source: NEMO/trunk/src/TOP/PISCES/SED/seddta.F90 @ 12489

Last change on this file since 12489 was 12489, checked in by davestorkey, 8 months ago

Preparation for new timestepping scheme #2390.
Main changes:

  1. Initial euler timestep now handled in stp and not in TRA/DYN routines.
  2. Renaming of all timestep parameters. In summary, the namelist parameter is now rn_Dt and the current timestep is rDt (and rDt_ice, rDt_trc etc).
  3. Renaming of a few miscellaneous parameters, eg. atfp → rn_atfp (namelist parameter used everywhere) and rau0 → rho0.

This version gives bit-comparable results to the previous version of the trunk.

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 9.4 KB
RevLine 
[3443]1MODULE seddta
2   !!======================================================================
3   !!                     ***  MODULE  seddta  ***
4   !! Sediment data  :  read sediment input data from a file
5   !!=====================================================================
[10222]6
[3443]7   !! * Modules used
8   USE sed
9   USE sedarr
[10333]10   USE phycst, ONLY : rday
[3443]11   USE iom
[10222]12   USE lib_mpp         ! distribued memory computing library
[3443]13
14   IMPLICIT NONE
15   PRIVATE
16
17   !! * Routine accessibility
18   PUBLIC sed_dta   !
19
20   !! *  Module variables
21   REAL(wp) ::  rsecday  ! number of second per a day
22   REAL(wp) ::  conv2    ! [kg/m2/month]-->[g/cm2/s] ( 1 month has 30 days )
23
[12377]24   !! * Substitutions
25#  include "do_loop_substitute.h90"
[5215]26   !! $Id$
[3443]27CONTAINS
28
29   !!---------------------------------------------------------------------------
30   !!   sed_dta  : read the NetCDF data file in online version using module iom
31   !!---------------------------------------------------------------------------
32
[12377]33   SUBROUTINE sed_dta( kt, Kbb, Kmm )
[3443]34      !!----------------------------------------------------------------------
35      !!                   ***  ROUTINE sed_dta  ***
36      !!                   
37      !! ** Purpose :   Reads data from a netcdf file and
38      !!                initialization of rain and pore water (k=1) components
39      !!
40      !!
41      !!   History :
42      !!        !  04-10  (N. Emprin, M. Gehlen )  Original code
43      !!        !  06-04  (C. Ethe)  Re-organization ; Use of iom
44      !!----------------------------------------------------------------------
45
46      !! Arguments
[12377]47      INTEGER, INTENT(in) ::  kt         ! time-step
48      INTEGER, INTENT(in) ::  Kbb, Kmm   ! time level indices
[3443]49
50      !! * Local declarations
51      INTEGER  ::  ji, jj, js, jw, ikt
52
[10222]53      REAL(wp), DIMENSION(jpoce) :: zdtap, zdtag
[10362]54      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: zwsbio4, zwsbio3
[10222]55      REAL(wp) :: zf0, zf1, zf2, zkapp, zratio, zdep
[3443]56
57      !----------------------------------------------------------------------
58
59      ! Initialization of sediment variable
60      ! Spatial dimension is merged, and unity converted if needed
61      !-------------------------------------------------------------
62
[10222]63      IF( ln_timing )  CALL timing_start('sed_dta')
[3443]64
[10222]65      IF (lwp) THEN
66         WRITE(numsed,*)
67         WRITE(numsed,*) ' sed_dta : Bottom layer fields'
68         WRITE(numsed,*) ' ~~~~~~'
69         WRITE(numsed,*) ' Data from SMS model'
70         WRITE(numsed,*)
71      ENDIF
[3443]72
[10222]73
[3443]74      ! open file
75      IF( kt == nitsed000 ) THEN
[10222]76         IF (lwp) WRITE(numsed,*) ' sed_dta : Sediment fields'
[12489]77         dtsed = rDt_trc
[3443]78         rsecday = 60.* 60. * 24.
[10222]79!         conv2   = 1.0e+3 / ( 1.0e+4 * rsecday * 30. )
80         conv2 = 1.0e+3 /  1.0e+4 
81         rdtsed(2:jpksed) = dtsed / ( denssol * por1(2:jpksed) )
[3443]82      ENDIF
83
84      ! Initialization of temporaries arrays 
[10222]85      zdtap(:)    = 0. 
86      zdtag(:)    = 0. 
[3443]87
[10222]88      ! reading variables
89      IF (lwp) WRITE(numsed,*)
90      IF (lwp) WRITE(numsed,*) ' sed_dta : Bottom layer fields at time  kt = ', kt
91      ! reading variables
92      !
93      !    Sinking speeds of detritus is increased with depth as shown
94      !    by data and from the coagulation theory
95      !    -----------------------------------------------------------
96      IF (ln_sediment_offline) THEN
[12377]97         DO_2D_11_11
98            ikt = mbkt(ji,jj)
99            zwsbio4(ji,jj) = wsbio2 / rday
100            zwsbio3(ji,jj) = wsbio  / rday
101         END_2D
[10222]102      ELSE
[12377]103         DO_2D_11_11
104            ikt = mbkt(ji,jj)
[12489]105            zdep = e3t(ji,jj,ikt,Kmm) / rDt_trc
[12377]106            zwsbio4(ji,jj) = MIN( 0.99 * zdep, wsbio4(ji,jj,ikt) / rday )
107            zwsbio3(ji,jj) = MIN( 0.99 * zdep, wsbio3(ji,jj,ikt) / rday )
108         END_2D
[10222]109      ENDIF
110
111      trc_data(:,:,:) = 0.
[12377]112      DO_2D_11_11
113         ikt = mbkt(ji,jj)
114         IF ( tmask(ji,jj,ikt) == 1 ) THEN
115            trc_data(ji,jj,1)   = tr(ji,jj,ikt,jpsil,Kbb)
116            trc_data(ji,jj,2)   = tr(ji,jj,ikt,jpoxy,Kbb)
117            trc_data(ji,jj,3)   = tr(ji,jj,ikt,jpdic,Kbb)
118            trc_data(ji,jj,4)   = tr(ji,jj,ikt,jpno3,Kbb) / 7.625
119            trc_data(ji,jj,5)   = tr(ji,jj,ikt,jppo4,Kbb) / 122.
120            trc_data(ji,jj,6)   = tr(ji,jj,ikt,jptal,Kbb)
121            trc_data(ji,jj,7)   = tr(ji,jj,ikt,jpnh4,Kbb) / 7.625
122            trc_data(ji,jj,8)   = 0.0
123            trc_data(ji,jj,9)   = 28.0E-3
124            trc_data(ji,jj,10)  = tr(ji,jj,ikt,jpfer,Kbb)
125            trc_data(ji,jj,11 ) = MIN(tr(ji,jj,ikt,jpgsi,Kbb), 1E-4) * zwsbio4(ji,jj) * 1E3
126            trc_data(ji,jj,12 ) = MIN(tr(ji,jj,ikt,jppoc,Kbb), 1E-4) * zwsbio3(ji,jj) * 1E3
127            trc_data(ji,jj,13 ) = MIN(tr(ji,jj,ikt,jpgoc,Kbb), 1E-4) * zwsbio4(ji,jj) * 1E3
128            trc_data(ji,jj,14)  = MIN(tr(ji,jj,ikt,jpcal,Kbb), 1E-4) * zwsbio4(ji,jj) * 1E3
129            trc_data(ji,jj,15)  = ts(ji,jj,ikt,jp_tem,Kmm)
130            trc_data(ji,jj,16)  = ts(ji,jj,ikt,jp_sal,Kmm)
131            trc_data(ji,jj,17 ) = ( tr(ji,jj,ikt,jpsfe,Kbb) * zwsbio3(ji,jj) + tr(ji,jj,ikt,jpbfe,Kbb)  &
132            &                     * zwsbio4(ji,jj)  ) * 1E3 / ( trc_data(ji,jj,12 ) + trc_data(ji,jj,13 ) + rtrn )
133            trc_data(ji,jj,17 ) = MIN(1E-3, trc_data(ji,jj,17 ) )
134         ENDIF
135      END_2D
[3443]136
[10222]137      ! Pore water initial concentration [mol/l] in  k=1
138      !-------------------------------------------------
139      DO jw = 1, jpwat
140         CALL pack_arr ( jpoce,  pwcp_dta(1:jpoce,jw), trc_data(1:jpi,1:jpj,jw), iarroce(1:jpoce) )
141      END DO
142      !  Solid components :
143      !-----------------------
144      !  Sinking fluxes for OPAL in mol.m-2.s-1 ; conversion in mol.cm-2.s-1
145      CALL pack_arr ( jpoce, rainrm_dta(1:jpoce,jsopal), trc_data(1:jpi,1:jpj,11), iarroce(1:jpoce) ) 
146      rainrm_dta(1:jpoce,jsopal) = rainrm_dta(1:jpoce,jsopal) * 1e-4
147      !  Sinking fluxes for POC in mol.m-2.s-1 ; conversion in mol.cm-2.s-1
148      CALL pack_arr ( jpoce, zdtap(1:jpoce), trc_data(1:jpi,1:jpj,12) , iarroce(1:jpoce) )     
149      CALL pack_arr ( jpoce, zdtag(1:jpoce), trc_data(1:jpi,1:jpj,13) , iarroce(1:jpoce) )
150      DO ji = 1, jpoce
151!        zkapp  = MIN( (1.0 - 0.02 ) * reac_poc, 3731.0 * max(100.0, zkbot(ji) )**(-1.011) / ( 365.0 * 24.0 * 3600.0 ) )
152!        zkapp   = MIN( 0.98 * reac_poc, 100.0 * max(100.0, zkbot(ji) )**(-0.6) / ( 365.0 * 24.0 * 3600.0 ) )
153!        zratio = ( ( 1.0 - 0.02 ) * reac_poc + 0.02 * reac_poc * 0. - zkapp) / ( ( 0.02 - 1.0 ) * reac_poc / 100. - 0.02 * reac_poc * 0. + zkapp )
154!        zf1    = ( 0.02 * (reac_poc - reac_poc * 0.) + zkapp - reac_poc ) / ( reac_poc / 100. - reac_poc )
155!        zf1    = MIN(0.98, MAX(0., zf1 ) )
156         zf1    = 0.48
157         zf0    = 1.0 - 0.02 - zf1
158         zf2    = 0.02
159         rainrm_dta(ji,jspoc) =   ( zdtap(ji) +  zdtag(ji) ) * 1e-4 * zf0
160         rainrm_dta(ji,jspos) =   ( zdtap(ji) +  zdtag(ji) ) * 1e-4 * zf1
161         rainrm_dta(ji,jspor) =   ( zdtap(ji) +  zdtag(ji) ) * 1e-4 * zf2
162      END DO
163      !  Sinking fluxes for Calcite in mol.m-2.s-1 ; conversion in mol.cm-2.s-1
164      CALL pack_arr ( jpoce,  rainrm_dta(1:jpoce,jscal), trc_data(1:jpi,1:jpj,14), iarroce(1:jpoce) )
165      rainrm_dta(1:jpoce,jscal) = rainrm_dta(1:jpoce,jscal) * 1e-4
166      ! vector temperature [°C] and salinity
167      CALL pack_arr ( jpoce,  temp(1:jpoce), trc_data(1:jpi,1:jpj,15), iarroce(1:jpoce) )
168      CALL pack_arr ( jpoce,  salt(1:jpoce), trc_data(1:jpi,1:jpj,16), iarroce(1:jpoce) )
169     
170      ! Clay rain rate in [mol/(cm**2.s)]
171      ! inputs data in [kg.m-2.sec-1] ---> 1e+3/(1e+4) [g.cm-2.s-1]   
172      ! divided after by molecular weight g.mol-1     
173      CALL pack_arr ( jpoce,  rainrm_dta(1:jpoce,jsclay), dust(1:jpi,1:jpj), iarroce(1:jpoce) )
174      rainrm_dta(1:jpoce,jsclay) = rainrm_dta(1:jpoce,jsclay) * conv2 / mol_wgt(jsclay)   &
175      &                            + wacc(1:jpoce) * por1(2) * denssol / mol_wgt(jsclay) / ( rsecday * 365.0 )
176      rainrm_dta(1:jpoce,jsclay) = rainrm_dta(1:jpoce,jsclay) * 0.965
177      rainrm_dta(1:jpoce,jsfeo)  = rainrm_dta(1:jpoce,jsclay) * mol_wgt(jsclay) / mol_wgt(jsfeo) * 0.035 / 0.965
178!    rainrm_dta(1:jpoce,jsclay) = 1.0E-4 * conv2 / mol_wgt(jsclay)
[3443]179
[10222]180      ! Iron monosulphide rain rates. Set to 0
181      rainrm_dta(1:jpoce,jsfes)  = 0. 
[3443]182
[10222]183      ! Fe/C ratio in sinking particles that fall to the sediments
184      CALL pack_arr ( jpoce,  fecratio(1:jpoce), trc_data(1:jpi,1:jpj,17), iarroce(1:jpoce) )
[3443]185
[10222]186      sedligand(:,1) = 1.E-9
[3443]187
188      ! sediment pore water at 1st layer (k=1)
189      DO jw = 1, jpwat
[10222]190         pwcp(1:jpoce,1,jw) = pwcp_dta(1:jpoce,jw)
[3443]191      ENDDO
192
193      !  rain
194      DO js = 1, jpsol
[10222]195         rainrm(1:jpoce,js) = rainrm_dta(1:jpoce,js)
[3443]196      ENDDO
197
198      ! Calculation of raintg of each sol. comp.: rainrm in [g/(cm**2.s)]
199      DO js = 1, jpsol
200         rainrg(1:jpoce,js) = rainrm(1:jpoce,js) *  mol_wgt(js)
201      ENDDO
202
203      ! Calculation of raintg = total massic flux rained in each cell (sum of sol. comp.)
204      raintg(:) = 0.
205      DO js = 1, jpsol
206         raintg(1:jpoce) = raintg(1:jpoce) + rainrg(1:jpoce,js)
207      ENDDO
208
209      ! computation of dzdep = total thickness of solid material rained [cm] in each cell
210      dzdep(1:jpoce) = raintg(1:jpoce) * rdtsed(2) 
211
[10222]212      IF( lk_iomput ) THEN
213          IF( iom_use("sflxclay" ) ) CALL iom_put( "sflxclay", dust(:,:) * conv2 * 1E4 )
214          IF( iom_use("sflxcal" ) )  CALL iom_put( "sflxcal", trc_data(:,:,13) )
215          IF( iom_use("sflxbsi" ) )  CALL iom_put( "sflxbsi", trc_data(:,:,10) )
216          IF( iom_use("sflxpoc" ) )  CALL iom_put( "sflxpoc", trc_data(:,:,11) + trc_data(:,:,12) )
217      ENDIF
[3443]218
[10222]219      IF( ln_timing )  CALL timing_stop('sed_dta')
[3443]220     
221   END SUBROUTINE sed_dta
222
223END MODULE seddta
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.