source: LMDZ6/branches/Ocean_skin/libf/phylmd/tracco2i_mod.F90 @ 3463

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Further changes for the interactive CO2 cycle
Pulling out the definition of emission terms from tracco2i into carbon cycle module
Declaration in phyetat0
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Line 
1MODULE tracco2i_mod
2!
3! This module does the work for the interactive CO2 tracers
4!
5CONTAINS
6
7  SUBROUTINE tracco2i(pdtphys, debutphy, &
8       xlat, xlon, pphis, pphi, &
9       t_seri, pplay, paprs, tr_seri, source)
10
11    USE dimphy
12    USE infotrac
13    USE geometry_mod, ONLY : cell_area
14    USE carbon_cycle_mod, ONLY : nbcf_in, fields_in, cfname_in, fco2_ocn_day, fco2_ff, fco2_bb
15    USE mod_grid_phy_lmdz
16    USE mod_phys_lmdz_mpi_data, ONLY :  is_mpi_root
17    USE mod_phys_lmdz_para, ONLY: gather, bcast, scatter
18    USE phys_cal_mod
19
20    IMPLICIT NONE
21
22    INCLUDE "clesphys.h"
23    INCLUDE "YOMCST.h"
24
25! Input argument
26!---------------
27    REAL,INTENT(IN)    :: pdtphys    ! Pas d'integration pour la physique (seconde)
28    LOGICAL,INTENT(IN) :: debutphy   ! le flag de l'initialisation de la physique
29
30    REAL,DIMENSION(klon),INTENT(IN)        :: xlat    ! latitudes pour chaque point
31    REAL,DIMENSION(klon),INTENT(IN)        :: xlon    ! longitudes pour chaque point
32    REAL,DIMENSION(klon),INTENT(IN)        :: pphis   ! geopotentiel du sol
33    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)   :: pphi    ! geopotentiel de chaque couche
34
35    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)   :: t_seri  ! Temperature
36    REAL,DIMENSION(klon,klev),INTENT(IN)   :: pplay   ! pression pour le mileu de chaque couche (en Pa)
37    REAL,DIMENSION(klon,klev+1),INTENT(IN) :: paprs   ! pression pour chaque inter-couche (en Pa)
38    REAL,DIMENSION(klon,nbtr),INTENT(INOUT):: source  ! flux de traceur [U/m2/s]
39
40! Output argument
41!----------------
42    REAL,DIMENSION(klon,klev,nbtr),INTENT(INOUT)  :: tr_seri ! Concentration Traceur [U/kgA] 
43
44! Local variables
45!----------------
46
47    INTEGER, PARAMETER :: id_CO2=1              !--temporaire OB -- to be changed
48    INTEGER                        :: it, k, i, nb
49    REAL, DIMENSION(klon,klev)     :: m_air     ! mass of air in every grid box [kg]
50    REAL, DIMENSION(klon)          :: co2land   ! surface land CO2 emissions [kg CO2/m2/s]
51    REAL, DIMENSION(klon)          :: co2ocean  ! surface ocean CO2 emissions [kg CO2/m2/s]
52    REAL, DIMENSION(klon_glo,klev) :: co2_glo   ! variable temporaire sur la grille global
53    REAL, DIMENSION(klon_glo,klev) :: m_air_glo ! variable temporaire sur la grille global
54
55
56    INTEGER, SAVE :: mth_pre=0
57!$OMP THREADPRIVATE(mth_pre)
58    REAL, SAVE :: RCO2_glo
59!$OMP THREADPRIVATE(RCO2_glo)
60
61    IF (is_mpi_root) THEN
62      PRINT *,'in tracco2i: date from phys_cal_mod =',year_cur,'-',mth_cur,'-',day_cur,'-',hour
63    ENDIF
64
65!--initialisation of CO2 field if not in restart file
66!--dirty way of doing, do it better later
67!--convert 280 ppm into kg CO2 / kg air
68    IF (debutphy) THEN
69      IF (MAXVAL(tr_seri(:,:,id_CO2)).LT.1.e-15) THEN
70        tr_seri(:,:,id_CO2)=280.e-6/RMD*RMCO2
71      ENDIF
72    ENDIF
73
74!--calculate mass of air in every grid box in kg air
75    DO i=1, klon
76    DO k=1, klev
77      m_air(i,k)=(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/RG*cell_area(i)
78    ENDDO
79    ENDDO
80
81!--call CO2 emission routine
82!--co2bb is zero for now
83!--unit kg CO2 m-2 s-1
84    CALL co2_emissions(debutphy)
85
86!--retrieving land and ocean CO2 flux
87!--fCO2_nep comes in unit of g CO2 m-2 dt_stomate-1
88!--this needs to be changed in ORCHIDEE
89    co2land(:)=0.0
90    co2ocean(:)=0.0
91    DO nb=1, nbcf_in
92      IF (cfname_in(nb) == "fCO2_nep" )   co2land(:)=fields_in(:,nb)*RMCO2/RMC/86400./1000.
93      !!IF (cfname_in(nb) == "fCO2_fgco2" ) co2ocean(:)=fco2_ocn_day(:) !--for now
94    ENDDO
95
96!--preparing the net anthropogenic flux at the surface for mixing layer
97!--unit kg CO2 / m2 / s
98    source(:,id_CO2)=fco2_ff(:)+fco2_bb(:)+co2land(:)+co2ocean(:)
99
100!--computing global mean CO2 for radiation
101!--every timestep for now but enough every month
102!    IF (debutphy.OR.mth_cur.NE.mth_pre) THEN
103      CALL gather(tr_seri(:,:,id_CO2),co2_glo)
104      CALL gather(m_air,m_air_glo)
105!$OMP MASTER
106!--conversion from kg CO2/kg air into ppm
107       IF (is_mpi_root) THEN
108         RCO2_glo=SUM(co2_glo*m_air_glo)/SUM(m_air_glo)*1.e6*RMD/RMCO2
109       ENDIF
110       PRINT *,'toto in tracco2i: global CO2 in ppm =', RCO2_glo
111!$OMP END MASTER
112       CALL bcast(RCO2_glo)
113       mth_pre=mth_cur
114!    ENDIF
115
116  END SUBROUTINE tracco2i
117
118  SUBROUTINE co2_emissions(debutphy)
119
120    USE dimphy
121    USE infotrac
122    USE geometry_mod, ONLY : cell_area
123    USE mod_grid_phy_lmdz
124    USE mod_phys_lmdz_mpi_data, ONLY: is_mpi_root
125    USE mod_phys_lmdz_para, ONLY: gather, scatter
126    USE phys_cal_mod
127
128    USE netcdf95, ONLY: nf95_close, nf95_gw_var, nf95_inq_varid, nf95_open
129    USE netcdf, ONLY: nf90_get_var, nf90_noerr, nf90_nowrite
130
131    USE carbon_cycle_mod, ONLY : fco2_ff, fco2_bb
132
133    IMPLICIT NONE
134
135    INCLUDE "YOMCST.h"
136    LOGICAL,INTENT(IN) :: debutphy
137
138! For NetCDF:
139    INTEGER ncid_in  ! IDs for input files
140    INTEGER varid, ncerr
141
142    INTEGER :: n_glo, n_month
143    REAL, POINTER:: vector(:), time(:)
144    REAL,ALLOCATABLE       :: flx_co2ff_glo(:,:) !  fossil-fuel CO2
145    REAL,ALLOCATABLE       :: flx_co2bb_glo(:,:) !  biomass-burning CO2
146    REAL,ALLOCATABLE, SAVE :: flx_co2ff(:,:)     !  fossil-fuel CO2
147    REAL,ALLOCATABLE, SAVE :: flx_co2bb(:,:)     !  biomass-burning CO2
148!$OMP THREADPRIVATE(flx_co2ff,flx_co2bb)
149
150!! may be controlled via the .def later on
151!! also co2bb for now comes from ORCHIDEE
152    LOGICAL, PARAMETER :: readco2ff=.TRUE., readco2bb=.FALSE.
153
154    IF (debutphy) THEN
155
156    ALLOCATE(flx_co2ff(klon,12))
157    ALLOCATE(flx_co2bb(klon,12))
158
159!$OMP MASTER
160    IF (is_mpi_root) THEN
161   
162      IF (.NOT.ALLOCATED(flx_co2ff_glo)) ALLOCATE(flx_co2ff_glo(klon_glo,12))
163      IF (.NOT.ALLOCATED(flx_co2bb_glo)) ALLOCATE(flx_co2bb_glo(klon_glo,12))
164
165!--reading CO2 fossil fuel emissions
166      IF (readco2ff) THEN
167
168        ! ... Open the COZff file
169        CALL nf95_open("sflx_lmdz_co2_ff.nc", nf90_nowrite, ncid_in)
170
171        CALL nf95_inq_varid(ncid_in, "vector", varid)
172        CALL nf95_gw_var(ncid_in, varid, vector)
173        n_glo = size(vector)
174        IF (n_glo.NE.klon_glo) THEN
175           PRINT *,'sflx_lmdz_co2_ff: le nombre de points n est pas egal a klon_glo'
176           STOP
177        ENDIF
178
179        CALL nf95_inq_varid(ncid_in, "time", varid)
180        CALL nf95_gw_var(ncid_in, varid, time)
181        n_month = size(time)
182        IF (n_month.NE.12) THEN
183           PRINT *,'sflx_lmdz_co2_ff: le nombre de month n est pas egal a 12'
184           STOP
185        ENDIF
186
187!--reading flx_co2 for fossil fuel
188        CALL nf95_inq_varid(ncid_in, "flx_co2", varid)
189        ncerr = nf90_get_var(ncid_in, varid, flx_co2ff_glo)
190
191        CALL nf95_close(ncid_in)
192   
193      ELSE  !--co2ff not to be read
194        flx_co2ff_glo(:,:)=0.0
195      ENDIF
196
197!--reading CO2 biomass burning emissions
198      IF (readco2bb) THEN
199
200      ! ... Open the CO2bb file
201      CALL nf95_open("sflx_lmdz_co2_bb.nc", nf90_nowrite, ncid_in)
202
203      CALL nf95_inq_varid(ncid_in, "vector", varid)
204      CALL nf95_gw_var(ncid_in, varid, vector)
205      n_glo = size(vector)
206      IF (n_glo.NE.klon_glo) THEN
207         PRINT *,'sflx_lmdz_co2_bb: le nombre de points n est pas egal a klon_glo'
208         STOP
209      ENDIF
210
211      CALL nf95_inq_varid(ncid_in, "time", varid)
212      CALL nf95_gw_var(ncid_in, varid, time)
213      n_month = size(time)
214      IF (n_month.NE.12) THEN
215         PRINT *,'sflx_lmdz_co2_bb: le nombre de month n est pas egal a 12'
216         STOP
217      ENDIF
218
219!--reading flx_co2 for biomass burning
220      CALL nf95_inq_varid(ncid_in, "flx_co2", varid)
221      ncerr = nf90_get_var(ncid_in, varid, flx_co2bb_glo)
222
223      CALL nf95_close(ncid_in)
224   
225      ELSE  !--co2bb not to be read
226        flx_co2bb_glo(:,:)=0.0
227      ENDIF
228
229    ENDIF
230!$OMP END MASTER
231
232!--scatter on all proc
233    CALL scatter(flx_co2ff_glo,flx_co2ff)
234    CALL scatter(flx_co2bb_glo,flx_co2bb)
235
236!$OMP MASTER
237    IF (is_mpi_root) THEN
238       DEALLOCATE(flx_co2ff_glo)
239       DEALLOCATE(flx_co2bb_glo)
240    ENDIF
241!$OMP END MASTER
242
243  ENDIF !--end debuthy
244
245!---select the correct month
246  IF (mth_cur.LT.1.OR.mth_cur.GT.12) THEN
247    PRINT *,'probleme avec le mois dans co2_ini =', mth_cur
248  ENDIF
249  IF (.NOT.ALLOCATED(fco2_ff)) ALLOCATE(fco2_ff(klon))
250  IF (.NOT.ALLOCATED(fco2_bb)) ALLOCATE(fco2_bb(klon))
251  fco2_ff(:) = flx_co2ff(:,mth_cur)
252  fco2_bb(:) = flx_co2bb(:,mth_cur)
253
254  END SUBROUTINE co2_emissions
255
256END MODULE tracco2i_mod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.