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revision 1.1 by mmazloff, Fri May 23 17:33:43 2014 UTC revision 1.2 by mmazloff, Sun Feb 28 21:49:24 2016 UTC
# Line 5  C $Name$ Line 5  C $Name$
5    
6  CBOP  CBOP
7        subroutine BLING_PROD(        subroutine BLING_PROD(
8       I           PTR_NUT, PTR_FE, PTR_DOM, PTR_O2,       I           PTR_NO3, PTR_PO4, PTR_FE,
9       O           NUT_uptake, POM_prod, DOM_prod,       I           PTR_O2, PTR_DON, PTR_DOP,
10       O           Fe_uptake, CaCO3_prod,                             O           G_NO3, G_PO4, G_FE,
11         O           G_O2, G_DON, G_DOP, G_CACO3,          
12       I           bi, bj, imin, imax, jmin, jmax,       I           bi, bj, imin, imax, jmin, jmax,
13       I           myIter, myTime, myThid )       I           myIter, myTime, myThid )
14    
# Line 17  C     | o Nutrient uptake and partitioni Line 18  C     | o Nutrient uptake and partitioni
18  C     | - Phytoplankton biomass-specific growth rate is calculated  C     | - Phytoplankton biomass-specific growth rate is calculated
19  C     |   as a function of light, nutrient limitation, and    C     |   as a function of light, nutrient limitation, and  
20  C     |   temperature.  C     |   temperature.
21  C     | - A simple relationship between growth rate,  C     | - Biomass growth xxx
 C     |   biomass, and uptake is derived by assuming that growth is  
 C     |   exactly balanced by losses.  
22  C     =================================================================  C     =================================================================
23    
24        implicit none        implicit none
# Line 27  C     ================================== Line 26  C     ==================================
26  C     === Global variables ===  C     === Global variables ===
27  C     P_sm          :: Small phytoplankton biomass  C     P_sm          :: Small phytoplankton biomass
28  C     P_lg          :: Large phytoplankton biomass  C     P_lg          :: Large phytoplankton biomass
29  C     irr_mem       :: Phyto irradiance memory  C     P_diaz        :: Diazotroph phytoplankton biomass
30    
31  #include "SIZE.h"  #include "SIZE.h"
32  #include "DYNVARS.h"  #include "DYNVARS.h"
# Line 37  C     irr_mem       :: Phyto irradiance Line 36  C     irr_mem       :: Phyto irradiance
36  #include "BLING_VARS.h"  #include "BLING_VARS.h"
37  #include "PTRACERS_SIZE.h"  #include "PTRACERS_SIZE.h"
38  #include "PTRACERS_PARAMS.h"  #include "PTRACERS_PARAMS.h"
39  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC  #ifdef ALLOW_AUTODIFF
40  # include "tamc.h"  # include "tamc.h"
41  #endif  #endif
42    
# Line 53  C     myThid        :: thread Id. number Line 52  C     myThid        :: thread Id. number
52        INTEGER myIter        INTEGER myIter
53        INTEGER myThid        INTEGER myThid
54  C     === Input ===  C     === Input ===
55  C     PTR_NUT       :: macro-nutrient concentration  C     PTR_NO3       :: nitrate concentration
56    C     PTR_PO4       :: phosphate concentration
57  C     PTR_FE        :: iron concentration  C     PTR_FE        :: iron concentration
58  C     PTR_DOM       :: dissolved organic matter concentration  C     PTR_DON       :: dissolved organic nitrogen concentration
59    C     PTR_DOP       :: dissolved organic phosphorus concentration
60  C     PTR_O2        :: oxygen concentration  C     PTR_O2        :: oxygen concentration
61        _RL     PTR_NUT(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL     PTR_NO3(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
62          _RL     PTR_PO4(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
63        _RL     PTR_FE (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL     PTR_FE (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
       _RL     PTR_DOM(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
64        _RL     PTR_O2 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL     PTR_O2 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
65          _RL     PTR_DON(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
66          _RL     PTR_DOP(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
67  C     === Output ===  C     === Output ===
68  C     DOM_prod      :: production of dissolved organic matter  C     G_xxx         :: Tendency of xxx
69  C     POM_prod      :: production of particulate organic matter        _RL     G_NO3     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
70  C     Fe_uptake     :: production of particulate iron        _RL     G_PO4     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
71  C     CaCO3_prod    :: CaCO3 uptake for growth        _RL     G_FE      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
72        _RL     DOM_prod   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL     G_O2      (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
73        _RL     POM_prod   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL     G_DON     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
74        _RL     Fe_uptake (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL     G_DOP     (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
75        _RL     CaCO3_prod(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL     G_CACO3   (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
76    
77  #ifdef ALLOW_BLING  #ifdef ALLOW_BLING
78  C     === Local variables ===  C     === Local variables ===
79  C     i,j,k         :: loop indices  C     i,j,k         :: loop indicesi
80  C     irr_eff       :: effective irradiance  C     irr_eff       :: effective irradiance
81  C     NUT_lim       :: macro-nutrient limitation        C     NO3_lim       :: nitrate limitation
82  C     FetoP_up      :: ratio of iron to phosphorus uptake  C     PO4_lim       :: phosphate limitation          
83  C     Fe_lim        :: iron limitation          C     Fe_lim        :: iron limitation for phytoplankton    
84    C     Fe_lim_diaz   :: iron limitation for diazotrophs
85  C     alpha_Fe      :: initial slope of the P-I curve  C     alpha_Fe      :: initial slope of the P-I curve
86  C     theta_Fe      :: Chl:C ratio  C     theta_Fe      :: Chl:C ratio
87  C     theta_Fe_max  :: Fe-replete maximum Chl:C ratio    C     theta_Fe_max  :: Fe-replete maximum Chl:C ratio  
88  C     irrk          :: nut-limited efficiency of algal photosystems  C     irrk          :: nut-limited efficiency of algal photosystems
89  C     Pc_m          :: light-saturated maximal photosynthesis rate    C     irr_inst      :: instantaneous light
90    C     irr_eff       :: available light
91    C     mld           :: mixed layer depth
92    C     Pc_m          :: light-saturated max photosynthesis rate for phyt
93    C     Pc_m_diaz     :: light-saturated max photosynthesis rate for diaz
94  C     Pc_tot        :: carbon-specific photosynthesis rate  C     Pc_tot        :: carbon-specific photosynthesis rate
95  C     expkT         :: temperature function  C     expkT         :: temperature function
96  C     mu            :: net carbon-specific growth rate  C     mu            :: net carbon-specific growth rate for phyt
97  C     biomass_sm    :: nutrient concentration in small phyto biomass  C     mu_diaz       :: net carbon-specific growth rate for diaz
98  C     biomass_lg    :: nutrient concentration in large phyto biomass  C     N_uptake      :: NO3 utilization by phytoplankton
99  C     NUT_uptake    :: nutrient uptake  C     N_fix         :: Nitrogen fixation by diazotrophs
100  C     C_flux        :: carbon export flux 3d field  C     P_uptake      :: PO4 utilization by phytoplankton
101  C     chl           :: chlorophyll diagnostic  C     Fe_uptake     :: dissolved Fe utilization by phytoplankton
102    C     CaCO3_uptake  :: Calcium carbonate uptake for shell formation
103    C     DON_prod      :: production of dissolved organic nitrogen
104    C     DOP_prod      :: production of dissolved organic phosphorus
105    C     O2_prod       :: production of oxygen
106    C
107        INTEGER i,j,k                INTEGER i,j,k        
108        _RL irr_eff(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        INTEGER tmp
109        _RL NUT_lim                          _RL th1
110        _RL FetoP_up        _RL th2
111        _RL Fe_lim                          _RL th3
112        _RL alpha_Fe        _RL NO3_lim(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
113        _RL theta_Fe        _RL PO4_lim(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
114        _RL theta_Fe_max              _RL Fe_lim(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
115        _RL irrk          _RL Fe_lim_diaz(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
116          _RL expkT(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
117        _RL Pc_m        _RL Pc_m
118        _RL Pc_tot        _RL Pc_m_diaz
119        _RL expkT        _RL theta_Fe_max      
120        _RL mu        _RL theta_Fe
121        _RL biomass_sm        _RL irrk(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)  
122        _RL biomass_lg        _RL irr_inst(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
123        _RL NUT_uptake(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL irr_eff(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
124        _RL C_flux(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL mld(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
125        _RL chl(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)        _RL mu(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
126          _RL mu_diaz(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
127          _RL PtoN(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
128          _RL FetoN(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
129          _RL N_uptake(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
130          _RL N_fix(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
131          _RL N_den_pelag(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
132          _RL N_den_benthic(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
133          _RL P_uptake(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
134          _RL Fe_uptake(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
135          _RL CaCO3_uptake(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
136          _RL CaCO3_diss(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
137          _RL DON_prod(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
138          _RL DOP_prod(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
139          _RL DON_remin(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
140          _RL DOP_remin(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
141          _RL O2_prod(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
142          _RL frac_exp
143          _RL N_spm(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
144          _RL P_spm(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
145          _RL Fe_spm(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
146          _RL N_dvm(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
147          _RL P_dvm(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
148          _RL Fe_dvm(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
149          _RL N_recycle(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
150          _RL P_recycle(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
151          _RL Fe_recycle(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
152          _RL N_reminp(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
153          _RL P_reminp(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
154          _RL Fe_reminsum(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
155          _RL N_remindvm(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
156          _RL P_remindvm(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
157          _RL Fe_remindvm(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
158          _RL POC_flux(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
159          _RL NPP(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
160          _RL NCP(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,Nr)
161    #ifdef ML_MEAN_PHYTO    
162          _RL tmp_p_sm_ML
163          _RL tmp_p_lg_ML
164          _RL tmp_p_diaz_ML
165          _RL tmp_ML
166    #endif
167  CEOP  CEOP
168        
169  c ---------------------------------------------------------------------  c ---------------------------------------------------------------------
170  c  Initialize output and diagnostics  c  Initialize output and diagnostics
171            DO j=jmin,jmax
172              DO i=imin,imax
173                mld(i,j) = 0. _d 0
174              ENDDO
175            ENDDO
176         DO k=1,Nr         DO k=1,Nr
177          DO j=jmin,jmax          DO j=jmin,jmax
178            DO i=imin,imax            DO i=imin,imax
179                POM_prod(i,j,k)     = 0. _d 0                G_NO3(i,j,k)        = 0. _d 0
180                DOM_prod(i,j,k)     = 0. _d 0                G_PO4(i,j,k)        = 0. _d 0
181                  G_Fe(i,j,k)         = 0. _d 0
182                  G_O2(i,j,k)         = 0. _d 0
183                  G_DON(i,j,k)        = 0. _d 0
184                  G_DOP(i,j,k)        = 0. _d 0
185                  G_CaCO3(i,j,k)      = 0. _d 0
186                  N_uptake(i,j,k)     = 0. _d 0
187                  N_fix(i,j,k)        = 0. _d 0
188                  N_den_pelag(i,j,k)  = 0. _d 0
189                  N_den_benthic(i,j,k)= 0. _d 0
190                  P_uptake(i,j,k)     = 0. _d 0
191                Fe_uptake(i,j,k)    = 0. _d 0                Fe_uptake(i,j,k)    = 0. _d 0
192                CaCO3_prod(i,j,k)   = 0. _d 0                CaCO3_uptake(i,j,k) = 0. _d 0
193                C_flux(i,j,k)       = 0. _d 0                DON_prod(i,j,k)     = 0. _d 0
194                chl(i,j,k)          = 0. _d 0                DOP_prod(i,j,k)     = 0. _d 0
195                  O2_prod(i,j,k)      = 0. _d 0
196                  mu_diaz(i,j,k)      = 0. _d 0
197                irr_eff(i,j,k)      = 0. _d 0                irr_eff(i,j,k)      = 0. _d 0
198                  irr_inst(i,j,k)     = 0. _d 0
199                  PtoN(i,j,k)         = 0. _d 0
200                  FetoN(i,j,k)        = 0. _d 0
201                  NPP(i,j,k)          = 0. _d 0
202                  N_reminp(i,j,k)     = 0. _d 0
203                  P_reminp(i,j,k)     = 0. _d 0
204                  Fe_reminsum(i,j,k)  = 0. _d 0
205                  N_remindvm(i,j,k)   = 0. _d 0
206                  P_remindvm(i,j,k)   = 0. _d 0
207            ENDDO            ENDDO
208          ENDDO          ENDDO
209         ENDDO         ENDDO
210    
211  c ---------------------------------------------------------------------  
212  c  Available light  c-----------------------------------------------------------
213        CALL BLING_LIGHT(  c  avoid negative nutrient concentrations that can result from
214       U               irr_eff,  c  advection when low concentrations
215    
216    #ifdef BLING_NO_NEG
217          CALL TRACER_MIN_VAL( PTR_NO3, 1. _d -7)
218          CALL TRACER_MIN_VAL( PTR_PO4, 1. _d -8)
219          CALL TRACER_MIN_VAL( PTR_FE, 1. _d -11)
220    #endif
221    
222    
223    c-----------------------------------------------------------
224    c  mixed layer depth calculation for light and dvm
225    c
226           CALL BLING_MIXEDLAYER(
227         U                         mld,
228         I                         bi, bj, imin, imax, jmin, jmax,
229         I                         myIter, myTime, myThid)
230    
231    
232    c  Phytoplankton mixing
233    c  The mixed layer is assumed to homogenize vertical gradients of phytoplankton.
234    c  This allows for basic Sverdrup dynamics in a qualitative sense.
235    c  This has not been thoroughly tested, and care should be
236    c  taken with its interpretation.
237    
238    #ifdef ML_MEAN_PHYTO    
239          DO j=jmin,jmax
240           DO i=imin,imax  
241    
242            tmp_p_sm_ML = 0. _d 0
243            tmp_p_lg_ML = 0. _d 0
244            tmp_p_diaz_ML = 0. _d 0
245            tmp_ML  = 0. _d 0
246    
247            DO k=1,Nr
248    
249             IF (hFacC(i,j,k,bi,bj).gt.0. _d 0) THEN
250             IF ((-rf(k+1) .le. mld(i,j)).and.
251         &               (-rf(k+1).lt.200. _d 0)) THEN
252              tmp_p_sm_ML = tmp_p_sm_ML+P_sm(i,j,k,bi,bj)*drF(k)
253         &                  *hFacC(i,j,k,bi,bj)
254              tmp_p_lg_ML = tmp_p_lg_ML+P_lg(i,j,k,bi,bj)*drF(k)
255         &                  *hFacC(i,j,k,bi,bj)
256              tmp_p_diaz_ML = tmp_p_diaz_ML+P_diaz(i,j,k,bi,bj)*drF(k)
257         &                  *hFacC(i,j,k,bi,bj)
258              tmp_ML = tmp_ML + drF(k)
259             ENDIF
260             ENDIF
261    
262            ENDDO
263    
264            DO k=1,Nr
265    
266             IF (hFacC(i,j,k,bi,bj).gt.0. _d 0) THEN
267             IF ((-rf(k+1) .le. mld(i,j)).and.
268         &               (-rf(k+1).lt.200. _d 0)) THEN
269    
270              P_sm(i,j,k,bi,bj) = max(1. _d -8,tmp_p_sm_ML/tmp_ML)
271              P_lg(i,j,k,bi,bj) = max(1. _d -8,tmp_p_lg_ML/tmp_ML)
272              P_diaz(i,j,k,bi,bj) = max(1. _d -8,tmp_p_diaz_ML/tmp_ML)
273    
274             ENDIF
275             ENDIF
276    
277            ENDDO
278           ENDDO
279          ENDDO
280    
281    #endif
282    
283    
284    c-----------------------------------------------------------
285    c  light availability for biological production
286           CALL BLING_LIGHT(
287         I               mld,
288         U               irr_inst, irr_eff,
289       I               bi, bj, imin, imax, jmin, jmax,       I               bi, bj, imin, imax, jmin, jmax,
290       I               myIter, myTime, myThid )       I               myIter, myTime, myThid )
291        
292            
293    
294    c  phytoplankton photoadaptation to local light level
295          DO k=1,Nr
296           DO j=jmin,jmax
297            DO i=imin,imax  
298    
299              irr_mem(i,j,k,bi,bj) = irr_mem(i,j,k,bi,bj) +
300         &           (irr_eff(i,j,k) - irr_mem(i,j,k,bi,bj))*
301         &           min( 1. _d 0, gamma_irr_mem*PTRACERS_dTLev(k) )
302    
303            ENDDO
304           ENDDO
305          ENDDO
306    
307    
308  c ---------------------------------------------------------------------  c ---------------------------------------------------------------------
309  c  Nutrient uptake and partitioning between organic pools  c  Nutrient uptake and partitioning between organic pools
310    
311    C!! needed??
312    C$TAF STORE P_sm = comlev1, key = ikey_dynamics, kind=isbyte
313    C$TAF STORE P_lg = comlev1, key = ikey_dynamics, kind=isbyte
314    C$TAF STORE P_diaz = comlev1, key = ikey_dynamics, kind=isbyte
315    
316        DO k=1,Nr        DO k=1,Nr
317         DO j=jmin,jmax         DO j=jmin,jmax
318          DO i=imin,imax            DO i=imin,imax  
319    
320           IF (hFacC(i,j,k,bi,bj) .gt. 0. _d 0) THEN           IF (hFacC(i,j,k,bi,bj) .gt. 0. _d 0) THEN
321    
 #ifndef BLING_ADJOINT_SAFE  
 #ifdef BLING_NO_NEG  
           PTR_NUT(i,j,k) = max( 0. _d 0, PTR_NUT(i,j,k) )  
           PTR_FE(i,j,k)  = max( 0. _d 0, PTR_FE(i,j,k) )  
 #endif  
 #endif  
   
322  c ---------------------------------------------------------------------  c ---------------------------------------------------------------------
323  c  First, calculate the limitation terms for NUT and Fe, and the  c  First, calculate the limitation terms for NUT and Fe, and the
324  c  Fe-limited Chl:C maximum. The light-saturated maximal photosynthesis  c  Fe-limited Chl:C maximum. The light-saturated maximal photosynthesis
# Line 161  c  it approaches 1 as Fe approaches infi Line 330  c  it approaches 1 as Fe approaches infi
330  c  magnitude to the macro-nutrient limitation term.  c  magnitude to the macro-nutrient limitation term.
331    
332  c  Macro-nutrient limitation  c  Macro-nutrient limitation
333            NUT_lim = PTR_NUT(i,j,k)/(PTR_NUT(i,j,k)+k_NUT)            NO3_lim(i,j,k) = PTR_NO3(i,j,k)/(PTR_NO3(i,j,k)+k_NO3)
334    
335  c  Iron to macro-nutrient uptake. More iron is utilized relative            PO4_lim(i,j,k) = PTR_PO4(i,j,k)/(PTR_PO4(i,j,k)+k_PO4)
 c  to macro-nutrient under iron-replete conditions.  
           FetoP_up = FetoP_max*PTR_FE(i,j,k)/(k_Fe+PTR_FE(i,j,k))  
336    
337  c  Iron limitation  c  Iron limitation
338            Fe_lim = Fe_lim_min + (1-Fe_lim_min)*(FetoP_up/(k_FetoP  
339       &            + FetoP_up))*(k_FetoP+FetoP_max)/FetoP_max            Fe_lim(i,j,k) = PTR_FE(i,j,k) / (PTR_FE(i,j,k)+k_Fe)
340            
341              Fe_lim_diaz(i,j,k) = PTR_FE(i,j,k) / (PTR_FE(i,j,k)+k_Fe_diaz)
342    
343  c ---------------------------------------------------------------------  c ---------------------------------------------------------------------
344  c  For the effective resource limitation, there is an option to replace  c Diazotrophs are assumed to be more strongly temperature sensitive,
345  c  the default Liebig limitation (the minimum of Michaelis-Menton  c given their observed restriction to relatively warm waters. Presumably
346  c  NUT-limitation, or iron-limitation) by the product (safer for adjoint)  c this is because of the difficulty of achieving N2 fixation in an oxic
347    c environment. Thus, they have lower pc_0 and higher kappa_eppley.
348    c Taking the square root, to provide the geometric mean.
349    
350              expkT(i,j,k) = exp(kappa_eppley * theta(i,j,k,bi,bj))  
351    
352  c  Light-saturated maximal photosynthesis rate    c  Light-saturated maximal photosynthesis rate  
353  #ifdef MULT_NUT_LIM            
354            Pc_m = Pc_0*exp(kappa_eppley*theta(i,j,k,bi,bj))  c          Pc_m = Pc_0 * expkT(i,j,k)
355       &           *NUT_lim*Fe_lim*maskC(i,j,k,bi,bj)  c     &           * max(1. _d -8, NO3_lim(i,j,k) * PO4_lim(i,j,k)
356    c     &           * Fe_lim(i,j,k))**(1. / 3.)
357    c     &           * maskC(i,j,k,bi,bj)
358    c
359    c          Pc_m_diaz = Pc_0_diaz  
360    c     &           * exp(kappa_eppley_diaz * theta(i,j,k,bi,bj))
361    c     &           * max(1. _d -8, PO4_lim(i,j,k)
362    c     &           * Fe_lim_diaz(i,j,k))**(1. / 2.)
363    c     &           * maskC(i,j,k,bi,bj)
364    
365    
366    #ifdef BLING_ADJOINT_SAFE_tmp_xxxxxxxxxxxxxxxxxx_needs_testing
367              th1 = tanh( (NO3_lim(i,j,k)-PO4_lim(i,j,k))*1. _d 6 )
368              nut_lim = ( 1. _d 0 - th1 ) * NO3_lim(i,j,k) * 0.5 _d 0
369         &         +    ( 1. _d 0 + th1 ) * PO4_lim(i,j,k) * 0.5 _d 0
370    
371              th2 = tanh( (nut_lim-Fe_lim(i,j,k))*1. _d 6 )
372              tot_lim = ( 1. _d 0 - th2 ) * nut_lim * 0.5 _d 0
373         &         +    ( 1. _d 0 + th2 ) * Fe_lim(i,j,k) * 0.5 _d 0
374    
375              th3 = tanh( (PO4_lim(i,j,k)-Fe_lim(i,j,k))*1. _d 6 )
376              diaz_lim = ( 1. _d 0 - th3 ) * PO4_lim(i,j,k) * 0.5 _d 0
377         &         +     ( 1. _d 0 + th3 ) * Fe_lim(i,j,k) * 0.5 _d 0
378    
379    
380              Pc_m = Pc_0 * expkT(i,j,k) * tot_lim
381         &           * maskC(i,j,k,bi,bj)
382    
383              Pc_m_diaz = Pc_0_diaz
384         &           * exp(kappa_eppley_diaz * theta(i,j,k,bi,bj))
385         &           * diaz_lim * maskC(i,j,k,bi,bj)
386    
387  #else  #else
388            Pc_m = Pc_0*exp(kappa_eppley*theta(i,j,k,bi,bj))  
389       &           *min( NUT_lim, Fe_lim )*maskC(i,j,k,bi,bj)            Pc_m = Pc_0 * expkT(i,j,k)
390         &           * min(NO3_lim(i,j,k), PO4_lim(i,j,k), Fe_lim(i,j,k))
391         &           * maskC(i,j,k,bi,bj)
392    
393              Pc_m_diaz = Pc_0_diaz
394         &           * exp(kappa_eppley_diaz * theta(i,j,k,bi,bj))
395         &           * min(PO4_lim(i,j,k), Fe_lim_diaz(i,j,k))
396         &           * maskC(i,j,k,bi,bj)
397    
398  #endif  #endif
399    
400        
401  c ---------------------------------------------------------------------  c ---------------------------------------------------------------------
402  c  Fe limitation 1) reduces photosynthetic efficiency (alpha_Fe)  c  Fe limitation 1) reduces photosynthetic efficiency (alpha_Fe)
403  c  and 2) reduces the maximum achievable Chl:C ratio (theta_Fe)  c  and 2) reduces the maximum achievable Chl:C ratio (theta_Fe)
# Line 193  c  below a prescribed, Fe-replete maximu Line 405  c  below a prescribed, Fe-replete maximu
405  c  to approach a prescribed minimum Chl:C (theta_Fe_min) under extreme  c  to approach a prescribed minimum Chl:C (theta_Fe_min) under extreme
406  c  Fe-limitation.  c  Fe-limitation.
407    
           alpha_Fe = alpha_min + (alpha_max-alpha_min)*Fe_lim  
408            theta_Fe_max = theta_Fe_max_lo+            theta_Fe_max = theta_Fe_max_lo+
409       &                  (theta_Fe_max_hi-theta_Fe_max_lo)*Fe_lim       &                  (theta_Fe_max_hi-theta_Fe_max_lo)*Fe_lim(i,j,k)
410            theta_Fe = theta_Fe_max/(1. _d 0 + alpha_Fe*theta_Fe_max      
411       &                  *irr_mem(i,j,k,bi,bj)/(2. _d 0*Pc_m))            theta_Fe = theta_Fe_max/(1. _d 0 + alpha_photo*theta_Fe_max
412         &                  *irr_mem(i,j,k,bi,bj)/(epsln + 2. _d 0*Pc_m))
413    
414  c ---------------------------------------------------------------------  c ---------------------------------------------------------------------
415  c  Nutrient-limited efficiency of algal photosystems, irrk, is calculated  c  Nutrient-limited efficiency of algal photosystems, irrk, is calculated
# Line 206  c  theta_Fe_max to represent the importa Line 418  c  theta_Fe_max to represent the importa
418  c  accessory antennae, which do not affect the Chl:C but still affect the  c  accessory antennae, which do not affect the Chl:C but still affect the
419  c  phytoplankton ability to use light (eg Stzrepek & Harrison, Nature 2004).  c  phytoplankton ability to use light (eg Stzrepek & Harrison, Nature 2004).
420    
421            irrk = Pc_m/(alpha_Fe*theta_Fe_max) +            irrk(i,j,k) = Pc_m/(epsln + alpha_photo*theta_Fe_max) +
422       &              irr_mem(i,j,k,bi,bj)/2. _d 0       &              irr_mem(i,j,k,bi,bj)/2. _d 0
423            
424  c  Carbon-specific photosynthesis rate      c  Carbon-specific photosynthesis rate    
425            Pc_tot = Pc_m * ( 1. _d 0 - exp(-irr_eff(i,j,k)            mu(i,j,k) = Pc_m * ( 1. _d 0 - exp(-irr_eff(i,j,k)
426       &               /(epsln + irrk)))       &               /(epsln + irrk(i,j,k))))
427    
428  c ---------------------------------------------------------------------            mu_diaz(i,j,k) = Pc_m_diaz * ( 1. _d 0 - exp(-irr_eff(i,j,k)
429  c  Account for the maintenance effort that phytoplankton must exert in       &               /(epsln + irrk(i,j,k))))
430  c  order to combat decay. This is prescribed as a fraction of the  
431  c  light-saturated photosynthesis rate, resp_frac. The result of this           ENDIF
432  c  is to set a level of energy availability below which net growth          ENDDO
433  c  (and therefore nutrient uptake) is zero, given by resp_frac * Pc_m.         ENDDO
434              ENDDO
435            mu = max(0., Pc_tot - resp_frac*Pc_m)  
436    
437    C$TAF STORE P_sm = comlev1, key = ikey_dynamics, kind=isbyte
438    C$TAF STORE P_lg = comlev1, key = ikey_dynamics, kind=isbyte
439    C$TAF STORE P_diaz = comlev1, key = ikey_dynamics, kind=isbyte
440    Cxx needed?
441    
442    c  Instantaneous nutrient concentration in phyto biomass
443    c  Separate loop so adjoint stuff above can be outside loop
444    c  (fix for recomputations)
445    
446          DO k=1,Nr
447           DO j=jmin,jmax
448            DO i=imin,imax
449    
450             IF (hFacC(i,j,k,bi,bj) .gt. 0. _d 0) THEN
451    
452    c          expkT = exp(kappa_eppley * theta(i,j,k,bi,bj))  
453    
 c ---------------------------------------------------------------------  
 c  Since there is no explicit biomass tracer, use the result of Dunne  
 c  et al. (GBC, 2005) to calculate an implicit biomass from the uptake  
 c  rate through the application of a simple idealized grazing law.  
   
 c  instantaneous nutrient concentration in phyto biomass  
           biomass_lg = Pstar*(mu/(lambda_0  
      &                *exp(kappa_eppley*theta(i,j,k,bi,bj))))**3  
           biomass_sm = Pstar*(mu/(lambda_0  
      &                *exp(kappa_eppley*theta(i,j,k,bi,bj))))  
   
 c  phytoplankton biomass diagnostic  
 c  for no lag: set gamma_biomass to 0  
           P_sm(i,j,k,bi,bj) = P_sm(i,j,k,bi,bj) +    
      &       (biomass_sm - P_sm(i,j,k,bi,bj))  
      &       *min(1., gamma_biomass*PTRACERS_dTLev(k))  
454            P_lg(i,j,k,bi,bj) = P_lg(i,j,k,bi,bj) +            P_lg(i,j,k,bi,bj) = P_lg(i,j,k,bi,bj) +
455       &       (biomass_lg - P_lg(i,j,k,bi,bj))       &                P_lg(i,j,k,bi,bj)*(mu(i,j,k) - lambda_0
456       &       *min(1., gamma_biomass*PTRACERS_dTLev(k))       &                *expkT(i,j,k) *
457         &        (P_lg(i,j,k,bi,bj)/pivotal)**(1. / 3.))
458         &                * PTRACERS_dTLev(k)
459    
460              P_sm(i,j,k,bi,bj) = P_sm(i,j,k,bi,bj) +
461         &                P_sm(i,j,k,bi,bj)*(mu(i,j,k) - lambda_0
462         &                *expkT(i,j,k) * (P_sm(i,j,k,bi,bj)/pivotal) )
463         &                * PTRACERS_dTLev(k)
464        
465              P_diaz(i,j,k,bi,bj) = P_diaz(i,j,k,bi,bj) +
466         &                P_diaz(i,j,k,bi,bj)*(mu_diaz(i,j,k) - lambda_0
467         &                *expkT(i,j,k) * (P_diaz(i,j,k,bi,bj)/pivotal) )
468         &                * PTRACERS_dTLev(k)
469    
470  c  use the diagnostic biomass to calculate the chl concentration           ENDIF
471            chl(i,j,k) = (P_lg(i,j,k,bi,bj)+P_sm(i,j,k,bi,bj))          ENDDO
472       &           *CtoP/NUTfac*theta_Fe*12.01         ENDDO
473          ENDDO
474    
475    C$TAF STORE P_sm = comlev1, key = ikey_dynamics, kind=isbyte
476    C$TAF STORE P_lg = comlev1, key = ikey_dynamics, kind=isbyte
477    C$TAF STORE P_diaz = comlev1, key = ikey_dynamics, kind=isbyte
478    cxx needed?
479    
480    
481          DO k=1,Nr
482           DO j=jmin,jmax
483            DO i=imin,imax
484    
485             IF (hFacC(i,j,k,bi,bj) .gt. 0. _d 0) THEN
486              
487    c  use the diagnostic biomass to calculate the chl concentration
488              chl(i,j,k,bi,bj) = max(chl_min, CtoN * 12.01 * theta_Fe *
489         &           (P_lg(i,j,k,bi,bj) + P_sm(i,j,k,bi,bj)
490         &           + P_diaz(i,j,k,bi,bj)))
491    
492    c  stoichiometry
493              PtoN(i,j,k) = PtoN_min + (PtoN_max - PtoN_min) *
494         &                  PTR_PO4(i,j,k) / (k_PtoN + PTR_PO4(i,j,k))
495    
496              FetoN(i,j,k) = FetoN_min + (FetoN_max - FetoN_min) *
497         &                   PTR_FE(i,j,k) / (k_FetoN + PTR_FE(i,j,k))
498                  
499  c  Nutrient uptake  c  Nutrient uptake
500            NUT_uptake(i,j,k) = mu*(P_sm(i,j,k,bi,bj)            N_uptake(i,j,k) = mu(i,j,k)*(P_sm(i,j,k,bi,bj)
501       &                        + P_lg(i,j,k,bi,bj))       &                      + P_lg(i,j,k,bi,bj))
502    
503              N_fix(i,j,k) = mu_diaz(i,j,k) * P_diaz(i,j,k,bi,bj)
504                
505              P_uptake(i,j,k) = (N_uptake(i,j,k) +
506         &                      N_fix(i,j,k)) * PtoN(i,j,k)
507                      
508              Fe_uptake(i,j,k) = (N_uptake(i,j,k) +
509         &                       N_fix(i,j,k)) * FetoN(i,j,k)
510              
511    c ---------------------------------------------------------------------
512    c   Alkalinity is consumed through the production of CaCO3. Here, this is
513    c   simply a linear function of the implied growth rate of small
514    c   phytoplankton, which gave a reasonably good fit to the global
515    c   observational synthesis of Dunne (2009). This is consistent
516    c   with the findings of Jin et al. (GBC,2006).
517        
518              CaCO3_uptake(i,j,k) = P_sm(i,j,k,bi,bj) * phi_sm *expkT(i,j,k)
519         &                          * mu(i,j,k) * CatoN
520        
521  c ---------------------------------------------------------------------  c ---------------------------------------------------------------------
522  c  Partitioning between organic pools  c  Partitioning between organic pools
523    
# Line 270  c  instantaneously in the second step (i Line 538  c  instantaneously in the second step (i
538  c  iron pool).  c  iron pool).
539        
540  c  sinking fraction: particulate organic matter  c  sinking fraction: particulate organic matter
541            expkT = exp(-kappa_remin*theta(i,j,k,bi,bj))  
542            POM_prod(i,j,k) = phi_sm*expkT*mu*P_sm(i,j,k,bi,bj)  c          expkT(i,j,k) = exp(kappa_eppley * theta(i,j,k,bi,bj))  
543       &         + phi_lg*expkT*mu*P_lg(i,j,k,bi,bj)  
544                  frac_exp = (phi_sm + phi_lg * (mu(i,j,k)/
545         &           (epsln + lambda_0*expkT(i,j,k)))**2.)/  
546         &           (1. + (mu(i,j,k)/(epsln + lambda_0*expkT(i,j,k)))**2.)*
547         &           exp(kappa_remin * theta(i,j,k,bi,bj))
548    
549              N_spm(i,j,k) = frac_exp * (1.0 - phi_dvm) *  
550         &                 (N_uptake(i,j,k) + N_fix(i,j,k))
551    
552              P_spm(i,j,k) = frac_exp * (1.0 - phi_dvm) *
553         &                 P_uptake(i,j,k)
554    
555              Fe_spm(i,j,k) = frac_exp * (1.0 - phi_dvm) *
556         &                  Fe_uptake(i,j,k)
557              
558              N_dvm(i,j,k) = frac_exp *  
559         &             (N_uptake(i,j,k) + N_fix(i,j,k)) - N_spm(i,j,k)
560              
561              P_dvm(i,j,k) = frac_exp * P_uptake(i,j,k) -
562         &                   P_spm(i,j,k)
563    
564              Fe_dvm(i,j,k) = frac_exp * Fe_uptake(i,j,k) -  
565         &                    Fe_spm(i,j,k)
566            
567  c  the remainder is divided between instantaneously recycled and  c  the remainder is divided between instantaneously recycled and
568  c  long-lived dissolved organic matter.  c  long-lived dissolved organic matter.
 c  (recycling = NUT_uptake - NUT_to_POM - NUT_to_DOM)  
569            
570            DOM_prod(i,j,k) = phi_DOM*(NUT_uptake(i,j,k)            DON_prod(i,j,k) = phi_DOM*(N_uptake(i,j,k)
571       &                      - POM_prod(i,j,k))       &                      + N_fix(i,j,k) - N_spm(i,j,k)
572         &                      - N_dvm(i,j,k))
573    
574              DOP_prod(i,j,k) = phi_DOM*(P_uptake(i,j,k)
575         &                      - P_spm(i,j,k) - P_dvm(i,j,k))
576                      
577              N_recycle(i,j,k) = N_uptake(i,j,k) + N_fix(i,j,k)
578         &                       - N_spm(i,j,k) - DON_prod(i,j,k)
579         &                       - N_dvm(i,j,k)
580    
581              P_recycle(i,j,k) = P_uptake(i,j,k)
582         &                       - P_spm(i,j,k) - DOP_prod(i,j,k)
583         &                       - P_dvm(i,j,k)
584    
585              Fe_recycle(i,j,k) = Fe_uptake(i,j,k)
586         &                        - Fe_spm(i,j,k) - Fe_dvm(i,j,k)
587    
588             ENDIF
589            
590            ENDDO
591           ENDDO
592          ENDDO
593    
594    
595    c-----------------------------------------------------------
596    c  remineralization of sinking organic matter
597           CALL BLING_REMIN(
598         I                 PTR_NO3, PTR_FE, PTR_O2, irr_inst,
599         I                 N_spm, P_spm, Fe_spm, CaCO3_uptake,
600         U                 N_reminp, P_reminp, Fe_reminsum,      
601         U                 N_den_benthic, CACO3_diss,            
602         I                 bi, bj, imin, imax, jmin, jmax,
603         I                 myIter, myTime, myThid)
604    
605    
606    c-----------------------------------------------------------
607    c  remineralization from diel vertical migration
608           CALL BLING_DVM(
609         I                 N_dvm,P_dvm,Fe_dvm,
610         I                 PTR_O2, mld,
611         O                 N_remindvm, P_remindvm, Fe_remindvm,
612         I                 bi, bj, imin, imax, jmin, jmax,
613         I                 myIter, myTime, myThid)
614            
 c  Carbon flux diagnostic  
           C_flux(i,j,k) = CtoP/NUTfac*POM_prod(i,j,k)  
615            
616  c  Iron is then taken up as a function of nutrient uptake and iron  c-----------------------------------------------------------
617  c  limitation, with a maximum Fe:P uptake ratio of Fe2p_max  c  sub grid scale sediments
618            Fe_uptake(i,j,k) = POM_prod(i,j,k)*FetoP_up/NUTfac  #ifdef USE_SGS_SED  
619           CALL BLING_SGS(
620         I                 xxx,
621         O                 xxx,
622         I                 bi, bj, imin, imax, jmin, jmax,
623         I                 myIter, myTime, myThid)#endif
624    #endif
625    
626  c ---------------------------------------------------------------------  
627  c   Alkalinity is consumed through the production of CaCO3. Here, this is  c-----------------------------------------------------------
628  c   simply a linear function of the implied growth rate of small  c  
629  c   phytoplankton, which gave a reasonably good fit to the global  
630  c   observational synthesis of Dunne (2009). This is consistent        DO k=1,Nr
631  c   with the findings of Jin et al. (GBC,2006).         DO j=jmin,jmax
632            DO i=imin,imax  
633    
634             IF (hFacC(i,j,k,bi,bj) .gt. 0. _d 0) THEN
635    
636    
637    c  Dissolved organic matter slow remineralization
638    
639    #ifdef BLING_NO_NEG
640              DON_remin(i,j,k) = MAX(maskC(i,j,k,bi,bj)*gamma_DON
641         &                       *PTR_DON(i,j,k),0. _d 0)
642              DOP_remin(i,j,k) = MAX(maskC(i,j,k,bi,bj)*gamma_DOP
643         &                       *PTR_DOP(i,j,k),0. _d 0)
644    #else
645              DON_remin(i,j,k) = maskC(i,j,k,bi,bj)*gamma_DON
646         &                       *PTR_DON(i,j,k)
647              DOP_remin(i,j,k) = maskC(i,j,k,bi,bj)*gamma_DOP
648         &                       *PTR_DOP(i,j,k)
649    #endif
650            
651                CaCO3_prod(i,j,k) = P_sm(i,j,k,bi,bj)*phi_sm*expkT        
652       &           *mu*CatoP/NUTfac  c  Pelagic denitrification    
653    c  If anoxic  
654    cxx          IF (PTR_O2(i,j,k) .lt. 0. _d 0) THEN
655    
656              IF (PTR_O2(i,j,k) .lt. oxic_min) THEN
657               IF (PTR_NO3(i,j,k) .gt. oxic_min) THEN
658                N_den_pelag(i,j,k) = max(epsln, (NO3toN *        
659         &                    ((1. _d 0 - phi_DOM) * (N_reminp(i,j,k)
660         &                    + N_remindvm(i,j,k)) + DON_remin(i,j,k) +
661         &                    N_recycle(i,j,k))) - N_den_benthic(i,j,k))
662               ENDIF
663              ENDIF
664              
665    c  Carbon flux diagnostic
666              POC_flux(i,j,k) = CtoN * N_spm(i,j,k)
667    
668              NPP(i,j,k) = (N_uptake(i,j,k) + N_fix(i,j,k)) * CtoN  
669              
670    c  oxygen production through photosynthesis
671              O2_prod(i,j,k) = O2toN * N_uptake(i,j,k)              
672         &                     + (O2toN - 1.25 _d 0) * N_fix(i,j,k)
673    
674      
675      
676    c-----------------------------------------------------------
677    C  ADD TERMS
678      
679    c  Nutrients  
680    c  Sum of fast recycling, decay of sinking POM, and decay of DOM,
681    c  less uptake, (less denitrification).
682    
683              G_PO4(i,j,k) = -P_uptake(i,j,k) + P_recycle(i,j,k)
684         &                   + (1. _d 0 - phi_DOM) * (P_reminp(i,j,k)
685         &                   + P_remindvm(i,j,k)) + DOP_remin(i,j,k)
686              
687              G_NO3(i,j,k) = -N_uptake(i,j,k)
688              IF (PTR_O2(i,j,k) .lt. oxic_min) THEN
689    c  Anoxic
690               G_NO3(i,j,k) = G_NO3(i,j,k)
691         &                    - N_den_pelag(i,j,k) - N_den_benthic(i,j,k)  
692              ELSE
693    c  Oxic
694               G_NO3(i,j,k) = G_NO3(i,j,k)
695         &                   + N_recycle(i,j,k) + (1. _d 0 - phi_DOM) *
696         &                   (N_reminp(i,j,k) + N_remindvm(i,j,k))
697         &                   + DON_remin(i,j,k)
698              ENDIF    
699    
700    cxxxx check
701              NCP(i,j,k) = (-G_NO3(i,j,k) + N_fix(i,j,k)) * CtoN
702    
703    c  Iron
704    c  remineralization, sediments and adsorption are all bundled into
705    c  Fe_reminsum
706    
707              G_FE(i,j,k) = -Fe_uptake(i,j,k) + Fe_reminsum(i,j,k)
708         &                  + Fe_remindvm(i,j,k) + Fe_recycle(i,j,k)
709    
710    c  Dissolved Organic Matter
711    c  A fraction of POM remineralization goes into dissolved pools.
712    
713              G_DON(i,j,k) = DON_prod(i,j,k) + phi_DOM *
714         &                   (N_reminp(i,j,k) + N_remindvm(i,j,k))
715         &                   - DON_remin(i,j,k)
716    
717              G_DOP(i,j,k) = DOP_prod(i,j,k) + phi_DOM *
718         &                   (P_reminp(i,j,k) + P_remindvm(i,j,k))
719         &                   - DOP_remin(i,j,k)
720    
721    c Oxygen:
722    c Assuming constant O2:N ratio in terms of oxidant required per mol of organic N.
723    c This implies a constant stoichiometry of C:N and H:N (where H is reduced, organic H).
724    c Because the N provided by N2 fixation is reduced from N2, rather than NO3-, the
725    c o2_2_n_fix is slightly less than the NO3- based ratio (by 1.25 mol O2/ mol N).
726    c Account for the organic matter respired through benthic denitrification by
727    c subtracting 5/4 times the benthic denitrification NO3 utilization rate from
728    c the overall oxygen consumption.
729    
730              G_O2(i,j,k) = O2_prod(i,j,k)
731    c  If oxic
732              IF (PTR_O2(i,j,k) .gt. oxic_min) THEN
733              G_O2(i,j,k) = G_O2(i,j,k)
734         &                  -O2toN * ((1. _d 0 - phi_DOM) *
735         &                  (N_reminp(i,j,k) + N_remindvm(i,j,k))          
736         &                  + DON_remin(i,j,k) +  N_recycle(i,j,k))
737    c  If anoxic but NO3 concentration is very low
738    c  (generate negative O2; proxy for HS-).
739              ELSEIF (PTR_NO3(i,j,k) .lt. oxic_min) THEN
740              G_O2(i,j,k) = G_O2(i,j,k)
741         &                  -O2toN * ((1. _d 0 - phi_DOM) *
742         &                  (N_reminp(i,j,k) + N_remindvm(i,j,k))          
743         &                  + DON_remin(i,j,k) +  N_recycle(i,j,k))
744         &                  + N_den_benthic(i,j,k) * 1.25 _d 0
745              ENDIF
746    
747              G_CaCO3(i,j,k) = CaCO3_diss(i,j,k) - CaCO3_uptake(i,j,k)
748    cxx sediments not accounted for
749    
750           ENDIF           ENDIF
751    
752          ENDDO          ENDDO
753         ENDDO         ENDDO
754        ENDDO        ENDDO
755    
756            
757  c ---------------------------------------------------------------------  c ---------------------------------------------------------------------
758    
759  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
760        IF ( useDiagnostics ) THEN        IF ( useDiagnostics ) THEN
761          CALL DIAGNOSTICS_FILL(C_flux ,'BLGCflux',0,Nr,2,bi,bj,myThid)  
762          CALL DIAGNOSTICS_FILL(P_sm*CtoP/NUTfac    c 3d global variables
763       &                               ,'BLGPsm  ',0,Nr,1,bi,bj,myThid)          CALL DIAGNOSTICS_FILL(P_sm,'BLGPSM  ',0,Nr,1,bi,bj,myThid)
764          CALL DIAGNOSTICS_FILL(P_lg*CtoP/NUTfac            CALL DIAGNOSTICS_FILL(P_lg,'BLGPLG  ',0,Nr,1,bi,bj,myThid)
765       &                               ,'BLGPlg  ',0,Nr,1,bi,bj,myThid)          CALL DIAGNOSTICS_FILL(P_diaz,'BLGPDIA ',0,Nr,1,bi,bj,myThid)
766          CALL DIAGNOSTICS_FILL(chl    ,'BLGchl  ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)          CALL DIAGNOSTICS_FILL(chl,'BLGCHL  ',0,Nr,1,bi,bj,myThid)
767            CALL DIAGNOSTICS_FILL(irr_mem,'BLGIMEM ',0,Nr,1,bi,bj,myThid)
768    c 3d local variables
769            CALL DIAGNOSTICS_FILL(irrk,'BLGIRRK ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
770            CALL DIAGNOSTICS_FILL(irr_eff,'BLGIEFF ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
771            CALL DIAGNOSTICS_FILL(Fe_lim,'BLGFELIM',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
772            CALL DIAGNOSTICS_FILL(NO3_lim,'BLGNLIM ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
773            CALL DIAGNOSTICS_FILL(POC_flux,'BLGPOCF ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
774            CALL DIAGNOSTICS_FILL(NPP,'BLGNPP  ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
775            CALL DIAGNOSTICS_FILL(NCP,'BLGNCP  ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
776    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(Fe_ads_inorg,'BLGFEAI',0,Nr,2,bi,bj,
777    c     &       myThid)
778    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(Fe_dvm,'BLGFEDVM',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
779    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(Fe_sed,'BLGFESED',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
780            CALL DIAGNOSTICS_FILL(Fe_spm,'BLGFESPM',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
781            CALL DIAGNOSTICS_FILL(Fe_recycle,'BLGFEREC',0,Nr,2,bi,bj,
782         &       myThid)
783            CALL DIAGNOSTICS_FILL(Fe_remindvm,'BLGFERD',0,Nr,2,bi,bj,
784         &       myThid)
785    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(Fe_reminp,'BLGFEREM',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
786            CALL DIAGNOSTICS_FILL(Fe_reminsum,'BLGFEREM',0,Nr,2,bi,bj,
787         &       myThid)
788            CALL DIAGNOSTICS_FILL(Fe_uptake,'BLGFEUP ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
789            CALL DIAGNOSTICS_FILL(N_den_benthic,'BLGNDENB',0,Nr,2,bi,bj,
790         &       myThid)
791            CALL DIAGNOSTICS_FILL(N_den_pelag,'BLGNDENP',0,Nr,2,bi,bj,
792         &       myThid)
793            CALL DIAGNOSTICS_FILL(N_dvm,'BLGNDVM ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
794            CALL DIAGNOSTICS_FILL(N_fix,'BLGNFIX ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
795            CALL DIAGNOSTICS_FILL(DON_prod,'BLGDONP ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
796            CALL DIAGNOSTICS_FILL(N_spm,'BLGNSPM ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
797            CALL DIAGNOSTICS_FILL(N_recycle,'BLGNREC ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
798            CALL DIAGNOSTICS_FILL(N_remindvm,'BLGNRD ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
799            CALL DIAGNOSTICS_FILL(N_reminp,'BLGNREM ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
800            CALL DIAGNOSTICS_FILL(N_uptake,'BLGNUP  ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
801            CALL DIAGNOSTICS_FILL(P_dvm,'BLGPDVM ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
802            CALL DIAGNOSTICS_FILL(DOP_prod,'BLGDOPP ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
803            CALL DIAGNOSTICS_FILL(P_spm,'BLGPSPM ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
804            CALL DIAGNOSTICS_FILL(P_recycle,'BLGPREC ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
805            CALL DIAGNOSTICS_FILL(P_remindvm,'BLGPRD ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
806            CALL DIAGNOSTICS_FILL(P_reminp,'BLGPREM ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
807            CALL DIAGNOSTICS_FILL(P_uptake,'BLGPUP  ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
808    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(dvm,'BLGDVM  ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
809            CALL DIAGNOSTICS_FILL(mu,'BLGMU   ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
810            CALL DIAGNOSTICS_FILL(mu_diaz,'BLGMUDIA',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
811    c 2d local variables
812    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(Fe_burial,'BLGFEBUR',0,1,2,bi,bj,myThid)
813    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(NO3_sed,'BLGNSED ',0,1,2,bi,bj,myThid)
814    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(PO4_sed,'BLGPSED ',0,1,2,bi,bj,myThid)
815    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(O2_sed,'BLGO2SED',0,1,2,bi,bj,myThid)
816    c these variables are currently 1d, could be 3d for diagnostics
817    c (or diag_fill could be called inside loop - which is faster?)
818    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(frac_exp,'BLGFEXP ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
819    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(irr_mix,'BLGIRRM ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
820    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(irrk,'BLGIRRK ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
821    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(kFe_eq_lig,'BLGPUP  ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
822    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(mu,'BLGMU  ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
823    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(mu_diaz,'BLGMUDIA',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
824    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(PtoN,'BLGP2N ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
825    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(FetoN,'BLGFE2N ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
826    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(Pc_m,'BLGPCM ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
827    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(Pc_m_diaz,'BLGPCMD',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
828    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(theta_Fe,'BLGTHETA',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
829    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(theta_Fe_max,'BLGTHETM',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
830    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(wsink,'BLGWSINK',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
831    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(zremin,'BLGZREM ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
832    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(z_dvm,'BLGZDVM ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
833    
834        ENDIF        ENDIF
835  #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */  #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
836    
837  #endif /* ALLOW_BLING */  #endif /* ALLOW_BLING */
838    
839        RETURN        RETURN
       END  
840    
841          END
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