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Feb 16, 2021, 12:31:33 PM (4 years ago)
Author:
emillour
Message:

Mars GCM:

  • Adding the deuterium chemistry now that the HDO cycle is included.
  • Chemistry still works as before if deuterium tracers are not present.
  • Added handling of hdo in molecular diffusion (moldiff_red).

FGG+JYC+EM

Location:
trunk/LMDZ.MARS
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  • trunk/LMDZ.MARS/README

    r2450 r2461  
    32853285+ add an indicative updated lslin.def
    32863286+ update util/README
     3287
     3288== 16/02/2021 == FGG+JYC
     3289- Adding the deuterium chemistry now that the HDO cycle is included.
     3290- Chemistry still works as before if deuterium tracers are not present.
     3291- Added handling of hdo in molecular diffusion (moldiff_red).
     3292
  • trunk/LMDZ.MARS/libf/aeronomars/calchim_mod.F90

    r2433 r2461  
    2323                            igcm_noplus, igcm_n2plus, igcm_hplus,         &
    2424                            igcm_hco2plus, igcm_hcoplus, igcm_h2oplus,    &
    25                             igcm_h3oplus, igcm_ohplus, igcm_elec, mmol
     25                            igcm_h3oplus, igcm_ohplus, igcm_elec,         &
     26                            igcm_hdo_vap, igcm_od, igcm_d, igcm_hd,       &
     27                            igcm_do2, igcm_hdo2, mmol
    2628
    2729      use conc_mod, only: mmean ! mean molecular mass of the atmosphere
     
    147149      integer,save :: i_ohplus=0
    148150      integer,save :: i_elec=0
     151      integer,save :: i_hdo=0
     152      integer,save :: i_od=0
     153      integer,save :: i_d=0
     154      integer,save :: i_hd=0
     155      integer,save :: i_do2=0
     156      integer,save :: i_hdo2=0
    149157
    150158      integer :: ig_vl1
     
    154162      integer :: nquench               ! number of quenching + heterogeneous reactions
    155163      integer :: nphotion              ! number of photoionizations
     164      integer :: nb_reaction_4_ion     ! quadratic reactions for ionosphere
     165      integer :: nb_reaction_4_deut    ! quadratic reactions for deuterium chem
    156166      integer :: nb_phot_max           ! total number of photolysis+photoionizations+quenching reactions
    157167
     
    169179      logical, save :: depos       ! switch for dry deposition
    170180      logical, save :: ionchem     ! switch for ionospheric chemistry
     181      logical, save :: deutchem    ! switch for deuterium chemistry
    171182      logical, save :: jonline     ! switch for online photodissociation rates or lookup table
    172183      logical, save :: unichim     ! only one unified chemical scheme at all
     
    217228        jonline = .true.     ! true : on-line calculation of photodissociation rates ! false : lookup table
    218229        ionchem = .false.    ! switch for ionospheric chemistry
     230        deutchem= .false.    ! switch for deuterium chemistry
    219231        depos   = .false.    ! switch for dry deposition
    220         output  = .false.    ! true : triggers writing of specific outputs (photolysis rates, emission rates, etc)
    221 
    222          if (photochem) then
    223             if (jonline) then
    224                print*,'calchim: Read UV absorption cross-sections'
    225                call init_photolysis     ! on-line photolysis
    226             else
    227                print*,'calchim: Read photolysis lookup table'
    228                call read_phototable     ! off-line photolysis
    229             end if
    230          end if
    231 
    232          if(.not.unichim) then
     232        output  = .true.    ! true : triggers writing of specific outputs (photolysis rates, emission rates, etc)
     233
     234!         if (photochem) then
     235!            if (jonline) then
     236!               print*,'calchim: Read UV absorption cross-sections'
     237!               call init_photolysis     ! on-line photolysis
     238!            else
     239!               print*,'calchim: Read photolysis lookup table'
     240!               call read_phototable     ! off-line photolysis
     241!            end if
     242!         end if
     243
     244!         if(.not.unichim) then
    233245            !Read reaction rates from external file if the upper atmospheric
    234246            !chemistry is called
    235             call chemthermos_readini
    236          endif
     247!            call chemthermos_readini
     248!         endif
    237249
    238250         ! find index of chemical tracers to use
     
    393405            niq(nbq) = i_h2o
    394406         end if
     407         i_hdo=igcm_hdo_vap
     408         if (i_hdo == 0) then
     409            write(*,*) "calchim: no HDO tracer !!!"
     410!            call abort_physic("calchim","missing hdo_vap tracer",1)
     411            write(*,*) "No deuterium chemistry considered"
     412         else
     413            nbq = nbq + 1
     414            niq(nbq) = i_hdo
     415            deutchem = .true.
     416            write(*,*) "calchim: HDO tracer found in traceur.def"
     417            write(*,*) "Deuterium chemistry included"
     418         end if
     419         i_od=igcm_od
     420         if(deutchem) then
     421            if (i_od == 0) then
     422               write(*,*) "calchim: Error, no OD tracer !!!"
     423               write(*,*) "OD is needed if HDO is in traceur.def"
     424               call abort_physic("calchim","missing od tracer",1)
     425            else
     426               nbq = nbq + 1
     427               niq(nbq) = i_od
     428            end if
     429         else
     430            if (i_oplus /= 0) then
     431               write(*,*) "calchim: Error: OD is present, but HDO is not!!!"
     432               write(*,*) "Both must be in traceur.def if deuterium chemistry wanted"
     433               call abort_physic("calchim","missing hdo tracer",1)
     434            endif
     435         endif
     436         i_d=igcm_d
     437         if(deutchem) then
     438            if (i_d == 0) then
     439               write(*,*) "calchim: Error, no D tracer !!!"
     440               write(*,*) "D is needed if HDO is in traceur.def"
     441               call abort_physic("calchim","missing d tracer",1)
     442            else
     443               nbq = nbq + 1
     444               niq(nbq) = i_d
     445            end if
     446         else
     447            if (i_d /= 0) then
     448               write(*,*) "calchim: Error: D is present, but HDO is not!!!"
     449               write(*,*) "Both must be in traceur.def if deuterium chemistry wanted"
     450               call abort_physic("calchim","missing hdo tracer",1)
     451            endif
     452         endif
     453         i_hd=igcm_hd
     454         if(deutchem) then
     455            if (i_hd == 0) then
     456               write(*,*) "calchim: Error, no HD tracer !!!"
     457               write(*,*) "HD is needed if HDO is in traceur.def"
     458               call abort_physic("calchim","missing hd tracer",1)
     459            else
     460               nbq = nbq + 1
     461               niq(nbq) = i_hd
     462            end if
     463         else
     464            if (i_hd /= 0) then
     465               write(*,*) "calchim: Error: HD is present, but HDO is not!!!"
     466               write(*,*) "Both must be in traceur.def if deuterium chemistry wanted"
     467               call abort_physic("calchim","missing hd tracer",1)
     468            endif
     469         endif
     470         i_do2=igcm_do2
     471         if(deutchem) then
     472            if (i_do2 == 0) then
     473               write(*,*) "calchim: Error, no DO2 tracer !!!"
     474               write(*,*) "DO2 is needed if HDO is in traceur.def"
     475               call abort_physic("calchim","missing do2 tracer",1)
     476            else
     477               nbq = nbq + 1
     478               niq(nbq) = i_do2
     479            end if
     480         else
     481            if (i_do2 /= 0) then
     482               write(*,*) "calchim: Error: DO2 is present, but HDO is not!!!"
     483               write(*,*) "Both must be in traceur.def if deuterium chemistry wanted"
     484               call abort_physic("calchim","missing do2 tracer",1)
     485            endif
     486         endif
     487         i_hdo2=igcm_hdo2
     488         if(deutchem) then
     489            if (i_hdo2 == 0) then
     490               write(*,*) "calchim: Error, no HDO2 tracer !!!"
     491               write(*,*) "HDO2 is needed if HDO is in traceur.def"
     492               call abort_physic("calchim","missing hdo2 tracer",1)
     493            else
     494               nbq = nbq + 1
     495               niq(nbq) = i_hdo2
     496            end if
     497         else
     498            if (i_hdo2 /= 0) then
     499               write(*,*) "calchim: Error: HDO2 is present, but HDO is not!!!"
     500               write(*,*) "Both must be in traceur.def if deuterium chemistry wanted"
     501               call abort_physic("calchim","missing hdo2 tracer",1)
     502            endif
     503         endif
    395504         i_o2plus = igcm_o2plus
    396505         if (i_o2plus == 0) then
     
    631740         endif
    632741         write(*,*) 'calchim: found nbq    = ',nbq,' tracers'
    633                
     742
     743         write(*,*) 'calchim: tracer indices=',niq(:)
     744
     745
     746         if (photochem) then
     747            if (jonline) then
     748               print*,'calchim: Read UV absorption cross-sections'
     749               !Add two photodissociations in deuterium chemistry included
     750               if(deutchem) nphot = nphot + 2
     751               call init_photolysis     ! on-line photolysis
     752            else
     753               print*,'calchim: Read photolysis lookup table'
     754               call read_phototable     ! off-line photolysis
     755            end if
     756         end if
     757
     758         if(.not.unichim) then
     759            !Read reaction rates from external file if the upper atmospheric
     760            !chemistry is called
     761            call chemthermos_readini
     762         endif
     763
     764!         stop
    634765         firstcall = .false.
    635766      end if ! if (firstcall)
     
    682813               lswitch = nlayer + 1
    683814            else
    684                if (foundswitch == 0 .and. pplay(ig,l) < 1.e-1) then
     815               if (foundswitch == 0 .and. pplay(ig,l) < 10.) then
    685816                  lswitch = l
    686817                  foundswitch = 1
     
    698829         if (photochem) then
    699830            ! set number of reactions, depending on ion chemistry or not
     831            nb_reaction_4_ion  = 64
     832            nb_reaction_4_deut = 35
     833
     834            !Default numbers if no ion and no deuterium chemistry included
     835
     836            nb_reaction_4_max = 31     ! set number of bimolecular reactions
     837            nb_reaction_3_max = 6      ! set number of quadratic reactions
     838            nquench           = 9      ! set number of quenching + heterogeneous
     839            nphotion          = 0      ! set number of photoionizations
     840
    700841            if (ionchem) then
    701                nb_reaction_4_max = 95   ! set number of bimolecular reactions
    702                nb_reaction_3_max = 6    ! set number of quadratic reactions
    703                nquench           = 9    ! set number of quenching + heterogeneous reactions
     842               nb_reaction_4_max = nb_reaction_4_max + nb_reaction_4_ion 
    704843               nphotion          = 18   ! set number of photoionizations
    705             else
    706                nb_reaction_4_max = 31   ! set number of bimolecular reactions
    707                nb_reaction_3_max = 6    ! set number of quadratic reactions
    708                nquench           = 9    ! set number of quenching + heterogeneous reactions
    709                nphotion          = 0    ! set number of photoionizations
     844            endif
     845            if(deutchem) then
     846               nb_reaction_4_max = nb_reaction_4_max + nb_reaction_4_deut 
    710847            end if
    711848
     
    717854!        call main photochemistry routine
    718855
    719             call photochemistry(nlayer,nq,nbq,ionchem,nb_reaction_3_max,  &
    720                            nb_reaction_4_max,nphot,nb_phot_max,nphotion,  &
     856            call photochemistry(nlayer,nq,nbq,ionchem,deutchem,           &
     857                           nb_reaction_3_max,nb_reaction_4_max,nphot,     &
     858                           nb_phot_max,nphotion,                          &
    721859                           jonline,ig,lswitch,zycol,szacol,ptimestep,     &
    722860                           zpress,zlocal,ztemp,ztelec,zdens,zmmean,       &
  • trunk/LMDZ.MARS/libf/aeronomars/inichim_newstart.F90

    r2409 r2461  
    108108      igcm_n2d=0
    109109      igcm_he=0
     110      igcm_hdo_vap=0
     111      igcm_od=0
     112      igcm_d=0
     113      igcm_hd=0
     114      igcm_do2=0
     115      igcm_hdo2=0
    110116      igcm_co2plus=0
    111117      igcm_oplus=0
     
    277283           igcm_h2o_ice = iq
    278284           mmol(igcm_h2o_ice) = 18.
     285           count = count + 1
     286        end if
     287        if (noms(iq) == "hdo_vap") then
     288           igcm_hdo_vap = iq
     289           mmol(igcm_hdo_vap) = 19.
     290           count = count + 1
     291        end if
     292        if (noms(iq) == "od") then
     293           igcm_od = iq
     294           mmol(igcm_od) = 18.
     295           count = count + 1
     296        end if
     297        if (noms(iq) == "d") then
     298           igcm_d = iq
     299           mmol(igcm_d) = 2.
     300           count = count + 1
     301        end if
     302        if (noms(iq) == "hd") then
     303           igcm_d = iq
     304           mmol(igcm_d) = 3.
     305           count = count + 1
     306        end if
     307        if (noms(iq) == "do2") then
     308           igcm_do2 = iq
     309           mmol(igcm_do2) = 34.
     310           count = count + 1
     311        end if
     312        if (noms(iq) == "hdo2") then
     313           igcm_hdo2 = iq
     314           mmol(igcm_hdo2) = 35.
    279315           count = count + 1
    280316        end if
  • trunk/LMDZ.MARS/libf/aeronomars/moldiff_red.F90

    r2157 r2461  
    4343      real*8 masseU,kBolt,RgazP,Rmars,Grav,Mmars
    4444      real*8 rho0,D0,T0,H0,time0,dZ,time,dZraf,tdiff,Zmin,Zmax
    45       real*8 FacEsc,invsgmu,PhiEscH,PhiEscH2
     45      real*8 FacEsc,invsgmu,PhiEscH,PhiEscH2,PhiEscD
    4646      real*8 hp(nlayer)
    4747      real*8 pp(nlayer)
     
    6464      real*8,dimension(:),allocatable,save ::  wi,Wad,Uthermal,Lambdaexo,Hspecie
    6565      real*8,dimension(:),allocatable,save :: Mtot1,Mtot2,Mraf1,Mraf2
    66       integer,parameter :: ListeDiffNb=15
     66      integer,parameter :: ListeDiffNb=16
    6767      character(len=20),dimension(ListeDiffNb) :: ListeDiff
    6868      real*8,parameter :: pi=3.141592653
     
    7575      integer,save :: i_h2 
    7676      integer,save :: i_h
     77      integer,save :: i_d
    7778! vertical index limit for the molecular diffusion
    7879      integer,save :: il0 
     
    130131        ListeDiff(14)='n'
    131132        ListeDiff(15)='he'
     133        ListeDiff(16)='hdo_vap'
    132134        i_h=1000
    133135        i_h2=1000
     136        i_d=1000
    134137! On regarde quelles especes diffusables sont presentes
    135138
     
    162165        if (noms(nn) .eq. 'h') i_h=n
    163166        if (noms(nn) .eq. 'h2') i_h2=n
     167        if (noms(nn) .eq. 'd') i_d=n
    164168        endif
    165169        enddo
     
    222226        PhiEscH=0D0
    223227        PhiEscH2=0D0
     228        PhiEscD=0D0
    224229
    225230      do ig=1,ngrid
     
    403408     &  (Rmars+Zraf(nlraf))/kbolt/Traf(nlraf)
    404409        wi(nn)=0D0
    405         if (nn .eq. i_h .or. nn .eq. i_h2) then
     410        if (nn .eq. i_h .or. nn .eq. i_h2 .or. nn .eq. i_d) then
    406411        wi(nn)=Uthermal(nn)/2d0/sqrt(PI)*exp(-Lambdaexo(nn))*           &
    407412     &  (Lambdaexo(nn)+1d0)
     
    409414        enddo
    410415
    411 !       print*,'wi',wi(i_h),wi(i_h2),Uthermal,Lambdaexo,mmol(gcmind(:))
     416!       print*,'wi',wi(i_h),wi(i_h2),wi(i_d),Uthermal,Lambdaexo,mmol(gcmind(:))
    412417!       print*,'wi',wi
    413 !       stop
    414418
    415419! Compute time step for diffusion
     
    594598! the trend only at the end
    595599
    596         PhiEscH=PhiEscH+wi(i_h)*Nrafk(nlraf,i_h)*cell_area(ig) ! in s-1
    597         PhiEscH2=PhiEscH2+wi(i_h2)*Nrafk(nlraf,i_h2)*cell_area(ig) ! in s-1 (U in m/s, aire in m2, Nrafk in m-3)
    598 !       print*,'test',ig,wi(i_h),Nrafk(nlraf,i_h),wi(i_h2),Nrafk(nlraf,i_h2),cell_area(ig),PhiEscH,PhiEscH2,i_h,i_h2
     600        if (i_h .ne. 1000) PhiEscH=PhiEscH+wi(i_h)*Nrafk(nlraf,i_h)*cell_area(ig) ! in s-1
     601        if (i_h2 .ne. 1000) PhiEscH2=PhiEscH2+wi(i_h2)*Nrafk(nlraf,i_h2)*cell_area(ig) ! in s-1 (U in m/s, aire in m2, Nrafk in m-3)
     602        if (i_d .ne. 1000) PhiEscD=PhiEscD+wi(i_d)*Nrafk(nlraf,i_d)*cell_area(ig)
     603!       print*,'test',ig,wi(i_h),wi(i_h2),Nrafk(nlraf,i_h),Nrafk(nlraf,i_h2),Nrafk(nlraf,i_d),cell_area(ig),PhiEscH,PhiEscH2,i_h,i_h2,i_d,PhiEscD
    599604!       stop
    600605
     
    651656
    652657       enddo  ! ig loop         
    653 !       print*,'Escape flux H, H2 (s-1)',PhiEscH,PhiEscH2
     658!       print*,'Escape flux H, H2,D (s-1)',PhiEscH,PhiEscH2,PhiEscD
    654659
    655660      return
  • trunk/LMDZ.MARS/libf/aeronomars/photochemistry.F90

    r2433 r2461  
    1313!*****************************************************************
    1414
    15 subroutine photochemistry(nlayer, nq, nesp, ionchem, nb_reaction_3_max,        &
    16                           nb_reaction_4_max, nphot, nb_phot_max, nphotion,     &
     15subroutine photochemistry(nlayer, nq, nesp, ionchem, deutchem,                 &
     16                          nb_reaction_3_max, nb_reaction_4_max, nphot,         &
     17                          nb_phot_max, nphotion,                               &
    1718                          jonline, ig, lswitch, zycol, sza, ptimestep, press,  &
    1819                          alt, temp, temp_elect, dens, zmmean,                 &
     
    4546                              ! number of photoionizations
    4647logical, intent(in) :: ionchem! switch for ion chemistry
     48logical, intent(in) :: deutchem
     49                              ! switch for deuterium chemistry
    4750logical, intent(in) :: jonline! switch for on-line calculation of photolysis rates
    4851integer :: ig                 ! grid point index
     
    8992
    9093! tracer indexes in the chemistry:
    91 
     94! Species always considered in the chemistry
    9295integer,parameter :: i_co2  =  1
    9396integer,parameter :: i_co   =  2
     
    107110integer,parameter :: i_no2  = 16
    108111integer,parameter :: i_n2   = 17
    109 integer,parameter :: i_co2plus = 18
    110 integer,parameter :: i_oplus   = 19
    111 integer,parameter :: i_o2plus  = 20
    112 integer,parameter :: i_noplus  = 21
    113 integer,parameter :: i_coplus  = 22
    114 integer,parameter :: i_cplus   = 23
    115 integer,parameter :: i_n2plus  = 24
    116 integer,parameter :: i_nplus   = 25
    117 integer,parameter :: i_hplus   = 26
    118 integer,parameter :: i_hco2plus= 27
    119 integer,parameter :: i_hcoplus = 28
    120 integer,parameter :: i_h2oplus = 29
    121 integer,parameter :: i_h3oplus = 30
    122 integer,parameter :: i_ohplus  = 31
    123 integer,parameter :: i_elec    = 32
     112!Species that may or not be included
     113!Their indices will be defined, if species are to be considered, in firstcall
     114integer,save      :: i_co2plus  = 0
     115integer,save      :: i_oplus    = 0
     116integer,save      :: i_o2plus   = 0
     117integer,save      :: i_noplus   = 0
     118integer,save      :: i_coplus   = 0
     119integer,save      :: i_cplus    = 0
     120integer,save      :: i_n2plus   = 0
     121integer,save      :: i_nplus    = 0
     122integer,save      :: i_hplus    = 0
     123integer,save      :: i_hco2plus = 0
     124integer,save      :: i_hcoplus  = 0
     125integer,save      :: i_h2oplus  = 0
     126integer,save      :: i_h3oplus  = 0
     127integer,save      :: i_ohplus   = 0
     128integer,save      :: i_elec     = 0
     129integer,save      :: i_hdo      = 0
     130integer,save      :: i_od       = 0
     131integer,save      :: i_d        = 0
     132integer,save      :: i_hd       = 0
     133integer,save      :: i_do2      = 0
     134integer,save      :: i_hdo2     = 0
     135
     136!integer,parameter :: i_co2plus = 18
     137!integer,parameter :: i_oplus   = 19
     138!integer,parameter :: i_o2plus  = 20
     139!integer,parameter :: i_noplus  = 21
     140!integer,parameter :: i_coplus  = 22
     141!integer,parameter :: i_cplus   = 23
     142!integer,parameter :: i_n2plus  = 24
     143!integer,parameter :: i_nplus   = 25
     144!integer,parameter :: i_hplus   = 26
     145!integer,parameter :: i_hco2plus= 27
     146!integer,parameter :: i_hcoplus = 28
     147!integer,parameter :: i_h2oplus = 29
     148!integer,parameter :: i_h3oplus = 30
     149!integer,parameter :: i_ohplus  = 31
     150!integer,parameter :: i_elec    = 32
     151!integer,parameter :: i_hdo     = 33
     152!integer,parameter :: i_od      = 34
     153!integer,parameter :: i_d       = 35
     154!integer,parameter :: i_hd      = 36
     155!integer,parameter :: i_do2     = 37
     156!integer,parameter :: i_hdo2    = 38
     157
     158integer :: i_last
    124159
    125160!Tracer indexes for photionization coeffs
     
    173208
    174209if (firstcall) then
     210   !Indices for species that may or not be considered
     211   i_last = i_n2
     212   if(ionchem) then
     213      i_co2plus  = i_last + 1
     214      i_oplus    = i_last + 2
     215      i_o2plus   = i_last + 3
     216      i_noplus   = i_last + 4
     217      i_coplus   = i_last + 5
     218      i_cplus    = i_last + 6
     219      i_n2plus   = i_last + 7
     220      i_nplus    = i_last + 8
     221      i_hplus    = i_last + 9
     222      i_hco2plus = i_last + 10
     223      i_hcoplus  = i_last + 11
     224      i_h2oplus  = i_last + 12
     225      i_h3oplus  = i_last + 13
     226      i_ohplus   = i_last + 14
     227      i_elec     = i_last + 15
     228      !Update last used index
     229      i_last = i_elec
     230   endif
     231   if(deutchem) then
     232      i_hdo  = i_last + 1
     233      i_od   = i_last + 2
     234      i_d    = i_last + 3
     235      i_hd   = i_last + 4
     236      i_do2  = i_last + 5
     237      i_hdo2 = i_last + 6
     238      i_last = i_hdo2
     239   endif
     240   print*,'photochemistry: check number of indices',i_last,nesp
    175241   print*,'photochemistry: initialize indexes'
    176242   call indice(nb_reaction_3_max,nb_reaction_4_max,                 &
    177                nb_phot_max, ionchem, i_co2, i_co, i_o, i_o1d, i_o2, &
    178                i_o3, i_h,i_h2, i_oh, i_ho2, i_h2o2, i_h2o,          &
    179                i_n, i_n2d, i_no, i_no2, i_n2, i_co2plus,            &
     243               nb_phot_max, ionchem, deutchem, i_co2, i_co, i_o,    &
     244               i_o1d, i_o2, i_o3, i_h,i_h2, i_oh, i_ho2, i_h2o2,    &
     245               i_h2o, i_n, i_n2d, i_no, i_no2, i_n2, i_co2plus,     &
    180246               i_oplus, i_o2plus, i_noplus, i_coplus, i_cplus,      &
    181247               i_n2plus, i_nplus, i_hplus, i_hco2plus, i_hcoplus,   &
    182                i_h2oplus, i_h3oplus, i_ohplus, i_elec)
     248               i_h2oplus, i_h3oplus, i_ohplus, i_elec,              &
     249               i_hdo, i_od, i_d, i_hd, i_do2, i_hdo2)
    183250   firstcall = .false.
    184251end if
     
    188255!===================================================================
    189256
    190 call gcmtochim(nlayer, ionchem, nq, zycol, lswitch, nesp,      &
    191                i_co2, i_co, i_o, i_o1d, i_o2, i_o3, i_h,      &
     257call gcmtochim(nlayer, ionchem, deutchem, nq, zycol, lswitch,  &
     258               nesp, i_co2, i_co, i_o, i_o1d, i_o2, i_o3, i_h, &
    192259               i_h2, i_oh, i_ho2, i_h2o2, i_h2o,               &
    193260               i_n, i_n2d, i_no, i_no2, i_n2, i_co2plus,       &
     
    195262               i_n2plus, i_nplus, i_hplus, i_hco2plus,         &
    196263               i_hcoplus, i_h2oplus, i_h3oplus, i_ohplus,      &
    197                i_elec, dens, rm, c)
     264               i_elec, i_hdo, i_od, i_d, i_hd, i_do2, i_hdo2,  &
     265               dens, rm, c)
    198266
    199267!===================================================================
     
    205273if (jonline) then
    206274   if (sza <= 113.) then ! day at 300 km
    207       call photolysis_online(nlayer, nb_phot_max, alt, press, temp, zmmean, &
     275      call photolysis_online(nlayer, deutchem, nb_phot_max, alt,        &
     276                             press, temp, zmmean,                       &
    208277                             i_co2, i_co, i_o, i_o1d, i_o2, i_o3, i_h,  &
    209278                             i_h2, i_oh, i_ho2, i_h2o2, i_h2o,          &
     
    306375hetero_ice  = .false.
    307376
    308 call reactionrates(nlayer, ionchem, nb_reaction_3_max, nb_reaction_4_max, &
     377call reactionrates(nlayer, ionchem, deutchem,                             &
     378                   nb_reaction_3_max, nb_reaction_4_max,                  &
    309379                   nb_phot_max, nphotion, lswitch, dens, c(:,i_co2),      &
    310380                   c(:,i_o2), c(:,i_o), c(:,i_n2), press, temp,           &
     
    429499!===================================================================
    430500
    431 call chimtogcm(nlayer, ionchem, nq, zycol, lswitch, nesp,      &
    432                i_co2, i_co, i_o, i_o1d, i_o2, i_o3, i_h,      &
     501call chimtogcm(nlayer, ionchem, deutchem, nq, zycol, lswitch,  &
     502               nesp, i_co2, i_co, i_o, i_o1d, i_o2, i_o3, i_h, &
    433503               i_h2, i_oh, i_ho2, i_h2o2, i_h2o,               &
    434504               i_n, i_n2d, i_no, i_no2, i_n2, i_co2plus,       &
     
    436506               i_n2plus, i_nplus, i_hplus, i_hco2plus,         &
    437507               i_hcoplus, i_h2oplus, i_h3oplus, i_ohplus,      &
    438                i_elec, dens, c)
     508               i_elec, i_hdo, i_od, i_d, i_hd, i_do2, i_hdo2,  &
     509               dens, c)
    439510contains
    440511
     
    560631!======================================================================
    561632
    562  subroutine reactionrates(nlayer, ionchem, nb_reaction_3_max, nb_reaction_4_max, &
     633 subroutine reactionrates(nlayer, ionchem, deutchem ,                         &
     634                          nb_reaction_3_max, nb_reaction_4_max, &
    563635                          nb_phot_max, nphotion, lswitch, dens, co2, o2, o,      &
    564636                          n2, press, t, t_elect, hetero_dust, hetero_ice,        &
     
    591663integer, intent(in)     :: nphotion          ! number of photoionizations
    592664logical, intent(in)     :: ionchem
     665logical, intent(in)     :: deutchem
    593666integer                 :: lswitch           ! interface level between lower
    594667                                             ! atmosphere and thermosphere chemistries
     
    624697real, dimension(nlayer) :: a001, a002, a003,                           &
    625698                           b001, b002, b003, b004, b005, b006, b007,   &
    626                            b008, b009,                                 &
     699                           b008, b009, b010, b011, b012,               &
    627700                           c001, c002, c003, c004, c005, c006, c007,   &
    628701                           c008, c009, c010, c011, c012, c013, c014,   &
     
    631704                           d008, d009, d010, d011, d012,               &
    632705                           e001, e002,                                 &
     706                           f001, f002, f003, f004, f005, f006, f007,   &
     707                           f008, f009, f010, f011, f012, f013, f014,   &
     708                           f015, f016, f017, f018, f019, f020, f021,   &
     709                           f022, f023, f024, f025, f026, f027, f028,   &
     710                           f029, f030, f031, f032,                     &
    633711                           i001, i002, i003, i004, i005, i006,         &
    634712                           i007, i008, i009, i010, i011, i012,         &
     
    766844      b009(:) = 1.5e-10*0.05
    767845
     846      if(deutchem) then
     847!
     848!---     b010: o(1d) + hdo -> od + oh
     849         b010(:) = b002(:)
     850
     851         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     852         v_4(:,nb_reaction_4) = b010(:)
     853
     854!
     855!---     b011: o(1d) + hd -> h + od
     856
     857         !Laurent et al., 1995
     858
     859         b011(:) = 1.3e-10
     860
     861         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     862         v_4(:,nb_reaction_4) = b011(:)
     863
     864!
     865!---     b012: o(1d) + hd -> d + oh
     866
     867         !Laurent et al., 1995
     868
     869         b012(:) = 1.0e-10
     870         
     871         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     872         v_4(:,nb_reaction_4) = b012(:)
     873
     874      endif  !deutchem
    768875!----------------------------------------------------------------------
    769876!     hydrogen reactions
     
    9631070      nb_reaction_3 = nb_reaction_3 + 1
    9641071      v_3(:,nb_reaction_3) = c018(:)
     1072
    9651073
    9661074!----------------------------------------------------------------------
     
    11371245      nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
    11381246      v_4(:,nb_reaction_4) = e002(:)
     1247
     1248
     1249!----------------------------------------------------------------------
     1250!     deuterium reactions
     1251!     only if deutchem = true
     1252!----------------------------------------------------------------------
     1253
     1254      if(deutchem) then
     1255
     1256!---     f001: od + oh -> hdo + o
     1257
     1258         ! Bedjanian, Y.; Le Bras, G.; and Poulet, G.,
     1259         !Kinetic Study of OH + OH and OD + OD Reactions,
     1260         !J. Phys. Chem. A, 103, pp. 7017 - 7025, 1999
     1261
     1262         f001(:) = 1.5e-12
     1263     
     1264         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1265         v_4(:,nb_reaction_4) = f001(:)
     1266
     1267!---     f002: od + h2 -> HDO + H
     1268
     1269         !Talukdar, R.K. et al.,
     1270         !Kinetics of hydroxyl radical reactions with isotopically labeled hydrogen,
     1271         !J. Phys. Chem., 100, pp.   3037 - 3043, 1996
     1272
     1273         f002(:) = 7.41e-15
     1274
     1275         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1276         v_4(:,nb_reaction_4) = f002(:)
     1277
     1278!---     f003: od + ho2 -> hdo + o2
     1279     
     1280         f003(:) = c007(:)
     1281
     1282         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1283         v_4(:,nb_reaction_4) = f003(:)
     1284
     1285!---     f004: od + h2o2 -> hdo + ho2
     1286
     1287         !Vaghjiani, G.L. & Ravishankara, A.R.,
     1288         !Reactions of OH and OD with H2O2 and D2O2,
     1289         !J. Phys. Chem., 93, pp. 7833 - 7837, 1989;
     1290
     1291         f004(:) = 1.79e-12
     1292
     1293         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1294         v_4(:,nb_reaction_4) = f004(:)
     1295
     1296!---     f005: o + od -> o2 + d
     1297
     1298         !Following Yung+1998, rate equal to that of O + OH -> O2 + H (c002)
     1299
     1300         f005(:) = c002(:)
     1301
     1302         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1303         v_4(:,nb_reaction_4) = f005(:)
     1304
     1305!---     f006: od + h2 -> h2o + d
     1306
     1307         !Following Yung+1998, rate equal to that of OH + H2 -> H2O + H (c010)
     1308
     1309         f006(:) = c010(:)
     1310
     1311         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1312         v_4(:,nb_reaction_4) = f006(:)
     1313
     1314!---     f007: od + h -> oh + d
     1315
     1316         !Rate following Yung+1988 and the rate of the inverse reaction (f012) from Atahan et al. J. Chem. Phys. 2005
     1317
     1318         f007(:) = 1.61e-10*((298./t(:))**0.32)*exp(-16./t(:))
     1319
     1320         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1321         v_4(:,nb_reaction_4) = f007(:)
     1322
     1323!---     f008: co + od -> co2 + d
     1324
     1325         !Following Yung+1988 rate equal to that of reaction CO + OH -> CO2 + H
     1326
     1327         f008(:) = e001(:)
     1328
     1329         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1330         v_4(:,nb_reaction_4) = f008(:)
     1331
     1332!---     f009: o3 + d -> o2 + od
     1333
     1334         !Rate from NIST, Yu & Varandas, J. Chem. Soc. Faraday Trans., 93, 2651-2656, 1997
     1335
     1336         f009(:) = 7.41e-11*exp(-379./t(:))
     1337
     1338         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1339         v_4(:,nb_reaction_4) = f009(:)
     1340
     1341!---     f010: HO2 + D -> OH + OD
     1342
     1343         !Following Yung+1988, rate equal to 0.71 times the rate for reaction HO2 + H -> OH + OH (c004)
     1344
     1345         f010(:) = 0.71*c004(:)
     1346
     1347         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1348         v_4(:,nb_reaction_4) = f010(:)
     1349
     1350!---     f011: HO2 + D -> HDO + O
     1351
     1352         !Following Yung+1988, rate equal to 0.71 times the rate for reaction HO2 + H -> H2O + O (c006)
     1353
     1354         f011(:) = 0.71*c006(:)
     1355
     1356         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1357         v_4(:,nb_reaction_4) = f011(:)
     1358
     1359!---     f012: OH + D -> OD + H
     1360
     1361         !Rate from NIST, Atahan et al. J. Chem. Phys. 2005
     1362
     1363         f012(:) = 1.16e-10*((298./t(:))**0.32)*exp(-16./t(:))
     1364
     1365         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1366         v_4(:,nb_reaction_4) = f012(:)
     1367
     1368!---     f013: h + d + co2 -> hd + co2
     1369
     1370         !According to Yung et al. 1988, rate equal to that of H + H + CO2
     1371         !(reaction c018). Source: baulch et al., 2005
     1372
     1373         f013(:) = c018(:)
     1374
     1375         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1376         v_4(:,nb_reaction_4) = f013(:)
     1377
     1378!---     f014: D + HO2 -> HD + O2
     1379     
     1380         !According to Yung et al., rate equal to 0.71 times the rate of
     1381         ! H + HO2 -> H2 + O2 (reaction c005, source JPL 2019)
     1382
     1383         f014(:) = 0.71*c005(:)
     1384
     1385         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1386         v_4(:,nb_reaction_4) = f014(:)
     1387     
     1388!---     f015: OH + HD -> HDO + H
     1389
     1390         !Talukdar et al., Kinetics of hydroxyl radical reactions with
     1391         !isotopically labeled hydrogen, J. Phys. Chem. 100, 3037-3043, 1996
     1392
     1393         f015(:) = 8.5e-13*exp(-2130./t(:))
     1394
     1395         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1396         v_4(:,nb_reaction_4) = f015(:)
     1397
     1398!---     f016: OH + HD -> H2O + D
     1399
     1400         !Talukdar et al., 1996
     1401
     1402         f016(:) = 4.15e-12*exp(-2130./t(:))
     1403
     1404         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1405         v_4(:,nb_reaction_4) = f016(:)
     1406
     1407!---     f017: D + O2 + CO2 -> DO2 + CO2
     1408
     1409         !Breshears et al., Room-temperature rate constants for the reaction
     1410         !D + O2 + M -> DO2 + M, M=Ar, D2, CO2 and F2. J. Chem. Soc. Faraday
     1411         !Trans., 87, 2337-2355 (1991)
     1412
     1413         f017(:) = 1.59e-31
     1414
     1415         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1416         v_4(:,nb_reaction_4) = f017(:)
     1417
     1418!---     f018: OD + O3 -> DO2 + O2
     1419
     1420         !According to Yung+1988, rate equal to that of reaccion
     1421         !OH + O3 -> HO2 + O2, (reaction c014)
     1422
     1423         f018(:) = c014(:)
     1424
     1425         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1426         v_4(:,nb_reaction_4) = f018(:)
     1427
     1428!---     f019: D + HO2 -> DO2 + H
     1429
     1430         !Yung et al., 1988
     1431
     1432         f019(:) = 1.0e-10
     1433
     1434         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1435         v_4(:,nb_reaction_4) = f019(:)
     1436
     1437!---     f020: O + DO2 -> OD + O2
     1438
     1439         !According to Yung+1988, rate equal to that of O + HO2 -> OH + O2
     1440         ! -> reaction c001
     1441
     1442         f020(:) = c001(:)
     1443
     1444         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1445         v_4(:,nb_reaction_4) = f020(:)
     1446     
     1447!---     f021: H + DO2 -> OH + OD
     1448
     1449         !According to Yung+1988, rate equal to that of H + HO2 -> OH + OH
     1450         ! -> reaction c004
     1451
     1452         f021(:) = c004(:)
     1453
     1454         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1455         v_4(:,nb_reaction_4) = f021(:)
     1456
     1457!---     f022: H + DO2 -> HD + O2
     1458
     1459         !According to Yung+1988, rate equal to that of H + HO2 -> H2 + O2
     1460         ! -> reaction c005
     1461
     1462         f022(:) = c005(:)
     1463
     1464         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1465         v_4(:,nb_reaction_4) = f022(:)
     1466
     1467!---     f023: H + DO2 -> HDO + O
     1468
     1469         !According to Yung+1988, rate equal to that of H + HO2 -> H2O + O
     1470         ! -> reaction c006
     1471
     1472         f023(:) = c006(:)
     1473
     1474         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1475         v_4(:,nb_reaction_4) = f023(:)
     1476
     1477!---     f024: H + DO2 -> HO2 + D
     1478
     1479         !Yung+1988
     1480
     1481         f024(:) = 1.85e-10*exp(-890./t(:))
     1482         
     1483         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1484         v_4(:,nb_reaction_4) = f024(:)
     1485
     1486!---     f025: OH + DO2 -> HDO + O2
     1487
     1488         !According to Yung+1988, rate equal to that of OH + HO2 -> H2O + O2
     1489         ! -> reaction c007
     1490
     1491         f025(:) = c007(:)
     1492
     1493         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1494         v_4(:,nb_reaction_4) = f025(:)
     1495
     1496!---     f026: DO2 + O3 -> OD + O2 + O2
     1497
     1498         !According to Yung+1988, rate equal to that of the reaction
     1499         ! HO2 + O3 -> OH + O2 + O2 -> reaction c015
     1500
     1501         f026(:) = c015(:)
     1502
     1503         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1504         v_4(:,nb_reaction_4) = f026(:)
     1505
     1506!---     f027: OD + OH + CO2 -> HDO2 + CO2
     1507
     1508         !According to Yung+1988, rate equal to that of the reaction
     1509         ! OH + OH + CO2 -> H2O2 + CO2 (reaction c017)
     1510
     1511         f027(:) = c017(:)
     1512
     1513         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1514         v_4(:,nb_reaction_4) = f027(:)
     1515
     1516!---     f028: DO2 + HO2 -> HDO2 + O2
     1517
     1518         !According to Yung+1988, rate equal to that of HO2 + HO2 -> H2O2 + O2
     1519         ! (reaction c008)
     1520
     1521         f028(:) = c008(:)
     1522
     1523         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1524         v_4(:,nb_reaction_4) = f028(:)
     1525
     1526!---     f029: O + HDO2 -> OD + HO2
     1527
     1528         !According to Yung+1988, rate half that of O + H2O2 -> OH + HO2
     1529         ! (reaction c012)
     1530
     1531         f029(:) = 0.5*c012(:)
     1532     
     1533         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1534         v_4(:,nb_reaction_4) = f029(:)
     1535
     1536!---     f030: O + HDO2 -> OH + DO2
     1537
     1538         !According to Yung+1988, rate half that of O + H2O2 -> OH + HO2
     1539         ! (reaction c012)
     1540
     1541         f030(:) = 0.5*c012(:)
     1542     
     1543         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1544         v_4(:,nb_reaction_4) = f030(:)
     1545
     1546!---     f031: OH + HDO2 -> HDO + HO2
     1547
     1548         !According to Yung+1988, rate half that of OH + H2O2 -> H2O + HO2
     1549         ! (reaction c009)
     1550
     1551         f031(:) = 0.5*c009(:)
     1552
     1553         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1554         v_4(:,nb_reaction_4) = f031(:)
     1555
     1556
     1557!---     f032: OH + HDO2 -> H2O + DO2
     1558
     1559         !According to Yung+1988, rate half that of OH + H2O2 -> H2O + HO2
     1560         ! (reaction c009)
     1561
     1562         f032(:) = 0.5*c009(:)
     1563
     1564         nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     1565         v_4(:,nb_reaction_4) = f032(:)
     1566
     1567      endif !deutchem
    11391568
    11401569!----------------------------------------------------------------------
     
    18912320
    18922321 subroutine indice(nb_reaction_3_max, nb_reaction_4_max,                &
    1893                    nb_phot_max, ionchem, i_co2, i_co, i_o, i_o1d, i_o2, &
    1894                    i_o3, i_h,i_h2, i_oh, i_ho2, i_h2o2, i_h2o,          &
    1895                    i_n, i_n2d, i_no, i_no2, i_n2, i_co2plus,            &
     2322                   nb_phot_max, ionchem, deutchem, i_co2, i_co, i_o,    &
     2323                   i_o1d, i_o2, i_o3, i_h,i_h2, i_oh, i_ho2, i_h2o2,    &
     2324                   i_h2o, i_n, i_n2d, i_no, i_no2, i_n2, i_co2plus,     &
    18962325                   i_oplus, i_o2plus, i_noplus, i_coplus, i_cplus,      &
    18972326                   i_n2plus, i_nplus, i_hplus, i_hco2plus, i_hcoplus,   &
    1898                    i_h2oplus, i_h3oplus, i_ohplus, i_elec)
     2327                   i_h2oplus, i_h3oplus, i_ohplus, i_elec,              &
     2328                   i_hdo, i_od, i_d, i_hd, i_do2, i_hdo2)
    18992329
    19002330!================================================================
     
    19212351           i_co2plus, i_oplus, i_o2plus, i_noplus, i_coplus, &
    19222352           i_cplus, i_n2plus, i_nplus, i_hplus, i_hco2plus, &
    1923            i_hcoplus, i_h2oplus, i_h3oplus, i_ohplus, i_elec
     2353           i_hcoplus, i_h2oplus, i_h3oplus, i_ohplus, i_elec, &
     2354           i_hdo, i_od, i_d, i_hd, i_do2, i_hdo2
    19242355integer, intent(in) :: nb_reaction_3_max
    19252356                       ! number of quadratic reactions
     
    19292360                       ! number of processes treated numerically as photodissociations
    19302361logical, intent(in) :: ionchem
     2362logical, intent(in) :: deutchem
    19312363
    19322364! local
     
    20492481indice_phot(nb_phot) = z3spec(1.0, i_n2, 1.0, i_n2d, 1.0, i_n)
    20502482
    2051 !===========================================================
    2052 !      HDO + hv -> products
    2053 !===========================================================
    2054 
    2055 !nb_phot = nb_phot + 1
    2056 
    2057 !indice_phot(nb_phot) = z3spec(1.0, i_hdo, 0.0, i_dummy, 0.0, i_dummy)
     2483!Only if deuterium chemistry included
     2484if (deutchem) then
     2485!===========================================================
     2486!      HDO + hv -> OD + H
     2487!===========================================================
     2488
     2489   nb_phot = nb_phot + 1
     2490
     2491   indice_phot(nb_phot) = z3spec(1.0, i_hdo, 1.0, i_h, 1.0, i_od)
     2492
     2493!===========================================================
     2494!      HDO + hv -> D + OH
     2495!===========================================================
     2496
     2497   nb_phot = nb_phot + 1
     2498
     2499   indice_phot(nb_phot) = z3spec(1.0, i_hdo, 1.0, i_d, 1.0, i_oh)
     2500   
     2501endif !deutchem
    20582502
    20592503!Only if ion chemistry included
     
    22732717indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_o1d, 1.0, i_o3, 1.0, i_o2, 2.0, i_o)
    22742718
     2719
     2720if(deutchem) then
     2721!===========================================================
     2722!      b010 : O(1D) + HDO -> OD + OH
     2723!===========================================================
     2724
     2725   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     2726
     2727   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_o1d, 1.0, i_hdo, 1.0, i_od, 1.0, i_oh)
     2728
     2729
     2730!===========================================================
     2731!      b011 : O(1D) + HD -> H + OD
     2732!===========================================================
     2733
     2734   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     2735
     2736   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_o1d, 1.0, i_hd, 1.0, i_h, 1.0, i_od)
     2737
     2738
     2739!===========================================================
     2740!      b012 : O(1D) + HD -> D + OH
     2741!===========================================================
     2742
     2743   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     2744
     2745   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_o1d, 1.0, i_hd, 1.0, i_d, 1.0, i_oh)
     2746
     2747endif !deutchem
     2748
    22752749!===========================================================
    22762750!      c001 : O + HO2 -> OH + O2
     
    24172891indice_3(nb_reaction_3) = z3spec(2.0, i_h, 1.0, i_h2, 0.0, i_dummy)
    24182892
     2893
    24192894!===========================================================
    24202895!      d001 : NO2 + O -> NO + O2
     
    25283003
    25293004indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_co, 1.0, i_o, 1.0, i_co2, 0.0, i_dummy)
     3005if(deutchem) then
     3006!===========================================================
     3007!      f001 : OD + OH -> HDO + O
     3008!===========================================================
     3009
     3010   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3011
     3012   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_od, 1.0, i_oh, 1.0, i_hdo, 1.0, i_o)
     3013
     3014!===========================================================
     3015!      f002 : OD + H2 -> HDO + H
     3016!===========================================================
     3017
     3018   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3019
     3020   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_od, 1.0, i_h2, 1.0, i_hdo, 1.0, i_h)
     3021
     3022!===========================================================
     3023!      f003 : OD + HO2 -> HDO + O2
     3024!===========================================================
     3025
     3026   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3027
     3028   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_od, 1.0, i_ho2, 1.0, i_hdo, 1.0, i_o2)
     3029
     3030!===========================================================
     3031!      f004 : OD + H2O2 -> HDO + HO2
     3032!===========================================================
     3033   
     3034   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3035
     3036   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_od, 1.0, i_h2o2, 1.0, i_hdo, 1.0, i_ho2)
     3037
     3038!===========================================================
     3039!      f005 : O + OD -> O2 + D
     3040!===========================================================
     3041
     3042   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3043
     3044   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_o, 1.0, i_od, 1.0, i_o2, 1.0, i_d)
     3045
     3046!===========================================================
     3047!      f006 : OD + H2 -> H2O + D
     3048!===========================================================
     3049
     3050   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3051
     3052   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_h2, 1.0, i_od, 1.0, i_h2o, 1.0, i_d)
     3053
     3054!===========================================================
     3055!      f007 : OD + H -> OH + D
     3056!===========================================================
     3057
     3058   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3059
     3060   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_h, 1.0, i_od, 1.0, i_oh, 1.0, i_d)
     3061
     3062!===========================================================
     3063!      f008 : CO + OD -> CO2 + D
     3064!===========================================================
     3065
     3066   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3067
     3068   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_co, 1.0, i_od, 1.0, i_co2, 1.0, i_d)
     3069
     3070!===========================================================
     3071!      f009 : O3 + D -> O2 + OD
     3072!===========================================================
     3073
     3074   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3075
     3076   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_o3, 1.0, i_d, 1.0, i_o2, 1.0, i_od)
     3077
     3078!===========================================================
     3079!      f010 : HO2 + D -> OH + OD
     3080!===========================================================
     3081
     3082   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3083
     3084   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_ho2, 1.0, i_d, 1.0, i_oh, 1.0, i_od)
     3085
     3086!===========================================================
     3087!      f011 : HO2 + D -> HDO + O
     3088!===========================================================
     3089
     3090   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3091
     3092   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_ho2, 1.0, i_d, 1.0, i_hdo, 1.0, i_o)
     3093
     3094!===========================================================
     3095!      f012 : OH + D -> H + OD
     3096!===========================================================
     3097
     3098   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3099
     3100   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_oh, 1.0, i_d, 1.0, i_h, 1.0, i_od)
     3101
     3102!===========================================================
     3103!      f013 : H + D + CO2 -> HD + CO2
     3104!===========================================================
     3105
     3106   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3107
     3108   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_h, 1.0, i_d, 1.0, i_hd, 0.0, i_dummy)
     3109
     3110!===========================================================
     3111!      f014 : D + HO2 -> HD + O2
     3112!===========================================================
     3113
     3114   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3115
     3116   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_d, 1.0, i_ho2, 1.0, i_hd, 1.0, i_o2)
     3117
     3118
     3119!===========================================================
     3120!      f015 : OH + HD -> HDO + H
     3121!===========================================================
     3122
     3123   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3124
     3125   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_oh, 1.0, i_hd, 1.0, i_hdo, 1.0, i_h)
     3126
     3127
     3128!===========================================================
     3129!      f016 : OH + HD -> H2O + D
     3130!===========================================================
     3131
     3132   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3133
     3134   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_oh, 1.0, i_hd, 1.0, i_h2o, 1.0, i_d)
     3135
     3136
     3137!===========================================================
     3138!      f017 : D + O2 + CO2 -> DO2 + CO2
     3139!===========================================================
     3140
     3141   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3142
     3143   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_d, 1.0, i_o2, 1.0, i_do2, 0.0, i_dummy)
     3144
     3145
     3146!===========================================================
     3147!      f018 : OD + O3 -> DO2 + O2
     3148!===========================================================
     3149
     3150   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3151
     3152   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_od, 1.0, i_o3, 1.0, i_do2, 1.0, i_o2)
     3153
     3154
     3155!===========================================================
     3156!      f019 : D + HO2 -> DO2 + H
     3157!===========================================================
     3158
     3159   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3160
     3161   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_d, 1.0, i_ho2, 1.0, i_do2, 1.0, i_h)
     3162
     3163
     3164!===========================================================
     3165!      f020 : O + DO2 -> OD + O2
     3166!===========================================================
     3167
     3168   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3169
     3170   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_o, 1.0, i_do2, 1.0, i_od, 1.0, i_o2)
     3171
     3172
     3173!===========================================================
     3174!      f021 : H + DO2 -> OH + OD
     3175!===========================================================
     3176   
     3177   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3178
     3179   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_h, 1.0, i_do2, 1.0, i_od, 1.0, i_oh)
     3180
     3181
     3182!===========================================================
     3183!      f022 : H + DO2 -> HD + O2
     3184!===========================================================
     3185
     3186   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3187
     3188   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_h, 1.0, i_do2, 1.0, i_hd, 1.0, i_o2)
     3189
     3190
     3191!===========================================================
     3192!      f023 : H + DO2 -> HDO + O
     3193!===========================================================
     3194
     3195   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3196
     3197   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_h, 1.0, i_do2, 1.0, i_hdo, 1.0, i_o)
     3198
     3199
     3200!===========================================================
     3201!      f024 : H + DO2 -> HO2 + D
     3202!===========================================================
     3203
     3204   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3205
     3206   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_h, 1.0, i_do2, 1.0, i_ho2, 1.0, i_d)
     3207
     3208
     3209!===========================================================
     3210!      f025 : OH + DO2 -> HDO + O2
     3211!===========================================================
     3212
     3213   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3214
     3215   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_oh, 1.0, i_do2, 1.0, i_hdo, 1.0, i_o2)
     3216
     3217
     3218!===========================================================
     3219!      f026 : DO2 + O3 -> OD + O2 + O2
     3220!===========================================================
     3221
     3222   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3223
     3224   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_do2, 1.0, i_o3, 1.0, i_od, 2.0, i_o2)
     3225
     3226
     3227!===========================================================
     3228!      f027 : OD + OH + CO2 -> HDO2 + CO2
     3229!===========================================================
     3230
     3231   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3232
     3233   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_od, 1.0, i_oh, 1.0, i_hdo2, 0.0, i_dummy)
     3234
     3235
     3236!===========================================================
     3237!      f028 : DO2 + HO2 -> HDO2 + O2
     3238!===========================================================
     3239
     3240   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3241
     3242   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_do2, 1.0, i_ho2, 1.0, i_hdo2, 1.0, i_o2)
     3243
     3244!===========================================================
     3245!      f029 : O + HDO2 -> OD + HO2
     3246!===========================================================
     3247
     3248   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3249
     3250   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_o, 1.0, i_hdo2, 1.0, i_od, 1.0, i_ho2)
     3251
     3252
     3253!===========================================================
     3254!      f030 : O + HDO2 -> OH + DO2
     3255!===========================================================
     3256
     3257   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3258
     3259   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_o, 1.0, i_hdo2, 1.0, i_oh, 1.0, i_do2)
     3260
     3261
     3262!===========================================================
     3263!      f031 : OH + HDO2 -> HDO + HO2
     3264!===========================================================
     3265
     3266   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3267
     3268   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_oh, 1.0, i_hdo2, 1.0, i_hdo, 1.0, i_ho2)
     3269
     3270
     3271!===========================================================
     3272!      f032 : OH + HDO2 -> H2O + DO2
     3273!===========================================================
     3274
     3275   nb_reaction_4 = nb_reaction_4 + 1
     3276
     3277   indice_4(nb_reaction_4) = z4spec(1.0, i_oh, 1.0, i_hdo2, 1.0, i_h2o, 1.0, i_do2)
     3278
     3279
     3280endif !deutchem
    25303281
    25313282!Only if ion chemistry
     
    30913842!*****************************************************************
    30923843
    3093       subroutine gcmtochim(nlayer, ionchem, nq, zycol, lswitch, nesp,&
     3844      subroutine gcmtochim(nlayer, ionchem, deutchem, nq, zycol,     &
     3845                           lswitch, nesp,                            &
    30943846                           i_co2, i_co, i_o, i_o1d, i_o2, i_o3, i_h, &
    30953847                           i_h2, i_oh, i_ho2, i_h2o2, i_h2o,         &
     
    30983850                           i_coplus, i_cplus, i_n2plus, i_nplus,     &
    30993851                           i_hplus, i_hco2plus, i_hcoplus, i_h2oplus,&
    3100                            i_h3oplus, i_ohplus, i_elec, dens, rm, c)
     3852                           i_h3oplus, i_ohplus, i_elec, i_hdo, i_od, &
     3853                           i_d, i_hd, i_do2, i_hdo2, dens, rm, c)
    31013854       
    31023855!*****************************************************************
     
    31103863     &                      igcm_n2plus, igcm_nplus, igcm_hplus,         &
    31113864     &                      igcm_hco2plus, igcm_hcoplus, igcm_h2oplus,   &
    3112      &                      igcm_h3oplus, igcm_ohplus, igcm_elec
     3865     &                      igcm_h3oplus, igcm_ohplus, igcm_elec,        &
     3866     &                      igcm_hdo_vap, igcm_od, igcm_d, igcm_hd,      &
     3867     &                      igcm_do2, igcm_hdo2
    31133868
    31143869      implicit none
     
    31233878      integer, intent(in) :: nq     ! number of tracers in the gcm
    31243879      logical, intent(in) :: ionchem
     3880      logical, intent(in) :: deutchem
    31253881      integer :: nesp               ! number of species in the chemistry
    31263882      integer :: lswitch            ! interface level between chemistries
     
    31313887                 i_co2plus, i_oplus, i_o2plus, i_noplus, i_coplus,   &
    31323888                 i_cplus, i_n2plus, i_nplus, i_hplus, i_hco2plus,    &
    3133                  i_hcoplus, i_h2oplus, i_h3oplus, i_ohplus, i_elec
     3889                 i_hcoplus, i_h2oplus, i_h3oplus, i_ohplus, i_elec,  &
     3890                 i_hdo, i_od, i_d, i_hd, i_do2, i_hdo2
    31343891
    31353892      real :: zycol(nlayer,nq)      ! volume mixing ratios in the gcm
     
    32243981            call abort_physic("gcmtochim","missing h2o_vap tracer",1)
    32253982         end if
     3983         if(deutchem) then
     3984            if (igcm_hdo_vap == 0) then
     3985               write(*,*) "gcmtochim: Error; no HDO tracer !!!"
     3986               call abort_physic("gcmtochim","missing hdo_vap tracer",1)
     3987            end if
     3988            if (igcm_od == 0) then
     3989               write(*,*) "gcmtochim: Error; no OD tracer !!!"
     3990               call abort_physic("gcmtochim","missing od tracer",1)
     3991            end if
     3992            if (igcm_d == 0) then
     3993               write(*,*) "gcmtochim: Error; no D tracer !!!"
     3994               call abort_physic("gcmtochim","missing d tracer",1)
     3995            end if
     3996            if (igcm_hd == 0) then
     3997               write(*,*) "gcmtochim: Error; no HD tracer !!!"
     3998               call abort_physic("gcmtochim","missing hd tracer",1)
     3999            end if
     4000            if (igcm_do2 == 0) then
     4001               write(*,*) "gcmtochim: Error; no DO2 tracer !!!"
     4002               call abort_physic("gcmtochim","missing do2 tracer",1)
     4003            end if
     4004            if (igcm_hdo2 == 0) then
     4005               write(*,*) "gcmtochim: Error; no HDO2 tracer !!!"
     4006               call abort_physic("gcmtochim","missing hdo2 tracer",1)
     4007            end if
     4008         endif !deutchem
    32264009         if (ionchem) then
    32274010            if (igcm_co2plus == 0) then
     
    33114094         rm(l,i_no2)  = zycol(l, igcm_no2)
    33124095         rm(l,i_n2)   = zycol(l, igcm_n2)
    3313       end do
     4096      enddo
     4097
     4098      if (deutchem) then
     4099         do l = 1,nlayer
     4100            rm(l,i_hdo)  = zycol(l, igcm_hdo_vap)
     4101            rm(l,i_od)   = zycol(l, igcm_od)
     4102            rm(l,i_d)    = zycol(l, igcm_d)
     4103            rm(l,i_hd)   = zycol(l, igcm_hd)
     4104            rm(l,i_do2)  = zycol(l, igcm_do2)
     4105            rm(l,i_hdo2)  = zycol(l, igcm_hdo2)
     4106         end do
     4107      endif
    33144108
    33154109      if (ionchem) then
     
    33514145!*****************************************************************
    33524146 
    3353       subroutine chimtogcm(nlayer, ionchem, nq, zycol, lswitch, nesp, &
     4147      subroutine chimtogcm(nlayer, ionchem, deutchem, nq, zycol,      &
     4148                           lswitch, nesp,                             &
    33544149                           i_co2, i_co, i_o, i_o1d, i_o2, i_o3, i_h,  &
    33554150                           i_h2, i_oh, i_ho2, i_h2o2, i_h2o,          &
     
    33584153                           i_coplus, i_cplus, i_n2plus, i_nplus,      &
    33594154                           i_hplus, i_hco2plus, i_hcoplus, i_h2oplus, &
    3360                            i_h3oplus, i_ohplus, i_elec, dens, c)
     4155                           i_h3oplus, i_ohplus, i_elec, i_hdo, i_od,  &
     4156                           i_d, i_hd, i_do2, i_hdo2, dens, c)
    33614157 
    33624158!*****************************************************************
     
    33704166                            igcm_n2plus, igcm_nplus, igcm_hplus,          &
    33714167                            igcm_hco2plus, igcm_hcoplus, igcm_h2oplus,    &
    3372                             igcm_h3oplus, igcm_ohplus, igcm_elec
     4168                            igcm_h3oplus, igcm_ohplus, igcm_elec,         &
     4169                            igcm_hdo_vap, igcm_od, igcm_d, igcm_hd,       &
     4170                            igcm_do2, igcm_hdo2
    33734171
    33744172      implicit none
     
    33834181      integer, intent(in) :: nq      ! number of tracers in the gcm
    33844182      logical, intent(in) :: ionchem
     4183      logical, intent(in) :: deutchem
    33854184      integer :: nesp                ! number of species in the chemistry
    33864185      integer :: lswitch             ! interface level between chemistries
     
    33914190                 i_coplus, i_cplus, i_n2plus, i_nplus,           &
    33924191                 i_hplus, i_hco2plus, i_hcoplus, i_h2oplus,      &
    3393                  i_h3oplus, i_ohplus, i_elec
     4192                 i_h3oplus, i_ohplus, i_elec, i_hdo, i_od, i_d,  &
     4193                 i_hd, i_do2, i_hdo2
    33944194
    33954195      real :: dens(nlayer)     ! total number density (molecule.cm-3)
     
    34304230         zycol(l, igcm_no2)     = c(l,i_no2)/dens(l)
    34314231         zycol(l, igcm_n2)      = c(l,i_n2)/dens(l)
    3432       end do
     4232      enddo
     4233     
     4234      if(deutchem) then
     4235         do l=1,lswitch-1
     4236            zycol(l, igcm_hdo_vap) = c(l,i_hdo)/dens(l)
     4237            zycol(l, igcm_od)      = c(l,i_od)/dens(l)
     4238            zycol(l, igcm_d)       = c(l,i_d)/dens(l)
     4239            zycol(l, igcm_hd)      = c(l,i_hd)/dens(l)
     4240            zycol(l, igcm_do2)     = c(l,i_do2)/dens(l)
     4241            zycol(l, igcm_hdo2)    = c(l,i_hdo2)/dens(l)
     4242         end do
     4243      endif !deutchem
    34334244
    34344245      if (ionchem) then
  • trunk/LMDZ.MARS/libf/aeronomars/photolysis_mod.F90

    r2433 r2461  
    55! photolysis
    66
    7   integer, parameter :: nphot = 13        ! number of photolysis
    8 ! integer, parameter :: nphot = 14        ! number of photolysis (with hdo)
     7  integer, save :: nphot = 13        ! number of photolysis
     8!  integer, parameter :: nphot = 15        ! number of photolysis (with hdo)
    99  integer, parameter :: nabs  = 10        ! number of absorbing gases
    1010
  • trunk/LMDZ.MARS/libf/aeronomars/photolysis_online.F

    r2433 r2461  
    11!==============================================================================
    22
    3       subroutine photolysis_online(nlayer, nb_phot_max, alt, press,
    4      $           temp, zmmean, i_co2, i_co, i_o, i_o1d, i_o2, i_o3, i_h,
     3      subroutine photolysis_online(nlayer, deutchem, nb_phot_max,
     4     $           alt, press, temp, zmmean,
     5     $           i_co2, i_co, i_o, i_o1d, i_o2, i_o3, i_h,
    56     $           i_h2, i_oh, i_ho2, i_h2o2, i_h2o,               
    67     $           i_n, i_n2d, i_no, i_no2, i_n2, nesp, rm,
     
    1314!     input
    1415
     16      logical, intent(in) :: deutchem
    1517      integer, intent(in) :: nesp                                    ! total number of chemical species
    1618      integer, intent(in) :: nlayer
     
    6062
    6163      integer :: j_o2_o, j_o2_o1d, j_co2_o, j_co2_o1d, j_o3_o1d, j_o3_o,
    62      $           j_h2o, j_h2o2, j_ho2, j_h2, j_no, j_no2, j_n2, j_hdo
     64     $           j_h2o, j_h2o2, j_ho2, j_h2, j_no, j_no2, j_n2,
     65     $           j_hdo_od, j_hdo_d
    6366
    6467      integer :: a_o2, a_co2, a_o3, a_h2o, a_h2o2, a_ho2, a_h2, a_no,
     
    9699      j_no2     = 12     ! no2 + hv    -> no + o
    97100      j_n2      = 13     ! n2 + hv     -> n + n
    98       j_hdo     = 14     ! hdo + hv    -> products
     101      j_hdo_od  = 14     ! hdo + hv    -> od + h
     102      j_hdo_d   = 15     ! hdo + hv    -> d + oh
    99103
    100104!==== air column increments and rayleigh optical depth
     
    168172            sj(ilay,iw,j_no)  = xsno(iw)*yieldno(iw)     ! no
    169173            sj(ilay,iw,j_n2)  = xsn2(iw)*yieldn2(iw)     ! n2
    170 !           sj(ilay,iw,j_hdo) = xshdo(iw)                ! hdo
    171174         end do
    172175      end do
     176
     177      !HDO cross section
     178      if (deutchem) then
     179         do ilay=1,nlayer
     180            do iw=1,nw-1
     181               !Two chanels for HDO, with same cross section
     182               sj(ilay,iw,j_hdo_od) = 0.5*xshdo(iw) ! hdo -> od + h
     183               sj(ilay,iw,j_hdo_d)  = 0.5*xshdo(iw) ! hdo -> d + oh
     184            enddo
     185         enddo
     186      endif
    173187
    174188!==== set aerosol properties and optical depth
  • trunk/LMDZ.MARS/libf/phymars/initracer.F

    r2409 r2461  
    8484      igcm_o3=0
    8585      igcm_h=0
     86      igcm_d=0
     87      igcm_hd=0
    8688      igcm_h2=0
     89      igcm_od=0
     90      igcm_do2=0
     91      igcm_hdo2=0
    8792      igcm_oh=0
    8893      igcm_ho2=0
     
    365370          count=count+1
    366371        endif
     372        if (noms(iq).eq."od") then
     373          igcm_od=iq
     374          mmol(igcm_od)=18.
     375          count=count+1
     376        endif
     377        if (noms(iq).eq."d") then
     378           igcm_d=iq
     379           mmol(igcm_d)=2.
     380           count=count+1
     381        endif
     382        if (noms(iq).eq."hd") then
     383           igcm_hd=iq
     384           mmol(igcm_hd)=3.
     385           count=count+1
     386        endif
     387        if (noms(iq).eq."do2") then
     388           igcm_do2=iq
     389           mmol(igcm_do2)=34.
     390           count=count+1
     391        endif
     392        if (noms(iq).eq."hdo2") then
     393           igcm_hdo2=iq
     394           mmol(igcm_hdo2)=35.
     395           count=count+1
     396        endif
    367397        if (noms(iq).eq."co2_ice") then
    368398          igcm_co2_ice=iq
  • trunk/LMDZ.MARS/libf/phymars/tracer_mod.F90

    r2332 r2461  
    7777      integer,save :: igcm_he
    7878      integer,save :: igcm_ch4
     79      !Deuterated species derived from HDO
     80      integer,save :: igcm_od
     81      integer,save :: igcm_d
     82      integer,save :: igcm_hd
     83      integer,save :: igcm_do2
     84      integer,save :: igcm_hdo2
    7985      ! Ions
    8086      integer,save :: igcm_co2plus
Note: See TracChangeset for help on using the changeset viewer.