source: trunk/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/PISCES/P4Z/p4zprod.F90 @ 4529

Last change on this file since 4529 was 4529, checked in by cetlod, 8 years ago

Bugfix and minor improvment on PISCES, see ticket #1258

File size: 27.5 KB
Line 
1MODULE p4zprod
2   !!======================================================================
3   !!                         ***  MODULE p4zprod  ***
4   !! TOP :  Growth Rate of the two phytoplanktons groups
5   !!======================================================================
6   !! History :   1.0  !  2004     (O. Aumont) Original code
7   !!             2.0  !  2007-12  (C. Ethe, G. Madec)  F90
8   !!             3.4  !  2011-05  (O. Aumont, C. Ethe) New parameterization of light limitation
9   !!----------------------------------------------------------------------
10#if defined key_pisces
11   !!----------------------------------------------------------------------
12   !!   'key_pisces'                                       PISCES bio-model
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   !!   p4z_prod       :   Compute the growth Rate of the two phytoplanktons groups
15   !!   p4z_prod_init  :   Initialization of the parameters for growth
16   !!   p4z_prod_alloc :   Allocate variables for growth
17   !!----------------------------------------------------------------------
18   USE oce_trc         !  shared variables between ocean and passive tracers
19   USE trc             !  passive tracers common variables
20   USE sms_pisces      !  PISCES Source Minus Sink variables
21   USE p4zopt          !  optical model
22   USE p4zlim          !  Co-limitations of differents nutrients
23   USE prtctl_trc      !  print control for debugging
24   USE iom             !  I/O manager
25
26   IMPLICIT NONE
27   PRIVATE
28
29   PUBLIC   p4z_prod         ! called in p4zbio.F90
30   PUBLIC   p4z_prod_init    ! called in trcsms_pisces.F90
31   PUBLIC   p4z_prod_alloc
32
33   !! * Shared module variables
34   LOGICAL , PUBLIC ::  ln_newprod      !:
35   REAL(wp), PUBLIC ::  pislope         !:
36   REAL(wp), PUBLIC ::  pislope2        !:
37   REAL(wp), PUBLIC ::  xadap           !:
38   REAL(wp), PUBLIC ::  excret          !:
39   REAL(wp), PUBLIC ::  excret2         !:
40   REAL(wp), PUBLIC ::  bresp           !:
41   REAL(wp), PUBLIC ::  chlcnm          !:
42   REAL(wp), PUBLIC ::  chlcdm          !:
43   REAL(wp), PUBLIC ::  chlcmin         !:
44   REAL(wp), PUBLIC ::  fecnm           !:
45   REAL(wp), PUBLIC ::  fecdm           !:
46   REAL(wp), PUBLIC ::  grosip          !:
47
48   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   prmax    !: optimal production = f(temperature)
49   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   quotan   !: proxy of N quota in Nanophyto
50   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   quotad   !: proxy of N quota in diatomee
51   
52   REAL(wp) :: r1_rday                !: 1 / rday
53   REAL(wp) :: texcret                !: 1 - excret
54   REAL(wp) :: texcret2               !: 1 - excret2       
55
56
57   !!* Substitution
58#  include "top_substitute.h90"
59   !!----------------------------------------------------------------------
60   !! NEMO/TOP 3.3 , NEMO Consortium (2010)
61   !! $Id: p4zprod.F90 3160 2011-11-20 14:27:18Z cetlod $
62   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
63   !!----------------------------------------------------------------------
64CONTAINS
65
66   SUBROUTINE p4z_prod( kt , jnt )
67      !!---------------------------------------------------------------------
68      !!                     ***  ROUTINE p4z_prod  ***
69      !!
70      !! ** Purpose :   Compute the phytoplankton production depending on
71      !!              light, temperature and nutrient availability
72      !!
73      !! ** Method  : - ???
74      !!---------------------------------------------------------------------
75      !
76      INTEGER, INTENT(in) :: kt, jnt
77      !
78      INTEGER  ::   ji, jj, jk
79      REAL(wp) ::   zsilfac, znanotot, zdiattot, zconctemp, zconctemp2
80      REAL(wp) ::   zratio, zmax, zsilim, ztn, zadap
81      REAL(wp) ::   zlim, zsilfac2, zsiborn, zprod, zproreg, zproreg2
82      REAL(wp) ::   zmxltst, zmxlday, zmaxday
83      REAL(wp) ::   zpislopen  , zpislope2n
84      REAL(wp) ::   zrum, zcodel, zargu, zval
85      REAL(wp) ::   zrfact2
86      CHARACTER (len=25) :: charout
87      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: zmixnano, zmixdiat, zstrn
88      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: zpislopead, zpislopead2, zprdia, zprbio, zprdch, zprnch, zysopt   
89      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: zprorca, zprorcad, zprofed, zprofen, zprochln, zprochld, zpronew, zpronewd
90      !!---------------------------------------------------------------------
91      !
92      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('p4z_prod')
93      !
94      !  Allocate temporary workspace
95      CALL wrk_alloc( jpi, jpj,      zmixnano, zmixdiat, zstrn                                                  )
96      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zpislopead, zpislopead2, zprdia, zprbio, zprdch, zprnch, zysopt            ) 
97      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zprorca, zprorcad, zprofed, zprofen, zprochln, zprochld, zpronew, zpronewd )
98      !
99      zprorca (:,:,:) = 0._wp
100      zprorcad(:,:,:) = 0._wp
101      zprofed (:,:,:) = 0._wp
102      zprofen (:,:,:) = 0._wp
103      zprochln(:,:,:) = 0._wp
104      zprochld(:,:,:) = 0._wp
105      zpronew (:,:,:) = 0._wp
106      zpronewd(:,:,:) = 0._wp
107      zprdia  (:,:,:) = 0._wp
108      zprbio  (:,:,:) = 0._wp
109      zprdch  (:,:,:) = 0._wp
110      zprnch  (:,:,:) = 0._wp
111      zysopt  (:,:,:) = 0._wp
112
113      ! Computation of the optimal production
114      prmax(:,:,:) = 0.6_wp * r1_rday * tgfunc(:,:,:) 
115      IF( lk_degrad )  prmax(:,:,:) = prmax(:,:,:) * facvol(:,:,:) 
116
117      ! compute the day length depending on latitude and the day
118      zrum = REAL( nday_year - 80, wp ) / REAL( nyear_len(1), wp )
119      zcodel = ASIN(  SIN( zrum * rpi * 2._wp ) * SIN( rad * 23.5_wp )  )
120
121      ! day length in hours
122      zstrn(:,:) = 0.
123      DO jj = 1, jpj
124         DO ji = 1, jpi
125            zargu = TAN( zcodel ) * TAN( gphit(ji,jj) * rad )
126            zargu = MAX( -1., MIN(  1., zargu ) )
127            zstrn(ji,jj) = MAX( 0.0, 24. - 2. * ACOS( zargu ) / rad / 15. )
128         END DO
129      END DO
130
131      IF( ln_newprod ) THEN
132         ! Impact of the day duration on phytoplankton growth
133         DO jk = 1, jpkm1
134            DO jj = 1 ,jpj
135               DO ji = 1, jpi
136                  IF( etot(ji,jj,jk) > 1.E-3 ) THEN
137                     zval = MAX( 1., zstrn(ji,jj) )
138                     zval = 1.5 * zval / ( 12. + zval )
139                     zprbio(ji,jj,jk) = prmax(ji,jj,jk) * zval
140                     zprdia(ji,jj,jk) = zprbio(ji,jj,jk)
141                  ENDIF
142               END DO
143            END DO
144         END DO
145      ENDIF
146
147      ! Maximum light intensity
148      WHERE( zstrn(:,:) < 1.e0 ) zstrn(:,:) = 24.
149      zstrn(:,:) = 24. / zstrn(:,:)
150
151      IF( ln_newprod ) THEN
152!CDIR NOVERRCHK
153         DO jk = 1, jpkm1
154!CDIR NOVERRCHK
155            DO jj = 1, jpj
156!CDIR NOVERRCHK
157               DO ji = 1, jpi
158                  ! Computation of the P-I slope for nanos and diatoms
159                  IF( etot(ji,jj,jk) > 1.E-3 ) THEN
160                      ztn         = MAX( 0., tsn(ji,jj,jk,jp_tem) - 15. )
161                      zadap       = xadap * ztn / ( 2.+ ztn )
162                      zconctemp   = MAX( 0.e0 , trn(ji,jj,jk,jpdia) - xsizedia )
163                      zconctemp2  = trn(ji,jj,jk,jpdia) - zconctemp
164                      znanotot    = enano(ji,jj,jk) * zstrn(ji,jj)
165                      zdiattot    = ediat(ji,jj,jk) * zstrn(ji,jj)
166                      !
167                      zpislopead (ji,jj,jk) = pislope * ( 1.+ zadap  * EXP( -znanotot ) )  &
168                         &                   * trn(ji,jj,jk,jpnch) /( trn(ji,jj,jk,jpphy) * 12. + rtrn)
169                      !
170                      zpislopead2(ji,jj,jk) = (pislope * zconctemp2 + pislope2 * zconctemp) / ( trn(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn )   &
171                         &                   * trn(ji,jj,jk,jpdch) /( trn(ji,jj,jk,jpdia) * 12. + rtrn)
172
173                      ! Computation of production function for Carbon
174                      !  ---------------------------------------------
175                      zpislopen  = zpislopead (ji,jj,jk) / ( ( r1_rday + bresp * r1_rday ) * rday + rtrn)
176                      zpislope2n = zpislopead2(ji,jj,jk) / ( ( r1_rday + bresp * r1_rday ) * rday + rtrn)
177                      zprbio(ji,jj,jk) = zprbio(ji,jj,jk) * ( 1.- EXP( -zpislopen  * znanotot )  )
178                      zprdia(ji,jj,jk) = zprdia(ji,jj,jk) * ( 1.- EXP( -zpislope2n * zdiattot )  )
179
180                      !  Computation of production function for Chlorophyll
181                      !--------------------------------------------------
182                      zmaxday  = 1._wp / ( prmax(ji,jj,jk) * rday + rtrn )
183                      zprnch(ji,jj,jk) = prmax(ji,jj,jk) * ( 1.- EXP( -zpislopead (ji,jj,jk) * zmaxday * znanotot ) )
184                      zprdch(ji,jj,jk) = prmax(ji,jj,jk) * ( 1.- EXP( -zpislopead2(ji,jj,jk) * zmaxday * zdiattot ) )
185                  ENDIF
186               END DO
187            END DO
188         END DO
189      ELSE
190!CDIR NOVERRCHK
191         DO jk = 1, jpkm1
192!CDIR NOVERRCHK
193            DO jj = 1, jpj
194!CDIR NOVERRCHK
195               DO ji = 1, jpi
196
197                  ! Computation of the P-I slope for nanos and diatoms
198                  IF( etot(ji,jj,jk) > 1.E-3 ) THEN
199                      ztn         = MAX( 0., tsn(ji,jj,jk,jp_tem) - 15. )
200                      zadap       = ztn / ( 2.+ ztn )
201                      zconctemp   = MAX( 0.e0 , trn(ji,jj,jk,jpdia) - xsizedia )
202                      zconctemp2  = trn(ji,jj,jk,jpdia) - zconctemp
203                      !
204                      zpislopead (ji,jj,jk) = pislope  * ( 1.+ zadap  * EXP( -0.21 * enano(ji,jj,jk) ) )
205                      zpislopead2(ji,jj,jk) = (pislope * zconctemp2 + pislope2 * zconctemp)  / ( trn(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn )
206
207                      zpislopen =  zpislopead(ji,jj,jk) * trn(ji,jj,jk,jpnch)                &
208                        &          / ( trn(ji,jj,jk,jpphy) * 12.                  + rtrn )   &
209                        &          / ( prmax(ji,jj,jk) * rday * xlimphy(ji,jj,jk) + rtrn )
210
211                      zpislope2n = zpislopead2(ji,jj,jk) * trn(ji,jj,jk,jpdch)                &
212                        &          / ( trn(ji,jj,jk,jpdia) * 12.                  + rtrn )   &
213                        &          / ( prmax(ji,jj,jk) * rday * xlimdia(ji,jj,jk) + rtrn )
214
215                      ! Computation of production function for Carbon
216                      !  ---------------------------------------------
217                      zprbio(ji,jj,jk) = prmax(ji,jj,jk) * ( 1.- EXP( -zpislopen  * enano(ji,jj,jk) ) )
218                      zprdia(ji,jj,jk) = prmax(ji,jj,jk) * ( 1.- EXP( -zpislope2n * ediat(ji,jj,jk) ) )
219
220                      !  Computation of production function for Chlorophyll
221                      !--------------------------------------------------
222                      zprnch(ji,jj,jk) = prmax(ji,jj,jk) * ( 1.- EXP( -zpislopen  * enano(ji,jj,jk) * zstrn(ji,jj) ) )
223                      zprdch(ji,jj,jk) = prmax(ji,jj,jk) * ( 1.- EXP( -zpislope2n * ediat(ji,jj,jk) * zstrn(ji,jj) ) )
224                  ENDIF
225               END DO
226            END DO
227         END DO
228      ENDIF
229
230
231      !  Computation of a proxy of the N/C ratio
232      !  ---------------------------------------
233!CDIR NOVERRCHK
234      DO jk = 1, jpkm1
235!CDIR NOVERRCHK
236         DO jj = 1, jpj
237!CDIR NOVERRCHK
238            DO ji = 1, jpi
239                zval = MIN( xnanopo4(ji,jj,jk), ( xnanonh4(ji,jj,jk) + xnanono3(ji,jj,jk) ) )   &
240                &      * prmax(ji,jj,jk) / ( zprbio(ji,jj,jk) + rtrn )
241                quotan(ji,jj,jk) = MIN( 1., 0.2 + 0.8 * zval )
242                zval = MIN( xdiatpo4(ji,jj,jk), ( xdiatnh4(ji,jj,jk) + xdiatno3(ji,jj,jk) ) )   &
243                &      * prmax(ji,jj,jk) / ( zprdia(ji,jj,jk) + rtrn )
244                quotad(ji,jj,jk) = MIN( 1., 0.2 + 0.8 * zval )
245            END DO
246         END DO
247      END DO
248
249
250      DO jk = 1, jpkm1
251         DO jj = 1, jpj
252            DO ji = 1, jpi
253
254                IF( etot(ji,jj,jk) > 1.E-3 ) THEN
255                   !    Si/C of diatoms
256                   !    ------------------------
257                   !    Si/C increases with iron stress and silicate availability
258                   !    Si/C is arbitrariliy increased for very high Si concentrations
259                   !    to mimic the very high ratios observed in the Southern Ocean (silpot2)
260                  zlim  = trn(ji,jj,jk,jpsil) / ( trn(ji,jj,jk,jpsil) + xksi1 )
261                  zsilim = MIN( zprdia(ji,jj,jk) / ( prmax(ji,jj,jk) + rtrn ), xlimsi(ji,jj,jk) )
262                  zsilfac = 4.4 * EXP( -4.23 * zsilim ) * MAX( 0.e0, MIN( 1., 2.2 * ( zlim - 0.5 ) )  ) + 1.e0
263                  zsiborn = trn(ji,jj,jk,jpsil) * trn(ji,jj,jk,jpsil) * trn(ji,jj,jk,jpsil)
264                  IF (gphit(ji,jj) < -30 ) THEN
265                    zsilfac2 = 1. + 2. * zsiborn / ( zsiborn + xksi2**3 )
266                  ELSE
267                    zsilfac2 = 1. +      zsiborn / ( zsiborn + xksi2**3 )
268                  ENDIF
269                  zysopt(ji,jj,jk) = grosip * zlim * zsilfac * zsilfac2
270              ENDIF
271            END DO
272         END DO
273      END DO
274
275      !  Computation of the limitation term due to a mixed layer deeper than the euphotic depth
276      DO jj = 1, jpj
277         DO ji = 1, jpi
278            zmxltst = MAX( 0.e0, hmld(ji,jj) - heup(ji,jj) )
279            zmxlday = zmxltst * zmxltst * r1_rday
280            zmixnano(ji,jj) = 1. - zmxlday / ( 2. + zmxlday )
281            zmixdiat(ji,jj) = 1. - zmxlday / ( 4. + zmxlday )
282         END DO
283      END DO
284 
285      !  Mixed-layer effect on production                                                                               
286      DO jk = 1, jpkm1
287         DO jj = 1, jpj
288            DO ji = 1, jpi
289               IF( fsdepw(ji,jj,jk+1) <= hmld(ji,jj) ) THEN
290                  zprbio(ji,jj,jk) = zprbio(ji,jj,jk) * zmixnano(ji,jj)
291                  zprdia(ji,jj,jk) = zprdia(ji,jj,jk) * zmixdiat(ji,jj)
292               ENDIF
293            END DO
294         END DO
295      END DO
296
297      ! Computation of the various production terms
298!CDIR NOVERRCHK
299      DO jk = 1, jpkm1
300!CDIR NOVERRCHK
301         DO jj = 1, jpj
302!CDIR NOVERRCHK
303            DO ji = 1, jpi
304               IF( etot(ji,jj,jk) > 1.E-3 ) THEN
305                  !  production terms for nanophyto.
306                  zprorca(ji,jj,jk) = zprbio(ji,jj,jk)  * xlimphy(ji,jj,jk) * trn(ji,jj,jk,jpphy) * rfact2
307                  zpronew(ji,jj,jk) = zprorca(ji,jj,jk) * xnanono3(ji,jj,jk) / ( xnanono3(ji,jj,jk) + xnanonh4(ji,jj,jk) + rtrn )
308                  !
309                  zratio = trn(ji,jj,jk,jpnfe) / ( trn(ji,jj,jk,jpphy) + rtrn )
310                  zratio = zratio / fecnm 
311                  zmax   = MAX( 0., ( 1. - zratio ) / ABS( 1.05 - zratio ) ) 
312                  zprofen(ji,jj,jk) = fecnm * prmax(ji,jj,jk)  &
313                  &             * ( 4. - 4.5 * xlimnfe(ji,jj,jk) / ( xlimnfe(ji,jj,jk) + 0.5 ) )    &
314                  &             * biron(ji,jj,jk) / ( biron(ji,jj,jk) + concnfe(ji,jj,jk) )  &
315                  &             * zmax * trn(ji,jj,jk,jpphy) * rfact2
316                  !  production terms for diatomees
317                  zprorcad(ji,jj,jk) = zprdia(ji,jj,jk) * xlimdia(ji,jj,jk) * trn(ji,jj,jk,jpdia) * rfact2
318                  zpronewd(ji,jj,jk) = zprorcad(ji,jj,jk) * xdiatno3(ji,jj,jk) / ( xdiatno3(ji,jj,jk) + xdiatnh4(ji,jj,jk) + rtrn )
319                  !
320                  zratio = trn(ji,jj,jk,jpdfe) / ( trn(ji,jj,jk,jpdia) + rtrn )
321                  zratio = zratio / fecdm 
322                  zmax   = MAX( 0., ( 1. - zratio ) / ABS( 1.05 - zratio ) ) 
323                  zprofed(ji,jj,jk) = fecdm * prmax(ji,jj,jk)  &
324                  &             * ( 4. - 4.5 * xlimdfe(ji,jj,jk) / ( xlimdfe(ji,jj,jk) + 0.5 ) )    &
325                  &             * biron(ji,jj,jk) / ( biron(ji,jj,jk) + concdfe(ji,jj,jk) )  &
326                  &             * zmax * trn(ji,jj,jk,jpdia) * rfact2
327               ENDIF
328            END DO
329         END DO
330      END DO
331
332      IF( ln_newprod ) THEN
333!CDIR NOVERRCHK
334         DO jk = 1, jpkm1
335!CDIR NOVERRCHK
336            DO jj = 1, jpj
337!CDIR NOVERRCHK
338               DO ji = 1, jpi
339                  IF( fsdepw(ji,jj,jk+1) <= hmld(ji,jj) ) THEN
340                     zprnch(ji,jj,jk) = zprnch(ji,jj,jk) * zmixnano(ji,jj)
341                     zprdch(ji,jj,jk) = zprdch(ji,jj,jk) * zmixdiat(ji,jj)
342                  ENDIF
343                  IF( etot(ji,jj,jk) > 1.E-3 ) THEN
344                     !  production terms for nanophyto. ( chlorophyll )
345                     znanotot = enano(ji,jj,jk) * zstrn(ji,jj)
346                     zprod    = rday * zprorca(ji,jj,jk) * zprnch(ji,jj,jk) * xlimphy(ji,jj,jk)
347                     zprochln(ji,jj,jk) = chlcmin * 12. * zprorca (ji,jj,jk)
348                     zprochln(ji,jj,jk) = zprochln(ji,jj,jk) + (chlcnm-chlcmin) * 12. * zprod / &
349                                        & (  zpislopead(ji,jj,jk) * znanotot +rtrn)
350                     !  production terms for diatomees ( chlorophyll )
351                     zdiattot = ediat(ji,jj,jk) * zstrn(ji,jj)
352                     zprod = rday * zprorcad(ji,jj,jk) * zprdch(ji,jj,jk) * xlimdia(ji,jj,jk)
353                     zprochld(ji,jj,jk) = chlcmin * 12. * zprorcad(ji,jj,jk)
354                     zprochld(ji,jj,jk) = zprochld(ji,jj,jk) + (chlcdm-chlcmin) * 12. * zprod / &
355                                        & ( zpislopead2(ji,jj,jk) * zdiattot +rtrn )
356                  ENDIF
357               END DO
358            END DO
359         END DO
360      ELSE
361!CDIR NOVERRCHK
362         DO jk = 1, jpkm1
363!CDIR NOVERRCHK
364            DO jj = 1, jpj
365!CDIR NOVERRCHK
366               DO ji = 1, jpi
367                  IF( etot(ji,jj,jk) > 1.E-3 ) THEN
368                     !  production terms for nanophyto. ( chlorophyll )
369                     znanotot = enano(ji,jj,jk) * zstrn(ji,jj)
370                     zprod = rday * zprorca(ji,jj,jk) * zprnch(ji,jj,jk) * trn(ji,jj,jk,jpphy) * xlimphy(ji,jj,jk)
371                     zprochln(ji,jj,jk) = chlcmin * 12. * zprorca (ji,jj,jk)
372                     zprochln(ji,jj,jk) = zprochln(ji,jj,jk) + (chlcnm-chlcmin) * 144. * zprod            &
373                     &                    / ( zpislopead(ji,jj,jk) * trn(ji,jj,jk,jpnch) * znanotot +rtrn )
374                     !  production terms for diatomees ( chlorophyll )
375                     zdiattot = ediat(ji,jj,jk) * zstrn(ji,jj)
376                     zprod = rday * zprorcad(ji,jj,jk) * zprdch(ji,jj,jk) * trn(ji,jj,jk,jpdia) * xlimdia(ji,jj,jk)
377                     zprochld(ji,jj,jk) = chlcmin * 12. * zprorcad(ji,jj,jk)
378                     zprochld(ji,jj,jk) = zprochld(ji,jj,jk) + (chlcdm-chlcmin) * 144. * zprod             &
379                     &                    / ( zpislopead2(ji,jj,jk) * trn(ji,jj,jk,jpdch) * zdiattot +rtrn )
380                  ENDIF
381               END DO
382            END DO
383         END DO
384      ENDIF
385
386      !   Update the arrays TRA which contain the biological sources and sinks
387      DO jk = 1, jpkm1
388         DO jj = 1, jpj
389           DO ji =1 ,jpi
390              zproreg  = zprorca(ji,jj,jk) - zpronew(ji,jj,jk)
391              zproreg2 = zprorcad(ji,jj,jk) - zpronewd(ji,jj,jk)
392              tra(ji,jj,jk,jppo4) = tra(ji,jj,jk,jppo4) - zprorca(ji,jj,jk) - zprorcad(ji,jj,jk)
393              tra(ji,jj,jk,jpno3) = tra(ji,jj,jk,jpno3) - zpronew(ji,jj,jk) - zpronewd(ji,jj,jk)
394              tra(ji,jj,jk,jpnh4) = tra(ji,jj,jk,jpnh4) - zproreg - zproreg2
395              tra(ji,jj,jk,jpphy) = tra(ji,jj,jk,jpphy) + zprorca(ji,jj,jk) * texcret
396              tra(ji,jj,jk,jpnch) = tra(ji,jj,jk,jpnch) + zprochln(ji,jj,jk) * texcret
397              tra(ji,jj,jk,jpnfe) = tra(ji,jj,jk,jpnfe) + zprofen(ji,jj,jk) * texcret
398              tra(ji,jj,jk,jpdia) = tra(ji,jj,jk,jpdia) + zprorcad(ji,jj,jk) * texcret2
399              tra(ji,jj,jk,jpdch) = tra(ji,jj,jk,jpdch) + zprochld(ji,jj,jk) * texcret2
400              tra(ji,jj,jk,jpdfe) = tra(ji,jj,jk,jpdfe) + zprofed(ji,jj,jk) * texcret2
401              tra(ji,jj,jk,jpdsi) = tra(ji,jj,jk,jpdsi) + zprorcad(ji,jj,jk) * zysopt(ji,jj,jk) * texcret2
402              tra(ji,jj,jk,jpdoc) = tra(ji,jj,jk,jpdoc) + excret2 * zprorcad(ji,jj,jk) + excret * zprorca(ji,jj,jk)
403              tra(ji,jj,jk,jpoxy) = tra(ji,jj,jk,jpoxy) + o2ut * ( zproreg + zproreg2) &
404                 &                + ( o2ut + o2nit ) * ( zpronew(ji,jj,jk) + zpronewd(ji,jj,jk) )
405              tra(ji,jj,jk,jpfer) = tra(ji,jj,jk,jpfer) - texcret * zprofen(ji,jj,jk) - texcret2 * zprofed(ji,jj,jk)
406              tra(ji,jj,jk,jpsil) = tra(ji,jj,jk,jpsil) - texcret2 * zprorcad(ji,jj,jk) * zysopt(ji,jj,jk)
407              tra(ji,jj,jk,jpdic) = tra(ji,jj,jk,jpdic) - zprorca(ji,jj,jk) - zprorcad(ji,jj,jk)
408              tra(ji,jj,jk,jptal) = tra(ji,jj,jk,jptal) + rno3 * ( zpronew(ji,jj,jk) + zpronewd(ji,jj,jk) ) &
409                 &                                      - rno3 * ( zproreg + zproreg2 )
410          END DO
411        END DO
412     END DO
413
414     ! Total primary production per year
415     tpp = tpp + glob_sum( ( zprorca(:,:,:) + zprorcad(:,:,:) ) * cvol(:,:,:) )
416
417     IF( ln_diatrc ) THEN
418         !
419         zrfact2 = 1.e3 * rfact2r  ! conversion from mol/L/timestep into mol/m3/s
420         IF( lk_iomput ) THEN
421           IF( jnt == nrdttrc ) THEN
422              CALL iom_put( "PPPHY"  , zprorca (:,:,:) * zrfact2 * tmask(:,:,:) )  ! primary production by nanophyto
423              CALL iom_put( "PPPHY2" , zprorcad(:,:,:) * zrfact2 * tmask(:,:,:) )  ! primary production by diatom
424              CALL iom_put( "PPNEWN" , zpronew (:,:,:) * zrfact2 * tmask(:,:,:) )  ! new primary production by nanophyto
425              CALL iom_put( "PPNEWD" , zpronewd(:,:,:) * zrfact2 * tmask(:,:,:) )  ! new primary production by diatom
426              CALL iom_put( "PBSi"   , zprorcad(:,:,:) * zrfact2 * tmask(:,:,:) * zysopt(:,:,:) ) ! biogenic silica production
427              CALL iom_put( "PFeD"   , zprofed (:,:,:) * zrfact2 * tmask(:,:,:) )  ! biogenic iron production by diatom
428              CALL iom_put( "PFeN"   , zprofen (:,:,:) * zrfact2 * tmask(:,:,:) )  ! biogenic iron production by nanophyto
429              CALL iom_put( "Mumax"  , prmax(:,:,:) * tmask(:,:,:) )  ! Maximum growth rate
430              CALL iom_put( "MuN"    , zprbio(:,:,:) * xlimphy(:,:,:) * tmask(:,:,:) )  ! Realized growth rate for nanophyto
431              CALL iom_put( "MuD"    , zprdia(:,:,:) * xlimdia(:,:,:) * tmask(:,:,:) )  ! Realized growth rate for diatoms
432              CALL iom_put( "LNlight", zprbio (:,:,:) / (prmax(:,:,:) + rtrn) * tmask(:,:,:) )  ! light limitation term
433              CALL iom_put( "LDlight", zprdia (:,:,:) / (prmax(:,:,:) + rtrn) * tmask(:,:,:) )  ! light limitation term
434           ENDIF
435         ELSE
436              trc3d(:,:,:,jp_pcs0_3d + 4)  = zprorca (:,:,:) * zrfact2 * tmask(:,:,:)
437              trc3d(:,:,:,jp_pcs0_3d + 5)  = zprorcad(:,:,:) * zrfact2 * tmask(:,:,:)
438              trc3d(:,:,:,jp_pcs0_3d + 6)  = zpronew (:,:,:) * zrfact2 * tmask(:,:,:)
439              trc3d(:,:,:,jp_pcs0_3d + 7)  = zpronewd(:,:,:) * zrfact2 * tmask(:,:,:)
440              trc3d(:,:,:,jp_pcs0_3d + 8)  = zprorcad(:,:,:) * zrfact2 * tmask(:,:,:) * zysopt(:,:,:)
441              trc3d(:,:,:,jp_pcs0_3d + 9)  = zprofed (:,:,:) * zrfact2 * tmask(:,:,:)
442#  if ! defined key_kriest
443              trc3d(:,:,:,jp_pcs0_3d + 10) = zprofen (:,:,:) * zrfact2 * tmask(:,:,:)
444#  endif
445         ENDIF
446         !
447      ENDIF
448
449      IF(ln_ctl)   THEN  ! print mean trends (used for debugging)
450         WRITE(charout, FMT="('prod')")
451         CALL prt_ctl_trc_info(charout)
452         CALL prt_ctl_trc(tab4d=tra, mask=tmask, clinfo=ctrcnm)
453      ENDIF
454      !
455      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj,      zmixnano, zmixdiat, zstrn                                                  )
456      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zpislopead, zpislopead2, zprdia, zprbio, zprdch, zprnch, zysopt            ) 
457      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zprorca, zprorcad, zprofed, zprofen, zprochln, zprochld, zpronew, zpronewd )
458      !
459      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('p4z_prod')
460      !
461   END SUBROUTINE p4z_prod
462
463
464   SUBROUTINE p4z_prod_init
465      !!----------------------------------------------------------------------
466      !!                  ***  ROUTINE p4z_prod_init  ***
467      !!
468      !! ** Purpose :   Initialization of phytoplankton production parameters
469      !!
470      !! ** Method  :   Read the nampisprod namelist and check the parameters
471      !!      called at the first timestep (nittrc000)
472      !!
473      !! ** input   :   Namelist nampisprod
474      !!----------------------------------------------------------------------
475      !
476      NAMELIST/nampisprod/ pislope, pislope2, xadap, ln_newprod, bresp, excret, excret2,  &
477         &                 chlcnm, chlcdm, chlcmin, fecnm, fecdm, grosip
478      INTEGER :: ios                 ! Local integer output status for namelist read
479      !!----------------------------------------------------------------------
480
481      REWIND( numnatp_ref )              ! Namelist nampisprod in reference namelist : Pisces phytoplankton production
482      READ  ( numnatp_ref, nampisprod, IOSTAT = ios, ERR = 901)
483901   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nampisprod in reference namelist', lwp )
484
485      REWIND( numnatp_cfg )              ! Namelist nampisprod in configuration namelist : Pisces phytoplankton production
486      READ  ( numnatp_cfg, nampisprod, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
487902   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nampisprod in configuration namelist', lwp )
488      WRITE ( numonp, nampisprod )
489
490      IF(lwp) THEN                         ! control print
491         WRITE(numout,*) ' '
492         WRITE(numout,*) ' Namelist parameters for phytoplankton growth, nampisprod'
493         WRITE(numout,*) ' ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~'
494         WRITE(numout,*) '    Enable new parame. of production (T/F)   ln_newprod   =', ln_newprod
495         WRITE(numout,*) '    mean Si/C ratio                           grosip       =', grosip
496         WRITE(numout,*) '    P-I slope                                 pislope      =', pislope
497         WRITE(numout,*) '    Acclimation factor to low light           xadap       =', xadap
498         WRITE(numout,*) '    excretion ratio of nanophytoplankton      excret       =', excret
499         WRITE(numout,*) '    excretion ratio of diatoms                excret2      =', excret2
500         IF( ln_newprod )  THEN
501            WRITE(numout,*) '    basal respiration in phytoplankton        bresp        =', bresp
502            WRITE(numout,*) '    Maximum Chl/C in phytoplankton            chlcmin      =', chlcmin
503         ENDIF
504         WRITE(numout,*) '    P-I slope  for diatoms                    pislope2     =', pislope2
505         WRITE(numout,*) '    Minimum Chl/C in nanophytoplankton        chlcnm       =', chlcnm
506         WRITE(numout,*) '    Minimum Chl/C in diatoms                  chlcdm       =', chlcdm
507         WRITE(numout,*) '    Maximum Fe/C in nanophytoplankton         fecnm        =', fecnm
508         WRITE(numout,*) '    Minimum Fe/C in diatoms                   fecdm        =', fecdm
509      ENDIF
510      !
511      r1_rday   = 1._wp / rday 
512      texcret   = 1._wp - excret
513      texcret2  = 1._wp - excret2
514      tpp       = 0._wp
515      !
516   END SUBROUTINE p4z_prod_init
517
518
519   INTEGER FUNCTION p4z_prod_alloc()
520      !!----------------------------------------------------------------------
521      !!                     ***  ROUTINE p4z_prod_alloc  ***
522      !!----------------------------------------------------------------------
523      ALLOCATE( prmax(jpi,jpj,jpk), quotan(jpi,jpj,jpk), quotad(jpi,jpj,jpk), STAT = p4z_prod_alloc )
524      !
525      IF( p4z_prod_alloc /= 0 ) CALL ctl_warn('p4z_prod_alloc : failed to allocate arrays.')
526      !
527   END FUNCTION p4z_prod_alloc
528
529#else
530   !!======================================================================
531   !!  Dummy module :                                   No PISCES bio-model
532   !!======================================================================
533CONTAINS
534   SUBROUTINE p4z_prod                    ! Empty routine
535   END SUBROUTINE p4z_prod
536#endif 
537
538   !!======================================================================
539END MODULE  p4zprod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.