source: palm/trunk/SOURCE/eqn_state_seawater.f90 @ 96

Last change on this file since 96 was 96, checked in by raasch, 14 years ago

more preliminary uncomplete changes for ocean version

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 6.9 KB
Line 
1 MODULE eqn_state_seawater_mod
2
3!------------------------------------------------------------------------------!
4! Actual revisions:
5! -----------------
6!
7!
8! Former revisions:
9! -----------------
10! $Id:$
11!
12! Initial revision
13!
14!
15! Description:
16! ------------
17! Equation of state for seawater as a function of potential temperature,
18! salinity, and pressure.
19! For coefficients see Jackett et al., 2006: J. Atm. Ocean Tech.
20!------------------------------------------------------------------------------!
21
22    IMPLICIT NONE
23
24    PRIVATE
25    PUBLIC eqn_state_seawater, eqn_state_seawater_func
26
27    REAL, DIMENSION(12), PARAMETER ::  nom =                             &
28                      (/ 9.9984085444849347D2,   7.3471625860981584D0,   &
29                        -5.3211231792841769D-2,  3.6492439109814549D-4,  &
30                         2.5880571023991390D0,  -6.7168282786692354D-3,  &
31                         1.9203202055760151D-3,  1.1798263740430364D-2,  &
32                         9.8920219266399117D-8,  4.6996642771754730D-6,  &
33                        -2.5862187075154352D-8, -3.2921414007960662D-12 /)
34
35    REAL, DIMENSION(13), PARAMETER ::  den =                             &
36                      (/ 1.0,                    7.2815210113327091D-3,  &
37                        -4.4787265461983921D-5,  3.3851002965802430D-7,  &
38                         1.3651202389758572D-10, 1.7632126669040377D-3,  &
39                        -8.8066583251206474D-6, -1.8832689434804897D-10, &
40                         5.7463776745432097D-6,  1.4716275472242334D-9,  &
41                         6.7103246285651894D-6, -2.4461698007024582D-17, &
42                        -9.1534417604289062D-18 /)
43
44    INTERFACE eqn_state_seawater
45       MODULE PROCEDURE eqn_state_seawater
46       MODULE PROCEDURE eqn_state_seawater_ij
47    END INTERFACE eqn_state_seawater
48 
49    INTERFACE eqn_state_seawater_func
50       MODULE PROCEDURE eqn_state_seawater_func
51    END INTERFACE eqn_state_seawater_func
52 
53 CONTAINS
54
55
56!------------------------------------------------------------------------------!
57! Call for all grid points
58!------------------------------------------------------------------------------!
59    SUBROUTINE eqn_state_seawater
60
61       USE arrays_3d
62       USE indices
63
64       IMPLICIT NONE
65
66       INTEGER ::  i, j, k
67
68       REAL ::  p1, p2, p3, pt1, pt2, pt3, pt4, sa1, sa15, sa2
69
70       DO  i = nxl, nxr
71          DO  j = nys, nyn
72             DO  k = nzb_u_inner(j,i)+1, nzt
73!
74!--             Pressure is needed in dbar
75                p1 = hyp(k) * 1E-4
76                p2 = p1 * p1
77                p3 = p2 * p1
78
79!
80!--             Temperature needed in degree Celsius
81                pt1 = pt_p(k,j,i) - 273.15
82                pt2 = pt1 * pt1
83                pt3 = pt1 * pt2
84                pt4 = pt2 * pt2
85
86                sa1  = sa_p(k,j,i)
87                sa15 = sa1 * SQRT( sa1 )
88                sa2  = sa1 * sa1
89
90                rho(k,j,i) =                                                   &
91                        ( nom(1)           + nom(2)*pt1     + nom(3)*pt2     + &
92                          nom(4)*pt3       + nom(5)*sa1     + nom(6)*sa1*pt1 + &
93                          nom(7)*sa2       + nom(8)*p1      + nom(9)*p1*pt2  + &
94                          nom(10)*p1*sa1   + nom(11)*p2     + nom(12)*p2*pt2   &
95                        ) /                                                    &
96                        ( den(1)           + den(2)*pt1     + den(3)*pt2     + &
97                          den(4)*pt3       + den(5)*pt4     + den(6)*sa1     + &
98                          den(7)*sa1*pt1   + den(8)*sa1*pt3 + den(9)*sa15    + &
99                          den(10)*sa15*pt2 + den(11)*p1     + den(12)*p2*pt3 + &
100                          den(13)*p3*pt1                                       &
101                        )
102
103             ENDDO
104          ENDDO
105       ENDDO
106
107    END SUBROUTINE eqn_state_seawater
108
109
110!------------------------------------------------------------------------------!
111! Call for grid point i,j
112!------------------------------------------------------------------------------!
113    SUBROUTINE eqn_state_seawater_ij( i, j )
114
115       USE arrays_3d
116       USE indices
117
118       IMPLICIT NONE
119
120       INTEGER ::  i, j, k
121
122       REAL ::  p1, p2, p3, pt1, pt2, pt3, pt4, sa1, sa15, sa2
123
124       DO  k = nzb_u_inner(j,i)+1, nzt
125!
126!--       Pressure is needed in dbar
127          p1 = hyp(k) * 1E-4
128          p2 = p1 * p1
129          p3 = p2 * p1
130
131!
132!--       Temperature needed in degree Celsius
133          pt1 = pt_p(k,j,i) - 273.15
134          pt2 = pt1 * pt1
135          pt3 = pt1 * pt2
136          pt4 = pt2 * pt2
137
138          sa1  = sa_p(k,j,i)
139          sa15 = sa1 * SQRT( sa1 )
140          sa2  = sa1 * sa1
141
142          rho(k,j,i) = ( nom(1)           + nom(2)*pt1     + nom(3)*pt2     + &
143                         nom(4)*pt3       + nom(5)*sa1     + nom(6)*sa1*pt1 + &
144                         nom(7)*sa2       + nom(8)*p1      + nom(9)*p1*pt2  + &
145                         nom(10)*p1*sa1   + nom(11)*p2     + nom(12)*p2*pt2   &
146                       ) /                                                    &
147                       ( den(1)           + den(2)*pt1     + den(3)*pt2     + &
148                         den(4)*pt3       + den(5)*pt4     + den(6)*sa1     + &
149                         den(7)*sa1*pt1   + den(8)*sa1*pt3 + den(9)*sa15    + &
150                         den(10)*sa15*pt2 + den(11)*p1     + den(12)*p2*pt3 + &
151                         den(13)*p3*pt1                                       &
152                       )
153       ENDDO
154
155    END SUBROUTINE eqn_state_seawater_ij
156
157
158!------------------------------------------------------------------------------!
159! Equation of state as a function
160!------------------------------------------------------------------------------!
161    REAL FUNCTION eqn_state_seawater_func( p, pt, sa )
162
163       IMPLICIT NONE
164
165       REAL ::  p, p1, p2, p3, pt, pt1, pt2, pt3, pt4, sa, sa15, sa2
166
167!
168!--    Pressure is needed in dbar
169       p1 = p  * 1E-4
170       p2 = p1 * p1
171       p3 = p2 * p1
172
173!
174!--    Temperature needed in degree Celsius
175       pt1 = pt - 273.15
176       pt2 = pt1 * pt1
177       pt3 = pt1 * pt2
178       pt4 = pt2 * pt2
179
180       sa15 = sa * SQRT( sa )
181       sa2  = sa * sa
182
183
184       eqn_state_seawater_func =                                               &
185         ( nom(1)        + nom(2)*pt1       + nom(3)*pt2    + nom(4)*pt3     + &
186           nom(5)*sa     + nom(6)*sa*pt1    + nom(7)*sa2    + nom(8)*p1      + &
187           nom(9)*p1*pt2 + nom(10)*p1*sa    + nom(11)*p2    + nom(12)*p2*pt2   &
188         ) /                                                                   &
189         ( den(1)        + den(2)*pt1       + den(3)*pt2    + den(4)*pt3     + &
190           den(5)*pt4    + den(6)*sa        + den(7)*sa*pt1 + den(8)*sa*pt3  + &
191           den(9)*sa15   + den(10)*sa15*pt2 + den(11)*p1    + den(12)*p2*pt3 + &
192           den(13)*p3*pt1                                                      &
193         )
194
195
196    END FUNCTION eqn_state_seawater_func
197
198 END MODULE eqn_state_seawater_mod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.