Line data Source code
1 : !=========================================================================
2 : !
3 : ! Initialization routines for the column package.
4 : !
5 : ! author: Elizabeth C. Hunke, LANL
6 : !
7 : module icedrv_init_column
8 :
9 : use icedrv_kinds
10 : use icedrv_domain_size, only: ncat, nx, ncat
11 : use icedrv_domain_size, only: max_ntrcr, nblyr, nilyr, nslyr
12 : use icedrv_domain_size, only: n_algae, n_zaero, n_doc, n_dic, n_don
13 : use icedrv_domain_size, only: n_fed, n_fep, max_nsw, n_bgc, n_aero
14 : use icedrv_constants, only: c1, c2, p5, c0, p1
15 : use icedrv_constants, only: nu_diag, nu_nml
16 : use icepack_intfc, only: icepack_max_don, icepack_max_doc, icepack_max_dic
17 : use icepack_intfc, only: icepack_max_algae, icepack_max_aero, icepack_max_fe
18 : use icepack_intfc, only: icepack_max_nbtrcr
19 : use icepack_intfc, only: icepack_warnings_flush, icepack_warnings_aborted
20 : use icepack_intfc, only: icepack_init_tracer_sizes, icepack_init_tracer_flags
21 : use icepack_intfc, only: icepack_init_tracer_indices
22 : use icepack_intfc, only: icepack_init_parameters
23 : use icepack_intfc, only: icepack_query_tracer_sizes, icepack_query_tracer_flags
24 : use icepack_intfc, only: icepack_query_tracer_indices
25 : use icepack_intfc, only: icepack_query_parameters
26 : use icepack_intfc, only: icepack_init_zbgc
27 : use icepack_intfc, only: icepack_init_thermo
28 : use icepack_intfc, only: icepack_step_radiation, icepack_init_orbit
29 : use icepack_intfc, only: icepack_init_bgc, icepack_init_zsalinity
30 : use icepack_intfc, only: icepack_init_ocean_bio, icepack_load_ocean_bio_array
31 : use icepack_intfc, only: icepack_init_hbrine
32 : use icedrv_system, only: icedrv_system_abort
33 :
34 : implicit none
35 :
36 : private
37 : public :: init_thermo_vertical, init_shortwave, &
38 : init_bgc, init_hbrine, init_zbgc
39 :
40 : !=======================================================================
41 :
42 : contains
43 :
44 : !=======================================================================
45 : !
46 : ! Initialize the vertical profile of ice salinity and melting temperature.
47 : !
48 : ! authors: C. M. Bitz, UW
49 : ! William H. Lipscomb, LANL
50 :
51 45 : subroutine init_thermo_vertical
52 :
53 : use icedrv_flux, only: salinz, Tmltz
54 :
55 : integer (kind=int_kind) :: &
56 : i, & ! horizontal indices
57 : k ! ice layer index
58 :
59 : real (kind=dbl_kind), dimension(nilyr+1) :: &
60 141 : sprofile ! vertical salinity profile
61 :
62 : real (kind=dbl_kind) :: &
63 17 : depressT
64 :
65 : character(len=*), parameter :: subname='(init_thermo_vertical)'
66 :
67 : !-----------------------------------------------------------------
68 : ! query Icepack values
69 : !-----------------------------------------------------------------
70 :
71 45 : call icepack_query_parameters(depressT_out=depressT)
72 45 : call icepack_init_thermo(nilyr=nilyr, sprofile=sprofile)
73 45 : call icepack_warnings_flush(nu_diag)
74 45 : if (icepack_warnings_aborted()) call icedrv_system_abort(string=subname, &
75 0 : file=__FILE__, line=__LINE__)
76 :
77 : !-----------------------------------------------------------------
78 : ! Prescibe vertical profile of salinity and melting temperature.
79 : ! Note this profile is only used for BL99 thermodynamics.
80 : !-----------------------------------------------------------------
81 :
82 225 : do i = 1, nx
83 1521 : do k = 1, nilyr+1
84 1296 : salinz(i,k) = sprofile(k)
85 1476 : Tmltz (i,k) = -salinz(i,k)*depressT
86 : enddo ! k
87 : enddo ! i
88 :
89 45 : end subroutine init_thermo_vertical
90 :
91 : !=======================================================================
92 : !
93 : ! Initialize shortwave
94 :
95 45 : subroutine init_shortwave
96 :
97 : use icedrv_arrays_column, only: fswpenln, Iswabsn, Sswabsn, albicen
98 : use icedrv_arrays_column, only: albsnon, alvdrn, alidrn, alvdfn, alidfn
99 : use icedrv_arrays_column, only: fswsfcn, ffracn, snowfracn
100 : use icedrv_arrays_column, only: fswthrun, fswthrun_vdr, fswthrun_vdf, fswthrun_idr, fswthrun_idf
101 : use icedrv_arrays_column, only: fswintn, albpndn, apeffn, trcrn_sw, dhsn
102 : use icedrv_arrays_column, only: kaer_tab, waer_tab, gaer_tab
103 : use icedrv_arrays_column, only: kaer_bc_tab, waer_bc_tab, gaer_bc_tab
104 : use icedrv_arrays_column, only: swgrid, igrid, bcenh
105 : use icedrv_calendar, only: istep1, dt, calendar_type
106 : use icedrv_calendar, only: days_per_year, nextsw_cday, yday, sec
107 : use icedrv_system, only: icedrv_system_abort
108 : use icedrv_flux, only: alvdf, alidf, alvdr, alidr
109 : use icedrv_flux, only: alvdr_ai, alidr_ai, alvdf_ai, alidf_ai
110 : use icedrv_flux, only: swvdr, swvdf, swidr, swidf, scale_factor, snowfrac
111 : use icedrv_flux, only: albice, albsno, albpnd, apeff_ai, coszen, fsnow
112 : use icedrv_init, only: tlat, tlon, tmask
113 : use icedrv_restart_shared, only: restart
114 : use icedrv_state, only: aicen, vicen, vsnon, trcrn
115 :
116 : integer (kind=int_kind) :: &
117 : i, k , & ! horizontal indices
118 : n ! thickness category index
119 :
120 : real (kind=dbl_kind) :: &
121 17 : netsw ! flag for shortwave radiation presence
122 :
123 : logical (kind=log_kind) :: &
124 : l_print_point, & ! flag to print designated grid point diagnostics
125 : dEdd_algae, & ! from icepack
126 : modal_aero ! from icepack
127 :
128 : character (len=char_len) :: &
129 : shortwave ! from icepack
130 :
131 : real (kind=dbl_kind), dimension(ncat) :: &
132 98 : fbri ! brine height to ice thickness
133 :
134 : real (kind=dbl_kind), allocatable, dimension(:,:) :: &
135 45 : ztrcr_sw
136 :
137 : logical (kind=log_kind) :: tr_brine, tr_zaero, tr_bgc_N
138 : integer (kind=int_kind) :: nt_alvl, nt_apnd, nt_hpnd, nt_ipnd, nt_aero, &
139 : nt_fbri, nt_tsfc, ntrcr, nbtrcr_sw, nlt_chl_sw
140 : integer (kind=int_kind), dimension(icepack_max_aero) :: nlt_zaero_sw
141 : integer (kind=int_kind), dimension(icepack_max_aero) :: nt_zaero
142 : integer (kind=int_kind), dimension(icepack_max_algae) :: nt_bgc_N
143 17 : real (kind=dbl_kind) :: puny
144 :
145 : character(len=*), parameter :: subname='(init_shortwave)'
146 :
147 : !-----------------------------------------------------------------
148 : ! query Icepack values
149 : !-----------------------------------------------------------------
150 :
151 45 : call icepack_query_parameters(puny_out=puny)
152 45 : call icepack_query_parameters(shortwave_out=shortwave)
153 45 : call icepack_query_parameters(dEdd_algae_out=dEdd_algae)
154 45 : call icepack_query_parameters(modal_aero_out=modal_aero)
155 : call icepack_query_tracer_sizes(ntrcr_out=ntrcr, &
156 45 : nbtrcr_sw_out=nbtrcr_sw)
157 : call icepack_query_tracer_flags(tr_brine_out=tr_brine, &
158 45 : tr_zaero_out=tr_zaero, tr_bgc_N_out=tr_bgc_N)
159 : call icepack_query_tracer_indices(nt_alvl_out=nt_alvl, &
160 : nt_apnd_out=nt_apnd, nt_hpnd_out=nt_hpnd, &
161 : nt_ipnd_out=nt_ipnd, nt_aero_out=nt_aero, &
162 : nt_fbri_out=nt_fbri, nt_tsfc_out=nt_tsfc, &
163 : nt_bgc_N_out=nt_bgc_N, nt_zaero_out=nt_zaero, &
164 45 : nlt_chl_sw_out=nlt_chl_sw, nlt_zaero_sw_out=nlt_zaero_sw)
165 45 : call icepack_warnings_flush(nu_diag)
166 45 : if (icepack_warnings_aborted()) call icedrv_system_abort(string=subname, &
167 0 : file=__FILE__,line= __LINE__)
168 :
169 : !-----------------------------------------------------------------
170 : ! Initialize
171 : !-----------------------------------------------------------------
172 :
173 45 : allocate(ztrcr_sw(nbtrcr_sw, ncat))
174 :
175 45 : fswpenln(:,:,:) = c0
176 45 : Iswabsn(:,:,:) = c0
177 45 : Sswabsn(:,:,:) = c0
178 :
179 225 : do i = 1, nx
180 :
181 180 : l_print_point = .false.
182 :
183 180 : alvdf(i) = c0
184 180 : alidf(i) = c0
185 180 : alvdr(i) = c0
186 180 : alidr(i) = c0
187 180 : alvdr_ai(i) = c0
188 180 : alidr_ai(i) = c0
189 180 : alvdf_ai(i) = c0
190 180 : alidf_ai(i) = c0
191 180 : albice(i) = c0
192 180 : albsno(i) = c0
193 180 : albpnd(i) = c0
194 180 : snowfrac(i) = c0
195 180 : apeff_ai(i) = c0
196 :
197 1077 : do n = 1, ncat
198 852 : alvdrn(i,n) = c0
199 852 : alidrn(i,n) = c0
200 852 : alvdfn(i,n) = c0
201 852 : alidfn(i,n) = c0
202 852 : fswsfcn(i,n) = c0
203 852 : fswintn(i,n) = c0
204 852 : fswthrun(i,n) = c0
205 852 : fswthrun_vdr(i,n) = c0
206 852 : fswthrun_vdf(i,n) = c0
207 852 : fswthrun_idr(i,n) = c0
208 1032 : fswthrun_idf(i,n) = c0
209 : enddo ! ncat
210 :
211 : enddo
212 :
213 225 : do i = 1, nx
214 :
215 180 : if (trim(shortwave) == 'dEdd') then ! delta Eddington
216 :
217 : ! initialize orbital parameters
218 : ! These come from the driver in the coupled model.
219 156 : call icepack_warnings_flush(nu_diag)
220 156 : call icepack_init_orbit()
221 156 : call icepack_warnings_flush(nu_diag)
222 156 : if (icepack_warnings_aborted()) &
223 0 : call icedrv_system_abort(i, istep1, subname, __FILE__, __LINE__)
224 : endif
225 :
226 180 : fbri(:) = c0
227 1032 : ztrcr_sw(:,:) = c0
228 1032 : do n = 1, ncat
229 1032 : if (tr_brine) fbri(n) = trcrn(i,nt_fbri,n)
230 : enddo
231 :
232 180 : if (tmask(i)) then
233 : call icepack_step_radiation ( &
234 : dt=dt, ncat=ncat, &
235 : nblyr=nblyr, &
236 : nilyr=nilyr, nslyr=nslyr, &
237 : dEdd_algae=dEdd_algae, &
238 : swgrid=swgrid(:), &
239 : igrid=igrid(:), &
240 : fbri=fbri(:), &
241 : aicen=aicen(i,:), &
242 : vicen=vicen(i,:), &
243 : vsnon=vsnon(i,:), &
244 : Tsfcn=trcrn(i,nt_Tsfc,:), &
245 : alvln=trcrn(i,nt_alvl,:), &
246 : apndn=trcrn(i,nt_apnd,:), &
247 : hpndn=trcrn(i,nt_hpnd,:), &
248 : ipndn=trcrn(i,nt_ipnd,:), &
249 0 : aeron=trcrn(i,nt_aero:nt_aero+4*n_aero-1,:), &
250 0 : bgcNn=trcrn(i,nt_bgc_N(1):nt_bgc_N(1)+n_algae*(nblyr+3)-1,:), &
251 0 : zaeron=trcrn(i,nt_zaero(1):nt_zaero(1)+n_zaero*(nblyr+3)-1,:), &
252 : trcrn_bgcsw=ztrcr_sw, &
253 51 : TLAT=TLAT(i), TLON=TLON(i), &
254 : calendar_type=calendar_type, &
255 : days_per_year=days_per_year, &
256 : nextsw_cday=nextsw_cday, yday=yday, sec=sec, &
257 : kaer_tab=kaer_tab, kaer_bc_tab=kaer_bc_tab(:,:), &
258 : waer_tab=waer_tab, waer_bc_tab=waer_bc_tab(:,:), &
259 : gaer_tab=gaer_tab, gaer_bc_tab=gaer_bc_tab(:,:), &
260 : bcenh=bcenh(:,:,:), &
261 : modal_aero=modal_aero, &
262 51 : swvdr=swvdr(i), swvdf=swvdf(i), &
263 51 : swidr=swidr(i), swidf=swidf(i), &
264 51 : coszen=coszen(i), fsnow=fsnow(i), &
265 : alvdrn=alvdrn(i,:), alvdfn=alvdfn(i,:), &
266 : alidrn=alidrn(i,:), alidfn=alidfn(i,:), &
267 : fswsfcn=fswsfcn(i,:), fswintn=fswintn(i,:), &
268 : fswthrun=fswthrun(i,:), &
269 : fswthrun_vdr=fswthrun_vdr(i,:), &
270 : fswthrun_vdf=fswthrun_vdf(i,:), &
271 : fswthrun_idr=fswthrun_idr(i,:), &
272 : fswthrun_idf=fswthrun_idf(i,:), &
273 : fswpenln=fswpenln(i,:,:), &
274 : Sswabsn=Sswabsn(i,:,:), Iswabsn=Iswabsn(i,:,:), &
275 : albicen=albicen(i,:), albsnon=albsnon(i,:), &
276 : albpndn=albpndn(i,:), apeffn=apeffn(i,:), &
277 : snowfracn=snowfracn(i,:), &
278 : dhsn=dhsn(i,:), ffracn=ffracn(i,:), &
279 : l_print_point=l_print_point, &
280 237 : initonly = .true.)
281 : endif
282 180 : call icepack_warnings_flush(nu_diag)
283 180 : if (icepack_warnings_aborted()) call icedrv_system_abort(string=subname, &
284 0 : file=__FILE__, line=__LINE__)
285 :
286 : !-----------------------------------------------------------------
287 : ! Define aerosol tracer on shortwave grid
288 : !-----------------------------------------------------------------
289 :
290 225 : if (dEdd_algae .and. (tr_zaero .or. tr_bgc_N)) then
291 0 : do n = 1, ncat
292 180 : do k = 1, nbtrcr_sw
293 0 : trcrn_sw(i,k,n) = ztrcr_sw(k,n)
294 : enddo
295 : enddo
296 : endif
297 :
298 : enddo
299 :
300 : !-----------------------------------------------------------------
301 : ! Aggregate albedos
302 : !-----------------------------------------------------------------
303 :
304 258 : do n = 1, ncat
305 1110 : do i = 1, nx
306 :
307 1065 : if (aicen(i,n) > puny) then
308 :
309 357 : alvdf(i) = alvdf(i) + alvdfn(i,n)*aicen(i,n)
310 357 : alidf(i) = alidf(i) + alidfn(i,n)*aicen(i,n)
311 357 : alvdr(i) = alvdr(i) + alvdrn(i,n)*aicen(i,n)
312 357 : alidr(i) = alidr(i) + alidrn(i,n)*aicen(i,n)
313 :
314 357 : netsw = swvdr(i) + swidr(i) + swvdf(i) + swidf(i)
315 357 : if (netsw > puny) then ! sun above horizon
316 212 : albice(i) = albice(i) + albicen(i,n)*aicen(i,n)
317 212 : albsno(i) = albsno(i) + albsnon(i,n)*aicen(i,n)
318 212 : albpnd(i) = albpnd(i) + albpndn(i,n)*aicen(i,n)
319 : endif
320 :
321 357 : apeff_ai(i) = apeff_ai(i) + apeffn(i,n)*aicen(i,n)
322 357 : snowfrac(i) = snowfrac(i) + snowfracn(i,n)*aicen(i,n)
323 :
324 : endif ! aicen > puny
325 : enddo ! i
326 : enddo ! ncat
327 :
328 225 : do i = 1, nx
329 :
330 : !----------------------------------------------------------------
331 : ! Store grid box mean albedos and fluxes before scaling by aice
332 : !----------------------------------------------------------------
333 :
334 180 : alvdf_ai (i) = alvdf (i)
335 180 : alidf_ai (i) = alidf (i)
336 180 : alvdr_ai (i) = alvdr (i)
337 180 : alidr_ai (i) = alidr (i)
338 :
339 : !----------------------------------------------------------------
340 : ! Save net shortwave for scaling factor in scale_factor
341 : !----------------------------------------------------------------
342 225 : if (.not. restart) then
343 64 : scale_factor(i) = &
344 64 : swvdr(i)*(c1 - alvdr_ai(i)) &
345 64 : + swvdf(i)*(c1 - alvdf_ai(i)) &
346 64 : + swidr(i)*(c1 - alidr_ai(i)) &
347 124 : + swidf(i)*(c1 - alidf_ai(i))
348 : endif
349 :
350 : enddo ! i
351 :
352 45 : deallocate(ztrcr_sw)
353 :
354 45 : end subroutine init_shortwave
355 :
356 : !=======================================================================
357 :
358 : ! Initialize vertical profile for biogeochemistry
359 :
360 5 : subroutine init_bgc()
361 :
362 : use icedrv_arrays_column, only: zfswin, trcrn_sw
363 : use icedrv_arrays_column, only: ocean_bio_all, ice_bio_net, snow_bio_net
364 : use icedrv_arrays_column, only: cgrid, igrid, bphi, iDi, bTiz, iki
365 : use icedrv_arrays_column, only: Rayleigh_criteria, Rayleigh_real
366 : use icedrv_calendar, only: istep1
367 : use icedrv_system, only: icedrv_system_abort
368 : use icedrv_flux, only: sss, nit, amm, sil, dmsp, dms, algalN, &
369 : doc, don, dic, fed, fep, zaeros, hum
370 : use icedrv_forcing_bgc, only: get_forcing_bgc
371 : use icedrv_state, only: trcrn
372 :
373 : ! local variables
374 :
375 : integer (kind=int_kind) :: &
376 : i , & ! horizontal indices
377 : k , & ! vertical index
378 : n ! category index
379 :
380 : integer (kind=int_kind) :: &
381 : max_nbtrcr, max_algae, max_don, max_doc, max_dic, max_aero, max_fe
382 :
383 : logical (kind=log_kind) :: &
384 : RayleighC, &
385 : solve_zsal
386 :
387 : real(kind=dbl_kind) :: &
388 3 : RayleighR
389 :
390 : real(kind=dbl_kind), dimension(max_ntrcr,ncat) :: &
391 2923 : trcrn_bgc
392 :
393 : real(kind=dbl_kind), dimension(nilyr,ncat) :: &
394 123 : sicen
395 :
396 : integer (kind=int_kind) :: &
397 : nbtrcr, ntrcr, ntrcr_o, &
398 : nt_sice, nt_bgc_S
399 :
400 : character(len=*), parameter :: subname='(init_bgc)'
401 :
402 : ! Initialize
403 :
404 5 : bphi(:,:,:) = c0 ! initial porosity for no ice
405 5 : iDi (:,:,:) = c0 ! interface diffusivity
406 5 : bTiz(:,:,:) = c0 ! initial bio grid ice temperature
407 5 : iki (:,:,:) = c0 ! permeability
408 :
409 5 : ocean_bio_all(:,:) = c0
410 5 : ice_bio_net (:,:) = c0 ! integrated ice tracer conc (mmol/m^2 or mg/m^2)
411 5 : snow_bio_net (:,:) = c0 ! integrated snow tracer conc (mmol/m^2 or mg/m^2)
412 5 : zfswin (:,:,:) = c0 ! shortwave flux on bio grid
413 5 : trcrn_sw (:,:,:) = c0 ! tracers active in the shortwave calculation
414 5 : trcrn_bgc (:,:) = c0
415 :
416 : !-----------------------------------------------------------------
417 : ! query Icepack values
418 : !-----------------------------------------------------------------
419 :
420 5 : call icepack_query_parameters(solve_zsal_out=solve_zsal)
421 : call icepack_query_tracer_sizes(max_nbtrcr_out=max_nbtrcr, &
422 : max_algae_out=max_algae, max_don_out=max_don, max_doc_out=max_doc, &
423 5 : max_dic_out=max_dic, max_aero_out=max_aero, max_fe_out=max_fe)
424 : call icepack_query_tracer_sizes(nbtrcr_out=nbtrcr, ntrcr_out=ntrcr, &
425 5 : ntrcr_o_out=ntrcr_o)
426 5 : call icepack_query_tracer_indices(nt_sice_out=nt_sice, nt_bgc_S_out=nt_bgc_S)
427 5 : call icepack_warnings_flush(nu_diag)
428 5 : if (icepack_warnings_aborted()) call icedrv_system_abort(string=subname, &
429 0 : file=__FILE__,line= __LINE__)
430 :
431 : !-----------------------------------------------------------------
432 : ! zsalinity initialization
433 : !-----------------------------------------------------------------
434 :
435 5 : if (solve_zsal) then
436 0 : do i = 1, nx
437 : call icepack_init_zsalinity(ncat=ncat, nblyr=nblyr, &
438 : ntrcr_o = ntrcr_o, &
439 : Rayleigh_criteria = RayleighC, &
440 : Rayleigh_real = RayleighR, &
441 : trcrn_bgc = trcrn_bgc, &
442 : nt_bgc_S = nt_bgc_S, &
443 0 : sss = sss(i))
444 0 : Rayleigh_real (i) = RayleighR
445 0 : Rayleigh_criteria(i) = RayleighC
446 0 : do n = 1,ncat
447 0 : do k = 1, nblyr
448 0 : trcrn(i,nt_bgc_S+k-1,n) = trcrn_bgc(nt_bgc_S-1+k-ntrcr_o,n)
449 : enddo
450 : enddo
451 : enddo ! i
452 0 : call icepack_warnings_flush(nu_diag)
453 0 : if (icepack_warnings_aborted()) call icedrv_system_abort(string=subname, &
454 0 : file=__FILE__, line=__LINE__)
455 : endif ! solve_zsal
456 :
457 : !-----------------------------------------------------------------
458 : ! biogeochemistry initialization
459 : !-----------------------------------------------------------------
460 :
461 : !-----------------------------------------------------------------
462 : ! Initial Ocean Values if not coupled to the ocean bgc
463 : !-----------------------------------------------------------------
464 25 : do i = 1, nx
465 : call icepack_init_ocean_bio ( &
466 12 : amm=amm(i), dmsp=dmsp(i), dms=dms(i), &
467 : doc=doc(i,:), dic =dic(i,:), don=don(i,:), &
468 12 : fed=fed(i,:), fep =fep(i,:), hum=hum(i), &
469 12 : nit=nit(i), sil =sil(i), &
470 : zaeros=zaeros(i,:), &
471 : algalN=algalN(i,:), &
472 : max_dic=max_dic, max_don =max_don, &
473 37 : max_fe =max_fe, max_aero=max_aero)
474 : enddo ! i
475 5 : call icepack_warnings_flush(nu_diag)
476 5 : if (icepack_warnings_aborted()) call icedrv_system_abort(string=subname, &
477 0 : file=__FILE__, line=__LINE__)
478 :
479 5 : call get_forcing_bgc ! defines nit and sil
480 :
481 25 : do i = 1, nx
482 :
483 120 : do n = 1, ncat
484 800 : do k = 1, nilyr
485 800 : sicen(k,n) = trcrn(i,nt_sice+k-1,n)
486 : enddo
487 17260 : do k = ntrcr_o+1, ntrcr
488 17240 : trcrn_bgc(k-ntrcr_o,n) = trcrn(i,k,n)
489 : enddo
490 : enddo
491 :
492 : call icepack_load_ocean_bio_array(max_nbtrcr=max_nbtrcr, &
493 : max_algae=max_algae, max_don=max_don, max_doc=max_doc, &
494 : max_aero =max_aero, max_dic=max_dic, max_fe =max_fe, &
495 12 : nit =nit(i), amm=amm(i), sil =sil(i), &
496 12 : dmsp=dmsp(i), dms=dms(i), algalN=algalN(i,:), &
497 : doc =doc(i,:), don=don(i,:), dic =dic(i,:), &
498 : fed =fed(i,:), fep=fep(i,:), zaeros=zaeros(i,:), &
499 20 : ocean_bio_all=ocean_bio_all(i,:), hum=hum(i))
500 20 : call icepack_warnings_flush(nu_diag)
501 20 : if (icepack_warnings_aborted()) call icedrv_system_abort(i, istep1, subname, &
502 5 : __FILE__, __LINE__)
503 :
504 : enddo ! i
505 :
506 25 : do i = 1, nx
507 : call icepack_init_bgc(ncat=ncat, nblyr=nblyr, nilyr=nilyr, ntrcr_o=ntrcr_o, &
508 : cgrid=cgrid, igrid=igrid, ntrcr=ntrcr, nbtrcr=nbtrcr, &
509 : sicen=sicen(:,:), trcrn=trcrn_bgc(:,:), &
510 20 : sss=sss(i), ocean_bio_all=ocean_bio_all(i,:))
511 20 : call icepack_warnings_flush(nu_diag)
512 20 : if (icepack_warnings_aborted()) call icedrv_system_abort(i, istep1, subname, &
513 5 : __FILE__, __LINE__)
514 : enddo ! i
515 :
516 5 : end subroutine init_bgc
517 :
518 : !=======================================================================
519 :
520 : ! Initialize brine height tracer
521 :
522 5 : subroutine init_hbrine()
523 :
524 : use icedrv_arrays_column, only: first_ice, bgrid, igrid, cgrid
525 : use icedrv_arrays_column, only: icgrid, swgrid
526 : use icedrv_state, only: trcrn
527 :
528 3 : real (kind=dbl_kind) :: phi_snow
529 : integer (kind=int_kind) :: nt_fbri
530 : logical (kind=log_kind) :: tr_brine
531 : character(len=*), parameter :: subname='(init_hbrine)'
532 :
533 : !-----------------------------------------------------------------
534 : ! query Icepack values
535 : !-----------------------------------------------------------------
536 :
537 5 : call icepack_query_parameters(phi_snow_out=phi_snow)
538 5 : call icepack_query_tracer_flags(tr_brine_out=tr_brine)
539 5 : call icepack_query_tracer_indices(nt_fbri_out=nt_fbri)
540 5 : call icepack_warnings_flush(nu_diag)
541 5 : if (icepack_warnings_aborted()) call icedrv_system_abort(string=subname, &
542 0 : file=__FILE__,line= __LINE__)
543 :
544 : !-----------------------------------------------------------------
545 :
546 : call icepack_init_hbrine(bgrid=bgrid, igrid=igrid, cgrid=cgrid, icgrid=icgrid, &
547 5 : swgrid=swgrid, nblyr=nblyr, nilyr=nilyr, phi_snow=phi_snow)
548 5 : call icepack_warnings_flush(nu_diag)
549 5 : if (icepack_warnings_aborted()) call icedrv_system_abort(string=subname, &
550 0 : file=__FILE__, line=__LINE__)
551 :
552 5 : call icepack_init_parameters(phi_snow_in=phi_snow)
553 5 : call icepack_warnings_flush(nu_diag)
554 5 : if (icepack_warnings_aborted()) call icedrv_system_abort(string=subname, &
555 0 : file=__FILE__,line= __LINE__)
556 :
557 130 : first_ice(:,:) = .true.
558 130 : if (tr_brine) trcrn(:,nt_fbri,:) = c1
559 :
560 5 : end subroutine init_hbrine
561 :
562 : !=======================================================================
563 :
564 : ! Namelist variables, set to default values; may be altered at run time
565 : !
566 : ! author Elizabeth C. Hunke, LANL
567 : ! Nicole Jeffery, LANL
568 :
569 45 : subroutine init_zbgc
570 :
571 : use icedrv_state, only: trcr_base, trcr_depend, n_trcr_strata
572 : use icedrv_state, only: nt_strata
573 : use icedrv_forcing, only: bgc_data_type
574 :
575 : character (len=char_len) :: &
576 : shortwave ! from icepack
577 :
578 : integer (kind=int_kind) :: &
579 : ntrcr, nbtrcr, nbtrcr_sw, &
580 : ntrcr_o, nt_fbri, &
581 : nt_bgc_Nit, nt_bgc_Am, nt_bgc_Sil, &
582 : nt_bgc_DMS, nt_bgc_PON, nt_bgc_S, &
583 : nt_bgc_DMSPp, nt_bgc_DMSPd, &
584 : nt_zbgc_frac, nlt_chl_sw, &
585 : nlt_bgc_Nit, nlt_bgc_Am, nlt_bgc_Sil, &
586 : nlt_bgc_DMS, nlt_bgc_DMSPp,nlt_bgc_DMSPd,&
587 : nlt_bgc_PON, nt_bgc_hum, nlt_bgc_hum
588 :
589 : integer (kind=int_kind), dimension(icepack_max_aero) :: &
590 : nlt_zaero_sw ! points to aerosol in trcrn_sw
591 :
592 : integer (kind=int_kind), dimension(icepack_max_algae) :: &
593 : nlt_bgc_N , & ! algae
594 : nlt_bgc_C , & !
595 : nlt_bgc_chl
596 :
597 : integer (kind=int_kind), dimension(icepack_max_doc) :: &
598 : nlt_bgc_DOC ! disolved organic carbon
599 :
600 : integer (kind=int_kind), dimension(icepack_max_don) :: &
601 : nlt_bgc_DON !
602 :
603 : integer (kind=int_kind), dimension(icepack_max_dic) :: &
604 : nlt_bgc_DIC ! disolved inorganic carbon
605 :
606 : integer (kind=int_kind), dimension(icepack_max_fe) :: &
607 : nlt_bgc_Fed , & !
608 : nlt_bgc_Fep !
609 :
610 : integer (kind=int_kind), dimension(icepack_max_aero) :: &
611 : nlt_zaero ! non-reacting layer aerosols
612 :
613 : integer (kind=int_kind), dimension(icepack_max_algae) :: &
614 : nt_bgc_N , & ! diatoms, phaeocystis, pico/small
615 : nt_bgc_C , & ! diatoms, phaeocystis, pico/small
616 : nt_bgc_chl ! diatoms, phaeocystis, pico/small
617 :
618 : integer (kind=int_kind), dimension(icepack_max_doc) :: &
619 : nt_bgc_DOC ! dissolved organic carbon
620 :
621 : integer (kind=int_kind), dimension(icepack_max_don) :: &
622 : nt_bgc_DON ! dissolved organic nitrogen
623 :
624 : integer (kind=int_kind), dimension(icepack_max_dic) :: &
625 : nt_bgc_DIC ! dissolved inorganic carbon
626 :
627 : integer (kind=int_kind), dimension(icepack_max_fe) :: &
628 : nt_bgc_Fed , & ! dissolved iron
629 : nt_bgc_Fep ! particulate iron
630 :
631 : integer (kind=int_kind), dimension(icepack_max_aero) :: &
632 : nt_zaero , & ! black carbon and other aerosols
633 : nt_zaero_sw ! for shortwave calculation
634 :
635 : integer (kind=int_kind), dimension(icepack_max_nbtrcr) :: &
636 : bio_index_o ! relates nlt_bgc_NO to ocean concentration index
637 :
638 : integer (kind=int_kind), dimension(icepack_max_nbtrcr) :: &
639 : bio_index ! relates bio indices nlt_bgc_N to nt_bgc_N
640 :
641 : logical (kind=log_kind) :: &
642 : tr_brine, &
643 : tr_bgc_Nit, tr_bgc_Am, tr_bgc_Sil, &
644 : tr_bgc_DMS, tr_bgc_PON, &
645 : tr_bgc_N, tr_bgc_C, tr_bgc_chl, &
646 : tr_bgc_DON, tr_bgc_Fe, tr_zaero, &
647 : tr_bgc_hum, tr_aero
648 :
649 : integer (kind=int_kind) :: &
650 : ktherm
651 :
652 : logical (kind=log_kind) :: &
653 : solve_zsal, skl_bgc, z_tracers, scale_bgc, solve_zbgc, dEdd_algae, &
654 : modal_aero, restore_bgc
655 :
656 : character (char_len) :: &
657 : bgc_flux_type
658 :
659 : real (kind=dbl_kind) :: &
660 51 : grid_o, l_sk, initbio_frac, &
661 51 : frazil_scav, grid_oS, l_skS, &
662 17 : phi_snow, &
663 17 : ratio_Si2N_diatoms , ratio_Si2N_sp , ratio_Si2N_phaeo , &
664 17 : ratio_S2N_diatoms , ratio_S2N_sp , ratio_S2N_phaeo , &
665 17 : ratio_Fe2C_diatoms , ratio_Fe2C_sp , ratio_Fe2C_phaeo , &
666 17 : ratio_Fe2N_diatoms , ratio_Fe2N_sp , ratio_Fe2N_phaeo , &
667 17 : ratio_Fe2DON , ratio_Fe2DOC_s , ratio_Fe2DOC_l , &
668 34 : fr_resp , tau_min , tau_max , &
669 51 : algal_vel , R_dFe2dust , dustFe_sol , &
670 17 : chlabs_diatoms , chlabs_sp , chlabs_phaeo , &
671 17 : alpha2max_low_diatoms,alpha2max_low_sp , alpha2max_low_phaeo, &
672 17 : beta2max_diatoms , beta2max_sp , beta2max_phaeo , &
673 17 : mu_max_diatoms , mu_max_sp , mu_max_phaeo , &
674 17 : grow_Tdep_diatoms , grow_Tdep_sp , grow_Tdep_phaeo , &
675 51 : fr_graze_diatoms , fr_graze_sp , fr_graze_phaeo , &
676 17 : mort_pre_diatoms , mort_pre_sp , mort_pre_phaeo , &
677 17 : mort_Tdep_diatoms , mort_Tdep_sp , mort_Tdep_phaeo , &
678 17 : k_exude_diatoms , k_exude_sp , k_exude_phaeo , &
679 17 : K_Nit_diatoms , K_Nit_sp , K_Nit_phaeo , &
680 17 : K_Am_diatoms , K_Am_sp , K_Am_phaeo , &
681 17 : K_Sil_diatoms , K_Sil_sp , K_Sil_phaeo , &
682 17 : K_Fe_diatoms , K_Fe_sp , K_Fe_phaeo , &
683 34 : f_don_protein , kn_bac_protein , f_don_Am_protein , &
684 34 : f_doc_s , f_doc_l , f_exude_s , &
685 34 : f_exude_l , k_bac_s , k_bac_l , &
686 51 : T_max , fsal , op_dep_min , &
687 51 : fr_graze_s , fr_graze_e , fr_mort2min , &
688 51 : fr_dFe , k_nitrif , t_iron_conv , &
689 34 : max_loss , max_dfe_doc1 , fr_resp_s , &
690 34 : y_sk_DMS , t_sk_conv , t_sk_ox , &
691 17 : algaltype_diatoms , algaltype_sp , algaltype_phaeo , &
692 51 : nitratetype , ammoniumtype , silicatetype , &
693 34 : dmspptype , dmspdtype , humtype , &
694 34 : doctype_s , doctype_l , dontype_protein , &
695 51 : fedtype_1 , feptype_1 , zaerotype_bc1 , &
696 17 : zaerotype_bc2 , zaerotype_dust1 , zaerotype_dust2 , &
697 34 : zaerotype_dust3 , zaerotype_dust4 , ratio_C2N_diatoms , &
698 34 : ratio_C2N_sp , ratio_C2N_phaeo , ratio_chl2N_diatoms, &
699 34 : ratio_chl2N_sp , ratio_chl2N_phaeo , F_abs_chl_diatoms , &
700 34 : F_abs_chl_sp , F_abs_chl_phaeo , ratio_C2N_proteins
701 :
702 : real (kind=dbl_kind), dimension(icepack_max_dic) :: &
703 34 : dictype
704 :
705 : real (kind=dbl_kind), dimension(icepack_max_algae) :: &
706 68 : algaltype ! tau_min for both retention and release
707 :
708 : real (kind=dbl_kind), dimension(icepack_max_doc) :: &
709 68 : doctype
710 :
711 : real (kind=dbl_kind), dimension(icepack_max_don) :: &
712 34 : dontype
713 :
714 : real (kind=dbl_kind), dimension(icepack_max_fe) :: &
715 51 : fedtype
716 :
717 : real (kind=dbl_kind), dimension(icepack_max_fe) :: &
718 51 : feptype
719 :
720 : real (kind=dbl_kind), dimension(icepack_max_aero) :: &
721 119 : zaerotype
722 :
723 : real (kind=dbl_kind), dimension(icepack_max_algae) :: &
724 68 : R_C2N , & ! algal C to N (mole/mole)
725 68 : R_chl2N , & ! 3 algal chlorophyll to N (mg/mmol)
726 68 : F_abs_chl ! to scale absorption in Dedd
727 :
728 : real (kind=dbl_kind), dimension(icepack_max_don) :: & ! increase compare to algal R_Fe2C
729 34 : R_C2N_DON
730 :
731 : real (kind=dbl_kind), dimension(icepack_max_algae) :: &
732 68 : R_Si2N , & ! algal Sil to N (mole/mole)
733 68 : R_S2N , & ! algal S to N (mole/mole)
734 : ! Marchetti et al 2006, 3 umol Fe/mol C for iron limited Pseudo-nitzschia
735 68 : R_Fe2C , & ! algal Fe to carbon (umol/mmol)
736 68 : R_Fe2N ! algal Fe to N (umol/mmol)
737 :
738 : real (kind=dbl_kind), dimension(icepack_max_don) :: &
739 34 : R_Fe2DON ! Fe to N of DON (nmol/umol)
740 :
741 : real (kind=dbl_kind), dimension(icepack_max_doc) :: &
742 68 : R_Fe2DOC ! Fe to C of DOC (nmol/umol)
743 :
744 : real (kind=dbl_kind), dimension(icepack_max_algae) :: &
745 68 : chlabs , & ! chla absorption 1/m/(mg/m^3)
746 68 : alpha2max_low , & ! light limitation (1/(W/m^2))
747 68 : beta2max , & ! light inhibition (1/(W/m^2))
748 68 : mu_max , & ! maximum growth rate (1/d)
749 68 : grow_Tdep , & ! T dependence of growth (1/C)
750 68 : fr_graze , & ! fraction of algae grazed
751 68 : mort_pre , & ! mortality (1/day)
752 68 : mort_Tdep , & ! T dependence of mortality (1/C)
753 68 : k_exude , & ! algal carbon exudation rate (1/d)
754 68 : K_Nit , & ! nitrate half saturation (mmol/m^3)
755 68 : K_Am , & ! ammonium half saturation (mmol/m^3)
756 68 : K_Sil , & ! silicon half saturation (mmol/m^3)
757 68 : K_Fe ! iron half saturation or micromol/m^3
758 :
759 : real (kind=dbl_kind), dimension(icepack_max_DON) :: &
760 34 : f_don , & ! fraction of spilled grazing to DON
761 34 : kn_bac , & ! Bacterial degredation of DON (1/d)
762 34 : f_don_Am ! fraction of remineralized DON to Am
763 :
764 : real (kind=dbl_kind), dimension(icepack_max_DOC) :: &
765 68 : f_exude , & ! fraction of exuded carbon to each DOC pool
766 68 : k_bac ! Bacterial degredation of DOC (1/d)
767 :
768 : real (kind=dbl_kind), dimension(icepack_max_nbtrcr) :: &
769 510 : zbgc_frac_init,&! initializes mobile fraction
770 510 : bgc_tracer_type ! described tracer in mobile or stationary phases
771 : ! < 0 is purely mobile (eg. nitrate)
772 : ! > 0 has timescales for transitions between
773 : ! phases based on whether the ice is melting or growing
774 :
775 : real (kind=dbl_kind), dimension(icepack_max_nbtrcr) :: &
776 510 : zbgc_init_frac, & ! fraction of ocean tracer concentration in new ice
777 510 : tau_ret, & ! retention timescale (s), mobile to stationary phase
778 510 : tau_rel ! release timescale (s), stationary to mobile phase
779 :
780 : character (32) :: &
781 : nml_filename = 'icepack_in' ! namelist input file name
782 :
783 : integer (kind=int_kind) :: &
784 : nml_error, & ! namelist i/o error flag
785 : k, mm , & ! loop index
786 : ntd , & ! for tracer dependency calculation
787 : nk , & !
788 : nt_depend
789 :
790 : character(len=*), parameter :: subname='(init_zbgc)'
791 :
792 : !------------------------------------------------------------
793 : ! Tracers have mobile and stationary phases.
794 : ! ice growth allows for retention, ice melt facilitates mobility
795 : ! bgc_tracer_type defines the exchange timescales between these phases
796 : ! -1 : entirely in the mobile phase, no exchange (this is the default)
797 : ! 0 : retention time scale is tau_min, release time scale is tau_max
798 : ! 1 : retention time scale is tau_max, release time scale is tau_min
799 : ! 0.5: retention time scale is tau_min, release time scale is tau_min
800 : ! 2 : retention time scale is tau_max, release time scale is tau_max
801 : !------------------------------------------------------------
802 :
803 : !-----------------------------------------------------------------
804 : ! namelist variables
805 : !-----------------------------------------------------------------
806 :
807 : namelist /zbgc_nml/ &
808 : tr_brine, tr_zaero, modal_aero, skl_bgc, &
809 : z_tracers, dEdd_algae, solve_zbgc, bgc_flux_type, &
810 : restore_bgc, scale_bgc, solve_zsal, bgc_data_type, &
811 : tr_bgc_Nit, tr_bgc_C, tr_bgc_chl, tr_bgc_Am, tr_bgc_Sil, &
812 : tr_bgc_DMS, tr_bgc_PON, tr_bgc_hum, tr_bgc_DON, tr_bgc_Fe, &
813 : grid_o, l_sk, grid_oS, &
814 : l_skS, phi_snow, initbio_frac, frazil_scav, &
815 : ratio_Si2N_diatoms , ratio_Si2N_sp , ratio_Si2N_phaeo , &
816 : ratio_S2N_diatoms , ratio_S2N_sp , ratio_S2N_phaeo , &
817 : ratio_Fe2C_diatoms , ratio_Fe2C_sp , ratio_Fe2C_phaeo , &
818 : ratio_Fe2N_diatoms , ratio_Fe2N_sp , ratio_Fe2N_phaeo , &
819 : ratio_Fe2DON , ratio_Fe2DOC_s , ratio_Fe2DOC_l , &
820 : fr_resp , tau_min , tau_max , &
821 : algal_vel , R_dFe2dust , dustFe_sol , &
822 : chlabs_diatoms , chlabs_sp , chlabs_phaeo , &
823 : alpha2max_low_diatoms,alpha2max_low_sp , alpha2max_low_phaeo, &
824 : beta2max_diatoms , beta2max_sp , beta2max_phaeo , &
825 : mu_max_diatoms , mu_max_sp , mu_max_phaeo , &
826 : grow_Tdep_diatoms , grow_Tdep_sp , grow_Tdep_phaeo , &
827 : fr_graze_diatoms , fr_graze_sp , fr_graze_phaeo , &
828 : mort_pre_diatoms , mort_pre_sp , mort_pre_phaeo , &
829 : mort_Tdep_diatoms , mort_Tdep_sp , mort_Tdep_phaeo , &
830 : k_exude_diatoms , k_exude_sp , k_exude_phaeo , &
831 : K_Nit_diatoms , K_Nit_sp , K_Nit_phaeo , &
832 : K_Am_diatoms , K_Am_sp , K_Am_phaeo , &
833 : K_Sil_diatoms , K_Sil_sp , K_Sil_phaeo , &
834 : K_Fe_diatoms , K_Fe_sp , K_Fe_phaeo , &
835 : f_don_protein , kn_bac_protein , f_don_Am_protein , &
836 : f_doc_s , f_doc_l , f_exude_s , &
837 : f_exude_l , k_bac_s , k_bac_l , &
838 : T_max , fsal , op_dep_min , &
839 : fr_graze_s , fr_graze_e , fr_mort2min , &
840 : fr_dFe , k_nitrif , t_iron_conv , &
841 : max_loss , max_dfe_doc1 , fr_resp_s , &
842 : y_sk_DMS , t_sk_conv , t_sk_ox , &
843 : algaltype_diatoms , algaltype_sp , algaltype_phaeo , &
844 : nitratetype , ammoniumtype , silicatetype , &
845 : dmspptype , dmspdtype , humtype , &
846 : doctype_s , doctype_l , dontype_protein , &
847 : fedtype_1 , feptype_1 , zaerotype_bc1 , &
848 : zaerotype_bc2 , zaerotype_dust1 , zaerotype_dust2 , &
849 : zaerotype_dust3 , zaerotype_dust4 , ratio_C2N_diatoms , &
850 : ratio_C2N_sp , ratio_C2N_phaeo , ratio_chl2N_diatoms, &
851 : ratio_chl2N_sp , ratio_chl2N_phaeo , F_abs_chl_diatoms , &
852 : F_abs_chl_sp , F_abs_chl_phaeo , ratio_C2N_proteins
853 :
854 : !-----------------------------------------------------------------
855 : ! query Icepack values
856 : !-----------------------------------------------------------------
857 :
858 45 : call icepack_query_tracer_sizes(ntrcr_out=ntrcr)
859 45 : call icepack_query_tracer_flags(tr_aero_out=tr_aero)
860 : call icepack_query_parameters(ktherm_out=ktherm, shortwave_out=shortwave, &
861 : scale_bgc_out=scale_bgc, skl_bgc_out=skl_bgc, z_tracers_out=z_tracers, &
862 : dEdd_algae_out=dEdd_algae, solve_zbgc_out=solve_zbgc, phi_snow_out=phi_snow, &
863 : bgc_flux_type_out=bgc_flux_type, grid_o_out=grid_o, l_sk_out=l_sk, &
864 : initbio_frac_out=initbio_frac, frazil_scav_out=frazil_scav, &
865 : algal_vel_out=algal_vel, R_dFe2dust_out=R_dFe2dust, &
866 : dustFe_sol_out=dustFe_sol, T_max_out=T_max, fsal_out=fsal, &
867 : op_dep_min_out=op_dep_min, fr_graze_s_out=fr_graze_s, &
868 : fr_graze_e_out=fr_graze_e, fr_mort2min_out=fr_mort2min, &
869 : fr_dFe_out=fr_dFe, k_nitrif_out=k_nitrif, t_iron_conv_out=t_iron_conv, &
870 : max_loss_out=max_loss, max_dfe_doc1_out=max_dfe_doc1, &
871 : fr_resp_s_out=fr_resp_s, y_sk_DMS_out=y_sk_DMS, t_sk_conv_out=t_sk_conv, &
872 45 : t_sk_ox_out=t_sk_ox)
873 45 : call icepack_warnings_flush(nu_diag)
874 45 : if (icepack_warnings_aborted()) call icedrv_system_abort(string=subname, &
875 0 : file=__FILE__, line=__LINE__)
876 :
877 : !-----------------------------------------------------------------
878 : ! default values
879 : !-----------------------------------------------------------------
880 45 : tr_brine = .false. ! brine height differs from ice height
881 45 : tr_zaero = .false. ! z aerosol tracers
882 45 : modal_aero = .false. ! use modal aerosol treatment of aerosols
883 45 : restore_bgc = .false. ! restore bgc if true
884 45 : solve_zsal = .false. ! update salinity tracer profile from solve_S_dt
885 45 : bgc_data_type = 'default'! source of bgc data
886 45 : tr_bgc_PON = .false. !---------------------------------------------
887 45 : tr_bgc_Nit = .false. ! biogeochemistry (skl or zbgc)
888 45 : tr_bgc_C = .false. ! if skl_bgc = .true. then skl
889 45 : tr_bgc_chl = .false. ! if z_tracers = .true. then vertically resolved
890 45 : tr_bgc_Sil = .false. ! if z_tracers + solve_zbgc = .true. then
891 45 : tr_bgc_Am = .false. ! vertically resolved with reactions
892 45 : tr_bgc_DMS = .false. !------------------------------------------------
893 45 : tr_bgc_DON = .false. !
894 45 : tr_bgc_hum = .false. !
895 45 : tr_bgc_Fe = .false. !
896 45 : tr_bgc_N = .true. !
897 :
898 : ! z biology parameters
899 45 : ratio_Si2N_diatoms = 1.8_dbl_kind ! algal Si to N (mol/mol)
900 45 : ratio_Si2N_sp = c0 ! diatoms, small plankton, phaeocystis
901 45 : ratio_Si2N_phaeo = c0
902 45 : ratio_S2N_diatoms = 0.03_dbl_kind ! algal S to N (mol/mol)
903 45 : ratio_S2N_sp = 0.03_dbl_kind
904 45 : ratio_S2N_phaeo = 0.03_dbl_kind
905 45 : ratio_Fe2C_diatoms = 0.0033_dbl_kind ! algal Fe to C (umol/mol)
906 45 : ratio_Fe2C_sp = 0.0033_dbl_kind
907 45 : ratio_Fe2C_phaeo = p1
908 45 : ratio_Fe2N_diatoms = 0.023_dbl_kind ! algal Fe to N (umol/mol)
909 45 : ratio_Fe2N_sp = 0.023_dbl_kind
910 45 : ratio_Fe2N_phaeo = 0.7_dbl_kind
911 45 : ratio_Fe2DON = 0.023_dbl_kind ! Fe to N of DON (nmol/umol)
912 45 : ratio_Fe2DOC_s = p1 ! Fe to C of DOC (nmol/umol) saccharids
913 45 : ratio_Fe2DOC_l = 0.033_dbl_kind ! Fe to C of DOC (nmol/umol) lipids
914 45 : tau_min = 5200.0_dbl_kind ! rapid mobile to stationary exchanges (s)
915 45 : tau_max = 1.73e5_dbl_kind ! long time mobile to stationary exchanges (s)
916 45 : chlabs_diatoms = 0.03_dbl_kind ! chl absorption (1/m/(mg/m^3))
917 45 : chlabs_sp = 0.01_dbl_kind
918 45 : chlabs_phaeo = 0.05_dbl_kind
919 45 : alpha2max_low_diatoms = 0.8_dbl_kind ! light limitation (1/(W/m^2))
920 45 : alpha2max_low_sp = 0.67_dbl_kind
921 45 : alpha2max_low_phaeo = 0.67_dbl_kind
922 45 : beta2max_diatoms = 0.018_dbl_kind ! light inhibition (1/(W/m^2))
923 45 : beta2max_sp = 0.0025_dbl_kind
924 45 : beta2max_phaeo = 0.01_dbl_kind
925 45 : mu_max_diatoms = 1.2_dbl_kind ! maximum growth rate (1/day)
926 45 : mu_max_sp = 0.851_dbl_kind
927 45 : mu_max_phaeo = 0.851_dbl_kind
928 45 : grow_Tdep_diatoms = 0.06_dbl_kind ! Temperature dependence of growth (1/C)
929 45 : grow_Tdep_sp = 0.06_dbl_kind
930 45 : grow_Tdep_phaeo = 0.06_dbl_kind
931 45 : fr_graze_diatoms = 0.01_dbl_kind ! Fraction grazed
932 45 : fr_graze_sp = p1
933 45 : fr_graze_phaeo = p1
934 45 : mort_pre_diatoms = 0.007_dbl_kind! Mortality (1/day)
935 45 : mort_pre_sp = 0.007_dbl_kind
936 45 : mort_pre_phaeo = 0.007_dbl_kind
937 45 : mort_Tdep_diatoms = 0.03_dbl_kind ! T dependence of mortality (1/C)
938 45 : mort_Tdep_sp = 0.03_dbl_kind
939 45 : mort_Tdep_phaeo = 0.03_dbl_kind
940 45 : k_exude_diatoms = c0 ! algal exudation (1/d)
941 45 : k_exude_sp = c0
942 45 : k_exude_phaeo = c0
943 45 : K_Nit_diatoms = c1 ! nitrate half saturation (mmol/m^3)
944 45 : K_Nit_sp = c1
945 45 : K_Nit_phaeo = c1
946 45 : K_Am_diatoms = 0.3_dbl_kind ! ammonium half saturation (mmol/m^3)
947 45 : K_Am_sp = 0.3_dbl_kind
948 45 : K_Am_phaeo = 0.3_dbl_kind
949 45 : K_Sil_diatoms = 4.0_dbl_kind ! silicate half saturation (mmol/m^3)
950 45 : K_Sil_sp = c0
951 45 : K_Sil_phaeo = c0
952 45 : K_Fe_diatoms = c1 ! iron half saturation (nM)
953 45 : K_Fe_sp = 0.2_dbl_kind
954 45 : K_Fe_phaeo = p1
955 45 : f_don_protein = 0.6_dbl_kind ! fraction of spilled grazing to proteins
956 45 : kn_bac_protein = 0.03_dbl_kind ! Bacterial degredation of DON (1/d)
957 45 : f_don_Am_protein = 0.25_dbl_kind ! fraction of remineralized DON to ammonium
958 45 : f_doc_s = 0.4_dbl_kind ! fraction of mortality to DOC
959 45 : f_doc_l = 0.4_dbl_kind
960 45 : f_exude_s = c1 ! fraction of exudation to DOC
961 45 : f_exude_l = c1
962 45 : k_bac_s = 0.03_dbl_kind ! Bacterial degredation of DOC (1/d)
963 45 : k_bac_l = 0.03_dbl_kind
964 45 : algaltype_diatoms = c0 ! ------------------
965 45 : algaltype_sp = p5 !
966 45 : algaltype_phaeo = p5 !
967 45 : nitratetype = -c1 ! mobility type between
968 45 : ammoniumtype = c1 ! stationary <--> mobile
969 45 : silicatetype = -c1 !
970 45 : dmspptype = p5 !
971 45 : dmspdtype = -c1 !
972 45 : humtype = c1 !
973 45 : doctype_s = p5 !
974 45 : doctype_l = p5 !
975 45 : dontype_protein = p5 !
976 45 : fedtype_1 = p5 !
977 45 : feptype_1 = p5 !
978 45 : zaerotype_bc1 = c1 !
979 45 : zaerotype_bc2 = c1 !
980 45 : zaerotype_dust1 = c1 !
981 45 : zaerotype_dust2 = c1 !
982 45 : zaerotype_dust3 = c1 !
983 45 : zaerotype_dust4 = c1 !--------------------
984 45 : ratio_C2N_diatoms = 7.0_dbl_kind ! algal C to N ratio (mol/mol)
985 45 : ratio_C2N_sp = 7.0_dbl_kind
986 45 : ratio_C2N_phaeo = 7.0_dbl_kind
987 45 : ratio_chl2N_diatoms= 2.1_dbl_kind ! algal chlorophyll to N ratio (mg/mmol)
988 45 : ratio_chl2N_sp = 1.1_dbl_kind
989 45 : ratio_chl2N_phaeo = 0.84_dbl_kind
990 45 : F_abs_chl_diatoms = 2.0_dbl_kind ! scales absorbed radiation for dEdd
991 45 : F_abs_chl_sp = 4.0_dbl_kind
992 45 : F_abs_chl_phaeo = 5.0_dbl_kind
993 45 : ratio_C2N_proteins = 7.0_dbl_kind ! ratio of C to N in proteins (mol/mol)
994 :
995 : !-----------------------------------------------------------------
996 : ! read from input file
997 : !-----------------------------------------------------------------
998 :
999 45 : open (nu_nml, file=trim(nml_filename), status='old',iostat=nml_error)
1000 45 : if (nml_error /= 0) then
1001 0 : nml_error = -1
1002 : else
1003 45 : nml_error = 1
1004 : endif
1005 :
1006 45 : print*,'Reading zbgc_nml'
1007 90 : do while (nml_error > 0)
1008 90 : read(nu_nml, nml=zbgc_nml,iostat=nml_error)
1009 : end do
1010 45 : if (nml_error == 0) close(nu_nml)
1011 45 : if (nml_error /= 0) then
1012 0 : print*,'error reading zbgc namelist'
1013 0 : call icedrv_system_abort(file=__FILE__,line=__LINE__)
1014 : endif
1015 :
1016 : !-----------------------------------------------------------------
1017 : ! resolve conflicts
1018 : !-----------------------------------------------------------------
1019 : ! zsalinity and brine
1020 : !-----------------------------------------------------------------
1021 45 : if (solve_zsal .and. TRZS == 0) then
1022 0 : write(nu_diag,*) 'WARNING: solve_zsal=T but 0 zsalinity tracers'
1023 0 : write(nu_diag,*) 'WARNING: setting solve_zsal = F'
1024 0 : solve_zsal = .false.
1025 : elseif (solve_zsal .and. nblyr < 1) then
1026 : write(nu_diag,*) 'WARNING: solve_zsal=T but 0 zsalinity tracers'
1027 : write(nu_diag,*) 'WARNING: setting solve_zsal = F'
1028 : solve_zsal = .false.
1029 : endif
1030 :
1031 45 : if (solve_zsal .and. ((.not. tr_brine) .or. (ktherm /= 1))) then
1032 0 : write(nu_diag,*) 'WARNING: solve_zsal needs tr_brine=T and ktherm=1'
1033 0 : write(nu_diag,*) 'WARNING: setting tr_brine=T and ktherm=1'
1034 0 : tr_brine = .true.
1035 0 : ktherm = 1
1036 : endif
1037 :
1038 40 : if (tr_brine .and. TRBRI == 0 ) then
1039 : write(nu_diag,*) &
1040 0 : 'WARNING: tr_brine=T but no brine height compiled'
1041 : write(nu_diag,*) &
1042 0 : 'WARNING: setting solve_zsal and tr_brine = F'
1043 0 : solve_zsal = .false.
1044 0 : tr_brine = .false.
1045 : elseif (tr_brine .and. nblyr < 1 ) then
1046 : write(nu_diag,*) &
1047 : 'WARNING: tr_brine=T but no biology layers compiled'
1048 : write(nu_diag,*) &
1049 : 'WARNING: setting solve_zsal and tr_brine = F'
1050 : solve_zsal = .false.
1051 : tr_brine = .false.
1052 : endif
1053 :
1054 45 : write(nu_diag,1010) ' tr_brine = ', tr_brine
1055 45 : if (tr_brine) then
1056 5 : write(nu_diag,1005) ' phi_snow = ', phi_snow
1057 : endif
1058 45 : if (solve_zsal) then
1059 0 : write(nu_diag,1010) ' solve_zsal = ', solve_zsal
1060 0 : write(nu_diag,1000) ' grid_oS = ', grid_oS
1061 0 : write(nu_diag,1005) ' l_skS = ', l_skS
1062 : endif
1063 :
1064 : !-----------------------------------------------------------------
1065 : ! biogeochemistry
1066 : !-----------------------------------------------------------------
1067 :
1068 45 : if (.not. tr_brine) then
1069 40 : if (solve_zbgc) then
1070 0 : write(nu_diag,*) 'WARNING: tr_brine = F and solve_zbgc = T'
1071 0 : write(nu_diag,*) 'WARNING: setting solve_zbgc = F'
1072 0 : solve_zbgc = .false.
1073 : endif
1074 40 : if (skl_bgc) then
1075 0 : write(nu_diag,*) 'WARNING: tr_brine = F and skl_bgc = T'
1076 0 : write(nu_diag,*) 'WARNING: setting skl_bgc = F'
1077 0 : skl_bgc = .false.
1078 : endif
1079 40 : if (tr_zaero) then
1080 0 : write(nu_diag,*) 'WARNING: tr_brine = F and tr_zaero = T'
1081 0 : write(nu_diag,*) 'WARNING: setting tr_zaero = F'
1082 0 : tr_zaero = .false.
1083 : endif
1084 : endif
1085 :
1086 45 : if ((skl_bgc .AND. solve_zbgc) .or. (skl_bgc .AND. z_tracers)) then
1087 0 : print*, 'ERROR: skl_bgc and (solve_zbgc or z_tracers) are both true'
1088 0 : call icedrv_system_abort(file=__FILE__,line=__LINE__)
1089 : endif
1090 :
1091 45 : if (skl_bgc .AND. tr_zaero) then
1092 0 : write(nu_diag,*) 'WARNING: skl bgc does not use vertical tracers'
1093 0 : write(nu_diag,*) 'WARNING: setting tr_zaero = F'
1094 0 : tr_zaero = .false.
1095 : endif
1096 :
1097 45 : if (dEdd_algae .AND. trim(shortwave) /= 'dEdd') then
1098 0 : write(nu_diag,*) 'WARNING: dEdd_algae = T but shortwave /= dEdd'
1099 0 : write(nu_diag,*) 'WARNING: setting dEdd_algae = F'
1100 0 : dEdd_algae = .false.
1101 : endif
1102 :
1103 45 : if (dEdd_algae .AND. (.NOT. tr_bgc_N) .AND. (.NOT. tr_zaero)) then
1104 0 : write(nu_diag,*) 'WARNING: need tr_bgc_N or tr_zaero for dEdd_algae'
1105 0 : write(nu_diag,*) 'WARNING: setting dEdd_algae = F'
1106 0 : dEdd_algae = .false.
1107 : endif
1108 :
1109 45 : if (modal_aero .AND. (.NOT. tr_zaero) .AND. (.NOT. tr_aero)) then
1110 0 : modal_aero = .false.
1111 : endif
1112 :
1113 45 : if (modal_aero .AND. trim(shortwave) /= 'dEdd') then
1114 0 : write(nu_diag,*) 'WARNING: modal_aero = T but shortwave /= dEdd'
1115 0 : write(nu_diag,*) 'WARNING: setting modal_aero = F'
1116 0 : modal_aero = .false.
1117 : endif
1118 : if (n_algae > icepack_max_algae) then
1119 : print*, 'error:number of algal types exceeds icepack_max_algae'
1120 : call icedrv_system_abort(file=__FILE__,line=__LINE__)
1121 : endif
1122 : if (n_doc > icepack_max_doc) then
1123 : print*, 'error:number of algal types exceeds icepack_max_doc'
1124 : call icedrv_system_abort(file=__FILE__,line=__LINE__)
1125 : endif
1126 : if (n_dic > icepack_max_dic) then
1127 : print*, 'error:number of dic types exceeds icepack_max_dic'
1128 : call icedrv_system_abort(file=__FILE__,line=__LINE__)
1129 : endif
1130 : if (n_don > icepack_max_don) then
1131 : print*, 'error:number of don types exceeds icepack_max_don'
1132 : call icedrv_system_abort(file=__FILE__,line=__LINE__)
1133 : endif
1134 : if (n_fed > icepack_max_fe) then
1135 : print*, 'error:number of dissolved fe types exceeds icepack_max_fe'
1136 : call icedrv_system_abort(file=__FILE__,line=__LINE__)
1137 : endif
1138 : if (n_fep > icepack_max_fe) then
1139 : print*, 'error:number of particulate fe types exceeds icepack_max_fe'
1140 : call icedrv_system_abort(file=__FILE__,line=__LINE__)
1141 : endif
1142 :
1143 44 : if ((TRBGCS == 0 .and. skl_bgc) .or. (TRALG == 0 .and. skl_bgc)) then
1144 : write(nu_diag,*) &
1145 0 : 'WARNING: skl_bgc=T but 0 bgc or algal tracers compiled'
1146 : write(nu_diag,*) &
1147 0 : 'WARNING: setting skl_bgc = F'
1148 0 : skl_bgc = .false.
1149 : endif
1150 :
1151 41 : if ((TRBGCZ == 0 .and. solve_zbgc) .or. (TRALG == 0 .and. solve_zbgc)) then
1152 : write(nu_diag,*) &
1153 0 : 'WARNING: solve_zbgc=T but 0 zbgc or algal tracers compiled'
1154 : write(nu_diag,*) &
1155 0 : 'WARNING: setting solve_zbgc = F'
1156 0 : solve_zbgc = .false.
1157 : endif
1158 :
1159 45 : if (solve_zbgc .and. .not. z_tracers) z_tracers = .true.
1160 45 : if (skl_bgc .or. solve_zbgc) then
1161 5 : tr_bgc_N = .true. ! minimum NP biogeochemistry
1162 5 : tr_bgc_Nit = .true.
1163 : else
1164 40 : tr_bgc_N = .false.
1165 40 : tr_bgc_C = .false.
1166 40 : tr_bgc_chl = .false.
1167 40 : tr_bgc_Nit = .false.
1168 40 : tr_bgc_Am = .false.
1169 40 : tr_bgc_Sil = .false.
1170 40 : tr_bgc_hum = .false.
1171 40 : tr_bgc_DMS = .false.
1172 40 : tr_bgc_PON = .false.
1173 40 : tr_bgc_DON = .false.
1174 40 : tr_bgc_Fe = .false.
1175 : endif
1176 :
1177 : !-----------------------------------------------------------------
1178 : ! z layer aerosols
1179 : !-----------------------------------------------------------------
1180 45 : if (tr_zaero .and. .not. z_tracers) z_tracers = .true.
1181 :
1182 : if (n_zaero > icepack_max_aero) then
1183 : print*, 'error:number of z aerosols exceeds icepack_max_aero'
1184 : call icedrv_system_abort(file=__FILE__,line=__LINE__)
1185 : endif
1186 :
1187 : if (skl_bgc .and. n_bgc < 2) then
1188 : write (nu_diag,*) ' '
1189 : write (nu_diag,*) 'comp_ice must have number of bgc tracers >= 2'
1190 : write (nu_diag,*) 'number of bgc tracers compiled:',n_bgc
1191 : call icedrv_system_abort(file=__FILE__,line=__LINE__)
1192 : endif
1193 :
1194 : if (solve_zbgc .and. n_bgc < 2) then
1195 : write (nu_diag,*) ' '
1196 : write (nu_diag,*) 'comp_ice must have number of zbgc tracers >= 2'
1197 : write (nu_diag,*) 'number of bgc tracers compiled:',n_bgc
1198 : call icedrv_system_abort(file=__FILE__,line=__LINE__)
1199 : endif
1200 :
1201 42 : if (tr_zaero .and. TRZAERO < 1) then
1202 0 : write (nu_diag,*) ' '
1203 0 : write (nu_diag,*) 'comp_ice must have number of TRZAERO > 0'
1204 0 : write (nu_diag,*) 'in order to solve z aerosols:',TRZAERO
1205 0 : call icedrv_system_abort(file=__FILE__,line=__LINE__)
1206 : endif
1207 :
1208 : !-----------------------------------------------------------------
1209 : ! end conflict resolution
1210 : !-----------------------------------------------------------------
1211 : !-----------------------------------------------------------------
1212 : ! set Icepack values
1213 : !-----------------------------------------------------------------
1214 :
1215 : call icepack_init_parameters(ktherm_in=ktherm, shortwave_in=shortwave, &
1216 : scale_bgc_in=scale_bgc, skl_bgc_in=skl_bgc, z_tracers_in=z_tracers, &
1217 : dEdd_algae_in=dEdd_algae, solve_zbgc_in=solve_zbgc, &
1218 : bgc_flux_type_in=bgc_flux_type, grid_o_in=grid_o, l_sk_in=l_sk, &
1219 : initbio_frac_in=initbio_frac, frazil_scav_in=frazil_scav, &
1220 : grid_oS_in=grid_oS, l_skS_in=l_skS, phi_snow_in=phi_snow, &
1221 : algal_vel_in=algal_vel, R_dFe2dust_in=R_dFe2dust, &
1222 : dustFe_sol_in=dustFe_sol, T_max_in=T_max, fsal_in=fsal, &
1223 : op_dep_min_in=op_dep_min, fr_graze_s_in=fr_graze_s, &
1224 : fr_graze_e_in=fr_graze_e, fr_mort2min_in=fr_mort2min, &
1225 : fr_dFe_in=fr_dFe, k_nitrif_in=k_nitrif, t_iron_conv_in=t_iron_conv, &
1226 : max_loss_in=max_loss, max_dfe_doc1_in=max_dfe_doc1, fr_resp_in=fr_resp, &
1227 : fr_resp_s_in=fr_resp_s, y_sk_DMS_in=y_sk_DMS, t_sk_conv_in=t_sk_conv, &
1228 45 : t_sk_ox_in=t_sk_ox, modal_aero_in=modal_aero)
1229 45 : call icepack_warnings_flush(nu_diag)
1230 45 : if (icepack_warnings_aborted()) call icedrv_system_abort(string=subname, &
1231 0 : file=__FILE__, line=__LINE__)
1232 :
1233 : !-----------------------------------------------------------------
1234 : ! initialize zbgc tracer indices
1235 : !-----------------------------------------------------------------
1236 :
1237 45 : ntrcr_o = ntrcr
1238 45 : nt_fbri = 0
1239 45 : if (tr_brine) then
1240 5 : nt_fbri = ntrcr + 1 ! ice volume fraction with salt
1241 5 : ntrcr = ntrcr + 1
1242 5 : trcr_depend(nt_fbri) = 1 ! volume-weighted
1243 5 : trcr_base (nt_fbri,1) = c0 ! volume-weighted
1244 5 : trcr_base (nt_fbri,2) = c1 ! volume-weighted
1245 5 : trcr_base (nt_fbri,3) = c0 ! volume-weighted
1246 5 : n_trcr_strata(nt_fbri) = 0
1247 5 : nt_strata (nt_fbri,1) = 0
1248 5 : nt_strata (nt_fbri,2) = 0
1249 : endif
1250 :
1251 45 : ntd = 0 ! if nt_fbri /= 0 then use fbri dependency
1252 45 : if (nt_fbri == 0) ntd = -1 ! otherwise make tracers depend on ice volume
1253 :
1254 45 : nt_bgc_S = 0
1255 45 : if (solve_zsal) then ! .true. only if tr_brine = .true.
1256 0 : nt_bgc_S = ntrcr + 1
1257 0 : ntrcr = ntrcr + nblyr
1258 0 : do k = 1,nblyr
1259 0 : trcr_depend(nt_bgc_S + k - 1) = 2 + nt_fbri + ntd
1260 0 : trcr_base (nt_bgc_S,1) = c0 ! default: ice area
1261 0 : trcr_base (nt_bgc_S,2) = c1
1262 0 : trcr_base (nt_bgc_S,3) = c0
1263 0 : n_trcr_strata(nt_bgc_S) = 1
1264 0 : nt_strata(nt_bgc_S,1) = nt_fbri
1265 0 : nt_strata(nt_bgc_S,2) = 0
1266 : enddo
1267 : endif
1268 :
1269 : !-----------------------------------------------------------------
1270 : ! biogeochemistry
1271 : !-----------------------------------------------------------------
1272 :
1273 45 : nbtrcr = 0
1274 45 : nbtrcr_sw = 0
1275 :
1276 : ! vectors of size icepack_max_algae
1277 45 : nlt_bgc_N(:) = 0
1278 45 : nlt_bgc_C(:) = 0
1279 45 : nlt_bgc_chl(:) = 0
1280 45 : nt_bgc_N(:) = 0
1281 45 : nt_bgc_C(:) = 0
1282 45 : nt_bgc_chl(:) = 0
1283 :
1284 : ! vectors of size icepack_max_dic
1285 45 : nlt_bgc_DIC(:) = 0
1286 45 : nt_bgc_DIC(:) = 0
1287 :
1288 : ! vectors of size icepack_max_doc
1289 45 : nlt_bgc_DOC(:) = 0
1290 45 : nt_bgc_DOC(:) = 0
1291 :
1292 : ! vectors of size icepack_max_don
1293 45 : nlt_bgc_DON(:) = 0
1294 45 : nt_bgc_DON(:) = 0
1295 :
1296 : ! vectors of size icepack_max_fe
1297 45 : nlt_bgc_Fed(:) = 0
1298 45 : nlt_bgc_Fep(:) = 0
1299 45 : nt_bgc_Fed(:) = 0
1300 45 : nt_bgc_Fep(:) = 0
1301 :
1302 : ! vectors of size icepack_max_aero
1303 45 : nlt_zaero(:) = 0
1304 45 : nlt_zaero_sw(:) = 0
1305 45 : nt_zaero(:) = 0
1306 45 : nt_zaero_sw(:) = 0
1307 :
1308 45 : nlt_bgc_Nit = 0
1309 45 : nlt_bgc_Am = 0
1310 45 : nlt_bgc_Sil = 0
1311 45 : nlt_bgc_DMSPp = 0
1312 45 : nlt_bgc_DMSPd = 0
1313 45 : nlt_bgc_DMS = 0
1314 45 : nlt_bgc_PON = 0
1315 45 : nlt_bgc_hum = 0
1316 45 : nlt_chl_sw = 0
1317 45 : bio_index(:) = 0
1318 45 : bio_index_o(:) = 0
1319 :
1320 45 : nt_bgc_Nit = 0
1321 45 : nt_bgc_Am = 0
1322 45 : nt_bgc_Sil = 0
1323 45 : nt_bgc_DMSPp = 0
1324 45 : nt_bgc_DMSPd = 0
1325 45 : nt_bgc_DMS = 0
1326 45 : nt_bgc_PON = 0
1327 45 : nt_bgc_hum = 0
1328 45 : nt_zbgc_frac = 0
1329 :
1330 : !-----------------------------------------------------------------
1331 : ! Define array parameters
1332 : !-----------------------------------------------------------------
1333 :
1334 45 : R_Si2N(1) = ratio_Si2N_diatoms
1335 45 : R_Si2N(2) = ratio_Si2N_sp
1336 45 : R_Si2N(3) = ratio_Si2N_phaeo
1337 :
1338 45 : R_S2N(1) = ratio_S2N_diatoms
1339 45 : R_S2N(2) = ratio_S2N_sp
1340 45 : R_S2N(3) = ratio_S2N_phaeo
1341 :
1342 45 : R_Fe2C(1) = ratio_Fe2C_diatoms
1343 45 : R_Fe2C(2) = ratio_Fe2C_sp
1344 45 : R_Fe2C(3) = ratio_Fe2C_phaeo
1345 :
1346 45 : R_Fe2N(1) = ratio_Fe2N_diatoms
1347 45 : R_Fe2N(2) = ratio_Fe2N_sp
1348 45 : R_Fe2N(3) = ratio_Fe2N_phaeo
1349 :
1350 45 : R_C2N(1) = ratio_C2N_diatoms
1351 45 : R_C2N(2) = ratio_C2N_sp
1352 45 : R_C2N(3) = ratio_C2N_phaeo
1353 :
1354 45 : R_chl2N(1) = ratio_chl2N_diatoms
1355 45 : R_chl2N(2) = ratio_chl2N_sp
1356 45 : R_chl2N(3) = ratio_chl2N_phaeo
1357 :
1358 45 : F_abs_chl(1) = F_abs_chl_diatoms
1359 45 : F_abs_chl(2) = F_abs_chl_sp
1360 45 : F_abs_chl(3) = F_abs_chl_phaeo
1361 :
1362 45 : R_Fe2DON(1) = ratio_Fe2DON
1363 45 : R_C2N_DON(1) = ratio_C2N_proteins
1364 :
1365 45 : R_Fe2DOC(1) = ratio_Fe2DOC_s
1366 45 : R_Fe2DOC(2) = ratio_Fe2DOC_l
1367 45 : R_Fe2DOC(3) = c0
1368 :
1369 45 : chlabs(1) = chlabs_diatoms
1370 45 : chlabs(2) = chlabs_sp
1371 45 : chlabs(3) = chlabs_phaeo
1372 :
1373 45 : alpha2max_low(1) = alpha2max_low_diatoms
1374 45 : alpha2max_low(2) = alpha2max_low_sp
1375 45 : alpha2max_low(3) = alpha2max_low_phaeo
1376 :
1377 45 : beta2max(1) = beta2max_diatoms
1378 45 : beta2max(2) = beta2max_sp
1379 45 : beta2max(3) = beta2max_phaeo
1380 :
1381 45 : mu_max(1) = mu_max_diatoms
1382 45 : mu_max(2) = mu_max_sp
1383 45 : mu_max(3) = mu_max_phaeo
1384 :
1385 45 : grow_Tdep(1) = grow_Tdep_diatoms
1386 45 : grow_Tdep(2) = grow_Tdep_sp
1387 45 : grow_Tdep(3) = grow_Tdep_phaeo
1388 :
1389 45 : fr_graze(1) = fr_graze_diatoms
1390 45 : fr_graze(2) = fr_graze_sp
1391 45 : fr_graze(3) = fr_graze_phaeo
1392 :
1393 45 : mort_pre(1) = mort_pre_diatoms
1394 45 : mort_pre(2) = mort_pre_sp
1395 45 : mort_pre(3) = mort_pre_phaeo
1396 :
1397 45 : mort_Tdep(1) = mort_Tdep_diatoms
1398 45 : mort_Tdep(2) = mort_Tdep_sp
1399 45 : mort_Tdep(3) = mort_Tdep_phaeo
1400 :
1401 45 : k_exude(1) = k_exude_diatoms
1402 45 : k_exude(2) = k_exude_sp
1403 45 : k_exude(3) = k_exude_phaeo
1404 :
1405 45 : K_Nit(1) = K_Nit_diatoms
1406 45 : K_Nit(2) = K_Nit_sp
1407 45 : K_Nit(3) = K_Nit_phaeo
1408 :
1409 45 : K_Am(1) = K_Am_diatoms
1410 45 : K_Am(2) = K_Am_sp
1411 45 : K_Am(3) = K_Am_phaeo
1412 :
1413 45 : K_Sil(1) = K_Sil_diatoms
1414 45 : K_Sil(2) = K_Sil_sp
1415 45 : K_Sil(3) = K_Sil_phaeo
1416 :
1417 45 : K_Fe(1) = K_Fe_diatoms
1418 45 : K_Fe(2) = K_Fe_sp
1419 45 : K_Fe(3) = K_Fe_phaeo
1420 :
1421 45 : f_don(1) = f_don_protein
1422 45 : kn_bac(1) = kn_bac_protein
1423 45 : f_don_Am(1) = f_don_Am_protein
1424 :
1425 45 : f_exude(1) = f_exude_s
1426 45 : f_exude(2) = f_exude_l
1427 45 : k_bac(1) = k_bac_s
1428 45 : k_bac(2) = k_bac_l
1429 :
1430 90 : dictype(:) = -c1
1431 :
1432 45 : algaltype(1) = algaltype_diatoms
1433 45 : algaltype(2) = algaltype_sp
1434 45 : algaltype(3) = algaltype_phaeo
1435 :
1436 45 : doctype(1) = doctype_s
1437 45 : doctype(2) = doctype_l
1438 :
1439 45 : dontype(1) = dontype_protein
1440 :
1441 45 : fedtype(1) = fedtype_1
1442 45 : feptype(1) = feptype_1
1443 :
1444 45 : zaerotype(1) = zaerotype_bc1
1445 45 : zaerotype(2) = zaerotype_bc2
1446 45 : zaerotype(3) = zaerotype_dust1
1447 45 : zaerotype(4) = zaerotype_dust2
1448 45 : zaerotype(5) = zaerotype_dust3
1449 45 : zaerotype(6) = zaerotype_dust4
1450 :
1451 : call icepack_init_zbgc ( &
1452 : R_Si2N_in=R_Si2N, &
1453 : R_S2N_in=R_S2N, R_Fe2C_in=R_Fe2C, R_Fe2N_in=R_Fe2N, R_C2N_in=R_C2N, &
1454 : R_chl2N_in=R_chl2N, F_abs_chl_in=F_abs_chl, R_Fe2DON_in=R_Fe2DON, &
1455 : R_C2N_DON_in=R_C2N_DON, &
1456 : R_Fe2DOC_in=R_Fe2DOC, &
1457 : chlabs_in=chlabs, alpha2max_low_in=alpha2max_low, beta2max_in=beta2max, &
1458 : mu_max_in=mu_max, grow_Tdep_in=grow_Tdep, fr_graze_in=fr_graze, &
1459 : mort_pre_in=mort_pre, &
1460 : mort_Tdep_in=mort_Tdep, k_exude_in=k_exude, &
1461 : K_Nit_in=K_Nit, K_Am_in=K_Am, K_sil_in=K_Sil, K_Fe_in=K_Fe, &
1462 : f_don_in=f_don, kn_bac_in=kn_bac, f_don_Am_in=f_don_Am, f_exude_in=f_exude, &
1463 : k_bac_in=k_bac, &
1464 : fr_resp_in=fr_resp, algal_vel_in=algal_vel, R_dFe2dust_in=R_dFe2dust, &
1465 : dustFe_sol_in=dustFe_sol, T_max_in=T_max, fr_mort2min_in=fr_mort2min, &
1466 : fr_dFe_in=fr_dFe, op_dep_min_in=op_dep_min, &
1467 : fr_graze_s_in=fr_graze_s, fr_graze_e_in=fr_graze_e, &
1468 : k_nitrif_in=k_nitrif, t_iron_conv_in=t_iron_conv, &
1469 : max_loss_in=max_loss, max_dfe_doc1_in=max_dfe_doc1, &
1470 : fr_resp_s_in=fr_resp_s, y_sk_DMS_in=y_sk_DMS, &
1471 45 : t_sk_conv_in=t_sk_conv, t_sk_ox_in=t_sk_ox, fsal_in=fsal)
1472 45 : call icepack_warnings_flush(nu_diag)
1473 45 : if (icepack_warnings_aborted()) call icedrv_system_abort(string=subname, &
1474 0 : file=__FILE__, line=__LINE__)
1475 :
1476 45 : if (skl_bgc) then
1477 :
1478 1 : nk = 1
1479 1 : nt_depend = 0
1480 :
1481 1 : if (dEdd_algae) then
1482 0 : nlt_chl_sw = 1
1483 0 : nbtrcr_sw = nilyr+nslyr+2 ! only the bottom layer will be nonzero
1484 : endif
1485 :
1486 44 : elseif (z_tracers) then ! defined on nblyr+1 in ice
1487 : ! and 2 snow layers (snow surface + interior)
1488 :
1489 4 : nk = nblyr + 1
1490 4 : nt_depend = 2 + nt_fbri + ntd
1491 :
1492 4 : if (tr_bgc_N) then
1493 4 : if (dEdd_algae) then
1494 0 : nlt_chl_sw = 1
1495 0 : nbtrcr_sw = nilyr+nslyr+2
1496 : endif
1497 : endif ! tr_bgc_N
1498 :
1499 : endif ! skl_bgc or z_tracers
1500 :
1501 45 : if (skl_bgc .or. z_tracers) then
1502 :
1503 : !-----------------------------------------------------------------
1504 : ! assign tracer indices and dependencies
1505 : ! bgc_tracer_type: < 0 purely mobile , >= 0 stationary
1506 : !------------------------------------------------------------------
1507 :
1508 5 : if (tr_bgc_N) then
1509 20 : do mm = 1, n_algae
1510 : call init_bgc_trcr(nk, nt_fbri, &
1511 9 : nt_bgc_N(mm), nlt_bgc_N(mm), &
1512 9 : algaltype(mm), nt_depend, &
1513 : ntrcr, nbtrcr, &
1514 : bgc_tracer_type, trcr_depend, &
1515 : trcr_base, n_trcr_strata, &
1516 15 : nt_strata, bio_index)
1517 20 : bio_index_o(nlt_bgc_N(mm)) = mm
1518 : enddo ! mm
1519 : endif ! tr_bgc_N
1520 :
1521 5 : if (tr_bgc_Nit) then
1522 : call init_bgc_trcr(nk, nt_fbri, &
1523 : nt_bgc_Nit, nlt_bgc_Nit, &
1524 : nitratetype, nt_depend, &
1525 : ntrcr, nbtrcr, &
1526 : bgc_tracer_type, trcr_depend, &
1527 : trcr_base, n_trcr_strata, &
1528 5 : nt_strata, bio_index)
1529 5 : bio_index_o(nlt_bgc_Nit) = icepack_max_algae + 1
1530 : endif ! tr_bgc_Nit
1531 :
1532 5 : if (tr_bgc_C) then
1533 : !
1534 : ! Algal C is not yet distinct from algal N
1535 : ! * Reqires exudation and/or changing C:N ratios
1536 : ! for implementation
1537 : !
1538 : ! do mm = 1,n_algae
1539 : ! call init_bgc_trcr(nk, nt_fbri, &
1540 : ! nt_bgc_C(mm), nlt_bgc_C(mm), &
1541 : ! algaltype(mm), nt_depend, &
1542 : ! ntrcr, nbtrcr, &
1543 : ! bgc_tracer_type, trcr_depend, &
1544 : ! trcr_base, n_trcr_strata, &
1545 : ! nt_strata, bio_index)
1546 : ! bio_index_o(nlt_bgc_C(mm)) = icepack_max_algae + 1 + mm
1547 : ! enddo ! mm
1548 :
1549 15 : do mm = 1, n_doc
1550 : call init_bgc_trcr(nk, nt_fbri, &
1551 6 : nt_bgc_DOC(mm), nlt_bgc_DOC(mm), &
1552 6 : doctype(mm), nt_depend, &
1553 : ntrcr, nbtrcr, &
1554 : bgc_tracer_type, trcr_depend, &
1555 : trcr_base, n_trcr_strata, &
1556 10 : nt_strata, bio_index)
1557 15 : bio_index_o(nlt_bgc_DOC(mm)) = icepack_max_algae + 1 + mm
1558 : enddo ! mm
1559 5 : do mm = 1, n_dic
1560 : call init_bgc_trcr(nk, nt_fbri, &
1561 0 : nt_bgc_DIC(mm), nlt_bgc_DIC(mm), &
1562 0 : dictype(mm), nt_depend, &
1563 : ntrcr, nbtrcr, &
1564 : bgc_tracer_type, trcr_depend, &
1565 : trcr_base, n_trcr_strata, &
1566 0 : nt_strata, bio_index)
1567 5 : bio_index_o(nlt_bgc_DIC(mm)) = icepack_max_algae + icepack_max_doc + 1 + mm
1568 : enddo ! mm
1569 : endif ! tr_bgc_C
1570 :
1571 5 : if (tr_bgc_chl) then
1572 0 : do mm = 1, n_algae
1573 : call init_bgc_trcr(nk, nt_fbri, &
1574 0 : nt_bgc_chl(mm), nlt_bgc_chl(mm), &
1575 0 : algaltype(mm), nt_depend, &
1576 : ntrcr, nbtrcr, &
1577 : bgc_tracer_type, trcr_depend, &
1578 : trcr_base, n_trcr_strata, &
1579 0 : nt_strata, bio_index)
1580 0 : bio_index_o(nlt_bgc_chl(mm)) = icepack_max_algae + 1 + icepack_max_doc + icepack_max_dic + mm
1581 : enddo ! mm
1582 : endif ! tr_bgc_chl
1583 :
1584 5 : if (tr_bgc_Am) then
1585 : call init_bgc_trcr(nk, nt_fbri, &
1586 : nt_bgc_Am, nlt_bgc_Am, &
1587 : ammoniumtype, nt_depend, &
1588 : ntrcr, nbtrcr, &
1589 : bgc_tracer_type, trcr_depend, &
1590 : trcr_base, n_trcr_strata, &
1591 5 : nt_strata, bio_index)
1592 5 : bio_index_o(nlt_bgc_Am) = 2*icepack_max_algae + icepack_max_doc + icepack_max_dic + 2
1593 : endif
1594 5 : if (tr_bgc_Sil) then
1595 : call init_bgc_trcr(nk, nt_fbri, &
1596 : nt_bgc_Sil, nlt_bgc_Sil, &
1597 : silicatetype, nt_depend, &
1598 : ntrcr, nbtrcr, &
1599 : bgc_tracer_type, trcr_depend, &
1600 : trcr_base, n_trcr_strata, &
1601 5 : nt_strata, bio_index)
1602 5 : bio_index_o(nlt_bgc_Sil) = 2*icepack_max_algae + icepack_max_doc + icepack_max_dic + 3
1603 : endif
1604 5 : if (tr_bgc_DMS) then ! all together
1605 : call init_bgc_trcr(nk, nt_fbri, &
1606 : nt_bgc_DMSPp, nlt_bgc_DMSPp, &
1607 : dmspptype, nt_depend, &
1608 : ntrcr, nbtrcr, &
1609 : bgc_tracer_type, trcr_depend, &
1610 : trcr_base, n_trcr_strata, &
1611 5 : nt_strata, bio_index)
1612 5 : bio_index_o(nlt_bgc_DMSPp) = 2*icepack_max_algae + icepack_max_doc + icepack_max_dic + 4
1613 :
1614 : call init_bgc_trcr(nk, nt_fbri, &
1615 : nt_bgc_DMSPd, nlt_bgc_DMSPd, &
1616 : dmspdtype, nt_depend, &
1617 : ntrcr, nbtrcr, &
1618 : bgc_tracer_type, trcr_depend, &
1619 : trcr_base, n_trcr_strata, &
1620 5 : nt_strata, bio_index)
1621 5 : bio_index_o(nlt_bgc_DMSPd) = 2*icepack_max_algae + icepack_max_doc + icepack_max_dic + 5
1622 :
1623 : call init_bgc_trcr(nk, nt_fbri, &
1624 : nt_bgc_DMS, nlt_bgc_DMS, &
1625 : dmspdtype, nt_depend, &
1626 : ntrcr, nbtrcr, &
1627 : bgc_tracer_type, trcr_depend, &
1628 : trcr_base, n_trcr_strata, &
1629 5 : nt_strata, bio_index)
1630 5 : bio_index_o(nlt_bgc_DMS) = 2*icepack_max_algae + icepack_max_doc + icepack_max_dic + 6
1631 : endif
1632 5 : if (tr_bgc_PON) then
1633 : call init_bgc_trcr(nk, nt_fbri, &
1634 : nt_bgc_PON, nlt_bgc_PON, &
1635 : nitratetype, nt_depend, &
1636 : ntrcr, nbtrcr, &
1637 : bgc_tracer_type, trcr_depend, &
1638 : trcr_base, n_trcr_strata, &
1639 5 : nt_strata, bio_index)
1640 5 : bio_index_o(nlt_bgc_PON) = 2*icepack_max_algae + icepack_max_doc + icepack_max_dic + 7
1641 : endif
1642 5 : if (tr_bgc_DON) then
1643 10 : do mm = 1, n_don
1644 : call init_bgc_trcr(nk, nt_fbri, &
1645 3 : nt_bgc_DON(mm), nlt_bgc_DON(mm), &
1646 3 : dontype(mm), nt_depend, &
1647 : ntrcr, nbtrcr, &
1648 : bgc_tracer_type, trcr_depend, &
1649 : trcr_base, n_trcr_strata, &
1650 5 : nt_strata, bio_index)
1651 10 : bio_index_o(nlt_bgc_DON(mm)) = 2*icepack_max_algae + icepack_max_doc + icepack_max_dic + 7 + mm
1652 : enddo ! mm
1653 : endif ! tr_bgc_DON
1654 5 : if (tr_bgc_Fe) then
1655 4 : do mm = 1, n_fed
1656 : call init_bgc_trcr(nk, nt_fbri, &
1657 2 : nt_bgc_Fed(mm), nlt_bgc_Fed(mm), &
1658 2 : fedtype(mm), nt_depend, &
1659 : ntrcr, nbtrcr, &
1660 : bgc_tracer_type, trcr_depend, &
1661 : trcr_base, n_trcr_strata, &
1662 2 : nt_strata, bio_index)
1663 4 : bio_index_o(nlt_bgc_Fed(mm)) = 2*icepack_max_algae + icepack_max_doc + icepack_max_dic &
1664 6 : + icepack_max_don + 7 + mm
1665 : enddo ! mm
1666 4 : do mm = 1, n_fep
1667 : call init_bgc_trcr(nk, nt_fbri, &
1668 2 : nt_bgc_Fep(mm), nlt_bgc_Fep(mm), &
1669 2 : feptype(mm), nt_depend, &
1670 : ntrcr, nbtrcr, &
1671 : bgc_tracer_type, trcr_depend, &
1672 : trcr_base, n_trcr_strata, &
1673 2 : nt_strata, bio_index)
1674 4 : bio_index_o(nlt_bgc_Fep(mm)) = 2*icepack_max_algae + icepack_max_doc + icepack_max_dic &
1675 6 : + icepack_max_don + icepack_max_fe + 7 + mm
1676 : enddo ! mm
1677 : endif ! tr_bgc_Fe
1678 :
1679 5 : if (tr_bgc_hum) then
1680 : call init_bgc_trcr(nk, nt_fbri, &
1681 : nt_bgc_hum, nlt_bgc_hum, &
1682 : humtype, nt_depend, &
1683 : ntrcr, nbtrcr, &
1684 : bgc_tracer_type, trcr_depend, &
1685 : trcr_base, n_trcr_strata, &
1686 5 : nt_strata, bio_index)
1687 3 : bio_index_o(nlt_bgc_hum) = 2*icepack_max_algae + icepack_max_doc + 8 + icepack_max_dic &
1688 5 : + icepack_max_don + 2*icepack_max_fe + icepack_max_aero
1689 : endif
1690 : endif ! skl_bgc or z_tracers
1691 :
1692 45 : if (z_tracers) then ! defined on nblyr+1 in ice
1693 : ! and 2 snow layers (snow surface + interior)
1694 :
1695 4 : nk = nblyr + 1
1696 4 : nt_depend = 2 + nt_fbri + ntd
1697 :
1698 : ! z layer aerosols
1699 4 : if (tr_zaero) then
1700 21 : do mm = 1, n_zaero
1701 18 : if (dEdd_algae) then
1702 0 : nlt_zaero_sw(mm) = nbtrcr_sw + 1
1703 0 : nbtrcr_sw = nbtrcr_sw + nilyr + nslyr+2
1704 : endif
1705 : call init_bgc_trcr(nk, nt_fbri, &
1706 6 : nt_zaero(mm), nlt_zaero(mm), &
1707 6 : zaerotype(mm), nt_depend, &
1708 : ntrcr, nbtrcr, &
1709 : bgc_tracer_type, trcr_depend, &
1710 : trcr_base, n_trcr_strata, &
1711 18 : nt_strata, bio_index)
1712 12 : bio_index_o(nlt_zaero(mm)) = 2*icepack_max_algae + icepack_max_doc + icepack_max_dic &
1713 27 : + icepack_max_don + 2*icepack_max_fe + 7 + mm
1714 : enddo ! mm
1715 : endif ! tr_zaero
1716 :
1717 : !echmod keep trcr indices etc here but move zbgc_frac_init, zbgc_init_frac, tau_ret, tau_rel to icepack
1718 4 : if (nbtrcr > 0) then
1719 4 : nt_zbgc_frac = ntrcr + 1
1720 4 : ntrcr = ntrcr + nbtrcr
1721 80 : do k = 1,nbtrcr
1722 76 : zbgc_frac_init(k) = c1
1723 76 : trcr_depend(nt_zbgc_frac+k-1) = 2+nt_fbri
1724 76 : trcr_base(nt_zbgc_frac+ k - 1,1) = c0
1725 76 : trcr_base(nt_zbgc_frac+ k - 1,2) = c1
1726 76 : trcr_base(nt_zbgc_frac+ k - 1,3) = c0
1727 76 : n_trcr_strata(nt_zbgc_frac+ k - 1)= 1
1728 76 : nt_strata(nt_zbgc_frac+ k - 1,1) = nt_fbri
1729 76 : nt_strata(nt_zbgc_frac+ k - 1,2) = 0
1730 76 : tau_ret(k) = c1
1731 76 : tau_rel(k) = c1
1732 80 : if (bgc_tracer_type(k) >= c0 .and. bgc_tracer_type(k) < p5) then
1733 4 : tau_ret(k) = tau_min
1734 4 : tau_rel(k) = tau_max
1735 4 : zbgc_frac_init(k) = c1
1736 72 : elseif (bgc_tracer_type(k) >= p5 .and. bgc_tracer_type(k) < c1) then
1737 26 : tau_ret(k) = tau_min
1738 26 : tau_rel(k) = tau_min
1739 26 : zbgc_frac_init(k) = c1
1740 46 : elseif (bgc_tracer_type(k) >= c1 .and. bgc_tracer_type(k) < c2) then
1741 26 : tau_ret(k) = tau_max
1742 26 : tau_rel(k) = tau_min
1743 26 : zbgc_frac_init(k) = c1
1744 20 : elseif (bgc_tracer_type(k) >= c2 ) then
1745 0 : tau_ret(k) = tau_max
1746 0 : tau_rel(k) = tau_max
1747 0 : zbgc_frac_init(k) = c1
1748 : endif
1749 : enddo
1750 : endif
1751 :
1752 : endif ! z_tracers
1753 :
1754 137 : do k = 1, nbtrcr
1755 92 : zbgc_init_frac(k) = frazil_scav
1756 137 : if (bgc_tracer_type(k) < c0) zbgc_init_frac(k) = initbio_frac
1757 : enddo
1758 :
1759 : !-----------------------------------------------------------------
1760 : ! set values in icepack
1761 : !-----------------------------------------------------------------
1762 :
1763 : call icepack_init_zbgc( &
1764 : zbgc_init_frac_in=zbgc_init_frac, tau_ret_in=tau_ret, tau_rel_in=tau_rel, &
1765 45 : zbgc_frac_init_in=zbgc_frac_init, bgc_tracer_type_in=bgc_tracer_type)
1766 45 : call icepack_warnings_flush(nu_diag)
1767 45 : if (icepack_warnings_aborted()) call icedrv_system_abort(string=subname, &
1768 0 : file=__FILE__, line=__LINE__)
1769 :
1770 : call icepack_init_tracer_sizes( &
1771 : n_algae_in=n_algae, &
1772 : n_DOC_in=n_DOC, n_DON_in=n_DON, n_DIC_in=n_DIC, &
1773 : n_fed_in=n_fed, n_fep_in=n_fep, n_zaero_in=n_zaero, &
1774 45 : ntrcr_in=ntrcr, ntrcr_o_in=ntrcr_o, nbtrcr_in=nbtrcr, nbtrcr_sw_in=nbtrcr_sw)
1775 45 : call icepack_warnings_flush(nu_diag)
1776 45 : if (icepack_warnings_aborted()) call icedrv_system_abort(string=subname, &
1777 0 : file=__FILE__, line=__LINE__)
1778 :
1779 : call icepack_init_tracer_flags( &
1780 : tr_brine_in =tr_brine, &
1781 : tr_bgc_Nit_in=tr_bgc_Nit, tr_bgc_Am_in =tr_bgc_Am, tr_bgc_Sil_in=tr_bgc_Sil, &
1782 : tr_bgc_DMS_in=tr_bgc_DMS, tr_bgc_PON_in=tr_bgc_PON, &
1783 : tr_bgc_N_in =tr_bgc_N, tr_bgc_C_in =tr_bgc_C, tr_bgc_chl_in=tr_bgc_chl, &
1784 : tr_bgc_DON_in=tr_bgc_DON, tr_bgc_Fe_in =tr_bgc_Fe, tr_zaero_in =tr_zaero, &
1785 45 : tr_bgc_hum_in=tr_bgc_hum)
1786 45 : call icepack_warnings_flush(nu_diag)
1787 45 : if (icepack_warnings_aborted()) call icedrv_system_abort(string=subname, &
1788 0 : file=__FILE__, line=__LINE__)
1789 :
1790 : call icepack_init_tracer_indices( &
1791 : nt_fbri_in=nt_fbri, &
1792 : nt_bgc_Nit_in=nt_bgc_Nit, nt_bgc_Am_in=nt_bgc_Am, nt_bgc_Sil_in=nt_bgc_Sil, &
1793 : nt_bgc_DMS_in=nt_bgc_DMS, nt_bgc_PON_in=nt_bgc_PON, nt_bgc_S_in=nt_bgc_S, &
1794 : nt_bgc_N_in=nt_bgc_N, nt_bgc_chl_in=nt_bgc_chl, nt_bgc_hum_in=nt_bgc_hum, &
1795 : nt_bgc_DOC_in=nt_bgc_DOC, nt_bgc_DON_in=nt_bgc_DON, nt_bgc_DIC_in=nt_bgc_DIC, &
1796 : nt_zaero_in=nt_zaero, nt_bgc_DMSPp_in=nt_bgc_DMSPp, nt_bgc_DMSPd_in=nt_bgc_DMSPd, &
1797 : nt_bgc_Fed_in=nt_bgc_Fed, nt_bgc_Fep_in=nt_bgc_Fep, nt_zbgc_frac_in=nt_zbgc_frac, &
1798 : nlt_chl_sw_in=nlt_chl_sw, nlt_bgc_Sil_in=nlt_bgc_Sil, nlt_zaero_sw_in=nlt_zaero_sw, &
1799 : nlt_bgc_N_in=nlt_bgc_N, nlt_bgc_Nit_in=nlt_bgc_Nit, nlt_bgc_Am_in=nlt_bgc_Am, &
1800 : nlt_bgc_DMS_in=nlt_bgc_DMS, nlt_bgc_DMSPp_in=nlt_bgc_DMSPp, &
1801 : nlt_bgc_DMSPd_in=nlt_bgc_DMSPd, &
1802 : nlt_bgc_DIC_in=nlt_bgc_DIC, nlt_bgc_DOC_in=nlt_bgc_DOC, nlt_bgc_PON_in=nlt_bgc_PON, &
1803 : nlt_bgc_DON_in=nlt_bgc_DON, nlt_bgc_Fed_in=nlt_bgc_Fed, nlt_bgc_Fep_in=nlt_bgc_Fep, &
1804 : nlt_bgc_chl_in=nlt_bgc_chl, nlt_bgc_hum_in=nlt_bgc_hum, nlt_zaero_in=nlt_zaero, &
1805 45 : bio_index_o_in=bio_index_o, bio_index_in=bio_index)
1806 45 : call icepack_warnings_flush(nu_diag)
1807 45 : if (icepack_warnings_aborted()) call icedrv_system_abort(string=subname, &
1808 0 : file=__FILE__, line=__LINE__)
1809 :
1810 : !-----------------------------------------------------------------
1811 : ! final consistency checks
1812 : !-----------------------------------------------------------------
1813 45 : if (nbtrcr > icepack_max_nbtrcr) then
1814 0 : write (nu_diag,*) ' '
1815 0 : write (nu_diag,*) 'nbtrcr > icepack_max_nbtrcr'
1816 0 : write (nu_diag,*) 'nbtrcr, icepack_max_nbtrcr:',nbtrcr, icepack_max_nbtrcr
1817 0 : call icedrv_system_abort(file=__FILE__,line=__LINE__)
1818 : endif
1819 45 : if (.NOT. dEdd_algae) nbtrcr_sw = 1
1820 :
1821 45 : if (nbtrcr_sw > max_nsw) then
1822 0 : write (nu_diag,*) ' '
1823 0 : write (nu_diag,*) 'nbtrcr_sw > max_nsw'
1824 0 : write (nu_diag,*) 'nbtrcr_sw, max_nsw:',nbtrcr_sw, max_nsw
1825 0 : call icedrv_system_abort(file=__FILE__,line=__LINE__)
1826 : endif
1827 :
1828 45 : if (ntrcr > max_ntrcr) then
1829 0 : write(nu_diag,*) 'max_ntrcr < number of namelist tracers'
1830 0 : write(nu_diag,*) 'max_ntrcr = ',max_ntrcr,' ntrcr = ',ntrcr
1831 0 : call icedrv_system_abort(file=__FILE__,line=__LINE__)
1832 : endif
1833 :
1834 : !-----------------------------------------------------------------
1835 : ! spew
1836 : !-----------------------------------------------------------------
1837 45 : if (skl_bgc) then
1838 :
1839 1 : write(nu_diag,1010) ' skl_bgc = ', skl_bgc
1840 1 : write(nu_diag,1030) ' bgc_flux_type = ', bgc_flux_type
1841 1 : write(nu_diag,1010) ' restore_bgc = ', restore_bgc
1842 1 : write(nu_diag,*) ' bgc_data_type = ', &
1843 2 : trim(bgc_data_type)
1844 1 : write(nu_diag,1020) ' number of bio tracers = ', nbtrcr
1845 1 : write(nu_diag,1020) ' number of Isw tracers = ', nbtrcr_sw
1846 1 : write(nu_diag,1020) ' number of autotrophs = ', n_algae
1847 1 : write(nu_diag,1020) ' number of doc = ', n_doc
1848 1 : write(nu_diag,1020) ' number of dic = ', n_dic
1849 1 : write(nu_diag,1020) ' number of don = ', n_don
1850 1 : write(nu_diag,1020) ' number of fed = ', n_fed
1851 1 : write(nu_diag,1020) ' number of fep = ', n_fep
1852 1 : write(nu_diag,1010) ' tr_bgc_N = ', tr_bgc_N
1853 1 : write(nu_diag,1010) ' tr_bgc_C = ', tr_bgc_C
1854 1 : write(nu_diag,1010) ' tr_bgc_chl = ', tr_bgc_chl
1855 1 : write(nu_diag,1010) ' tr_bgc_Nit = ', tr_bgc_Nit
1856 1 : write(nu_diag,1010) ' tr_bgc_Am = ', tr_bgc_Am
1857 1 : write(nu_diag,1010) ' tr_bgc_Sil = ', tr_bgc_Sil
1858 1 : write(nu_diag,1010) ' tr_bgc_hum = ', tr_bgc_hum
1859 1 : write(nu_diag,1010) ' tr_bgc_DMS = ', tr_bgc_DMS
1860 1 : write(nu_diag,1010) ' tr_bgc_PON = ', tr_bgc_PON
1861 1 : write(nu_diag,1010) ' tr_bgc_DON = ', tr_bgc_DON
1862 1 : write(nu_diag,1010) ' tr_bgc_Fe = ', tr_bgc_Fe
1863 :
1864 44 : elseif (z_tracers) then
1865 :
1866 4 : write(nu_diag,*) ' bgc_data_type = ', &
1867 8 : trim(bgc_data_type)
1868 4 : write(nu_diag,1010) ' dEdd_algae = ', dEdd_algae
1869 4 : write(nu_diag,1010) ' modal_aero = ', modal_aero
1870 4 : write(nu_diag,1010) ' scale_bgc = ', scale_bgc
1871 4 : write(nu_diag,1010) ' solve_zbgc = ', solve_zbgc
1872 4 : write(nu_diag,1020) ' number of ztracers = ', nbtrcr
1873 4 : write(nu_diag,1020) ' number of Isw tracers = ', nbtrcr_sw
1874 4 : write(nu_diag,1020) ' number of autotrophs = ', n_algae
1875 4 : write(nu_diag,1020) ' number of doc = ', n_doc
1876 4 : write(nu_diag,1020) ' number of dic = ', n_dic
1877 4 : write(nu_diag,1020) ' number of fed = ', n_fed
1878 4 : write(nu_diag,1020) ' number of fep = ', n_fep
1879 4 : write(nu_diag,1020) ' number of aerosols = ', n_zaero
1880 4 : write(nu_diag,1010) ' tr_zaero = ', tr_zaero
1881 4 : write(nu_diag,1010) ' tr_bgc_Nit = ', tr_bgc_Nit
1882 4 : write(nu_diag,1010) ' tr_bgc_N = ', tr_bgc_N
1883 4 : write(nu_diag,1010) ' tr_bgc_Am = ', tr_bgc_Am
1884 4 : write(nu_diag,1010) ' tr_bgc_C = ', tr_bgc_C
1885 4 : write(nu_diag,1010) ' tr_bgc_Sil = ', tr_bgc_Sil
1886 4 : write(nu_diag,1010) ' tr_bgc_hum = ', tr_bgc_hum
1887 4 : write(nu_diag,1010) ' tr_bgc_chl = ', tr_bgc_chl
1888 4 : write(nu_diag,1010) ' tr_bgc_DMS = ', tr_bgc_DMS
1889 4 : write(nu_diag,1010) ' tr_bgc_PON = ', tr_bgc_PON
1890 4 : write(nu_diag,1010) ' tr_bgc_DON = ', tr_bgc_DON
1891 4 : write(nu_diag,1010) ' tr_bgc_Fe = ', tr_bgc_Fe
1892 4 : write(nu_diag,1000) ' grid_o = ', grid_o
1893 4 : write(nu_diag,1005) ' l_sk = ', l_sk
1894 4 : write(nu_diag,1000) ' initbio_frac = ', initbio_frac
1895 4 : write(nu_diag,1000) ' frazil_scav = ', frazil_scav
1896 :
1897 : endif ! skl_bgc or solve_bgc
1898 :
1899 : 1000 format (a30,2x,f9.2) ! a30 to align formatted, unformatted statements
1900 : 1005 format (a30,2x,f9.6) ! float
1901 : 1010 format (a30,2x,l6) ! logical
1902 : 1020 format (a30,2x,i6) ! integer
1903 : 1030 format (a30, a8) ! character
1904 :
1905 45 : end subroutine init_zbgc
1906 :
1907 : !=======================================================================
1908 :
1909 92 : subroutine init_bgc_trcr(nk, nt_fbri, &
1910 : nt_bgc, nlt_bgc, &
1911 : bgctype, nt_depend, &
1912 : ntrcr, nbtrcr, &
1913 92 : bgc_tracer_type, trcr_depend, &
1914 92 : trcr_base, n_trcr_strata, &
1915 92 : nt_strata, bio_index)
1916 :
1917 : integer (kind=int_kind), intent(in) :: &
1918 : nk , & ! counter
1919 : nt_depend , & ! tracer dependency index
1920 : nt_fbri
1921 :
1922 : integer (kind=int_kind), intent(inout) :: &
1923 : ntrcr , & ! number of tracers
1924 : nbtrcr , & ! number of bio tracers
1925 : nt_bgc , & ! tracer index
1926 : nlt_bgc ! bio tracer index
1927 :
1928 : integer (kind=int_kind), dimension(:), intent(inout) :: &
1929 : trcr_depend , & ! tracer dependencies
1930 : n_trcr_strata, & ! number of underlying tracer layers
1931 : bio_index !
1932 :
1933 : integer (kind=int_kind), dimension(:,:), intent(inout) :: &
1934 : nt_strata ! indices of underlying tracer layers
1935 :
1936 : real (kind=dbl_kind), dimension(:,:), intent(inout) :: &
1937 : trcr_base ! = 0 or 1 depending on tracer dependency
1938 : ! argument 2: (1) aice, (2) vice, (3) vsno
1939 :
1940 : real (kind=dbl_kind), intent(in) :: &
1941 : bgctype ! bio tracer transport type (mobile vs stationary)
1942 :
1943 : real (kind=dbl_kind), dimension(:), intent(inout) :: &
1944 : bgc_tracer_type ! bio tracer transport type array
1945 :
1946 : ! local variables
1947 :
1948 : integer (kind=int_kind) :: &
1949 : k , & ! loop index
1950 : n_strata , & ! temporary values
1951 : nt_strata1, & !
1952 : nt_strata2
1953 :
1954 : real (kind=dbl_kind) :: &
1955 52 : trcr_base1, & ! temporary values
1956 52 : trcr_base2, &
1957 52 : trcr_base3
1958 :
1959 : character(len=*), parameter :: subname='(init_bgc_trcr)'
1960 :
1961 : !--------
1962 :
1963 92 : nt_bgc = ntrcr + 1
1964 92 : nbtrcr = nbtrcr + 1
1965 92 : nlt_bgc = nbtrcr
1966 92 : bgc_tracer_type(nbtrcr) = bgctype
1967 :
1968 92 : if (nk > 1) then
1969 : ! include vertical bgc in snow
1970 228 : do k = nk, nk+1
1971 152 : ntrcr = ntrcr + 1
1972 152 : trcr_depend (nt_bgc + k ) = 2 ! snow volume
1973 152 : trcr_base (nt_bgc + k,1) = c0
1974 152 : trcr_base (nt_bgc + k,2) = c0
1975 152 : trcr_base (nt_bgc + k,3) = c1
1976 152 : n_trcr_strata(nt_bgc + k ) = 0
1977 152 : nt_strata (nt_bgc + k,1) = 0
1978 228 : nt_strata (nt_bgc + k,2) = 0
1979 : enddo
1980 :
1981 76 : trcr_base1 = c0
1982 76 : trcr_base2 = c1
1983 76 : trcr_base3 = c0
1984 76 : n_strata = 1
1985 76 : nt_strata1 = nt_fbri
1986 76 : nt_strata2 = 0
1987 : else ! nk = 1
1988 16 : trcr_base1 = c1
1989 16 : trcr_base2 = c0
1990 16 : trcr_base3 = c0
1991 16 : n_strata = 0
1992 16 : nt_strata1 = 0
1993 16 : nt_strata2 = 0
1994 : endif ! nk
1995 :
1996 716 : do k = 1, nk !in ice
1997 624 : ntrcr = ntrcr + 1
1998 624 : trcr_depend (nt_bgc + k - 1 ) = nt_depend
1999 624 : trcr_base (nt_bgc + k - 1,1) = trcr_base1
2000 624 : trcr_base (nt_bgc + k - 1,2) = trcr_base2
2001 624 : trcr_base (nt_bgc + k - 1,3) = trcr_base3
2002 624 : n_trcr_strata(nt_bgc + k - 1 ) = n_strata
2003 624 : nt_strata (nt_bgc + k - 1,1) = nt_strata1
2004 716 : nt_strata (nt_bgc + k - 1,2) = nt_strata2
2005 : enddo
2006 :
2007 92 : bio_index (nlt_bgc) = nt_bgc
2008 :
2009 92 : end subroutine init_bgc_trcr
2010 :
2011 : !=======================================================================
2012 :
2013 : end module icedrv_init_column
2014 :
2015 : !=======================================================================
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