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p4zsbc.F90 in trunk/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/PISCES/P4Z – NEMO

source: trunk/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/PISCES/P4Z/p4zsbc.F90 @ 6945

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trunk: bugfixes on PISCES carbon chemistry, see ticket #1774

  • Property svn:keywords set to Id
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Line 
1MODULE p4zsbc
2   !!======================================================================
3   !!                         ***  MODULE p4sbc  ***
4   !! TOP :   PISCES surface boundary conditions of external inputs of nutrients
5   !!======================================================================
6   !! History :   3.5  !  2012-07 (O. Aumont, C. Ethe) Original code
7   !!----------------------------------------------------------------------
8#if defined key_pisces
9   !!----------------------------------------------------------------------
10   !!   'key_pisces'                                       PISCES bio-model
11   !!----------------------------------------------------------------------
12   !!   p4z_sbc        :  Read and interpolate time-varying nutrients fluxes
13   !!   p4z_sbc_init   :  Initialization of p4z_sbc
14   !!----------------------------------------------------------------------
15   USE oce_trc         !  shared variables between ocean and passive tracers
16   USE trc             !  passive tracers common variables
17   USE sms_pisces      !  PISCES Source Minus Sink variables
18   USE iom             !  I/O manager
19   USE fldread         !  time interpolation
20
21   IMPLICIT NONE
22   PRIVATE
23
24   PUBLIC   p4z_sbc
25   PUBLIC   p4z_sbc_init   
26
27   LOGICAL , PUBLIC  :: ln_dust     !: boolean for dust input from the atmosphere
28   LOGICAL , PUBLIC  :: ln_solub    !: boolean for variable solubility of atmospheric iron
29   LOGICAL , PUBLIC  :: ln_river    !: boolean for river input of nutrients
30   LOGICAL , PUBLIC  :: ln_ndepo    !: boolean for atmospheric deposition of N
31   LOGICAL , PUBLIC  :: ln_ironsed  !: boolean for Fe input from sediments
32   LOGICAL , PUBLIC  :: ln_hydrofe  !: boolean for Fe input from hydrothermal vents
33   LOGICAL , PUBLIC  :: ln_ironice  !: boolean for Fe input from sea ice
34   REAL(wp), PUBLIC  :: sedfeinput  !: Coastal release of Iron
35   REAL(wp), PUBLIC  :: dustsolub   !: Solubility of the dust
36   REAL(wp), PUBLIC  :: mfrac       !: Mineral Content of the dust
37   REAL(wp), PUBLIC  :: icefeinput  !: Iron concentration in sea ice
38   REAL(wp), PUBLIC  :: wdust       !: Sinking speed of the dust
39   REAL(wp), PUBLIC  :: nitrfix     !: Nitrogen fixation rate   
40   REAL(wp), PUBLIC  :: diazolight  !: Nitrogen fixation sensitivty to light
41   REAL(wp), PUBLIC  :: concfediaz  !: Fe half-saturation Cste for diazotrophs
42   REAL(wp)          :: hratio      !: Fe:3He ratio assumed for vent iron supply
43
44   LOGICAL , PUBLIC  :: ll_sbc
45
46   LOGICAL  ::  ll_solub
47
48   INTEGER , PARAMETER  :: jpriv  = 7   !: Maximum number of river input fields
49   INTEGER , PARAMETER  :: jr_dic = 1   !: index of dissolved inorganic carbon
50   INTEGER , PARAMETER  :: jr_doc = 2   !: index of dissolved organic carbon
51   INTEGER , PARAMETER  :: jr_din = 3   !: index of dissolved inorganic nitrogen
52   INTEGER , PARAMETER  :: jr_don = 4   !: index of dissolved organic nitrogen
53   INTEGER , PARAMETER  :: jr_dip = 5   !: index of dissolved inorganic phosporus
54   INTEGER , PARAMETER  :: jr_dop = 6   !: index of dissolved organic phosphorus
55   INTEGER , PARAMETER  :: jr_dsi = 7   !: index of dissolved silicate
56
57
58   TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf_dust      ! structure of input dust
59   TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf_solub      ! structure of input dust
60   TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf_river  ! structure of input riverdic
61   TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf_ndepo     ! structure of input nitrogen deposition
62   TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf_ironsed   ! structure of input iron from sediment
63   TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf_hydrofe   ! structure of input iron from hydrothermal vents
64
65   INTEGER , PARAMETER :: nbtimes = 365  !: maximum number of times record in a file
66   INTEGER  :: ntimes_dust, ntimes_riv, ntimes_ndep       ! number of time steps in a file
67   INTEGER  :: ntimes_solub, ntimes_hydro                 ! number of time steps in a file
68
69   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE,   DIMENSION(:,:) :: dust, solub       !: dust fields
70   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE,   DIMENSION(:,:) :: rivdic, rivalk    !: river input fields
71   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE,   DIMENSION(:,:) :: rivdin, rivdip    !: river input fields
72   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE,   DIMENSION(:,:) :: rivdsi    !: river input fields
73   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE,   DIMENSION(:,:) :: nitdep    !: atmospheric N deposition
74   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: ironsed   !: Coastal supply of iron
75   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: hydrofe   !: Hydrothermal vent supply of iron
76
77   REAL(wp), PUBLIC :: sumdepsi, rivalkinput, rivdicinput, nitdepinput
78   REAL(wp), PUBLIC :: rivdininput, rivdipinput, rivdsiinput
79
80   !! * Substitutions
81#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
82   !!----------------------------------------------------------------------
83   !! NEMO/TOP 3.3 , NEMO Consortium (2010)
84   !! $Id$
85   !! Software governed by the CeCILL licence (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
86   !!----------------------------------------------------------------------
87CONTAINS
88
89   SUBROUTINE p4z_sbc( kt )
90      !!----------------------------------------------------------------------
91      !!                  ***  routine p4z_sbc  ***
92      !!
93      !! ** purpose :   read and interpolate the external sources of nutrients
94      !!
95      !! ** method  :   read the files and interpolate the appropriate variables
96      !!
97      !! ** input   :   external netcdf files
98      !!
99      !!----------------------------------------------------------------------
100      !! * arguments
101      INTEGER, INTENT( in  ) ::   kt   ! ocean time step
102
103      !! * local declarations
104      INTEGER  :: ji,jj 
105      REAL(wp) :: zcoef, zyyss
106      !!---------------------------------------------------------------------
107      !
108      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('p4z_sbc')
109
110      !
111      ! Compute dust at nit000 or only if there is more than 1 time record in dust file
112      IF( ln_dust ) THEN
113         IF( kt == nit000 .OR. ( kt /= nit000 .AND. ntimes_dust > 1 ) ) THEN
114            CALL fld_read( kt, 1, sf_dust )
115            IF( nn_ice_tr == -1 .AND. .NOT. ln_ironice ) THEN
116               dust(:,:) = sf_dust(1)%fnow(:,:,1)
117            ELSE
118               dust(:,:) = sf_dust(1)%fnow(:,:,1) * ( 1.0 - fr_i(:,:) )
119            ENDIF
120         ENDIF
121      ENDIF
122
123      IF( ll_solub ) THEN
124         IF( kt == nit000 .OR. ( kt /= nit000 .AND. ntimes_solub > 1 ) ) THEN
125            CALL fld_read( kt, 1, sf_solub )
126            solub(:,:) = sf_solub(1)%fnow(:,:,1)
127         ENDIF
128      ENDIF
129
130      ! N/P and Si releases due to coastal rivers
131      ! Compute river at nit000 or only if there is more than 1 time record in river file
132      ! -----------------------------------------
133      IF( ln_river ) THEN
134         IF( kt == nit000 .OR. ( kt /= nit000 .AND. ntimes_riv > 1 ) ) THEN
135            CALL fld_read( kt, 1, sf_river )
136            DO jj = 1, jpj
137               DO ji = 1, jpi
138                  zcoef = ryyss * e1e2t(ji,jj) * h_rnf(ji,jj) 
139                  rivalk(ji,jj) =   sf_river(jr_dic)%fnow(ji,jj,1)                                    &
140                     &              * 1.E3        / ( 12. * zcoef + rtrn )
141                  rivdic(ji,jj) = ( sf_river(jr_dic)%fnow(ji,jj,1) + sf_river(jr_doc)%fnow(ji,jj,1) ) &
142                     &              * 1.E3         / ( 12. * zcoef + rtrn )
143                  rivdin(ji,jj) = ( sf_river(jr_din)%fnow(ji,jj,1) + sf_river(jr_don)%fnow(ji,jj,1) ) &
144                     &              * 1.E3 / rno3 / ( 14. * zcoef + rtrn )
145                  rivdip(ji,jj) = ( sf_river(jr_dip)%fnow(ji,jj,1) + sf_river(jr_dop)%fnow(ji,jj,1) ) &
146                     &              * 1.E3 / po4r / ( 31. * zcoef + rtrn )
147                  rivdsi(ji,jj) =   sf_river(jr_dsi)%fnow(ji,jj,1)                                    &
148                     &              * 1.E3        / ( 28.1 * zcoef + rtrn )
149               END DO
150            END DO
151         ENDIF
152      ENDIF
153
154      ! Compute N deposition at nit000 or only if there is more than 1 time record in N deposition file
155      IF( ln_ndepo ) THEN
156         IF( kt == nit000 .OR. ( kt /= nit000 .AND. ntimes_ndep > 1 ) ) THEN
157             zcoef = rno3 * 14E6 * ryyss
158             CALL fld_read( kt, 1, sf_ndepo )
159             nitdep(:,:) = sf_ndepo(1)%fnow(:,:,1) / zcoef / e3t_n(:,:,1) 
160         ENDIF
161         IF( lk_vvl ) THEN
162           zcoef = rno3 * 14E6 * ryyss
163           nitdep(:,:) = sf_ndepo(1)%fnow(:,:,1) / zcoef / e3t_n(:,:,1) 
164         ENDIF
165      ENDIF
166      !
167      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('p4z_sbc')
168      !
169   END SUBROUTINE p4z_sbc
170
171   SUBROUTINE p4z_sbc_init
172
173      !!----------------------------------------------------------------------
174      !!                  ***  routine p4z_sbc_init  ***
175      !!
176      !! ** purpose :   initialization of the external sources of nutrients
177      !!
178      !! ** method  :   read the files and compute the budget
179      !!                called at the first timestep (nittrc000)
180      !!
181      !! ** input   :   external netcdf files
182      !!
183      !!----------------------------------------------------------------------
184      !
185      INTEGER  :: ji, jj, jk, jm, ifpr
186      INTEGER  :: ii0, ii1, ij0, ij1
187      INTEGER  :: numdust, numsolub, numriv, numiron, numdepo, numhydro
188      INTEGER  :: ierr, ierr1, ierr2, ierr3
189      INTEGER  :: ios                 ! Local integer output status for namelist read
190      INTEGER  :: ik50                !  last level where depth less than 50 m
191      INTEGER  :: isrow             ! index for ORCA1 starting row
192      REAL(wp) :: zexpide, zdenitide, zmaskt
193      REAL(wp) :: ztimes_dust, ztimes_riv, ztimes_ndep 
194      REAL(wp), DIMENSION(nbtimes) :: zsteps                 ! times records
195      REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE :: rivinput
196      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE :: zdust, zndepo, zriver, zcmask
197      !
198      CHARACTER(len=100) ::  cn_dir          ! Root directory for location of ssr files
199      TYPE(FLD_N), DIMENSION(jpriv) ::  slf_river    ! array of namelist informations on the fields to read
200      TYPE(FLD_N) ::   sn_dust, sn_solub, sn_ndepo, sn_ironsed, sn_hydrofe   ! informations about the fields to be read
201      TYPE(FLD_N) ::   sn_riverdoc, sn_riverdic, sn_riverdsi   ! informations about the fields to be read
202      TYPE(FLD_N) ::   sn_riverdin, sn_riverdon, sn_riverdip, sn_riverdop
203      !
204      NAMELIST/nampissbc/cn_dir, sn_dust, sn_solub, sn_riverdic, sn_riverdoc, sn_riverdin, sn_riverdon,     &
205        &                sn_riverdip, sn_riverdop, sn_riverdsi, sn_ndepo, sn_ironsed, sn_hydrofe, &
206        &                ln_dust, ln_solub, ln_river, ln_ndepo, ln_ironsed, ln_ironice, ln_hydrofe,    &
207        &                sedfeinput, dustsolub, icefeinput, wdust, mfrac, nitrfix, diazolight, concfediaz, hratio
208      !!----------------------------------------------------------------------
209      !
210      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('p4z_sbc_init')
211      !
212      !                            !* set file information
213      REWIND( numnatp_ref )              ! Namelist nampissbc in reference namelist : Pisces external sources of nutrients
214      READ  ( numnatp_ref, nampissbc, IOSTAT = ios, ERR = 901)
215901   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nampissbc in reference namelist', lwp )
216
217      REWIND( numnatp_cfg )              ! Namelist nampissbc in configuration namelist : Pisces external sources of nutrients
218      READ  ( numnatp_cfg, nampissbc, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
219902   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nampissbc in configuration namelist', lwp )
220      IF(lwm) WRITE ( numonp, nampissbc )
221
222      IF ( ( nn_ice_tr >= 0 ) .AND. ln_ironice ) THEN
223         IF(lwp) THEN
224            WRITE(numout,*) ' ln_ironice incompatible with nn_ice_tr = ', nn_ice_tr
225            WRITE(numout,*) ' Specify your sea ice iron concentration in nampisice instead '
226            WRITE(numout,*) ' ln_ironice is forced to .FALSE. '
227            ln_ironice = .FALSE.
228         ENDIF
229      ENDIF
230
231      IF(lwp) THEN
232         WRITE(numout,*) ' '
233         WRITE(numout,*) ' namelist : nampissbc '
234         WRITE(numout,*) ' ~~~~~~~~~~~~~~~~~ '
235         WRITE(numout,*) '    dust input from the atmosphere           ln_dust     = ', ln_dust
236         WRITE(numout,*) '    Variable solubility of iron input        ln_solub    = ', ln_solub
237         WRITE(numout,*) '    river input of nutrients                 ln_river    = ', ln_river
238         WRITE(numout,*) '    atmospheric deposition of n              ln_ndepo    = ', ln_ndepo
239         WRITE(numout,*) '    Fe input from sediments                  ln_ironsed  = ', ln_ironsed
240         WRITE(numout,*) '    Fe input from seaice                     ln_ironice  = ', ln_ironice
241         WRITE(numout,*) '    fe input from hydrothermal vents         ln_hydrofe  = ', ln_hydrofe
242         WRITE(numout,*) '    coastal release of iron                  sedfeinput  = ', sedfeinput
243         WRITE(numout,*) '    solubility of the dust                   dustsolub   = ', dustsolub
244         WRITE(numout,*) '    Mineral Fe content of the dust           mfrac       = ', mfrac
245         WRITE(numout,*) '    Iron concentration in sea ice            icefeinput  = ', icefeinput
246         WRITE(numout,*) '    sinking speed of the dust                wdust       = ', wdust
247         WRITE(numout,*) '    nitrogen fixation rate                   nitrfix     = ', nitrfix
248         WRITE(numout,*) '    nitrogen fixation sensitivty to light    diazolight  = ', diazolight
249         WRITE(numout,*) '    fe half-saturation cste for diazotrophs  concfediaz  = ', concfediaz
250         WRITE(numout,*) '    Fe to 3He ratio assumed for vent iron supply hratio  = ', hratio
251      END IF
252
253      IF( ln_dust .OR. ln_river .OR. ln_ndepo ) THEN  ;  ll_sbc = .TRUE.
254      ELSE                                            ;  ll_sbc = .FALSE.
255      ENDIF
256
257      IF( ln_dust .AND. ln_solub ) THEN               ;  ll_solub = .TRUE.
258      ELSE                                            ;  ll_solub = .FALSE.
259      ENDIF
260
261      ! set the number of level over which river runoffs are applied
262      ! online configuration : computed in sbcrnf
263      IF( lk_offline ) THEN
264        nk_rnf(:,:) = 1
265        h_rnf (:,:) = gdept_n(:,:,1)
266      ENDIF
267
268      ! dust input from the atmosphere
269      ! ------------------------------
270      IF( ln_dust ) THEN 
271         !
272         IF(lwp) WRITE(numout,*) '    initialize dust input from atmosphere '
273         IF(lwp) WRITE(numout,*) '    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ '
274         !
275         ALLOCATE( dust(jpi,jpj) )    ! allocation
276         !
277         ALLOCATE( sf_dust(1), STAT=ierr )           !* allocate and fill sf_sst (forcing structure) with sn_sst
278         IF( ierr > 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'p4z_sed_init: unable to allocate sf_dust structure' )
279         !
280         CALL fld_fill( sf_dust, (/ sn_dust /), cn_dir, 'p4z_sed_init', 'Atmospheric dust deposition', 'nampissed' )
281                                   ALLOCATE( sf_dust(1)%fnow(jpi,jpj,1)   )
282         IF( sn_dust%ln_tint )     ALLOCATE( sf_dust(1)%fdta(jpi,jpj,1,2) )
283         !
284         IF( Agrif_Root() ) THEN   !  Only on the master grid
285            ! Get total input dust ; need to compute total atmospheric supply of Si in a year
286            CALL iom_open (  TRIM( sn_dust%clname ) , numdust )
287            CALL iom_gettime( numdust, zsteps, kntime=ntimes_dust)  ! get number of record in file
288            ALLOCATE( zdust(jpi,jpj,ntimes_dust) )
289            DO jm = 1, ntimes_dust
290               CALL iom_get( numdust, jpdom_data, TRIM( sn_dust%clvar ), zdust(:,:,jm), jm )
291            END DO
292            CALL iom_close( numdust )
293            ztimes_dust = 1._wp / FLOAT( ntimes_dust ) 
294            sumdepsi = 0.e0
295            DO jm = 1, ntimes_dust
296               sumdepsi = sumdepsi + glob_sum( zdust(:,:,jm) * e1e2t(:,:) * tmask(:,:,1) * ztimes_dust )
297            ENDDO
298            sumdepsi = sumdepsi / ( nyear_len(1) * rday ) * 12. * 8.8 * 0.075 * mfrac / 28.1 
299            DEALLOCATE( zdust)
300         ENDIF
301      ELSE
302         sumdepsi  = 0._wp
303      END IF
304
305      ! Solubility of dust deposition of iron
306      ! Only if ln_dust and ln_solubility set to true (ll_solub = .true.)
307      ! -----------------------------------------------------------------
308      IF( ll_solub ) THEN
309         !
310         IF(lwp) WRITE(numout,*) '    initialize variable solubility of Fe '
311         IF(lwp) WRITE(numout,*) '    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ '
312         !
313         ALLOCATE( solub(jpi,jpj) )    ! allocation
314         !
315         ALLOCATE( sf_solub(1), STAT=ierr )           !* allocate and fill sf_sst (forcing structure) with sn_sst
316         IF( ierr > 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'p4z_sed_init: unable to allocate sf_solub structure' )
317         !
318         CALL fld_fill( sf_solub, (/ sn_solub /), cn_dir, 'p4z_sed_init', 'Solubility of atm. iron ', 'nampissed' )
319                                   ALLOCATE( sf_solub(1)%fnow(jpi,jpj,1)   )
320         IF( sn_solub%ln_tint )    ALLOCATE( sf_solub(1)%fdta(jpi,jpj,1,2) )
321         ! get number of record in file
322         CALL iom_open (  TRIM( sn_solub%clname ) , numsolub )
323         CALL iom_gettime( numsolub, zsteps, kntime=ntimes_solub)  ! get number of record in file
324         CALL iom_close( numsolub )
325      ENDIF
326
327      ! nutrient input from rivers
328      ! --------------------------
329      IF( ln_river ) THEN
330         !
331         slf_river(jr_dic) = sn_riverdic  ;  slf_river(jr_doc) = sn_riverdoc  ;  slf_river(jr_din) = sn_riverdin 
332         slf_river(jr_don) = sn_riverdon  ;  slf_river(jr_dip) = sn_riverdip  ;  slf_river(jr_dop) = sn_riverdop
333         slf_river(jr_dsi) = sn_riverdsi 
334         !
335         ALLOCATE( rivdic(jpi,jpj), rivalk(jpi,jpj), rivdin(jpi,jpj), rivdip(jpi,jpj), rivdsi(jpi,jpj) ) 
336         !
337         ALLOCATE( sf_river(jpriv), rivinput(jpriv), STAT=ierr1 )           !* allocate and fill sf_river (forcing structure) with sn_river_
338         rivinput(:) = 0.0
339
340         IF( ierr1 > 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'p4z_sed_init: unable to allocate sf_irver structure' )
341         !
342         CALL fld_fill( sf_river, slf_river, cn_dir, 'p4z_sed_init', 'Input from river ', 'nampissed' )
343         DO ifpr = 1, jpriv
344                                          ALLOCATE( sf_river(ifpr)%fnow(jpi,jpj,1  ) )
345            IF( slf_river(ifpr)%ln_tint ) ALLOCATE( sf_river(ifpr)%fdta(jpi,jpj,1,2) )
346         END DO
347         IF( Agrif_Root() ) THEN   !  Only on the master grid
348            ! Get total input rivers ; need to compute total river supply in a year
349            DO ifpr = 1, jpriv
350               CALL iom_open ( TRIM( slf_river(ifpr)%clname ), numriv )
351               CALL iom_gettime( numriv, zsteps, kntime=ntimes_riv)
352               ALLOCATE( zriver(jpi,jpj,ntimes_riv) )
353               DO jm = 1, ntimes_riv
354                  CALL iom_get( numriv, jpdom_data, TRIM( slf_river(ifpr)%clvar ), zriver(:,:,jm), jm )
355               END DO
356               CALL iom_close( numriv )
357               ztimes_riv = 1._wp / FLOAT(ntimes_riv) 
358               DO jm = 1, ntimes_riv
359                  rivinput(ifpr) = rivinput(ifpr) + glob_sum( zriver(:,:,jm) * tmask(:,:,1) * ztimes_riv ) 
360               END DO
361               DEALLOCATE( zriver)
362            END DO
363            ! N/P and Si releases due to coastal rivers
364            ! -----------------------------------------
365            rivdicinput = (rivinput(jr_dic) + rivinput(jr_doc) ) * 1E3 / 12._wp
366            rivdininput = (rivinput(jr_din) + rivinput(jr_don) ) * 1E3 / rno3 / 14._wp
367            rivdipinput = (rivinput(jr_dip) + rivinput(jr_dop) ) * 1E3 / po4r / 31._wp
368            rivdsiinput = rivinput(jr_dsi) * 1E3 / 28.1_wp
369            rivalkinput = rivinput(jr_dic) * 1E3 / 12._wp
370            !
371         ENDIF
372      ELSE
373         rivdicinput = 0._wp
374         rivdininput = 0._wp
375         rivdipinput = 0._wp
376         rivdsiinput = 0._wp
377         rivalkinput = 0._wp
378      END IF 
379      ! nutrient input from dust
380      ! ------------------------
381      IF( ln_ndepo ) THEN
382         !
383         IF(lwp) WRITE(numout,*) '    initialize the nutrient input by dust from ndeposition.orca.nc'
384         IF(lwp) WRITE(numout,*) '    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~'
385         !
386         ALLOCATE( nitdep(jpi,jpj) )    ! allocation
387         !
388         ALLOCATE( sf_ndepo(1), STAT=ierr3 )           !* allocate and fill sf_sst (forcing structure) with sn_sst
389         IF( ierr3 > 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'p4z_sed_init: unable to allocate sf_ndepo structure' )
390         !
391         CALL fld_fill( sf_ndepo, (/ sn_ndepo /), cn_dir, 'p4z_sed_init', 'Nutrient atmospheric depositon ', 'nampissed' )
392                                   ALLOCATE( sf_ndepo(1)%fnow(jpi,jpj,1)   )
393         IF( sn_ndepo%ln_tint )    ALLOCATE( sf_ndepo(1)%fdta(jpi,jpj,1,2) )
394         !
395         IF( Agrif_Root() ) THEN   !  Only on the master grid
396            ! Get total input dust ; need to compute total atmospheric supply of N in a year
397            CALL iom_open ( TRIM( sn_ndepo%clname ), numdepo )
398            CALL iom_gettime( numdepo, zsteps, kntime=ntimes_ndep)
399            ALLOCATE( zndepo(jpi,jpj,ntimes_ndep) )
400            DO jm = 1, ntimes_ndep
401               CALL iom_get( numdepo, jpdom_data, TRIM( sn_ndepo%clvar ), zndepo(:,:,jm), jm )
402            END DO
403            CALL iom_close( numdepo )
404            ztimes_ndep = 1._wp / FLOAT( ntimes_ndep ) 
405            nitdepinput = 0._wp
406            DO jm = 1, ntimes_ndep
407              nitdepinput = nitdepinput + glob_sum( zndepo(:,:,jm) * e1e2t(:,:) * tmask(:,:,1) * ztimes_ndep )
408            ENDDO
409            nitdepinput = nitdepinput / rno3 / 14E6 
410            DEALLOCATE( zndepo)
411         ENDIF
412      ELSE
413         nitdepinput = 0._wp
414      ENDIF
415
416      ! coastal and island masks
417      ! ------------------------
418      IF( ln_ironsed ) THEN     
419         !
420         IF(lwp) WRITE(numout,*) '    computation of an island mask to enhance coastal supply of iron'
421         IF(lwp) WRITE(numout,*) '    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~'
422         !
423         ALLOCATE( ironsed(jpi,jpj,jpk) )    ! allocation
424         !
425         CALL iom_open ( TRIM( sn_ironsed%clname ), numiron )
426         ALLOCATE( zcmask(jpi,jpj,jpk) )
427         CALL iom_get  ( numiron, jpdom_data, TRIM( sn_ironsed%clvar ), zcmask(:,:,:), 1 )
428         CALL iom_close( numiron )
429         !
430         ik50 = 5        !  last level where depth less than 50 m
431         DO jk = jpkm1, 1, -1
432            IF( gdept_1d(jk) > 50. )  ik50 = jk - 1
433         END DO
434         IF (lwp) WRITE(numout,*)
435         IF (lwp) WRITE(numout,*) ' Level corresponding to 50m depth ',  ik50,' ', gdept_1d(ik50+1)
436         IF (lwp) WRITE(numout,*)
437         DO jk = 1, ik50
438            DO jj = 2, jpjm1
439               DO ji = fs_2, fs_jpim1
440                  IF( tmask(ji,jj,jk) /= 0. ) THEN
441                     zmaskt = tmask(ji+1,jj,jk) * tmask(ji-1,jj,jk) * tmask(ji,jj+1,jk)    &
442                        &                       * tmask(ji,jj-1,jk) * tmask(ji,jj,jk+1)
443                     IF( zmaskt == 0. )   zcmask(ji,jj,jk ) = MAX( 0.1, zcmask(ji,jj,jk) ) 
444                  END IF
445               END DO
446            END DO
447         END DO
448         !
449         CALL lbc_lnk( zcmask , 'T', 1. )      ! lateral boundary conditions on cmask   (sign unchanged)
450         !
451         DO jk = 1, jpk
452            DO jj = 1, jpj
453               DO ji = 1, jpi
454                  zexpide   = MIN( 8.,( gdept_n(ji,jj,jk) / 500. )**(-1.5) )
455                  zdenitide = -0.9543 + 0.7662 * LOG( zexpide ) - 0.235 * LOG( zexpide )**2
456                  zcmask(ji,jj,jk) = zcmask(ji,jj,jk) * MIN( 1., EXP( zdenitide ) / 0.5 )
457               END DO
458            END DO
459         END DO
460         ! Coastal supply of iron
461         ! -------------------------
462         ironsed(:,:,jpk) = 0._wp
463         DO jk = 1, jpkm1
464            ironsed(:,:,jk) = sedfeinput * zcmask(:,:,jk) / ( e3t_0(:,:,jk) * rday )
465         END DO
466         DEALLOCATE( zcmask)
467      ENDIF
468      !
469      ! Iron from Hydrothermal vents
470      ! ------------------------
471      IF( ln_hydrofe ) THEN
472         !
473         IF(lwp) WRITE(numout,*) '    Input of iron from hydrothermal vents '
474         IF(lwp) WRITE(numout,*) '    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~'
475         !
476         ALLOCATE( hydrofe(jpi,jpj,jpk) )    ! allocation
477         !
478         CALL iom_open ( TRIM( sn_hydrofe%clname ), numhydro )
479         CALL iom_get  ( numhydro, jpdom_data, TRIM( sn_hydrofe%clvar ), hydrofe(:,:,:), 1 )
480         CALL iom_close( numhydro )
481         !
482         DO jk = 1, jpk
483            hydrofe(:,:,jk) = ( hydrofe(:,:,jk) * hratio ) / ( e1e2t(:,:) * e3t_0(:,:,jk) * ryyss + rtrn ) / 1000._wp
484         ENDDO
485         !
486      ENDIF
487      !
488      IF( ll_sbc ) CALL p4z_sbc( nit000 ) 
489      !
490      IF(lwp) THEN
491         WRITE(numout,*)
492         WRITE(numout,*) '    Total input of elements from river supply'
493         WRITE(numout,*) '    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~'
494         WRITE(numout,*) '    N Supply   : ', rivdininput*rno3*1E3/1E12*14.,' TgN/yr'
495         WRITE(numout,*) '    Si Supply  : ', rivdsiinput*1E3/1E12*28.1,' TgSi/yr'
496         WRITE(numout,*) '    P Supply   : ', rivdipinput*1E3*po4r/1E12*31.,' TgP/yr'
497         WRITE(numout,*) '    Alk Supply : ', rivalkinput*1E3/1E12,' Teq/yr'
498         WRITE(numout,*) '    DIC Supply : ', rivdicinput*1E3*12./1E12,'TgC/yr'
499         WRITE(numout,*) 
500         WRITE(numout,*) '    Total input of elements from atmospheric supply'
501         WRITE(numout,*) '    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~'
502         WRITE(numout,*) '    N Supply   : ', nitdepinput*rno3*1E3/1E12*14.,' TgN/yr'
503         WRITE(numout,*) 
504      ENDIF
505      !
506      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('p4z_sbc_init')
507      !
508   END SUBROUTINE p4z_sbc_init
509
510#else
511   !!======================================================================
512   !!  Dummy module :                                   No PISCES bio-model
513   !!======================================================================
514CONTAINS
515   SUBROUTINE p4z_sbc                         ! Empty routine
516   END SUBROUTINE p4z_sbc
517#endif 
518
519   !!======================================================================
520END MODULE p4zsbc
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.