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

Last change on this file since 12489 was 12489, checked in by davestorkey, 11 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: 28.2 KB
Line 
1MODULE sedini
2   !!======================================================================
3   !!              ***  MODULE  sedini  ***
4   !! Sediment : define sediment variables
5   !!=====================================================================
6
7   !!----------------------------------------------------------------------
8   !!   sed_init    : initialization, namelist read, and parameters control
9   !!----------------------------------------------------------------------
10   !! * Modules used
11   USE sed     ! sediment global variable
12   USE sed_oce
13   USE sedarr
14   USE sedadv
15   USE trcdmp_sed
16   USE trcdta
17   USE iom
18   USE lib_mpp         ! distribued memory computing library
19
20
21   IMPLICIT NONE
22   PRIVATE
23
24   !! * Substitutions
25#  include "do_loop_substitute.h90"
26   !! Module variables
27   REAL(wp)    ::  &
28      sedzmin = 0.3    ,  &  !: Minimum vertical spacing
29      sedhmax = 10.0   ,  &  !: Maximum depth of the sediment
30      sedkth  = 5.0    ,  &  !: Default parameters
31      sedacr  = 3.0          !: Default parameters
32     
33   REAL(wp)    ::  &
34      porsurf =  0.95  ,  &  !: Porosity at the surface
35      porinf  =  0.75  ,  &  !: Porosity at infinite depth
36      rhox    =  2.0         !: Vertical length scale of porosity variation
37
38   REAL(wp)    ::  &
39      rcopal  =   40.  ,  &  !: reactivity for si    [l.mol-1.an-1]
40      dcoef   =  8.e-6       !: diffusion coefficient (*por)   [cm**2/s]
41
42   REAL(wp), PUBLIC    ::  &
43      redO2    =  172.  ,  &  !: Redfield coef for Oxygen
44      redNo3   =   16.  ,  &  !: Redfield coef for Nitrate
45      redPo4   =    1.  ,  &  !: Redfield coef for Phosphate
46      redC     =  122.  ,  &  !: Redfield coef for Carbon
47      redfep   =  0.175 ,  &  !: Ratio for iron bound phosphorus
48      rcorgl   =   50.  ,  &  !: reactivity for POC/O2 [l.mol-1.an-1]   
49      rcorgs   =   0.5  ,  &  !: reactivity of the semi-labile component
50      rcorgr   =   1E-4 ,  &  !: reactivity of the refractory component
51      rcnh4    =   10E6 ,  &  !: reactivity for O2/NH4 [l.mol-1.an-1] 
52      rch2s    =   1.E5 ,  &  !: reactivity for O2/ODU [l.mol-1.an-1]
53      rcfe2    =   5.E8 ,  &  !: reactivity for O2/Fe2+ [l.mol-1.an-1]
54      rcfeh2s  =   1.E4 ,  &  !: Reactivity for FEOH/H2S [l.mol-1.an-1]
55      rcfes    =   1.E5 ,  &  !: Reactivity for FE2+/H2S [l.mol-1.an-1]
56      rcfeso   =   3.E5 ,  &  !: Reactivity for FES/O2 [l.mol-1.an-1]
57      xksedo2  =   5E-6 ,  &  !: half-sturation constant for oxic remin.
58      xksedno3 =   5E-6 ,  &  !: half-saturation constant for denitrification
59      xksedfeo =   0.6  ,  & !: half-saturation constant for iron remin
60      xksedso4 =   2E-3       !: half-saturation constant for SO4 remin
61
62   REAL(wp)    ::  &
63      rccal   = 1000.,      & !: reactivity for calcite         [l.mol-1.an-1]
64      rcligc  = 1.E-4         !: L/C ratio in POC
65
66   REAL(wp), PUBLIC    ::  dbiot   = 15. , &  !: coefficient for bioturbation    [cm**2.(n-1)]
67      dbtbzsc =  10.0  ,    &  !: Vertical scale of variation. If no variation, mixed layer in the sed [cm]
68      xirrzsc = 2.0            !: Vertical scale of irrigation variation.
69   REAL(wp)    ::  &
70      ryear = 365. * 24. * 3600. !:  1 year converted in second
71
72   REAL(wp), DIMENSION(jpwat), PUBLIC  :: diff1
73   DATA diff1/4.59E-6, 1.104E-5, 4.81E-6 , 9.78E-6, 3.58E-6, 4.01E-6, 9.8E-6, 9.73E-6, 5.0E-6, 3.31E-6 /
74
75   REAL(wp), DIMENSION(jpwat), PUBLIC  :: diff2
76   DATA diff2/1.74E-7, 4.47E-7, 2.51E-7, 3.89E-7, 1.77E-7, 2.5E-7, 3.89E-7, 3.06E-7, 2.5E-7, 1.5E-7 /
77
78
79
80   !! *  Routine accessibility
81   PUBLIC sed_init          ! routine called by opa.F90
82
83   !! $Id$
84CONTAINS
85
86
87   SUBROUTINE sed_init
88      !!----------------------------------------------------------------------
89      !!                   ***  ROUTINE sed_init  ***
90      !!
91      !! ** Purpose :  Initialization of sediment module
92      !!               - Reading namelist
93      !!               - Read the deepest water layer thickness
94      !!                 ( using as mask ) in Netcdf file
95      !!               - Convert unity if necessary
96      !!               - sets initial sediment composition
97      !!                 ( only clay or reading restart file )
98      !!               - sets sediment grid, porosity and others constants
99      !!
100      !!   History :
101      !!        !  04-10  (N. Emprin, M. Gehlen )  Original code
102      !!        !  06-07  (C. Ethe)  Re-organization
103      !!----------------------------------------------------------------------
104      INTEGER :: ji, jj, ikt, ierr
105      !!----------------------------------------------------------------------
106
107
108      ! Reading namelist.sed variables
109      !---------------------------------------
110
111      CALL ctl_opn( numsed, 'sediment.output', 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, numout, .FALSE. )
112
113      IF (lwp) THEN
114         WRITE(numsed,*)
115         WRITE(numsed,*) '                 PISCES framework'
116         WRITE(numsed,*) '                 SEDIMENT model'
117         WRITE(numsed,*) '                version 3.0  (2018) '
118         WRITE(numsed,*)
119         WRITE(numsed,*)
120      ENDIF
121
122      IF(lwp) WRITE(numsed,*) ' sed_init : Initialization of sediment module  '
123      IF(lwp) WRITE(numsed,*) ' '
124
125      ! Read sediment Namelist
126      !-------------------------
127      CALL sed_init_nam
128
129      ! Allocate SEDIMENT arrays
130      ierr =        sed_alloc()
131      ierr = ierr + sed_oce_alloc()
132      ierr = ierr + sed_adv_alloc() 
133      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sed_ini: unable to allocate sediment model arrays' )
134
135      ! Determination of sediments number of points and allocate global variables
136      epkbot(:,:) = 0.
137      DO_2D_11_11
138         ikt = mbkt(ji,jj) 
139         IF( tmask(ji,jj,ikt) == 1 ) epkbot(ji,jj) = e3t_1d(ikt)
140         gdepbot(ji,jj) = gdepw_0(ji,jj,ikt)
141      END_2D
142
143      ! computation of total number of ocean points
144      !--------------------------------------------
145      sedmask = 0.
146      IF ( COUNT( epkbot(:,:) > 0. ) == 0 ) THEN
147          sedmask = 0.
148      ELSE
149          sedmask = 1.
150      ENDIF
151      jpoce  = MAX( COUNT( epkbot(:,:) > 0. ) , 1 )
152
153      ! Allocate memory size of global variables
154      ALLOCATE( pwcp (jpoce,jpksed,jpwat) )  ;  ALLOCATE( pwcp0 (jpoce,jpksed,jpwat) ) ;  ALLOCATE( pwcp_dta  (jpoce,jpwat) )
155      ALLOCATE( solcp(jpoce,jpksed,jpsol) )  ;  ALLOCATE( solcp0(jpoce,jpksed,jpsol) ) ;  ALLOCATE( rainrm_dta(jpoce,jpsol) )
156      ALLOCATE( rainrm(jpoce,jpsol) )        ;  ALLOCATE( rainrg(jpoce,jpsol) )        ;  ALLOCATE( raintg(jpoce) ) 
157      ALLOCATE( dzdep(jpoce) )               ;  ALLOCATE( iarroce(jpoce) )             ;  ALLOCATE( dzkbot(jpoce) )
158      ALLOCATE( zkbot(jpoce) )               ;  ALLOCATE( db(jpoce,jpksed) )
159      ALLOCATE( temp(jpoce) )                ;  ALLOCATE( salt(jpoce) ) 
160      ALLOCATE( diff(jpoce,jpksed,jpwat ) )  ;  ALLOCATE( irrig(jpoce, jpksed) )
161      ALLOCATE( wacc(jpoce) )                ;  ALLOCATE( fecratio(jpoce) )
162      ALLOCATE( press(jpoce) )               ;  ALLOCATE( densSW(jpoce) ) 
163      ALLOCATE( hipor(jpoce,jpksed) )        ;  ALLOCATE( co3por(jpoce,jpksed) )
164      ALLOCATE( dz3d(jpoce,jpksed) )         ;  ALLOCATE( volw3d(jpoce,jpksed) )       ;  ALLOCATE( vols3d(jpoce,jpksed) )
165      ALLOCATE( sedligand(jpoce, jpksed) )
166
167      ! Initialization of global variables
168      pwcp  (:,:,:) = 0.   ;  pwcp0 (:,:,:) = 0.  ; pwcp_dta  (:,:) = 0. 
169      solcp (:,:,:) = 0.   ;  solcp0(:,:,:) = 0.  ; rainrm_dta(:,:) = 0.
170      rainrm(:,:  ) = 0.   ;  rainrg(:,:  ) = 0.  ; raintg    (:  ) = 0. 
171      dzdep (:    ) = 0.   ;  iarroce(:   ) = 0   ; dzkbot    (:  ) = 0.
172      temp  (:    ) = 0.   ;  salt   (:   ) = 0.  ; zkbot     (:  ) = 0.
173      press (:    ) = 0.   ;  densSW (:   ) = 0.  ; db        (:,:) = 0. 
174      hipor (:,:  ) = 0.   ;  co3por (:,: ) = 0.  ; irrig     (:,:) = 0. 
175      dz3d  (:,:  ) = 0.   ;  volw3d (:,: ) = 0.  ; vols3d    (:,:) = 0. 
176      fecratio(:)   = 1E-5 
177      sedligand(:,:) = 0.6E-9
178
179      ! Chemical variables     
180      ALLOCATE( akbs  (jpoce) )  ;  ALLOCATE( ak1s   (jpoce) )  ;  ALLOCATE( ak2s  (jpoce) ) ;  ALLOCATE( akws  (jpoce) )     
181      ALLOCATE( ak1ps (jpoce) )  ;  ALLOCATE( ak2ps  (jpoce) )  ;  ALLOCATE( ak3ps (jpoce) ) ;  ALLOCATE( aksis (jpoce) )   
182      ALLOCATE( aksps (jpoce) )  ;  ALLOCATE( ak12s  (jpoce) )  ;  ALLOCATE( ak12ps(jpoce) ) ;  ALLOCATE( ak123ps(jpoce) )   
183      ALLOCATE( borats(jpoce) )  ;  ALLOCATE( calcon2(jpoce) )  ;  ALLOCATE( sieqs (jpoce) ) 
184      ALLOCATE( aks3s(jpoce) )   ;  ALLOCATE( akf3s(jpoce) )    ;  ALLOCATE( sulfats(jpoce) )
185      ALLOCATE( fluorids(jpoce) )
186
187      akbs  (:) = 0. ;   ak1s   (:) = 0. ;  ak2s  (:) = 0. ;   akws   (:) = 0.
188      ak1ps (:) = 0. ;   ak2ps  (:) = 0. ;  ak3ps (:) = 0. ;   aksis  (:) = 0.
189      aksps (:) = 0. ;   ak12s  (:) = 0. ;  ak12ps(:) = 0. ;   ak123ps(:) = 0.
190      borats(:) = 0. ;   calcon2(:) = 0. ;  sieqs (:) = 0.
191      aks3s(:)  = 0. ;   akf3s(:)   = 0. ;  sulfats(:) = 0. ;  fluorids(:) = 0.
192
193      ! Mass balance calculation 
194      ALLOCATE( fromsed(jpoce, jpsol) ) ; ALLOCATE( tosed(jpoce, jpsol) ) ;  ALLOCATE( rloss(jpoce, jpsol) )
195      ALLOCATE( tokbot (jpoce, jpwat) ) 
196
197      fromsed(:,:) = 0.    ;   tosed(:,:) = 0. ;  rloss(:,:) = 0.  ;   tokbot(:,:) = 0. 
198
199      ! Initialization of sediment geometry
200      !------------------------------------
201      CALL sed_init_geom
202
203      ! Offline specific mode
204      ! ---------------------
205      ln_sediment_offline = .FALSE.
206
207#if defined key_sed_off
208      ln_sediment_offline = .TRUE.
209      IF (lwp) write(numsed,*) 'Sediment module is run in offline mode'
210      IF (lwp) write(numsed,*) 'key_sed_off is activated at compilation time'
211      IF (lwp) write(numsed,*) 'ln_sed_2way is forced to false'
212      IF (lwp) write(numsed,*) '--------------------------------------------'
213      ln_sed_2way = .FALSE.
214#endif
215      ! Initialisation of tracer damping
216      ! --------------------------------
217      IF (ln_sediment_offline) THEN
218         CALL trc_dta_ini(jptra)
219         CALL trc_dmp_sed_ini
220      ENDIF
221
222   END SUBROUTINE sed_init
223
224   SUBROUTINE sed_init_geom
225      !!----------------------------------------------------------------------
226      !!                   ***  ROUTINE sed_init_geom  ***
227      !!
228      !! ** Purpose :  Initialization of sediment geometry
229      !!               - Read the deepest water layer thickness
230      !!                 ( using as mask ) in Netcdf file
231      !!               - sets sediment grid, porosity and molecular weight
232      !!                 and others constants
233      !!
234      !!   History :
235      !!        !  06-07  (C. Ethe)  Original
236      !!----------------------------------------------------------------------
237      !! * Modules used
238      !! * local declarations
239      INTEGER  :: ji, jj, jk, jn
240      REAL(wp) :: za0, za1, zt, zw, zsum, zsur, zprof, zprofw
241      REAL(wp) :: ztmp1, ztmp2
242      !----------------------------------------------------------
243
244      IF(lwp) WRITE(numsed,*) ' sed_init_geom : Initialization of sediment geometry '
245      IF(lwp) WRITE(numsed,*) ' '
246
247      ! Computation of 1D array of sediments points
248      indoce = 0
249      DO_2D_11_11
250         IF (  epkbot(ji,jj) > 0. ) THEN
251            indoce          = indoce + 1
252            iarroce(indoce) = (jj - 1) * jpi + ji
253         ENDIF
254      END_2D
255
256      IF ( indoce .EQ. 0 ) THEN
257         indoce = 1
258         iarroce(indoce) = 1
259      ENDIF
260
261      IF( indoce .NE. jpoce ) THEN
262         CALL ctl_stop( 'STOP', 'sed_ini: number of ocean points indoce doesn''t match  number of point' )
263      ELSE
264         IF (lwp) WRITE(numsed,*) ' '
265         IF (lwp) WRITE(numsed,*) ' total number of ocean points jpoce =  ',jpoce
266         IF (lwp) WRITE(numsed,*) ' '
267      ENDIF
268
269      ! initialization of dzkbot in [cm]
270      !------------------------------------------------   
271      CALL pack_arr ( jpoce, dzkbot(1:jpoce), epkbot(1:jpi,1:jpj), iarroce(1:jpoce) )
272      dzkbot(1:jpoce) = dzkbot(1:jpoce) * 1.e+2 
273      CALL pack_arr ( jpoce, zkbot(1:jpoce), gdepbot(1:jpi,1:jpj), iarroce(1:jpoce) )
274
275      ! Geometry and  constants
276      ! sediment layer thickness [cm]
277      ! (1st layer= diffusive layer = pur water)
278      !------------------------------------------
279      za1  = (  sedzmin - sedhmax / FLOAT(jpksed-1)  )                                                      &
280         & / ( TANH((1-sedkth)/sedacr) - sedacr/FLOAT(jpksed-1) * (  LOG( COSH( (jpksed - sedkth) / sedacr) )      &
281         &                                                   - LOG( COSH( ( 1  - sedkth) / sedacr) )  )  )
282      za0  = sedzmin - za1 * TANH( (1-sedkth) / sedacr )
283      zsur = - za0 - za1 * sedacr * LOG( COSH( (1-sedkth) / sedacr )  )
284
285      profsedw(1) = 0.0
286      profsed(1) = -dz(1) / 2.
287      DO jk = 2, jpksed
288         zw = REAL( jk , wp )
289         zt = REAL( jk , wp ) - 0.5_wp
290         profsed(jk)  = ( zsur + za0 * zt + za1 * sedacr * LOG ( COSH( (zt-sedkth) / sedacr ) )  ) 
291         profsedw(jk) = ( zsur + za0 * zw + za1 * sedacr * LOG ( COSH( (zw-sedkth) / sedacr ) )  )
292      END DO
293
294      dz(1) = 0.1
295      DO jk = 2, jpksed
296         dz(jk) = profsedw(jk) - profsedw(jk-1)
297      END DO
298
299      DO jk = 1, jpksed
300         DO ji = 1, jpoce
301            dz3d(ji,jk) = dz(jk)
302         END DO
303      ENDDO
304
305      !  Porosity profile [0]
306      !---------------------
307      por(1) = 1.0
308      DO jk = 2, jpksed
309         por(jk) = porinf + ( porsurf-porinf) * exp(-rhox * (profsed(jk) ) )
310      END DO
311 
312      ! inverse of  Porosity profile
313      !-----------------------------
314      por1(:) = 1. - por(:)
315
316      ! Volumes of pore water and solid fractions (vector and array)
317      !     WARNING : volw(1) and vols(1) are sublayer volums
318      volw(:) = dz(:) * por(:)
319      vols(:) = dz(:) * por1(:)
320
321      ! temporary new value for dz3d(:,1)
322      dz3d(1:jpoce,1) = dzkbot(1:jpoce)
323
324      ! WARNING : volw3d(:,1) and vols3d(:,1) are deepest water column volums
325      DO jk = 1, jpksed
326         volw3d(1:jpoce,jk) = dz3d(1:jpoce,jk) * por (jk)
327         vols3d(1:jpoce,jk) = dz3d(1:jpoce,jk) * por1(jk)
328      ENDDO
329
330      ! Back to the old sublayer vlaue for dz3d(:,1)
331      dz3d(1:jpoce,1) = dz(1)
332
333      !---------------------------------------------
334      ! Molecular weight [g/mol] for solid species
335      !---------------------------------------------
336
337      ! opal=sio2*0.4(h20)=28+2*16+0.4*(2+16)
338      !---------------------------------------
339      mol_wgt(jsopal) = 28. + 2. * 16. + 0.4 * ( 2. + 16. ) 
340
341      !  clay
342      !  some kind of Illit (according to Pape)
343      !  K0.58(Al 1.38 Fe(III)0.37Fe(II)0.04Mg0.34)[(OH)2|(Si3.41Al0.59)O10]
344      !--------------------------------------------------------------------
345      mol_wgt(jsclay) = 0.58 * 39. + 1.38 * 27. + ( 0.37 + 0.04 ) * 56.+ &
346         &              0.34 * 24. + 2. * ( 16. + 1. ) + 3.41 * 38. +    &
347         &              0.59 * 27. + 10. * 16.
348
349      mol_wgt(jsfeo)  = 55.0 + 3.0 * ( 16.0 + 1.0)
350
351      mol_wgt(jsfes)  = 55.0 + 32.0
352
353      ! for chemistry Poc : C(122)H(244)O(86)N(16)P(1)
354      ! But den sity of Poc is an Hydrated material (= POC + 30H2O)
355      ! So C(122)H(355)O(120)N(16)P(1)
356      !------------------------------------------------------------
357      mol_wgt(jspoc) = ( 122. * 12. + 355. + 120. * 16.+ &
358         &                16. * 14. + 31. ) / 122.
359      mol_wgt(jspos) = mol_wgt(jspoc)
360      mol_wgt(jspor) = mol_wgt(jspoc)
361
362      ! CaCO3
363      !---------
364      mol_wgt(jscal) = 40. + 12. + 3. * 16.
365
366      ! Density of solid material in sediment [g/cm**3]
367      !------------------------------------------------
368      denssol = 2.6
369
370      ! Initialization of diffusion coefficient as function of porosity [cm**2/s]
371      !--------------------------------------------------------------------
372!      DO jn = 1, jpsol
373!         DO jk = 1, jpksed
374!            DO ji = 1, jpoce
375!               diff(ji,jk,jn) = dcoef / ( 1.0 - 2.0 * log(por(jk)) )
376!            END DO
377!         END DO
378!      END DO
379
380      ! Accumulation rate from Burwicz et al. (2011). This is used to
381      ! compute the flux of clays and minerals
382      ! --------------------------------------------------------------
383      DO ji = 1, jpoce
384          ztmp1 = 0.117 / ( 1.0 + ( zkbot(ji) / 200.)**3 )
385          ztmp2 = 0.006 / ( 1.0 + ( zkbot(ji) / 4000.)**10 )
386          wacc(ji) = ztmp1 + ztmp2
387      END DO
388
389
390      ! Initialization of time step as function of porosity [cm**2/s]
391      !------------------------------------------------------------------
392   END SUBROUTINE sed_init_geom
393
394   SUBROUTINE sed_init_nam
395      !!----------------------------------------------------------------------
396      !!                   ***  ROUTINE sed_init_nam  ***
397      !!
398      !! ** Purpose :  Initialization of sediment geometry
399      !!               - Reading namelist and defines constants variables
400      !!
401      !!   History :
402      !!        !  06-07  (C. Ethe)  Original
403      !!----------------------------------------------------------------------
404
405      CHARACTER(:), ALLOCATABLE ::   numnamsed_ref           !! Character buffer for reference namelist sediment
406      CHARACTER(:), ALLOCATABLE ::   numnamsed_cfg           !! Character buffer for configuration namelist sediment
407      INTEGER :: ios                 ! Local integer output status for namelist read
408      CHARACTER(LEN=20)   ::   clname
409
410      TYPE PSED
411         CHARACTER(len = 20)  :: snamesed   !: short name
412         CHARACTER(len = 80 ) :: lnamesed   !: long name
413         CHARACTER(len = 20 ) :: unitsed    !: unit
414      END TYPE PSED
415
416      TYPE(PSED) , DIMENSION(jpsol     ) :: sedsol
417      TYPE(PSED) , DIMENSION(jpwat     ) :: sedwat
418      TYPE(PSED) , DIMENSION(jpdia3dsed) :: seddiag3d
419      TYPE(PSED) , DIMENSION(jpdia2dsed) :: seddiag2d
420
421      NAMELIST/nam_run/nrseddt,ln_sed_2way
422      NAMELIST/nam_geom/jpksed, sedzmin, sedhmax, sedkth, sedacr, porsurf, porinf, rhox
423      NAMELIST/nam_trased/sedsol, sedwat
424      NAMELIST/nam_diased/seddiag3d, seddiag2d
425      NAMELIST/nam_inorg/rcopal, dcoef, rccal, ratligc, rcligc
426      NAMELIST/nam_poc/redO2, redNo3, redPo4, redC, redfep, rcorgl, rcorgs,  &
427         &             rcorgr, rcnh4, rch2s, rcfe2, rcfeh2s, rcfes, rcfeso,  &
428         &             xksedo2, xksedno3, xksedfeo, xksedso4
429      NAMELIST/nam_btb/dbiot, ln_btbz, dbtbzsc, adsnh4, ln_irrig, xirrzsc
430      NAMELIST/nam_rst/ln_rst_sed, cn_sedrst_indir, cn_sedrst_outdir, cn_sedrst_in, cn_sedrst_out
431
432      INTEGER :: ji, jn, jn1
433      !-------------------------------------------------------
434
435      IF(lwp) WRITE(numsed,*) ' sed_init_nam : Read namelists '
436      IF(lwp) WRITE(numsed,*) ' '
437
438      ! ryear = 1 year converted in second
439      !------------------------------------
440      IF (lwp) THEN
441         WRITE(numsed,*) ' '
442         WRITE(numsed,*) 'number of seconds in one year : ryear = ', ryear
443         WRITE(numsed,*) ' '     
444      ENDIF
445
446      ! Reading namelist.sed variables
447      !---------------------------------
448      clname = 'namelist_sediment'
449      IF(lwp) WRITE(numsed,*) ' sed_init_nam : read SEDIMENT namelist'
450      IF(lwp) WRITE(numsed,*) ' ~~~~~~~~~~~~~~'
451      CALL load_nml( numnamsed_ref, TRIM( clname )//'_ref', numout, lwm )
452      CALL load_nml( numnamsed_cfg, TRIM( clname )//'_cfg', numout, lwm )
453
454      nitsed000 = nittrc000
455      nitsedend = nitend
456      ! Namelist nam_run
457      READ  ( numnamsed_ref, nam_run, IOSTAT = ios, ERR = 901)
458901   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_run in reference namelist' )
459
460      READ  ( numnamsed_cfg, nam_run, IOSTAT = ios, ERR = 902)
461902   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_run in configuration namelist' )
462
463      IF (lwp) THEN
464         WRITE(numsed,*) ' namelist nam_run'
465         WRITE(numsed,*) ' Nb of iterations for fast species    nrseddt = ', nrseddt
466         WRITE(numsed,*) ' 2-way coupling between PISCES and Sed ln_sed_2way = ', ln_sed_2way
467      ENDIF
468
469      IF ( ln_p5z .AND. ln_sed_2way ) CALL ctl_stop( '2 ways coupling with sediment cannot be activated with PISCES-QUOTA' )
470
471      READ  ( numnamsed_ref, nam_geom, IOSTAT = ios, ERR = 903)
472903   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_geom in reference namelist' )
473
474      READ  ( numnamsed_cfg, nam_geom, IOSTAT = ios, ERR = 904)
475904   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_geom in configuration namelist' )
476
477      IF (lwp) THEN
478         WRITE(numsed,*) ' namelist nam_geom'
479         WRITE(numsed,*) ' Number of vertical layers            jpksed  = ', jpksed
480         WRITE(numsed,*) ' Minimum vertical spacing             sedzmin = ', sedzmin
481         WRITE(numsed,*) ' Maximum depth of the sediment        sedhmax = ', sedhmax
482         WRITE(numsed,*) ' Default parameter                    sedkth  = ', sedkth
483         WRITE(numsed,*) ' Default parameter                    sedacr  = ', sedacr
484         WRITE(numsed,*) ' Sediment porosity at the surface     porsurf = ', porsurf
485         WRITE(numsed,*) ' Sediment porosity at infinite depth  porinf  = ', porinf
486         WRITE(numsed,*) ' Length scale of porosity variation   rhox    = ', rhox
487      ENDIF
488
489      jpksedm1  = jpksed - 1
490      dtsed = rDt_trc
491
492      READ  ( numnamsed_ref, nam_trased, IOSTAT = ios, ERR = 905)
493905   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_trased in reference namelist' )
494
495      READ  ( numnamsed_cfg, nam_trased, IOSTAT = ios, ERR = 906)
496906   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_trased in configuration namelist' )
497
498      DO jn = 1, jpsol
499         sedtrcd(jn) = sedsol(jn)%snamesed
500         sedtrcl(jn) = sedsol(jn)%lnamesed
501         sedtrcu(jn) = sedsol(jn)%unitsed
502      END DO
503
504      DO jn = 1, jpwat
505         jn1 = jn + jpsol
506         sedtrcd(jn1) = sedwat(jn)%snamesed
507         sedtrcl(jn1) = sedwat(jn)%lnamesed
508         sedtrcu(jn1) = sedwat(jn)%unitsed
509      END DO
510
511      IF (lwp) THEN
512         WRITE(numsed,*) ' namelist nam_trased'
513         WRITE(numsed,*) ' '
514         DO jn = 1, jptrased
515            WRITE(numsed,*) 'name of 3d output sediment field number :',jn,' : ',TRIM(sedtrcd(jn))
516            WRITE(numsed,*) 'long name ', TRIM(sedtrcl(jn))
517            WRITE(numsed,*) ' in unit = ', TRIM(sedtrcu(jn))
518            WRITE(numsed,*) ' '
519         END DO
520         WRITE(numsed,*) ' '
521      ENDIF
522
523      READ  ( numnamsed_ref, nam_diased, IOSTAT = ios, ERR = 907)
524907   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_diased in reference namelist' )
525
526      READ  ( numnamsed_cfg, nam_diased, IOSTAT = ios, ERR = 908)
527908   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_diased in configuration namelist' )
528     
529      DO jn = 1, jpdia3dsed
530         seddia3d(jn) = seddiag3d(jn)%snamesed
531         seddia3l(jn) = seddiag3d(jn)%lnamesed
532         seddia3u(jn) = seddiag3d(jn)%unitsed
533      END DO
534
535      DO jn = 1, jpdia2dsed
536         seddia2d(jn) = seddiag2d(jn)%snamesed
537         seddia2l(jn) = seddiag2d(jn)%lnamesed
538         seddia2u(jn) = seddiag2d(jn)%unitsed
539      END DO
540
541      IF (lwp) THEN
542         WRITE(numsed,*) ' namelist nam_diased'
543         WRITE(numsed,*) ' '
544         DO jn = 1, jpdia3dsed
545            WRITE(numsed,*) 'name of 3D output diag number :',jn, ' : ', TRIM(seddia3d(jn))
546            WRITE(numsed,*) 'long name ', TRIM(seddia3l(jn))
547            WRITE(numsed,*) ' in unit = ',TRIM(seddia3u(jn))
548            WRITE(numsed,*) ' '
549         END DO
550
551         DO jn = 1, jpdia2dsed
552            WRITE(numsed,*) 'name of 2D output diag number :',jn, ' : ', TRIM(seddia2d(jn))
553            WRITE(numsed,*) 'long name ', TRIM(seddia2l(jn))
554            WRITE(numsed,*) ' in unit = ',TRIM(seddia2u(jn))
555            WRITE(numsed,*) ' '
556         END DO
557
558         WRITE(numsed,*) ' '
559      ENDIF
560
561      ! Inorganic chemistry parameters
562      !----------------------------------
563      READ  ( numnamsed_ref, nam_inorg, IOSTAT = ios, ERR = 909)
564909   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_inorg in reference namelist' )
565
566      READ  ( numnamsed_cfg, nam_inorg, IOSTAT = ios, ERR = 910)
567910   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_inorg in configuration namelist' )
568
569      IF (lwp) THEN
570         WRITE(numsed,*) ' namelist nam_inorg'
571         WRITE(numsed,*) ' reactivity for Si      rcopal  = ', rcopal
572         WRITE(numsed,*) ' diff. coef for por.    dcoef   = ', dcoef
573         WRITE(numsed,*) ' reactivity for calcite rccal   = ', rccal
574         WRITE(numsed,*) ' L/C ratio in POC       ratligc = ', ratligc
575         WRITE(numsed,*) ' reactivity for ligands rcligc  = ', rcligc
576         WRITE(numsed,*) ' '
577      ENDIF
578
579      ! Unity conversion to get saturation conc. psat in [mol.l-1]
580      ! and reactivity rc in  [l.mol-1.s-1]
581      !----------------------------------------------------------
582      reac_sil   = rcopal / ryear     
583      reac_ligc  = rcligc / ryear
584
585      ! Additional parameter linked to POC/O2/No3/Po4
586      !----------------------------------------------
587      READ  ( numnamsed_ref, nam_poc, IOSTAT = ios, ERR = 911)
588911   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_poc in reference namelist' )
589
590      READ  ( numnamsed_cfg, nam_poc, IOSTAT = ios, ERR = 912)
591912   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_poc in configuration namelist' )
592
593      IF (lwp) THEN
594         WRITE(numsed,*) ' namelist nam_poc'
595         WRITE(numsed,*) ' Redfield coef for oxy            redO2    = ', redO2
596         WRITE(numsed,*) ' Redfield coef for no3            redNo3   = ', redNo3
597         WRITE(numsed,*) ' Redfield coef for po4            redPo4   = ', redPo4
598         WRITE(numsed,*) ' Redfield coef for carbon         redC     = ', redC
599         WRITE(numsed,*) ' Ration for iron bound P          redfep   = ', redfep
600         WRITE(numsed,*) ' reactivity for labile POC        rcorgl   = ', rcorgl
601         WRITE(numsed,*) ' reactivity for semi-refract. POC rcorgs   = ', rcorgs
602         WRITE(numsed,*) ' reactivity for refractory POC    rcorgr   = ', rcorgr
603         WRITE(numsed,*) ' reactivity for NH4               rcnh4    = ', rcnh4
604         WRITE(numsed,*) ' reactivity for H2S               rch2s    = ', rch2s
605         WRITE(numsed,*) ' reactivity for Fe2+              rcfe2    = ', rcfe2
606         WRITE(numsed,*) ' reactivity for FeOH/H2S          rcfeh2s  = ', rcfeh2s
607         WRITE(numsed,*) ' reactivity for Fe2+/H2S          rcfes    = ', rcfes
608         WRITE(numsed,*) ' reactivity for FeS/O2            rcfeso   = ', rcfeso
609         WRITE(numsed,*) ' Half-sat. cste for oxic remin    xksedo2  = ', xksedo2
610         WRITE(numsed,*) ' Half-sat. cste for denit.        xksedno3 = ', xksedno3
611         WRITE(numsed,*) ' Half-sat. cste for iron remin    xksedfeo = ', xksedfeo
612         WRITE(numsed,*) ' Half-sat. cste for SO4 remin     xksedso4 = ', xksedso4
613         WRITE(numsed,*) ' '
614      ENDIF
615
616
617      so2ut  = redO2    / redC
618      srno3  = redNo3   / redC
619      spo4r  = redPo4   / redC
620      srDnit = ( (redO2 + 32. ) * 0.8 - redNo3 - redNo3 * 0.6 ) / redC
621      ! reactivity rc in  [l.mol-1.s-1]
622      reac_pocl  = rcorgl / ryear
623      reac_pocs  = rcorgs / ryear
624      reac_pocr  = rcorgr / ryear
625      reac_nh4   = rcnh4  / ryear
626      reac_h2s   = rch2s  / ryear
627      reac_fe2   = rcfe2  / ryear
628      reac_feh2s = rcfeh2s/ ryear
629      reac_fes   = rcfes  / ryear
630      reac_feso  = rcfeso / ryear
631
632      ! reactivity rc in  [l.mol-1.s-1]     
633      reac_cal = rccal / ryear
634
635      ! Bioturbation parameter
636      !------------------------
637      READ  ( numnamsed_ref, nam_btb, IOSTAT = ios, ERR = 913)
638913   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_btb in reference namelist' )
639
640      READ  ( numnamsed_cfg, nam_btb, IOSTAT = ios, ERR = 914)
641914   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_btb in configuration namelist' )
642
643      IF (lwp) THEN
644         WRITE(numsed,*) ' namelist nam_btb ' 
645         WRITE(numsed,*) ' coefficient for bioturbation      dbiot    = ', dbiot
646         WRITE(numsed,*) ' Depth varying bioturbation        ln_btbz  = ', ln_btbz
647         WRITE(numsed,*) ' coefficient for btb attenuation   dbtbzsc  = ', dbtbzsc
648         WRITE(numsed,*) ' Adsorption coefficient of NH4     adsnh4   = ', adsnh4
649         WRITE(numsed,*) ' Bioirrigation in sediment         ln_irrig = ', ln_irrig
650         WRITE(numsed,*) ' coefficient for irrig attenuation xirrzsc  = ', xirrzsc
651         WRITE(numsed,*) ' '
652      ENDIF
653
654      ! Initial value (t=0) for sediment pore water and solid components
655      !----------------------------------------------------------------
656      READ  ( numnamsed_ref, nam_rst, IOSTAT = ios, ERR = 915)
657915   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_rst in reference namelist' )
658
659      READ  ( numnamsed_cfg, nam_rst, IOSTAT = ios, ERR = 916)
660916   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_rst in configuration namelist' )
661
662      IF (lwp) THEN
663         WRITE(numsed,*) ' namelist  nam_rst ' 
664         WRITE(numsed,*) '  boolean term for restart (T or F) ln_rst_sed = ', ln_rst_sed 
665         WRITE(numsed,*) ' '
666      ENDIF
667      nn_dtsed = 1
668
669
670   END SUBROUTINE sed_init_nam
671
672END MODULE sedini
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.