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.
p4zche.F90 in branches/2016/dev_r7012_ROBUST5_CNRS/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/PISCES/P4Z – NEMO

source: branches/2016/dev_r7012_ROBUST5_CNRS/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/PISCES/P4Z/p4zche.F90 @ 7162

Last change on this file since 7162 was 7162, checked in by cetlod, 6 years ago

new top interface : Add PISCES quota model

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 37.4 KB
Line 
1MODULE p4zche
2   !!======================================================================
3   !!                         ***  MODULE p4zche  ***
4   !! TOP :   PISCES Sea water chemistry computed following OCMIP protocol
5   !!======================================================================
6   !! History :   OPA  !  1988     (E. Maier-Reimer)  Original code
7   !!              -   !  1998     (O. Aumont)  addition
8   !!              -   !  1999     (C. Le Quere)  modification
9   !!   NEMO      1.0  !  2004     (O. Aumont)  modification
10   !!              -   !  2006     (R. Gangsto)  modification
11   !!             2.0  !  2007-12  (C. Ethe, G. Madec)  F90
12   !!                  !  2011-02  (J. Simeon, J.Orr ) update O2 solubility constants
13   !!             3.6  !  2016-03  (O. Aumont) Change chemistry to MOCSY standards
14   !!----------------------------------------------------------------------
15   !!   p4z_che      :  Sea water chemistry computed following OCMIP protocol
16   !!----------------------------------------------------------------------
17   USE oce_trc       !  shared variables between ocean and passive tracers
18   USE trc           !  passive tracers common variables
19   USE sms_pisces    !  PISCES Source Minus Sink variables
20   USE lib_mpp       !  MPP library
21   USE eosbn2, ONLY : neos
22
23   IMPLICIT NONE
24   PRIVATE
25
26   PUBLIC   p4z_che          !
27   PUBLIC   p4z_che_alloc    !
28   PUBLIC   ahini_for_at     !
29   PUBLIC   solve_at_general !
30
31   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   :: sio3eq   ! chemistry of Si
32   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   :: fekeq    ! chemistry of Fe
33   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   :: chemc    ! Solubilities of O2 and CO2
34   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   :: chemo2    ! Solubilities of O2 and CO2
35   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:) :: fesol    ! solubility of Fe
36   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   tempis   ! In situ temperature
37   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   salinprac  ! Practical salinity
38
39   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   akb3       !: ???
40   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   akw3       !: ???
41   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   akf3       !: ???
42   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   aks3       !: ???
43   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   ak1p3      !: ???
44   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   ak2p3      !: ???
45   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   ak3p3      !: ???
46   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   aksi3      !: ???
47   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   borat      !: ???
48   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   fluorid    !: ???
49   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   sulfat     !: ???
50
51   !!* Variable for chemistry of the CO2 cycle
52
53   REAL(wp), PUBLIC ::   atcox  = 0.20946         ! units atm
54
55   REAL(wp) ::   o2atm  = 1. / ( 1000. * 0.20946 ) 
56
57   REAL(wp) ::   rgas   = 83.14472      ! universal gas constants
58   REAL(wp) ::   oxyco  = 1. / 22.4144  ! converts from liters of an ideal gas to moles
59
60   !                                    ! coeff. for seawater pressure correction : millero 95
61   !                                    ! AGRIF doesn't like the DATA instruction
62   REAL(wp) :: devk10  = -25.5
63   REAL(wp) :: devk11  = -15.82
64   REAL(wp) :: devk12  = -29.48
65   REAL(wp) :: devk13  = -20.02
66   REAL(wp) :: devk14  = -18.03
67   REAL(wp) :: devk15  = -9.78
68   REAL(wp) :: devk16  = -48.76
69   REAL(wp) :: devk17  = -14.51
70   REAL(wp) :: devk18  = -23.12
71   REAL(wp) :: devk19  = -26.57
72   REAL(wp) :: devk110  = -29.48
73   !
74   REAL(wp) :: devk20  = 0.1271
75   REAL(wp) :: devk21  = -0.0219
76   REAL(wp) :: devk22  = 0.1622
77   REAL(wp) :: devk23  = 0.1119
78   REAL(wp) :: devk24  = 0.0466
79   REAL(wp) :: devk25  = -0.0090
80   REAL(wp) :: devk26  = 0.5304
81   REAL(wp) :: devk27  = 0.1211
82   REAL(wp) :: devk28  = 0.1758
83   REAL(wp) :: devk29  = 0.2020
84   REAL(wp) :: devk210  = 0.1622
85   !
86   REAL(wp) :: devk30  = 0.
87   REAL(wp) :: devk31  = 0.
88   REAL(wp) :: devk32  = 2.608E-3
89   REAL(wp) :: devk33  = -1.409e-3
90   REAL(wp) :: devk34  = 0.316e-3
91   REAL(wp) :: devk35  = -0.942e-3
92   REAL(wp) :: devk36  = 0.
93   REAL(wp) :: devk37  = -0.321e-3
94   REAL(wp) :: devk38  = -2.647e-3
95   REAL(wp) :: devk39  = -3.042e-3
96   REAL(wp) :: devk310  = -2.6080e-3
97   !
98   REAL(wp) :: devk40  = -3.08E-3
99   REAL(wp) :: devk41  = 1.13E-3
100   REAL(wp) :: devk42  = -2.84E-3
101   REAL(wp) :: devk43  = -5.13E-3
102   REAL(wp) :: devk44  = -4.53e-3
103   REAL(wp) :: devk45  = -3.91e-3
104   REAL(wp) :: devk46  = -11.76e-3
105   REAL(wp) :: devk47  = -2.67e-3
106   REAL(wp) :: devk48  = -5.15e-3
107   REAL(wp) :: devk49  = -4.08e-3
108   REAL(wp) :: devk410  = -2.84e-3
109   !
110   REAL(wp) :: devk50  = 0.0877E-3
111   REAL(wp) :: devk51  = -0.1475E-3     
112   REAL(wp) :: devk52  = 0.
113   REAL(wp) :: devk53  = 0.0794E-3     
114   REAL(wp) :: devk54  = 0.09e-3
115   REAL(wp) :: devk55  = 0.054e-3
116   REAL(wp) :: devk56  = 0.3692E-3
117   REAL(wp) :: devk57  = 0.0427e-3
118   REAL(wp) :: devk58  = 0.09e-3
119   REAL(wp) :: devk59  = 0.0714e-3
120   REAL(wp) :: devk510  = 0.0
121   !
122   ! General parameters
123   REAL(wp), PARAMETER :: pp_rdel_ah_target = 1.E-4_wp
124   REAL(wp), PARAMETER :: pp_ln10 = 2.302585092994045684018_wp
125
126   ! Maximum number of iterations for each method
127   INTEGER, PARAMETER :: jp_maxniter_atgen    = 20
128
129   ! Bookkeeping variables for each method
130   ! - SOLVE_AT_GENERAL
131   INTEGER :: niter_atgen    = jp_maxniter_atgen
132
133   !!----------------------------------------------------------------------
134   !! NEMO/TOP 3.3 , NEMO Consortium (2010)
135   !! $Id$
136   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
137   !!----------------------------------------------------------------------
138CONTAINS
139
140   SUBROUTINE p4z_che
141      !!---------------------------------------------------------------------
142      !!                     ***  ROUTINE p4z_che  ***
143      !!
144      !! ** Purpose :   Sea water chemistry computed following OCMIP protocol
145      !!
146      !! ** Method  : - ...
147      !!---------------------------------------------------------------------
148      INTEGER  ::   ji, jj, jk
149      REAL(wp) ::   ztkel, ztkel1, zt , zsal  , zsal2 , zbuf1 , zbuf2
150      REAL(wp) ::   ztgg , ztgg2, ztgg3 , ztgg4 , ztgg5
151      REAL(wp) ::   zpres, ztc  , zcl   , zcpexp, zoxy  , zcpexp2
152      REAL(wp) ::   zsqrt, ztr  , zlogt , zcek1, zc1, zplat
153      REAL(wp) ::   zis  , zis2 , zsal15, zisqrt, za1, za2
154      REAL(wp) ::   zckb , zck1 , zck2  , zckw  , zak1 , zak2  , zakb , zaksp0, zakw
155      REAL(wp) ::   zck1p, zck2p, zck3p, zcksi, zak1p, zak2p, zak3p, zaksi
156      REAL(wp) ::   zst  , zft  , zcks  , zckf  , zaksp1
157      REAL(wp) ::   total2free, free2SWS, total2SWS, SWS2total
158
159      !!---------------------------------------------------------------------
160      !
161      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('p4z_che')
162      !
163      ! Computation of chemical constants require practical salinity
164      ! Thus, when TEOS08 is used, absolute salinity is converted to
165      ! practical salinity
166      ! -------------------------------------------------------------
167      IF (neos == -1) THEN
168         salinprac(:,:,:) = tsn(:,:,:,jp_sal) * 35.0 / 35.16504
169      ELSE
170         salinprac(:,:,:) = tsn(:,:,:,jp_sal)
171      ENDIF
172
173      !
174      ! Computations of chemical constants require in situ temperature
175      ! Here a quite simple formulation is used to convert
176      ! potential temperature to in situ temperature. The errors is less than
177      ! 0.04°C relative to an exact computation
178      ! ---------------------------------------------------------------------
179      DO jk = 1, jpk
180         DO jj = 1, jpj
181            DO ji = 1, jpi
182               zpres = gdept_n(ji,jj,jk) / 1000.
183               za1 = 0.04 * ( 1.0 + 0.185 * tsn(ji,jj,jk,jp_tem) + 0.035 * (salinprac(ji,jj,jk) - 35.0) )
184               za2 = 0.0075 * ( 1.0 - tsn(ji,jj,jk,jp_tem) / 30.0 )
185               tempis(ji,jj,jk) = tsn(ji,jj,jk,jp_tem) - za1 * zpres + za2 * zpres**2
186            END DO
187         END DO
188      END DO
189      !
190      ! CHEMICAL CONSTANTS - SURFACE LAYER
191      ! ----------------------------------
192!CDIR NOVERRCHK
193      DO jj = 1, jpj
194!CDIR NOVERRCHK
195         DO ji = 1, jpi
196            !                             ! SET ABSOLUTE TEMPERATURE
197            ztkel = tempis(ji,jj,1) + 273.15
198            zt    = ztkel * 0.01
199            zsal  = salinprac(ji,jj,1) + ( 1.- tmask(ji,jj,1) ) * 35.
200            !                             ! LN(K0) OF SOLUBILITY OF CO2 (EQ. 12, WEISS, 1980)
201            !                             !     AND FOR THE ATMOSPHERE FOR NON IDEAL GAS
202            zcek1 = 9345.17/ztkel - 60.2409 + 23.3585 * LOG(zt) + zsal*(0.023517 - 0.00023656*ztkel    &
203            &       + 0.0047036e-4*ztkel**2)
204            chemc(ji,jj,1) = EXP( zcek1 ) * 1E-6 * rhop(ji,jj,1) / 1000. ! mol/(L atm)
205            chemc(ji,jj,2) = -1636.75 + 12.0408*ztkel - 0.0327957*ztkel**2 + 0.0000316528*ztkel**3
206            chemc(ji,jj,3) = 57.7 - 0.118*ztkel
207            !
208         END DO
209      END DO
210
211      ! OXYGEN SOLUBILITY - DEEP OCEAN
212      ! -------------------------------
213!CDIR NOVERRCHK
214      DO jk = 1, jpk
215!CDIR NOVERRCHK
216         DO jj = 1, jpj
217!CDIR NOVERRCHK
218            DO ji = 1, jpi
219              ztkel = tempis(ji,jj,jk) + 273.15
220              zsal  = salinprac(ji,jj,jk) + ( 1.- tmask(ji,jj,jk) ) * 35.
221              zsal2 = zsal * zsal
222              ztgg  = LOG( ( 298.15 - tempis(ji,jj,jk) ) / ztkel )  ! Set the GORDON & GARCIA scaled temperature
223              ztgg2 = ztgg  * ztgg
224              ztgg3 = ztgg2 * ztgg
225              ztgg4 = ztgg3 * ztgg
226              ztgg5 = ztgg4 * ztgg
227
228              zoxy  = 2.00856 + 3.22400 * ztgg + 3.99063 * ztgg2 + 4.80299 * ztgg3    &
229              &       + 9.78188e-1 * ztgg4 + 1.71069 * ztgg5 + zsal * ( -6.24097e-3   &
230              &       - 6.93498e-3 * ztgg - 6.90358e-3 * ztgg2 - 4.29155e-3 * ztgg3 )   &
231              &       - 3.11680e-7 * zsal2
232              chemo2(ji,jj,jk) = ( EXP( zoxy ) * o2atm ) * oxyco * atcox     ! mol/(L atm)
233            END DO
234          END DO
235        END DO
236
237
238
239      ! CHEMICAL CONSTANTS - DEEP OCEAN
240      ! -------------------------------
241!CDIR NOVERRCHK
242      DO jk = 1, jpk
243!CDIR NOVERRCHK
244         DO jj = 1, jpj
245!CDIR NOVERRCHK
246            DO ji = 1, jpi
247
248               ! SET PRESSION ACCORDING TO SAUNDER (1980)
249               zplat   = SIN ( ABS(gphit(ji,jj)*3.141592654/180.) )
250               zc1 = 5.92E-3 + zplat**2 * 5.25E-3
251               zpres = ((1-zc1)-SQRT(((1-zc1)**2)-(8.84E-6*gdept_n(ji,jj,jk)))) / 4.42E-6
252               zpres = zpres / 10.0
253
254               ! SET ABSOLUTE TEMPERATURE
255               ztkel   = tempis(ji,jj,jk) + 273.15
256               zsal    = salinprac(ji,jj,jk) + ( 1.-tmask(ji,jj,jk) ) * 35.
257               zsqrt  = SQRT( zsal )
258               zsal15  = zsqrt * zsal
259               zlogt  = LOG( ztkel )
260               ztr    = 1. / ztkel
261               zis    = 19.924 * zsal / ( 1000.- 1.005 * zsal )
262               zis2   = zis * zis
263               zisqrt = SQRT( zis )
264               ztc     = tempis(ji,jj,jk) + ( 1.- tmask(ji,jj,jk) ) * 20.
265
266               ! CHLORINITY (WOOSTER ET AL., 1969)
267               zcl     = zsal / 1.80655
268
269               ! TOTAL SULFATE CONCENTR. [MOLES/kg soln]
270               zst     = 0.14 * zcl /96.062
271
272               ! TOTAL FLUORIDE CONCENTR. [MOLES/kg soln]
273               zft     = 0.000067 * zcl /18.9984
274
275               ! DISSOCIATION CONSTANT FOR SULFATES on free H scale (Dickson 1990)
276               zcks    = EXP(-4276.1 * ztr + 141.328 - 23.093 * zlogt         &
277               &         + (-13856. * ztr + 324.57 - 47.986 * zlogt) * zisqrt &
278               &         + (35474. * ztr - 771.54 + 114.723 * zlogt) * zis    &
279               &         - 2698. * ztr * zis**1.5 + 1776.* ztr * zis2         &
280               &         + LOG(1.0 - 0.001005 * zsal))
281
282               ! DISSOCIATION CONSTANT FOR FLUORIDES on free H scale (Dickson and Riley 79)
283               zckf    = EXP( 1590.2*ztr - 12.641 + 1.525*zisqrt   &
284               &         + LOG(1.0d0 - 0.001005d0*zsal)            &
285               &         + LOG(1.0d0 + zst/zcks))
286
287               ! DISSOCIATION CONSTANT FOR CARBONATE AND BORATE
288               zckb=  (-8966.90 - 2890.53*zsqrt - 77.942*zsal        &
289               &      + 1.728*zsal15 - 0.0996*zsal*zsal)*ztr         &
290               &      + (148.0248 + 137.1942*zsqrt + 1.62142*zsal)   &
291               &      + (-24.4344 - 25.085*zsqrt - 0.2474*zsal)      & 
292               &      * zlogt + 0.053105*zsqrt*ztkel
293
294               ! DISSOCIATION COEFFICIENT FOR CARBONATE ACCORDING TO
295               ! MEHRBACH (1973) REFIT BY MILLERO (1995), seawater scale
296               zck1    = -1.0*(3633.86*ztr - 61.2172 + 9.6777*zlogt  &
297                  - 0.011555*zsal + 0.0001152*zsal*zsal)
298               zck2    = -1.0*(471.78*ztr + 25.9290 - 3.16967*zlogt      &
299                  - 0.01781*zsal + 0.0001122*zsal*zsal)
300
301               ! PKW (H2O) (MILLERO, 1995) from composite data
302               zckw    = -13847.26 * ztr + 148.9652 - 23.6521 * zlogt + ( 118.67 * ztr    &
303                         - 5.977 + 1.0495 * zlogt ) * zsqrt - 0.01615 * zsal
304
305               ! CONSTANTS FOR PHOSPHATE (MILLERO, 1995)
306              zck1p    = -4576.752*ztr + 115.540 - 18.453*zlogt   &
307              &          + (-106.736*ztr + 0.69171) * zsqrt       &
308              &          + (-0.65643*ztr - 0.01844) * zsal
309
310              zck2p    = -8814.715*ztr + 172.1033 - 27.927*zlogt  &
311              &          + (-160.340*ztr + 1.3566)*zsqrt          &
312              &          + (0.37335*ztr - 0.05778)*zsal
313
314              zck3p    = -3070.75*ztr - 18.126                    &
315              &          + (17.27039*ztr + 2.81197) * zsqrt       &
316              &          + (-44.99486*ztr - 0.09984) * zsal 
317
318              ! CONSTANT FOR SILICATE, MILLERO (1995)
319              zcksi    = -8904.2*ztr  + 117.400 - 19.334*zlogt   &
320              &          + (-458.79*ztr + 3.5913) * zisqrt       &
321              &          + (188.74*ztr - 1.5998) * zis           &
322              &          + (-12.1652*ztr + 0.07871) * zis2       &
323              &          + LOG(1.0 - 0.001005*zsal)
324
325               ! APPARENT SOLUBILITY PRODUCT K'SP OF CALCITE IN SEAWATER
326               !       (S=27-43, T=2-25 DEG C) at pres =0 (atmos. pressure) (MUCCI 1983)
327               zaksp0  = -171.9065 -0.077993*ztkel + 2839.319*ztr + 71.595*LOG10( ztkel )   &
328                  &      + (-0.77712 + 0.00284263*ztkel + 178.34*ztr) * zsqrt  &
329                  &      - 0.07711*zsal + 0.0041249*zsal15
330
331               ! CONVERT FROM DIFFERENT PH SCALES
332               total2free  = 1.0/(1.0 + zst/zcks)
333               free2SWS    = 1. + zst/zcks + zft/(zckf*total2free)
334               total2SWS   = total2free * free2SWS
335               SWS2total   = 1.0 / total2SWS
336
337               ! K1, K2 OF CARBONIC ACID, KB OF BORIC ACID, KW (H2O) (LIT.?)
338               zak1    = 10**(zck1) * total2SWS
339               zak2    = 10**(zck2) * total2SWS
340               zakb    = EXP( zckb ) * total2SWS
341               zakw    = EXP( zckw )
342               zaksp1  = 10**(zaksp0)
343               zak1p   = exp( zck1p )
344               zak2p   = exp( zck2p )
345               zak3p   = exp( zck3p )
346               zaksi   = exp( zcksi )
347               zckf    = zckf * total2SWS
348
349               ! FORMULA FOR CPEXP AFTER EDMOND & GIESKES (1970)
350               !        (REFERENCE TO CULBERSON & PYTKOQICZ (1968) AS MADE
351               !        IN BROECKER ET AL. (1982) IS INCORRECT; HERE RGAS IS
352               !        TAKEN TENFOLD TO CORRECT FOR THE NOTATION OF pres  IN
353               !        DBAR INSTEAD OF BAR AND THE EXPRESSION FOR CPEXP IS
354               !        MULTIPLIED BY LN(10.) TO ALLOW USE OF EXP-FUNCTION
355               !        WITH BASIS E IN THE FORMULA FOR AKSPP (CF. EDMOND
356               !        & GIESKES (1970), P. 1285-1286 (THE SMALL
357               !        FORMULA ON P. 1286 IS RIGHT AND CONSISTENT WITH THE
358               !        SIGN IN PARTIAL MOLAR VOLUME CHANGE AS SHOWN ON P. 1285))
359               zcpexp  = zpres / (rgas*ztkel)
360               zcpexp2 = zpres * zcpexp
361
362               ! KB OF BORIC ACID, K1,K2 OF CARBONIC ACID PRESSURE
363               !        CORRECTION AFTER CULBERSON AND PYTKOWICZ (1968)
364               !        (CF. BROECKER ET AL., 1982)
365
366               zbuf1  = -     ( devk10 + devk20 * ztc + devk30 * ztc * ztc )
367               zbuf2  = 0.5 * ( devk40 + devk50 * ztc )
368               ak13(ji,jj,jk) = zak1 * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
369
370               zbuf1  =     - ( devk11 + devk21 * ztc + devk31 * ztc * ztc )
371               zbuf2  = 0.5 * ( devk41 + devk51 * ztc )
372               ak23(ji,jj,jk) = zak2 * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
373
374               zbuf1  =     - ( devk12 + devk22 * ztc + devk32 * ztc * ztc )
375               zbuf2  = 0.5 * ( devk42 + devk52 * ztc )
376               akb3(ji,jj,jk) = zakb * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
377
378               zbuf1  =     - ( devk13 + devk23 * ztc + devk33 * ztc * ztc )
379               zbuf2  = 0.5 * ( devk43 + devk53 * ztc )
380               akw3(ji,jj,jk) = zakw * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
381
382               zbuf1  =     - ( devk14 + devk24 * ztc + devk34 * ztc * ztc )
383               zbuf2  = 0.5 * ( devk44 + devk54 * ztc )
384               aks3(ji,jj,jk) = zcks * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
385
386               zbuf1  =     - ( devk15 + devk25 * ztc + devk35 * ztc * ztc )
387               zbuf2  = 0.5 * ( devk45 + devk55 * ztc )
388               akf3(ji,jj,jk) = zckf * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
389
390               zbuf1  =     - ( devk17 + devk27 * ztc + devk37 * ztc * ztc )
391               zbuf2  = 0.5 * ( devk47 + devk57 * ztc )
392               ak1p3(ji,jj,jk) = zak1p * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
393
394               zbuf1  =     - ( devk18 + devk28 * ztc + devk38 * ztc * ztc )
395               zbuf2  = 0.5 * ( devk48 + devk58 * ztc )
396               ak2p3(ji,jj,jk) = zak2p * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
397
398               zbuf1  =     - ( devk19 + devk29 * ztc + devk39 * ztc * ztc )
399               zbuf2  = 0.5 * ( devk49 + devk59 * ztc )
400               ak3p3(ji,jj,jk) = zak3p * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
401
402               zbuf1  =     - ( devk110 + devk210 * ztc + devk310 * ztc * ztc )
403               zbuf2  = 0.5 * ( devk410 + devk510 * ztc )
404               aksi3(ji,jj,jk) = zaksi * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
405
406               ! CONVERT FROM DIFFERENT PH SCALES
407               total2free  = 1.0/(1.0 + zst/aks3(ji,jj,jk))
408               free2SWS    = 1. + zst/aks3(ji,jj,jk) + zft/akf3(ji,jj,jk)
409               total2SWS   = total2free * free2SWS
410               SWS2total   = 1.0 / total2SWS
411
412               ! Convert to total scale
413               ak13(ji,jj,jk)  = ak13(ji,jj,jk)  * SWS2total
414               ak23(ji,jj,jk)  = ak23(ji,jj,jk)  * SWS2total
415               akb3(ji,jj,jk)  = akb3(ji,jj,jk)  * SWS2total
416               akw3(ji,jj,jk)  = akw3(ji,jj,jk)  * SWS2total
417               ak1p3(ji,jj,jk) = ak1p3(ji,jj,jk) * SWS2total
418               ak2p3(ji,jj,jk) = ak2p3(ji,jj,jk) * SWS2total
419               ak3p3(ji,jj,jk) = ak3p3(ji,jj,jk) * SWS2total
420               aksi3(ji,jj,jk) = aksi3(ji,jj,jk) * SWS2total
421               akf3(ji,jj,jk)  = akf3(ji,jj,jk)  / total2free
422
423               ! APPARENT SOLUBILITY PRODUCT K'SP OF CALCITE
424               !        AS FUNCTION OF PRESSURE FOLLOWING MILLERO
425               !        (P. 1285) AND BERNER (1976)
426               zbuf1  =     - ( devk16 + devk26 * ztc + devk36 * ztc * ztc )
427               zbuf2  = 0.5 * ( devk46 + devk56 * ztc )
428               aksp(ji,jj,jk) = zaksp1 * EXP( zbuf1 * zcpexp + zbuf2 * zcpexp2 )
429
430               ! TOTAL F, S, and BORATE CONCENTR. [MOLES/L]
431               borat(ji,jj,jk) = 0.0002414 * zcl / 10.811
432               sulfat(ji,jj,jk) = zst
433               fluorid(ji,jj,jk) = zft 
434
435               ! Iron and SIO3 saturation concentration from ...
436               sio3eq(ji,jj,jk) = EXP(  LOG( 10.) * ( 6.44 - 968. / ztkel )  ) * 1.e-6
437               fekeq (ji,jj,jk) = 10**( 17.27 - 1565.7 / ztkel )
438
439               ! Liu and Millero (1999) only valid 5 - 50 degC
440               ztkel1 = MAX( 5. , tempis(ji,jj,jk) ) + 273.16
441               fesol(ji,jj,jk,1) = 10**((-13.486) - (0.1856* (zis**0.5)) + (0.3073*zis) + (5254.0/ztkel1))
442               fesol(ji,jj,jk,2) = 10**(2.517 - (0.885*(zis**0.5)) + (0.2139 * zis) - (1320.0/ztkel1) )
443               fesol(ji,jj,jk,3) = 10**(0.4511 - (0.3305*(zis**0.5)) - (1996.0/ztkel1) )
444               fesol(ji,jj,jk,4) = 10**(-0.2965 - (0.7881*(zis**0.5)) - (4086.0/ztkel1) )
445               fesol(ji,jj,jk,5) = 10**(4.4466 - (0.8505*(zis**0.5)) - (7980.0/ztkel1) )
446            END DO
447         END DO
448      END DO
449      !
450      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('p4z_che')
451      !
452   END SUBROUTINE p4z_che
453
454   SUBROUTINE ahini_for_at(p_hini)
455      !!---------------------------------------------------------------------
456      !!                     ***  ROUTINE ahini_for_at  ***
457      !!
458      !! Subroutine returns the root for the 2nd order approximation of the
459      !! DIC -- B_T -- A_CB equation for [H+] (reformulated as a cubic
460      !! polynomial) around the local minimum, if it exists.
461      !! Returns * 1E-03_wp if p_alkcb <= 0
462      !!         * 1E-10_wp if p_alkcb >= 2*p_dictot + p_bortot
463      !!         * 1E-07_wp if 0 < p_alkcb < 2*p_dictot + p_bortot
464      !!                    and the 2nd order approximation does not have
465      !!                    a solution
466      !!---------------------------------------------------------------------
467      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(OUT)  ::  p_hini
468      INTEGER  ::   ji, jj, jk
469      REAL(wp)  ::  zca1, zba1
470      REAL(wp)  ::  zd, zsqrtd, zhmin
471      REAL(wp)  ::  za2, za1, za0
472      REAL(wp)  ::  p_dictot, p_bortot, p_alkcb 
473
474      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('ahini_for_at')
475      !
476      DO jk = 1, jpk
477        DO jj = 1, jpj
478          DO ji = 1, jpi
479            p_alkcb  = trb(ji,jj,jk,jptal) * 1000. / (rhop(ji,jj,jk) + rtrn)
480            p_dictot = trb(ji,jj,jk,jpdic) * 1000. / (rhop(ji,jj,jk) + rtrn)
481            p_bortot = borat(ji,jj,jk)
482            IF (p_alkcb <= 0.) THEN
483                p_hini(ji,jj,jk) = 1.e-3
484            ELSEIF (p_alkcb >= (2.*p_dictot + p_bortot)) THEN
485                p_hini(ji,jj,jk) = 1.e-10_wp
486            ELSE
487                zca1 = p_dictot/( p_alkcb + rtrn )
488                zba1 = p_bortot/ (p_alkcb + rtrn )
489           ! Coefficients of the cubic polynomial
490                za2 = aKb3(ji,jj,jk)*(1. - zba1) + ak13(ji,jj,jk)*(1.-zca1)
491                za1 = ak13(ji,jj,jk)*akb3(ji,jj,jk)*(1. - zba1 - zca1)    &
492                &     + ak13(ji,jj,jk)*ak23(ji,jj,jk)*(1. - (zca1+zca1))
493                za0 = ak13(ji,jj,jk)*ak23(ji,jj,jk)*akb3(ji,jj,jk)*(1. - zba1 - (zca1+zca1))
494                                        ! Taylor expansion around the minimum
495                zd = za2*za2 - 3.*za1   ! Discriminant of the quadratic equation
496                                        ! for the minimum close to the root
497
498                IF(zd > 0.) THEN        ! If the discriminant is positive
499                  zsqrtd = SQRT(zd)
500                  IF(za2 < 0) THEN
501                    zhmin = (-za2 + zsqrtd)/3.
502                  ELSE
503                    zhmin = -za1/(za2 + zsqrtd)
504                  ENDIF
505                  p_hini(ji,jj,jk) = zhmin + SQRT(-(za0 + zhmin*(za1 + zhmin*(za2 + zhmin)))/zsqrtd)
506                ELSE
507                  p_hini(ji,jj,jk) = 1.e-7
508                ENDIF
509             !
510             ENDIF
511          END DO
512        END DO
513      END DO
514      !
515      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('ahini_for_at')
516      !
517   END SUBROUTINE ahini_for_at
518
519   !===============================================================================
520   SUBROUTINE anw_infsup( p_alknw_inf, p_alknw_sup )
521
522   ! Subroutine returns the lower and upper bounds of "non-water-selfionization"
523   ! contributions to total alkalinity (the infimum and the supremum), i.e
524   ! inf(TA - [OH-] + [H+]) and sup(TA - [OH-] + [H+])
525
526   ! Argument variables
527   REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(OUT) :: p_alknw_inf
528   REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(OUT) :: p_alknw_sup
529
530   p_alknw_inf(:,:,:) =  -trb(:,:,:,jppo4) * 1000. / (rhop(:,:,:) + rtrn) - sulfat(:,:,:)  &
531   &              - fluorid(:,:,:)
532   p_alknw_sup(:,:,:) =   (2. * trb(:,:,:,jpdic) + 2. * trb(:,:,:,jppo4) + trb(:,:,:,jpsil) )    &
533   &               * 1000. / (rhop(:,:,:) + rtrn) + borat(:,:,:) 
534
535   END SUBROUTINE anw_infsup
536
537
538   SUBROUTINE solve_at_general( p_hini, zhi )
539
540   ! Universal pH solver that converges from any given initial value,
541   ! determines upper an lower bounds for the solution if required
542
543   ! Argument variables
544   !--------------------
545   REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(IN)   :: p_hini
546   REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(OUT)  :: zhi
547
548   ! Local variables
549   !-----------------
550   INTEGER   ::  ji, jj, jk, jn
551   REAL(wp)  ::  zh_ini, zh, zh_prev, zh_lnfactor
552   REAL(wp)  ::  zdelta, zh_delta
553   REAL(wp)  ::  zeqn, zdeqndh, zalka
554   REAL(wp)  ::  aphscale
555   REAL(wp)  ::  znumer_dic, zdnumer_dic, zdenom_dic, zalk_dic, zdalk_dic
556   REAL(wp)  ::  znumer_bor, zdnumer_bor, zdenom_bor, zalk_bor, zdalk_bor
557   REAL(wp)  ::  znumer_po4, zdnumer_po4, zdenom_po4, zalk_po4, zdalk_po4
558   REAL(wp)  ::  znumer_sil, zdnumer_sil, zdenom_sil, zalk_sil, zdalk_sil
559   REAL(wp)  ::  znumer_so4, zdnumer_so4, zdenom_so4, zalk_so4, zdalk_so4
560   REAL(wp)  ::  znumer_flu, zdnumer_flu, zdenom_flu, zalk_flu, zdalk_flu
561   REAL(wp)  ::  zalk_wat, zdalk_wat
562   REAL(wp)  ::  zfact, p_alktot, zdic, zbot, zpt, zst, zft, zsit
563   LOGICAL   ::  l_exitnow
564   REAL(wp), PARAMETER :: pz_exp_threshold = 1.0
565   REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: zalknw_inf, zalknw_sup, rmask, zh_min, zh_max, zeqn_absmin
566
567   IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('solve_at_general')
568      !  Allocate temporary workspace
569   CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zalknw_inf, zalknw_sup, rmask )
570   CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zh_min, zh_max, zeqn_absmin )
571
572   CALL anw_infsup( zalknw_inf, zalknw_sup )
573
574   rmask(:,:,:) = tmask(:,:,:)
575   zhi(:,:,:)   = 0.
576
577   ! TOTAL H+ scale: conversion factor for Htot = aphscale * Hfree
578   DO jk = 1, jpk
579      DO jj = 1, jpj
580         DO ji = 1, jpi
581            IF (rmask(ji,jj,jk) == 1.) THEN
582               p_alktot = trb(ji,jj,jk,jptal) * 1000. / (rhop(ji,jj,jk) + rtrn)
583               aphscale = 1. + sulfat(ji,jj,jk)/aks3(ji,jj,jk)
584               zh_ini = p_hini(ji,jj,jk)
585
586               zdelta = (p_alktot-zalknw_inf(ji,jj,jk))**2 + 4.*akw3(ji,jj,jk)/aphscale
587
588               IF(p_alktot >= zalknw_inf(ji,jj,jk)) THEN
589                 zh_min(ji,jj,jk) = 2.*akw3(ji,jj,jk) /( p_alktot-zalknw_inf(ji,jj,jk) + SQRT(zdelta) )
590               ELSE
591                 zh_min(ji,jj,jk) = aphscale*(-(p_alktot-zalknw_inf(ji,jj,jk)) + SQRT(zdelta) ) / 2.
592               ENDIF
593
594               zdelta = (p_alktot-zalknw_sup(ji,jj,jk))**2 + 4.*akw3(ji,jj,jk)/aphscale
595
596               IF(p_alktot <= zalknw_sup(ji,jj,jk)) THEN
597                 zh_max(ji,jj,jk) = aphscale*(-(p_alktot-zalknw_sup(ji,jj,jk)) + SQRT(zdelta) ) / 2.
598               ELSE
599                 zh_max(ji,jj,jk) = 2.*akw3(ji,jj,jk) /( p_alktot-zalknw_sup(ji,jj,jk) + SQRT(zdelta) )
600               ENDIF
601
602               zhi(ji,jj,jk) = MAX(MIN(zh_max(ji,jj,jk), zh_ini), zh_min(ji,jj,jk))
603            ENDIF
604         END DO
605      END DO
606   END DO
607
608   zeqn_absmin(:,:,:) = HUGE(1._wp)
609
610   DO jn = 1, jp_maxniter_atgen 
611   DO jk = 1, jpk
612      DO jj = 1, jpj
613         DO ji = 1, jpi
614            IF (rmask(ji,jj,jk) == 1.) THEN
615               zfact = rhop(ji,jj,jk) / 1000. + rtrn
616               p_alktot = trb(ji,jj,jk,jptal) / zfact
617               zdic  = trb(ji,jj,jk,jpdic) / zfact
618               zbot  = borat(ji,jj,jk)
619               zpt = trb(ji,jj,jk,jppo4) / zfact * po4r
620               zsit = trb(ji,jj,jk,jpsil) / zfact
621               zst = sulfat (ji,jj,jk)
622               zft = fluorid(ji,jj,jk)
623               aphscale = 1. + sulfat(ji,jj,jk)/aks3(ji,jj,jk)
624               zh = zhi(ji,jj,jk)
625               zh_prev = zh
626
627               ! H2CO3 - HCO3 - CO3 : n=2, m=0
628               znumer_dic = 2.*ak13(ji,jj,jk)*ak23(ji,jj,jk) + zh*ak13(ji,jj,jk)
629               zdenom_dic = ak13(ji,jj,jk)*ak23(ji,jj,jk) + zh*(ak13(ji,jj,jk) + zh)
630               zalk_dic   = zdic * (znumer_dic/zdenom_dic)
631               zdnumer_dic = ak13(ji,jj,jk)*ak13(ji,jj,jk)*ak23(ji,jj,jk) + zh     &
632                             *(4.*ak13(ji,jj,jk)*ak23(ji,jj,jk) + zh*ak13(ji,jj,jk))
633               zdalk_dic   = -zdic*(zdnumer_dic/zdenom_dic**2)
634
635
636               ! B(OH)3 - B(OH)4 : n=1, m=0
637               znumer_bor = akb3(ji,jj,jk)
638               zdenom_bor = akb3(ji,jj,jk) + zh
639               zalk_bor   = zbot * (znumer_bor/zdenom_bor)
640               zdnumer_bor = akb3(ji,jj,jk)
641               zdalk_bor   = -zbot*(zdnumer_bor/zdenom_bor**2)
642
643
644               ! H3PO4 - H2PO4 - HPO4 - PO4 : n=3, m=1
645               znumer_po4 = 3.*ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk)*ak3p3(ji,jj,jk)  &
646               &            + zh*(2.*ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk) + zh* ak1p3(ji,jj,jk))
647               zdenom_po4 = ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk)*ak3p3(ji,jj,jk)     &
648               &            + zh*( ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk) + zh*(ak1p3(ji,jj,jk) + zh))
649               zalk_po4   = zpt * (znumer_po4/zdenom_po4 - 1.) ! Zero level of H3PO4 = 1
650               zdnumer_po4 = ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk)*ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk)*ak3p3(ji,jj,jk)  &
651               &             + zh*(4.*ak1p3(ji,jj,jk)*ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk)*ak3p3(ji,jj,jk)         &
652               &             + zh*(9.*ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk)*ak3p3(ji,jj,jk)                         &
653               &             + ak1p3(ji,jj,jk)*ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk)                                &
654               &             + zh*(4.*ak1p3(ji,jj,jk)*ak2p3(ji,jj,jk) + zh * ak1p3(ji,jj,jk) ) ) )
655               zdalk_po4   = -zpt * (zdnumer_po4/zdenom_po4**2)
656
657               ! H4SiO4 - H3SiO4 : n=1, m=0
658               znumer_sil = aksi3(ji,jj,jk)
659               zdenom_sil = aksi3(ji,jj,jk) + zh
660               zalk_sil   = zsit * (znumer_sil/zdenom_sil)
661               zdnumer_sil = aksi3(ji,jj,jk)
662               zdalk_sil   = -zsit * (zdnumer_sil/zdenom_sil**2)
663
664               ! HSO4 - SO4 : n=1, m=1
665               aphscale = 1.0 + zst/aks3(ji,jj,jk)
666               znumer_so4 = aks3(ji,jj,jk) * aphscale
667               zdenom_so4 = aks3(ji,jj,jk) * aphscale + zh
668               zalk_so4   = zst * (znumer_so4/zdenom_so4 - 1.)
669               zdnumer_so4 = aks3(ji,jj,jk)
670               zdalk_so4   = -zst * (zdnumer_so4/zdenom_so4**2)
671
672               ! HF - F : n=1, m=1
673               znumer_flu =  akf3(ji,jj,jk)
674               zdenom_flu =  akf3(ji,jj,jk) + zh
675               zalk_flu   =  zft * (znumer_flu/zdenom_flu - 1.)
676               zdnumer_flu = akf3(ji,jj,jk)
677               zdalk_flu   = -zft * (zdnumer_flu/zdenom_flu**2)
678
679               ! H2O - OH
680               aphscale = 1.0 + zst/aks3(ji,jj,jk)
681               zalk_wat   = akw3(ji,jj,jk)/zh - zh/aphscale
682               zdalk_wat  = -akw3(ji,jj,jk)/zh**2 - 1./aphscale
683
684               ! CALCULATE [ALK]([CO3--], [HCO3-])
685               zeqn = zalk_dic + zalk_bor + zalk_po4 + zalk_sil   &
686               &      + zalk_so4 + zalk_flu                       &
687               &      + zalk_wat - p_alktot
688
689               zalka = p_alktot - (zalk_bor + zalk_po4 + zalk_sil   &
690               &       + zalk_so4 + zalk_flu + zalk_wat)
691
692               zdeqndh = zdalk_dic + zdalk_bor + zdalk_po4 + zdalk_sil &
693               &         + zdalk_so4 + zdalk_flu + zdalk_wat
694
695               ! Adapt bracketing interval
696               IF(zeqn > 0._wp) THEN
697                 zh_min(ji,jj,jk) = zh_prev
698               ELSEIF(zeqn < 0._wp) THEN
699                 zh_max(ji,jj,jk) = zh_prev
700               ENDIF
701
702               IF(ABS(zeqn) >= 0.5_wp*zeqn_absmin(ji,jj,jk)) THEN
703               ! if the function evaluation at the current point is
704               ! not decreasing faster than with a bisection step (at least linearly)
705               ! in absolute value take one bisection step on [ph_min, ph_max]
706               ! ph_new = (ph_min + ph_max)/2d0
707               !
708               ! In terms of [H]_new:
709               ! [H]_new = 10**(-ph_new)
710               !         = 10**(-(ph_min + ph_max)/2d0)
711               !         = SQRT(10**(-(ph_min + phmax)))
712               !         = SQRT(zh_max * zh_min)
713                  zh = SQRT(zh_max(ji,jj,jk) * zh_min(ji,jj,jk))
714                  zh_lnfactor = (zh - zh_prev)/zh_prev ! Required to test convergence below
715               ELSE
716               ! dzeqn/dpH = dzeqn/d[H] * d[H]/dpH
717               !           = -zdeqndh * LOG(10) * [H]
718               ! \Delta pH = -zeqn/(zdeqndh*d[H]/dpH) = zeqn/(zdeqndh*[H]*LOG(10))
719               !
720               ! pH_new = pH_old + \deltapH
721               !
722               ! [H]_new = 10**(-pH_new)
723               !         = 10**(-pH_old - \Delta pH)
724               !         = [H]_old * 10**(-zeqn/(zdeqndh*[H]_old*LOG(10)))
725               !         = [H]_old * EXP(-LOG(10)*zeqn/(zdeqndh*[H]_old*LOG(10)))
726               !         = [H]_old * EXP(-zeqn/(zdeqndh*[H]_old))
727
728                  zh_lnfactor = -zeqn/(zdeqndh*zh_prev)
729
730                  IF(ABS(zh_lnfactor) > pz_exp_threshold) THEN
731                     zh          = zh_prev*EXP(zh_lnfactor)
732                  ELSE
733                     zh_delta    = zh_lnfactor*zh_prev
734                     zh          = zh_prev + zh_delta
735                  ENDIF
736
737                  IF( zh < zh_min(ji,jj,jk) ) THEN
738                     ! if [H]_new < [H]_min
739                     ! i.e., if ph_new > ph_max then
740                     ! take one bisection step on [ph_prev, ph_max]
741                     ! ph_new = (ph_prev + ph_max)/2d0
742                     ! In terms of [H]_new:
743                     ! [H]_new = 10**(-ph_new)
744                     !         = 10**(-(ph_prev + ph_max)/2d0)
745                     !         = SQRT(10**(-(ph_prev + phmax)))
746                     !         = SQRT([H]_old*10**(-ph_max))
747                     !         = SQRT([H]_old * zh_min)
748                     zh                = SQRT(zh_prev * zh_min(ji,jj,jk))
749                     zh_lnfactor       = (zh - zh_prev)/zh_prev ! Required to test convergence below
750                  ENDIF
751
752                  IF( zh > zh_max(ji,jj,jk) ) THEN
753                     ! if [H]_new > [H]_max
754                     ! i.e., if ph_new < ph_min, then
755                     ! take one bisection step on [ph_min, ph_prev]
756                     ! ph_new = (ph_prev + ph_min)/2d0
757                     ! In terms of [H]_new:
758                     ! [H]_new = 10**(-ph_new)
759                     !         = 10**(-(ph_prev + ph_min)/2d0)
760                     !         = SQRT(10**(-(ph_prev + ph_min)))
761                     !         = SQRT([H]_old*10**(-ph_min))
762                     !         = SQRT([H]_old * zhmax)
763                     zh                = SQRT(zh_prev * zh_max(ji,jj,jk))
764                     zh_lnfactor       = (zh - zh_prev)/zh_prev ! Required to test convergence below
765                  ENDIF
766               ENDIF
767
768               zeqn_absmin(ji,jj,jk) = MIN( ABS(zeqn), zeqn_absmin(ji,jj,jk))
769
770               ! Stop iterations once |\delta{[H]}/[H]| < rdel
771               ! <=> |(zh - zh_prev)/zh_prev| = |EXP(-zeqn/(zdeqndh*zh_prev)) -1| < rdel
772               ! |EXP(-zeqn/(zdeqndh*zh_prev)) -1| ~ |zeqn/(zdeqndh*zh_prev)|
773
774               ! Alternatively:
775               ! |\Delta pH| = |zeqn/(zdeqndh*zh_prev*LOG(10))|
776               !             ~ 1/LOG(10) * |\Delta [H]|/[H]
777               !             < 1/LOG(10) * rdel
778
779               ! Hence |zeqn/(zdeqndh*zh)| < rdel
780
781               ! rdel <-- pp_rdel_ah_target
782               l_exitnow = (ABS(zh_lnfactor) < pp_rdel_ah_target)
783
784               IF(l_exitnow) THEN
785                  rmask(ji,jj,jk) = 0.
786               ENDIF
787
788               zhi(ji,jj,jk) =  zh
789
790               IF(jn >= jp_maxniter_atgen) THEN
791                  zhi(ji,jj,jk) = -1._wp
792               ENDIF
793
794            ENDIF
795         END DO
796      END DO
797   END DO
798   END DO
799   !
800   CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zalknw_inf, zalknw_sup, rmask )
801   CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zh_min, zh_max, zeqn_absmin )
802
803
804   IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('solve_at_general')
805
806
807   END SUBROUTINE solve_at_general
808
809   INTEGER FUNCTION p4z_che_alloc()
810      !!----------------------------------------------------------------------
811      !!                     ***  ROUTINE p4z_che_alloc  ***
812      !!----------------------------------------------------------------------
813      INTEGER ::   ierr(3)        ! Local variables
814      !!----------------------------------------------------------------------
815
816      ierr(:) = 0
817
818      ALLOCATE( sio3eq(jpi,jpj,jpk), fekeq(jpi,jpj,jpk), chemc(jpi,jpj,3), chemo2(jpi,jpj,jpk), STAT=ierr(1) )
819
820      ALLOCATE( akb3(jpi,jpj,jpk)     , tempis(jpi, jpj, jpk),       &
821         &      akw3(jpi,jpj,jpk)     , borat (jpi,jpj,jpk)  ,       &
822         &      aks3(jpi,jpj,jpk)     , akf3(jpi,jpj,jpk)    ,       &
823         &      ak1p3(jpi,jpj,jpk)    , ak2p3(jpi,jpj,jpk)   ,       &
824         &      ak3p3(jpi,jpj,jpk)    , aksi3(jpi,jpj,jpk)   ,       &
825         &      fluorid(jpi,jpj,jpk)  , sulfat(jpi,jpj,jpk)  ,       &
826         &      salinprac(jpi,jpj,jpk),                 STAT=ierr(2) )
827
828      ALLOCATE( fesol(jpi,jpj,jpk,5), STAT=ierr(3) )
829
830      !* Variable for chemistry of the CO2 cycle
831      p4z_che_alloc = MAXVAL( ierr )
832      !
833      IF( p4z_che_alloc /= 0 )   CALL ctl_warn('p4z_che_alloc : failed to allocate arrays.')
834      !
835   END FUNCTION p4z_che_alloc
836
837   !!======================================================================
838END MODULE  p4zche
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.