source: palm/trunk/SOURCE/eqn_state_seawater.f90 @ 231

Last change on this file since 231 was 231, checked in by raasch, 13 years ago

type change in DATA statement (eqn_state_seawater)

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 7.5 KB
Line 
1 MODULE eqn_state_seawater_mod
2
3!------------------------------------------------------------------------------!
4! Actual revisions:
5! -----------------
6! First constant in array den also defined as type double
7!
8! Former revisions:
9! -----------------
10! $Id: eqn_state_seawater.f90 231 2009-02-08 10:51:43Z raasch $
11!
12! 97 2007-06-21 08:23:15Z raasch
13! Initial revision
14!
15!
16! Description:
17! ------------
18! Equation of state for seawater as a function of potential temperature,
19! salinity, and pressure.
20! For coefficients see Jackett et al., 2006: J. Atm. Ocean Tech.
21! eqn_state_seawater calculates the potential density referred at hyp(0).
22! eqn_state_seawater_func calculates density.
23!------------------------------------------------------------------------------!
24
25    IMPLICIT NONE
26
27    PRIVATE
28    PUBLIC eqn_state_seawater, eqn_state_seawater_func
29
30    REAL, DIMENSION(12), PARAMETER ::  nom =                             &
31                      (/ 9.9984085444849347D2,   7.3471625860981584D0,   &
32                        -5.3211231792841769D-2,  3.6492439109814549D-4,  &
33                         2.5880571023991390D0,  -6.7168282786692354D-3,  &
34                         1.9203202055760151D-3,  1.1798263740430364D-2,  &
35                         9.8920219266399117D-8,  4.6996642771754730D-6,  &
36                        -2.5862187075154352D-8, -3.2921414007960662D-12 /)
37
38    REAL, DIMENSION(13), PARAMETER ::  den =                             &
39                      (/ 1.0D0,                  7.2815210113327091D-3,  &
40                        -4.4787265461983921D-5,  3.3851002965802430D-7,  &
41                         1.3651202389758572D-10, 1.7632126669040377D-3,  &
42                        -8.8066583251206474D-6, -1.8832689434804897D-10, &
43                         5.7463776745432097D-6,  1.4716275472242334D-9,  &
44                         6.7103246285651894D-6, -2.4461698007024582D-17, &
45                        -9.1534417604289062D-18 /)
46
47    INTERFACE eqn_state_seawater
48       MODULE PROCEDURE eqn_state_seawater
49       MODULE PROCEDURE eqn_state_seawater_ij
50    END INTERFACE eqn_state_seawater
51 
52    INTERFACE eqn_state_seawater_func
53       MODULE PROCEDURE eqn_state_seawater_func
54    END INTERFACE eqn_state_seawater_func
55 
56 CONTAINS
57
58
59!------------------------------------------------------------------------------!
60! Call for all grid points
61!------------------------------------------------------------------------------!
62    SUBROUTINE eqn_state_seawater
63
64       USE arrays_3d
65       USE indices
66
67       IMPLICIT NONE
68
69       INTEGER ::  i, j, k
70
71       REAL ::  p1, p2, p3, pt1, pt2, pt3, pt4, sa1, sa15, sa2
72
73       DO  i = nxl, nxr
74          DO  j = nys, nyn
75             DO  k = nzb_s_inner(j,i)+1, nzt
76!
77!--             Pressure is needed in dbar
78                p1 = hyp(0) * 1E-4
79                p2 = p1 * p1
80                p3 = p2 * p1
81
82!
83!--             Temperature needed in degree Celsius
84                pt1 = pt_p(k,j,i) - 273.15
85                pt2 = pt1 * pt1
86                pt3 = pt1 * pt2
87                pt4 = pt2 * pt2
88
89                sa1  = sa_p(k,j,i)
90                sa15 = sa1 * SQRT( sa1 )
91                sa2  = sa1 * sa1
92
93                rho(k,j,i) =                                                   &
94                        ( nom(1)           + nom(2)*pt1     + nom(3)*pt2     + &
95                          nom(4)*pt3       + nom(5)*sa1     + nom(6)*sa1*pt1 + &
96                          nom(7)*sa2       + nom(8)*p1      + nom(9)*p1*pt2  + &
97                          nom(10)*p1*sa1   + nom(11)*p2     + nom(12)*p2*pt2   &
98                        ) /                                                    &
99                        ( den(1)           + den(2)*pt1     + den(3)*pt2     + &
100                          den(4)*pt3       + den(5)*pt4     + den(6)*sa1     + &
101                          den(7)*sa1*pt1   + den(8)*sa1*pt3 + den(9)*sa15    + &
102                          den(10)*sa15*pt2 + den(11)*p1     + den(12)*p2*pt3 + &
103                          den(13)*p3*pt1                                       &
104                        )
105
106             ENDDO
107!
108!--          Neumann conditions are assumed at bottom and top boundary
109             rho(nzt+1,j,i)            = rho(nzt,j,i)
110             rho(nzb_s_inner(j,i),j,i) = rho(nzb_s_inner(j,i)+1,j,i)
111          ENDDO
112       ENDDO
113
114    END SUBROUTINE eqn_state_seawater
115
116
117!------------------------------------------------------------------------------!
118! Call for grid point i,j
119!------------------------------------------------------------------------------!
120    SUBROUTINE eqn_state_seawater_ij( i, j )
121
122       USE arrays_3d
123       USE indices
124
125       IMPLICIT NONE
126
127       INTEGER ::  i, j, k
128
129       REAL ::  p1, p2, p3, pt1, pt2, pt3, pt4, sa1, sa15, sa2
130
131       DO  k = nzb_s_inner(j,i)+1, nzt
132!
133!--       Pressure is needed in dbar
134          p1 = hyp(0) * 1E-4
135          p2 = p1 * p1
136          p3 = p2 * p1
137
138!
139!--       Temperature needed in degree Celsius
140          pt1 = pt_p(k,j,i) - 273.15
141          pt2 = pt1 * pt1
142          pt3 = pt1 * pt2
143          pt4 = pt2 * pt2
144
145          sa1  = sa_p(k,j,i)
146          sa15 = sa1 * SQRT( sa1 )
147          sa2  = sa1 * sa1
148
149          rho(k,j,i) = ( nom(1)           + nom(2)*pt1     + nom(3)*pt2     + &
150                         nom(4)*pt3       + nom(5)*sa1     + nom(6)*sa1*pt1 + &
151                         nom(7)*sa2       + nom(8)*p1      + nom(9)*p1*pt2  + &
152                         nom(10)*p1*sa1   + nom(11)*p2     + nom(12)*p2*pt2   &
153                       ) /                                                    &
154                       ( den(1)           + den(2)*pt1     + den(3)*pt2     + &
155                         den(4)*pt3       + den(5)*pt4     + den(6)*sa1     + &
156                         den(7)*sa1*pt1   + den(8)*sa1*pt3 + den(9)*sa15    + &
157                         den(10)*sa15*pt2 + den(11)*p1     + den(12)*p2*pt3 + &
158                         den(13)*p3*pt1                                       &
159                       )
160       ENDDO
161!
162!--    Neumann conditions are assumed at bottom and top boundary
163       rho(nzt+1,j,i)            = rho(nzt,j,i)
164       rho(nzb_s_inner(j,i),j,i) = rho(nzb_s_inner(j,i)+1,j,i)
165
166    END SUBROUTINE eqn_state_seawater_ij
167
168
169!------------------------------------------------------------------------------!
170! Equation of state as a function
171!------------------------------------------------------------------------------!
172    REAL FUNCTION eqn_state_seawater_func( p, pt, sa )
173
174       IMPLICIT NONE
175
176       REAL ::  p, p1, p2, p3, pt, pt1, pt2, pt3, pt4, sa, sa15, sa2
177
178!
179!--    Pressure is needed in dbar
180       p1 = p  * 1E-4
181       p2 = p1 * p1
182       p3 = p2 * p1
183
184!
185!--    Temperature needed in degree Celsius
186       pt1 = pt - 273.15
187       pt2 = pt1 * pt1
188       pt3 = pt1 * pt2
189       pt4 = pt2 * pt2
190
191       sa15 = sa * SQRT( sa )
192       sa2  = sa * sa
193
194
195       eqn_state_seawater_func =                                               &
196         ( nom(1)        + nom(2)*pt1       + nom(3)*pt2    + nom(4)*pt3     + &
197           nom(5)*sa     + nom(6)*sa*pt1    + nom(7)*sa2    + nom(8)*p1      + &
198           nom(9)*p1*pt2 + nom(10)*p1*sa    + nom(11)*p2    + nom(12)*p2*pt2   &
199         ) /                                                                   &
200         ( den(1)        + den(2)*pt1       + den(3)*pt2    + den(4)*pt3     + &
201           den(5)*pt4    + den(6)*sa        + den(7)*sa*pt1 + den(8)*sa*pt3  + &
202           den(9)*sa15   + den(10)*sa15*pt2 + den(11)*p1    + den(12)*p2*pt3 + &
203           den(13)*p3*pt1                                                      &
204         )
205
206
207    END FUNCTION eqn_state_seawater_func
208
209 END MODULE eqn_state_seawater_mod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.