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p4zsms.F90 in NEMO/releases/r4.0/r4.0-HEAD/src/TOP/PISCES/P4Z – NEMO

source: NEMO/releases/r4.0/r4.0-HEAD/src/TOP/PISCES/P4Z/p4zsms.F90 @ 13342

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r4.0-HEAD : bugfix on PISCES temporal scheme, see ticket #2501

  • Property svn:keywords set to Id
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Line 
1MODULE p4zsms
2   !!======================================================================
3   !!                         ***  MODULE p4zsms  ***
4   !! TOP :   PISCES Source Minus Sink manager
5   !!======================================================================
6   !! History :   1.0  !  2004-03 (O. Aumont) Original code
7   !!             2.0  !  2007-12  (C. Ethe, G. Madec)  F90
8   !!----------------------------------------------------------------------
9   !!   p4z_sms        : Time loop of passive tracers sms
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   USE oce_trc         ! shared variables between ocean and passive tracers
12   USE trc             ! passive tracers common variables
13   USE trcdta          !
14   USE sms_pisces      ! PISCES Source Minus Sink variables
15   USE p4zbio          ! Biological model
16   USE p4zche          ! Chemical model
17   USE p4zlys          ! Calcite saturation
18   USE p4zflx          ! Gas exchange
19   USE p4zsbc          ! External source of nutrients
20   USE p4zsed          ! Sedimentation
21   USE p4zint          ! time interpolation
22   USE p4zrem          ! remineralisation
23   USE iom             ! I/O manager
24   USE trd_oce         ! Ocean trends variables
25   USE trdtrc          ! TOP trends variables
26   USE sedmodel        ! Sediment model
27   USE prtctl_trc      ! print control for debugging
28
29   IMPLICIT NONE
30   PRIVATE
31
32   PUBLIC   p4z_sms_init   ! called in p4zsms.F90
33   PUBLIC   p4z_sms        ! called in p4zsms.F90
34
35   INTEGER ::    numco2, numnut, numnit      ! logical unit for co2 budget
36   REAL(wp) ::   alkbudget, no3budget, silbudget, ferbudget, po4budget
37   REAL(wp) ::   xfact, xfact1, xfact2, xfact3
38
39   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   xnegtr     ! Array used to indicate negative tracer values
40
41   !!----------------------------------------------------------------------
42   !! NEMO/TOP 4.0 , NEMO Consortium (2018)
43   !! $Id$
44   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
45   !!----------------------------------------------------------------------
46CONTAINS
47
48   SUBROUTINE p4z_sms( kt )
49      !!---------------------------------------------------------------------
50      !!                     ***  ROUTINE p4z_sms  ***
51      !!
52      !! ** Purpose :   Managment of the call to Biological sources and sinks
53      !!              routines of PISCES bio-model
54      !!
55      !! ** Method  : - at each new day ...
56      !!              - several calls of bio and sed ???
57      !!              - ...
58      !!---------------------------------------------------------------------
59      !
60      INTEGER, INTENT( in ) ::   kt      ! ocean time-step index     
61      !!
62      INTEGER ::   ji, jj, jk, jnt, jn, jl
63      REAL(wp) ::  ztra
64      CHARACTER (len=25) :: charout
65      REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:    ) :: zw2d
66      REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:  ) :: zw3d
67      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,jp_pisces) :: ztrbbio
68
69      !!---------------------------------------------------------------------
70      !
71      IF( ln_timing )   CALL timing_start('p4z_sms')
72      !
73      IF( kt == nittrc000 ) THEN
74        !
75        ALLOCATE( xnegtr(jpi,jpj,jpk) )
76        !
77        IF( .NOT. ln_rsttr ) THEN
78            CALL p4z_che                              ! initialize the chemical constants
79            CALL ahini_for_at(hi)   !  set PH at kt=nit000
80            t_oce_co2_flx_cum = 0._wp
81        ELSE
82            CALL p4z_rst( nittrc000, 'READ' )  !* read or initialize all required fields
83        ENDIF
84        !
85      ENDIF
86      !
87      IF( ln_pisdmp .AND. MOD( kt - nn_dttrc, nn_pisdmp ) == 0 )   CALL p4z_dmp( kt )      ! Relaxation of some tracers
88      !
89      rfact = r2dttrc
90      !
91      IF( ( ln_top_euler .AND. kt == nittrc000 )  .OR. ( .NOT.ln_top_euler .AND. kt <= nittrc000 + nn_dttrc ) ) THEN
92         rfactr  = 1. / rfact
93         rfact2  = rfact / REAL( nrdttrc, wp )
94         rfact2r = 1. / rfact2
95         xstep = rfact2 / rday         ! Time step duration for biology
96         xfact = 1.e+3 * rfact2r
97         IF(lwp) WRITE(numout,*) 
98         IF(lwp) WRITE(numout,*) '    Passive Tracer  time step    rfact  = ', rfact, ' rdt = ', rdt
99         IF(lwp) write(numout,*) '    PISCES  Biology time step    rfact2 = ', rfact2
100         IF(lwp) WRITE(numout,*)
101      ENDIF
102
103      IF( ( neuler == 0 .AND. kt == nittrc000 ) .OR. ln_top_euler ) THEN
104         DO jn = jp_pcs0, jp_pcs1              !   SMS on tracer without Asselin time-filter
105            trb(:,:,:,jn) = trn(:,:,:,jn)
106         END DO
107      ENDIF
108
109      DO jn = jp_pcs0, jp_pcs1              !   Store the tracer concentrations before entering PISCES
110         ztrbbio(:,:,:,jn) = trb(:,:,:,jn)
111      END DO
112
113      !
114      IF( ll_sbc ) CALL p4z_sbc( kt )   ! external sources of nutrients
115      !
116#if ! defined key_sed_off
117      CALL p4z_che              ! computation of chemical constants
118      CALL p4z_int( kt )        ! computation of various rates for biogeochemistry
119      !
120      DO jnt = 1, nrdttrc          ! Potential time splitting if requested
121         !
122         CALL p4z_bio( kt, jnt )   ! Biology
123         CALL p4z_lys( kt, jnt )   ! Compute CaCO3 saturation
124         CALL p4z_sed( kt, jnt )   ! Surface and Bottom boundary conditions
125         CALL p4z_flx( kt, jnt )   ! Compute surface fluxes
126         !
127         xnegtr(:,:,:) = 1.e0
128         DO jn = jp_pcs0, jp_pcs1
129            DO jk = 1, jpk
130               DO jj = 1, jpj
131                  DO ji = 1, jpi
132                     IF( ( trb(ji,jj,jk,jn) + tra(ji,jj,jk,jn) ) < 0.e0 ) THEN
133                        ztra             = ABS( trb(ji,jj,jk,jn) ) / ( ABS( tra(ji,jj,jk,jn) ) + rtrn )
134                        xnegtr(ji,jj,jk) = MIN( xnegtr(ji,jj,jk),  ztra )
135                     ENDIF
136                 END DO
137               END DO
138            END DO
139         END DO
140         !                                ! where at least 1 tracer concentration becomes negative
141         !                                !
142         DO jn = jp_pcs0, jp_pcs1
143           trb(:,:,:,jn) = trb(:,:,:,jn) + xnegtr(:,:,:) * tra(:,:,:,jn)
144         END DO
145       
146        !
147        IF(  iom_use( 'INTdtAlk' ) .OR. iom_use( 'INTdtDIC' ) .OR. iom_use( 'INTdtFer' ) .OR.  &
148          &  iom_use( 'INTdtDIN' ) .OR. iom_use( 'INTdtDIP' ) .OR. iom_use( 'INTdtSil' ) )  THEN
149          !
150          ALLOCATE( zw3d(jpi,jpj,jpk), zw2d(jpi,jpj) )
151          zw3d(:,:,jpk) = 0.
152          DO jk = 1, jpkm1
153              zw3d(:,:,jk) = xnegtr(:,:,jk) * xfact * e3t_n(:,:,jk) * tmask(:,:,jk)
154          ENDDO
155          !
156          zw2d(:,:) = 0.
157          DO jk = 1, jpkm1
158             zw2d(:,:) = zw2d(:,:) + zw3d(:,:,jk) * tra(:,:,jk,jptal)
159          ENDDO
160          CALL iom_put( 'INTdtAlk', zw2d )
161          !
162          zw2d(:,:) = 0.
163          DO jk = 1, jpkm1
164             zw2d(:,:) = zw2d(:,:) + zw3d(:,:,jk) * tra(:,:,jk,jpdic)
165          ENDDO
166          CALL iom_put( 'INTdtDIC', zw2d )
167          !
168          zw2d(:,:) = 0.
169          DO jk = 1, jpkm1
170             zw2d(:,:) = zw2d(:,:) + zw3d(:,:,jk) * rno3 * ( tra(:,:,jk,jpno3) + tra(:,:,jk,jpnh4) )
171          ENDDO
172          CALL iom_put( 'INTdtDIN', zw2d )
173          !
174          zw2d(:,:) = 0.
175          DO jk = 1, jpkm1
176             zw2d(:,:) = zw2d(:,:) + zw3d(:,:,jk) * po4r * tra(:,:,jk,jppo4)
177          ENDDO
178          CALL iom_put( 'INTdtDIP', zw2d )
179          !
180          zw2d(:,:) = 0.
181          DO jk = 1, jpkm1
182             zw2d(:,:) = zw2d(:,:) + zw3d(:,:,jk) * tra(:,:,jk,jpfer)
183          ENDDO
184          CALL iom_put( 'INTdtFer', zw2d )
185          !
186          zw2d(:,:) = 0.
187          DO jk = 1, jpkm1
188             zw2d(:,:) = zw2d(:,:) + zw3d(:,:,jk) * tra(:,:,jk,jpsil)
189          ENDDO
190          CALL iom_put( 'INTdtSil', zw2d )
191          !
192          DEALLOCATE( zw3d, zw2d )
193        ENDIF
194        !
195        DO jn = jp_pcs0, jp_pcs1
196           tra(:,:,:,jn) = 0._wp
197        END DO
198        !
199      END DO
200      !
201#endif
202      !
203      IF( ln_sediment ) THEN 
204         !
205         CALL sed_model( kt )     !  Main program of Sediment model
206         !
207      ENDIF
208      !
209      DO jn = jp_pcs0, jp_pcs1
210         tra(:,:,:,jn) = ( trb(:,:,:,jn) - ztrbbio(:,:,:,jn) ) * rfactr
211         trb(:,:,:,jn) = ztrbbio(:,:,:,jn)
212         ztrbbio(:,:,:,jn) = 0._wp
213      END DO
214      !
215      IF( l_trdtrc ) THEN
216         DO jn = jp_pcs0, jp_pcs1
217           CALL trd_trc( tra(:,:,:,jn), jn, jptra_sms, kt )   ! save trends
218         END DO
219      END IF
220     
221      IF( lrst_trc )  CALL p4z_rst( kt, 'WRITE' )  !* Write PISCES informations in restart file
222      !
223
224      IF( lk_iomput .OR. ln_check_mass )  CALL p4z_chk_mass( kt )    ! Mass conservation checking
225
226      IF( lwm .AND. kt == nittrc000    )  CALL FLUSH( numonp )       ! flush output namelist PISCES
227      !
228      IF( ln_timing )  CALL timing_stop('p4z_sms')
229      !
230   END SUBROUTINE p4z_sms
231
232
233   SUBROUTINE p4z_sms_init
234      !!----------------------------------------------------------------------
235      !!                     ***  p4z_sms_init  *** 
236      !!
237      !! ** Purpose :   read PISCES namelist
238      !!
239      !! ** input   :   file 'namelist.trc.s' containing the following
240      !!             namelist: natext, natbio, natsms
241      !!----------------------------------------------------------------------
242      INTEGER :: ios                 ! Local integer output status for namelist read
243      !!
244      NAMELIST/nampisbio/ nrdttrc, wsbio, xkmort, ferat3, wsbio2, wsbio2max, wsbio2scale,    &
245         &                   ldocp, ldocz, lthet, no3rat3, po4rat3
246         !
247      NAMELIST/nampisdmp/ ln_pisdmp, nn_pisdmp
248      NAMELIST/nampismass/ ln_check_mass
249      !!----------------------------------------------------------------------
250      !
251      IF(lwp) THEN
252         WRITE(numout,*)
253         WRITE(numout,*) 'p4z_sms_init : PISCES initialization'
254         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
255      ENDIF
256
257      REWIND( numnatp_ref )              ! Namelist nampisbio in reference namelist : Pisces variables
258      READ  ( numnatp_ref, nampisbio, IOSTAT = ios, ERR = 901)
259901   IF( ios /= 0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'nampisbio in reference namelist' )
260      REWIND( numnatp_cfg )              ! Namelist nampisbio in configuration namelist : Pisces variables
261      READ  ( numnatp_cfg, nampisbio, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
262902   IF( ios >  0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'nampisbio in configuration namelist' )
263      IF(lwm) WRITE( numonp, nampisbio )
264      !
265      IF(lwp) THEN                         ! control print
266         WRITE(numout,*) '   Namelist : nampisbio'
267         WRITE(numout,*) '      frequency for the biology                 nrdttrc     =', nrdttrc
268         WRITE(numout,*) '      POC sinking speed                         wsbio       =', wsbio
269         WRITE(numout,*) '      half saturation constant for mortality    xkmort      =', xkmort 
270         IF( ln_p5z ) THEN
271            WRITE(numout,*) '      N/C in zooplankton                        no3rat3     =', no3rat3
272            WRITE(numout,*) '      P/C in zooplankton                        po4rat3     =', po4rat3
273         ENDIF
274         WRITE(numout,*) '      Fe/C in zooplankton                       ferat3      =', ferat3
275         WRITE(numout,*) '      Big particles sinking speed               wsbio2      =', wsbio2
276         WRITE(numout,*) '      Big particles maximum sinking speed       wsbio2max   =', wsbio2max
277         WRITE(numout,*) '      Big particles sinking speed length scale  wsbio2scale =', wsbio2scale
278         IF( ln_ligand ) THEN
279            IF( ln_p4z ) THEN
280               WRITE(numout,*) '      Phyto ligand production per unit doc           ldocp  =', ldocp
281               WRITE(numout,*) '      Zoo ligand production per unit doc             ldocz  =', ldocz
282               WRITE(numout,*) '      Proportional loss of ligands due to Fe uptake  lthet  =', lthet
283            ENDIF
284         ENDIF
285      ENDIF
286
287
288      REWIND( numnatp_ref )              ! Namelist nampisdmp in reference namelist : Pisces damping
289      READ  ( numnatp_ref, nampisdmp, IOSTAT = ios, ERR = 905)
290905   IF( ios /= 0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'nampisdmp in reference namelist' )
291      REWIND( numnatp_cfg )              ! Namelist nampisdmp in configuration namelist : Pisces damping
292      READ  ( numnatp_cfg, nampisdmp, IOSTAT = ios, ERR = 906 )
293906   IF( ios >  0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'nampisdmp in configuration namelist' )
294      IF(lwm) WRITE( numonp, nampisdmp )
295      !
296      IF(lwp) THEN                         ! control print
297         WRITE(numout,*)
298         WRITE(numout,*) '   Namelist : nampisdmp --- relaxation to GLODAP'
299         WRITE(numout,*) '      Relaxation of tracer to glodap mean value   ln_pisdmp =', ln_pisdmp
300         WRITE(numout,*) '      Frequency of Relaxation                     nn_pisdmp =', nn_pisdmp
301      ENDIF
302
303      REWIND( numnatp_ref )              ! Namelist nampismass in reference namelist : Pisces mass conservation check
304      READ  ( numnatp_ref, nampismass, IOSTAT = ios, ERR = 907)
305907   IF( ios /= 0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'nampismass in reference namelist' )
306      REWIND( numnatp_cfg )              ! Namelist nampismass in configuration namelist : Pisces mass conservation check
307      READ  ( numnatp_cfg, nampismass, IOSTAT = ios, ERR = 908 )
308908   IF( ios >  0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'nampismass in configuration namelist' )
309      IF(lwm) WRITE( numonp, nampismass )
310
311      IF(lwp) THEN                         ! control print
312         WRITE(numout,*)
313         WRITE(numout,*) '   Namelist : nampismass  --- mass conservation checking'
314         WRITE(numout,*) '      Flag to check mass conservation of NO3/Si/TALK   ln_check_mass = ', ln_check_mass
315      ENDIF
316      !
317   END SUBROUTINE p4z_sms_init
318
319
320   SUBROUTINE p4z_rst( kt, cdrw )
321      !!---------------------------------------------------------------------
322      !!                   ***  ROUTINE p4z_rst  ***
323      !!
324      !!  ** Purpose : Read or write variables in restart file:
325      !!
326      !!  WRITE(READ) mode:
327      !!       kt        : number of time step since the begining of the experiment at the
328      !!                   end of the current(previous) run
329      !!---------------------------------------------------------------------
330      INTEGER         , INTENT(in) ::   kt         ! ocean time-step
331      CHARACTER(len=*), INTENT(in) ::   cdrw       ! "READ"/"WRITE" flag
332      !!---------------------------------------------------------------------
333      !
334      IF( TRIM(cdrw) == 'READ' ) THEN
335         !
336         IF(lwp) WRITE(numout,*)
337         IF(lwp) WRITE(numout,*) ' p4z_rst : Read specific variables from pisces model '
338         IF(lwp) WRITE(numout,*) ' ~~~~~~~~~~~~~~'
339         !
340         IF( iom_varid( numrtr, 'PH', ldstop = .FALSE. ) > 0 ) THEN
341            CALL iom_get( numrtr, jpdom_autoglo, 'PH' , hi(:,:,:)  )
342         ELSE
343            CALL p4z_che                              ! initialize the chemical constants
344            CALL ahini_for_at(hi)
345         ENDIF
346         CALL iom_get( numrtr, jpdom_autoglo, 'Silicalim', xksi(:,:) )
347         IF( iom_varid( numrtr, 'Silicamax', ldstop = .FALSE. ) > 0 ) THEN
348            CALL iom_get( numrtr, jpdom_autoglo, 'Silicamax' , xksimax(:,:)  )
349         ELSE
350            xksimax(:,:) = xksi(:,:)
351         ENDIF
352         !
353         IF( iom_varid( numrtr, 'tcflxcum', ldstop = .FALSE. ) > 0 ) THEN  ! cumulative total flux of carbon
354            CALL iom_get( numrtr, 'tcflxcum' , t_oce_co2_flx_cum  )
355         ELSE
356            t_oce_co2_flx_cum = 0._wp
357         ENDIF
358         !
359         IF( ln_p5z ) THEN
360            IF( iom_varid( numrtr, 'sized', ldstop = .FALSE. ) > 0 ) THEN
361               CALL iom_get( numrtr, jpdom_autoglo, 'sizep' , sizep(:,:,:)  )
362               CALL iom_get( numrtr, jpdom_autoglo, 'sizen' , sizen(:,:,:)  )
363               CALL iom_get( numrtr, jpdom_autoglo, 'sized' , sized(:,:,:)  )
364            ELSE
365               sizep(:,:,:) = 1.
366               sizen(:,:,:) = 1.
367               sized(:,:,:) = 1.
368            ENDIF
369        ENDIF
370        !
371      ELSEIF( TRIM(cdrw) == 'WRITE' ) THEN
372         IF( kt == nitrst ) THEN
373            IF(lwp) WRITE(numout,*)
374            IF(lwp) WRITE(numout,*) 'p4z_rst : write pisces restart file  kt =', kt
375            IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~'
376         ENDIF
377         CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrtw, 'PH', hi(:,:,:) )
378         CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrtw, 'Silicalim', xksi(:,:) )
379         CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrtw, 'Silicamax', xksimax(:,:) )
380         CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrtw, 'tcflxcum', t_oce_co2_flx_cum )
381         IF( ln_p5z ) THEN
382            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrtw, 'sizep', sizep(:,:,:) )
383            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrtw, 'sizen', sizen(:,:,:) )
384            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrtw, 'sized', sized(:,:,:) )
385         ENDIF
386      ENDIF
387      !
388   END SUBROUTINE p4z_rst
389
390
391   SUBROUTINE p4z_dmp( kt )
392      !!----------------------------------------------------------------------
393      !!                    ***  p4z_dmp  ***
394      !!
395      !! ** purpose  : Relaxation of some tracers
396      !!----------------------------------------------------------------------
397      !
398      INTEGER, INTENT( in )  ::     kt ! time step
399      !
400      REAL(wp) ::  alkmean = 2426.     ! mean value of alkalinity ( Glodap ; for Goyet 2391. )
401      REAL(wp) ::  po4mean = 2.165     ! mean value of phosphates
402      REAL(wp) ::  no3mean = 30.90     ! mean value of nitrate
403      REAL(wp) ::  silmean = 91.51     ! mean value of silicate
404      !
405      REAL(wp) :: zarea, zalksumn, zpo4sumn, zno3sumn, zsilsumn
406      REAL(wp) :: zalksumb, zpo4sumb, zno3sumb, zsilsumb
407      !!---------------------------------------------------------------------
408
409      IF(lwp)  WRITE(numout,*)
410      IF(lwp)  WRITE(numout,*) ' p4z_dmp : Restoring of nutrients at time-step kt = ', kt
411      IF(lwp)  WRITE(numout,*)
412
413      IF( cn_cfg == "ORCA" .OR. cn_cfg == "orca") THEN
414         IF( .NOT. lk_c1d ) THEN      ! ORCA configuration (not 1D) !
415            !                                                ! --------------------------- !
416            ! set total alkalinity, phosphate, nitrate & silicate
417            zarea          = 1._wp / glob_sum( 'p4zsms', cvol(:,:,:) ) * 1e6             
418
419            zalksumn = glob_sum( 'p4zsms', trn(:,:,:,jptal) * cvol(:,:,:)  ) * zarea
420            zpo4sumn = glob_sum( 'p4zsms', trn(:,:,:,jppo4) * cvol(:,:,:)  ) * zarea * po4r
421            zno3sumn = glob_sum( 'p4zsms', trn(:,:,:,jpno3) * cvol(:,:,:)  ) * zarea * rno3
422            zsilsumn = glob_sum( 'p4zsms', trn(:,:,:,jpsil) * cvol(:,:,:)  ) * zarea
423 
424            IF(lwp) WRITE(numout,*) '       TALKN mean : ', zalksumn
425            trn(:,:,:,jptal) = trn(:,:,:,jptal) * alkmean / zalksumn
426
427            IF(lwp) WRITE(numout,*) '       PO4N  mean : ', zpo4sumn
428            trn(:,:,:,jppo4) = trn(:,:,:,jppo4) * po4mean / zpo4sumn
429
430            IF(lwp) WRITE(numout,*) '       NO3N  mean : ', zno3sumn
431            trn(:,:,:,jpno3) = trn(:,:,:,jpno3) * no3mean / zno3sumn
432
433            IF(lwp) WRITE(numout,*) '       SiO3N mean : ', zsilsumn
434            trn(:,:,:,jpsil) = MIN( 400.e-6,trn(:,:,:,jpsil) * silmean / zsilsumn )
435            !
436            !
437            IF( .NOT. ln_top_euler ) THEN
438               zalksumb = glob_sum( 'p4zsms', trb(:,:,:,jptal) * cvol(:,:,:)  ) * zarea
439               zpo4sumb = glob_sum( 'p4zsms', trb(:,:,:,jppo4) * cvol(:,:,:)  ) * zarea * po4r
440               zno3sumb = glob_sum( 'p4zsms', trb(:,:,:,jpno3) * cvol(:,:,:)  ) * zarea * rno3
441               zsilsumb = glob_sum( 'p4zsms', trb(:,:,:,jpsil) * cvol(:,:,:)  ) * zarea
442 
443               IF(lwp) WRITE(numout,*) ' '
444               IF(lwp) WRITE(numout,*) '       TALKB mean : ', zalksumb
445               trb(:,:,:,jptal) = trb(:,:,:,jptal) * alkmean / zalksumb
446
447               IF(lwp) WRITE(numout,*) '       PO4B  mean : ', zpo4sumb
448               trb(:,:,:,jppo4) = trb(:,:,:,jppo4) * po4mean / zpo4sumb
449
450               IF(lwp) WRITE(numout,*) '       NO3B  mean : ', zno3sumb
451               trb(:,:,:,jpno3) = trb(:,:,:,jpno3) * no3mean / zno3sumb
452
453               IF(lwp) WRITE(numout,*) '       SiO3B mean : ', zsilsumb
454               trb(:,:,:,jpsil) = MIN( 400.e-6,trb(:,:,:,jpsil) * silmean / zsilsumb )
455           ENDIF
456        ENDIF
457        !
458      ENDIF
459        !
460   END SUBROUTINE p4z_dmp
461
462
463   SUBROUTINE p4z_chk_mass( kt )
464      !!----------------------------------------------------------------------
465      !!                  ***  ROUTINE p4z_chk_mass  ***
466      !!
467      !! ** Purpose :  Mass conservation check
468      !!
469      !!---------------------------------------------------------------------
470      INTEGER, INTENT( in ) ::   kt      ! ocean time-step index     
471      REAL(wp)             ::  zrdenittot, zsdenittot, znitrpottot
472      CHARACTER(LEN=100)   ::   cltxt
473      INTEGER :: jk
474      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) :: zwork
475      !!----------------------------------------------------------------------
476      !
477      IF( kt == nittrc000 ) THEN
478         xfact1 = rfact2r * 12. / 1.e15 * ryyss    ! conversion molC/kt --> PgC/yr
479         xfact2 = 1.e+3 * rno3 * 14. / 1.e12 * ryyss   ! conversion molC/l/s ----> TgN/m3/yr
480         xfact3 = 1.e+3 * rfact2r * rno3   ! conversion molC/l/kt ----> molN/m3/s
481         IF( ln_check_mass .AND. lwp) THEN      !   Open budget file of NO3, ALK, Si, Fer
482            CALL ctl_opn( numco2, 'carbon.budget'  , 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, 6, .FALSE., narea )
483            CALL ctl_opn( numnut, 'nutrient.budget', 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, 6, .FALSE., narea )
484            CALL ctl_opn( numnit, 'nitrogen.budget', 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, 6, .FALSE., narea )
485            cltxt='time-step   Alkalinity        Nitrate        Phosphorus         Silicate           Iron'
486            IF( lwp ) WRITE(numnut,*)  TRIM(cltxt)
487            IF( lwp ) WRITE(numnut,*) 
488         ENDIF
489      ENDIF
490
491      IF( iom_use( "pno3tot" ) .OR. ( ln_check_mass .AND. kt == nitend )  ) THEN
492         !   Compute the budget of NO3, ALK, Si, Fer
493         IF( ln_p4z ) THEN
494            zwork(:,:,:) =    trn(:,:,:,jpno3) + trn(:,:,:,jpnh4)                      &
495               &          +   trn(:,:,:,jpphy) + trn(:,:,:,jpdia)                      &
496               &          +   trn(:,:,:,jppoc) + trn(:,:,:,jpgoc)  + trn(:,:,:,jpdoc)  &       
497               &          +   trn(:,:,:,jpzoo) + trn(:,:,:,jpmes) 
498        ELSE
499            zwork(:,:,:) =    trn(:,:,:,jpno3) + trn(:,:,:,jpnh4) + trn(:,:,:,jpnph)   &
500               &          +   trn(:,:,:,jpndi) + trn(:,:,:,jpnpi)                      & 
501               &          +   trn(:,:,:,jppon) + trn(:,:,:,jpgon) + trn(:,:,:,jpdon)   &
502               &          + ( trn(:,:,:,jpzoo) + trn(:,:,:,jpmes) ) * no3rat3 
503        ENDIF
504        !
505        no3budget = glob_sum( 'p4zsms', zwork(:,:,:) * cvol(:,:,:)  ) 
506        no3budget = no3budget / areatot
507        CALL iom_put( "pno3tot", no3budget )
508      ENDIF
509      !
510      IF( iom_use( "ppo4tot" ) .OR. ( ln_check_mass .AND. kt == nitend )  ) THEN
511         IF( ln_p4z ) THEN
512            zwork(:,:,:) =    trn(:,:,:,jppo4)                                         &
513               &          +   trn(:,:,:,jpphy) + trn(:,:,:,jpdia)                      &
514               &          +   trn(:,:,:,jppoc) + trn(:,:,:,jpgoc)  + trn(:,:,:,jpdoc)  &       
515               &          +   trn(:,:,:,jpzoo) + trn(:,:,:,jpmes) 
516        ELSE
517            zwork(:,:,:) =    trn(:,:,:,jppo4) + trn(:,:,:,jppph)                      &
518               &          +   trn(:,:,:,jppdi) + trn(:,:,:,jpppi)                      & 
519               &          +   trn(:,:,:,jppop) + trn(:,:,:,jpgop) + trn(:,:,:,jpdop)   &
520               &          + ( trn(:,:,:,jpzoo) + trn(:,:,:,jpmes) ) * po4rat3 
521        ENDIF
522        !
523        po4budget = glob_sum( 'p4zsms', zwork(:,:,:) * cvol(:,:,:)  ) 
524        po4budget = po4budget / areatot
525        CALL iom_put( "ppo4tot", po4budget )
526      ENDIF
527      !
528      IF( iom_use( "psiltot" ) .OR. ( ln_check_mass .AND. kt == nitend )  ) THEN
529         zwork(:,:,:) =  trn(:,:,:,jpsil) + trn(:,:,:,jpgsi) + trn(:,:,:,jpdsi) 
530         !
531         silbudget = glob_sum( 'p4zsms', zwork(:,:,:) * cvol(:,:,:)  ) 
532         silbudget = silbudget / areatot
533         CALL iom_put( "psiltot", silbudget )
534      ENDIF
535      !
536      IF( iom_use( "palktot" ) .OR. ( ln_check_mass .AND. kt == nitend )  ) THEN
537         zwork(:,:,:) =  trn(:,:,:,jpno3) * rno3 + trn(:,:,:,jptal) + trn(:,:,:,jpcal) * 2.             
538         !
539         alkbudget = glob_sum( 'p4zsms', zwork(:,:,:) * cvol(:,:,:)  )         !
540         alkbudget = alkbudget / areatot
541         CALL iom_put( "palktot", alkbudget )
542      ENDIF
543      !
544      IF( iom_use( "pfertot" ) .OR. ( ln_check_mass .AND. kt == nitend )  ) THEN
545         zwork(:,:,:) =   trn(:,:,:,jpfer) + trn(:,:,:,jpnfe) + trn(:,:,:,jpdfe)   &
546            &         +   trn(:,:,:,jpbfe) + trn(:,:,:,jpsfe)                      &
547            &         + ( trn(:,:,:,jpzoo) + trn(:,:,:,jpmes) )  * ferat3   
548         !
549         ferbudget = glob_sum( 'p4zsms', zwork(:,:,:) * cvol(:,:,:)  ) 
550         ferbudget = ferbudget / areatot
551         CALL iom_put( "pfertot", ferbudget )
552      ENDIF
553      !
554      ! Global budget of N SMS : denitrification in the water column and in the sediment
555      !                          nitrogen fixation by the diazotrophs
556      ! --------------------------------------------------------------------------------
557      IF( iom_use( "tnfix" ) .OR.  ( ln_check_mass .AND. kt == nitend )  ) THEN
558         znitrpottot  = glob_sum ( 'p4zsms', nitrpot(:,:,:) * nitrfix * cvol(:,:,:) )
559         CALL iom_put( "tnfix"  , znitrpottot * xfact3 )  ! Global  nitrogen fixation molC/l  to molN/m3
560      ENDIF
561      !
562      IF( iom_use( "tdenit" ) .OR.  ( ln_check_mass .AND. kt == nitend )  ) THEN
563         zrdenittot = glob_sum ( 'p4zsms', denitr(:,:,:) * rdenit * xnegtr(:,:,:) * cvol(:,:,:) )
564         zsdenittot = glob_sum ( 'p4zsms', sdenit(:,:) * e1e2t(:,:) * tmask(:,:,1) )
565         CALL iom_put( "tdenit" , ( zrdenittot + zsdenittot ) * xfact3 )  ! Total denitrification molC/l to molN/m3
566      ENDIF
567      !
568      IF( ln_check_mass .AND. kt == nitend ) THEN   ! Compute the budget of NO3, ALK, Si, Fer
569         t_atm_co2_flx  = t_atm_co2_flx / glob_sum( 'p4zsms', e1e2t(:,:) )
570         t_oce_co2_flx  = t_oce_co2_flx         * xfact1 * (-1 )
571         tpp            = tpp           * 1000. * xfact1
572         t_oce_co2_exp  = t_oce_co2_exp * 1000. * xfact1
573         IF( lwp ) WRITE(numco2,9000) ndastp, t_atm_co2_flx, t_oce_co2_flx, tpp, t_oce_co2_exp
574         IF( lwp ) WRITE(numnut,9100) ndastp, alkbudget        * 1.e+06, &
575             &                                no3budget * rno3 * 1.e+06, &
576             &                                po4budget * po4r * 1.e+06, &
577             &                                silbudget        * 1.e+06, &
578             &                                ferbudget        * 1.e+09
579         !
580         IF( lwp ) WRITE(numnit,9200) ndastp, znitrpottot * xfact2  , &
581            &                             zrdenittot  * xfact2  , &
582            &                             zsdenittot  * xfact2
583      ENDIF
584      !
585 9000  FORMAT(i8,f10.5,e18.10,f10.5,f10.5)
586 9100  FORMAT(i8,5e18.10)
587 9200  FORMAT(i8,3f10.5)
588       !
589   END SUBROUTINE p4z_chk_mass
590
591   !!======================================================================
592END MODULE p4zsms 
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.