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/trcrst.F90

    r8427 r8926  
    3030   USE daymod 
    3131   !! AXY (05/11/13): need these for MEDUSA to input/output benthic reservoirs 
     32   USE par_medusa 
    3233   USE sms_medusa 
    3334   USE trcsms_medusa 
     
    5253   PUBLIC   trc_rst_cal 
    5354   PUBLIC   trc_rst_stat 
     55#if defined key_medusa && defined key_roam 
     56   PUBLIC   trc_rst_conserve 
     57#endif 
    5458   PUBLIC   trc_rst_dia_stat 
    5559   PUBLIC   trc_rst_tra_stat 
     
    531535      IF( kt == nitrst ) THEN 
    532536          CALL trc_rst_stat            ! statistics 
     537#if defined key_medusa && defined key_roam 
     538          CALL trc_rst_conserve        ! conservation check 
     539#endif 
    533540          CALL iom_close( numrtw )     ! close the restart file (only at last time step) 
    534541#if ! defined key_trdmxl_trc 
     
    697704 
    698705 
     706#if defined key_medusa && defined key_roam 
     707   SUBROUTINE trc_rst_conserve 
     708      !!---------------------------------------------------------------------- 
     709      !!                    ***  trc_rst_conserve  *** 
     710      !! 
     711      !! ** purpose  :   Compute tracers conservation statistics 
     712      !! 
     713      !! AXY (17/11/2017) 
     714      !! This routine calculates the "now" inventories of the elemental  
     715      !! cycles of MEDUSA and compares them to those calculate when the 
     716      !! model was initialised / restarted; the cycles calculated are: 
     717      !!    nitrogen, silicon, iron, carbon, alkalinity and oxygen 
     718      !!---------------------------------------------------------------------- 
     719      INTEGER  :: ji, jj, jk, jn 
     720      REAL(wp) :: zsum3d, zsum2d, zinvt, zdelta, zratio, loc_vol, loc_are 
     721      REAL(wp) :: zq1, zq2, loc_vol, loc_area 
     722      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) :: z3d, zvol 
     723      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj)     :: z2d, zarea 
     724      REAL(wp), DIMENSION(6)           :: loc_cycletot3, loc_cycletot2 
     725      !!---------------------------------------------------------------------- 
     726      ! 
     727      IF( lwp ) THEN 
     728         WRITE(numout,*)  
     729         WRITE(numout,*) '           ----TRACER CONSERVATION----             ' 
     730         WRITE(numout,*)  
     731      ENDIF 
     732      ! 
     733      ! ocean volume 
     734      DO jk = 1, jpk 
     735         zvol(:,:,jk) = e1e2t(:,:) * fse3t_a(:,:,jk) * tmask(:,:,jk) 
     736      END DO 
     737      ! 
     738      ! ocean area (for sediments) 
     739      zarea(:,:)      = e1e2t(:,:) * tmask(:,:,1) 
     740      ! 
     741      !---------------------------------------------------------------------- 
     742      ! nitrogen 
     743      z3d(:,:,:) = trn(:,:,:,jpphn) + trn(:,:,:,jpphd) + trn(:,:,:,jpzmi) + & 
     744                   trn(:,:,:,jpzme) + trn(:,:,:,jpdet) + trn(:,:,:,jpdin) 
     745      z2d(:,:)   = zn_sed_n(:,:) 
     746      zsum3d     = glob_sum( z3d(:,:,:) * zvol(:,:,:) ) 
     747      zsum2d     = glob_sum( z2d(:,:) * zarea(:,:) ) 
     748      ! total tracer, and delta 
     749      zinvt      = zsum3d + zsum2d 
     750      zdelta     = zinvt - cycletot(1) 
     751      zratio     = 1.0e2 * zdelta / cycletot(1) 
     752      ! 
     753      IF ( lwp ) WRITE(numout,9010) 'nitrogen', zsum3d, zsum2d, zinvt,   & 
     754         cycletot(1), zdelta, zratio 
     755      IF ( lwp ) WRITE(numout,*)  
     756      ! 
     757      !---------------------------------------------------------------------- 
     758      ! silicon 
     759      z3d(:,:,:) = trn(:,:,:,jppds) + trn(:,:,:,jpsil) 
     760      z2d(:,:)   = zn_sed_si(:,:) 
     761      zsum3d     = glob_sum( z3d(:,:,:) * zvol(:,:,:) ) 
     762      zsum2d     = glob_sum( z2d(:,:) * zarea(:,:) ) 
     763      ! total tracer, and delta 
     764      zinvt      = zsum3d + zsum2d 
     765      zdelta     = zinvt - cycletot(2) 
     766      zratio     = 1.0e2 * zdelta / cycletot(2) 
     767      ! 
     768      IF ( lwp ) WRITE(numout,9010) 'silicon', zsum3d, zsum2d, zinvt,    & 
     769         cycletot(2), zdelta, zratio 
     770      IF ( lwp ) WRITE(numout,*)  
     771      ! 
     772      !---------------------------------------------------------------------- 
     773      ! iron 
     774      z3d(:,:,:) = ((trn(:,:,:,jpphn) + trn(:,:,:,jpphd) + trn(:,:,:,jpzmi) + & 
     775            trn(:,:,:,jpzme) + trn(:,:,:,jpdet)) * xrfn) + trn(:,:,:,jpfer) 
     776      z2d(:,:)   = zn_sed_fe(:,:) 
     777      zsum3d     = glob_sum( z3d(:,:,:) * zvol(:,:,:) ) 
     778      zsum2d     = glob_sum( z2d(:,:) * zarea(:,:) ) 
     779      ! total tracer, and delta 
     780      zinvt      = zsum3d + zsum2d 
     781      zdelta     = zinvt - cycletot(3) 
     782      zratio     = 1.0e2 * zdelta / cycletot(3) 
     783      ! 
     784      IF ( lwp ) WRITE(numout,9010) 'iron', zsum3d, zsum2d, zinvt,       & 
     785         cycletot(3), zdelta, zratio 
     786      IF ( lwp ) WRITE(numout,*)  
     787      ! 
     788      !---------------------------------------------------------------------- 
     789      ! carbon 
     790      z3d(:,:,:) = (trn(:,:,:,jpphn) * xthetapn)  + (trn(:,:,:,jpphd) * xthetapd)  + & 
     791                   (trn(:,:,:,jpzmi) * xthetazmi) + (trn(:,:,:,jpzme) * xthetazme) + & 
     792                   trn(:,:,:,jpdtc) + trn(:,:,:,jpdic) 
     793      z2d(:,:)   = zn_sed_c(:,:) + zn_sed_ca(:,:) 
     794      zsum3d     = glob_sum( z3d(:,:,:) * zvol(:,:,:) ) 
     795      zsum2d     = glob_sum( z2d(:,:) * zarea(:,:) ) 
     796      ! total tracer, and delta 
     797      zinvt      = zsum3d + zsum2d 
     798      zdelta     = zinvt - cycletot(4) 
     799      zratio     = 1.0e2 * zdelta / cycletot(4) 
     800      ! 
     801      IF ( lwp ) WRITE(numout,9010) 'carbon', zsum3d, zsum2d, zinvt,     & 
     802         cycletot(4), zdelta, zratio 
     803      IF ( lwp ) WRITE(numout,*)  
     804      ! 
     805      !---------------------------------------------------------------------- 
     806      ! alkalinity 
     807      z3d(:,:,:) = trn(:,:,:,jpalk) 
     808      z2d(:,:)   = zn_sed_ca(:,:) * 2.0 
     809      zsum3d     = glob_sum( z3d(:,:,:) * zvol(:,:,:) ) 
     810      zsum2d     = glob_sum( z2d(:,:) * zarea(:,:) ) 
     811      ! total tracer, and delta 
     812      zinvt      = zsum3d + zsum2d 
     813      zdelta     = zinvt - cycletot(5) 
     814      zratio     = 1.0e2 * zdelta / cycletot(5) 
     815      ! 
     816      IF ( lwp ) WRITE(numout,9010) 'alkalinity', zsum3d, zsum2d, zinvt, & 
     817         cycletot(5), zdelta, zratio 
     818      IF ( lwp ) WRITE(numout,*)  
     819      ! 
     820      !---------------------------------------------------------------------- 
     821      ! oxygen 
     822      z3d(:,:,:) = trn(:,:,:,jpoxy) 
     823      z2d(:,:)   = 0.0 
     824      zsum3d     = glob_sum( z3d(:,:,:) * zvol(:,:,:) ) 
     825      zsum2d     = glob_sum( z2d(:,:) * zarea(:,:) ) 
     826      ! total tracer, and delta 
     827      zinvt      = zsum3d + zsum2d 
     828      zdelta     = zinvt - cycletot(6) 
     829      zratio     = 1.0e2 * zdelta / cycletot(6) 
     830      ! 
     831      IF ( lwp ) WRITE(numout,9010) 'oxygen', zsum3d, zsum2d, zinvt,     & 
     832         cycletot(6), zdelta, zratio 
     833      ! 
     834      !---------------------------------------------------------------------- 
     835      ! Check  
     836      zsum3d        = glob_sum( zvol(:,:,:) ) 
     837      zsum2d        = glob_sum( zarea(:,:) ) 
     838      IF ( lwp ) WRITE(numout,*) 
     839      IF ( lwp ) WRITE(numout,*) ' check : cvol    : ', zsum3d 
     840      IF ( lwp ) WRITE(numout,*) ' check : carea   : ', zsum2d 
     841      IF ( lwp ) WRITE(numout,*) 
     842      IF ( lwp ) CALL flush(numout) 
     843      ! 
     844      !---------------------------------------------------------------------- 
     845      ! Excluding Halo version: 
     846      ! 
     847      ! This second check dodges around the halo points in the grid 
     848      ! to check that glob_sum is doing what it's supposed to be 
     849      ! doing; note that the loop ordering here is the "correct" way  
     850      ! (according to Dr. Google) 
     851      ! 
     852      IF ( lwp ) WRITE(numout,*) 
     853      IF ( lwp ) WRITE(numout,*)    ' Elemental cycle totals (check): ' 
     854      ! ocean cells 
     855      loc_cycletot3(:) = 0._wp 
     856      loc_vol          = 0._wp 
     857      DO jk = 1, jpk 
     858         DO jj = nldj,nlej 
     859            DO ji = nldi,nlei 
     860               loc_vol = loc_vol + cvol(ji,jj,jk) 
     861               ! nitrogen 
     862               zq1 = trn(ji,jj,jk,jpphn) + trn(ji,jj,jk,jpphd) + trn(ji,jj,jk,jpzmi) + & 
     863                     trn(ji,jj,jk,jpzme) + trn(ji,jj,jk,jpdet) + trn(ji,jj,jk,jpdin) 
     864               loc_cycletot3(1) = loc_cycletot3(1) + ( zq1 * cvol(ji,jj,jk) ) 
     865               ! silicon 
     866               zq1 = trn(ji,jj,jk,jppds) + trn(ji,jj,jk,jpsil) 
     867               loc_cycletot3(2) = loc_cycletot3(2) + ( zq1 * cvol(ji,jj,jk) ) 
     868               ! iron 
     869               zq1 = ((trn(ji,jj,jk,jpphn) + trn(ji,jj,jk,jpphd) + trn(ji,jj,jk,jpzmi) + & 
     870                     trn(ji,jj,jk,jpzme) + trn(ji,jj,jk,jpdet)) * xrfn) + trn(ji,jj,jk,jpfer) 
     871               loc_cycletot3(3) = loc_cycletot3(3) + ( zq1 * cvol(ji,jj,jk) ) 
     872               ! carbon 
     873               zq1 = (trn(ji,jj,jk,jpphn) * xthetapn)  + (trn(ji,jj,jk,jpphd) * xthetapd)  +  & 
     874                     (trn(ji,jj,jk,jpzmi) * xthetazmi) + (trn(ji,jj,jk,jpzme) * xthetazme) +  & 
     875                     trn(ji,jj,jk,jpdtc) + trn(ji,jj,jk,jpdic) 
     876               loc_cycletot3(4) = loc_cycletot3(4) + ( zq1 * cvol(ji,jj,jk) ) 
     877               ! alkalinity 
     878               zq1 = trn(ji,jj,jk,jpalk) 
     879               loc_cycletot3(5) = loc_cycletot3(5) + ( zq1 * cvol(ji,jj,jk) ) 
     880               ! oxygen 
     881               zq1 = trn(ji,jj,jk,jpoxy) 
     882               loc_cycletot3(6) = loc_cycletot3(6) + ( zq1 * cvol(ji,jj,jk) ) 
     883            ENDDO 
     884         ENDDO 
     885      ENDDO 
     886      ! 
     887      ! sediment cells 
     888      loc_cycletot2(:) = 0._wp 
     889      loc_area         = 0._wp 
     890      jk = 1 
     891      DO jj = nldj,nlej 
     892         DO ji = nldi,nlei 
     893            loc_area = loc_area + (e1e2t(ji,jj) * tmask(ji,jj,jk)) 
     894            ! nitrogen 
     895            zq1 = zn_sed_n(ji,jj) 
     896            loc_cycletot2(1) = loc_cycletot2(1) + (zq1 * e1e2t(ji,jj) * tmask(ji,jj,jk)) 
     897            ! silicon 
     898            zq1 = zn_sed_si(ji,jj) 
     899            loc_cycletot2(2) = loc_cycletot2(2) + (zq1 * e1e2t(ji,jj) * tmask(ji,jj,jk)) 
     900            ! iron 
     901            zq1 = zn_sed_fe(ji,jj) 
     902            loc_cycletot2(3) = loc_cycletot2(3) + (zq1 * e1e2t(ji,jj) * tmask(ji,jj,jk)) 
     903            ! carbon 
     904            zq1 = zn_sed_c(ji,jj) + zn_sed_ca(ji,jj) 
     905            loc_cycletot2(4) = loc_cycletot2(4) + (zq1 * e1e2t(ji,jj) * tmask(ji,jj,jk)) 
     906            ! alkalinity 
     907            zq1 = zn_sed_ca(ji,jj) * 2._wp 
     908            loc_cycletot2(5) = loc_cycletot2(5) + (zq1 * e1e2t(ji,jj) * tmask(ji,jj,jk)) 
     909            ! skip oxygen 
     910         ENDDO 
     911      ENDDO 
     912     IF ( lwp ) WRITE(numout,*) '-- New Check --' 
     913      ! 
     914      !---------------------------------------------------------------------- 
     915      ! nitrogen 
     916      ! total tracer, and delta 
     917      zq1 = loc_cycletot3(1) 
     918      zq2 = loc_cycletot2(1) 
     919      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zq1 ) 
     920      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zq2 ) 
     921      zinvt      = zq1 + zq2 
     922      zdelta     = zinvt - cycletot2(1) 
     923      zratio     = 1.0e2 * zdelta / cycletot2(1) 
     924      ! 
     925      IF ( lwp ) WRITE(numout,9010) 'nitrogen', zq1, zq2, zinvt,   & 
     926         cycletot2(1), zdelta, zratio 
     927      IF ( lwp ) WRITE(numout,*) 
     928      ! 
     929      !---------------------------------------------------------------------- 
     930      ! silicon 
     931      zq1 = loc_cycletot3(2) 
     932      zq2 = loc_cycletot2(2) 
     933      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zq1 ) 
     934      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zq2 ) 
     935      zinvt      = zq1 + zq2 
     936      zdelta     = zinvt - cycletot2(2) 
     937      zratio     = 1.0e2 * zdelta / cycletot2(2) 
     938      ! 
     939      IF ( lwp ) WRITE(numout,9010) 'silicon', zq1, zq2, zinvt,   & 
     940         cycletot2(2), zdelta, zratio 
     941      IF ( lwp ) WRITE(numout,*) 
     942      ! 
     943      !---------------------------------------------------------------------- 
     944      ! iron 
     945      zq1 = loc_cycletot3(3) 
     946      zq2 = loc_cycletot2(3) 
     947      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zq1 ) 
     948      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zq2 ) 
     949      zinvt      = zq1 + zq2 
     950      zdelta     = zinvt - cycletot2(3) 
     951      zratio     = 1.0e2 * zdelta / cycletot2(3) 
     952      ! 
     953      IF ( lwp ) WRITE(numout,9010) 'iron', zq1, zq2, zinvt,   & 
     954         cycletot2(3), zdelta, zratio 
     955      IF ( lwp ) WRITE(numout,*) 
     956      ! 
     957      !---------------------------------------------------------------------- 
     958      ! carbon 
     959      zq1 = loc_cycletot3(4) 
     960      zq2 = loc_cycletot2(4) 
     961      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zq1 ) 
     962      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zq2 ) 
     963      zinvt      = zq1 + zq2 
     964      zdelta     = zinvt - cycletot2(4) 
     965      zratio     = 1.0e2 * zdelta / cycletot2(4) 
     966      ! 
     967      IF ( lwp ) WRITE(numout,9010) 'carbon', zq1, zq2, zinvt,   & 
     968         cycletot2(4), zdelta, zratio 
     969      IF ( lwp ) WRITE(numout,*) 
     970      ! 
     971      !---------------------------------------------------------------------- 
     972      ! alkalinity 
     973      zq1 = loc_cycletot3(5) 
     974      zq2 = loc_cycletot2(5) 
     975      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zq1 ) 
     976      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zq2 ) 
     977      zinvt      = zq1 + zq2 
     978      zdelta     = zinvt - cycletot2(5) 
     979      zratio     = 1.0e2 * zdelta / cycletot2(5) 
     980      ! 
     981      IF ( lwp ) WRITE(numout,9010) 'alkalinity', zq1, zq2, zinvt,   & 
     982         cycletot2(5), zdelta, zratio 
     983      IF ( lwp ) WRITE(numout,*) 
     984      ! 
     985      !---------------------------------------------------------------------- 
     986      ! oxygen 
     987      zq1 = loc_cycletot3(6) 
     988      zq2 = loc_cycletot2(6) 
     989      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zq1 ) 
     990      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zq2 ) 
     991      zinvt      = zq1 + zq2 
     992      zdelta     = zinvt - cycletot2(6) 
     993      zratio     = 1.0e2 * zdelta / cycletot2(6) 
     994      ! 
     995      IF ( lwp ) WRITE(numout,9010) 'oxygen', zq1, zq2, zinvt,   & 
     996         cycletot2(6), zdelta, zratio 
     997      IF ( lwp ) WRITE(numout,*) 
     998      ! 
     999      !--------------------------------------------------------------------- 
     1000      zq1 = loc_vol 
     1001      zq2 = loc_area 
     1002      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zq1 ) 
     1003      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zq2 ) 
     1004      IF ( lwp ) WRITE(numout,*) 
     1005      IF ( lwp ) WRITE(numout,*) ' check : cvol    : ', zq1 
     1006      IF ( lwp ) WRITE(numout,*) ' check : carea   : ', zq2 
     1007      IF ( lwp ) WRITE(numout,*) 
     1008      IF ( lwp ) CALL flush(numout) 
     1009 
     1010      !! 
     1011      !! 
     10129010  FORMAT(' element:',a10,                     & 
     1013             ' 3d sum:',e18.10,' 2d sum:',e18.10, & 
     1014             ' total:',e18.10,' initial:',e18.10, & 
     1015             ' delta:',e18.10,' %:',e18.10) 
     1016      ! 
     1017   END SUBROUTINE trc_rst_conserve  
     1018#endif 
     1019 
    6991020   SUBROUTINE trc_rst_tra_stat 
    7001021      !!---------------------------------------------------------------------- 
Note: See TracChangeset for help on using the changeset viewer.