New URL for NEMO forge!   http://forge.nemo-ocean.eu

Since March 2022 along with NEMO 4.2 release, the code development moved to a self-hosted GitLab.
This present forge is now archived and remained online for history.
seddta.F90 in NEMO/trunk/src/TOP/PISCES/SED – NEMO

source: NEMO/trunk/src/TOP/PISCES/SED/seddta.F90 @ 15237

Last change on this file since 15237 was 15237, checked in by clem, 10 months ago

trunk: solve ticket #2719

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 9.5 KB
Line 
1MODULE seddta
2   !!======================================================================
3   !!                     ***  MODULE  seddta  ***
4   !! Sediment data  :  read sediment input data from a file
5   !!=====================================================================
6
7   !! * Modules used
8   USE sed
9   USE sedarr
10   USE par_pisces
11   USE phycst, ONLY : rday
12   USE iom
13   USE lib_mpp         ! distribued memory computing library
14
15   IMPLICIT NONE
16   PRIVATE
17
18   !! * Routine accessibility
19   PUBLIC sed_dta   !
20
21   !! *  Module variables
22   REAL(wp) ::  rsecday  ! number of second per a day
23   REAL(wp) ::  conv2    ! [kg/m2/month]-->[g/cm2/s] ( 1 month has 30 days )
24
25   !! * Substitutions
26#  include "do_loop_substitute.h90"
27#  include "domzgr_substitute.h90"
28   !! $Id$
29CONTAINS
30
31   !!---------------------------------------------------------------------------
32   !!   sed_dta  : read the NetCDF data file in online version using module iom
33   !!---------------------------------------------------------------------------
34
35   SUBROUTINE sed_dta( kt, Kbb, Kmm )
36      !!----------------------------------------------------------------------
37      !!                   ***  ROUTINE sed_dta  ***
38      !!                   
39      !! ** Purpose :   Reads data from a netcdf file and
40      !!                initialization of rain and pore water (k=1) components
41      !!
42      !!
43      !!   History :
44      !!        !  04-10  (N. Emprin, M. Gehlen )  Original code
45      !!        !  06-04  (C. Ethe)  Re-organization ; Use of iom
46      !!----------------------------------------------------------------------
47
48      !! Arguments
49      INTEGER, INTENT(in) ::  kt         ! time-step
50      INTEGER, INTENT(in) ::  Kbb, Kmm   ! time level indices
51
52      !! * Local declarations
53      INTEGER  ::  ji, jj, js, jw, ikt
54
55      REAL(wp), DIMENSION(jpoce) :: zdtap, zdtag
56      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: zwsbio4, zwsbio3
57      REAL(wp) :: zf0, zf1, zf2, zkapp, zratio, zdep
58
59      !----------------------------------------------------------------------
60
61      ! Initialization of sediment variable
62      ! Spatial dimension is merged, and unity converted if needed
63      !-------------------------------------------------------------
64
65      IF( ln_timing )  CALL timing_start('sed_dta')
66
67      IF (lwp) THEN
68         WRITE(numsed,*)
69         WRITE(numsed,*) ' sed_dta : Bottom layer fields'
70         WRITE(numsed,*) ' ~~~~~~'
71         WRITE(numsed,*) ' Data from SMS model'
72         WRITE(numsed,*)
73      ENDIF
74
75
76      ! open file
77      IF( kt == nitsed000 ) THEN
78         IF (lwp) WRITE(numsed,*) ' sed_dta : Sediment fields'
79         dtsed = rDt_trc
80         rsecday = 60.* 60. * 24.
81!         conv2   = 1.0e+3 / ( 1.0e+4 * rsecday * 30. )
82         conv2 = 1.0e+3 /  1.0e+4 
83         rdtsed(2:jpksed) = dtsed / ( denssol * por1(2:jpksed) )
84      ENDIF
85
86      ! Initialization of temporaries arrays 
87      zdtap(:)    = 0. 
88      zdtag(:)    = 0. 
89
90      ! reading variables
91      IF (lwp) WRITE(numsed,*)
92      IF (lwp) WRITE(numsed,*) ' sed_dta : Bottom layer fields at time  kt = ', kt
93      ! reading variables
94      !
95      !    Sinking speeds of detritus is increased with depth as shown
96      !    by data and from the coagulation theory
97      !    -----------------------------------------------------------
98      IF (ln_sediment_offline) THEN
99         DO_2D( 1, 1, 1, 1 )
100            ikt = mbkt(ji,jj)
101            zwsbio4(ji,jj) = wsbio2 / rday
102            zwsbio3(ji,jj) = wsbio  / rday
103         END_2D
104      ELSE
105         DO_2D( 1, 1, 1, 1 )
106            ikt = mbkt(ji,jj)
107            zdep = e3t(ji,jj,ikt,Kmm) / rDt_trc
108            zwsbio4(ji,jj) = MIN( 0.99 * zdep, wsbio4(ji,jj,ikt) / rday )
109            zwsbio3(ji,jj) = MIN( 0.99 * zdep, wsbio3(ji,jj,ikt) / rday )
110         END_2D
111      ENDIF
112
113      trc_data(:,:,:) = 0.
114      DO_2D( 1, 1, 1, 1 )
115         ikt = mbkt(ji,jj)
116         IF ( tmask(ji,jj,ikt) == 1 ) THEN
117            trc_data(ji,jj,1)   = tr(ji,jj,ikt,jpsil,Kbb)
118            trc_data(ji,jj,2)   = tr(ji,jj,ikt,jpoxy,Kbb)
119            trc_data(ji,jj,3)   = tr(ji,jj,ikt,jpdic,Kbb)
120            trc_data(ji,jj,4)   = tr(ji,jj,ikt,jpno3,Kbb) / 7.625
121            trc_data(ji,jj,5)   = tr(ji,jj,ikt,jppo4,Kbb) / 122.
122            trc_data(ji,jj,6)   = tr(ji,jj,ikt,jptal,Kbb)
123            trc_data(ji,jj,7)   = tr(ji,jj,ikt,jpnh4,Kbb) / 7.625
124            trc_data(ji,jj,8)   = 0.0
125            trc_data(ji,jj,9)   = 28.0E-3
126            trc_data(ji,jj,10)  = tr(ji,jj,ikt,jpfer,Kbb)
127            trc_data(ji,jj,11 ) = MIN(tr(ji,jj,ikt,jpgsi,Kbb), 1E-4) * zwsbio4(ji,jj) * 1E3
128            trc_data(ji,jj,12 ) = MIN(tr(ji,jj,ikt,jppoc,Kbb), 1E-4) * zwsbio3(ji,jj) * 1E3
129            trc_data(ji,jj,13 ) = MIN(tr(ji,jj,ikt,jpgoc,Kbb), 1E-4) * zwsbio4(ji,jj) * 1E3
130            trc_data(ji,jj,14)  = MIN(tr(ji,jj,ikt,jpcal,Kbb), 1E-4) * zwsbio4(ji,jj) * 1E3
131            trc_data(ji,jj,15)  = ts(ji,jj,ikt,jp_tem,Kmm)
132            trc_data(ji,jj,16)  = ts(ji,jj,ikt,jp_sal,Kmm)
133            trc_data(ji,jj,17 ) = ( tr(ji,jj,ikt,jpsfe,Kbb) * zwsbio3(ji,jj) + tr(ji,jj,ikt,jpbfe,Kbb)  &
134            &                     * zwsbio4(ji,jj)  ) * 1E3 / ( trc_data(ji,jj,12 ) + trc_data(ji,jj,13 ) + rtrn )
135            trc_data(ji,jj,17 ) = MIN(1E-3, trc_data(ji,jj,17 ) )
136         ENDIF
137      END_2D
138
139      ! Pore water initial concentration [mol/l] in  k=1
140      !-------------------------------------------------
141      DO jw = 1, jpwat
142         CALL pack_arr ( jpoce,  pwcp_dta(1:jpoce,jw), trc_data(1:jpi,1:jpj,jw), iarroce(1:jpoce) )
143      END DO
144      !  Solid components :
145      !-----------------------
146      !  Sinking fluxes for OPAL in mol.m-2.s-1 ; conversion in mol.cm-2.s-1
147      CALL pack_arr ( jpoce, rainrm_dta(1:jpoce,jsopal), trc_data(1:jpi,1:jpj,11), iarroce(1:jpoce) ) 
148      rainrm_dta(1:jpoce,jsopal) = rainrm_dta(1:jpoce,jsopal) * 1e-4
149      !  Sinking fluxes for POC in mol.m-2.s-1 ; conversion in mol.cm-2.s-1
150      CALL pack_arr ( jpoce, zdtap(1:jpoce), trc_data(1:jpi,1:jpj,12) , iarroce(1:jpoce) )     
151      CALL pack_arr ( jpoce, zdtag(1:jpoce), trc_data(1:jpi,1:jpj,13) , iarroce(1:jpoce) )
152      DO ji = 1, jpoce
153!        zkapp  = MIN( (1.0 - 0.02 ) * reac_poc, 3731.0 * max(100.0, zkbot(ji) )**(-1.011) / ( 365.0 * 24.0 * 3600.0 ) )
154!        zkapp   = MIN( 0.98 * reac_poc, 100.0 * max(100.0, zkbot(ji) )**(-0.6) / ( 365.0 * 24.0 * 3600.0 ) )
155!        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 )
156!        zf1    = ( 0.02 * (reac_poc - reac_poc * 0.) + zkapp - reac_poc ) / ( reac_poc / 100. - reac_poc )
157!        zf1    = MIN(0.98, MAX(0., zf1 ) )
158         zf1    = 0.48
159         zf0    = 1.0 - 0.02 - zf1
160         zf2    = 0.02
161         rainrm_dta(ji,jspoc) =   ( zdtap(ji) +  zdtag(ji) ) * 1e-4 * zf0
162         rainrm_dta(ji,jspos) =   ( zdtap(ji) +  zdtag(ji) ) * 1e-4 * zf1
163         rainrm_dta(ji,jspor) =   ( zdtap(ji) +  zdtag(ji) ) * 1e-4 * zf2
164      END DO
165      !  Sinking fluxes for Calcite in mol.m-2.s-1 ; conversion in mol.cm-2.s-1
166      CALL pack_arr ( jpoce,  rainrm_dta(1:jpoce,jscal), trc_data(1:jpi,1:jpj,14), iarroce(1:jpoce) )
167      rainrm_dta(1:jpoce,jscal) = rainrm_dta(1:jpoce,jscal) * 1e-4
168      ! vector temperature [�C] and salinity
169      CALL pack_arr ( jpoce,  temp(1:jpoce), trc_data(1:jpi,1:jpj,15), iarroce(1:jpoce) )
170      CALL pack_arr ( jpoce,  salt(1:jpoce), trc_data(1:jpi,1:jpj,16), iarroce(1:jpoce) )
171     
172      ! Clay rain rate in [mol/(cm**2.s)]
173      ! inputs data in [kg.m-2.sec-1] ---> 1e+3/(1e+4) [g.cm-2.s-1]   
174      ! divided after by molecular weight g.mol-1     
175      CALL pack_arr ( jpoce,  rainrm_dta(1:jpoce,jsclay), dust(1:jpi,1:jpj), iarroce(1:jpoce) )
176      rainrm_dta(1:jpoce,jsclay) = rainrm_dta(1:jpoce,jsclay) * conv2 / mol_wgt(jsclay)   &
177      &                            + wacc(1:jpoce) * por1(2) * denssol / mol_wgt(jsclay) / ( rsecday * 365.0 )
178      rainrm_dta(1:jpoce,jsclay) = rainrm_dta(1:jpoce,jsclay) * 0.965
179      rainrm_dta(1:jpoce,jsfeo)  = rainrm_dta(1:jpoce,jsclay) * mol_wgt(jsclay) / mol_wgt(jsfeo) * 0.035 / 0.965
180!    rainrm_dta(1:jpoce,jsclay) = 1.0E-4 * conv2 / mol_wgt(jsclay)
181
182      ! Iron monosulphide rain rates. Set to 0
183      rainrm_dta(1:jpoce,jsfes)  = 0. 
184
185      ! Fe/C ratio in sinking particles that fall to the sediments
186      CALL pack_arr ( jpoce,  fecratio(1:jpoce), trc_data(1:jpi,1:jpj,17), iarroce(1:jpoce) )
187
188      sedligand(:,1) = 1.E-9
189
190      ! sediment pore water at 1st layer (k=1)
191      DO jw = 1, jpwat
192         pwcp(1:jpoce,1,jw) = pwcp_dta(1:jpoce,jw)
193      ENDDO
194
195      !  rain
196      DO js = 1, jpsol
197         rainrm(1:jpoce,js) = rainrm_dta(1:jpoce,js)
198      ENDDO
199
200      ! Calculation of raintg of each sol. comp.: rainrm in [g/(cm**2.s)]
201      DO js = 1, jpsol
202         rainrg(1:jpoce,js) = rainrm(1:jpoce,js) *  mol_wgt(js)
203      ENDDO
204
205      ! Calculation of raintg = total massic flux rained in each cell (sum of sol. comp.)
206      raintg(:) = 0.
207      DO js = 1, jpsol
208         raintg(1:jpoce) = raintg(1:jpoce) + rainrg(1:jpoce,js)
209      ENDDO
210
211      ! computation of dzdep = total thickness of solid material rained [cm] in each cell
212      dzdep(1:jpoce) = raintg(1:jpoce) * rdtsed(2) 
213
214      IF( lk_iomput ) THEN
215          IF( iom_use("sflxclay" ) ) CALL iom_put( "sflxclay", dust(:,:) * conv2 * 1E4 )
216          IF( iom_use("sflxcal" ) )  CALL iom_put( "sflxcal", trc_data(:,:,13) )
217          IF( iom_use("sflxbsi" ) )  CALL iom_put( "sflxbsi", trc_data(:,:,10) )
218          IF( iom_use("sflxpoc" ) )  CALL iom_put( "sflxpoc", trc_data(:,:,11) + trc_data(:,:,12) )
219      ENDIF
220
221      IF( ln_timing )  CALL timing_stop('sed_dta')
222     
223   END SUBROUTINE sed_dta
224
225END MODULE seddta
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.