/[MITgcm]/MITgcm_contrib/darwin2/pkg/monod/monod_plankton.F
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revision 1.7 by stephd, Thu Jun 28 20:36:11 2012 UTC revision 1.10 by stephd, Fri Nov 16 19:50:22 2012 UTC
# Line 48  c ANNA pass extra variables if WAVEBANDS Line 48  c ANNA pass extra variables if WAVEBANDS
48       I                       phytoup, popuplocal, ponuplocal,       I                       phytoup, popuplocal, ponuplocal,
49       I                       pofeuplocal, psiuplocal,       I                       pofeuplocal, psiuplocal,
50       I                       PARlocal,Tlocal, Slocal,       I                       PARlocal,Tlocal, Slocal,
51         I                       pCO2local,
52       I                       freefelocal, inputFelocal,       I                       freefelocal, inputFelocal,
53       I                       bottom, dzlocal,       I                       bottom, dzlocal,
54       O                       Rstarlocal, RNstarlocal,       O                       Rstarlocal, RNstarlocal,
# Line 74  c ANNA pass extra variables if WAVEBANDS Line 75  c ANNA pass extra variables if WAVEBANDS
75  #endif  #endif
76  #ifdef GEIDER  #ifdef GEIDER
77       I                       phychl,       I                       phychl,
78    #ifdef DAR_DIAG_EK
79         O                       Ek, EkoverE,
80    #endif
81    #ifdef DAR_DIAG_PARW
82         O                       chl2c,
83    #endif
84  #ifdef DYNAMIC_CHL  #ifdef DYNAMIC_CHL
85       O                       dphychl, Chlup,       O                       dphychl, Chlup,
86    #ifdef DAR_DIAG_EK
87         O                       acclim,
88    #endif
89  #endif  #endif
90  #ifdef ALLOW_CDOM  #ifdef ALLOW_CDOM
91       O                       dcdomdt   ,       O                       dcdomdt   ,
# Line 83  c ANNA pass extra variables if WAVEBANDS Line 93  c ANNA pass extra variables if WAVEBANDS
93  #endif  #endif
94  #ifdef WAVEBANDS  #ifdef WAVEBANDS
95       I                       PARwlocal,       I                       PARwlocal,
96    #ifdef DAR_DIAG_EK
97         O                       Ek_nl, EkoverE_nl,
98    #endif
99  #endif  #endif
100  #endif  #endif
101  #ifdef ALLOW_PAR_DAY  #ifdef ALLOW_PAR_DAY
# Line 148  c zoo   = zooplankton Line 161  c zoo   = zooplankton
161           _RL PARlocal           _RL PARlocal
162           _RL Tlocal           _RL Tlocal
163           _RL Slocal           _RL Slocal
164             _RL pCO2local
165           _RL freefelocal           _RL freefelocal
166           _RL inputFelocal           _RL inputFelocal
167           _RL bottom           _RL bottom
# Line 202  c zoo   = zooplankton Line 216  c zoo   = zooplankton
216  #endif  #endif
217  #ifdef GEIDER  #ifdef GEIDER
218           _RL phychl(npmax)           _RL phychl(npmax)
219             _RL Ek(npmax)
220             _RL EkoverE(npmax)
221             _RL chl2c(npmax)
222  #ifdef DYNAMIC_CHL  #ifdef DYNAMIC_CHL
223           _RL dphychl(npmax)           _RL dphychl(npmax)
224           _RL Chlup(npmax)           _RL Chlup(npmax)
225             _RL acclim(npmax)
226  #endif  #endif
227  #endif  #endif
228  #ifdef ALLOW_CDOM  #ifdef ALLOW_CDOM
# Line 226  c ANNA Global variables for WAVEBANDS Line 244  c ANNA Global variables for WAVEBANDS
244  c ANNA these variables are passed in/out of darwin_forcing.F  c ANNA these variables are passed in/out of darwin_forcing.F
245  #ifdef WAVEBANDS  #ifdef WAVEBANDS
246           _RL PARwlocal(tlam)      !PAR at midpoint of previous(in) and local(out) gridcell           _RL PARwlocal(tlam)      !PAR at midpoint of previous(in) and local(out) gridcell
247             _RL Ek_nl(npmax,tlam)
248             _RL EkoverE_nl(npmax,tlam)
249  #endif  #endif
250  c ANNA endif  c ANNA endif
251    
   
   
   
   
252  c LOCAL VARIABLES  c LOCAL VARIABLES
253  c -------------------------------------------------------------  c -------------------------------------------------------------
254    
# Line 247  c phytoplankton specific nutrient limita Line 263  c phytoplankton specific nutrient limita
263           _RL limit(npmax)           _RL limit(npmax)
264  c phytoplankton light limitation term  c phytoplankton light limitation term
265           _RL ilimit(npmax)           _RL ilimit(npmax)
266             _RL pCO2limit(npmax)
267           _RL ngrow(npmax)           _RL ngrow(npmax)
268           _RL grow(npmax)           _RL grow(npmax)
269           _RL PspecificPO4(npmax)           _RL PspecificPO4(npmax)
# Line 312  c  variables for zooplankton grazing rat Line 329  c  variables for zooplankton grazing rat
329          _RL alpha_I(npmax)          _RL alpha_I(npmax)
330          _RL pcarbon(npmax)          _RL pcarbon(npmax)
331          _RL pcm(npmax)          _RL pcm(npmax)
         _RL chl2c(npmax)  
332  #ifdef DYNAMIC_CHL  #ifdef DYNAMIC_CHL
         _RL acclim(npmax)  
333          _RL psinkchl(npmax)          _RL psinkchl(npmax)
334          _RL rhochl(npmax)          _RL rhochl(npmax)
335  #endif  #endif
# Line 452  c ANNA inportant but local variables tha Line 467  c ANNA inportant but local variables tha
467  #endif  #endif
468  c ANNA endif  c ANNA endif
469    
 c ANNA - for inhib  
          _RL Ek  
          _RL EkoverE  
   
470  c.................................................................  c.................................................................
471    
472  #ifdef ALLOW_MUTANTS  #ifdef ALLOW_MUTANTS
# Line 513  c energetic disadvantage of using NO2/No Line 524  c energetic disadvantage of using NO2/No
524             pcarbon(np) = 0. _d 0             pcarbon(np) = 0. _d 0
525             pcm(np)=0. _d 0             pcm(np)=0. _d 0
526             chl2c(np)=0. _d 0             chl2c(np)=0. _d 0
527               Ek(np)=0. _d 0
528               EkoverE(np)=0. _d 0
529  #ifdef DYNAMIC_CHL  #ifdef DYNAMIC_CHL
530             acclim(np)=0. _d 0             acclim(np)=0. _d 0
531             psinkChl(np)=0. _d 0             psinkChl(np)=0. _d 0
532  #endif  #endif
533    #ifdef WAVEBANDS
534               do ilam=1,tlam
535                Ek_nl(np,ilam)=0. _d 0
536                EkoverE_nl(np,ilam)=0. _d 0
537               enddo
538    #endif
539           enddo           enddo
540  #endif  #endif
541                    
# Line 636  c using Platt-like equations with inhibi Line 655  c using Platt-like equations with inhibi
655  #endif  #endif
656  c ANNA endif  c ANNA endif
657    
658    c pCO2 limit - default to non
659             do np=1,npmax
660               pCO2limit(np)=1. _d 0
661    c          if (np.eq.6) then
662    c             pCO2limit(np)=1. _d 0 + (pCO2local-400. _d -6)/600 _d -6
663    c             pCO2limit(np)=max(pCO2limit(np),1. _d 0)
664    c             pCO2limit(np)=min(pCO2limit(np),2. _d 0)
665    c          endif
666               if (debug.eq.15) print*,'pco2limit',pCO2limit(np),pCO2local
667             enddo
668    
669    
670  ccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc  ccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
671  c Determine phytoplankton nutrient limitation as mimimum of  c Determine phytoplankton nutrient limitation as mimimum of
672  c P,N,Si,Fe. However N can be utilized in several forms, so  c P,N,Si,Fe. However N can be utilized in several forms, so
# Line 853  c ANNA endif Line 884  c ANNA endif
884  #endif  #endif
885    
886            do np = 1, npmax            do np = 1, npmax
887             pcm(np)=pcmax(np)*limit(np)*phytoTempFunction(np)             pcm(np)=pcmax(np)*limit(np)*phytoTempFunction(np)*
888         &                                         pCO2limit(np)
889  #ifdef DYNAMIC_CHL  #ifdef DYNAMIC_CHL
890             if (phyto(np).gt. 0. _d 0) then             if (phyto(np).gt. 0. _d 0) then
891               chl2c(np)=phychl(np)/(phyto(np)*R_PC(np))               chl2c(np)=phychl(np)/(phyto(np)*R_PC(np))
# Line 874  c assumes balanced growth, eq A14 in Gei Line 906  c assumes balanced growth, eq A14 in Gei
906  c Eq A1 in Geider et al 1997  c Eq A1 in Geider et al 1997
907                 pcarbon(np)=pcm(np)*( 1 -                 pcarbon(np)=pcm(np)*( 1 -
908       &          exp((-alpha_I(np)*chl2c(np))/(pcm(np))) )       &          exp((-alpha_I(np)*chl2c(np))/(pcm(np))) )
 c for inhibition  
                if (inhibcoef_geid(np).gt.0. _d 0) then  
909  #ifdef WAVEBANDS  #ifdef WAVEBANDS
910                   Ek = pcm(np)/(chl2c(np)*alpha_mean(np))                 Ek(np) = pcm(np)/(chl2c(np)*alpha_mean(np))
911                   EkoverE(np) = Ek(np) / PARlocal
912                   do nl=1, tlam
913                      Ek_nl(np,nl)=pcm(np)/(chl2c(np)*alphachl_nl(np,nl))
914                      EkoverE_nl(np,nl) = Ek_nl(np,nl) / PARwlocal(nl)
915                   enddo
916  #else  #else
917                   Ek = pcm(np)/(chl2c(np)*alphachl(np))                 Ek(np) = pcm(np)/(chl2c(np)*alphachl(np))
918                   EkoverE(np) = Ek(np) / PARlocal
919  #endif  #endif
920                   EkoverE = Ek / PARlocal  c for inhibition
921                   if (PARlocal .ge. Ek) then !photoinhibition begins                 if (inhibcoef_geid(np).gt.0. _d 0) then
922                    pcarbon(np) = pcarbon(np)*(EkoverE*inhibcoef_geid(np))                   if (PARlocal .ge. Ek(np)) then !photoinhibition begins
923                      pcarbon(np) = pcarbon(np)*
924         &                            (EkoverE(np)*inhibcoef_geid(np))
925                   endif                   endif
926                 endif                 endif
927  c end inhib  c end inhib
# Line 899  c end inhib Line 937  c end inhib
937                 pcarbon(np)=0. _d 0                 pcarbon(np)=0. _d 0
938               endif               endif
939             else ! if pcm 0             else ! if pcm 0
940               pcm(np)=0.d0               pcm(np)=0. _d 0
941  #ifndef DYNAMIC_CHL  #ifndef DYNAMIC_CHL
942               chl2c(np)=chl2cmin(np)               chl2c(np)=chl2cmin(np)
943  #endif  #endif
944               pcarbon(np)=0.d0               pcarbon(np)=0. _d 0
945               ilimit(np)=0.d0               ilimit(np)=0. _d 0
946             endif             endif
947  #ifdef DYNAMIC_CHL  #ifdef DYNAMIC_CHL
948  c Chl:C acclimated to current conditions  c Chl:C acclimated to current conditions
# Line 930  c         acclim(np)=max(acclim(np),chl2 Line 968  c         acclim(np)=max(acclim(np),chl2
968  c diagnostic version of the above that does not feed back to growth  c diagnostic version of the above that does not feed back to growth
969            ChlGeiderlocal = 0. _d 0            ChlGeiderlocal = 0. _d 0
970            do np = 1, npmax            do np = 1, npmax
971             tmppcm = mu(np)*limit(np)*phytoTempFunction(np)             tmppcm = mu(np)*limit(np)*phytoTempFunction(np)*
972         &                                       pCO2limit(np)
973             if (tmppcm.gt.0.d0) then             if (tmppcm.gt.0.d0) then
974               tmpchl2c = Geider_chl2cmax(np)/               tmpchl2c = Geider_chl2cmax(np)/
975       &         (1+(Geider_chl2cmax(np)*Geider_alphachl(np)*PARdaylocal)/       &         (1+(Geider_chl2cmax(np)*Geider_alphachl(np)*PARdaylocal)/
# Line 1290  c consumption - sum of phytoplankton con Line 1329  c consumption - sum of phytoplankton con
1329  c phospate uptake by each phytoplankton  c phospate uptake by each phytoplankton
1330  #ifndef GEIDER  #ifndef GEIDER
1331                 grow(np)=ngrow(np)*mu(np)*limit(np)*ilimit(np)*                 grow(np)=ngrow(np)*mu(np)*limit(np)*ilimit(np)*
1332       &                            phytoTempFunction(np)       &                            phytoTempFunction(np)*pCO2limit(np)
1333  #endif  #endif
1334  #ifdef GEIDER  #ifdef GEIDER
1335                 grow(np)=ngrow(np)*pcarbon(np)                 grow(np)=ngrow(np)*pcarbon(np)
# Line 1439  c degradation of  CDOM - high when bleac Line 1478  c degradation of  CDOM - high when bleac
1478  #endif  #endif
1479  #endif  #endif
1480    
1481    #ifdef ALLOW_DENIT
1482               if (O2local.lt.O2crit) then
1483                  if (NO3local.lt.no3crit) then
1484    c no remineralization for N, P, Fe (not Si?)
1485                   DOPremin = 0. _d 0
1486                   DONremin = 0. _d 0
1487                   DOFeremin = 0. _d 0
1488                   preminP  = 0. _d 0
1489                   preminN  = 0. _d 0
1490                   preminFe =  0. _d 0
1491    #ifdef ALLOW_CDOM
1492                   preminP_cdom =  0. _d 0
1493                   preminN_cdom =  0. _d 0
1494                   preminFe_cdom =  0. _d 0
1495    #endif
1496    #ifdef ALLOW_CARBON
1497                  DOCremin = 0. _d 0
1498                  preminC  = 0. _d 0
1499    #ifdef ALLOW_CDOM
1500                  preminC_cdom =  0. _d 0
1501    #endif
1502    #endif
1503    
1504    #ifdef ALLOW_CDOM
1505    c degradation of  CDOM - high when bleached by light
1506               cdomp_degrd = reminTempFunction * cdomlocal
1507         &            *(cdombleach*min(PARlocal/PARcdom,1. _d 0) )
1508               cdomn_degrd = rnp_cdom * cdomp_degrd
1509               cdomfe_degrd= rfep_cdom * cdomp_degrd
1510    #ifdef ALLOW_CARBON
1511               cdomc_degrd = rcp_cdom  * cdomp_degrd
1512    #endif
1513    #endif
1514                  endif
1515               endif
1516    #endif
1517    c end denit caveats
1518    
1519  c chemistry  c chemistry
1520  c NH4 -> NO2 -> NO3 by bacterial action  c NH4 -> NO2 -> NO3 by bacterial action
1521              NO2prod = knita*( 1. _d 0-min(PARlocal/PAR0,1. _d 0) )              NO2prod = knita*( 1. _d 0-min(PARlocal/PAR0,1. _d 0) )
# Line 1506  c%%% Line 1583  c%%%
1583  #ifdef DAR_DIAG_RSTAR  #ifdef DAR_DIAG_RSTAR
1584  #ifndef GEIDER  #ifndef GEIDER
1585                tmpgrow=ngrow(np)*mu(np)*ilimit(np)*                tmpgrow=ngrow(np)*mu(np)*ilimit(np)*
1586       &              phytoTempFunction(np)       &              phytoTempFunction(np)*pCO2limit(np)
1587  #endif  #endif
1588  #ifdef GEIDER  #ifdef GEIDER
1589                tmpgrow=grow(np)/limit(np)                tmpgrow=grow(np)/limit(np)
# Line 1618  c-ONLYNO3   dNO3dt =  - consumpNO3 +  pr Line 1695  c-ONLYNO3   dNO3dt =  - consumpNO3 +  pr
1695  #else  #else
1696       &                *(preminP  + DOPremin)       &                *(preminP  + DOPremin)
1697  #endif  #endif
1698                dNO3dt = dNO3dt - denit                dNO3dt = dNO3dt - (denit_no3/denit_np)*denit
1699                dNH4dt = dNH4dt -                  dNH4dt = dNH4dt -  
1700  #ifdef ALLOW_CDOM  #ifdef ALLOW_CDOM
1701       &                 (DONremin)       &                 (DONremin)
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