/[MITgcm]/MITgcm_contrib/darwin2/pkg/monod/monod_plankton.F
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revision 1.1 by jahn, Wed Apr 13 18:56:25 2011 UTC revision 1.11 by stephd, Wed Mar 27 20:51:06 2013 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
90    #ifdef ALLOW_CDOM
91         O                       dcdomdt   ,
92         I                       cdomlocal,
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 94  c ANNA pass extra variables if WAVEBANDS Line 111  c ANNA pass extra variables if WAVEBANDS
111                                        
112    
113           implicit none           implicit none
 #include "EEPARAMS.h"  
114  #include "MONOD_SIZE.h"  #include "MONOD_SIZE.h"
115  #include "MONOD.h"  #include "MONOD.h"
116  #include "DARWIN_PARAMS.h"  #include "DARWIN_PARAMS.h"
# Line 145  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 199  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
227    #endif
228    #ifdef ALLOW_CDOM
229             _RL cdomlocal
230             _RL dcdomdt  
231    #ifdef ALLOW_CARBON
232             _RL cdomclocal, dcdomcdt    
233  #endif  #endif
234  #endif  #endif
235  #ifdef ALLOW_PAR_DAY  #ifdef ALLOW_PAR_DAY
# Line 216  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 237  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)
270           _RL phytoTempFunction(npmax)           _RL phytoTempFunction(npmax)
271             _RL mortPTempFunction
272           _RL dummy           _RL dummy
273           _RL Ndummy           _RL Ndummy
274           _RL Nsourcelimit(npmax)           _RL Nsourcelimit(npmax)
# Line 271  c varible for mimumum phyto Line 299  c varible for mimumum phyto
299  #ifdef OLD_GRAZE  #ifdef OLD_GRAZE
300  c  variables for zooplankton grazing rates  c  variables for zooplankton grazing rates
301           _RL zooTempFunction(nzmax)           _RL zooTempFunction(nzmax)
302             _RL mortZTempFunction
303             _RL mortZ2TempFunction
304           _RL grazing_phyto(npmax)           _RL grazing_phyto(npmax)
305           _RL grazingP(nzmax)           _RL grazingP(nzmax)
306           _RL grazingN(nzmax)           _RL grazingN(nzmax)
# Line 279  c  variables for zooplankton grazing rat Line 309  c  variables for zooplankton grazing rat
309  #else  #else
310  c  variables for zooplankton grazing rates  c  variables for zooplankton grazing rates
311           _RL zooTempFunction(nzmax)           _RL zooTempFunction(nzmax)
312             _RL mortZTempFunction
313             _RL mortZ2TempFunction
314           _RL allphyto(nzmax)           _RL allphyto(nzmax)
315             _RL denphyto(nzmax)
316           _RL grazphy(npmax,nzmax)           _RL grazphy(npmax,nzmax)
317           _RL sumgrazphy(npmax)           _RL sumgrazphy(npmax)
318           _RL sumgrazzoo(nzmax)           _RL sumgrazzoo(nzmax)
# Line 296  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
336  #endif  #endif
337    
338    #ifdef ALLOW_CDOM
339            _RL cdomp_degrd, cdomn_degrd, cdomfe_degrd
340            _RL preminP_cdom, preminN_cdom, preminFe_cdom
341    #ifdef ALLOW_CARBON
342            _RL cdomc_degrd
343            _RL preminC_cdom
344    #endif
345    #endif
346    
347  #ifdef DAR_DIAG_CHL  #ifdef DAR_DIAG_CHL
348           _RL tmppcm           _RL tmppcm
349           _RL tmpchl2c           _RL tmpchl2c
# Line 376  c variables for conversions from phyto a Line 416  c variables for conversions from phyto a
416           _RL totzoo_pofe           _RL totzoo_pofe
417           _RL totzoo_posi           _RL totzoo_posi
418    
419    #ifdef ALLOW_CDOM
420             _RL totphy_cdomp
421             _RL totphy_cdomn
422             _RL totphy_cdomfe
423             _RL totzoo_cdomp
424             _RL totzoo_cdomn
425             _RL totzoo_cdomfe
426    #ifdef ALLOW_CARBON
427             _RL totphy_cdomc
428             _RL totzoo_cdomc
429    #endif
430    #endif
431    
432           _RL NO2prod           _RL NO2prod
433           _RL NO3prod           _RL NO3prod
434        
# Line 414  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 475  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 567  ccccccccccccccccccccccccccccccc Line 624  ccccccccccccccccccccccccccccccc
624    
625  c cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc  c cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
626            call MONOD_TEMPFUNC(Tlocal,phytoTempFunction,            call MONOD_TEMPFUNC(Tlocal,phytoTempFunction,
627       &            zooTempFunction, reminTempFunction, myThid)       &            zooTempFunction, reminTempFunction,
628         &            mortPTempFunction, mortZTempFunction,
629         &            mortZ2TempFunction, myThid)
630            if (debug.eq.1) print*,'phytoTempFunction',            if (debug.eq.1) print*,'phytoTempFunction',
631       &                          phytoTempFunction, Tlocal       &                          phytoTempFunction, Tlocal
632  ccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc  ccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
# Line 596  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 813  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 834  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 859  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 890  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 951  c sum all palatability*phyto and find ph Line 1030  c sum all palatability*phyto and find ph
1030              allphyto(nz)=allphyto(nz)+palat(np,nz)*phyto(np)              allphyto(nz)=allphyto(nz)+palat(np,nz)*phyto(np)
1031             enddo             enddo
1032             if (allphyto(nz).le.0. _d 0) allphyto(nz)=phygrazmin             if (allphyto(nz).le.0. _d 0) allphyto(nz)=phygrazmin
1033    #ifdef SER_GRAZ
1034               denphyto(nz)=0. _d 0
1035               do np=1,npmax
1036                denphyto(nz)=denphyto(nz)+
1037         &            (palat(np,nz)*phyto(np)/allphyto(nz))*phyto(np)
1038               enddo
1039               if (denphyto(nz).le.0. _d 0) denphyto(nz)=phygrazmin
1040    #endif
1041             do np=1,npmax             do np=1,npmax
1042              tmpz=max(0. _d 0,(allphyto(nz)-phygrazmin) )              tmpz=max(0. _d 0,(allphyto(nz)-phygrazmin) )
1043              grazphy(np,nz)=grazemax(nz)*              grazphy(np,nz)=grazemax(nz)*
1044    #ifdef SER_GRAZ
1045    c as in Vallina et al, 2011
1046         &          (((palat(np,nz)*phyto(np)/allphyto(nz))*phyto(np))/
1047         &           denphyto(nz)) *
1048    #else
1049    c as in Dutkiewicz et al, GBC, 2009
1050       &           (palat(np,nz)*phyto(np)/allphyto(nz))*       &           (palat(np,nz)*phyto(np)/allphyto(nz))*
1051       &           ( tmpz/  #endif
1052       &             (tmpz+kgrazesat) )       &           ( tmpz**hollexp/
1053         &             (tmpz**hollexp+kgrazesat**hollexp) )
1054             enddo             enddo
1055            enddo            enddo
1056            if (debug.eq.2) print*,'allphyto',allphyto            if (debug.eq.2) print*,'allphyto',allphyto
# Line 1034  cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc Line 1128  cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
1128  c accumulate particulate and dissolved detritus  c accumulate particulate and dissolved detritus
1129             do np=1, npmax             do np=1, npmax
1130                 totphy_pop=totphy_pop+                 totphy_pop=totphy_pop+
1131       &                ExportFracP(np)*mortphy(np)*phytomin(np)       &                ExportFracP(np)*mortphy(np)*
1132         &                mortPTempFunction*phytomin(np)
1133                 totphy_dop=totphy_dop+                 totphy_dop=totphy_dop+
1134       &                (1. _d 0-ExportFracP(np))*mortphy(np)*phytomin(np)       &                (1. _d 0-ExportFracP(np))*mortphy(np)*
1135         &                mortPTempFunction*phytomin(np)
1136                 totphy_pon=totphy_pon+ R_NP(np)*                 totphy_pon=totphy_pon+ R_NP(np)*
1137       &                ExportFracP(np)*mortphy(np)*phytomin(np)       &                ExportFracP(np)*mortphy(np)*
1138         &                mortPTempFunction*phytomin(np)
1139                 totphy_don=totphy_don+ R_NP(np)*                 totphy_don=totphy_don+ R_NP(np)*
1140       &               (1. _d 0-ExportFracP(np))*mortphy(np)*phytomin(np)       &               (1. _d 0-ExportFracP(np))*mortphy(np)*
1141         &                mortPTempFunction*phytomin(np)
1142                 totphy_pofe=totphy_pofe+ R_FeP(np)*                 totphy_pofe=totphy_pofe+ R_FeP(np)*
1143       &                ExportFracP(np)*mortphy(np)*phytomin(np)       &                ExportFracP(np)*mortphy(np)*
1144         &                mortPTempFunction*phytomin(np)
1145                 totphy_dofe=totphy_dofe+ R_FeP(np)*                 totphy_dofe=totphy_dofe+ R_FeP(np)*
1146       &               (1. _d 0-ExportFracP(np))*mortphy(np)*phytomin(np)       &               (1. _d 0-ExportFracP(np))*mortphy(np)*
1147         &                mortPTempFunction*phytomin(np)
1148                 totphy_posi=totphy_posi+ R_SiP(np)*                 totphy_posi=totphy_posi+ R_SiP(np)*
1149       &                mortphy(np)*phytomin(np)       &                mortphy(np)*
1150         &                mortPTempFunction*phytomin(np)
1151  #ifdef ALLOW_CARBON  #ifdef ALLOW_CARBON
1152                 totphy_poc=totphy_poc+ R_PC(np)*                 totphy_poc=totphy_poc+ R_PC(np)*
1153       &                ExportFracP(np)*mortphy(np)*phytomin(np)       &                ExportFracP(np)*mortphy(np)*
1154         &                mortPTempFunction*phytomin(np)
1155                 totphy_doc=totphy_doc+ R_PC(np)*                 totphy_doc=totphy_doc+ R_PC(np)*
1156       &               (1. _d 0-ExportFracP(np))*mortphy(np)*phytomin(np)       &               (1. _d 0-ExportFracP(np))*mortphy(np)*
1157         &                mortPTempFunction*phytomin(np)
1158                 totphy_pic=totphy_pic+ R_PC(np)*R_PICPOC(np)*                 totphy_pic=totphy_pic+ R_PC(np)*R_PICPOC(np)*
1159       &                mortphy(np)*phytomin(np)       &                mortphy(np)*
1160         &                mortPTempFunction*phytomin(np)
1161  #endif  #endif
1162              enddo              enddo
1163    #ifdef ALLOW_CDOM
1164                   totphy_cdomp=(fraccdom)*totphy_dop
1165                   totphy_dop=totphy_dop-totphy_cdomp
1166                   totphy_cdomn=rnp_cdom*totphy_cdomp
1167                   totphy_don=totphy_don-totphy_cdomn
1168                   totphy_cdomfe=rfep_cdom*totphy_cdomp
1169                   totphy_dofe=totphy_dofe-totphy_cdomfe
1170    #ifdef ALLOW_CARBON
1171                   totphy_cdomc=rcp_cdom*totphy_cdomp
1172                   totphy_doc=totphy_doc-totphy_cdomc
1173    #endif
1174    #endif
1175              if (debug.eq.3) print*,'tot_phy_pop',totphy_pop              if (debug.eq.3) print*,'tot_phy_pop',totphy_pop
1176              if (debug.eq.3) print*,'tot_phy_dop',totphy_dop              if (debug.eq.3) print*,'tot_phy_dop',totphy_dop
1177              if (debug.eq.3) print*,'tot_phy_pon',totphy_pon              if (debug.eq.3) print*,'tot_phy_pon',totphy_pon
# Line 1107  cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc Line 1223  cccccccccccccccccccccccccccccccccccccccc
1223  c accumulate particulate and dissolved detritus  c accumulate particulate and dissolved detritus
1224              do nz=1, nzmax              do nz=1, nzmax
1225                 totzoo_pop=totzoo_pop+                 totzoo_pop=totzoo_pop+
1226       &                     ExportFracZ(nz)*mortzoo(nz)*zooP(nz)       &                     ExportFracZ(nz)*( mortzoo(nz)*
1227         &                     mortZTempFunction*zooP(nz)
1228         &                     +  mortzoo2(nz)*
1229         &                     mortZ2TempFunction*zooP(nz)**2 )
1230                 totzoo_dop=totzoo_dop+                 totzoo_dop=totzoo_dop+
1231       &                    (1. _d 0-ExportFracZ(nz))*mortzoo(nz)*zooP(nz)       &                    (1. _d 0-ExportFracZ(nz))*(
1232                 totzoo_pon=totzoo_pon+       &                     mortzoo(nz)*
1233       &                     ExportFracZ(nz)*mortzoo(nz)*zooN(nz)       &                     mortZTempFunction*zooP(nz)+
1234         &                     mortzoo2(nz)*
1235         &                     mortZ2TempFunction*zooP(nz)**2 )
1236                   totzoo_pon=totzoo_pon+
1237         &                     ExportFracZ(nz)*( mortzoo(nz)*
1238         &                     mortZTempFunction*zooN(nz)
1239         &                     +  mortzoo2(nz)*
1240         &                     mortZ2TempFunction*zooN(nz)*zooP(nz) )
1241                 totzoo_don=totzoo_don+                 totzoo_don=totzoo_don+
1242       &                    (1. _d 0-ExportFracZ(nz))*mortzoo(nz)*zooN(nz)       &                    (1. _d 0-ExportFracZ(nz))*(
1243         &                     mortzoo(nz)*
1244         &                     mortZTempFunction*zooN(nz)+
1245         &                     mortzoo2(nz)*
1246         &                     mortZ2TempFunction*zooN(nz)*zooP(nz) )
1247                 totzoo_pofe=totzoo_pofe+                 totzoo_pofe=totzoo_pofe+
1248       &                     ExportFracZ(nz)*mortzoo(nz)*zooFe(nz)       &                     ExportFracZ(nz)*( mortzoo(nz)*
1249         &                     mortZTempFunction*zooFe(nz)
1250         &                     +  mortzoo2(nz)*
1251         &                     mortZ2TempFunction*zooFe(nz)*zooP(nz) )
1252                 totzoo_dofe=totzoo_dofe+                 totzoo_dofe=totzoo_dofe+
1253       &                   (1. _d 0-ExportFracZ(nz))*mortzoo(nz)*zooFe(nz)       &                   (1. _d 0-ExportFracZ(nz))*(
1254                 totzoo_posi=totzoo_posi+       &                    mortzoo(nz)*
1255       &                     mortzoo(nz)*zooSi(nz)       &                    mortZTempFunction*zooFe(nz) +
1256         &                    mortzoo2(nz)*
1257         &                    mortZ2TempFunction*zooFe(nz)*zooP(nz) )
1258                   totzoo_posi=totzoo_posi+
1259         &                     ( mortzoo(nz)*
1260         &                       mortZTempFunction*zooSi(nz)+
1261         &                       mortzoo2(nz)*
1262         &                       mortZ2TempFunction*zooSi(nz)*zooP(nz) )
1263  #ifdef ALLOW_CARBON  #ifdef ALLOW_CARBON
1264                 totzoo_poc=totzoo_poc+                 totzoo_poc=totzoo_poc+
1265       &                    ExportFracZ(nz)*mortzoo(nz)*zooClocal(nz)       &                    ExportFracZ(nz)*( mortzoo(nz)*
1266         &                         mortZTempFunction*zooClocal(nz)
1267         &                      +  mortzoo2(nz)*
1268         &                       mortZ2TempFunction*zooClocal(nz)*zooP(nz) )
1269                 totzoo_doc=totzoo_doc+                 totzoo_doc=totzoo_doc+
1270       &           (1. _d 0-ExportFracZ(nz))*mortzoo(nz)*zooClocal(nz)       &           (1. _d 0-ExportFracZ(nz))*( mortzoo(nz)*
1271         &                         mortZTempFunction*zooClocal(nz)
1272         &                      +  mortzoo2(nz)*
1273         &                       mortZ2TempFunction*zooClocal(nz)*zooP(nz) )
1274  #endif  #endif
1275              enddo              enddo
1276    
# Line 1154  c accumulate particulate and dissolved d Line 1300  c accumulate particulate and dissolved d
1300  #endif  #endif
1301              enddo              enddo
1302  #endif  #endif
1303    
1304    #ifdef ALLOW_CDOM
1305                   totzoo_cdomp=(fraccdom)*totzoo_dop
1306                   totzoo_dop=totzoo_dop-totzoo_cdomp
1307                   totzoo_cdomn=rnp_cdom*totzoo_cdomp
1308                   totzoo_don=totzoo_don-totzoo_cdomn
1309                   totzoo_cdomfe=rfep_cdom*totzoo_cdomp
1310                   totzoo_dofe=totzoo_dofe-totzoo_cdomfe
1311    #ifdef ALLOW_CARBON
1312                   totzoo_cdomc=rcp_cdom*totzoo_cdomp
1313                   totzoo_doc=totzoo_doc-totzoo_cdomc
1314    #endif
1315    #endif
1316              if (debug.eq.5) print*,'totzoo_pop',totzoo_pop              if (debug.eq.5) print*,'totzoo_pop',totzoo_pop
1317              if (debug.eq.5) print*,'totzoo_dop',totzoo_dop              if (debug.eq.5) print*,'totzoo_dop',totzoo_dop
1318              if (debug.eq.5) print*,'totzoo_pon',totzoo_pon              if (debug.eq.5) print*,'totzoo_pon',totzoo_pon
# Line 1170  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 1288  c remineralization of sinking particulat Line 1447  c remineralization of sinking particulat
1447              preminN  = reminTempFunction * Kpremin_N*PONlocal              preminN  = reminTempFunction * Kpremin_N*PONlocal
1448              preminFe = reminTempFunction * Kpremin_Fe*POFelocal              preminFe = reminTempFunction * Kpremin_Fe*POFelocal
1449              preminSi = reminTempFunction * Kpremin_Si*PSilocal              preminSi = reminTempFunction * Kpremin_Si*PSilocal
1450    #ifdef ALLOW_CDOM
1451                preminP_cdom = fraccdom*preminP
1452                preminP=preminP-preminP_cdom
1453                preminN_cdom = rnp_cdom*preminP_cdom
1454                preminN=preminN-preminN_cdom
1455                preminFe_cdom = rfep_cdom*preminP_cdom
1456                preminFe=preminFe-preminFe_cdom
1457    #endif
1458    
1459  #ifdef ALLOW_CARBON  #ifdef ALLOW_CARBON
1460             DOCremin =  reminTempFunction * Kdoc * DOClocal             DOCremin =  reminTempFunction * Kdoc * DOClocal
1461             preminC  = reminTempFunction * Kpremin_C*POClocal             preminC  = reminTempFunction * Kpremin_C*POClocal
1462    #ifdef ALLOW_CDOM
1463                preminC_cdom = rcp_cdom*preminP_cdom
1464                preminC=preminC-preminC_cdom
1465    #endif
1466  c dissolution  c dissolution
1467             disscPIC = Kdissc*PIClocal             disscPIC = Kdissc*PIClocal
1468  #endif  #endif
1469    
1470    #ifdef ALLOW_CDOM
1471    c degradation of  CDOM - high when bleached by light
1472               cdomp_degrd = reminTempFunction * cdomlocal
1473         &            *(cdomdegrd+cdombleach*min(PARlocal/PARcdom,1. _d 0) )
1474               cdomn_degrd = rnp_cdom * cdomp_degrd
1475               cdomfe_degrd= rfep_cdom * cdomp_degrd
1476    #ifdef ALLOW_CARBON
1477               cdomc_degrd = rcp_cdom  * cdomp_degrd
1478    #endif
1479    #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 1322  c phytoplankton Line 1542  c phytoplankton
1542  #else  #else
1543       &                        - sumgrazphy(np)       &                        - sumgrazphy(np)
1544  #endif  #endif
1545       &                        - mortphy(np)*phytomin(np)       &                        - mortphy(np)*
1546         &                          mortPTempFunction*phytomin(np)
1547       &                        + psinkphy(np)       &                        + psinkphy(np)
1548  #ifdef GEIDER  #ifdef GEIDER
1549  #ifdef DYNAMIC_CHL  #ifdef DYNAMIC_CHL
# Line 1337  c             dphychl(np) = rhochl(np)*P Line 1558  c             dphychl(np) = rhochl(np)*P
1558  #else  #else
1559       &                   - sumgrazphy(np)       &                   - sumgrazphy(np)
1560  #endif  #endif
1561       &                   - mortphy(np)*phytomin(np)) *chl2c(np)*R_PC(np)       &                   - mortphy(np)*
1562         &                     mortPTempFunction*phytomin(np))
1563         &                       *chl2c(np)*R_PC(np)
1564       &                        + psinkChl(np)       &                        + psinkChl(np)
1565  #endif  #endif
1566                Chl=Chl + phychl(np)                Chl=Chl + phychl(np)
# Line 1348  c%%% Line 1571  c%%%
1571  #ifdef OLD_GRAZE  #ifdef OLD_GRAZE
1572                tmpr=grazing_phyto(np)*                tmpr=grazing_phyto(np)*
1573       &              (phytomin(np)/(phytomin(np) + kgrazesat))       &              (phytomin(np)/(phytomin(np) + kgrazesat))
1574       &                        + mortphy(np)*phytomin(np)       &                        + mortphy(np)*
1575         &                          mortPTempFunction*phytomin(np)
1576       &                        - psinkphy(np)       &                        - psinkphy(np)
1577  #else  #else
1578                tmpr=sumgrazphy(np)                tmpr=sumgrazphy(np)
1579       &                        + mortphy(np)*phytomin(np)       &                        + mortphy(np)*
1580         &                          mortPTempFunction*phytomin(np)
1581       &                        - psinkphy(np)       &                        - psinkphy(np)
1582  #endif  #endif
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 1419  c zooplankton mortality Line 1644  c zooplankton mortality
1644              do nz=1,nzmax              do nz=1,nzmax
1645  c zoo in P currency  c zoo in P currency
1646                dzooPdt(nz)  = dzooPdt(nz)                dzooPdt(nz)  = dzooPdt(nz)
1647       &                           - mortzoo(nz)*zooP(nz)       &                           - mortzoo(nz)*
1648         &                             mortZTempFunction*zooP(nz)
1649         &                           - mortzoo2(nz)*
1650         &                             mortZ2TempFunction*zooP(nz)**2
1651  c zooplankton in other currencies  c zooplankton in other currencies
1652  C zooplankton stoichiometry varies according to food source  C zooplankton stoichiometry varies according to food source
1653                dzooNdt(nz)  = dzooNdt(nz)                dzooNdt(nz)  = dzooNdt(nz)
1654       &                           - mortzoo(nz)*zooN(nz)       &                           - mortzoo(nz)*
1655         &                             mortZTempFunction*zooN(nz)
1656         &                           - mortzoo2(nz)*
1657         &                             mortZ2TempFunction*zooN(nz)*zooP(nz)
1658                dzooFedt(nz) = dzooFedt(nz)                dzooFedt(nz) = dzooFedt(nz)
1659       &                           - mortzoo(nz)*zooFe(nz)       &                           - mortzoo(nz)*
1660         &                             mortZTempFunction*zooFe(nz)
1661         &                           - mortzoo2(nz)*
1662         &                             mortZ2TempFunction*zooFe(nz)*zooP(nz)
1663                dzooSidt(nz) = dzooSidt(nz)                dzooSidt(nz) = dzooSidt(nz)
1664       &                           - mortzoo(nz)*zooSi(nz)       &                           - mortzoo(nz)*
1665         &                             mortZTempFunction*zooSi(nz)
1666         &                           - mortzoo2(nz)*
1667         &                             mortZ2TempFunction*zooSi(nz)*zooP(nz)
1668              enddo              enddo
1669    
1670    
1671  c sum contributions to inorganic nutrient tendencies  c sum contributions to inorganic nutrient tendencies
1672              dPO4dt =  - consumpPO4 +  preminP  + DOPremin              dPO4dt =  - consumpPO4 +  
1673              dNH4dt =  - consumpNH4 +  preminN  + DONremin  #ifdef ALLOW_CDOM
1674         &                 DOPremin
1675    #else
1676         &                 preminP  + DOPremin
1677    #endif
1678                dNH4dt =  - consumpNH4 +  
1679    #ifdef ALLOW_CDOM
1680         &                 DONremin
1681    #else
1682         &                 preminN  +  DONremin
1683    #endif
1684       &                                   - NO2prod       &                                   - NO2prod
1685              dNO2dt =  - consumpNO2                                      dNO2dt =  - consumpNO2                        
1686       &                                   + NO2prod - NO3prod       &                                   + NO2prod - NO3prod
# Line 1442  c sum contributions to inorganic nutrien Line 1689  c sum contributions to inorganic nutrien
1689  c-ONLYNO3   dNO3dt =  - consumpNO3 +  preminN  + DONremin  c-ONLYNO3   dNO3dt =  - consumpNO3 +  preminN  + DONremin
1690  #ifdef ALLOW_DENIT  #ifdef ALLOW_DENIT
1691              if (O2local.le.O2crit) then              if (O2local.le.O2crit) then
1692                denit =  denit_np*(preminP  + DOPremin)                denit =  denit_np
1693                dNO3dt = dNO3dt - denit  #ifdef ALLOW_CDOM
1694                dNH4dt = dNH4dt -  (preminN  + DONremin)       &                *(DOPremin)
1695    #else
1696         &                *(preminP  + DOPremin)
1697    #endif
1698                  dNO3dt = dNO3dt - (denit_no3/denit_np)*denit
1699                  dNH4dt = dNH4dt -  
1700    #ifdef ALLOW_CDOM
1701         &                 (DONremin)
1702    #else
1703         &                 (preminN  + DONremin)
1704    #endif
1705              endif              endif
1706  #endif  #endif
1707              dFeTdt =  - consumpFeT +  preminFe + DOFeremin              dFeTdt =  - consumpFeT +  
1708    #ifdef ALLOW_CDOM
1709         &                 DOFeremin
1710    #else
1711         &                 preminFe + DOFeremin
1712    #endif
1713  #ifdef PART_SCAV  #ifdef PART_SCAV
1714       &                 - scav_part*freefelocal +       &                 - scav_part*freefelocal +
1715  #else  #else
# Line 1458  c-ONLYNO3   dNO3dt =  - consumpNO3 +  pr Line 1720  c-ONLYNO3   dNO3dt =  - consumpNO3 +  pr
1720    
1721  c tendency of dissolved organic pool  c tendency of dissolved organic pool
1722              dDOPdt  = totphy_dop  + totzoo_dop  - DOPremin              dDOPdt  = totphy_dop  + totzoo_dop  - DOPremin
1723    #ifdef ALLOW_CDOM
1724         &                +preminP + cdomp_degrd
1725    #endif
1726              dDONdt  = totphy_don  + totzoo_don  - DONremin              dDONdt  = totphy_don  + totzoo_don  - DONremin
1727    #ifdef ALLOW_CDOM
1728         &                +preminN + cdomn_degrd
1729    #endif
1730              dDOFedt = totphy_dofe + totzoo_dofe - DOFeremin              dDOFedt = totphy_dofe + totzoo_dofe - DOFeremin
1731    #ifdef ALLOW_CDOM
1732         &                +preminFe + cdomfe_degrd
1733    #endif
1734    
1735  c tendency of particulate detritus pools  c tendency of particulate detritus pools
1736              dpopdt  = totphy_pop  + totzoo_pop   - preminP + psinkP              dpopdt  = totphy_pop  + totzoo_pop   - preminP + psinkP
1737    #ifdef ALLOW_CDOM
1738         &                -preminP_cdom
1739    #endif
1740              dpondt  = totphy_pon  + totzoo_pon   - preminN + psinkN              dpondt  = totphy_pon  + totzoo_pon   - preminN + psinkN
1741    #ifdef ALLOW_CDOM
1742         &                -preminN_cdom
1743    #endif
1744              dpofedt = totphy_pofe + totzoo_pofe  - preminFe + psinkFe              dpofedt = totphy_pofe + totzoo_pofe  - preminFe + psinkFe
1745    #ifdef ALLOW_CDOM
1746         &                -preminFe_cdom
1747    #endif
1748              dpSidt  = totphy_posi + totzoo_posi  - preminSi + psinkSi              dpSidt  = totphy_posi + totzoo_posi  - preminSi + psinkSi
1749  #ifdef ALLOW_CARBON  #ifdef ALLOW_CARBON
1750              dDICdt =  - consumpDIC - consumpDIC_PIC              dDICdt =  - consumpDIC - consumpDIC_PIC
1751    #ifdef ALLOW_CDOM
1752         &                                         +  DOCremin
1753    #else
1754       &                                         +  preminC  + DOCremin       &                                         +  preminC  + DOCremin
1755    #endif
1756       &                                         + disscPIC       &                                         + disscPIC
1757              dDOCdt  = totphy_doc  + totzoo_doc  - DOCremin              dDOCdt  = totphy_doc  + totzoo_doc  - DOCremin
1758    #ifdef ALLOW_CDOM
1759         &                    +preminC + cdomc_degrd
1760    #endif
1761              dPOCdt  = totphy_poc  + totzoo_poc  - preminC + psinkC              dPOCdt  = totphy_poc  + totzoo_poc  - preminC + psinkC
1762    #ifdef ALLOW_CDOM
1763         &                -preminC_cdom
1764    #endif
1765              dPICdt  = totphy_pic  + totzoo_pic  - disscPIC + psinkPIC              dPICdt  = totphy_pic  + totzoo_pic  - disscPIC + psinkPIC
1766              dALKdt  = - dNO3dt    - 2.d0 * (consumpDIC_PIC - disscPIC)              dALKdt  = - dNO3dt    - 2.d0 * (consumpDIC_PIC - disscPIC)
1767  c should be = O2prod - preminP - DOPremin?  c should be = O2prod - preminP - DOPremin?
# Line 1480  c production of O2 by photosynthesis Line 1771  c production of O2 by photosynthesis
1771               dO2dt   = R_OP*consumpPO4               dO2dt   = R_OP*consumpPO4
1772  c loss of O2 by remineralization  c loss of O2 by remineralization
1773               if (O2local.gt.O2crit) then               if (O2local.gt.O2crit) then
1774                 dO2dt   = dO2dt - R_OP*(preminP  + DOPremin)                 dO2dt   = dO2dt - R_OP
1775    #ifdef ALLOW_CDOM
1776         &                      *(DOPremin)
1777    #else
1778         &                      *(preminP  + DOPremin)
1779    #endif
1780               endif               endif
1781  #ifdef OLD_GRAZE  #ifdef OLD_GRAZE
1782              do nz=1,nzmax              do nz=1,nzmax
1783                dzooCdt(nz)  = grazingC(nz)*zooClocal(nz)                dzooCdt(nz)  = grazingC(nz)*zooClocal(nz)
1784       &                           - mortzoo(nz)*zooClocal(nz)       &                           - mortzoo(nz)*
1785         &                             mortZTempFunction*zooClocal(nz)
1786         &                           - mortzoo2(nz)*
1787         &                         mortZ2TempFunction*zooClocal(nz)*zooP(nz)
1788              enddo              enddo
1789  #else  #else
1790              do nz=1,nzmax              do nz=1,nzmax
1791                dzooCdt(nz)  = sumgrazzooc(nz)                dzooCdt(nz)  = sumgrazzooc(nz)
1792       &                           - mortzoo(nz)*zooClocal(nz)       &                           - mortzoo(nz)*
1793         &                             mortZTempFunction*zooClocal(nz)
1794         &                           - mortzoo2(nz)*
1795         &                         mortZ2TempFunction*zooClocal(nz)*zooP(nz)
1796              enddo              enddo
1797  #endif  #endif
1798    
1799    #ifdef ALLOW_CDOM
1800                dcdomdt = totphy_cdomp + totzoo_cdomp +  preminP_cdom
1801         &                  -cdomp_degrd
1802    #endif
1803    
1804  #endif  #endif
1805    
1806              if (debug.eq.10) print*,'dDOPdt', dDOPdt              if (debug.eq.10) print*,'dDOPdt', dDOPdt
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