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revision 1.1 by mmazloff, Fri May 23 17:33:43 2014 UTC revision 1.3 by mmazloff, Wed May 4 23:22:25 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                  irrk(i,j,k)         = 0. _d 0
200                  NO3_lim(i,j,k)      = 0. _d 0
201                  PO4_lim(i,j,k)      = 0. _d 0
202                  Fe_lim(i,j,k)       = 0. _d 0
203                  Fe_lim_diaz(i,j,k)  = 0. _d 0
204                  PtoN(i,j,k)         = 0. _d 0
205                  FetoN(i,j,k)        = 0. _d 0
206                  NPP(i,j,k)          = 0. _d 0
207                  N_reminp(i,j,k)     = 0. _d 0
208                  P_reminp(i,j,k)     = 0. _d 0
209                  Fe_reminsum(i,j,k)  = 0. _d 0
210                  N_remindvm(i,j,k)   = 0. _d 0
211                  P_remindvm(i,j,k)   = 0. _d 0
212            ENDDO            ENDDO
213          ENDDO          ENDDO
214         ENDDO         ENDDO
215    
216  c ---------------------------------------------------------------------  
217  c  Available light  c-----------------------------------------------------------
218        CALL BLING_LIGHT(  c  avoid negative nutrient concentrations that can result from
219       U               irr_eff,  c  advection when low concentrations
220    
221    #ifdef BLING_NO_NEG
222          CALL TRACER_MIN_VAL( PTR_NO3, 1. _d -7)
223          CALL TRACER_MIN_VAL( PTR_PO4, 1. _d -8)
224          CALL TRACER_MIN_VAL( PTR_FE, 1. _d -11)
225          CALL TRACER_MIN_VAL( PTR_O2,  1. _d -11)
226          CALL TRACER_MIN_VAL( PTR_DON, 1. _d -11)
227          CALL TRACER_MIN_VAL( PTR_DOP, 1. _d -11)
228    #endif
229    
230    c-----------------------------------------------------------
231    c  mixed layer depth calculation for light and dvm
232    c
233           CALL BLING_MIXEDLAYER(
234         U                         mld,
235         I                         bi, bj, imin, imax, jmin, jmax,
236         I                         myIter, myTime, myThid)
237    
238    c  Phytoplankton mixing
239    c  The mixed layer is assumed to homogenize vertical gradients of phytoplankton.
240    c  This allows for basic Sverdrup dynamics in a qualitative sense.
241    c  This has not been thoroughly tested, and care should be
242    c  taken with its interpretation.
243    
244    
245    #ifdef ML_MEAN_PHYTO    
246          DO j=jmin,jmax
247           DO i=imin,imax  
248    
249            tmp_p_sm_ML = 0. _d 0
250            tmp_p_lg_ML = 0. _d 0
251            tmp_p_diaz_ML = 0. _d 0
252            tmp_ML  = 0. _d 0
253    
254            DO k=1,Nr
255    
256             IF (hFacC(i,j,k,bi,bj).gt.0. _d 0) THEN
257             IF ((-rf(k+1) .le. mld(i,j)).and.
258         &               (-rf(k+1).lt.200. _d 0)) THEN
259              tmp_p_sm_ML = tmp_p_sm_ML+P_sm(i,j,k,bi,bj)*drF(k)
260         &                  *hFacC(i,j,k,bi,bj)
261              tmp_p_lg_ML = tmp_p_lg_ML+P_lg(i,j,k,bi,bj)*drF(k)
262         &                  *hFacC(i,j,k,bi,bj)
263              tmp_p_diaz_ML = tmp_p_diaz_ML+P_diaz(i,j,k,bi,bj)*drF(k)
264         &                  *hFacC(i,j,k,bi,bj)
265              tmp_ML = tmp_ML + drF(k)
266             ENDIF
267             ENDIF
268    
269            ENDDO
270    
271            DO k=1,Nr
272    
273             IF (hFacC(i,j,k,bi,bj).gt.0. _d 0) THEN
274             IF ((-rf(k+1) .le. mld(i,j)).and.
275         &               (-rf(k+1).lt.200. _d 0)) THEN
276    
277              P_sm(i,j,k,bi,bj) = max(1. _d -8,tmp_p_sm_ML/tmp_ML)
278              P_lg(i,j,k,bi,bj) = max(1. _d -8,tmp_p_lg_ML/tmp_ML)
279              P_diaz(i,j,k,bi,bj) = max(1. _d -8,tmp_p_diaz_ML/tmp_ML)
280    
281             ENDIF
282             ENDIF
283    
284            ENDDO
285           ENDDO
286          ENDDO
287    
288    #endif
289    
290    
291    c-----------------------------------------------------------
292    c  light availability for biological production
293           CALL BLING_LIGHT(
294         I               mld,
295         U               irr_inst, irr_eff,
296       I               bi, bj, imin, imax, jmin, jmax,       I               bi, bj, imin, imax, jmin, jmax,
297       I               myIter, myTime, myThid )       I               myIter, myTime, myThid )
298        
299    c  phytoplankton photoadaptation to local light level
300          DO k=1,Nr
301           DO j=jmin,jmax
302            DO i=imin,imax  
303    
304              irr_mem(i,j,k,bi,bj) = irr_mem(i,j,k,bi,bj) +
305         &           (irr_eff(i,j,k) - irr_mem(i,j,k,bi,bj))*
306         &           min( 1. _d 0, gamma_irr_mem*PTRACERS_dTLev(k) )
307    
308            ENDDO
309           ENDDO
310          ENDDO
311    
312  c ---------------------------------------------------------------------  c ---------------------------------------------------------------------
313  c  Nutrient uptake and partitioning between organic pools  c  Nutrient uptake and partitioning between organic pools
314    
315    C!! needed??
316    C$TAF STORE P_sm = comlev1, key = ikey_dynamics, kind=isbyte
317    C$TAF STORE P_lg = comlev1, key = ikey_dynamics, kind=isbyte
318    C$TAF STORE P_diaz = comlev1, key = ikey_dynamics, kind=isbyte
319    
320        DO k=1,Nr        DO k=1,Nr
321         DO j=jmin,jmax         DO j=jmin,jmax
322          DO i=imin,imax            DO i=imin,imax  
323    
324           IF (hFacC(i,j,k,bi,bj) .gt. 0. _d 0) THEN           IF (hFacC(i,j,k,bi,bj) .gt. 0. _d 0) THEN
325    
 #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  
   
326  c ---------------------------------------------------------------------  c ---------------------------------------------------------------------
327  c  First, calculate the limitation terms for NUT and Fe, and the  c  First, calculate the limitation terms for NUT and Fe, and the
328  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 334  c  it approaches 1 as Fe approaches infi
334  c  magnitude to the macro-nutrient limitation term.  c  magnitude to the macro-nutrient limitation term.
335    
336  c  Macro-nutrient limitation  c  Macro-nutrient limitation
337            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)
338    
339  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))  
340    
341  c  Iron limitation  c  Iron limitation
342            Fe_lim = Fe_lim_min + (1-Fe_lim_min)*(FetoP_up/(k_FetoP  
343       &            + 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)
344            
345              Fe_lim_diaz(i,j,k) = PTR_FE(i,j,k) / (PTR_FE(i,j,k)+k_Fe_diaz)
346    
347  c ---------------------------------------------------------------------  c ---------------------------------------------------------------------
348  c  For the effective resource limitation, there is an option to replace  c Diazotrophs are assumed to be more strongly temperature sensitive,
349  c  the default Liebig limitation (the minimum of Michaelis-Menton  c given their observed restriction to relatively warm waters. Presumably
350  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
351    c environment. Thus, they have lower pc_0 and higher kappa_eppley.
352    c Taking the square root, to provide the geometric mean.
353    
354              expkT(i,j,k) = exp(kappa_eppley * theta(i,j,k,bi,bj))  
355    
356  c  Light-saturated maximal photosynthesis rate    c  Light-saturated maximal photosynthesis rate  
357  #ifdef MULT_NUT_LIM            
358            Pc_m = Pc_0*exp(kappa_eppley*theta(i,j,k,bi,bj))  #ifdef BLING_ADJOINT_SAFE_tmp_xxxxxxxxxxxxxxxxxx_needs_testing
359       &           *NUT_lim*Fe_lim*maskC(i,j,k,bi,bj)            th1 = tanh( (NO3_lim(i,j,k)-PO4_lim(i,j,k))*1. _d 6 )
360              nut_lim = ( 1. _d 0 - th1 ) * NO3_lim(i,j,k) * 0.5 _d 0
361         &         +    ( 1. _d 0 + th1 ) * PO4_lim(i,j,k) * 0.5 _d 0
362    
363              th2 = tanh( (nut_lim-Fe_lim(i,j,k))*1. _d 6 )
364              tot_lim = ( 1. _d 0 - th2 ) * nut_lim * 0.5 _d 0
365         &         +    ( 1. _d 0 + th2 ) * Fe_lim(i,j,k) * 0.5 _d 0
366    
367              th3 = tanh( (PO4_lim(i,j,k)-Fe_lim(i,j,k))*1. _d 6 )
368              diaz_lim = ( 1. _d 0 - th3 ) * PO4_lim(i,j,k) * 0.5 _d 0
369         &         +     ( 1. _d 0 + th3 ) * Fe_lim(i,j,k) * 0.5 _d 0
370    
371    
372              Pc_m = Pc_0 * expkT(i,j,k) * tot_lim
373         &           * maskC(i,j,k,bi,bj)
374    
375              Pc_m_diaz = Pc_0_diaz
376         &           * exp(kappa_eppley_diaz * theta(i,j,k,bi,bj))
377         &           * diaz_lim * maskC(i,j,k,bi,bj)
378    
379  #else  #else
380            Pc_m = Pc_0*exp(kappa_eppley*theta(i,j,k,bi,bj))  
381       &           *min( NUT_lim, Fe_lim )*maskC(i,j,k,bi,bj)            Pc_m = Pc_0 * expkT(i,j,k)
382         &           * min(NO3_lim(i,j,k), PO4_lim(i,j,k), Fe_lim(i,j,k))
383         &           * maskC(i,j,k,bi,bj)
384    
385              Pc_m_diaz = Pc_0_diaz
386         &           * exp(kappa_eppley_diaz * theta(i,j,k,bi,bj))
387         &           * min(PO4_lim(i,j,k), Fe_lim_diaz(i,j,k))
388         &           * maskC(i,j,k,bi,bj)
389    
390    CMM( Pc_m and Pc_m_diaz crash adjoint if get too small
391    #ifdef BLING_ADJOINT_SAFE
392              Pc_m      = MAX(Pc_m     ,maskC(i,j,k,bi,bj)*1. _d -15)
393              Pc_m_diaz = MAX(Pc_m_diaz,maskC(i,j,k,bi,bj)*1. _d -15)
394    #endif
395    CMM)
396  #endif  #endif
397    
398        
399  c ---------------------------------------------------------------------  c ---------------------------------------------------------------------
400  c  Fe limitation 1) reduces photosynthetic efficiency (alpha_Fe)  c  Fe limitation 1) reduces photosynthetic efficiency (alpha_Fe)
401  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 403  c  below a prescribed, Fe-replete maximu
403  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
404  c  Fe-limitation.  c  Fe-limitation.
405    
           alpha_Fe = alpha_min + (alpha_max-alpha_min)*Fe_lim  
406            theta_Fe_max = theta_Fe_max_lo+            theta_Fe_max = theta_Fe_max_lo+
407       &                  (theta_Fe_max_hi-theta_Fe_max_lo)*Fe_lim       &                  (theta_Fe_max_hi-theta_Fe_max_lo)*Fe_lim(i,j,k)
408            theta_Fe = theta_Fe_max/(1. _d 0 + alpha_Fe*theta_Fe_max      
409       &                  *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
410         &                  *irr_mem(i,j,k,bi,bj)/(epsln + 2. _d 0*Pc_m))
411    
412  c ---------------------------------------------------------------------  c ---------------------------------------------------------------------
413  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 416  c  theta_Fe_max to represent the importa
416  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
417  c  phytoplankton ability to use light (eg Stzrepek & Harrison, Nature 2004).  c  phytoplankton ability to use light (eg Stzrepek & Harrison, Nature 2004).
418    
419            irrk = Pc_m/(alpha_Fe*theta_Fe_max) +            irrk(i,j,k) = Pc_m/(epsln + alpha_photo*theta_Fe_max) +
420       &              irr_mem(i,j,k,bi,bj)/2. _d 0       &              irr_mem(i,j,k,bi,bj)/2. _d 0
421            
422  c  Carbon-specific photosynthesis rate      c  Carbon-specific photosynthesis rate    
423            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)
424       &               /(epsln + irrk)))       &               /(epsln + irrk(i,j,k))))
425    
426  c ---------------------------------------------------------------------            mu_diaz(i,j,k) = Pc_m_diaz * ( 1. _d 0 - exp(-irr_eff(i,j,k)
427  c  Account for the maintenance effort that phytoplankton must exert in       &               /(epsln + irrk(i,j,k))))
428  c  order to combat decay. This is prescribed as a fraction of the  
429  c  light-saturated photosynthesis rate, resp_frac. The result of this           ENDIF
430  c  is to set a level of energy availability below which net growth          ENDDO
431  c  (and therefore nutrient uptake) is zero, given by resp_frac * Pc_m.         ENDDO
432              ENDDO
433            mu = max(0., Pc_tot - resp_frac*Pc_m)  
434    
435    C$TAF STORE P_sm = comlev1, key = ikey_dynamics, kind=isbyte
436    C$TAF STORE P_lg = comlev1, key = ikey_dynamics, kind=isbyte
437    C$TAF STORE P_diaz = comlev1, key = ikey_dynamics, kind=isbyte
438    Cxx needed?
439    
440    c  Instantaneous nutrient concentration in phyto biomass
441    c  Separate loop so adjoint stuff above can be outside loop
442    c  (fix for recomputations)
443    
444          DO k=1,Nr
445           DO j=jmin,jmax
446            DO i=imin,imax
447    
448             IF (hFacC(i,j,k,bi,bj) .gt. 0. _d 0) THEN
449    
450    c          expkT = exp(kappa_eppley * theta(i,j,k,bi,bj))  
451    
 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))  
452            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) +
453       &       (biomass_lg - P_lg(i,j,k,bi,bj))       &                P_lg(i,j,k,bi,bj)*(mu(i,j,k) - lambda_0
454       &       *min(1., gamma_biomass*PTRACERS_dTLev(k))       &                *expkT(i,j,k) *
455         &        (P_lg(i,j,k,bi,bj)/pivotal)**(1. / 3.))
456         &                * PTRACERS_dTLev(k)
457    
458              P_sm(i,j,k,bi,bj) = P_sm(i,j,k,bi,bj) +
459         &                P_sm(i,j,k,bi,bj)*(mu(i,j,k) - lambda_0
460         &                *expkT(i,j,k) * (P_sm(i,j,k,bi,bj)/pivotal) )
461         &                * PTRACERS_dTLev(k)
462        
463              P_diaz(i,j,k,bi,bj) = P_diaz(i,j,k,bi,bj) +
464         &                P_diaz(i,j,k,bi,bj)*(mu_diaz(i,j,k) - lambda_0
465         &                *expkT(i,j,k) * (P_diaz(i,j,k,bi,bj)/pivotal) )
466         &                * PTRACERS_dTLev(k)
467    
468  c  use the diagnostic biomass to calculate the chl concentration           ENDIF
469            chl(i,j,k) = (P_lg(i,j,k,bi,bj)+P_sm(i,j,k,bi,bj))          ENDDO
470       &           *CtoP/NUTfac*theta_Fe*12.01         ENDDO
471          ENDDO
472    
473    C$TAF STORE P_sm = comlev1, key = ikey_dynamics, kind=isbyte
474    C$TAF STORE P_lg = comlev1, key = ikey_dynamics, kind=isbyte
475    C$TAF STORE P_diaz = comlev1, key = ikey_dynamics, kind=isbyte
476    cxx needed?
477    
478    
479          DO k=1,Nr
480           DO j=jmin,jmax
481            DO i=imin,imax
482    
483             IF (hFacC(i,j,k,bi,bj) .gt. 0. _d 0) THEN
484              
485    c  use the diagnostic biomass to calculate the chl concentration
486              chl(i,j,k,bi,bj) = max(chl_min, CtoN * 12.01 * theta_Fe *
487         &           (P_lg(i,j,k,bi,bj) + P_sm(i,j,k,bi,bj)
488         &           + P_diaz(i,j,k,bi,bj)))
489    
490    c  stoichiometry
491              PtoN(i,j,k) = PtoN_min + (PtoN_max - PtoN_min) *
492         &                  PTR_PO4(i,j,k) / (k_PtoN + PTR_PO4(i,j,k))
493    
494              FetoN(i,j,k) = FetoN_min + (FetoN_max - FetoN_min) *
495         &                   PTR_FE(i,j,k) / (k_FetoN + PTR_FE(i,j,k))
496                  
497  c  Nutrient uptake  c  Nutrient uptake
498            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)
499       &                        + P_lg(i,j,k,bi,bj))       &                      + P_lg(i,j,k,bi,bj))
500    
501              N_fix(i,j,k) = mu_diaz(i,j,k) * P_diaz(i,j,k,bi,bj)
502                
503              P_uptake(i,j,k) = (N_uptake(i,j,k) +
504         &                      N_fix(i,j,k)) * PtoN(i,j,k)
505                      
506              Fe_uptake(i,j,k) = (N_uptake(i,j,k) +
507         &                       N_fix(i,j,k)) * FetoN(i,j,k)
508              
509    c ---------------------------------------------------------------------
510    c   Alkalinity is consumed through the production of CaCO3. Here, this is
511    c   simply a linear function of the implied growth rate of small
512    c   phytoplankton, which gave a reasonably good fit to the global
513    c   observational synthesis of Dunne (2009). This is consistent
514    c   with the findings of Jin et al. (GBC,2006).
515        
516              CaCO3_uptake(i,j,k) = P_sm(i,j,k,bi,bj) * phi_sm *expkT(i,j,k)
517         &                          * mu(i,j,k) * CatoN
518        
519  c ---------------------------------------------------------------------  c ---------------------------------------------------------------------
520  c  Partitioning between organic pools  c  Partitioning between organic pools
521    
# Line 270  c  instantaneously in the second step (i Line 536  c  instantaneously in the second step (i
536  c  iron pool).  c  iron pool).
537        
538  c  sinking fraction: particulate organic matter  c  sinking fraction: particulate organic matter
539            expkT = exp(-kappa_remin*theta(i,j,k,bi,bj))  
540            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))  
541       &         + phi_lg*expkT*mu*P_lg(i,j,k,bi,bj)  
542                  frac_exp = (phi_sm + phi_lg * (mu(i,j,k)/
543         &           (epsln + lambda_0*expkT(i,j,k)))**2.)/  
544         &           (1. + (mu(i,j,k)/(epsln + lambda_0*expkT(i,j,k)))**2.)*
545         &           exp(kappa_remin * theta(i,j,k,bi,bj))
546    
547              N_spm(i,j,k) = frac_exp * (1.0 - phi_dvm) *  
548         &                 (N_uptake(i,j,k) + N_fix(i,j,k))
549    
550              P_spm(i,j,k) = frac_exp * (1.0 - phi_dvm) *
551         &                 P_uptake(i,j,k)
552    
553              Fe_spm(i,j,k) = frac_exp * (1.0 - phi_dvm) *
554         &                  Fe_uptake(i,j,k)
555              
556              N_dvm(i,j,k) = frac_exp *  
557         &             (N_uptake(i,j,k) + N_fix(i,j,k)) - N_spm(i,j,k)
558              
559              P_dvm(i,j,k) = frac_exp * P_uptake(i,j,k) -
560         &                   P_spm(i,j,k)
561    
562              Fe_dvm(i,j,k) = frac_exp * Fe_uptake(i,j,k) -  
563         &                    Fe_spm(i,j,k)
564            
565  c  the remainder is divided between instantaneously recycled and  c  the remainder is divided between instantaneously recycled and
566  c  long-lived dissolved organic matter.  c  long-lived dissolved organic matter.
 c  (recycling = NUT_uptake - NUT_to_POM - NUT_to_DOM)  
567            
568            DOM_prod(i,j,k) = phi_DOM*(NUT_uptake(i,j,k)            DON_prod(i,j,k) = phi_DOM*(N_uptake(i,j,k)
569       &                      - POM_prod(i,j,k))       &                      + N_fix(i,j,k) - N_spm(i,j,k)
570         &                      - N_dvm(i,j,k))
571    
572              DOP_prod(i,j,k) = phi_DOM*(P_uptake(i,j,k)
573         &                      - P_spm(i,j,k) - P_dvm(i,j,k))
574                      
575              N_recycle(i,j,k) = N_uptake(i,j,k) + N_fix(i,j,k)
576         &                       - N_spm(i,j,k) - DON_prod(i,j,k)
577         &                       - N_dvm(i,j,k)
578    
579              P_recycle(i,j,k) = P_uptake(i,j,k)
580         &                       - P_spm(i,j,k) - DOP_prod(i,j,k)
581         &                       - P_dvm(i,j,k)
582    
583              Fe_recycle(i,j,k) = Fe_uptake(i,j,k)
584         &                        - Fe_spm(i,j,k) - Fe_dvm(i,j,k)
585    
586             ENDIF
587            
588            ENDDO
589           ENDDO
590          ENDDO
591    
592    
593    c-----------------------------------------------------------
594    c  remineralization of sinking organic matter
595           CALL BLING_REMIN(
596         I                 PTR_NO3, PTR_FE, PTR_O2, irr_inst,
597         I                 N_spm, P_spm, Fe_spm, CaCO3_uptake,
598         U                 N_reminp, P_reminp, Fe_reminsum,      
599         U                 N_den_benthic, CACO3_diss,            
600         I                 bi, bj, imin, imax, jmin, jmax,
601         I                 myIter, myTime, myThid)
602    
603    c-----------------------------------------------------------
604    c  remineralization from diel vertical migration
605           CALL BLING_DVM(
606         I                 N_dvm,P_dvm,Fe_dvm,
607         I                 PTR_O2, mld,
608         O                 N_remindvm, P_remindvm, Fe_remindvm,
609         I                 bi, bj, imin, imax, jmin, jmax,
610         I                 myIter, myTime, myThid)
611            
 c  Carbon flux diagnostic  
           C_flux(i,j,k) = CtoP/NUTfac*POM_prod(i,j,k)  
612            
613  c  Iron is then taken up as a function of nutrient uptake and iron  c-----------------------------------------------------------
614  c  limitation, with a maximum Fe:P uptake ratio of Fe2p_max  c  sub grid scale sediments
615            Fe_uptake(i,j,k) = POM_prod(i,j,k)*FetoP_up/NUTfac  #ifdef USE_SGS_SED  
616           CALL BLING_SGS(
617         I                 xxx,
618         O                 xxx,
619         I                 bi, bj, imin, imax, jmin, jmax,
620         I                 myIter, myTime, myThid)#endif
621    #endif
622    
623  c ---------------------------------------------------------------------  
624  c   Alkalinity is consumed through the production of CaCO3. Here, this is  c-----------------------------------------------------------
625  c   simply a linear function of the implied growth rate of small  c  
626  c   phytoplankton, which gave a reasonably good fit to the global  
627  c   observational synthesis of Dunne (2009). This is consistent        DO k=1,Nr
628  c   with the findings of Jin et al. (GBC,2006).         DO j=jmin,jmax
629            DO i=imin,imax  
630    
631             IF (hFacC(i,j,k,bi,bj) .gt. 0. _d 0) THEN
632    
633    
634    c  Dissolved organic matter slow remineralization
635    
636    #ifdef BLING_NO_NEG
637              DON_remin(i,j,k) = MAX(maskC(i,j,k,bi,bj)*gamma_DON
638         &                       *PTR_DON(i,j,k),0. _d 0)
639              DOP_remin(i,j,k) = MAX(maskC(i,j,k,bi,bj)*gamma_DOP
640         &                       *PTR_DOP(i,j,k),0. _d 0)
641    #else
642              DON_remin(i,j,k) = maskC(i,j,k,bi,bj)*gamma_DON
643         &                       *PTR_DON(i,j,k)
644              DOP_remin(i,j,k) = maskC(i,j,k,bi,bj)*gamma_DOP
645         &                       *PTR_DOP(i,j,k)
646    #endif
647            
648                CaCO3_prod(i,j,k) = P_sm(i,j,k,bi,bj)*phi_sm*expkT        
649       &           *mu*CatoP/NUTfac  c  Pelagic denitrification    
650    c  If anoxic  
651    cxx          IF (PTR_O2(i,j,k) .lt. 0. _d 0) THEN
652    
653              IF (PTR_O2(i,j,k) .lt. oxic_min) THEN
654               IF (PTR_NO3(i,j,k) .gt. oxic_min) THEN
655                N_den_pelag(i,j,k) = max(epsln, (NO3toN *        
656         &                    ((1. _d 0 - phi_DOM) * (N_reminp(i,j,k)
657         &                    + N_remindvm(i,j,k)) + DON_remin(i,j,k) +
658         &                    N_recycle(i,j,k))) - N_den_benthic(i,j,k))
659               ENDIF
660              ENDIF
661              
662    c  Carbon flux diagnostic
663              POC_flux(i,j,k) = CtoN * N_spm(i,j,k)
664    
665              NPP(i,j,k) = (N_uptake(i,j,k) + N_fix(i,j,k)) * CtoN  
666              
667    c  oxygen production through photosynthesis
668              O2_prod(i,j,k) = O2toN * N_uptake(i,j,k)              
669         &                     + (O2toN - 1.25 _d 0) * N_fix(i,j,k)
670    
671      
672      
673    c-----------------------------------------------------------
674    C  ADD TERMS
675      
676    c  Nutrients  
677    c  Sum of fast recycling, decay of sinking POM, and decay of DOM,
678    c  less uptake, (less denitrification).
679    
680              G_PO4(i,j,k) = -P_uptake(i,j,k) + P_recycle(i,j,k)
681         &                   + (1. _d 0 - phi_DOM) * (P_reminp(i,j,k)
682         &                   + P_remindvm(i,j,k)) + DOP_remin(i,j,k)
683              
684              G_NO3(i,j,k) = -N_uptake(i,j,k)
685              IF (PTR_O2(i,j,k) .lt. oxic_min) THEN
686    c  Anoxic
687               G_NO3(i,j,k) = G_NO3(i,j,k)
688         &                    - N_den_pelag(i,j,k) - N_den_benthic(i,j,k)  
689              ELSE
690    c  Oxic
691               G_NO3(i,j,k) = G_NO3(i,j,k)
692         &                   + N_recycle(i,j,k) + (1. _d 0 - phi_DOM) *
693         &                   (N_reminp(i,j,k) + N_remindvm(i,j,k))
694         &                   + DON_remin(i,j,k)
695              ENDIF    
696    
697    cxxxx check
698              NCP(i,j,k) = (-G_NO3(i,j,k) + N_fix(i,j,k)) * CtoN
699    
700    c  Iron
701    c  remineralization, sediments and adsorption are all bundled into
702    c  Fe_reminsum
703    
704              G_FE(i,j,k) = -Fe_uptake(i,j,k) + Fe_reminsum(i,j,k)
705         &                  + Fe_remindvm(i,j,k) + Fe_recycle(i,j,k)
706    
707    c  Dissolved Organic Matter
708    c  A fraction of POM remineralization goes into dissolved pools.
709    
710              G_DON(i,j,k) = DON_prod(i,j,k) + phi_DOM *
711         &                   (N_reminp(i,j,k) + N_remindvm(i,j,k))
712         &                   - DON_remin(i,j,k)
713    
714              G_DOP(i,j,k) = DOP_prod(i,j,k) + phi_DOM *
715         &                   (P_reminp(i,j,k) + P_remindvm(i,j,k))
716         &                   - DOP_remin(i,j,k)
717    
718    c Oxygen:
719    c Assuming constant O2:N ratio in terms of oxidant required per mol of organic N.
720    c This implies a constant stoichiometry of C:N and H:N (where H is reduced, organic H).
721    c Because the N provided by N2 fixation is reduced from N2, rather than NO3-, the
722    c o2_2_n_fix is slightly less than the NO3- based ratio (by 1.25 mol O2/ mol N).
723    c Account for the organic matter respired through benthic denitrification by
724    c subtracting 5/4 times the benthic denitrification NO3 utilization rate from
725    c the overall oxygen consumption.
726    
727              G_O2(i,j,k) = O2_prod(i,j,k)
728    c  If oxic
729              IF (PTR_O2(i,j,k) .gt. oxic_min) THEN
730              G_O2(i,j,k) = G_O2(i,j,k)
731         &                  -O2toN * ((1. _d 0 - phi_DOM) *
732         &                  (N_reminp(i,j,k) + N_remindvm(i,j,k))          
733         &                  + DON_remin(i,j,k) +  N_recycle(i,j,k))
734    c  If anoxic but NO3 concentration is very low
735    c  (generate negative O2; proxy for HS-).
736              ELSEIF (PTR_NO3(i,j,k) .lt. oxic_min) THEN
737              G_O2(i,j,k) = G_O2(i,j,k)
738         &                  -O2toN * ((1. _d 0 - phi_DOM) *
739         &                  (N_reminp(i,j,k) + N_remindvm(i,j,k))          
740         &                  + DON_remin(i,j,k) +  N_recycle(i,j,k))
741         &                  + N_den_benthic(i,j,k) * 1.25 _d 0
742              ENDIF
743    
744              G_CaCO3(i,j,k) = CaCO3_diss(i,j,k) - CaCO3_uptake(i,j,k)
745    cxx sediments not accounted for
746    
747           ENDIF           ENDIF
748    
749          ENDDO          ENDDO
750         ENDDO         ENDDO
751        ENDDO        ENDDO
752    
753            
754  c ---------------------------------------------------------------------  c ---------------------------------------------------------------------
755    
756  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS  #ifdef ALLOW_DIAGNOSTICS
757        IF ( useDiagnostics ) THEN        IF ( useDiagnostics ) THEN
758          CALL DIAGNOSTICS_FILL(C_flux ,'BLGCflux',0,Nr,2,bi,bj,myThid)  
759          CALL DIAGNOSTICS_FILL(P_sm*CtoP/NUTfac    c 3d global variables
760       &                               ,'BLGPsm  ',0,Nr,1,bi,bj,myThid)          CALL DIAGNOSTICS_FILL(P_sm,'BLGPSM  ',0,Nr,1,bi,bj,myThid)
761          CALL DIAGNOSTICS_FILL(P_lg*CtoP/NUTfac            CALL DIAGNOSTICS_FILL(P_lg,'BLGPLG  ',0,Nr,1,bi,bj,myThid)
762       &                               ,'BLGPlg  ',0,Nr,1,bi,bj,myThid)          CALL DIAGNOSTICS_FILL(P_diaz,'BLGPDIA ',0,Nr,1,bi,bj,myThid)
763          CALL DIAGNOSTICS_FILL(chl    ,'BLGchl  ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)          CALL DIAGNOSTICS_FILL(chl,'BLGCHL  ',0,Nr,1,bi,bj,myThid)
764            CALL DIAGNOSTICS_FILL(irr_mem,'BLGIMEM ',0,Nr,1,bi,bj,myThid)
765    c 3d local variables
766            CALL DIAGNOSTICS_FILL(irrk,'BLGIRRK ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
767            CALL DIAGNOSTICS_FILL(irr_eff,'BLGIEFF ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
768            CALL DIAGNOSTICS_FILL(Fe_lim,'BLGFELIM',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
769            CALL DIAGNOSTICS_FILL(NO3_lim,'BLGNLIM ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
770            CALL DIAGNOSTICS_FILL(POC_flux,'BLGPOCF ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
771            CALL DIAGNOSTICS_FILL(NPP,'BLGNPP  ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
772            CALL DIAGNOSTICS_FILL(NCP,'BLGNCP  ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
773    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(Fe_ads_inorg,'BLGFEAI',0,Nr,2,bi,bj,
774    c     &       myThid)
775    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(Fe_dvm,'BLGFEDVM',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
776    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(Fe_sed,'BLGFESED',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
777            CALL DIAGNOSTICS_FILL(Fe_spm,'BLGFESPM',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
778            CALL DIAGNOSTICS_FILL(Fe_recycle,'BLGFEREC',0,Nr,2,bi,bj,
779         &       myThid)
780            CALL DIAGNOSTICS_FILL(Fe_remindvm,'BLGFERD',0,Nr,2,bi,bj,
781         &       myThid)
782    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(Fe_reminp,'BLGFEREM',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
783            CALL DIAGNOSTICS_FILL(Fe_reminsum,'BLGFEREM',0,Nr,2,bi,bj,
784         &       myThid)
785            CALL DIAGNOSTICS_FILL(Fe_uptake,'BLGFEUP ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
786            CALL DIAGNOSTICS_FILL(N_den_benthic,'BLGNDENB',0,Nr,2,bi,bj,
787         &       myThid)
788            CALL DIAGNOSTICS_FILL(N_den_pelag,'BLGNDENP',0,Nr,2,bi,bj,
789         &       myThid)
790            CALL DIAGNOSTICS_FILL(N_dvm,'BLGNDVM ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
791            CALL DIAGNOSTICS_FILL(N_fix,'BLGNFIX ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
792            CALL DIAGNOSTICS_FILL(DON_prod,'BLGDONP ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
793            CALL DIAGNOSTICS_FILL(N_spm,'BLGNSPM ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
794            CALL DIAGNOSTICS_FILL(N_recycle,'BLGNREC ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
795            CALL DIAGNOSTICS_FILL(N_remindvm,'BLGNRD ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
796            CALL DIAGNOSTICS_FILL(N_reminp,'BLGNREM ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
797            CALL DIAGNOSTICS_FILL(N_uptake,'BLGNUP  ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
798            CALL DIAGNOSTICS_FILL(P_dvm,'BLGPDVM ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
799            CALL DIAGNOSTICS_FILL(DOP_prod,'BLGDOPP ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
800            CALL DIAGNOSTICS_FILL(P_spm,'BLGPSPM ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
801            CALL DIAGNOSTICS_FILL(P_recycle,'BLGPREC ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
802            CALL DIAGNOSTICS_FILL(P_remindvm,'BLGPRD ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
803            CALL DIAGNOSTICS_FILL(P_reminp,'BLGPREM ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
804            CALL DIAGNOSTICS_FILL(P_uptake,'BLGPUP  ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
805    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(dvm,'BLGDVM  ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
806            CALL DIAGNOSTICS_FILL(mu,'BLGMU   ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
807            CALL DIAGNOSTICS_FILL(mu_diaz,'BLGMUDIA',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
808    c 2d local variables
809    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(Fe_burial,'BLGFEBUR',0,1,2,bi,bj,myThid)
810    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(NO3_sed,'BLGNSED ',0,1,2,bi,bj,myThid)
811    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(PO4_sed,'BLGPSED ',0,1,2,bi,bj,myThid)
812    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(O2_sed,'BLGO2SED',0,1,2,bi,bj,myThid)
813    c these variables are currently 1d, could be 3d for diagnostics
814    c (or diag_fill could be called inside loop - which is faster?)
815    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(frac_exp,'BLGFEXP ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
816    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(irr_mix,'BLGIRRM ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
817    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(irrk,'BLGIRRK ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
818    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(kFe_eq_lig,'BLGPUP  ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
819    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(mu,'BLGMU  ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
820    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(mu_diaz,'BLGMUDIA',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
821    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(PtoN,'BLGP2N ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
822    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(FetoN,'BLGFE2N ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
823    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(Pc_m,'BLGPCM ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
824    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(Pc_m_diaz,'BLGPCMD',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
825    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(theta_Fe,'BLGTHETA',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
826    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(theta_Fe_max,'BLGTHETM',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
827    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(wsink,'BLGWSINK',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
828    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(zremin,'BLGZREM ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
829    c        CALL DIAGNOSTICS_FILL(z_dvm,'BLGZDVM ',0,Nr,2,bi,bj,myThid)
830    
831        ENDIF        ENDIF
832  #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */  #endif /* ALLOW_DIAGNOSTICS */
833    
834  #endif /* ALLOW_BLING */  #endif /* ALLOW_BLING */
835    
836        RETURN        RETURN
       END  
837    
838          END
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