Ignore:
Timestamp:
2017-12-06T17:10:46+01:00 (4 years ago)
Author:
jpalmier
Message:

JPALM — add conservation checks inside MEDUSA

File:
1 edited

Legend:

Unmodified
Added
Removed
  • branches/NERC/dev_r5518_GO6_conserv_Check/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/trcini.F90

    r8442 r8926  
    2828   USE trcini_idtra    ! idealize tracer initialisation 
    2929   USE trcini_medusa   ! MEDUSA   initialisation 
     30   USE par_medusa      ! MEDUSA   parameters (needed for elemental cycles) 
    3031   USE trcdta          ! initialisation from files 
    3132   USE daymod          ! calendar manager 
     
    3536   USE sbc_oce 
    3637   USE trcice          ! tracers in sea ice 
    37   
     38   USE sms_medusa      ! MEDUSA   initialisation 
    3839   IMPLICIT NONE 
    3940   PRIVATE 
     
    6263      !!                or read data or analytical formulation 
    6364      !!--------------------------------------------------------------------- 
    64       INTEGER ::   jk, jn, jl    ! dummy loop indices 
     65      INTEGER ::   ji, jj, jk, jn, jl    ! dummy loop indices 
     66# if defined key_medusa && defined key_roam 
     67      !! AXY (23/11/2017) 
     68      REAL(wp)                         :: zsum3d, zsum2d 
     69      REAL(wp)                         :: zq1, zq2, loc_vol, loc_area 
     70      REAL(wp), DIMENSION(6)           :: loc_cycletot3, loc_cycletot2 
     71      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) :: ztot3d 
     72      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj)     :: ztot2d, carea 
     73# endif 
    6574      CHARACTER (len=25) :: charout 
    6675      !!--------------------------------------------------------------------- 
     
    98107      !                                                              ! total volume of the ocean  
    99108      areatot = glob_sum( cvol(:,:,:) ) 
     109      carea(:,:) = e1e2t(:,:) * tmask(:,:,1)  
    100110 
    101111      IF( lk_pisces  )       CALL trc_ini_pisces       ! PISCES  bio-model 
     
    192202      ENDIF 
    193203 
     204# if defined key_medusa && defined key_roam 
     205      ! AXY (17/11/2017): calculate initial totals of elemental cycles 
     206      ! 
     207      ! This is done in a very hard-wired way here; in future, this could be 
     208      ! replaced with loops and using a 2D array; one dimension would cover 
     209      ! the tracers, the other would be for the elements; each tracer would 
     210      ! have a factor for each element to say how much of that element was 
     211      ! in that tracer; for example, PHN would be 1.0 for N, xrfn for Fe and 
     212      ! xthetapn for C, with the other elements 0.0; the array entry for PHN 
     213      ! would then be (1. 0. xrfn xthetapn 0. 0.) for (N, Si, Fe, C, A, O2); 
     214      ! saving this for the next iteration 
     215      ! 
     216      cycletot(:) = 0._wp 
     217      ! report elemental totals at initialisation as we go along 
     218      IF ( lwp ) WRITE(numout,*) 
     219      IF ( lwp ) WRITE(numout,*)    ' Elemental cycle totals: ' 
     220      IF ( lwp ) CALL flush(numout) 
     221      ! nitrogen 
     222      ztot3d(:,:,:) = trn(:,:,:,jpphn) + trn(:,:,:,jpphd) + trn(:,:,:,jpzmi) + & 
     223                      trn(:,:,:,jpzme) + trn(:,:,:,jpdet) + trn(:,:,:,jpdin) 
     224      ztot2d(:,:)   = zn_sed_n(:,:) 
     225      zsum3d        = glob_sum( ztot3d(:,:,:) * cvol(:,:,:) ) 
     226      zsum2d        = glob_sum( ztot2d(:,:) * carea(:,:) ) 
     227      cycletot(1)   = zsum3d + zsum2d 
     228      IF ( lwp ) WRITE(numout,9010) 'nitrogen', zsum3d, zsum2d, cycletot(1) 
     229      IF ( lwp ) CALL flush(numout) 
     230      ! silicon 
     231      ztot3d(:,:,:) = trn(:,:,:,jppds) + trn(:,:,:,jpsil) 
     232      ztot2d(:,:)   = zn_sed_si(:,:) 
     233      zsum3d        = glob_sum( ztot3d(:,:,:) * cvol(:,:,:) ) 
     234      zsum2d        = glob_sum( ztot2d(:,:) * carea(:,:) ) 
     235      cycletot(2)   = zsum3d + zsum2d 
     236      IF ( lwp ) WRITE(numout,9010) 'silicon', zsum3d, zsum2d, cycletot(2) 
     237      IF ( lwp ) CALL flush(numout) 
     238      ! iron 
     239      ztot3d(:,:,:) = ((trn(:,:,:,jpphn) + trn(:,:,:,jpphd) + trn(:,:,:,jpzmi) + & 
     240                      trn(:,:,:,jpzme) + trn(:,:,:,jpdet)) * xrfn) + trn(:,:,:,jpfer) 
     241      ztot2d(:,:)   = zn_sed_fe(:,:) 
     242      zsum3d        = glob_sum( ztot3d(:,:,:) * cvol(:,:,:) ) 
     243      zsum2d        = glob_sum( ztot2d(:,:) * carea(:,:) ) 
     244      cycletot(3)   = zsum3d + zsum2d 
     245      IF ( lwp ) WRITE(numout,9010) 'iron', zsum3d, zsum2d, cycletot(3) 
     246      IF ( lwp ) CALL flush(numout) 
     247      ! carbon (uses fixed C:N ratios on plankton tracers) 
     248      ztot3d(:,:,:) = (trn(:,:,:,jpphn) * xthetapn)  + (trn(:,:,:,jpphd) * xthetapd)  +  & 
     249                      (trn(:,:,:,jpzmi) * xthetazmi) + (trn(:,:,:,jpzme) * xthetazme) +  & 
     250                      trn(:,:,:,jpdtc) + trn(:,:,:,jpdic) 
     251      ztot2d(:,:)   = zn_sed_c(:,:) + zn_sed_ca(:,:) 
     252      zsum3d        = glob_sum( ztot3d(:,:,:) * cvol(:,:,:) ) 
     253      zsum2d        = glob_sum( ztot2d(:,:) * carea(:,:) ) 
     254      cycletot(4)   = zsum3d + zsum2d 
     255      IF ( lwp ) WRITE(numout,9010) 'carbon', zsum3d, zsum2d, cycletot(4) 
     256      IF ( lwp ) CALL flush(numout) 
     257      ! alkalinity (note benthic correction) 
     258      ztot3d(:,:,:) = trn(:,:,:,jpalk) 
     259      ztot2d(:,:)   = zn_sed_ca(:,:) * 2._wp 
     260      zsum3d        = glob_sum( ztot3d(:,:,:) * cvol(:,:,:) ) 
     261      zsum2d        = glob_sum( ztot2d(:,:) * carea(:,:) ) 
     262      cycletot(5)   = zsum3d + zsum2d 
     263      IF ( lwp ) WRITE(numout,9010) 'alkalinity', zsum3d, zsum2d, cycletot(5) 
     264      IF ( lwp ) CALL flush(numout) 
     265      ! oxygen (note no benthic) 
     266      ztot3d(:,:,:) = trn(:,:,:,jpoxy) 
     267      ztot2d(:,:)   = 0._wp 
     268      zsum3d        = glob_sum( ztot3d(:,:,:) * cvol(:,:,:) ) 
     269      zsum2d        = glob_sum( ztot2d(:,:) * carea(:,:) ) 
     270      cycletot(6)   = zsum3d + zsum2d 
     271      IF ( lwp ) WRITE(numout,9010) 'oxygen', zsum3d, zsum2d, cycletot(6) 
     272      IF ( lwp ) CALL flush(numout) 
     273      ! Check 
     274      zsum3d        = glob_sum( cvol(:,:,:) ) 
     275      zsum2d        = glob_sum( carea(:,:) )       
     276      IF ( lwp ) WRITE(numout,*) 
     277      IF ( lwp ) WRITE(numout,*) ' check : cvol    : ', zsum3d 
     278      IF ( lwp ) WRITE(numout,*) ' check : carea   : ', zsum2d 
     279      IF ( lwp ) WRITE(numout,*) 
     280      IF ( lwp ) CALL flush(numout) 
     281      ! 
     282      ! This second check dodges around the halo points in the grid 
     283      ! to check that glob_sum is doing what it's supposed to be 
     284      ! doing; note that the loop ordering here is the "correct" way  
     285      ! (according to Dr. Google) 
     286      ! 
     287      IF ( lwp ) WRITE(numout,*) 
     288      IF ( lwp ) WRITE(numout,*)    ' Elemental cycle totals (check): ' 
     289      ! ocean cells 
     290      loc_cycletot3(:) = 0._wp 
     291      loc_vol          = 0._wp 
     292      DO jk = 1, jpk 
     293         DO jj = nldj,nlej 
     294            DO ji = nldi,nlei 
     295               loc_vol = loc_vol + cvol(ji,jj,jk) 
     296               ! nitrogen 
     297               zq1 = trn(ji,jj,jk,jpphn) + trn(ji,jj,jk,jpphd) + trn(ji,jj,jk,jpzmi) + & 
     298                     trn(ji,jj,jk,jpzme) + trn(ji,jj,jk,jpdet) + trn(ji,jj,jk,jpdin) 
     299               loc_cycletot3(1) = loc_cycletot3(1) + ( zq1 * cvol(ji,jj,jk) ) 
     300               ! silicon 
     301               zq1 = trn(ji,jj,jk,jppds) + trn(ji,jj,jk,jpsil) 
     302               loc_cycletot3(2) = loc_cycletot3(2) + ( zq1 * cvol(ji,jj,jk) ) 
     303               ! iron 
     304               zq1 = ((trn(ji,jj,jk,jpphn) + trn(ji,jj,jk,jpphd) + trn(ji,jj,jk,jpzmi) + & 
     305                     trn(ji,jj,jk,jpzme) + trn(ji,jj,jk,jpdet)) * xrfn) + trn(ji,jj,jk,jpfer) 
     306               loc_cycletot3(3) = loc_cycletot3(3) + ( zq1 * cvol(ji,jj,jk) ) 
     307               ! carbon 
     308               zq1 = (trn(ji,jj,jk,jpphn) * xthetapn)  + (trn(ji,jj,jk,jpphd) * xthetapd)  +  & 
     309                     (trn(ji,jj,jk,jpzmi) * xthetazmi) + (trn(ji,jj,jk,jpzme) * xthetazme) +  & 
     310                     trn(ji,jj,jk,jpdtc) + trn(ji,jj,jk,jpdic) 
     311               loc_cycletot3(4) = loc_cycletot3(4) + ( zq1 * cvol(ji,jj,jk) ) 
     312               ! alkalinity 
     313               zq1 = trn(ji,jj,jk,jpalk) 
     314               loc_cycletot3(5) = loc_cycletot3(5) + ( zq1 * cvol(ji,jj,jk) ) 
     315               ! oxygen 
     316               zq1 = trn(ji,jj,jk,jpoxy) 
     317               loc_cycletot3(6) = loc_cycletot3(6) + ( zq1 * cvol(ji,jj,jk) ) 
     318            ENDDO 
     319         ENDDO 
     320      ENDDO 
     321      ! 
     322      ! sediment cells 
     323      loc_cycletot2(:) = 0._wp 
     324      loc_area         = 0._wp 
     325      jk = 1 
     326      DO jj = nldj,nlej 
     327         DO ji = nldi,nlei 
     328            loc_area = loc_area + (e1e2t(ji,jj) * tmask(ji,jj,jk)) 
     329            ! nitrogen 
     330            zq1 = zn_sed_n(ji,jj) 
     331            loc_cycletot2(1) = loc_cycletot2(1) + (zq1 * e1e2t(ji,jj) * tmask(ji,jj,jk)) 
     332            ! silicon 
     333            zq1 = zn_sed_si(ji,jj) 
     334            loc_cycletot2(2) = loc_cycletot2(2) + (zq1 * e1e2t(ji,jj) * tmask(ji,jj,jk)) 
     335            ! iron 
     336            zq1 = zn_sed_fe(ji,jj) 
     337            loc_cycletot2(3) = loc_cycletot2(3) + (zq1 * e1e2t(ji,jj) * tmask(ji,jj,jk)) 
     338            ! carbon 
     339            zq1 = zn_sed_c(ji,jj) + zn_sed_ca(ji,jj) 
     340            loc_cycletot2(4) = loc_cycletot2(4) + (zq1 * e1e2t(ji,jj) * tmask(ji,jj,jk)) 
     341            ! alkalinity 
     342            zq1 = zn_sed_ca(ji,jj) * 2._wp 
     343            loc_cycletot2(5) = loc_cycletot2(5) + (zq1 * e1e2t(ji,jj) * tmask(ji,jj,jk)) 
     344            ! skip oxygen 
     345         ENDDO 
     346      ENDDO 
     347      ! 
     348      ! report back 
     349      zq1 = loc_cycletot3(1) 
     350      zq2 = loc_cycletot2(1)  
     351      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zq1 ) 
     352      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zq2 ) 
     353      cycletot2(1) = zq1 + zq2 
     354      IF ( lwp ) WRITE(numout,9010) 'nitrogen',   zq1, zq2, cycletot2(1) 
     355      zq1 = loc_cycletot3(2)  
     356      zq2 = loc_cycletot2(2)  
     357      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zq1 ) 
     358      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zq2 ) 
     359      cycletot2(2) = zq1 + zq2 
     360      IF ( lwp ) WRITE(numout,9010) 'silicon',    zq1, zq2, cycletot2(2) 
     361      zq1 = loc_cycletot3(3)  
     362      zq2 = loc_cycletot2(3)  
     363      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zq1 ) 
     364      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zq2 ) 
     365      cycletot2(3) = zq1 + zq2 
     366      IF ( lwp ) WRITE(numout,9010) 'iron',       zq1, zq2, cycletot2(3) 
     367      zq1 = loc_cycletot3(4)  
     368      zq2 = loc_cycletot2(4)  
     369      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zq1 ) 
     370      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zq2 ) 
     371      cycletot2(4) = zq1 + zq2 
     372      IF ( lwp ) WRITE(numout,9010) 'carbon',     zq1, zq2, cycletot2(4) 
     373      zq1 = loc_cycletot3(5)  
     374      zq2 = loc_cycletot2(5)  
     375      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zq1 ) 
     376      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zq2 ) 
     377      cycletot2(5) = zq1 + zq2 
     378      IF ( lwp ) WRITE(numout,9010) 'alkalinity', zq1, zq2, cycletot2(5) 
     379      zq1 = loc_cycletot3(6)  
     380      zq2 = loc_cycletot2(6)  
     381      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zq1 ) 
     382      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zq2 ) 
     383      cycletot2(6) = zq1 + zq2 
     384      IF ( lwp ) WRITE(numout,9010) 'oxygen',     zq1, zq2, cycletot2(6) 
     385      zq1 = loc_vol  
     386      zq2 = loc_area        
     387      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zq1 ) 
     388      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zq2 ) 
     389      IF ( lwp ) WRITE(numout,*) 
     390      IF ( lwp ) WRITE(numout,*) ' check : cvol    : ', zq1 
     391      IF ( lwp ) WRITE(numout,*) ' check : carea   : ', zq2 
     392      IF ( lwp ) WRITE(numout,*) 
     393      IF ( lwp ) CALL flush(numout) 
     394      ! 
     395      ! report back 
     396      ! nitrogen 
     397      ztot3d(:,:,:) = trn(:,:,:,jpphn) + trn(:,:,:,jpphd) + trn(:,:,:,jpzmi) + & 
     398                      trn(:,:,:,jpzme) + trn(:,:,:,jpdet) + trn(:,:,:,jpdin) 
     399      ztot2d(:,:)   = zn_sed_n(:,:) 
     400      zsum3d        = glob_sum( ztot3d(nldi:nlei,nldj:nlej,:) * cvol(nldi:nlei,nldj:nlej,:) ) 
     401      zsum2d        = glob_sum( ztot2d(nldi:nlei,nldj:nlej) * carea(nldi:nlei,nldj:nlej) ) 
     402      cycletot(1)   = zsum3d + zsum2d 
     403      IF ( lwp ) WRITE(numout,9010) 'nitrogen', zsum3d, zsum2d, cycletot(1) 
     404      IF ( lwp ) CALL flush(numout) 
     405 
     406      ! 
     407 
     408# endif 
     409 
    194410      IF(lwp) WRITE(numout,*) 
    195411      IF(lwp) WRITE(numout,*) 'trc_init : passive tracer set up completed' 
     
    202418 
    2034199000  FORMAT(' tracer nb : ',i2,'      name :',a10,'      initial content :',e18.10) 
     4209010  FORMAT(' element:',a10,                     & 
     421             ' 3d sum:',e18.10,' 2d sum:',e18.10, & 
     422             ' total:',e18.10) 
    204423      ! 
    205424      IF( nn_timing == 1 )   CALL timing_stop('trc_init') 
Note: See TracChangeset for help on using the changeset viewer.