.. _incellwat.nut4phy3zoo2_opt2: VERSION DE BASE - option 2 ========================== La version de base (avec option 2 : clé *key_biolo_opt2*) simule 21 variables d'état et gère les détritus de matière organique particulaire en deux stocks : * l'un est issu de la mortalité des deux espèces de phytoplancton (dinoflagellés et piconanoplancton) ; il chute lentement ("*small_part*") et se minéralise pour produire les sels nutritifs dissous. * le second est issu de la mortalité du zooplancton et des diatomées; il chute plus rapidement("*large_part*"). Il se défragmente en matière organique plus petite ("*small_part*") qui elle même se minéralise ou se dissous pour produire les sels nutritifs dissous. | Il n'y a pas dans ce module d'adaptation de la vitesse de chute en fonction de l'origine de la matière organique détritique, puisque le stock est divisé en deux avec des vitesses de chute différentes. | Une variable supplémentaire fixée au fond permet de prendre en compte le puits de matière qui se dépose sur le fond et ne se remet pas en suspension. .. note:: | Cette option est activée avec les clés utilisées simultanément : **key_biolo** et **key_biolo_opt2**. | Les options dans la namelist **namoptions du parabiolo.txt** sont généralement mises à **.false.** | Les différents modules (tracer, espèces toxiques, oxygène, benthos) ne peuvent pas être associés avec cette option **SCHEMA DES VARIABLES MODELISEES** .. image:: FIG/BIO/schema_conceptuel_ECOMARS2.jpg | Les processus biologiques (:ref:`processus.bio`) sont calculés en chaque maille im,jm,km dans l'eau | Plusieurs modules complémentaires peuvent accompagner ces versions de base (:ref:`clesCPP.bio` et :ref:`incellwat.modules`) .. _equations.bio.opt2: TERMES SOURCES ET PUITS DANS LES EQUATIONS D'EVOLUTION (option 2) ----------------------------------------------------------------- Puis les termes sources et puits qui décrivent l'évolution temporelle de chaque variable du fait des processus biogéochimiques sont calculés : * Dans cette option, le zooplancton est exprimé en terme de carbone tandis que les autres variables sont exprimées en terme d'azote; un rapport de conversion *rNC* entre l'azote et le carbone est donc utilisé dans les équations d'évolution lorsqu'il y a transfert de matière avec le zooplancton. :math:`rNC =\frac{1}{12+(\frac{C}{N})_{zoo}}` avec :math:`(\frac{C}{N})_{zoo}=` *p_zoo_CNratio* voir :ref:`parametres.biolo` * **Nota** : les variables *C(iv_smallpart_N/P/Si)* sont ecrites dans le modèle fortran *C(iv_diss_N/P/Si)* et dans cette documentation : *C_(N/P/Si)det-diss* * **Nota** : les variables *Cmicrozoo* et *Cmesozoo* sont écrites dans le modèle en fortran de la même manière que dans l'option 1 (Nmicrozoo..) alors qu'elle sont exprimées en carbone * Ammonium (µmol. L-1) : :math:`[\frac{d(C_{NH4})}{dt}]_{bio}=` | :math:`+Rme_N*C_{Ndet_diss}` :ref:`mineralisation.MO` | :math:`-\mu_{diat}*Fraction_{NH4diat}*C_{Ndiat}-\mu_{dino}*Fraction_{NH4dino}*C_{Ndino} -\mu_{nano}*Fraction_{NH4nano}*C_{Nnano}` :ref:`croissance.phyto` | :math:`-Nitrif*C_{NH4}` :ref:`nitrification` | :math:`(+Ex_{microzoo}*C_{microzoo} + Ex_{mesozoo}*C_{mesozoo})*rNC` :ref:`excretion.zoo` | :math:`+(1-\tau_{assimil-microzoo})*\mu_{microzoo}*C_{Nmicrozoo}*(1-\tau_{diss-microzoo})*rNC` * Nitrate (µmol. L-1) : :math:`[\frac{d(C_{NO3})}{dt}]_{bio}=` | :math:`-\mu_{diat}*Fraction_{NO3diat}*C_{Ndiat}-\mu_{dino}*Fraction_{NO3dino}*C_{Ndino} -\mu_{nano}*Fraction_{NO3nano}*C_{Nnano}` :ref:`croissance.phyto` | :math:`+Nitrif*C_{NH4}` :ref:`nitrification` * Silice dissoute (µmol. L-1) : :math:`[\frac{d(C_{Si})}{dt}]_{bio}=` | :math:`-\mu_{diat}*Fraction_{Sidiat}*C_{Ndiat}` :ref:`croissance.phyto` | :math:`+Rde_{Si}*C_{Ndet_diss}` :ref:`mineralisation.MO` * Phosphate dissous (µmol. L-1) : :math:`[\frac{d(C_{PO4})}{dt}]_{bio}=` | :math:`+Rme_P*C_{Pdet_diss}` :ref:`mineralisation.MO` | :math:`-\mu_{diat}*Fraction_{Pphyto}*C_{Ndiat}-\mu_{dino}*Fraction_{Pphyto}*C_{Ndino} -\mu_{nano}*Fraction_{Pphyto}*C_{Nnano}` :ref:`croissance.phyto` | :math:`+(Fraction_{Pphyto}*(Ex_{microzoo}*C_{microzoo} + Ex_{mesozoo}*C_{mesozoo}))*rNC` :ref:`excretion.zoo` | :math:`-AdsP + DesP` :ref:`sorption.P` | :math:`+(1-\tau_{assimil-microzoo})*\mu_{microzoo}*C_{Nmicrozoo}*(1-\tau_{diss-microzoo})*Fraction_{Pphyto}*rNC` * Phosphate adsorbe échangeable (µmol. L-1) : :math:`[\frac{d(C_{Pads})}{dt}]_{bio}=+AdsP - DesP` :ref:`sorption.P` * Azote des diatomées (µmol. L-1) : :math:`[\frac{d(C_{Ndiat})}{dt}]_{bio}=` | :math:`+\mu_{diat}*C_{Ndiat}` :ref:`croissance.phyto` | :math:`-m_{diat}*C_{Ndiat}` :ref:`mortalite.phyto` | :math:`-fraction_DIAT_N` :ref:`broutage.benthos` | :math:`(-\mu_{mesozoo}*C_{Nmesozoo}*\frac{Cdiat_{mesozoo}}{\Sigma(proies_{mesozoo})})*rNC` Broutage du mesozooplancton :ref:`croissance.zoo` | :math:`(-\mu_{microzoo}*C_{Nmicrozoo}*\frac{Cdiat_{microzoo}}{\Sigma(proies_{microzoo})})*rNC` Broutage du microzooplancton :ref:`croissance.zoo` * Azote des dinoflagellés (µmol. L-1) : :math:`[\frac{d(C_{Ndino})}{dt}]_{bio}=` | :math:`+\mu_{dino}*C_{Ndino}` :ref:`croissance.phyto` | :math:`-m_{dino}*C_{Ndino}` :ref:`mortalite.phyto` | :math:`(-\mu_{mesozoo}*C_{Nmesozoo}*\frac{Cdino_{mesozoo}}{\Sigma(proies_{mesozoo})})*rNC` Broutage du mesozooplancton :ref:`croissance.zoo` * Azote des nanoflagellés (nano-pico phytoplancton) (µmol. L-1) : :math:`[\frac{d(C_{Nnano})}{dt}]_{bio}=` | :math:`+\mu_{nano}*C_{Nnano}` :ref:`croissance.phyto` | :math:`-m_{nano}*C_{Nnano}` :ref:`mortalite.phyto` | :math:`(-\mu_{microzoo}*C_{Nmicrozoo}*\frac{Cnano_{microzoo}}{\Sigma(proies_{microzoo})})*rNC` Broutage du microzooplancton :ref:`croissance.zoo` * Azote organique detritique (µmol. L-1) : :math:`[\frac{d(C_{Ndetr})}{dt}]_{bio}=` | :math:`+m_{diat}*C_{Ndiat}` :ref:`mortalite.phyto` | :math:`(+m_{microzoo}*C_{Nmicrozoo}+m_{mesozoo}*C_{Nmesozoo})*rNC` :ref:`mortalite.zoo` | :math:`-Rme_MOP*C_{Ndetr}` :ref:`mineralisation.MO` | :math:`-fraction_DET_N` :ref:`broutage.benthos` | :math:`+((1-\tau_{assimil-mesozoo})*\mu_{mesozoo}*C_{Nmesozoo})*rNC` Rejet non assimilé du broutage du mesozooplancton :ref:`croissance.zoo` | :math:`(-\mu_{microzoo}*C_{Nmicrozoo}*\frac{Cdet_{microzoo}}{\Sigma(proies_{microzoo})})*rNC` Broutage du microzooplancton :ref:`croissance.zoo` * Silice biogénique détritique (µmol. L-1) : :math:`[\frac{d(C_{Sidetr})}{dt}]_{bio}=` | :math:`-Rme_MOP*C_{Sidetr}` :ref:`mineralisation.MO` | :math:`+Fraction_{Siphyto}*m_{diat}*C_{Ndiat}` :ref:`mortalite.phyto` | :math:`(+\mu_{mesozoo}*Fraction_{Siphyto}*C_{Nmesozoo})*rNC` Rejet du broutage du mesozooplancton :ref:`croissance.zoo` | :math:`-fraction_DET_Si` :ref:`broutage.benthos` * Phosphore organique détritique (µmol. L-1) : :math:`[\frac{d(C_{Pdetr})}{dt}]_{bio}=` | :math:`-Rme_MOP*C_{Pdetr}` :ref:`mineralisation.MO` | :math:`+Fraction_{Pphyto}*(m_{diat}*C_{Ndiat})` :ref:`mortalite.phyto` | :math:`+rNC*Fraction_{Pphyto}*(m_{microzoo}*C_{Nmicrozoo}+m_{mesozoo}*C_{Nmesozoo})` :ref:`mortalite.zoo` | :math:`+rNC*Fraction_{Pphyto}*(1-\tau_{assimil-mesozoo})*\mu_{mesozoo}*C_{Nmesozoo}` Rejet non assimilé du broutage du mesozooplancton :ref:`croissance.zoo` | :math:`-rNC*Fraction_{Pphyto}*\mu_{microzoo}*C_{Nmicrozoo}*\frac{Cdet_{microzoo}}{\Sigma(proies_{microzoo})}` Broutage du microzooplancton :ref:`croissance.zoo` | :math:`-fraction_DET_P` :ref:`broutage.benthos` * Carbone du microzooplancton (µmol. L-1) : :math:`[\frac{d(C_{Cmicrozoo})}{dt}]_{bio}=` | :math:`-m_{microzoo}*C_{Cmicrozoo}` :ref:`mortalite.zoo` | :math:`-Ex_{microzoo}*C_{Cmicrozoo}` :ref:`excretion.zoo` | :math:`+\tau_{assimil-microzoo}*\mu_{microzoo}*C_{Cmicrozoo}` :ref:`croissance.zoo` | :math:`-\mu_{mesozoo}*C_{Cmesozoo}*\frac{Cmicrozoo_{mesozoo}}{\Sigma(proies_{mesozoo})}` Broutage du mesozooplancton :ref:`croissance.zoo` * Carbone du mesozooplancton (µmol. L-1) : :math:`[\frac{d(C_{mesozoo})}{dt}]_{bio}=` | :math:`-m_{mesozoo}*C_{Cmesozoo}` :ref:`mortalite.zoo` | :math:`-Ex_{mesozoo}*C_{Cmesozoo}` :ref:`excretion.zoo` | :math:`+\tau_{assimil-mesozoo}*\mu_{mesozoo}*C_{Cmesozoo}` :ref:`croissance.zoo` * Azote small particulate (µmol. L-1) : :math:`[\frac{d(C_{Ndet-diss})}{dt}]_{bio}=` | :math:`+m_{dino}*C_{Ndino}+m_{nano}*C_{Nnano}` :ref:`mortalite.phyto` | :math:`+(m_{microzoo}*C_{Nmicrozoo}+m_{mesozoo}*C_{Nmesozoo})*rNC` :ref:`mortalite.zoo` | :math:`+Rme_MOP*C_{Ndetr} -Rme_N*C_{Ndet-diss}` :ref:`mineralisation.MO` | :math:`+0.25*fraction_DET_N` :ref:`broutage.benthos` | :math:`+0.25*fraction_DIAT_N` :ref:`broutage.benthos` | :math:`+((1-\tau_{assimil-microzoo})*\mu_{microzoo}*C_{Nmicrozoo}*\tau_{diss-microzoo})*rNC` Part du rejet non assimilé du broutage du microzooplancton :ref:`croissance.zoo` * Silice small particulate (µmol. L-1) : :math:`[\frac{d(C_{Sidet-diss})}{dt}]_{bio}=` | :math:`+Rme_MOP*C_{Sidetr} -Rme_N*C_{Sidet-diss}` :ref:`mineralisation.MO` | :math:`(+\mu_{microzoo}*Fraction_{Siphyto}*C_{Nmicrozoo})*rNC` Rejet du broutage du meicrozooplancton :ref:`croissance.zoo` | :math:`+fraction_DET_Si+fractionDIAT_Si` :ref:`broutage.benthos` * Phosphore small particulate (µmol. L-1) : :math:`[\frac{d(C_{Pdet-diss})}{dt}]_{bio}=` | :math:`-Rme_MOP*C_{Pdetr} -Rme_N*C_{Pdet-diss}` :ref:`mineralisation.MO` | :math:`+Fraction_{Pphyto}*(m_{dino}*C_{Ndino})+Fraction_{Pphyto}*(m_{nano}*C_{Nnano})` :ref:`mortalite.phyto` | :math:`+rNC*Fraction_{Pphyto}*(1-\tau_{assimil-microzoo})*\mu_{microzoo}*C_{Nmicrozoo}` Rejet non assimilé du broutage du microzooplancton :ref:`croissance.zoo` | :math:`+fraction_DET_P +fractionDIAT_P` :ref:`broutage.benthos` * N2 accumule dans la derniere couche, perdu pour le cycle N :math:`[\frac{d(C_{N2})}{dt}]_{bio}=` | :math:`+0.75*fraction_DET_N + 0.75*fractionDIAT_N` :ref:`broutage.benthos` **PRODUCTIONS CUMULEES** Trois variables supplémentaires sont calculées : les cumuls (depuis le 1er janvier de chaque année) de la production primaire des 3 groupes phytoplanctoniques. ces variables sont estimées en chaque maille du domaine mais ne sont pas transportées. Ce sont des variables "*fixées*" du modèle, qui ne varient qu'en fonction de la biogéochimie et sont réinitialisées chaque année au 1er janvier. * Production azotee cumulee des nanoflagelles (gC. m-2 cumulé depuis le 1 Janvier dans une maille km d'épaisseur epn) : :math:`[\frac{d(PP_{nano})}{dt}]_{bio}=+\mu_{nano}*C_{Nnano}*MasseMolaire_N*epn` * Production azotee cumulee des diatomées (gC. m-2 cumulé depuis le 1 Janvier dans une maille km d'épaisseur epn) : :math:`[\frac{d(PP_{diat})}{dt}]_{bio}=+\mu_{diat}*C_{Ndiat}*MasseMolaire_N*epn` * Production azotee cumulee des dinoflagelles (gC. m-2 cumulé depuis le 1 Janvier dans une maille km d'épaisseur epn) : :math:`[\frac{d(PP_{dino})}{dt}]_{bio}=+\mu_{dino}*C_{Ndino}*MasseMolaire_N*epn` Dans cette option 2 les productions cumulées sont exprimées en masse d'azote.