) + (4.0 * xk_FeL * xLgT)), 0.0) 
    2630                !! 
    2631                !! "free" ligand concentration 
    2632                xLgF        = 0.5 * (xb_coef_tmp + (xb2M4ac**0.5)) / xk_FeL 
    2633                !! 
    2634                !! ligand-bound iron concentration 
    2635                xFeL        = xLgT - xLgF 
    2636                !! 
    2637                !! "free" iron concentration (and convert to mmol Fe / m3) 
    2638                xFeF        = (xFeT - xFeL) * 1.e-3 
    2639                xFree(ji,jj)= xFeF / (zfer + tiny(zfer)) 
    2640                !! 
    2641                !! scavenging of iron (multiple schemes); I'm only really happy with the  
    2642                !! first one at the moment - the others involve assumptions (sometimes 
    2643                !! guessed at by me) that are potentially questionable 
    2644                !! 
    2645                if (jiron.eq.1) then 
    2646                   !!---------------------------------------------------------------------- 
    2647                   !! Scheme 1: Dutkiewicz et al. (2005) 
    2648                   !! This scheme includes a single scavenging term based solely on a 
    2649                   !! fixed rate and the availablility of "free" iron 
    2650                   !!---------------------------------------------------------------------- 
    2651                   !! 
    2652                   ffescav     = xk_sc_Fe * xFeF                     ! = mmol/m3/d 
    2653                   !! 
    2654                   !!---------------------------------------------------------------------- 
    2655                   !! 
    2656                   !! Mick's code contains a further (optional) implicit "scavenging" of  
    2657                   !! iron that sets an upper bound on "free" iron concentration, and  
    2658                   !! essentially caps the concentration of total iron as xFeL + "free"  
    2659                   !! iron; since the former is constrained by a fixed total ligand  
    2660                   !! concentration (= 1.0 umol/m3), and the latter isn't allowed above  
    2661                   !! this upper bound, total iron is constrained to a maximum of ... 
    2662                   !! 
    2663                   !!    xFeL + min(xFeF, 0.3 umol/m3) = 1.0 + 0.3 = 1.3 umol / m3 
    2664                   !!  
    2665                   !! In Mick's code, the actual value of total iron is reset to this 
    2666                   !! sum (i.e. TFe = FeL + Fe'; but Fe' <= 0.3 umol/m3); this isn't 
    2667                   !! our favoured approach to tracer updating here (not least because 
    2668                   !! of the leapfrog), so here the amount scavenged is augmented by an 
    2669                   !! additional amount that serves to drag total iron back towards that 
    2670                   !! expected from this limitation on iron concentration ... 
    2671                   !! 
    2672                   xmaxFeF     = min((xFeF * 1.e3), 0.3)             ! = umol/m3 
    2673                   !! 
    2674                   !! Here, the difference between current total Fe and (FeL + Fe') is 
    2675                   !! calculated and added to the scavenging flux already calculated 
    2676                   !! above ... 
    2677                   !! 
    2678                   fdeltaFe    = (xFeT - (xFeL + xmaxFeF)) * 1.e-3   ! = mmol/m3 
    2679                   !! 
    2680                   !! This assumes that the "excess" iron is dissipated with a time- 
    2681                   !! scale of 1 day; seems reasonable to me ... (famous last words) 
    2682                   !! 
    2683                   ffescav     = ffescav + fdeltaFe                  ! = mmol/m3/d 
    2684                   !! 
    2685 # if defined key_deep_fe_fix 
    2686                   !! AXY (17/01/13) 
    2687                   !! stop scavenging for iron concentrations below 0.5 umol / m3 
    2688                   !! at depths greater than 1000 m; this aims to end MEDUSA's 
    2689                   !! continual loss of iron at depth without impacting things 
    2690                   !! at the surface too much; the justification for this is that 
    2691                   !! it appears to be what Mick Follows et al. do in their work 
    2692                   !! (as evidenced by the iron initial condition they supplied 
    2693                   !! me with); to be honest, it looks like Follow et al. do this 
    2694                   !! at shallower depths than 1000 m, but I'll stick with this 
    2695                   !! for now; I suspect that this seemingly arbitrary approach 
    2696                   !! effectively "parameterises" the particle-based scavenging 
    2697                   !! rates that other models use (i.e. at depth there are no 
    2698                   !! sinking particles, so scavenging stops); it might be fun 
    2699                   !! justifying this in a paper though! 
    2700                   !! 
    2701                   if ((fdep.gt.1000.) .and. (xFeT.lt.0.5)) then 
    2702                      ffescav = 0. 
    2703                   endif 
    2704 # endif 
    2705                   !! 
    2706                elseif (jiron.eq.2) then 
    2707                   !!---------------------------------------------------------------------- 
    2708                   !! Scheme 2: Moore et al. (2004) 
    2709                   !! This scheme includes a single scavenging term that accounts for 
    2710                   !! both suspended and sinking particles in the water column; this 
    2711                   !! term scavenges total iron rather than "free" iron 
    2712                   !!---------------------------------------------------------------------- 
    2713                   !! 
    2714                   !! total iron concentration (mmol Fe / m3 -> umol Fe / m3) 
    2715                   xFeT        = zfer * 1.e3 
    2716                   !! 
    2717                   !! this has a base scavenging rate (12% / y) which is modified by local 
    2718                   !! particle concentration and sinking flux (and dust - but I'm ignoring 
    2719                   !! that here for now) and which is accelerated when Fe concentration gets 
    2720                   !! 0.6 nM (= 0.6 umol/m3 = 0.0006 mmol/m3), and decreased as concentrations 
    2721                   !! below 0.4 nM (= 0.4 umol/m3 = 0.0004 mmol/m3) 
    2722                   !! 
    2723                   !! base scavenging rate (0.12 / y) 
    2724                   fbase_scav = 0.12 / 365.25 
    2725                   !! 
    2726                   !! calculate sinking particle part of scaling factor 
    2727                   !! this takes local fast sinking carbon (mmol C / m2 / d) and 
    2728                   !! gets it into nmol C / cm3 / s ("rdt" below is the number of seconds in 
    2729                   !! a model timestep) 
    2730                   !! 
    2731                   !! fscal_sink = ffastc(ji,jj) * 1.e2 / (86400.) 
    2732                   !! 
    2733                   !! ... actually, re-reading Moore et al.'s equations, it looks like he uses 
    2734                   !! his sinking flux directly, without scaling it by time-step or anything, 
    2735                   !! so I'll copy this here ... 
    2736                   !! 
    2737                   fscal_sink = ffastc(ji,jj) * 1.e2 
    2738                   !! 
    2739                   !! calculate particle part of scaling factor 
    2740                   !! this totals up the carbon in suspended particles (Pn, Pd, Zmi, Zme, D), 
    2741                   !! which comes out in mmol C / m3 (= nmol C / cm3), and then multiplies it 
    2742                   !! by a magic factor, 0.002, to get it into nmol C / cm2 / s 
    2743                   !! 
    2744                   fscal_part = ((xthetapn * zphn) + (xthetapd * zphd) + (xthetazmi * zzmi) + & 
    2745                   (xthetazme * zzme) + (xthetad * zdet)) * 0.002 
    2746                   !! 
    2747                   !! calculate scaling factor for base scavenging rate 
    2748                   !! this uses the (now correctly scaled) sinking flux and standing 
    2749                   !! particle concentration, divides through by some sort of reference 
    2750                   !! value (= 0.0066 nmol C / cm2 / s) and then uses this, or not if its 
    2751                   !! too high, to rescale the base scavenging rate 
    2752                   !! 
    2753                   fscal_scav = fbase_scav * min(((fscal_sink + fscal_part) / 0.0066), 4.0) 
    2754                   !! 
    2755                   !! the resulting scavenging rate is then scaled further according to the 
    2756                   !! local iron concentration (i.e. diminished in low iron regions; enhanced 
    2757                   !! in high iron regions; less alone in intermediate iron regions) 
    2758                   !! 
    2759                   if (xFeT.lt.0.4) then 
    2760                      !! 
    2761                      !! low iron region 
    2762                      !! 
    2763                      fscal_scav = fscal_scav * (xFeT / 0.4) 
    2764                      !! 
    2765                   elseif (xFeT.gt.0.6) then 
    2766                      !! 
    2767                      !! high iron region 
    2768                      !! 
    2769                      fscal_scav = fscal_scav + ((xFeT / 0.6) * (6.0 / 1.4)) 
    2770                      !! 
    2771                   else 
    2772                      !! 
    2773                      !! intermediate iron region: do nothing 
    2774                      !! 
    2775                   endif 
    2776                   !!  
    2777                   !! apply the calculated scavenging rate ... 
    2778                   !! 
    2779                   ffescav = fscal_scav * zfer 
    2780                   !! 
    2781                elseif (jiron.eq.3) then 
    2782                   !!---------------------------------------------------------------------- 
    2783                   !! Scheme 3: Moore et al. (2008) 
    2784                   !! This scheme includes a single scavenging term that accounts for 
    2785                   !! sinking particles in the water column, and includes organic C, 
    2786                   !! biogenic opal, calcium carbonate and dust in this (though the 
    2787                   !! latter is ignored here until I work out what units the incoming 
    2788                   !! "dust" flux is in); this term scavenges total iron rather than  
    2789                   !! "free" iron 
    2790                   !!---------------------------------------------------------------------- 
    2791                   !! 
    2792                   !! total iron concentration (mmol Fe / m3 -> umol Fe / m3) 
    2793                   xFeT        = zfer * 1.e3 
    2794                   !! 
    2795                   !! this has a base scavenging rate which is modified by local 
    2796                   !! particle sinking flux (including dust - but I'm ignoring that  
    2797                   !! here for now) and which is accelerated when Fe concentration 
    2798                   !! is > 0.6 nM (= 0.6 umol/m3 = 0.0006 mmol/m3), and decreased as  
    2799                   !! concentrations < 0.5 nM (= 0.5 umol/m3 = 0.0005 mmol/m3) 
    2800                   !! 
    2801                   !! base scavenging rate (Fe_b in paper; units may be wrong there) 
    2802                   fbase_scav = 0.00384 ! (ng)^-1 cm 
    2803                   !! 
    2804                   !! calculate sinking particle part of scaling factor; this converts 
    2805                   !! mmol / m2 / d fluxes of organic carbon, silicon and calcium 
    2806                   !! carbonate into ng / cm2 / s fluxes; it is assumed here that the 
    2807                   !! mass conversions simply consider the mass of the main element 
    2808                   !! (C, Si and Ca) and *not* the mass of the molecules that they are 
    2809                   !! part of; Moore et al. (2008) is unclear on the conversion that 
    2810                   !! should be used 
    2811                   !! 
    2812                   !! milli -> nano; mol -> gram; /m2 -> /cm2; /d -> /s 
    2813                   fscal_csink  = (ffastc(ji,jj)  * 1.e6 * xmassc  * 1.e-4 / 86400.)      ! ng C  / cm2 / s 
    2814                   fscal_sisink = (ffastsi(ji,jj) * 1.e6 * xmasssi * 1.e-4 / 86400.)      ! ng Si / cm2 / s 
    2815                   fscal_casink = (ffastca(ji,jj) * 1.e6 * xmassca * 1.e-4 / 86400.)      ! ng Ca / cm2 / s 
    2816                   !!  
    2817                   !! sum up these sinking fluxes and convert to ng / cm by dividing 
    2818                   !! through by a sinking rate of 100 m / d = 1.157 cm / s 
    2819                   fscal_sink   = ((fscal_csink * 6.) + fscal_sisink + fscal_casink) / & 
    2820                   (100. * 1.e3 / 86400)                                                  ! ng / cm 
    2821                   !! 
    2822                   !! now calculate the scavenging rate based upon the base rate and 
    2823                   !! this particle flux scaling; according to the published units, 
    2824                   !! the result actually has *no* units, but as it must be expressed 
    2825                   !! per unit time for it to make any sense, I'm assuming a missing 
    2826                   !! "per second" 
    2827                   fscal_scav = fbase_scav * fscal_sink                                   ! / s 
    2828                   !! 
    2829                   !! the resulting scavenging rate is then scaled further according to the 
    2830                   !! local iron concentration (i.e. diminished in low iron regions; enhanced 
    2831                   !! in high iron regions; less alone in intermediate iron regions) 
    2832                   !! 
    2833                   if (xFeT.lt.0.5) then 
    2834                      !! 
    2835                      !! low iron region (0.5 instead of the 0.4 in Moore et al., 2004) 
    2836                      !! 
    2837                      fscal_scav = fscal_scav * (xFeT / 0.5) 
    2838                      !! 
    2839                   elseif (xFeT.gt.0.6) then 
    2840                      !! 
    2841                      !! high iron region (functional form different in Moore et al., 2004) 
    2842                      !! 
    2843                      fscal_scav = fscal_scav + ((xFeT - 0.6) * 0.00904) 
    2844                      !! 
    2845                   else 
    2846                      !! 
    2847                      !! intermediate iron region: do nothing 
    2848                      !! 
    2849                   endif 
    2850                   !!  
    2851                   !! apply the calculated scavenging rate ... 
    2852                   !! 
    2853                   ffescav = fscal_scav * zfer 
    2854                   !! 
    2855                elseif (jiron.eq.4) then 
    2856                   !!---------------------------------------------------------------------- 
    2857                   !! Scheme 4: Galbraith et al. (2010) 
    2858                   !! This scheme includes two scavenging terms, one for organic, 
    2859                   !! particle-based scavenging, and another for inorganic scavenging; 
    2860                   !! both terms scavenge "free" iron only 
    2861                   !!---------------------------------------------------------------------- 
    2862                   !! 
    2863                   !! Galbraith et al. (2010) present a more straightforward outline of  
    2864                   !! the scheme in Parekh et al. (2005) ... 
    2865                   !!  
    2866                   !! sinking particulate carbon available for scavenging 
    2867                   !! this assumes a sinking rate of 100 m / d (Moore & Braucher, 2008), 
    2868                   xCscav1     = (ffastc(ji,jj) * xmassc) / 100. ! = mg C / m3 
    2869                   !!  
    2870                   !! scale by Honeyman et al. (1981) exponent coefficient 
    2871                   !! multiply by 1.e-3 to express C flux in g C rather than mg C 
    2872                   xCscav2     = (xCscav1 * 1.e-3)**0.58 
    2873                   !! 
    2874                   !! multiply by Galbraith et al. (2010) scavenging rate 
    2875                   xk_org      = 0.5 ! ((g C m/3)^-1) / d 
    2876                   xORGscav    = xk_org * xCscav2 * xFeF 
    2877                   !! 
    2878                   !! Galbraith et al. (2010) also include an inorganic bit ... 
    2879                   !!  
    2880                   !! this occurs at a fixed rate, again based on the availability of 
    2881                   !! "free" iron 
    2882                   !! 
    2883                   !! k_inorg  = 1000 d**-1 nmol Fe**-0.5 kg**-0.5 
    2884                   !! 
    2885                   !! to implement this here, scale xFeF by 1026 to put in units of 
    2886                   !! umol/m3 which approximately equal nmol/kg 
    2887                   !! 
    2888                   xk_inorg    = 1000. ! ((nmol Fe / kg)^1.5) 
    2889                   xINORGscav  = (xk_inorg * (xFeF * 1026.)**1.5) * 1.e-3 
    2890                   !! 
    2891                   !! sum these two terms together 
    2892                   ffescav     = xORGscav + xINORGscav 
    2893                else 
    2894                   !!---------------------------------------------------------------------- 
    2895                   !! No Scheme: you coward! 
    2896                   !! This scheme puts its head in the sand and eskews any decision about 
    2897                   !! how iron is removed from the ocean; prepare to get deluged in iron 
    2898                   !! you fool! 
    2899                   !!---------------------------------------------------------------------- 
    2900                   ffescav     = 0. 
    2901                endif 
    2902  
    2903                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2904                !! Other iron cycle processes 
    2905                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2906                !! 
    2907                !! aeolian iron deposition 
    2908                if (jk.eq.1) then 
    2909                   !! zirondep   is in mmol-Fe / m2 / day 
    2910                   !! ffetop     is in mmol-dissolved-Fe / m3 / day 
    2911                   ffetop  = zirondep(ji,jj) * xfe_sol / fthk  
    2912                else 
    2913                   ffetop  = 0.0 
    2914                endif 
    2915                !! 
    2916                !! seafloor iron addition 
    2917                !! AXY (10/07/12): amended to only apply sedimentary flux up to ~500 m down 
    2918                !! if (jk.eq.(mbathy(ji,jj)-1).AND.jk.lt.i1100) then 
    2919                if ((jk.eq.jmbathy).AND.jk.le.i0500) then 
    2920                   !! Moore et al. (2004) cite a coastal California value of 5 umol/m2/d, but adopt a 
    2921                   !! global value of 2 umol/m2/d for all areas < 1100 m; here we use this latter value 
    2922                   !! but apply it everywhere 
    2923                   !! AXY (21/07/09): actually, let's just apply it below 1100 m (levels 1-37) 
    2924                   ffebot  = (xfe_sed / fthk) 
    2925                else 
    2926                   ffebot  = 0.0 
    2927                endif 
    2928  
    2929                !! AXY (16/12/09): remove iron addition/removal processes 
    2930                !! For the purposes of the quarter degree run, the iron cycle is being pegged to the 
    2931                !! initial condition supplied by Mick Follows via restoration with a 30 day period; 
    2932                !! iron addition at the seafloor is still permitted with the idea that this extra 
    2933                !! iron will be removed by the restoration away from the source 
    2934                !! ffescav = 0.0 
    2935                !! ffetop  = 0.0 
    2936                !! ffebot  = 0.0 
    2937  
    2938 # if defined key_debug_medusa 
    2939                !! report miscellaneous calculations 
    2940                if (idf.eq.1.AND.idfval.eq.1) then 
    2941                   IF (lwp) write (numout,*) '------------------------------' 
    2942                   IF (lwp) write (numout,*) 'xfe_sol  = ', xfe_sol 
    2943                   IF (lwp) write (numout,*) 'xfe_mass = ', xfe_mass 
    2944                   IF (lwp) write (numout,*) 'ffetop(',jk,')  = ', ffetop 
    2945                   IF (lwp) write (numout,*) 'ffebot(',jk,')  = ', ffebot 
    2946                   IF (lwp) write (numout,*) 'xFree(',jk,')   = ', xFree(ji,jj) 
    2947                   IF (lwp) write (numout,*) 'ffescav(',jk,') = ', ffescav 
    2948                endif 
    2949 # endif 
    2950  
    2951                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2952                !! Miscellaneous 
    2953                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2954                !! 
    2955                !! diatom frustule dissolution 
    2956                fsdiss  = xsdiss * zpds 
    2957  
    2958 # if defined key_debug_medusa 
    2959                !! report miscellaneous calculations 
    2960                if (idf.eq.1.AND.idfval.eq.1) then 
    2961                   IF (lwp) write (numout,*) '------------------------------' 
    2962                   IF (lwp) write (numout,*) 'fsdiss(',jk,')  = ', fsdiss 
    2963                endif 
    2964 # endif 
    2965  
    2966                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2967                !! Slow detritus creation 
    2968                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2969                !! this variable integrates the creation of slow sinking detritus 
    2970                !! to allow the split between fast and slow detritus to be  
    2971                !! diagnosed 
    2972                fslown  = fdpn + fdzmi + ((1.0 - xfdfrac1) * fdpd) + & 
    2973                ((1.0 - xfdfrac2) * fdzme) + ((1.0 - xbetan) * (finmi + finme)) 
    2974                !! 
    2975                !! this variable records the slow detrital sinking flux at this 
    2976                !! particular depth; it is used in the output of this flux at 
    2977                !! standard depths in the diagnostic outputs; needs to be 
    2978                !! adjusted from per second to per day because of parameter vsed 
    2979                fslownflux(ji,jj) = zdet * vsed * 86400. 
    2980 # if defined key_roam 
    2981                !! 
    2982                !! and the same for detrital carbon 
    2983                fslowc  = (xthetapn * fdpn) + (xthetazmi * fdzmi) + & 
    2984                (xthetapd * (1.0 - xfdfrac1) * fdpd) + & 
    2985                (xthetazme * (1.0 - xfdfrac2) * fdzme) + & 
    2986                ((1.0 - xbetac) * (ficmi + ficme)) 
    2987                !! 
    2988                !! this variable records the slow detrital sinking flux at this 
    2989                !! particular depth; it is used in the output of this flux at 
    2990                !! standard depths in the diagnostic outputs; needs to be 
    2991                !! adjusted from per second to per day because of parameter vsed 
    2992                fslowcflux(ji,jj) = zdtc * vsed * 86400. 
    2993 # endif 
    2994  
    2995                !!---------------------------------------------------------------------- 
    2996                !! Nutrient regeneration 
    2997                !! this variable integrates total nitrogen regeneration down the 
    2998                !! watercolumn; its value is stored and output as a 2D diagnostic; 
    2999                !! the corresponding dissolution flux of silicon (from sources 
    3000                !! other than fast detritus) is also integrated; note that, 
    3001                !! confusingly, the linear loss terms from plankton compartments 
    3002                !! are labelled as fdX2 when one might have expected fdX or fdX1 
    3003                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3004                !! 
    3005                !! nitrogen 
    3006                fregen   = (( (xphi * (fgmipn + fgmid)) +                &  ! messy feeding 
    3007                (xphi * (fgmepn + fgmepd + fgmezmi + fgmed)) +           &  ! messy feeding 
    3008                fmiexcr + fmeexcr + fdd +                                &  ! excretion + D remin. 
    3009                fdpn2 + fdpd2 + fdzmi2 + fdzme2) * fthk)                    ! linear mortality 
    3010                !! 
    3011                !! silicon 
    3012                fregensi = (( fsdiss + ((1.0 - xfdfrac1) * fdpds) +      &  ! dissolution + non-lin. mortality 
    3013                ((1.0 - xfdfrac3) * fgmepds) +                           &  ! egestion by zooplankton 
    3014                fdpds2) * fthk)                                             ! linear mortality 
    3015 # if defined key_roam 
    3016                !! 
    3017                !! carbon 
    3018                fregenc  = (( (xphi * ((xthetapn * fgmipn) + fgmidc)) +  &  ! messy feeding 
    3019                (xphi * ((xthetapn * fgmepn) + (xthetapd * fgmepd) +     &  ! messy feeding 
    3020                (xthetazmi * fgmezmi) + fgmedc)) +                       &  ! messy feeding 
    3021                fmiresp + fmeresp + fddc +                               &  ! respiration + D remin. 
    3022                (xthetapn * fdpn2) + (xthetapd * fdpd2) +                &  ! linear mortality 
    3023                (xthetazmi * fdzmi2) + (xthetazme * fdzme2)) * fthk)        ! linear mortality 
    3024 # endif 
    3025  
    3026                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3027                !! Fast-sinking detritus terms 
    3028                !! "local" variables declared so that conservation can be checked; 
    3029                !! the calculated terms are added to the fast-sinking flux later on 
    3030                !! only after the flux entering this level has experienced some 
    3031                !! remineralisation 
    3032                !! note: these fluxes need to be scaled by the level thickness 
    3033                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3034                !! 
    3035                !! nitrogen:   diatom and mesozooplankton mortality 
    3036                ftempn         = b0 * ((xfdfrac1 * fdpd)  + (xfdfrac2 * fdzme)) 
    3037                !! 
    3038                !! silicon:    diatom mortality and grazed diatoms 
    3039                ftempsi        = b0 * ((xfdfrac1 * fdpds) + (xfdfrac3 * fgmepds)) 
    3040                !! 
    3041                !! iron:       diatom and mesozooplankton mortality 
    3042                ftempfe        = b0 * (((xfdfrac1 * fdpd) + (xfdfrac2 * fdzme)) * xrfn) 
    3043                !! 
    3044                !! carbon:     diatom and mesozooplankton mortality 
    3045                ftempc         = b0 * ((xfdfrac1 * xthetapd * fdpd) + &  
    3046                                 (xfdfrac2 * xthetazme * fdzme)) 
    3047                !! 
    3048 # if defined key_roam 
    3049                if (jrratio.eq.0) then 
    3050                   !! CaCO3:      latitudinally-based fraction of total primary production 
    3051                   !!               absolute latitude of current grid cell 
    3052                   flat           = abs(gphit(ji,jj)) 
    3053                   !!               0.10 at equator; 0.02 at pole 
    3054                   fcaco3         = xcaco3a + ((xcaco3b - xcaco3a) * ((90.0 - flat) / 90.0)) 
    3055                elseif (jrratio.eq.1) then 
    3056                   !! CaCO3:      Ridgwell et al. (2007) submodel, version 1 
    3057                   !!             this uses SURFACE omega calcite to regulate rain ratio 
    3058                   if (f_omcal(ji,jj).ge.1.0) then 
    3059                      fq1 = (f_omcal(ji,jj) - 1.0)**0.81 
    3060                   else 
    3061                      fq1 = 0. 
    3062                   endif 
    3063                   fcaco3 = xridg_r0 * fq1 
    3064                elseif (jrratio.eq.2) then 
    3065                   !! CaCO3:      Ridgwell et al. (2007) submodel, version 2 
    3066                   !!             this uses FULL 3D omega calcite to regulate rain ratio 
    3067                   if (f3_omcal(ji,jj,jk).ge.1.0) then 
    3068                      fq1 = (f3_omcal(ji,jj,jk) - 1.0)**0.81 
    3069                   else 
    3070                      fq1 = 0. 
    3071                   endif 
    3072                   fcaco3 = xridg_r0 * fq1 
    3073                endif 
    3074 # else 
    3075                !! CaCO3:      latitudinally-based fraction of total primary production 
    3076                !!               absolute latitude of current grid cell 
    3077                flat           = abs(gphit(ji,jj)) 
    3078                !!               0.10 at equator; 0.02 at pole 
    3079                fcaco3         = xcaco3a + ((xcaco3b - xcaco3a) * ((90.0 - flat) / 90.0)) 
    3080 # endif 
    3081                !! AXY (09/03/09): convert CaCO3 production from function of  
    3082                !! primary production into a function of fast-sinking material;  
    3083                !! technically, this is what Dunne et al. (2007) do anyway; they  
    3084                !! convert total primary production estimated from surface  
    3085                !! chlorophyll to an export flux for which they apply conversion  
    3086                !! factors to estimate the various elemental fractions (Si, Ca) 
    3087                ftempca        = ftempc * fcaco3 
    3088  
    3089 # if defined key_debug_medusa 
    3090                !! integrate total fast detritus production 
    3091                if (idf.eq.1) then 
    3092                   fifd_n(ji,jj)  = fifd_n(ji,jj)  + (ftempn  * fthk) 
    3093                   fifd_si(ji,jj) = fifd_si(ji,jj) + (ftempsi * fthk) 
    3094                   fifd_fe(ji,jj) = fifd_fe(ji,jj) + (ftempfe * fthk) 
    3095 #  if defined key_roam 
    3096                   fifd_c(ji,jj)  = fifd_c(ji,jj)  + (ftempc  * fthk) 
    3097 #  endif 
    3098                endif 
    3099  
    3100                !! report quantities of fast-sinking detritus for each component 
    3101                if (idf.eq.1.AND.idfval.eq.1) then 
    3102                   IF (lwp) write (numout,*) '------------------------------' 
    3103                   IF (lwp) write (numout,*) 'fdpd(',jk,')    = ', fdpd 
    3104                   IF (lwp) write (numout,*) 'fdzme(',jk,')   = ', fdzme 
    3105                   IF (lwp) write (numout,*) 'ftempn(',jk,')  = ', ftempn 
    3106                   IF (lwp) write (numout,*) 'ftempsi(',jk,') = ', ftempsi 
    3107                   IF (lwp) write (numout,*) 'ftempfe(',jk,') = ', ftempfe 
    3108                   IF (lwp) write (numout,*) 'ftempc(',jk,')  = ', ftempc 
    3109                   IF (lwp) write (numout,*) 'ftempca(',jk,') = ', ftempca 
    3110                   IF (lwp) write (numout,*) 'flat(',jk,')    = ', flat 
    3111                   IF (lwp) write (numout,*) 'fcaco3(',jk,')  = ', fcaco3 
    3112                endif 
    3113 # endif 
    3114  
    3115                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3116                !! This version of MEDUSA offers a choice of three methods for 
    3117                !! handling the remineralisation of fast detritus.  All three 
    3118                !! do so in broadly the same way: 
    3119                !! 
    3120                !!   1.  Fast detritus is stored as a 2D array                   [ ffastX  ] 
    3121                !!   2.  Fast detritus is added level-by-level                   [ ftempX  ] 
    3122                !!   3.  Fast detritus is not remineralised in the top box       [ freminX ] 
    3123                !!   4.  Remaining fast detritus is remineralised in the bottom  [ fsedX   ] 
    3124                !!       box 
    3125                !! 
    3126                !! The three remineralisation methods are: 
    3127                !!    
    3128                !!   1.  Ballast model (i.e. that published in Yool et al., 2011) 
    3129                !!  (1b. Ballast-sans-ballast model) 
    3130                !!   2.  Martin et al. (1987) 
    3131                !!   3.  Henson et al. (2011) 
    3132                !!  
    3133                !! The first of these couples C, N and Fe remineralisation to 
    3134                !! the remineralisation of particulate Si and CaCO3, but the  
    3135                !! latter two treat remineralisation of C, N, Fe, Si and CaCO3 
    3136                !! completely separately.  At present a switch within the code 
    3137                !! regulates which submodel is used, but this should be moved 
    3138                !! to the namelist file. 
    3139                !!  
    3140                !! The ballast-sans-ballast submodel is an original development 
    3141                !! feature of MEDUSA in which the ballast submodel's general 
    3142                !! framework and parameterisation is used, but in which there 
    3143                !! is no protection of organic material afforded by ballasting 
    3144                !! minerals.  While similar, it is not the same as the Martin  
    3145                !! et al. (1987) submodel. 
    3146                !! 
    3147                !! Since the three submodels behave the same in terms of 
    3148                !! accumulating sinking material and remineralising it all at 
    3149                !! the seafloor, these portions of the code below are common to 
    3150                !! all three. 
    3151                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3152  
    3153                if (jexport.eq.1) then 
    3154                   !!====================================================================== 
    3155                   !! BALLAST SUBMODEL 
    3156                   !!====================================================================== 
    3157                   !!  
    3158                   !!---------------------------------------------------------------------- 
    3159                   !! Fast-sinking detritus fluxes, pt. 1: REMINERALISATION 
    3160                   !! aside from explicitly modelled, slow-sinking detritus, the 
    3161                   !! model includes an implicit representation of detrital 
    3162                   !! particles that sink too quickly to be modelled with 
    3163                   !! explicit state variables; this sinking flux is instead 
    3164                   !! instantaneously remineralised down the water column using 
    3165                   !! the version of Armstrong et al. (2002)'s ballast model 
    3166                   !! used by Dunne et al. (2007); the version of this model 
    3167                   !! here considers silicon and calcium carbonate ballast 
    3168                   !! minerals; this section of the code redistributes the fast 
    3169                   !! sinking material generated locally down the water column; 
    3170                   !! this differs from Dunne et al. (2007) in that fast sinking 
    3171                   !! material is distributed at *every* level below that it is 
    3172                   !! generated, rather than at every level below some fixed 
    3173                   !! depth; this scheme is also different in that sinking material  
    3174                   !! generated in one level is aggregated with that generated by 
    3175                   !! shallower levels; this should make the ballast model more 
    3176                   !! self-consistent (famous last words) 
    3177                   !!---------------------------------------------------------------------- 
    3178                   !! 
    3179                   if (jk.eq.1) then 
    3180                      !! this is the SURFACE OCEAN BOX (no remineralisation) 
    3181                      !! 
    3182                      freminc  = 0.0 
    3183                      freminn  = 0.0 
    3184                      freminfe = 0.0 
    3185                      freminsi = 0.0 
    3186                      freminca = 0.0 
    3187                   elseif (jk.le.jmbathy) then 
    3188                      !! this is an OCEAN BOX (remineralise some material) 
    3189                      !! 
    3190                      !! set up CCD depth to be used depending on user choice 
    3191                      if (jocalccd.eq.0) then 
    3192                         !! use default CCD field 
    3193                         fccd_dep = ocal_ccd(ji,jj) 
    3194                      elseif (jocalccd.eq.1) then 
    3195                         !! use calculated CCD field 
    3196                         fccd_dep = f2_ccd_cal(ji,jj) 
    3197                      endif 
    3198                      !! 
    3199                      !! === organic carbon === 
    3200                      fq0      = ffastc(ji,jj)                        !! how much organic C enters this box        (mol) 
    3201                      if (iball.eq.1) then 
    3202                         fq1      = (fq0 * xmassc)                    !! how much it weighs                        (mass) 
    3203                         fq2      = (ffastca(ji,jj) * xmassca)        !! how much CaCO3 enters this box            (mass) 
    3204                         fq3      = (ffastsi(ji,jj) * xmasssi)        !! how much  opal enters this box            (mass) 
    3205                         fq4      = (fq2 * xprotca) + (fq3 * xprotsi) !! total protected organic C                 (mass) 
    3206                         !! this next term is calculated for C but used for N and Fe as well 
    3207                         !! it needs to be protected in case ALL C is protected 
    3208                         if (fq4.lt.fq1) then 
    3209                            fprotf   = (fq4 / (fq1 + tiny(fq1)))      !! protected fraction of total organic C     (non-dim) 
    3210                         else 
    3211                            fprotf   = 1.0                            !! all organic C is protected                (non-dim) 
    3212                         endif 
    3213                         fq5      = (1.0 - fprotf)                    !! unprotected fraction of total organic C   (non-dim) 
    3214                         fq6      = (fq0 * fq5)                       !! how much organic C is unprotected         (mol) 
    3215                         fq7      = (fq6 * exp(-(fthk / xfastc)))     !! how much unprotected C leaves this box    (mol) 
    3216                         fq8      = (fq7 + (fq0 * fprotf))            !! how much total C leaves this box          (mol) 
    3217                         freminc  = (fq0 - fq8) / fthk                !! C remineralisation in this box            (mol) 
    3218                         ffastc(ji,jj) = fq8                           
    3219 # if defined key_debug_medusa 
    3220                         !! report in/out/remin fluxes of carbon for this level 
    3221                            if (idf.eq.1.AND.idfval.eq.1) then 
    3222                               IF (lwp) write (numout,*) '------------------------------' 
    3223                               IF (lwp) write (numout,*) 'totalC(',jk,')  = ', fq1 
    3224                               IF (lwp) write (numout,*) 'prtctC(',jk,')  = ', fq4 
    3225                               IF (lwp) write (numout,*) 'fprotf(',jk,')  = ', fprotf 
    3226                               IF (lwp) write (numout,*) '------------------------------' 
    3227                               IF (lwp) write (numout,*) 'IN   C(',jk,')  = ', fq0 
    3228                               IF (lwp) write (numout,*) 'LOST C(',jk,')  = ', freminc * fthk 
    3229                               IF (lwp) write (numout,*) 'OUT  C(',jk,')  = ', fq8 
    3230                               IF (lwp) write (numout,*) 'NEW  C(',jk,')  = ', ftempc * fthk 
    3231                            endif 
    3232 # endif 
    3233                         else 
    3234                         fq1      = fq0 * exp(-(fthk / xfastc))       !! how much organic C leaves this box        (mol) 
    3235                         freminc  = (fq0 - fq1) / fthk                !! C remineralisation in this box            (mol) 
    3236                         ffastc(ji,jj)  = fq1 
    3237                      endif 
    3238                      !! 
    3239                      !! === organic nitrogen === 
    3240                      fq0      = ffastn(ji,jj)                        !! how much organic N enters this box        (mol) 
    3241                      if (iball.eq.1) then 
    3242                         fq5      = (1.0 - fprotf)                    !! unprotected fraction of total organic N   (non-dim) 
    3243                         fq6      = (fq0 * fq5)                       !! how much organic N is unprotected         (mol) 
    3244                         fq7      = (fq6 * exp(-(fthk / xfastc)))     !! how much unprotected N leaves this box    (mol) 
    3245                         fq8      = (fq7 + (fq0 * fprotf))            !! how much total N leaves this box          (mol) 
    3246                         freminn  = (fq0 - fq8) / fthk                !! N remineralisation in this box            (mol) 
    3247                         ffastn(ji,jj)  = fq8 
    3248 # if defined key_debug_medusa 
    3249                         !! report in/out/remin fluxes of carbon for this level 
    3250                         if (idf.eq.1.AND.idfval.eq.1) then 
    3251                            IF (lwp) write (numout,*) '------------------------------' 
    3252                            IF (lwp) write (numout,*) 'totalN(',jk,')  = ', fq1 
    3253                            IF (lwp) write (numout,*) 'prtctN(',jk,')  = ', fq4 
    3254                            IF (lwp) write (numout,*) 'fprotf(',jk,')  = ', fprotf 
    3255                            IF (lwp) write (numout,*) '------------------------------' 
    3256                            if (freminn < 0.0) then 
    3257                               IF (lwp) write (numout,*) '** FREMIN ERROR **' 
    3258                            endif 
    3259                            IF (lwp) write (numout,*) 'IN   N(',jk,')  = ', fq0 
    3260                            IF (lwp) write (numout,*) 'LOST N(',jk,')  = ', freminn * fthk 
    3261                            IF (lwp) write (numout,*) 'OUT  N(',jk,')  = ', fq8 
    3262                            IF (lwp) write (numout,*) 'NEW  N(',jk,')  = ', ftempn * fthk 
    3263                         endif 
    3264 # endif 
    3265                      else 
    3266                         fq1      = fq0 * exp(-(fthk / xfastc))       !! how much organic N leaves this box        (mol) 
    3267                         freminn  = (fq0 - fq1) / fthk                !! N remineralisation in this box            (mol) 
    3268                         ffastn(ji,jj)  = fq1 
    3269                      endif 
    3270                      !! 
    3271                      !! === organic iron === 
    3272                      fq0      = ffastfe(ji,jj)                       !! how much organic Fe enters this box       (mol) 
    3273                      if (iball.eq.1) then 
    3274                         fq5      = (1.0 - fprotf)                    !! unprotected fraction of total organic Fe  (non-dim) 
    3275                         fq6      = (fq0 * fq5)                       !! how much organic Fe is unprotected        (mol) 
    3276                         fq7      = (fq6 * exp(-(fthk / xfastc)))     !! how much unprotected Fe leaves this box   (mol) 
    3277                         fq8      = (fq7 + (fq0 * fprotf))            !! how much total Fe leaves this box         (mol)             
    3278                         freminfe = (fq0 - fq8) / fthk                !! Fe remineralisation in this box           (mol) 
    3279                         ffastfe(ji,jj) = fq8 
    3280                      else 
    3281                         fq1      = fq0 * exp(-(fthk / xfastc))       !! how much total Fe leaves this box         (mol)       
    3282                         freminfe = (fq0 - fq1) / fthk                !! Fe remineralisation in this box           (mol) 
    3283                         ffastfe(ji,jj) = fq1 
    3284                      endif 
    3285                      !! 
    3286                      !! === biogenic silicon === 
    3287                      fq0      = ffastsi(ji,jj)                       !! how much  opal centers this box           (mol)  
    3288                      fq1      = fq0 * exp(-(fthk / xfastsi))         !! how much  opal leaves this box            (mol) 
    3289                      freminsi = (fq0 - fq1) / fthk                   !! Si remineralisation in this box           (mol) 
    3290                      ffastsi(ji,jj) = fq1 
    3291                      !! 
    3292                      !! === biogenic calcium carbonate === 
    3293                      fq0      = ffastca(ji,jj)                       !! how much CaCO3 enters this box            (mol) 
    3294                      if (fdep.le.fccd_dep) then 
    3295                         !! whole grid cell above CCD 
    3296                         fq1      = fq0                               !! above lysocline, no Ca dissolves          (mol) 
    3297                         freminca = 0.0                               !! above lysocline, no Ca dissolves          (mol) 
    3298                         fccd(ji,jj) = real(jk)                       !! which is the last level above the CCD?    (#) 
    3299                      elseif (fdep.ge.fccd_dep) then 
    3300                         !! whole grid cell below CCD 
    3301                         fq1      = fq0 * exp(-(fthk / xfastca))      !! how much CaCO3 leaves this box            (mol) 
    3302                         freminca = (fq0 - fq1) / fthk                !! Ca remineralisation in this box           (mol) 
    3303                      else 
    3304                         !! partial grid cell below CCD 
    3305                         fq2      = fdep1 - fccd_dep                  !! amount of grid cell below CCD             (m) 
    3306                         fq1      = fq0 * exp(-(fq2 / xfastca))       !! how much CaCO3 leaves this box            (mol) 
    3307                         freminca = (fq0 - fq1) / fthk                !! Ca remineralisation in this box           (mol) 
    3308                      endif 
    3309                      ffastca(ji,jj) = fq1  
    3310                   else 
    3311                      !! this is BELOW THE LAST OCEAN BOX (do nothing) 
    3312                      freminc  = 0.0 
    3313                      freminn  = 0.0 
    3314                      freminfe = 0.0 
    3315                      freminsi = 0.0 
    3316                      freminca = 0.0               
    3317                   endif 
    3318  
    3319                elseif (jexport.eq.2.or.jexport.eq.3) then 
    3320                   if (jexport.eq.2) then 
    3321                      !!====================================================================== 
    3322                      !! MARTIN ET AL. (1987) SUBMODEL 
    3323                      !!====================================================================== 
    3324                      !!  
    3325                      !!---------------------------------------------------------------------- 
    3326                      !! This submodel uses the classic Martin et al. (1987) curve 
    3327                      !! to determine the attenuation of fast-sinking detritus down 
    3328                      !! the water column.  All three organic elements, C, N and Fe, 
    3329                      !! are handled identically, and their quantities in sinking 
    3330                      !! particles attenuate according to a power relationship 
    3331                      !! governed by parameter "b".  This is assigned a canonical  
    3332                      !! value of -0.858.  Biogenic opal and calcium carbonate are 
    3333                      !! attentuated using the same function as in the ballast 
    3334                      !! submodel 
    3335                      !!---------------------------------------------------------------------- 
    3336                      !! 
    3337                      fb_val = -0.858 
    3338                   elseif (jexport.eq.3) then 
    3339                      !!====================================================================== 
    3340                      !! HENSON ET AL. (2011) SUBMODEL 
    3341                      !!====================================================================== 
    3342                      !! 
    3343                      !!---------------------------------------------------------------------- 
    3344                      !! This submodel reconfigures the Martin et al. (1987) curve by 
    3345                      !! allowing the "b" value to vary geographically.  Its value is 
    3346                      !! set, following Henson et al. (2011), as a function of local 
    3347                      !! sea surface temperature: 
    3348                      !!   b = -1.06 + (0.024 * SST) 
    3349                      !! This means that remineralisation length scales are longer in 
    3350                      !! warm, tropical areas and shorter in cold, polar areas.  This 
    3351                      !! does seem back-to-front (i.e. one would expect GREATER 
    3352                      !! remineralisation in warmer waters), but is an outcome of  
    3353                      !! analysis of sediment trap data, and it may reflect details 
    3354                      !! of ecosystem structure that pertain to particle production 
    3355                      !! rather than simply Q10. 
    3356                      !!---------------------------------------------------------------------- 
    3357                      !! 
    3358                      fl_sst = tsn(ji,jj,1,jp_tem) 
    3359                      fb_val = -1.06 + (0.024 * fl_sst) 
    3360                   endif 
    3361                   !!    
    3362                   if (jk.eq.1) then 
    3363                      !! this is the SURFACE OCEAN BOX (no remineralisation) 
    3364                      !! 
    3365                      freminc  = 0.0 
    3366                      freminn  = 0.0 
    3367                      freminfe = 0.0 
    3368                      freminsi = 0.0 
    3369                      freminca = 0.0 
    3370                   elseif (jk.le.jmbathy) then 
    3371                      !! this is an OCEAN BOX (remineralise some material) 
    3372                      !! 
    3373                      !! === organic carbon === 
    3374                      fq0      = ffastc(ji,jj)                        !! how much organic C enters this box        (mol) 
    3375                      fq1      = fq0 * ((fdep1/fdep)**fb_val)         !! how much organic C leaves this box        (mol) 
    3376                      freminc  = (fq0 - fq1) / fthk                   !! C remineralisation in this box            (mol) 
    3377                      ffastc(ji,jj)  = fq1 
    3378                      !! 
    3379                      !! === organic nitrogen === 
    3380                      fq0      = ffastn(ji,jj)                        !! how much organic N enters this box        (mol) 
    3381                      fq1      = fq0 * ((fdep1/fdep)**fb_val)         !! how much organic N leaves this box        (mol) 
    3382                      freminn  = (fq0 - fq1) / fthk                   !! N remineralisation in this box            (mol) 
    3383                      ffastn(ji,jj)  = fq1 
    3384                      !! 
    3385                      !! === organic iron === 
    3386                      fq0      = ffastfe(ji,jj)                       !! how much organic Fe enters this box       (mol) 
    3387                      fq1      = fq0 * ((fdep1/fdep)**fb_val)         !! how much organic Fe leaves this box       (mol) 
    3388                      freminfe = (fq0 - fq1) / fthk                   !! Fe remineralisation in this box           (mol) 
    3389                      ffastfe(ji,jj) = fq1 
    3390                      !! 
    3391                      !! === biogenic silicon === 
    3392                      fq0      = ffastsi(ji,jj)                       !! how much  opal centers this box           (mol)  
    3393                      fq1      = fq0 * exp(-(fthk / xfastsi))         !! how much  opal leaves this box            (mol) 
    3394                      freminsi = (fq0 - fq1) / fthk                   !! Si remineralisation in this box           (mol) 
    3395                      ffastsi(ji,jj) = fq1 
    3396                      !! 
    3397                      !! === biogenic calcium carbonate === 
    3398                      fq0      = ffastca(ji,jj)                       !! how much CaCO3 enters this box            (mol) 
    3399                      if (fdep.le.ocal_ccd(ji,jj)) then 
    3400                         !! whole grid cell above CCD 
    3401                         fq1      = fq0                               !! above lysocline, no Ca dissolves          (mol) 
    3402                         freminca = 0.0                               !! above lysocline, no Ca dissolves          (mol) 
    3403                         fccd(ji,jj) = real(jk)                       !! which is the last level above the CCD?    (#) 
    3404                      elseif (fdep.ge.ocal_ccd(ji,jj)) then 
    3405                         !! whole grid cell below CCD 
    3406                         fq1      = fq0 * exp(-(fthk / xfastca))      !! how much CaCO3 leaves this box            (mol) 
    3407                         freminca = (fq0 - fq1) / fthk                !! Ca remineralisation in this box           (mol) 
    3408                      else 
    3409                         !! partial grid cell below CCD 
    3410                         fq2      = fdep1 - ocal_ccd(ji,jj)           !! amount of grid cell below CCD             (m) 
    3411                         fq1      = fq0 * exp(-(fq2 / xfastca))       !! how much CaCO3 leaves this box            (mol) 
    3412                         freminca = (fq0 - fq1) / fthk                !! Ca remineralisation in this box           (mol) 
    3413                      endif 
    3414                      ffastca(ji,jj) = fq1  
    3415                   else 
    3416                      !! this is BELOW THE LAST OCEAN BOX (do nothing) 
    3417                      freminc  = 0.0 
    3418                      freminn  = 0.0 
    3419                      freminfe = 0.0 
    3420                      freminsi = 0.0 
    3421                      freminca = 0.0               
    3422                   endif 
    3423  
    3424                endif 
    3425  
    3426                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3427                !! Fast-sinking detritus fluxes, pt. 2: UPDATE FAST FLUXES 
    3428                !! here locally calculated additions to the fast-sinking flux are added 
    3429                !! to the total fast-sinking flux; this is done here such that material 
    3430                !! produced in a particular layer is only remineralised below this 
    3431                !! layer 
    3432                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3433                !! 
    3434                !! add sinking material generated in this layer to running totals 
    3435                !! 
    3436                !! === organic carbon ===                          (diatom and mesozooplankton mortality) 
    3437                ffastc(ji,jj)  = ffastc(ji,jj)  + (ftempc  * fthk) 
    3438                !! 
    3439                !! === organic nitrogen ===                        (diatom and mesozooplankton mortality) 
    3440                ffastn(ji,jj)  = ffastn(ji,jj)  + (ftempn  * fthk) 
    3441                !! 
    3442                !! === organic iron ===                            (diatom and mesozooplankton mortality) 
    3443                ffastfe(ji,jj) = ffastfe(ji,jj) + (ftempfe * fthk) 
    3444                !! 
    3445                !! === biogenic silicon ===                        (diatom mortality and grazed diatoms) 
    3446                ffastsi(ji,jj) = ffastsi(ji,jj) + (ftempsi * fthk) 
    3447                !! 
    3448                !! === biogenic calcium carbonate ===              (latitudinally-based fraction of total primary production) 
    3449                ffastca(ji,jj) = ffastca(ji,jj) + (ftempca * fthk) 
    3450  
    3451                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3452                !! Fast-sinking detritus fluxes, pt. 3: SEAFLOOR 
    3453                !! remineralise all remaining fast-sinking detritus to dissolved 
    3454                !! nutrients; the sedimentation fluxes calculated here allow the 
    3455                !! separation of what's remineralised sinking through the final 
    3456                !! ocean box from that which is added to the final box by the 
    3457                !! remineralisation of material that reaches the seafloor (i.e. 
    3458                !! the model assumes that *all* material that hits the seafloor 
    3459                !! is remineralised and that none is permanently buried; hey, 
    3460                !! this is a giant GCM model that can't be run for long enough 
    3461                !! to deal with burial fluxes!) 
    3462                !! 
    3463                !! in a change to this process, in part so that MEDUSA behaves 
    3464                !! a little more like ERSEM et al., fast-sinking detritus (N, Fe 
    3465                !! and C) is converted to slow sinking detritus at the seafloor 
    3466                !! instead of being remineralised; the rationale is that in 
    3467                !! shallower shelf regions (... that are not fully mixed!) this 
    3468                !! allows the detrital material to return slowly to dissolved  
    3469                !! nutrient rather than instantaneously as now; the alternative 
    3470                !! would be to explicitly handle seafloor organic material - a 
    3471                !! headache I don't wish to experience at this point; note that 
    3472                !! fast-sinking Si and Ca detritus is just remineralised as  
    3473                !! per usual 
    3474                !!  
    3475                !! AXY (13/01/12) 
    3476                !! in a further change to this process, again so that MEDUSA is 
    3477                !! a little more like ERSEM et al., material that reaches the 
    3478                !! seafloor can now be added to sediment pools and stored for 
    3479                !! slow release; there are new 2D arrays for organic nitrogen, 
    3480                !! iron and carbon and inorganic silicon and carbon that allow 
    3481                !! fast and slow detritus that reaches the seafloor to be held 
    3482                !! and released back to the water column more slowly; these arrays 
    3483                !! are transferred via the tracer restart files between repeat 
    3484                !! submissions of the model 
    3485                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3486                !!  
    3487                ffast2slowc  = 0.0 
    3488                ffast2slown  = 0.0 
    3489                ffast2slowfe = 0.0 
    3490                !! 
    3491                if (jk.eq.jmbathy) then 
    3492                   !! this is the BOTTOM OCEAN BOX (remineralise everything) 
    3493                   !! 
    3494                   !! AXY (17/01/12): tweaked to include benthos pools 
    3495                   !!  
    3496                   !! === organic carbon === 
    3497                   if (jfdfate.eq.0 .and. jorgben.eq.0) then 
    3498                      freminc  = freminc + (ffastc(ji,jj) / fthk)    !! C remineralisation in this box            (mol/m3) 
    3499                   elseif (jfdfate.eq.1 .and. jorgben.eq.0) then 
    3500                      ffast2slowc = ffastc(ji,jj) / fthk             !! fast C -> slow C                          (mol/m3) 
    3501                      fslowc      = fslowc + ffast2slowc 
    3502                   elseif (jfdfate.eq.0 .and. jorgben.eq.1) then 
    3503                      f_fbenin_c(ji,jj)  = ffastc(ji,jj)             !! fast C -> benthic C                       (mol/m2) 
    3504                   endif 
    3505                   fsedc(ji,jj)   = ffastc(ji,jj)                          !! record seafloor C                         (mol/m2) 
    3506                   ffastc(ji,jj)  = 0.0 
    3507                   !! 
    3508                   !! === organic nitrogen === 
    3509                   if (jfdfate.eq.0 .and. jorgben.eq.0) then 
    3510                      freminn  = freminn + (ffastn(ji,jj) / fthk)    !! N remineralisation in this box            (mol/m3) 
    3511                   elseif (jfdfate.eq.1 .and. jorgben.eq.0) then 
    3512                      ffast2slown = ffastn(ji,jj) / fthk             !! fast N -> slow N                          (mol/m3) 
    3513                      fslown      = fslown + ffast2slown 
    3514                   elseif (jfdfate.eq.0 .and. jorgben.eq.1) then 
    3515                      f_fbenin_n(ji,jj)  = ffastn(ji,jj)             !! fast N -> benthic N                       (mol/m2) 
    3516                   endif 
    3517                   fsedn(ji,jj)   = ffastn(ji,jj)                          !! record seafloor N                         (mol/m2) 
    3518                   ffastn(ji,jj)  = 0.0 
    3519                   !! 
    3520                   !! === organic iron === 
    3521                   if (jfdfate.eq.0 .and. jorgben.eq.0) then 
    3522                      freminfe = freminfe + (ffastfe(ji,jj) / fthk)  !! Fe remineralisation in this box           (mol/m3) 
    3523                   elseif (jfdfate.eq.1 .and. jorgben.eq.0) then 
    3524                      ffast2slowfe = ffastn(ji,jj) / fthk            !! fast Fe -> slow Fe                        (mol/m3) 
    3525                   elseif (jfdfate.eq.0 .and. jorgben.eq.1) then 
    3526                      f_fbenin_fe(ji,jj) = ffastfe(ji,jj)            !! fast Fe -> benthic Fe                     (mol/m2) 
    3527                   endif 
    3528                   fsedfe(ji,jj)  = ffastfe(ji,jj)                         !! record seafloor Fe                        (mol/m2) 
    3529                   ffastfe(ji,jj) = 0.0 
    3530                   !! 
    3531                   !! === biogenic silicon === 
    3532                   if (jinorgben.eq.0) then 
    3533                      freminsi = freminsi + (ffastsi(ji,jj) / fthk)  !! Si remineralisation in this box           (mol/m3) 
    3534                   elseif (jinorgben.eq.1) then 
    3535                      f_fbenin_si(ji,jj) = ffastsi(ji,jj)            !! fast Si -> benthic Si                     (mol/m2) 
    3536                   endif 
    3537                   fsedsi(ji,jj)   = ffastsi(ji,jj)                         !! record seafloor Si                        (mol/m2) 
    3538                   ffastsi(ji,jj) = 0.0 
    3539                   !! 
    3540                   !! === biogenic calcium carbonate === 
    3541                   if (jinorgben.eq.0) then 
    3542                      freminca = freminca + (ffastca(ji,jj) / fthk)  !! Ca remineralisation in this box           (mol/m3)  
    3543                   elseif (jinorgben.eq.1) then 
    3544                      f_fbenin_ca(ji,jj) = ffastca(ji,jj)            !! fast Ca -> benthic Ca                     (mol/m2) 
    3545                   endif 
    3546                   fsedca(ji,jj)   = ffastca(ji,jj)                         !! record seafloor Ca                        (mol/m2) 
    3547                   ffastca(ji,jj) = 0.0 
    3548                endif 
    3549  
    3550 # if defined key_debug_medusa 
    3551                if (idf.eq.1) then 
    3552                   !!---------------------------------------------------------------------- 
    3553                   !! Integrate total fast detritus remineralisation 
    3554                   !!---------------------------------------------------------------------- 
    3555                   !! 
    3556                   fofd_n(ji,jj)  = fofd_n(ji,jj)  + (freminn  * fthk) 
    3557                   fofd_si(ji,jj) = fofd_si(ji,jj) + (freminsi * fthk) 
    3558                   fofd_fe(ji,jj) = fofd_fe(ji,jj) + (freminfe * fthk) 
    3559 #  if defined key_roam 
    3560                   fofd_c(ji,jj)  = fofd_c(ji,jj)  + (freminc  * fthk) 
    3561 #  endif 
    3562                endif 
    3563 # endif 
    3564  
    3565                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3566                !! Sort out remineralisation tally of fast-sinking detritus 
    3567                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3568                !! 
    3569                !! update fast-sinking regeneration arrays 
    3570                fregenfast(ji,jj)   = fregenfast(ji,jj)   + (freminn  * fthk) 
    3571                fregenfastsi(ji,jj) = fregenfastsi(ji,jj) + (freminsi * fthk) 
    3572 # if defined key_roam 
    3573                fregenfastc(ji,jj)  = fregenfastc(ji,jj)  + (freminc  * fthk) 
    3574 # endif 
    3575  
    3576                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3577                !! Benthic remineralisation fluxes 
    3578                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3579                !! 
    3580                if (jk.eq.jmbathy) then 
    3581                   !! 
    3582                   !! organic components 
    3583                   if (jorgben.eq.1) then 
    3584                      f_benout_n(ji,jj)  = xsedn  * zn_sed_n(ji,jj) 
    3585                      f_benout_fe(ji,jj) = xsedfe * zn_sed_fe(ji,jj) 
    3586                      f_benout_c(ji,jj)  = xsedc  * zn_sed_c(ji,jj) 
    3587                   endif 
    3588                   !! 
    3589                   !! inorganic components 
    3590                   if (jinorgben.eq.1) then 
    3591                      f_benout_si(ji,jj) = xsedsi * zn_sed_si(ji,jj) 
    3592                      f_benout_ca(ji,jj) = xsedca * zn_sed_ca(ji,jj) 
    3593                      !! 
    3594                      !! account for CaCO3 that dissolves when it shouldn't 
    3595                      if ( fdep .le. fccd_dep ) then 
    3596                         f_benout_lyso_ca(ji,jj) = xsedca * zn_sed_ca(ji,jj) 
    3597                      endif 
    3598                   endif 
    3599                endif 
    3600                CALL flush(numout) 
    3601  
    3602                !!====================================================================== 
    3603                !! LOCAL GRID CELL TRENDS 
    3604                !!====================================================================== 
    3605                !! 
    3606                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3607                !! Determination of trends 
    3608                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3609                !! 
    3610                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3611                !! chlorophyll 
    3612                btra(jpchn) = b0 * ( & 
    3613                  + ((frn * fprn * zphn) - fgmipn - fgmepn - fdpn - fdpn2) * (fthetan / xxi) ) 
    3614                btra(jpchd) = b0 * ( & 
    3615                  + ((frd * fprd * zphd) - fgmepd - fdpd - fdpd2) * (fthetad / xxi) ) 
    3616                !! 
    3617                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3618                !! phytoplankton 
    3619                btra(jpphn) = b0 * ( & 
    3620                  + (fprn * zphn) - fgmipn - fgmepn - fdpn - fdpn2 ) 
    3621                btra(jpphd) = b0 * ( & 
    3622                  + (fprd * zphd) - fgmepd - fdpd - fdpd2 ) 
    3623                btra(jppds) = b0 * ( & 
    3624                  + (fprds * zpds) - fgmepds - fdpds - fsdiss - fdpds2 ) 
    3625                !! 
    3626                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3627                !! zooplankton 
    3628                btra(jpzmi) = b0 * ( & 
    3629                  + fmigrow - fgmezmi - fdzmi - fdzmi2 ) 
    3630                btra(jpzme) = b0 * ( & 
    3631                  + fmegrow - fdzme - fdzme2 ) 
    3632                !! 
    3633                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3634                !! detritus 
    3635                btra(jpdet) = b0 * ( & 
    3636                  + fdpn + ((1.0 - xfdfrac1) * fdpd)              &  ! mort. losses 
    3637                  + fdzmi + ((1.0 - xfdfrac2) * fdzme)            &  ! mort. losses 
    3638                  + ((1.0 - xbetan) * (finmi + finme))            &  ! assim. inefficiency 
    3639                  - fgmid - fgmed - fdd                           &  ! grazing and remin. 
    3640                  + ffast2slown )                                    ! seafloor fast->slow 
    3641                !! 
    3642                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3643                !! dissolved inorganic nitrogen nutrient 
    3644                fn_cons = 0.0  & 
    3645                  - (fprn * zphn) - (fprd * zphd)                    ! primary production 
    3646                fn_prod = 0.0  & 
    3647                  + (xphi * (fgmipn + fgmid))                     &  ! messy feeding remin. 
    3648                  + (xphi * (fgmepn + fgmepd + fgmezmi + fgmed))  &  ! messy feeding remin. 
    3649                  + fmiexcr + fmeexcr + fdd + freminn             &  ! excretion and remin. 
    3650                  + fdpn2 + fdpd2 + fdzmi2 + fdzme2                  ! metab. losses 
    3651                !!  
    3652                !! riverine flux 
    3653                if ( jriver_n .gt. 0 ) then 
    3654                   f_riv_loc_n = f_riv_n(ji,jj) * friver_dep(jk,jmbathy) / fthk 
    3655                   fn_prod = fn_prod + f_riv_loc_n 
    3656                endif 
    3657                !!   
    3658                !! benthic remineralisation 
    3659                if (jk.eq.jmbathy .and. jorgben.eq.1 .and. ibenthic.eq.1) then 
    3660                   fn_prod = fn_prod + (f_benout_n(ji,jj) / fthk) 
    3661                endif 
    3662                !! 
    3663                btra(jpdin) = b0 * ( & 
    3664                  fn_prod + fn_cons ) 
    3665                !! 
    3666                fnit_cons(ji,jj) = fnit_cons(ji,jj) + ( fthk * (  &  ! consumption of dissolved nitrogen 
    3667                  fn_cons ) ) 
    3668                fnit_prod(ji,jj) = fnit_prod(ji,jj) + ( fthk * (  &  ! production of dissolved nitrogen 
    3669                  fn_prod ) ) 
    3670                !! 
    3671                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3672                !! dissolved silicic acid nutrient 
    3673                fs_cons = 0.0  & 
    3674                  - (fprds * zpds)                                   ! opal production 
    3675                fs_prod = 0.0  & 
    3676                  + fsdiss                                        &  ! opal dissolution 
    3677                  + ((1.0 - xfdfrac1) * fdpds)                    &  ! mort. loss 
    3678                  + ((1.0 - xfdfrac3) * fgmepds)                  &  ! egestion of grazed Si 
    3679                  + freminsi + fdpds2                                ! fast diss. and metab. losses 
    3680                !!  
    3681                !! riverine flux 
    3682                if ( jriver_si .gt. 0 ) then 
    3683                   f_riv_loc_si = f_riv_si(ji,jj) * friver_dep(jk,jmbathy) / fthk 
    3684                   fs_prod = fs_prod + f_riv_loc_si 
    3685                endif 
    3686                !!   
    3687                !! benthic remineralisation 
    3688                if (jk.eq.jmbathy .and. jinorgben.eq.1 .and. ibenthic.eq.1) then 
    3689                   fs_prod = fs_prod + (f_benout_si(ji,jj) / fthk) 
    3690                endif 
    3691                !! 
    3692                btra(jpsil) = b0 * ( & 
    3693                  fs_prod + fs_cons ) 
    3694                !! 
    3695                fsil_cons(ji,jj) = fsil_cons(ji,jj) + ( fthk * (  &  ! consumption of dissolved silicon 
    3696                  fs_cons ) ) 
    3697                fsil_prod(ji,jj) = fsil_prod(ji,jj) + ( fthk * (  &  ! production of dissolved silicon 
    3698                  fs_prod ) ) 
    3699                !! 
    3700                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3701                !! dissolved "iron" nutrient 
    3702                btra(jpfer) = b0 * ( & 
    3703                + (xrfn * btra(jpdin)) + ffetop + ffebot - ffescav ) 
    3704  
    3705 # if defined key_roam 
    3706                !! 
    3707                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3708                !! AXY (26/11/08): implicit detrital carbon change 
    3709                btra(jpdtc) = b0 * ( & 
    3710                  + (xthetapn * fdpn) + ((1.0 - xfdfrac1) * (xthetapd * fdpd))      &  ! mort. losses 
    3711                  + (xthetazmi * fdzmi) + ((1.0 - xfdfrac2) * (xthetazme * fdzme))  &  ! mort. losses 
    3712                  + ((1.0 - xbetac) * (ficmi + ficme))                              &  ! assim. inefficiency 
    3713                  - fgmidc - fgmedc - fddc                                          &  ! grazing and remin. 
    3714                  + ffast2slowc )                                                      ! seafloor fast->slow 
    3715                !! 
    3716                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3717                !! dissolved inorganic carbon 
    3718                fc_cons = 0.0  & 
    3719                  - (xthetapn * fprn * zphn) - (xthetapd * fprd * zphd)                ! primary production 
    3720                fc_prod = 0.0  & 
    3721                  + (xthetapn * xphi * fgmipn) + (xphi * fgmidc)                    &  ! messy feeding remin 
    3722                  + (xthetapn * xphi * fgmepn) + (xthetapd * xphi * fgmepd)         &  ! messy feeding remin 
    3723                  + (xthetazmi * xphi * fgmezmi) + (xphi * fgmedc)                  &  ! messy feeding remin 
    3724                  + fmiresp + fmeresp + fddc + freminc + (xthetapn * fdpn2)         &  ! resp., remin., losses 
    3725                  + (xthetapd * fdpd2) + (xthetazmi * fdzmi2)                       &  ! losses 
    3726                  + (xthetazme * fdzme2)                                               ! losses 
    3727                !!  
    3728                !! riverine flux 
    3729                if ( jriver_c .gt. 0 ) then 
    3730                   f_riv_loc_c = f_riv_c(ji,jj) * friver_dep(jk,jmbathy) / fthk 
    3731                   fc_prod = fc_prod + f_riv_loc_c 
    3732                endif 
    3733                !!   
    3734                !! benthic remineralisation 
    3735                if (jk.eq.jmbathy .and. jorgben.eq.1 .and. ibenthic.eq.1) then 
    3736                   fc_prod = fc_prod + (f_benout_c(ji,jj) / fthk) 
    3737                endif 
    3738                if (jk.eq.jmbathy .and. jinorgben.eq.1 .and. ibenthic.eq.1) then 
    3739                   fc_prod = fc_prod + (f_benout_ca(ji,jj) / fthk) 
    3740                endif 
    3741                !! 
    3742                !! community respiration (does not include CaCO3 terms - obviously!) 
    3743                fcomm_resp(ji,jj) = fcomm_resp(ji,jj) + fc_prod 
    3744                !! 
    3745                !! CaCO3 
    3746                fc_prod = fc_prod - ftempca + freminca 
    3747                !!  
    3748                !! riverine flux 
    3749                if ( jk .eq. 1 .and. jriver_c .gt. 0 ) then 
    3750                   fc_prod = fc_prod + f_riv_c(ji,jj) 
    3751                endif 
    3752                !! 
    3753                btra(jpdic) = b0 * ( & 
    3754                  fc_prod + fc_cons ) 
    3755                !! 
    3756                fcar_cons(ji,jj) = fcar_cons(ji,jj) + ( fthk * (  &  ! consumption of dissolved carbon 
    3757                  fc_cons ) ) 
    3758                fcar_prod(ji,jj) = fcar_prod(ji,jj) + ( fthk * (  &  ! production of dissolved carbon 
    3759                  fc_prod ) ) 
    3760                !! 
    3761                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3762                !! alkalinity 
    3763                fa_prod = 0.0  & 
    3764                  + (2.0 * freminca)                                                   ! CaCO3 dissolution 
    3765                fa_cons = 0.0  & 
    3766                  - (2.0 * ftempca)                                                    ! CaCO3 production 
    3767                !!  
    3768                !! riverine flux 
    3769                if ( jriver_alk .gt. 0 ) then 
    3770                   f_riv_loc_alk = f_riv_alk(ji,jj) * friver_dep(jk,jmbathy) / fthk 
    3771                   fa_prod = fa_prod + f_riv_loc_alk 
    3772                endif 
    3773                !!   
    3774                !! benthic remineralisation 
    3775                if (jk.eq.jmbathy .and. jinorgben.eq.1 .and. ibenthic.eq.1) then 
    3776                   fa_prod = fa_prod + (2.0 * f_benout_ca(ji,jj) / fthk) 
    3777                endif 
    3778                !! 
    3779                btra(jpalk) = b0 * ( & 
    3780                  fa_prod + fa_cons ) 
    3781                !! 
    3782                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3783                !! oxygen (has protection at low O2 concentrations; OCMIP-2 style) 
    3784                fo2_prod = 0.0 & 
    3785                  + (xthetanit * fprn * zphn)                                      & ! Pn primary production, N 
    3786                  + (xthetanit * fprd * zphd)                                      & ! Pd primary production, N 
    3787                  + (xthetarem * xthetapn * fprn * zphn)                           & ! Pn primary production, C 
    3788                  + (xthetarem * xthetapd * fprd * zphd)                             ! Pd primary production, C 
    3789                fo2_ncons = 0.0 & 
    3790                  - (xthetanit * xphi * fgmipn)                                    & ! Pn messy feeding remin., N 
    3791                  - (xthetanit * xphi * fgmid)                                     & ! D  messy feeding remin., N 
    3792                  - (xthetanit * xphi * fgmepn)                                    & ! Pn messy feeding remin., N 
    3793                  - (xthetanit * xphi * fgmepd)                                    & ! Pd messy feeding remin., N 
    3794                  - (xthetanit * xphi * fgmezmi)                                   & ! Zi messy feeding remin., N 
    3795                  - (xthetanit * xphi * fgmed)                                     & ! D  messy feeding remin., N 
    3796                  - (xthetanit * fmiexcr)                                          & ! microzoo excretion, N 
    3797                  - (xthetanit * fmeexcr)                                          & ! mesozoo  excretion, N 
    3798                  - (xthetanit * fdd)                                              & ! slow detritus remin., N  
    3799                  - (xthetanit * freminn)                                          & ! fast detritus remin., N 
    3800                  - (xthetanit * fdpn2)                                            & ! Pn  losses, N 
    3801                  - (xthetanit * fdpd2)                                            & ! Pd  losses, N 
    3802                  - (xthetanit * fdzmi2)                                           & ! Zmi losses, N 
    3803                  - (xthetanit * fdzme2)                                             ! Zme losses, N 
    3804                !!   
    3805                !! benthic remineralisation 
    3806                if (jk.eq.jmbathy .and. jorgben.eq.1 .and. ibenthic.eq.1) then 
    3807                   fo2_ncons = fo2_ncons - (xthetanit * f_benout_n(ji,jj) / fthk) 
    3808                endif 
    3809                fo2_ccons = 0.0 & 
    3810                  - (xthetarem * xthetapn * xphi * fgmipn)                         & ! Pn messy feeding remin., C 
    3811                  - (xthetarem * xphi * fgmidc)                                    & ! D  messy feeding remin., C 
    3812                  - (xthetarem * xthetapn * xphi * fgmepn)                         & ! Pn messy feeding remin., C 
    3813                  - (xthetarem * xthetapd * xphi * fgmepd)                         & ! Pd messy feeding remin., C 
    3814                  - (xthetarem * xthetazmi * xphi * fgmezmi)                       & ! Zi messy feeding remin., C 
    3815                  - (xthetarem * xphi * fgmedc)                                    & ! D  messy feeding remin., C 
    3816                  - (xthetarem * fmiresp)                                          & ! microzoo respiration, C 
    3817                  - (xthetarem * fmeresp)                                          & ! mesozoo  respiration, C 
    3818                  - (xthetarem * fddc)                                             & ! slow detritus remin., C 
    3819                  - (xthetarem * freminc)                                          & ! fast detritus remin., C 
    3820                  - (xthetarem * xthetapn * fdpn2)                                 & ! Pn  losses, C 
    3821                  - (xthetarem * xthetapd * fdpd2)                                 & ! Pd  losses, C 
    3822                  - (xthetarem * xthetazmi * fdzmi2)                               & ! Zmi losses, C 
    3823                  - (xthetarem * xthetazme * fdzme2)                                 ! Zme losses, C 
    3824                !!   
    3825                !! benthic remineralisation 
    3826                if (jk.eq.jmbathy .and. jorgben.eq.1 .and. ibenthic.eq.1) then 
    3827                   fo2_ccons = fo2_ccons - (xthetarem * f_benout_c(ji,jj) / fthk) 
    3828                endif 
    3829                fo2_cons = fo2_ncons + fo2_ccons 
    3830                !! 
    3831                !! is this a suboxic zone? 
    3832                if (zoxy.lt.xo2min) then  ! deficient O2; production fluxes only 
    3833                   btra(jpoxy) = b0 * ( & 
    3834                     fo2_prod ) 
    3835                   foxy_prod(ji,jj) = foxy_prod(ji,jj) + ( fthk * fo2_prod ) 
    3836                   foxy_anox(ji,jj) = foxy_anox(ji,jj) + ( fthk * fo2_cons ) 
    3837                else                      ! sufficient O2; production + consumption fluxes 
    3838                   btra(jpoxy) = b0 * ( & 
    3839                     fo2_prod + fo2_cons ) 
    3840                   foxy_prod(ji,jj) = foxy_prod(ji,jj) + ( fthk * fo2_prod ) 
    3841                   foxy_cons(ji,jj) = foxy_cons(ji,jj) + ( fthk * fo2_cons ) 
    3842                endif 
    3843                !! 
    3844                !! air-sea fluxes (if this is the surface box) 
    3845                if (jk.eq.1) then 
    3846                   !! 
    3847                   !! CO2 flux 
    3848                   btra(jpdic) = btra(jpdic) + (b0 * f_co2flux) 
    3849                   !! 
    3850                   !! O2 flux (mol/m3/s -> mmol/m3/d) 
    3851                   btra(jpoxy) = btra(jpoxy) + (b0 * f_o2flux) 
    3852                endif 
    3853 # endif 
    3854  
    3855 # if defined key_debug_medusa 
    3856                !! report state variable fluxes (not including fast-sinking detritus) 
    3857                if (idf.eq.1.AND.idfval.eq.1) then 
    3858                   IF (lwp) write (numout,*) '------------------------------' 
    3859                   IF (lwp) write (numout,*) 'btra(jpchn)(',jk,')  = ', btra(jpchn) 
    3860                   IF (lwp) write (numout,*) 'btra(jpchd)(',jk,')  = ', btra(jpchd) 
    3861                   IF (lwp) write (numout,*) 'btra(jpphn)(',jk,')  = ', btra(jpphn) 
    3862                   IF (lwp) write (numout,*) 'btra(jpphd)(',jk,')  = ', btra(jpphd) 
    3863                   IF (lwp) write (numout,*) 'btra(jppds)(',jk,')  = ', btra(jppds) 
    3864                   IF (lwp) write (numout,*) 'btra(jpzmi)(',jk,')  = ', btra(jpzmi) 
    3865                   IF (lwp) write (numout,*) 'btra(jpzme)(',jk,')  = ', btra(jpzme) 
    3866                   IF (lwp) write (numout,*) 'btra(jpdet)(',jk,')  = ', btra(jpdet) 
    3867                   IF (lwp) write (numout,*) 'btra(jpdin)(',jk,')  = ', btra(jpdin) 
    3868                   IF (lwp) write (numout,*) 'btra(jpsil)(',jk,')  = ', btra(jpsil) 
    3869                   IF (lwp) write (numout,*) 'btra(jpfer)(',jk,')  = ', btra(jpfer) 
    3870 #  if defined key_roam 
    3871                   IF (lwp) write (numout,*) 'btra(jpdtc)(',jk,')  = ', btra(jpdtc) 
    3872                   IF (lwp) write (numout,*) 'btra(jpdic)(',jk,')  = ', btra(jpdic) 
    3873                   IF (lwp) write (numout,*) 'btra(jpalk)(',jk,')  = ', btra(jpalk) 
    3874                   IF (lwp) write (numout,*) 'btra(jpoxy)(',jk,')  = ', btra(jpoxy) 
    3875 #  endif 
    3876                endif 
    3877 # endif 
    3878  
    3879                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3880                !! Integrate calculated fluxes for mass balance 
    3881                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3882                !! 
    3883                !! === nitrogen === 
    3884                fflx_n(ji,jj)  = fflx_n(ji,jj)  + & 
    3885                   fthk * ( btra(jpphn) + btra(jpphd) + btra(jpzmi) + btra(jpzme) + btra(jpdet) + btra(jpdin) ) 
    3886                !! === silicon === 
    3887                fflx_si(ji,jj) = fflx_si(ji,jj) + & 
    3888                   fthk * ( btra(jppds) + btra(jpsil) ) 
    3889                !! === iron === 
    3890                fflx_fe(ji,jj) = fflx_fe(ji,jj) + & 
    3891                   fthk * ( ( xrfn * ( btra(jpphn) + btra(jpphd) + btra(jpzmi) + btra(jpzme) + btra(jpdet)) ) + btra(jpfer) ) 
    3892 # if defined key_roam 
    3893                !! === carbon === 
    3894                fflx_c(ji,jj)  = fflx_c(ji,jj)  + & 
    3895                   fthk * ( (xthetapn * btra(jpphn)) + (xthetapd * btra(jpphd)) + & 
    3896                   (xthetazmi * btra(jpzmi)) + (xthetazme * btra(jpzme)) + btra(jpdtc) + btra(jpdic) ) 
    3897                !! === alkalinity === 
    3898                fflx_a(ji,jj)  = fflx_a(ji,jj)  + & 
    3899                   fthk * ( btra(jpalk) ) 
    3900                !! === oxygen === 
    3901                fflx_o2(ji,jj) = fflx_o2(ji,jj) + & 
    3902                   fthk * ( btra(jpoxy) ) 
    3903 # endif 
    3904  
    3905                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3906                !! Apply calculated tracer fluxes 
    3907                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3908                !! 
    3909                !! units: [unit of tracer] per second (fluxes are calculated above per day) 
    3910                !! 
    3911                ibio_switch = 1 
    3912 # if defined key_gulf_finland 
    3913                !! AXY (17/05/13): fudge in a Gulf of Finland correction; uses longitude- 
    3914                !!                 latitude range to establish if this is a Gulf of Finland  
    3915                !!                 grid cell; if so, then BGC fluxes are ignored (though  
    3916                !!                 still calculated); for reference, this is meant to be a  
    3917                !!                 temporary fix to see if all of my problems can be done  
    3918                !!                 away with if I switch off BGC fluxes in the Gulf of  
    3919                !!                 Finland, which currently appears the source of trouble 
    3920                if ( glamt(ji,jj).gt.24.7 .and. glamt(ji,jj).lt.27.8 .and. & 
    3921                   &   gphit(ji,jj).gt.59.2 .and. gphit(ji,jj).lt.60.2 ) then 
    3922                   ibio_switch = 0 
    3923                endif 
    3924 # endif                
    3925                if (ibio_switch.eq.1) then 
    3926                   tra(ji,jj,jk,jpchn) = tra(ji,jj,jk,jpchn) + (btra(jpchn) / 86400.) 
    3927                   tra(ji,jj,jk,jpchd) = tra(ji,jj,jk,jpchd) + (btra(jpchd) / 86400.) 
    3928                   tra(ji,jj,jk,jpphn) = tra(ji,jj,jk,jpphn) + (btra(jpphn) / 86400.) 
    3929                   tra(ji,jj,jk,jpphd) = tra(ji,jj,jk,jpphd) + (btra(jpphd) / 86400.) 
    3930                   tra(ji,jj,jk,jppds) = tra(ji,jj,jk,jppds) + (btra(jppds) / 86400.) 
    3931                   tra(ji,jj,jk,jpzmi) = tra(ji,jj,jk,jpzmi) + (btra(jpzmi) / 86400.) 
    3932                   tra(ji,jj,jk,jpzme) = tra(ji,jj,jk,jpzme) + (btra(jpzme) / 86400.) 
    3933                   tra(ji,jj,jk,jpdet) = tra(ji,jj,jk,jpdet) + (btra(jpdet) / 86400.) 
    3934                   tra(ji,jj,jk,jpdin) = tra(ji,jj,jk,jpdin) + (btra(jpdin) / 86400.) 
    3935                   tra(ji,jj,jk,jpsil) = tra(ji,jj,jk,jpsil) + (btra(jpsil) / 86400.) 
    3936                   tra(ji,jj,jk,jpfer) = tra(ji,jj,jk,jpfer) + (btra(jpfer) / 86400.) 
    3937 # if defined key_roam 
    3938                   tra(ji,jj,jk,jpdtc) = tra(ji,jj,jk,jpdtc) + (btra(jpdtc) / 86400.) 
    3939                   tra(ji,jj,jk,jpdic) = tra(ji,jj,jk,jpdic) + (btra(jpdic) / 86400.) 
    3940                   tra(ji,jj,jk,jpalk) = tra(ji,jj,jk,jpalk) + (btra(jpalk) / 86400.) 
    3941                   tra(ji,jj,jk,jpoxy) = tra(ji,jj,jk,jpoxy) + (btra(jpoxy) / 86400.) 
    3942 # endif 
    3943                endif                
    3944  
    3945                !! AXY (18/11/16): CMIP6 diagnostics 
    3946                IF( med_diag%FBDDTALK%dgsave )  THEN 
    3947                   fbddtalk(ji,jj)  =  fbddtalk(ji,jj)  + (btra(jpalk) * fthk) 
    3948                ENDIF 
    3949                IF( med_diag%FBDDTDIC%dgsave )  THEN 
    3950                   fbddtdic(ji,jj)  =  fbddtdic(ji,jj)  + (btra(jpdic) * fthk) 
    3951                ENDIF 
    3952                IF( med_diag%FBDDTDIFE%dgsave ) THEN 
    3953                   fbddtdife(ji,jj) =  fbddtdife(ji,jj) + (btra(jpfer) * fthk) 
    3954                ENDIF 
    3955                IF( med_diag%FBDDTDIN%dgsave )  THEN 
    3956                   fbddtdin(ji,jj)  =  fbddtdin(ji,jj)  + (btra(jpdin) * fthk) 
    3957                ENDIF 
    3958                IF( med_diag%FBDDTDISI%dgsave ) THEN 
    3959                   fbddtdisi(ji,jj) =  fbddtdisi(ji,jj) + (btra(jpsil) * fthk) 
    3960                ENDIF 
    3961           !! 
    3962                IF( med_diag%BDDTALK3%dgsave )  THEN 
    3963                   bddtalk3(ji,jj,jk)  =  btra(jpalk) 
    3964                ENDIF 
    3965                IF( med_diag%BDDTDIC3%dgsave )  THEN 
    3966                   bddtdic3(ji,jj,jk)  =  btra(jpdic) 
    3967                ENDIF 
    3968                IF( med_diag%BDDTDIFE3%dgsave ) THEN 
    3969                   bddtdife3(ji,jj,jk) =  btra(jpfer) 
    3970                ENDIF 
    3971                IF( med_diag%BDDTDIN3%dgsave )  THEN 
    3972                   bddtdin3(ji,jj,jk)  =  btra(jpdin) 
    3973                ENDIF 
    3974                IF( med_diag%BDDTDISI3%dgsave ) THEN 
    3975                   bddtdisi3(ji,jj,jk) =  btra(jpsil) 
    3976                ENDIF 
    3977  
    3978 #   if defined key_debug_medusa 
    3979                IF (lwp) write (numout,*) '------' 
    3980                IF (lwp) write (numout,*) 'trc_bio_medusa: end all calculations' 
    3981                IF (lwp) write (numout,*) 'trc_bio_medusa: now outputs' 
    3982                      CALL flush(numout) 
    3983 #   endif 
    3984  
    3985 # if defined key_axy_nancheck 
    3986                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3987                !! Check calculated tracer fluxes 
    3988                !!---------------------------------------------------------------------- 
    3989                !! 
    3990                DO jn = 1,jptra 
    3991                   fq0 = btra(jn) 
    3992                   !! AXY (30/01/14): "isnan" problem on HECTOR 
    3993                   !! if (fq0 /= fq0 ) then 
    3994                   if ( ieee_is_nan( fq0 ) ) then 
    3995                      !! there's a NaN here 
    3996                      if (lwp) write(numout,*) 'NAN detected in btra(', ji, ',', & 
    3997                      & jj, ',', jk, ',', jn, ') at time', kt 
    3998            CALL ctl_stop( 'trcbio_medusa, NAN in btra field' ) 
    3999                   endif 
    4000                ENDDO 
    4001                DO jn = 1,jptra 
    4002                   fq0 = tra(ji,jj,jk,jn) 
    4003                   !! AXY (30/01/14): "isnan" problem on HECTOR 
    4004                   !! if (fq0 /= fq0 ) then 
    4005                   if ( ieee_is_nan( fq0 ) ) then 
    4006                      !! there's a NaN here 
    4007                      if (lwp) write(numout,*) 'NAN detected in tra(', ji, ',', & 
    4008                      & jj, ',', jk, ',', jn, ') at time', kt 
    4009               CALL ctl_stop( 'trcbio_medusa, NAN in tra field' ) 
    4010                   endif 
    4011                ENDDO 
    4012                CALL flush(numout) 
    4013 # endif 
    4014  
    4015                !!---------------------------------------------------------------------- 
    4016                !! Check model conservation 
    4017                !! these terms merely sum up the tendency terms of the relevant 
    4018                !! state variables, which should sum to zero; the iron cycle is 
    4019                !! complicated by fluxes that add (aeolian deposition and seafloor 
    4020                !! remineralisation) and remove (scavenging) dissolved iron from 
    4021                !! the model (i.e. the sum of iron fluxes is unlikely to be zero) 
    4022                !!---------------------------------------------------------------------- 
    4023                !! 
    4024                !! fnit0 = btra(jpphn) + btra(jpphd) + btra(jpzmi) + btra(jpzme) + btra(jpdet) + btra(jpdin)  ! + ftempn 
    4025                !! fsil0 = btra(jppds) + btra(jpsil)                              ! + ftempsi 
    4026                !! ffer0 = (xrfn * fnit0) + btra(jpfer) 
    4027 # if defined key_roam 
    4028                !! fcar0 = 0. 
    4029                !! falk0 = 0. 
    4030                !! foxy0 = 0. 
    4031 # endif 
    4032                !! 
    4033                !! if (kt/240*240.eq.kt) then 
    4034                !!    if (ji.eq.2.and.jj.eq.2.and.jk.eq.1) then 
    4035                !!       IF (lwp) write (*,*) '*******!MEDUSA Conservation!*******',kt 
    4036 # if defined key_roam 
    4037                !!       IF (lwp) write (*,*) fnit0,fsil0,ffer0,fcar0,falk0,foxy0 
    4038 # else 
    4039                !!       IF (lwp) write (*,*) fnit0,fsil0,ffer0 
    4040 # endif 
    4041                !!    endif 
    4042                !! endif      
    4043  
    4044 # if defined key_trc_diabio 
    4045                !!====================================================================== 
    4046                !! LOCAL GRID CELL DIAGNOSTICS 
    4047                !!====================================================================== 
    4048                !! 
    4049                !!---------------------------------------------------------------------- 
    4050                !! Full diagnostics key_trc_diabio: 
    4051                !! LOBSTER and PISCES support full diagnistics option key_trc_diabio     
    4052                !! which gives an option of FULL output of biological sourses and sinks. 
    4053                !! I cannot see any reason for doing this. If needed, it can be done 
    4054                !! as shown below. 
    4055                !!---------------------------------------------------------------------- 
    4056                !! 
    4057                IF(lwp) WRITE(numout,*) ' MEDUSA does not support key_trc_diabio' 
    4058                !!               trbio(ji,jj,jk, 1) = fprn 
    4059 # endif 
    4060  
    4061                IF( lk_iomput  .AND.  .NOT.  ln_diatrc  ) THEN 
    4062          !!---------------------------------------------------------------------- 
    4063          !! Add in XML diagnostics stuff 
    4064          !!---------------------------------------------------------------------- 
    4065          !! 
    4066          !! ** 2D diagnostics 
    4067 #   if defined key_debug_medusa 
    4068                   IF (lwp) write (numout,*) 'trc_bio_medusa: diag in ij-jj-jk loop' 
    4069                   CALL flush(numout) 
    4070 #   endif 
    4071                   IF ( med_diag%PRN%dgsave ) THEN 
    4072                       fprn2d(ji,jj) = fprn2d(ji,jj) + (fprn  * zphn * fthk)  
    4073                   ENDIF 
    4074                   IF ( med_diag%MPN%dgsave ) THEN 
    4075                       fdpn2d(ji,jj) = fdpn2d(ji,jj) + (fdpn         * fthk) 
    4076                   ENDIF 
    4077                   IF ( med_diag%PRD%dgsave ) THEN 
    4078                       fprd2d(ji,jj) = fprd2d(ji,jj) + (fprd  * zphd * fthk) 
    4079                   ENDIF 
    4080                   IF( med_diag%MPD%dgsave ) THEN 
    4081                       fdpd2d(ji,jj) = fdpd2d(ji,jj) + (fdpd         * fthk)  
    4082                   ENDIF 
    4083                   !  IF( med_diag%DSED%dgsave ) THEN 
    4084                   !      CALL iom_put( "DSED"  , ftot_n ) 
    4085                   !  ENDIF 
    4086                   IF( med_diag%OPAL%dgsave ) THEN 
    4087                       fprds2d(ji,jj) = fprds2d(ji,jj) + (fprds * zpds * fthk)  
    4088                   ENDIF 
    4089                   IF( med_diag%OPALDISS%dgsave ) THEN 
    4090                       fsdiss2d(ji,jj) = fsdiss2d(ji,jj) + (fsdiss  * fthk)   
    4091                   ENDIF 
    4092                   IF( med_diag%GMIPn%dgsave ) THEN 
    4093                       fgmipn2d(ji,jj) = fgmipn2d(ji,jj) + (fgmipn  * fthk)  
    4094                   ENDIF 
    4095                   IF( med_diag%GMID%dgsave ) THEN 
    4096                       fgmid2d(ji,jj) = fgmid2d(ji,jj) + (fgmid   * fthk)  
    4097                   ENDIF 
    4098                   IF( med_diag%MZMI%dgsave ) THEN 
    4099                       fdzmi2d(ji,jj) = fdzmi2d(ji,jj) + (fdzmi   * fthk)  
    4100                   ENDIF 
    4101                   IF( med_diag%GMEPN%dgsave ) THEN 
    4102                       fgmepn2d(ji,jj) = fgmepn2d(ji,jj) + (fgmepn  * fthk) 
    4103                   ENDIF 
    4104                   IF( med_diag%GMEPD%dgsave ) THEN 
    4105                       fgmepd2d(ji,jj) = fgmepd2d(ji,jj) + (fgmepd  * fthk)  
    4106                   ENDIF 
    4107                   IF( med_diag%GMEZMI%dgsave ) THEN 
    4108                       fgmezmi2d(ji,jj) = fgmezmi2d(ji,jj) + (fgmezmi * fthk)  
    4109                   ENDIF 
    4110                   IF( med_diag%GMED%dgsave ) THEN 
    4111                       fgmed2d(ji,jj) = fgmed2d(ji,jj) + (fgmed   * fthk)  
    4112                   ENDIF 
    4113                   IF( med_diag%MZME%dgsave ) THEN 
    4114                       fdzme2d(ji,jj) = fdzme2d(ji,jj) + (fdzme   * fthk)  
    4115                   ENDIF 
    4116                   !  IF( med_diag%DEXP%dgsave ) THEN 
    4117                   !      CALL iom_put( "DEXP"  , ftot_n ) 
    4118                   !  ENDIF 
    4119                   IF( med_diag%DETN%dgsave ) THEN 
    4120                       fslown2d(ji,jj) = fslown2d(ji,jj) + (fslown  * fthk)   
    4121                   ENDIF 
    4122                   IF( med_diag%MDET%dgsave ) THEN 
    4123                       fdd2d(ji,jj) = fdd2d(ji,jj) + (fdd     * fthk)  
    4124                   ENDIF 
    4125                   IF( med_diag%AEOLIAN%dgsave ) THEN 
    4126                       ffetop2d(ji,jj) = ffetop2d(ji,jj) + (ffetop  * fthk)  
    4127                   ENDIF 
    4128                   IF( med_diag%BENTHIC%dgsave ) THEN 
    4129                       ffebot2d(ji,jj) = ffebot2d(ji,jj) + (ffebot  * fthk)  
    4130                   ENDIF 
    4131                   IF( med_diag%SCAVENGE%dgsave ) THEN 
    4132                       ffescav2d(ji,jj) = ffescav2d(ji,jj) + (ffescav * fthk)   
    4133                   ENDIF 
    4134                   IF( med_diag%PN_JLIM%dgsave ) THEN 
    4135                       ! fjln2d(ji,jj) = fjln2d(ji,jj) + (fjln  * zphn * fthk)  
    4136                       fjln2d(ji,jj) = fjln2d(ji,jj) + (fjlim_pn * zphn * fthk)  
    4137                   ENDIF 
    4138                   IF( med_diag%PN_NLIM%dgsave ) THEN 
    4139                       fnln2d(ji,jj) = fnln2d(ji,jj) + (fnln  * zphn * fthk)  
    4140                   ENDIF 
    4141                   IF( med_diag%PN_FELIM%dgsave ) THEN 
    4142                       ffln2d(ji,jj) = ffln2d(ji,jj) + (ffln  * zphn * fthk)  
    4143                   ENDIF 
    4144                   IF( med_diag%PD_JLIM%dgsave ) THEN 
    4145                       ! fjld2d(ji,jj) = fjld2d(ji,jj) + (fjld  * zphd * fthk)  
    4146                       fjld2d(ji,jj) = fjld2d(ji,jj) + (fjlim_pd * zphd * fthk)  
    4147                   ENDIF 
    4148                   IF( med_diag%PD_NLIM%dgsave ) THEN 
    4149                       fnld2d(ji,jj) = fnld2d(ji,jj) + (fnld  * zphd * fthk)  
    4150                   ENDIF 
    4151                   IF( med_diag%PD_FELIM%dgsave ) THEN 
    4152                       ffld2d(ji,jj) = ffld2d(ji,jj) + (ffld  * zphd * fthk)  
    4153                   ENDIF 
    4154                   IF( med_diag%PD_SILIM%dgsave ) THEN 
    4155                       fsld2d2(ji,jj) = fsld2d2(ji,jj) + (fsld2 * zphd * fthk)  
    4156                   ENDIF 
    4157                   IF( med_diag%PDSILIM2%dgsave ) THEN 
    4158                       fsld2d(ji,jj) = fsld2d(ji,jj) + (fsld  * zphd * fthk) 
    4159                   ENDIF 
    4160                   !!  
    4161                   IF( med_diag%TOTREG_N%dgsave ) THEN 
    4162                       fregen2d(ji,jj) = fregen2d(ji,jj) + fregen 
    4163                   ENDIF 
    4164                   IF( med_diag%TOTRG_SI%dgsave ) THEN 
    4165                       fregensi2d(ji,jj) = fregensi2d(ji,jj) + fregensi 
    4166                   ENDIF 
    4167                   !!  
    4168                   IF( med_diag%FASTN%dgsave ) THEN 
    4169                       ftempn2d(ji,jj) = ftempn2d(ji,jj) + (ftempn  * fthk) 
    4170                   ENDIF 
    4171                   IF( med_diag%FASTSI%dgsave ) THEN 
    4172                       ftempsi2d(ji,jj) = ftempsi2d(ji,jj) + (ftempsi * fthk) 
    4173                   ENDIF 
    4174                   IF( med_diag%FASTFE%dgsave ) THEN 
    4175                       ftempfe2d(ji,jj) =ftempfe2d(ji,jj)  + (ftempfe * fthk)   
    4176                   ENDIF 
    4177                   IF( med_diag%FASTC%dgsave ) THEN 
    4178                       ftempc2d(ji,jj) = ftempc2d(ji,jj) + (ftempc  * fthk) 
    4179                   ENDIF 
    4180                   IF( med_diag%FASTCA%dgsave ) THEN 
    4181                       ftempca2d(ji,jj) = ftempca2d(ji,jj) + (ftempca * fthk) 
    4182                   ENDIF 
    4183                   !!  
    4184                   IF( med_diag%REMINN%dgsave ) THEN 
    4185                       freminn2d(ji,jj) = freminn2d(ji,jj) + (freminn  * fthk) 
    4186                   ENDIF 
    4187                   IF( med_diag%REMINSI%dgsave ) THEN 
    4188                       freminsi2d(ji,jj) = freminsi2d(ji,jj) + (freminsi * fthk) 
    4189                   ENDIF 
    4190                   IF( med_diag%REMINFE%dgsave ) THEN 
    4191                       freminfe2d(ji,jj)= freminfe2d(ji,jj) + (freminfe * fthk)  
    4192                   ENDIF 
    4193                   IF( med_diag%REMINC%dgsave ) THEN 
    4194                       freminc2d(ji,jj) = freminc2d(ji,jj) + (freminc  * fthk)  
    4195                   ENDIF 
    4196                   IF( med_diag%REMINCA%dgsave ) THEN 
    4197                       freminca2d(ji,jj) = freminca2d(ji,jj) + (freminca * fthk)  
    4198                   ENDIF 
    4199                   !! 
    4200 # if defined key_roam 
    4201                   !! 
    4202                   !! AXY (09/11/16): CMIP6 diagnostics 
    4203                   IF( med_diag%FD_NIT3%dgsave ) THEN 
    4204                      fd_nit3(ji,jj,jk) = ffastn(ji,jj) 
    4205                   ENDIF 
    4206                   IF( med_diag%FD_SIL3%dgsave ) THEN 
    4207                      fd_sil3(ji,jj,jk) = ffastsi(ji,jj) 
    4208                   ENDIF 
    4209                   IF( med_diag%FD_CAR3%dgsave ) THEN 
    4210                      fd_car3(ji,jj,jk) = ffastc(ji,jj) 
    4211                   ENDIF 
    4212                   IF( med_diag%FD_CAL3%dgsave ) THEN 
    4213                      fd_cal3(ji,jj,jk) = ffastca(ji,jj) 
    4214                   ENDIF 
    4215                   !! 
    4216                   IF (jk.eq.i0100) THEN 
    4217                      IF( med_diag%RR_0100%dgsave ) THEN 
    4218                         ffastca2d(ji,jj) =   & 
    4219                         ffastca(ji,jj)/MAX(ffastc(ji,jj), rsmall) 
    4220                      ENDIF                      
    4221                   ELSE IF (jk.eq.i0500) THEN  
    4222                      IF( med_diag%RR_0500%dgsave ) THEN 
    4223                         ffastca2d(ji,jj) =   & 
    4224                         ffastca(ji,jj)/MAX(ffastc(ji,jj), rsmall) 
    4225                      ENDIF                         
    4226                   ELSE IF (jk.eq.i1000) THEN 
    4227                      IF( med_diag%RR_1000%dgsave ) THEN 
    4228                         ffastca2d(ji,jj) =   & 
    4229                         ffastca(ji,jj)/MAX(ffastc(ji,jj), rsmall) 
    4230                      ENDIF 
    4231                   ELSE IF (jk.eq.jmbathy) THEN 
    4232                      IF( med_diag%IBEN_N%dgsave ) THEN 
    4233                         iben_n2d(ji,jj) = f_sbenin_n(ji,jj)  + f_fbenin_n(ji,jj) 
    4234                      ENDIF 
    4235                      IF( med_diag%IBEN_FE%dgsave ) THEN 
    4236                         iben_fe2d(ji,jj) = f_sbenin_fe(ji,jj) + f_fbenin_fe(ji,jj) 
    4237                      ENDIF 
    4238                      IF( med_diag%IBEN_C%dgsave ) THEN 
    4239                         iben_c2d(ji,jj) = f_sbenin_c(ji,jj)  + f_fbenin_c(ji,jj) 
    4240                      ENDIF 
    4241                      IF( med_diag%IBEN_SI%dgsave ) THEN 
    4242                         iben_si2d(ji,jj) = f_fbenin_si(ji,jj) 
    4243                      ENDIF 
    4244                      IF( med_diag%IBEN_CA%dgsave ) THEN 
    4245                         iben_ca2d(ji,jj) = f_fbenin_ca(ji,jj) 
    4246                      ENDIF 
    4247                      IF( med_diag%OBEN_N%dgsave ) THEN 
    4248                         oben_n2d(ji,jj) = f_benout_n(ji,jj) 
    4249                      ENDIF 
    4250                      IF( med_diag%OBEN_FE%dgsave ) THEN 
    4251                         oben_fe2d(ji,jj) = f_benout_fe(ji,jj) 
    4252                      ENDIF 
    4253                      IF( med_diag%OBEN_C%dgsave ) THEN 
    4254                         oben_c2d(ji,jj) = f_benout_c(ji,jj) 
    4255                      ENDIF 
    4256                      IF( med_diag%OBEN_SI%dgsave ) THEN 
    4257                         oben_si2d(ji,jj) = f_benout_si(ji,jj) 
    4258                      ENDIF 
    4259                      IF( med_diag%OBEN_CA%dgsave ) THEN 
    4260                         oben_ca2d(ji,jj) = f_benout_ca(ji,jj) 
    4261                      ENDIF 
    4262                      IF( med_diag%SFR_OCAL%dgsave ) THEN 
    4263                         sfr_ocal2d(ji,jj) = f3_omcal(ji,jj,jk) 
    4264                      ENDIF 
    4265                      IF( med_diag%SFR_OARG%dgsave ) THEN 
    4266                         sfr_oarg2d(ji,jj) =  f3_omarg(ji,jj,jk) 
    4267                      ENDIF 
    4268                      IF( med_diag%LYSO_CA%dgsave ) THEN 
    4269                         lyso_ca2d(ji,jj) = f_benout_lyso_ca(ji,jj) 
    4270                      ENDIF 
    4271                   ENDIF 
    4272                   !! end bathy-1 diags 
    4273                   !! 
    4274                   IF( med_diag%RIV_N%dgsave ) THEN 
    4275                      rivn2d(ji,jj) = rivn2d(ji,jj) +  (f_riv_loc_n * fthk) 
    4276                   ENDIF 
    4277                   IF( med_diag%RIV_SI%dgsave ) THEN 
    4278                      rivsi2d(ji,jj) = rivsi2d(ji,jj) +  (f_riv_loc_si * fthk) 
    4279                   ENDIF 
    4280                   IF( med_diag%RIV_C%dgsave ) THEN 
    4281                      rivc2d(ji,jj) = rivc2d(ji,jj) +  (f_riv_loc_c * fthk) 
    4282                   ENDIF 
    4283                   IF( med_diag%RIV_ALK%dgsave ) THEN 
    4284                      rivalk2d(ji,jj) = rivalk2d(ji,jj) +  (f_riv_loc_alk * fthk) 
    4285                   ENDIF 
    4286                   IF( med_diag%DETC%dgsave ) THEN 
    4287                      fslowc2d(ji,jj) = fslowc2d(ji,jj) + (fslowc  * fthk)    
    4288                   ENDIF 
    4289                   !!  
    4290                   !!               
    4291                   !! 
    4292                   IF( med_diag%PN_LLOSS%dgsave ) THEN 
    4293                      fdpn22d(ji,jj) = fdpn22d(ji,jj) + (fdpn2  * fthk) 
    4294                   ENDIF 
    4295                   IF( med_diag%PD_LLOSS%dgsave ) THEN 
    4296                      fdpd22d(ji,jj) = fdpd22d(ji,jj) + (fdpd2  * fthk) 
    4297                   ENDIF 
    4298                   IF( med_diag%ZI_LLOSS%dgsave ) THEN 
    4299                      fdzmi22d(ji,jj) = fdzmi22d(ji,jj) + (fdzmi2 * fthk) 
    4300                   ENDIF 
    4301                   IF( med_diag%ZE_LLOSS%dgsave ) THEN 
    4302                      fdzme22d(ji,jj) = fdzme22d(ji,jj) + (fdzme2 * fthk) 
    4303                   ENDIF 
    4304                   IF( med_diag%ZI_MES_N%dgsave ) THEN 
    4305                      zimesn2d(ji,jj) = zimesn2d(ji,jj) +  & 
    4306                      (xphi * (fgmipn + fgmid) * fthk) 
    4307                   ENDIF 
    4308                   IF( med_diag%ZI_MES_D%dgsave ) THEN 
    4309                      zimesd2d(ji,jj) = zimesd2d(ji,jj) + &  
    4310                      ((1. - xbetan) * finmi * fthk) 
    4311                   ENDIF 
    4312                   IF( med_diag%ZI_MES_C%dgsave ) THEN 
    4313                      zimesc2d(ji,jj) = zimesc2d(ji,jj) + & 
    4314                      (xphi * ((xthetapn * fgmipn) + fgmidc) * fthk) 
    4315                   ENDIF 
    4316                   IF( med_diag%ZI_MESDC%dgsave ) THEN 
    4317                      zimesdc2d(ji,jj) = zimesdc2d(ji,jj) + & 
    4318                      ((1. - xbetac) * ficmi * fthk) 
    4319                   ENDIF 
    4320                   IF( med_diag%ZI_EXCR%dgsave ) THEN 
    4321                      ziexcr2d(ji,jj) = ziexcr2d(ji,jj) +  (fmiexcr * fthk) 
    4322                   ENDIF 
    4323                   IF( med_diag%ZI_RESP%dgsave ) THEN 
    4324                      ziresp2d(ji,jj) = ziresp2d(ji,jj) +  (fmiresp * fthk) 
    4325                   ENDIF 
    4326                   IF( med_diag%ZI_GROW%dgsave ) THEN 
    4327                      zigrow2d(ji,jj) = zigrow2d(ji,jj) + (fmigrow * fthk) 
    4328                   ENDIF 
    4329                   IF( med_diag%ZE_MES_N%dgsave ) THEN 
    4330                      zemesn2d(ji,jj) = zemesn2d(ji,jj) + & 
    4331                      (xphi * (fgmepn + fgmepd + fgmezmi + fgmed) * fthk) 
    4332                   ENDIF 
    4333                   IF( med_diag%ZE_MES_D%dgsave ) THEN 
    4334                      zemesd2d(ji,jj) = zemesd2d(ji,jj) + & 
    4335                      ((1. - xbetan) * finme * fthk) 
    4336                   ENDIF 
    4337                   IF( med_diag%ZE_MES_C%dgsave ) THEN 
    4338                      zemesc2d(ji,jj) = zemesc2d(ji,jj) +                         &  
    4339                      (xphi * ((xthetapn * fgmepn) + (xthetapd * fgmepd) +  & 
    4340                      (xthetazmi * fgmezmi) + fgmedc) * fthk) 
    4341                   ENDIF 
    4342                   IF( med_diag%ZE_MESDC%dgsave ) THEN 
    4343                      zemesdc2d(ji,jj) = zemesdc2d(ji,jj) +  & 
    4344                      ((1. - xbetac) * ficme * fthk) 
    4345                   ENDIF 
    4346                   IF( med_diag%ZE_EXCR%dgsave ) THEN 
    4347                      zeexcr2d(ji,jj) = zeexcr2d(ji,jj) + (fmeexcr * fthk) 
    4348                   ENDIF 
    4349                   IF( med_diag%ZE_RESP%dgsave ) THEN 
    4350                      zeresp2d(ji,jj) = zeresp2d(ji,jj) + (fmeresp * fthk) 
    4351                   ENDIF 
    4352                   IF( med_diag%ZE_GROW%dgsave ) THEN 
    4353                      zegrow2d(ji,jj) = zegrow2d(ji,jj) + (fmegrow * fthk) 
    4354                   ENDIF 
    4355                   IF( med_diag%MDETC%dgsave ) THEN 
    4356                      mdetc2d(ji,jj) = mdetc2d(ji,jj) + (fddc * fthk) 
    4357                   ENDIF 
    4358                   IF( med_diag%GMIDC%dgsave ) THEN 
    4359                      gmidc2d(ji,jj) = gmidc2d(ji,jj) + (fgmidc * fthk) 
    4360                   ENDIF 
    4361                   IF( med_diag%GMEDC%dgsave ) THEN 
    4362                      gmedc2d(ji,jj) = gmedc2d(ji,jj) + (fgmedc  * fthk) 
    4363                   ENDIF 
    4364                   !! 
    4365 # endif                    
    4366                   !! 
    4367                   !! ** 3D diagnostics 
    4368                   IF( med_diag%TPP3%dgsave ) THEN 
    4369                      tpp3d(ji,jj,jk) =  (fprn * zphn) + (fprd * zphd) 
    4370                      !CALL iom_put( "TPP3"  , tpp3d ) 
    4371                   ENDIF 
    4372                   IF( med_diag%TPPD3%dgsave ) THEN 
    4373                      tppd3(ji,jj,jk) =  (fprd * zphd) 
    4374                   ENDIF 
    4375                    
    4376                   IF( med_diag%REMIN3N%dgsave ) THEN 
    4377                      remin3dn(ji,jj,jk) = fregen + (freminn * fthk) !! remineralisation 
    4378                      !CALL iom_put( "REMIN3N"  , remin3dn ) 
    4379                   ENDIF 
    4380                   !! IF( med_diag%PH3%dgsave ) THEN 
    4381                   !!     CALL iom_put( "PH3"  , f3_pH ) 
    4382                   !! ENDIF 
    4383                   !! IF( med_diag%OM_CAL3%dgsave ) THEN 
    4384                   !!     CALL iom_put( "OM_CAL3"  , f3_omcal ) 
    4385                   !! ENDIF 
    4386         !!  
    4387         !! AXY (09/11/16): CMIP6 diagnostics 
    4388         IF ( med_diag%DCALC3%dgsave   ) THEN 
    4389                      dcalc3(ji,jj,jk) = freminca 
    4390                   ENDIF 
    4391         IF ( med_diag%FEDISS3%dgsave  ) THEN 
    4392                      fediss3(ji,jj,jk) = ffetop 
    4393                   ENDIF 
    4394         IF ( med_diag%FESCAV3%dgsave  ) THEN 
    4395                      fescav3(ji,jj,jk) = ffescav 
    4396                   ENDIF 
    4397         IF ( med_diag%MIGRAZP3%dgsave ) THEN 
    4398                      migrazp3(ji,jj,jk) = fgmipn * xthetapn 
    4399                   ENDIF 
    4400         IF ( med_diag%MIGRAZD3%dgsave ) THEN 
    4401                      migrazd3(ji,jj,jk) = fgmidc 
    4402                   ENDIF 
    4403         IF ( med_diag%MEGRAZP3%dgsave ) THEN 
    4404                      megrazp3(ji,jj,jk) = (fgmepn * xthetapn) + (fgmepd * xthetapd) 
    4405                   ENDIF 
    4406         IF ( med_diag%MEGRAZD3%dgsave ) THEN 
    4407                      megrazd3(ji,jj,jk) = fgmedc 
    4408                   ENDIF 
    4409         IF ( med_diag%MEGRAZZ3%dgsave ) THEN 
    4410                      megrazz3(ji,jj,jk) = (fgmezmi * xthetazmi) 
    4411                   ENDIF 
    4412         IF ( med_diag%PBSI3%dgsave    ) THEN 
    4413                      pbsi3(ji,jj,jk)    = (fprds * zpds) 
    4414                   ENDIF 
    4415         IF ( med_diag%PCAL3%dgsave    ) THEN 
    4416                      pcal3(ji,jj,jk)    = ftempca 
    4417                   ENDIF 
    4418         IF ( med_diag%REMOC3%dgsave   ) THEN 
    4419                      remoc3(ji,jj,jk)   = freminc 
    4420                   ENDIF 
    4421         IF ( med_diag%PNLIMJ3%dgsave  ) THEN 
    4422                      ! pnlimj3(ji,jj,jk)  = fjln 
    4423                      pnlimj3(ji,jj,jk)  = fjlim_pn 
    4424                   ENDIF 
    4425         IF ( med_diag%PNLIMN3%dgsave  ) THEN 
    4426                      pnlimn3(ji,jj,jk)  = fnln 
    4427                   ENDIF 
    4428         IF ( med_diag%PNLIMFE3%dgsave ) THEN 
    4429                      pnlimfe3(ji,jj,jk) = ffln 
    4430                   ENDIF 
    4431         IF ( med_diag%PDLIMJ3%dgsave  ) THEN 
    4432                      ! pdlimj3(ji,jj,jk)  = fjld 
    4433                      pdlimj3(ji,jj,jk)  = fjlim_pd 
    4434                   ENDIF 
    4435         IF ( med_diag%PDLIMN3%dgsave  ) THEN 
    4436                      pdlimn3(ji,jj,jk)  = fnld 
    4437                   ENDIF 
    4438         IF ( med_diag%PDLIMFE3%dgsave ) THEN 
    4439                      pdlimfe3(ji,jj,jk) = ffld 
    4440                   ENDIF 
    4441         IF ( med_diag%PDLIMSI3%dgsave ) THEN 
    4442                      pdlimsi3(ji,jj,jk) = fsld2 
    4443                   ENDIF 
    4444                   !! 
    4445                   !! ** Without using iom_use 
    4446                ELSE IF( ln_diatrc ) THEN 
    4447 #   if defined key_debug_medusa 
    4448                   IF (lwp) write (numout,*) 'trc_bio_medusa: diag in ij-jj-jk ln_diatrc' 
    4449                   CALL flush(numout) 
    4450 #   endif 
    4451                   !!---------------------------------------------------------------------- 
    4452                   !! Prepare 2D diagnostics 
    4453                   !!---------------------------------------------------------------------- 
    4454                   !! 
    4455                   !! if ((kt / 240*240).eq.kt) then 
    4456                   !!    IF (lwp) write (*,*) '*******!MEDUSA DIAADD!*******',kt 
    4457                   !! endif      
    4458                   trc2d(ji,jj,1)  =  ftot_n(ji,jj)                             !! nitrogen inventory 
    4459                   trc2d(ji,jj,2)  =  ftot_si(ji,jj)                            !! silicon  inventory 
    4460                   trc2d(ji,jj,3)  =  ftot_fe(ji,jj)                            !! iron     inventory 
    4461                   trc2d(ji,jj,4)  = trc2d(ji,jj,4)  + (fprn  * zphn * fthk)    !! non-diatom production 
    4462                   trc2d(ji,jj,5)  = trc2d(ji,jj,5)  + (fdpn         * fthk)    !! non-diatom non-grazing losses 
    4463                   trc2d(ji,jj,6)  = trc2d(ji,jj,6)  + (fprd  * zphd * fthk)    !! diatom production 
    4464                   trc2d(ji,jj,7)  = trc2d(ji,jj,7)  + (fdpd         * fthk)    !! diatom non-grazing losses 
    4465                   !! diagnostic field  8 is (ostensibly) supplied by trcsed.F             
    4466                   trc2d(ji,jj,9)  = trc2d(ji,jj,9)  + (fprds * zpds * fthk)    !! diatom silicon production 
    4467                   trc2d(ji,jj,10) = trc2d(ji,jj,10) + (fsdiss  * fthk)         !! diatom silicon dissolution 
    4468                   trc2d(ji,jj,11) = trc2d(ji,jj,11) + (fgmipn  * fthk)         !! microzoo grazing on non-diatoms 
    4469                   trc2d(ji,jj,12) = trc2d(ji,jj,12) + (fgmid   * fthk)         !! microzoo grazing on detrital nitrogen 
    4470                   trc2d(ji,jj,13) = trc2d(ji,jj,13) + (fdzmi   * fthk)         !! microzoo non-grazing losses 
    4471                   trc2d(ji,jj,14) = trc2d(ji,jj,14) + (fgmepn  * fthk)         !! mesozoo  grazing on non-diatoms 
    4472                   trc2d(ji,jj,15) = trc2d(ji,jj,15) + (fgmepd  * fthk)         !! mesozoo  grazing on diatoms 
    4473                   trc2d(ji,jj,16) = trc2d(ji,jj,16) + (fgmezmi * fthk)         !! mesozoo  grazing on microzoo 
    4474                   trc2d(ji,jj,17) = trc2d(ji,jj,17) + (fgmed   * fthk)         !! mesozoo  grazing on detrital nitrogen 
    4475                   trc2d(ji,jj,18) = trc2d(ji,jj,18) + (fdzme   * fthk)         !! mesozoo  non-grazing losses 
    4476                   !! diagnostic field 19 is (ostensibly) supplied by trcexp.F 
    4477                   trc2d(ji,jj,20) = trc2d(ji,jj,20) + (fslown  * fthk)         !! slow sinking detritus N production 
    4478                   trc2d(ji,jj,21) = trc2d(ji,jj,21) + (fdd     * fthk)         !! detrital remineralisation 
    4479                   trc2d(ji,jj,22) = trc2d(ji,jj,22) + (ffetop  * fthk)         !! aeolian  iron addition 
    4480                   trc2d(ji,jj,23) = trc2d(ji,jj,23) + (ffebot  * fthk)         !! seafloor iron addition 
    4481                   trc2d(ji,jj,24) = trc2d(ji,jj,24) + (ffescav * fthk)         !! "free" iron scavenging 
    4482                   trc2d(ji,jj,25) = trc2d(ji,jj,25) + (fjlim_pn * zphn * fthk) !! non-diatom J  limitation term  
    4483                   trc2d(ji,jj,26) = trc2d(ji,jj,26) + (fnln  * zphn * fthk)    !! non-diatom N  limitation term  
    4484                   trc2d(ji,jj,27) = trc2d(ji,jj,27) + (ffln  * zphn * fthk)    !! non-diatom Fe limitation term  
    4485                   trc2d(ji,jj,28) = trc2d(ji,jj,28) + (fjlim_pd * zphd * fthk) !! diatom     J  limitation term  
    4486                   trc2d(ji,jj,29) = trc2d(ji,jj,29) + (fnld  * zphd * fthk)    !! diatom     N  limitation term  
    4487                   trc2d(ji,jj,30) = trc2d(ji,jj,30) + (ffld  * zphd * fthk)    !! diatom     Fe limitation term  
    4488                   trc2d(ji,jj,31) = trc2d(ji,jj,31) + (fsld2 * zphd * fthk)    !! diatom     Si limitation term  
    4489                   trc2d(ji,jj,32) = trc2d(ji,jj,32) + (fsld  * zphd * fthk)    !! diatom     Si uptake limitation term 
    4490                   if (jk.eq.i0100) trc2d(ji,jj,33) = fslownflux(ji,jj)         !! slow detritus flux at  100 m 
    4491                   if (jk.eq.i0200) trc2d(ji,jj,34) = fslownflux(ji,jj)         !! slow detritus flux at  200 m 
    4492                   if (jk.eq.i0500) trc2d(ji,jj,35) = fslownflux(ji,jj)         !! slow detritus flux at  500 m 
    4493                   if (jk.eq.i1000) trc2d(ji,jj,36) = fslownflux(ji,jj)         !! slow detritus flux at 1000 m 
    4494                   trc2d(ji,jj,37) = trc2d(ji,jj,37) + fregen                   !! non-fast N  full column regeneration 
    4495                   trc2d(ji,jj,38) = trc2d(ji,jj,38) + fregensi                 !! non-fast Si full column regeneration 
    4496                   if (jk.eq.i0100) trc2d(ji,jj,39) = trc2d(ji,jj,37)           !! non-fast N  regeneration to  100 m 
    4497                   if (jk.eq.i0200) trc2d(ji,jj,40) = trc2d(ji,jj,37)           !! non-fast N  regeneration to  200 m 
    4498                   if (jk.eq.i0500) trc2d(ji,jj,41) = trc2d(ji,jj,37)           !! non-fast N  regeneration to  500 m 
    4499                   if (jk.eq.i1000) trc2d(ji,jj,42) = trc2d(ji,jj,37)           !! non-fast N  regeneration to 1000 m 
    4500                   trc2d(ji,jj,43) = trc2d(ji,jj,43) + (ftempn  * fthk)         !! fast sinking detritus N production 
    4501                   trc2d(ji,jj,44) = trc2d(ji,jj,44) + (ftempsi * fthk)         !! fast sinking detritus Si production 
    4502                   trc2d(ji,jj,45) = trc2d(ji,jj,45) + (ftempfe * fthk)         !! fast sinking detritus Fe production 
    4503                   trc2d(ji,jj,46) = trc2d(ji,jj,46) + (ftempc  * fthk)         !! fast sinking detritus C production 
    4504                   trc2d(ji,jj,47) = trc2d(ji,jj,47) + (ftempca * fthk)         !! fast sinking detritus CaCO3 production 
    4505                   if (jk.eq.i0100) trc2d(ji,jj,48) = ffastn(ji,jj)             !! fast detritus N  flux at  100 m 
    4506                   if (jk.eq.i0200) trc2d(ji,jj,49) = ffastn(ji,jj)             !! fast detritus N  flux at  200 m 
    4507                   if (jk.eq.i0500) trc2d(ji,jj,50) = ffastn(ji,jj)             !! fast detritus N  flux at  500 m 
    4508                   if (jk.eq.i1000) trc2d(ji,jj,51) = ffastn(ji,jj)             !! fast detritus N  flux at 1000 m 
    4509                   if (jk.eq.i0100) trc2d(ji,jj,52) = fregenfast(ji,jj)         !! N  regeneration to  100 m 
    4510                   if (jk.eq.i0200) trc2d(ji,jj,53) = fregenfast(ji,jj)         !! N  regeneration to  200 m 
    4511                   if (jk.eq.i0500) trc2d(ji,jj,54) = fregenfast(ji,jj)         !! N  regeneration to  500 m 
    4512                   if (jk.eq.i1000) trc2d(ji,jj,55) = fregenfast(ji,jj)         !! N  regeneration to 1000 m 
    4513                   if (jk.eq.i0100) trc2d(ji,jj,56) = ffastsi(ji,jj)            !! fast detritus Si flux at  100 m 
    4514                   if (jk.eq.i0200) trc2d(ji,jj,57) = ffastsi(ji,jj)            !! fast detritus Si flux at  200 m 
    4515                   if (jk.eq.i0500) trc2d(ji,jj,58) = ffastsi(ji,jj)            !! fast detritus Si flux at  500 m 
    4516                   if (jk.eq.i1000) trc2d(ji,jj,59) = ffastsi(ji,jj)            !! fast detritus Si flux at 1000 m 
    4517                   if (jk.eq.i0100) trc2d(ji,jj,60) = fregenfastsi(ji,jj)       !! Si regeneration to  100 m 
    4518                   if (jk.eq.i0200) trc2d(ji,jj,61) = fregenfastsi(ji,jj)       !! Si regeneration to  200 m 
    4519                   if (jk.eq.i0500) trc2d(ji,jj,62) = fregenfastsi(ji,jj)       !! Si regeneration to  500 m 
    4520                   if (jk.eq.i1000) trc2d(ji,jj,63) = fregenfastsi(ji,jj)       !! Si regeneration to 1000 m 
    4521                   trc2d(ji,jj,64) = trc2d(ji,jj,64) + (freminn  * fthk)        !! sum of fast-sinking N  fluxes 
    4522                   trc2d(ji,jj,65) = trc2d(ji,jj,65) + (freminsi * fthk)        !! sum of fast-sinking Si fluxes 
    4523                   trc2d(ji,jj,66) = trc2d(ji,jj,66) + (freminfe * fthk)        !! sum of fast-sinking Fe fluxes 
    4524                   trc2d(ji,jj,67) = trc2d(ji,jj,67) + (freminc  * fthk)        !! sum of fast-sinking C  fluxes 
    4525                   trc2d(ji,jj,68) = trc2d(ji,jj,68) + (freminca * fthk)        !! sum of fast-sinking Ca fluxes 
    4526                   if (jk.eq.jmbathy) then 
    4527                      trc2d(ji,jj,69) = fsedn(ji,jj)                                   !! N  sedimentation flux                                   
    4528                      trc2d(ji,jj,70) = fsedsi(ji,jj)                                  !! Si sedimentation flux 
    4529                      trc2d(ji,jj,71) = fsedfe(ji,jj)                                  !! Fe sedimentation flux 
    4530                      trc2d(ji,jj,72) = fsedc(ji,jj)                                   !! C  sedimentation flux 
    4531                      trc2d(ji,jj,73) = fsedca(ji,jj)                                  !! Ca sedimentation flux 
    4532                   endif 
    4533                   if (jk.eq.1)  trc2d(ji,jj,74) = qsr(ji,jj) 
    4534                   if (jk.eq.1)  trc2d(ji,jj,75) = xpar(ji,jj,jk) 
    4535                   !! if (jk.eq.1)  trc2d(ji,jj,75) = real(iters) 
    4536                   !! diagnostic fields 76 to 80 calculated below 
    4537                   trc2d(ji,jj,81) = trc2d(ji,jj,81) + fprn_ml(ji,jj)           !! mixed layer non-diatom production 
    4538                   trc2d(ji,jj,82) = trc2d(ji,jj,82) + fprd_ml(ji,jj)           !! mixed layer     diatom production 
    4539 # if defined key_gulf_finland 
    4540                   if (jk.eq.1)  trc2d(ji,jj,83) = real(ibio_switch)            !! Gulf of Finland check 
    4541 # else 
    4542                   trc2d(ji,jj,83) = ocal_ccd(ji,jj)                            !! calcite CCD depth 
    4543 # endif 
    4544                   trc2d(ji,jj,84) = fccd(ji,jj)                                !! last model level above calcite CCD depth 
    4545                   if (jk.eq.1)     trc2d(ji,jj,85) = xFree(ji,jj)              !! surface "free" iron 
    4546                   if (jk.eq.i0200) trc2d(ji,jj,86) = xFree(ji,jj)              !! "free" iron at  100 m 
    4547                   if (jk.eq.i0200) trc2d(ji,jj,87) = xFree(ji,jj)              !! "free" iron at  200 m 
    4548                   if (jk.eq.i0500) trc2d(ji,jj,88) = xFree(ji,jj)              !! "free" iron at  500 m 
    4549                   if (jk.eq.i1000) trc2d(ji,jj,89) = xFree(ji,jj)              !! "free" iron at 1000 m 
    4550                   !! AXY (27/06/12): extract "euphotic depth" 
    4551                   if (jk.eq.1)     trc2d(ji,jj,90) = xze(ji,jj) 
    4552                   !!  
    4553 # if defined key_roam 
    4554                   !! ROAM provisionally has access to a further 20 2D diagnostics 
    4555                   if (jk .eq. 1) then 
    4556                      trc2d(ji,jj,91)  = trc2d(ji,jj,91)  + f_wind              !! surface wind 
    4557                      trc2d(ji,jj,92)  = trc2d(ji,jj,92)  + f_pco2atm           !! atmospheric pCO2 
    4558                      trc2d(ji,jj,93)  = trc2d(ji,jj,93)  + f_ph                !! ocean pH 
    4559                      trc2d(ji,jj,94)  = trc2d(ji,jj,94)  + f_pco2w             !! ocean pCO2 
    4560                      trc2d(ji,jj,95)  = trc2d(ji,jj,95)  + f_h2co3             !! ocean H2CO3 conc. 
    4561                      trc2d(ji,jj,96)  = trc2d(ji,jj,96)  + f_hco3              !! ocean HCO3 conc. 
    4562                      trc2d(ji,jj,97)  = trc2d(ji,jj,97)  + f_co3               !! ocean CO3 conc. 
    4563                      trc2d(ji,jj,98)  = trc2d(ji,jj,98)  + f_co2flux           !! air-sea CO2 flux 
    4564                      trc2d(ji,jj,99)  = trc2d(ji,jj,99)  + f_omcal(ji,jj)      !! ocean omega calcite  
    4565                      trc2d(ji,jj,100) = trc2d(ji,jj,100) + f_omarg(ji,jj)      !! ocean omega aragonite 
    4566                      trc2d(ji,jj,101) = trc2d(ji,jj,101) + f_TDIC              !! ocean TDIC 
    4567                      trc2d(ji,jj,102) = trc2d(ji,jj,102) + f_TALK              !! ocean TALK 
    4568                      trc2d(ji,jj,103) = trc2d(ji,jj,103) + f_kw660             !! surface kw660 
    4569                      trc2d(ji,jj,104) = trc2d(ji,jj,104) + f_pp0               !! surface pressure 
    4570                      trc2d(ji,jj,105) = trc2d(ji,jj,105) + f_o2flux            !! air-sea O2 flux 
    4571                      trc2d(ji,jj,106) = trc2d(ji,jj,106) + f_o2sat             !! ocean O2 saturation 
    4572                      trc2d(ji,jj,107) = f2_ccd_cal(ji,jj)                      !! depth calcite CCD 
    4573                      trc2d(ji,jj,108) = f2_ccd_arg(ji,jj)                      !! depth aragonite CCD 
    4574                   endif 
    4575                   if (jk .eq. jmbathy) then 
    4576                      trc2d(ji,jj,109) = f3_omcal(ji,jj,jk)                     !! seafloor omega calcite 
    4577                      trc2d(ji,jj,110) = f3_omarg(ji,jj,jk)                     !! seafloor omega aragonite 
    4578                   endif 
    4579                   !! diagnostic fields 111 to 117 calculated below 
    4580                   if (jk.eq.i0100) trc2d(ji,jj,118) = ffastca(ji,jj)/MAX(ffastc(ji,jj), rsmall)  !! rain ratio at  100 m 
    4581                   if (jk.eq.i0500) trc2d(ji,jj,119) = ffastca(ji,jj)/MAX(ffastc(ji,jj), rsmall)  !! rain ratio at  500 m 
    4582                   if (jk.eq.i1000) trc2d(ji,jj,120) = ffastca(ji,jj)/MAX(ffastc(ji,jj), rsmall)  !! rain ratio at 1000 m 
    4583                   !! AXY (18/01/12): benthic flux diagnostics 
    4584                   if (jk.eq.jmbathy) then 
    4585                      trc2d(ji,jj,121) = f_sbenin_n(ji,jj)  + f_fbenin_n(ji,jj) 
    4586                      trc2d(ji,jj,122) = f_sbenin_fe(ji,jj) + f_fbenin_fe(ji,jj) 
    4587                      trc2d(ji,jj,123) = f_sbenin_c(ji,jj)  + f_fbenin_c(ji,jj) 
    4588                      trc2d(ji,jj,124) = f_fbenin_si(ji,jj) 
    4589                      trc2d(ji,jj,125) = f_fbenin_ca(ji,jj) 
    4590                      trc2d(ji,jj,126) = f_benout_n(ji,jj) 
    4591                      trc2d(ji,jj,127) = f_benout_fe(ji,jj) 
    4592                      trc2d(ji,jj,128) = f_benout_c(ji,jj) 
    4593                      trc2d(ji,jj,129) = f_benout_si(ji,jj) 
    4594                      trc2d(ji,jj,130) = f_benout_ca(ji,jj) 
    4595                   endif 
    4596                   !! diagnostics fields 131 to 135 calculated below 
    4597                   trc2d(ji,jj,136) = f_runoff(ji,jj) 
    4598                   !! AXY (19/07/12): amended to allow for riverine nutrient addition below surface 
    4599                   trc2d(ji,jj,137) = trc2d(ji,jj,137) + (f_riv_loc_n * fthk) 
    4600                   trc2d(ji,jj,138) = trc2d(ji,jj,138) + (f_riv_loc_si * fthk) 
    4601                   trc2d(ji,jj,139) = trc2d(ji,jj,139) + (f_riv_loc_c * fthk) 
    4602                   trc2d(ji,jj,140) = trc2d(ji,jj,140) + (f_riv_loc_alk * fthk) 
    4603                   trc2d(ji,jj,141) = trc2d(ji,jj,141) + (fslowc  * fthk)       !! slow sinking detritus C production 
    4604                   if (jk.eq.i0100) trc2d(ji,jj,142) = fslowcflux(ji,jj)        !! slow detritus flux at  100 m 
    4605                   if (jk.eq.i0200) trc2d(ji,jj,143) = fslowcflux(ji,jj)        !! slow detritus flux at  200 m 
    4606                   if (jk.eq.i0500) trc2d(ji,jj,144) = fslowcflux(ji,jj)        !! slow detritus flux at  500 m 
    4607                   if (jk.eq.i1000) trc2d(ji,jj,145) = fslowcflux(ji,jj)        !! slow detritus flux at 1000 m 
    4608                   trc2d(ji,jj,146)  = trc2d(ji,jj,146)  + ftot_c(ji,jj)        !! carbon     inventory 
    4609                   trc2d(ji,jj,147)  = trc2d(ji,jj,147)  + ftot_a(ji,jj)        !! alkalinity inventory 
    4610                   trc2d(ji,jj,148)  = trc2d(ji,jj,148)  + ftot_o2(ji,jj)       !! oxygen     inventory 
    4611                   if (jk.eq.jmbathy) then 
    4612                      trc2d(ji,jj,149) = f_benout_lyso_ca(ji,jj) 
    4613                   endif 
    4614                   trc2d(ji,jj,150) = fcomm_resp(ji,jj) * fthk                  !! community respiration 
    4615         !! 
    4616         !! AXY (14/02/14): a Valentines Day gift to BASIN - a shedload of new 
    4617                   !!                 diagnostics that they'll most likely never need! 
    4618                   !!                 (actually, as with all such gifts, I'm giving them 
    4619                   !!                 some things I'd like myself!) 
    4620                   !!  
    4621                   !! ---------------------------------------------------------------------- 
    4622                   !! linear losses 
    4623                   !! non-diatom 
    4624                   trc2d(ji,jj,151) = trc2d(ji,jj,151) + (fdpn2  * fthk) 
    4625                   !! diatom 
    4626                   trc2d(ji,jj,152) = trc2d(ji,jj,152) + (fdpd2  * fthk) 
    4627                   !! microzooplankton 
    4628                   trc2d(ji,jj,153) = trc2d(ji,jj,153) + (fdzmi2 * fthk) 
    4629                   !! mesozooplankton 
    4630                   trc2d(ji,jj,154) = trc2d(ji,jj,154) + (fdzme2 * fthk) 
    4631                   !! ---------------------------------------------------------------------- 
    4632                   !! microzooplankton grazing 
    4633                   !! microzooplankton messy -> N 
    4634                   trc2d(ji,jj,155) = trc2d(ji,jj,155) + (xphi * (fgmipn + fgmid) * fthk) 
    4635                   !! microzooplankton messy -> D 
    4636                   trc2d(ji,jj,156) = trc2d(ji,jj,156) + ((1. - xbetan) * finmi * fthk) 
    4637                   !! microzooplankton messy -> DIC 
    4638                   trc2d(ji,jj,157) = trc2d(ji,jj,157) + (xphi * ((xthetapn * fgmipn) + fgmidc) * fthk) 
    4639                   !! microzooplankton messy -> Dc 
    4640                   trc2d(ji,jj,158) = trc2d(ji,jj,158) + ((1. - xbetac) * ficmi * fthk) 
    4641                   !! microzooplankton excretion 
    4642                   trc2d(ji,jj,159) = trc2d(ji,jj,159) + (fmiexcr * fthk) 
    4643                   !! microzooplankton respiration 
    4644                   trc2d(ji,jj,160) = trc2d(ji,jj,160) + (fmiresp * fthk) 
    4645                   !! microzooplankton growth 
    4646                   trc2d(ji,jj,161) = trc2d(ji,jj,161) + (fmigrow * fthk) 
    4647                   !! ---------------------------------------------------------------------- 
    4648                   !! mesozooplankton grazing 
    4649                   !! mesozooplankton messy -> N 
    4650                   trc2d(ji,jj,162) = trc2d(ji,jj,162) + (xphi * (fgmepn + fgmepd + fgmezmi + fgmed) * fthk) 
    4651                   !! mesozooplankton messy -> D 
    4652                   trc2d(ji,jj,163) = trc2d(ji,jj,163) + ((1. - xbetan) * finme * fthk) 
    4653                   !! mesozooplankton messy -> DIC 
    4654                   trc2d(ji,jj,164) = trc2d(ji,jj,164) + (xphi * ((xthetapn * fgmepn) + (xthetapd * fgmepd) + & 
    4655                   &                  (xthetazmi * fgmezmi) + fgmedc) * fthk) 
    4656                   !! mesozooplankton messy -> Dc 
    4657                   trc2d(ji,jj,165) = trc2d(ji,jj,165) + ((1. - xbetac) * ficme * fthk) 
    4658                   !! mesozooplankton excretion 
    4659                   trc2d(ji,jj,166) = trc2d(ji,jj,166) + (fmeexcr * fthk) 
    4660                   !! mesozooplankton respiration 
    4661                   trc2d(ji,jj,167) = trc2d(ji,jj,167) + (fmeresp * fthk) 
    4662                   !! mesozooplankton growth 
    4663                   trc2d(ji,jj,168) = trc2d(ji,jj,168) + (fmegrow * fthk) 
    4664                   !! ---------------------------------------------------------------------- 
    4665                   !! miscellaneous 
    4666                   trc2d(ji,jj,169) = trc2d(ji,jj,169) + (fddc    * fthk) !! detrital C remineralisation 
    4667                   trc2d(ji,jj,170) = trc2d(ji,jj,170) + (fgmidc  * fthk) !! microzoo grazing on detrital carbon 
    4668                   trc2d(ji,jj,171) = trc2d(ji,jj,171) + (fgmedc  * fthk) !! mesozoo  grazing on detrital carbon 
    4669                   !! 
    4670                   !! ---------------------------------------------------------------------- 
    4671         !! 
    4672         !! AXY (23/10/14): extract primary production related surface fields to 
    4673         !!                 deal with diel cycle issues; hijacking BASIN 150m 
    4674         !!                 diagnostics to do so (see commented out diagnostics 
    4675         !!                 below this section) 
    4676         !! 
    4677         !! extract fields at surface 
    4678        !! if (jk .eq. 1) then 
    4679                  !!    trc2d(ji,jj,172) = zchn              !! Pn chlorophyll 
    4680                  !!    trc2d(ji,jj,173) = zphn              !! Pn biomass 
    4681                  !!    trc2d(ji,jj,174) = fjln              !! Pn J-term 
    4682                  !!    trc2d(ji,jj,175) = (fprn * zphn)     !! Pn PP 
    4683                  !!    trc2d(ji,jj,176) = zchd              !! Pd chlorophyll 
    4684                  !!    trc2d(ji,jj,177) = zphd              !! Pd biomass 
    4685                  !!    trc2d(ji,jj,178) = fjld              !! Pd J-term 
    4686                  !!    trc2d(ji,jj,179) = xpar(ji,jj,jk)    !! Pd PP 
    4687                  !!    trc2d(ji,jj,180) = loc_T             !! local temperature 
    4688                  !! endif 
    4689        !! !! 
    4690        !! !! extract fields at 50m (actually 44-50m) 
    4691        !! if (jk .eq. 18) then 
    4692                  !!    trc2d(ji,jj,181) = zchn              !! Pn chlorophyll 
    4693                  !!    trc2d(ji,jj,182) = zphn              !! Pn biomass 
    4694                  !!    trc2d(ji,jj,183) = fjln              !! Pn J-term 
    4695                  !!    trc2d(ji,jj,184) = (fprn * zphn)     !! Pn PP 
    4696                  !!    trc2d(ji,jj,185) = zchd              !! Pd chlorophyll 
    4697                  !!    trc2d(ji,jj,186) = zphd              !! Pd biomass 
    4698                  !!    trc2d(ji,jj,187) = fjld              !! Pd J-term 
    4699                  !!    trc2d(ji,jj,188) = xpar(ji,jj,jk)    !! Pd PP 
    4700                  !!    trc2d(ji,jj,189) = loc_T             !! local temperature 
    4701                  !! endif 
    4702        !! !! 
    4703        !! !! extract fields at 100m 
    4704        !! if (jk .eq. i0100) then 
    4705                  !!    trc2d(ji,jj,190) = zchn              !! Pn chlorophyll 
    4706                  !!    trc2d(ji,jj,191) = zphn              !! Pn biomass 
    4707                  !!    trc2d(ji,jj,192) = fjln              !! Pn J-term 
    4708                  !!    trc2d(ji,jj,193) = (fprn * zphn)     !! Pn PP 
    4709                  !!    trc2d(ji,jj,194) = zchd              !! Pd chlorophyll 
    4710                  !!    trc2d(ji,jj,195) = zphd              !! Pd biomass 
    4711                  !!    trc2d(ji,jj,196) = fjld              !! Pd J-term 
    4712                  !!    trc2d(ji,jj,197) = xpar(ji,jj,jk)    !! Pd PP 
    4713                  !!    trc2d(ji,jj,198) = loc_T             !! local temperature 
    4714                  !! endif 
    4715                  !! 
    4716                   !! extract relevant BASIN fields at 150m 
    4717                   if (jk .eq. i0150) then 
    4718                      trc2d(ji,jj,172) = trc2d(ji,jj,4)    !! Pn PP 
    4719                      trc2d(ji,jj,173) = trc2d(ji,jj,151)  !! Pn linear loss 
    4720                      trc2d(ji,jj,174) = trc2d(ji,jj,5)    !! Pn non-linear loss