chem/module_sorgam_aqchem.F

   1 module module_sorgam_aqchem
   2
   3   ! NOTE: This is an initial attempt at the implementation of AQCHEM with
   4   ! the MADE/SORGAM aerosol scheme. It needs to be checked and tested.
   5   !
   6   ! jan.kazil@noaa.gov 2011-08-14 17:15:39 -06:00
   7
   8   REAL, PARAMETER :: epsilc = 1.0E-16
   9
  10   REAL, PARAMETER :: qcldwtr_cutoff = 1.0e-6 ! Cloud threshold (kg/kg)
  11
  12   REAL, PARAMETER :: mwdry = 28.966  ! Molecular mass of dry air (g/mol)
  13   REAL, PARAMETER :: mwso4 = 96.00   ! Molecular mass of SO4-- (g/mol)
  14   REAL, PARAMETER :: mwno3 = 62.0    ! Molecular mass of NO3- (g/mol)
  15   REAL, PARAMETER :: mwnh4 = 18.0985 ! Molecular mass of NH4+ (g/mol)
  16   REAL, PARAMETER :: mwna  = 22.990  ! Molecular mass of NH4+ (g/mol)
  17   REAL, PARAMETER :: mwcl  = 35.453  ! Molecular mass of NH4+ (g/mol)
  18
  19   ! AQCHEM parameters
  20
  21   INTEGER, PARAMETER :: NGAS = 12  ! number of gas-phase species for AQCHEM
  22   INTEGER, PARAMETER :: NAER = 36  ! number of aerosol species for AQCHEM
  23   INTEGER, PARAMETER :: NLIQS = 41 ! number of liquid-phase species in AQCHEM
  24
  25   ! Indices for the AQCHEM array GAS
  26
  27   INTEGER, PARAMETER :: LSO2    =  1  ! Sulfur Dioxide
  28   INTEGER, PARAMETER :: LHNO3   =  2  ! Nitric Acid
  29   INTEGER, PARAMETER :: LN2O5   =  3  ! Dinitrogen Pentoxide
  30   INTEGER, PARAMETER :: LCO2    =  4  ! Carbon Dioxide
  31   INTEGER, PARAMETER :: LNH3    =  5  ! Ammonia
  32   INTEGER, PARAMETER :: LH2O2   =  6  ! Hydrogen Perioxide
  33   INTEGER, PARAMETER :: LO3     =  7  ! Ozone
  34   INTEGER, PARAMETER :: LFOA    =  8  ! Formic Acid
  35   INTEGER, PARAMETER :: LMHP    =  9  ! Methyl Hydrogen Peroxide
  36   INTEGER, PARAMETER :: LPAA    = 10  ! Peroxyacidic Acid
  37   INTEGER, PARAMETER :: LH2SO4  = 11  ! Sulfuric Acid
  38   INTEGER, PARAMETER :: LHCL    = 12  ! Hydrogen Chloride
  39
  40   ! Indices for the AQCHEM array AEROSOL
  41
  42   INTEGER, PARAMETER :: LSO4AKN  =  1  ! Aitken mode Sulfate
  43   INTEGER, PARAMETER :: LSO4ACC  =  2  ! Accumulation mode Sulfate
  44   INTEGER, PARAMETER :: LSO4COR  =  3  ! Coarse mode Sulfate
  45   INTEGER, PARAMETER :: LNH4AKN  =  4  ! Aitken mode Ammonium
  46   INTEGER, PARAMETER :: LNH4ACC  =  5  ! Accumulation mode Ammonium
  47   INTEGER, PARAMETER :: LNO3AKN  =  6  ! Aitken mode Nitrate
  48   INTEGER, PARAMETER :: LNO3ACC  =  7  ! Accumulation mode Nitrate
  49   INTEGER, PARAMETER :: LNO3COR  =  8  ! Coarse mode Nitrate
  50   INTEGER, PARAMETER :: LORGAAKN =  9  ! Aitken mode anthropogenic SOA
  51   INTEGER, PARAMETER :: LORGAACC = 10  ! Accumulation mode anthropogenic SOA
  52   INTEGER, PARAMETER :: LORGPAKN = 11  ! Aitken mode primary organic aerosol
  53   INTEGER, PARAMETER :: LORGPACC = 12  ! Accumulation mode primary organic aerosol
  54   INTEGER, PARAMETER :: LORGBAKN = 13  ! Aitken mode biogenic SOA
  55   INTEGER, PARAMETER :: LORGBACC = 14  ! Accumulation mode biogenic SOA
  56   INTEGER, PARAMETER :: LECAKN   = 15  ! Aitken mode elemental carbon
  57   INTEGER, PARAMETER :: LECACC   = 16  ! Accumulation mode elemental carbon
  58   INTEGER, PARAMETER :: LPRIAKN  = 17  ! Aitken mode primary aerosol
  59   INTEGER, PARAMETER :: LPRIACC  = 18  ! Accumulation mode primary aerosol
  60   INTEGER, PARAMETER :: LPRICOR  = 19  ! Coarse mode primary aerosol
  61   INTEGER, PARAMETER :: LNAAKN   = 20  ! Aitken mode Sodium
  62   INTEGER, PARAMETER :: LNAACC   = 21  ! Accumulation mode Sodium
  63   INTEGER, PARAMETER :: LNACOR   = 22  ! Coarse mode Sodium
  64   INTEGER, PARAMETER :: LCLAKN   = 23  ! Aitken mode Chloride ion
  65   INTEGER, PARAMETER :: LCLACC   = 24  ! Accumulation mode Chloride ion
  66   INTEGER, PARAMETER :: LCLCOR   = 25  ! Coarse mode Chloride ion
  67   INTEGER, PARAMETER :: LNUMAKN  = 26  ! Aitken mode number
  68   INTEGER, PARAMETER :: LNUMACC  = 27  ! Accumulation mode number
  69   INTEGER, PARAMETER :: LNUMCOR  = 28  ! Coarse mode number
  70   INTEGER, PARAMETER :: LSRFAKN  = 29  ! Aitken mode surface area
  71   INTEGER, PARAMETER :: LSRFACC  = 30  ! Accumulation mode surface area
  72   INTEGER, PARAMETER :: LNACL    = 31  ! Sodium Chloride aerosol for AE3 only {depreciated in AE4}
  73   INTEGER, PARAMETER :: LCACO3   = 32  ! Calcium Carbonate aerosol (place holder)
  74   INTEGER, PARAMETER :: LMGCO3   = 33  ! Magnesium Carbonate aerosol (place holder)
  75   INTEGER, PARAMETER :: LA3FE    = 34  ! Iron aerosol (place holder)
  76   INTEGER, PARAMETER :: LB2MN    = 35  ! Manganese aerosol (place holder)
  77   INTEGER, PARAMETER :: LK       = 36  ! Potassium aerosol (Cl- tracked separately) (place holder)
  78
  79   ! Indices for the AQCHEM arrays LIQUID and WETDEP
  80
  81   INTEGER, PARAMETER :: LACL        =  1  ! Hydrogen ion
  82   INTEGER, PARAMETER :: LNH4L       =  2  ! Ammonium
  83   INTEGER, PARAMETER :: LCAL        =  3  ! Calcium
  84   INTEGER, PARAMETER :: LNAACCL     =  4  ! Sodium
  85   INTEGER, PARAMETER :: LOHL        =  5  ! Hydroxyl radical ion
  86   INTEGER, PARAMETER :: LSO4ACCL    =  6  ! Sulfate (attributed to accumulation mode)
  87   INTEGER, PARAMETER :: LHSO4ACCL   =  7  ! bisulfate (attributed to accumulation mode)
  88   INTEGER, PARAMETER :: LSO3L       =  8  ! sulfite
  89   INTEGER, PARAMETER :: LHSO3L      =  9  ! bisulfite
  90   INTEGER, PARAMETER :: LSO2L       = 10  ! sulfur dioxide
  91   INTEGER, PARAMETER :: LCO3L       = 11  ! carbonate
  92   INTEGER, PARAMETER :: LHCO3L      = 12  ! bicarbonate
  93   INTEGER, PARAMETER :: LCO2L       = 13  ! carbon dioxide
  94   INTEGER, PARAMETER :: LNO3ACCL    = 14  ! nitrate(attributed to accumulation mode)
  95   INTEGER, PARAMETER :: LNH3L       = 15  ! ammonia
  96   INTEGER, PARAMETER :: LCLACCL     = 16  ! chloride ion (attributed to accumulation mode)
  97   INTEGER, PARAMETER :: LH2O2L      = 17  ! hydrogen peroxide
  98   INTEGER, PARAMETER :: LO3L        = 18  ! ozone
  99   INTEGER, PARAMETER :: LFEL        = 19  ! iron
 100   INTEGER, PARAMETER :: LMNL        = 20  ! Manganese
 101   INTEGER, PARAMETER :: LAL         = 21  ! generalized anion associated with iron
 102   INTEGER, PARAMETER :: LFOAL       = 22  ! Formic acid
 103   INTEGER, PARAMETER :: LHCO2L      = 23  ! HCOO- ion
 104   INTEGER, PARAMETER :: LMHPL       = 24  ! Methyl hydrogen peroxide
 105   INTEGER, PARAMETER :: LPAAL       = 25  ! Peroxyacidic acid
 106   INTEGER, PARAMETER :: LHCLL       = 26  ! Hydrogen chloride
 107   INTEGER, PARAMETER :: LPRIML      = 27  ! primary aerosol
 108   INTEGER, PARAMETER :: LMGL        = 28  ! Magnesium
 109   INTEGER, PARAMETER :: LKL         = 29  ! potassium
 110   INTEGER, PARAMETER :: LBL         = 30  ! generalized anion associated with manganese
 111   INTEGER, PARAMETER :: LHNO3L      = 31  ! nitric acid
 112   INTEGER, PARAMETER :: LPRIMCORL   = 32  ! coarse-mode primary aerosol
 113   INTEGER, PARAMETER :: LNUMCORL    = 33  ! coarse-mode number
 114   INTEGER, PARAMETER :: LTS6CORL    = 34  ! sulfate (attributed to coarse mode)
 115   INTEGER, PARAMETER :: LNACORL     = 35  ! sodium (attributed to coarse mode)
 116   INTEGER, PARAMETER :: LCLCORL     = 36  ! chloride ion (attributed to coarse mode)
 117   INTEGER, PARAMETER :: LNO3CORL    = 37  ! nitrate (attributed to coarse mode)
 118   INTEGER, PARAMETER :: LORGAL      = 38  ! anthropogenic SOA
 119   INTEGER, PARAMETER :: LORGPL      = 39  ! primary organic aerosols
 120   INTEGER, PARAMETER :: LORGBL      = 40  ! biogenic SOA
 121   INTEGER, PARAMETER :: LECL        = 41  ! elemental carbon
 122
 123   contains
 124
 125 !-------------------------------------------------------------------------------
 126
 127         subroutine sorgam_aqchem_driver(   &
 128             id, ktau, ktauc, dtstepc, config_flags,   &
 129             p_phy, t_phy, rho_phy, alt, dz8w,  &
 130             moist, chem,   &
 131             gas_aqfrac, numgas_aqfrac,   &
 132             ids,ide, jds,jde, kds,kde,   &
 133             ims,ime, jms,jme, kms,kme,   &
 134             its,ite, jts,jte, kts,kte )
 135
 136     use module_ctrans_aqchem, only: aqchem
 137
 138         use module_configure, only: grid_config_rec_type
 139
 140     use module_state_description, only: &
 141       num_chem, &
 142                 num_moist, &
 143 !      p_co2, &
 144       p_so2, &
 145       p_sulf, &
 146       p_nh3, &
 147       p_h2o2, &
 148       p_o3, &
 149       p_op1, &
 150       p_ora1, &
 151       p_paa, &
 152       p_hno3, &
 153       p_n2o5, &
 154       p_so4cwi, &
 155       p_nh4cwi, &
 156       p_no3cwi, &
 157       p_so4cwj, &
 158       p_nh4cwj, &
 159       p_no3cwj, &
 160       p_nacwi, &
 161       p_nacwj, &
 162       p_clcwi, &
 163       p_clcwj, &
 164 !      p_so4cwk, &
 165 !      p_no3cwk, &
 166       p_qv, &
 167       p_qc, &
 168        p_facd, &
 169        p_mepx, &
 170        p_pacd, &
 171        CB05_SORG_AQ_KPP
 172
 173 !!! TUCCELLA
 174     !use module_data_sorgam, only: cw_phase, nphase_aer
 175
 176     implicit none
 177
 178     !
 179     ! Arguments
 180     !
 181
 182         ! id - domain index
 183     ! ktau - time step number
 184     ! ktauc - gas and aerosol chemistry time step number
 185     ! numgas_aqfrac - last dimension of gas_aqfrac
 186
 187     ! [ids:ide, kds:kde, jds:jde] - spatial (x,z,y) indices for 'domain'
 188     ! [ims:ime, kms:kme, jms:jme] - spatial (x,z,y) indices for 'memory'
 189     ! Most arrays that are arguments to chem_driver
 190     ! are dimensioned with these spatial indices.
 191     ! [its:ite, kts:kte, jts:jte] - spatial (x,z,y) indices for 'tile'
 192     ! chem_driver and routines under it do calculations
 193     ! over these spatial indices.
 194
 195         integer, intent(in) ::   &
 196                 id, ktau, ktauc,   &
 197                 numgas_aqfrac,   &
 198                 ids, ide, jds, jde, kds, kde,   &
 199                 ims, ime, jms, jme, kms, kme,   &
 200                 its, ite, jts, jte, kts, kte
 201
 202     ! Configuration and control parameters:
 203     type(grid_config_rec_type), intent(in) :: config_flags
 204
 205     ! Time step for gas and aerosol chemistry(s):
 206     real, intent(in) :: dtstepc
 207
 208     ! p_phy - air pressure (Pa)
 209     ! t_phy - temperature (K)
 210     ! rho_phy - moist air density (kg/m^3)
 211     ! alt - dry air specific volume (m^3/kg)
 212     ! dz8w - level height (m)
 213
 214     real, intent(in), dimension( ims:ime, kms:kme, jms:jme ) :: &
 215       p_phy, t_phy, rho_phy, alt, dz8w
 216
 217     ! Mixing ratios of moisture species (water vapor,
 218     ! cloud water, ...) (kg/kg for mass species, #/kg for number species):
 219
 220     real, intent(in), dimension( ims:ime, kms:kme, jms:jme, 1:num_moist ) :: moist
 221
 222     ! Mixing ratios of trace gas and aerosol species (ppm for gases,
 223     !   ug/kg for aerosol mass species, #/kg for aerosol number species):
 224
 225     real, intent(inout), dimension( ims:ime, kms:kme, jms:jme, 1:num_chem ) :: chem
 226
 227     ! Fraction (0-1) of gas that is dissolved in cloud water:
 228
 229     real, intent(inout), dimension( ims:ime, kms:kme, jms:jme, numgas_aqfrac ) :: gas_aqfrac
 230
 231     !
 232     ! I/O for AQCHEM
 233     !
 234
 235     real, dimension (ngas)  :: gas     ! Mixing ratio of gas phase species (in gas + liquid phase) (mol/mol)
 236     real, dimension (naer)  :: aerosol ! Mixing ratio of aerosol species (mass/number/surface area in liquid phase) (mol/mol, #/mol)
 237     real, dimension (nliqs) :: liquid  ! mol/liter
 238
 239     real, dimension (ngas) :: gaswdep ! mm mol/liter
 240     real, dimension (naer) :: aerwdep ! mm mol/liter
 241     real                   :: hpwdep  ! mm mol/liter
 242
 243     real :: precip    ! Precipitation rate (mm/h)
 244     real :: airm      ! Column air number density (mol/m2)
 245     real :: rho_dry   ! Dry air mass density (kg/m3)
 246     real :: h2o_aq    ! Liquid water content ! (kg/m3)
 247     real :: h2o_total ! Total water content ! (kg/m3)
 248
 249     real :: alfa0 ! Scavenging coeffficient for Aitken aerosol number
 250     real :: alfa2 ! Scavenging coeffficient for Aitken aerosol surface area
 251     real :: alfa3 ! Scavenging coeffficient for Aitken aerosol mass
 252
 253     !!!! TUCCELLA
 254     ! For cw phase
 255     integer :: cw_phase, nphase_aer
 256     !
 257     ! Other local variables
 258     !
 259
 260     integer :: it, jt, kt
 261
 262     real :: conv_factor
 263
 264 !!! TUCCELLA
 265     ! Check that cw_phase is active
 266
 267     !!! Get cw_phase and nphase_aer
 268     IF (config_flags%chem_opt==109) THEN
 269        CALL get_cwphase_soa_vbs(config_flags,cw_phase,nphase_aer)
 270     ELSE
 271        CALL get_cwphase_sorgam(config_flags,cw_phase,nphase_aer)
 272     END IF
 273
 274     if ((cw_phase .le. 0) .or. (cw_phase .gt. nphase_aer)) then
 275       write(*,*) '*** module_sorgam_aqchem - cw_phase not active'
 276       return
 277     endif
 278
 279 !       write(*,'(a,8(1x,i6))') 'entering module_sorgam_aqchem - ktau =', ktau
 280
 281     ! We set the precipitation rate and aerosol scavenging rates to zero,
 282     ! in order to prevent wet scavenging in AQCHEM (it is treated elswhere):
 283
 284     precip = 0.0 ! mm/hr
 285
 286     alfa0 = 0.0
 287     alfa2 = 0.0
 288     alfa3 = 0.0
 289
 290     ! Wet scavenging arrays
 291
 292     gaswdep(:) = 0.0
 293     aerwdep(:) = 0.0
 294     hpwdep  = 0.0
 295
 296     ! Loop over tile
 297
 298     do jt = jts, jte
 299         do it = its, ite
 300         do kt = kts, kte
 301
 302       if (moist(it,kt,jt,p_qc).gt.qcldwtr_cutoff) then
 303
 304         ! Column air number density in layer:
 305         airm = 1000.0*rho_phy(it,kt,jt)*dz8w(it,kt,jt)/mwdry ! mol/m2
 306
 307         ! Dry air mass density
 308         rho_dry = 1.0/alt(it,kt,jt) ! kg/m3
 309
 310         ! Liquid water content:
 311         h2o_aq = moist(it,kt,jt,p_qc)*rho_dry ! (kg/m3)
 312
 313         ! Total water content:
 314         h2o_total = (moist(it,kt,jt,p_qc)+moist(it,kt,jt,p_qv))*rho_dry ! (kg/m3)
 315
 316         ! Gas phase concentrations before aqueous phase chemistry
 317         ! (with units conversion ppm -> mol/mol)
 318
 319         gas(:) = 0.0
 320
 321 !        if (p_co2 .gt. 1)  then
 322 !          gas(lco2) = chem(it,kt,jt,p_co2)*1.0e-6
 323 !        else
 324 !              gas(lco2) = 380.0
 325            gas(lco2) = 380.0e-6
 326 !        endif
 327
 328         if (p_so2 .gt. 1)  gas(lso2)   = chem(it,kt,jt,p_so2)*1.0e-6
 329         if (p_hno3 .gt. 1) gas(lhno3)  = chem(it,kt,jt,p_hno3)*1.0e-6
 330         if (p_n2o5 .gt. 1) gas(ln2o5)  = chem(it,kt,jt,p_n2o5)*1.0e-6
 331         if (p_nh3 .gt. 1)  gas(lnh3)   = chem(it,kt,jt,p_nh3)*1.0e-6
 332         if (p_h2o2 .gt. 1) gas(lh2o2)  = chem(it,kt,jt,p_h2o2)*1.0e-6
 333         if (p_o3 .gt. 1)   gas(lo3)    = chem(it,kt,jt,p_o3)*1.0e-6
 334         if (p_sulf .gt. 1) gas(lh2so4) = chem(it,kt,jt,p_sulf)*1.0e-6
 335
 336         if (config_flags%chem_opt==CB05_SORG_AQ_KPP) then
 337          if (p_facd .gt. 1) gas(lfoa)   = chem(it,kt,jt,p_facd)*1.0e-6
 338          if (p_mepx .gt. 1)  gas(lmhp)   = chem(it,kt,jt,p_mepx)*1.0e-6
 339          if (p_pacd .gt. 1)  gas(lpaa)   = chem(it,kt,jt,p_pacd)*1.0e-6
 340         else
 341          if (p_ora1 .gt. 1) gas(lfoa)   = chem(it,kt,jt,p_ora1)*1.0e-6
 342          if (p_op1 .gt. 1)  gas(lmhp)   = chem(it,kt,jt,p_op1)*1.0e-6
 343          if (p_paa .gt. 1)  gas(lpaa)   = chem(it,kt,jt,p_paa)*1.0e-6
 344         end if
 345
 346         ! Aerosol mass concentrations before aqueous phase chemistry
 347         ! (with units conversion ug/kg -> mol/mol). Although AQCHEM
 348         ! accounts for much of the aerosol compounds in MADE, they are
 349         ! not treated at the moment by AQCHEM, as the mapping between
 350         ! the organic compound groups in MADE and AQCHEM is not obvious.
 351
 352         aerosol(:) = 0.0
 353
 354         aerosol(lso4akn)  = chem(it,kt,jt,p_so4cwi)*1.0e-9*mwdry/mwso4 ! Aitken mode sulfate
 355         aerosol(lnh4akn)  = chem(it,kt,jt,p_nh4cwi)*1.0e-9*mwdry/mwnh4 ! Aitken mode ammonium
 356         aerosol(lno3akn)  = chem(it,kt,jt,p_no3cwi)*1.0e-9*mwdry/mwno3 ! Aitken mode nitrate
 357 !        aerosol(lnaakn)   = chem(it,kt,jt,p_nacwi)*1.0e-9*mwdry/mwna   ! Aitken mode Na
 358 !        aerosol(lclakn)   = chem(it,kt,jt,p_clcwi)*1.0e-9*mwdry/mwcl   ! Aitken mode Cl
 359
 360         aerosol(lorgaakn) = 0.0                                        ! Aitken mode anthropogenic SOA
 361         aerosol(lorgpakn) = 0.0                                        ! Aitken mode primary organic aerosol
 362         aerosol(lorgbakn) = 0.0                                        ! Aitken mode biogenic SOA
 363         aerosol(lecakn)   = 0.0                                        ! Aitken mode elemental carbon
 364         aerosol(lpriakn)  = 0.0                                        ! Aitken mode primary aerosol
 365
 366         aerosol(lso4acc)  = chem(it,kt,jt,p_so4cwj)*1.0e-9*mwdry/mwso4 ! Accumulation mode sulfate
 367         aerosol(lnh4acc)  = chem(it,kt,jt,p_nh4cwj)*1.0e-9*mwdry/mwnh4 ! Accumulation mode ammonium
 368         aerosol(lno3acc)  = chem(it,kt,jt,p_no3cwj)*1.0e-9*mwdry/mwno3 ! Accumulation mode nitrate
 369         aerosol(lnaacc)   = chem(it,kt,jt,p_nacwj)*1.0e-9*mwdry/mwna   ! Accumulation mode Na
 370         aerosol(lclacc)   = chem(it,kt,jt,p_clcwj)*1.0e-9*mwdry/mwcl   ! Accumulation mode Cl
 371
 372         aerosol(lorgaacc) = 0.0                                        ! Accumulation mode anthropogenic SOA
 373         aerosol(lorgpacc) = 0.0                                        ! Accumulation mode primary organic aerosol
 374         aerosol(lorgbacc) = 0.0                                        ! Accumulation mode biogenic SOA
 375         aerosol(lecacc)   = 0.0                                        ! Accumulation mode elemental carbon
 376         aerosol(lpriacc)  = 0.0                                        ! Accumulation mode primary aerosol
 377
 378 !        aerosol(lso4cor)  = chem(it,kt,jt,p_so4cwk)*1.0e-9*mwdry/mwso4 ! Coarse mode sulfate
 379 !        aerosol(lno3cor)  = chem(it,kt,jt,p_no3cwk)*1.0e-9*mwdry/mwno3 ! Coarse mode nitrate
 380         aerosol(lnacor)   = 0.0                                        ! Coarse mode Na
 381         aerosol(lclcor)   = 0.0                                        ! Coarse mode Cl
 382         aerosol(lpricor)  = 0.0                                        ! Coarse mode primary aerosol
 383
 384 !based on CMAQ prescribed Fe/Mn
 385         aerosol(LA3FE) = 0.01*alt(it,kt,jt)*1.0e-9*mwdry/55.8
 386         aerosol(LB2MN) = 0.005*alt(it,kt,jt)*1.0e-9*mwdry/54.9
 387
 388         ! Liquid phase concentrations
 389
 390         liquid(:) = 0.0
 391
 392         call aqchem( &
 393           t_phy(it,kt,jt), &
 394           p_phy(it,kt,jt), &
 395           dtstepc, &
 396           precip, &
 397           h2o_aq, &
 398           h2o_total, &
 399           airm, &
 400           alfa0, &
 401           alfa2, &
 402           alfa3, &
 403           gas, &
 404           aerosol, &
 405           liquid, &
 406           gaswdep, &
 407           aerwdep, &
 408           hpwdep)
 409
 410         ! Gas phase concentrations after aqueous phase chemistry
 411         ! (with units conversion mol/mol -> ppm)
 412
 413 !        if (p_co2 .gt. 1)  chem(it,kt,jt,p_co2)  = gas(lco2)*1.0e6
 414         if (p_so2 .gt. 1)  chem(it,kt,jt,p_so2)  = gas(lso2)*1.0e6
 415         if (p_hno3 .gt. 1) chem(it,kt,jt,p_hno3) = gas(lhno3)*1.0e6
 416         if (p_n2o5 .gt. 1) chem(it,kt,jt,p_n2o5) = gas(ln2o5)*1.0e6
 417         if (p_nh3 .gt. 1)  chem(it,kt,jt,p_nh3)  = gas(lnh3)*1.0e6
 418         if (p_h2o2 .gt. 1) chem(it,kt,jt,p_h2o2) = gas(lh2o2)*1.0e6
 419         if (p_o3 .gt. 1)   chem(it,kt,jt,p_o3)   = gas(lo3)*1.0e6
 420         if (p_sulf .gt. 1) chem(it,kt,jt,p_sulf) = gas(lh2so4)*1.0e6
 421
 422         if (config_flags%chem_opt==CB05_SORG_AQ_KPP) then
 423           if (p_facd .gt. 1) chem(it,kt,jt,p_facd) = gas(lfoa)*1.0e6
 424           if (p_mepx .gt. 1)  chem(it,kt,jt,p_mepx)  = gas(lmhp)*1.0e6
 425           if (p_pacd .gt. 1)  chem(it,kt,jt,p_pacd)  = gas(lpaa)*1.0e6
 426         else
 427           if (p_ora1 .gt. 1) chem(it,kt,jt,p_ora1) = gas(lfoa)*1.0e6
 428           if (p_op1 .gt. 1)  chem(it,kt,jt,p_op1)  = gas(lmhp)*1.0e6
 429           if (p_paa .gt. 1)  chem(it,kt,jt,p_paa)  = gas(lpaa)*1.0e6
 430         end if
 431
 432         ! Aerosol mass concentrations after aqueous phase chemistry
 433         ! (with units conversion mol/mol -> ug/kg)
 434
 435         chem(it,kt,jt,p_so4cwi) = aerosol(lso4akn) *1.0e9/mwdry*mwso4 ! Aitken mode sulfate
 436         chem(it,kt,jt,p_nh4cwi) = aerosol(lnh4akn) *1.0e9/mwdry*mwnh4 ! Aitken mode ammonium
 437         chem(it,kt,jt,p_no3cwi) = aerosol(lno3akn) *1.0e9/mwdry*mwno3 ! Aitken mode nitrate
 438         chem(it,kt,jt,p_nacwi)  = aerosol(lnaakn)  *1.0e9/mwdry*mwna  ! Aitken mode Na
 439         chem(it,kt,jt,p_clcwi)  = aerosol(lclakn)  *1.0e9/mwdry*mwcl  ! Aitken mode Cl
 440
 441 !        chem(it,kt,jt,........) = aerosol(lorgaakn)*1.0e9/mwdry*..... ! Aitken mode anthropogenic SOA
 442 !        chem(it,kt,jt,........) = aerosol(lorgpakn)*1.0e9/mwdry*..... ! Aitken mode primary organic aerosol
 443 !        chem(it,kt,jt,........) = aerosol(lorgbakn)*1.0e9/mwdry*..... ! Aitken mode biogenic SOA
 444 !        chem(it,kt,jt,........) = aerosol(lecakn)  *1.0e9/mwdry*..... ! Aitken mode elemental carbon
 445 !        chem(it,kt,jt,........) = aerosol(lpriakn) *1.0e9/mwdry*..... ! Aitken mode primary aerosol
 446
 447         chem(it,kt,jt,p_so4cwj) = aerosol(lso4acc) *1.0e9/mwdry*mwso4 ! Accumulation mode sulfate
 448         chem(it,kt,jt,p_nh4cwj) = aerosol(lnh4acc) *1.0e9/mwdry*mwnh4 ! Accumulation mode ammonium
 449         chem(it,kt,jt,p_no3cwj) = aerosol(lno3acc) *1.0e9/mwdry*mwno3 ! Accumulation mode nitrate
 450         chem(it,kt,jt,p_nacwj)  = aerosol(lnaacc)  *1.0e9/mwdry*mwna  ! Accumulation mode Na
 451         chem(it,kt,jt,p_clcwj)  = aerosol(lclacc)  *1.0e9/mwdry*mwcl  ! Accumulation mode Cl
 452
 453 !        chem(it,kt,jt,........) = aerosol(lorgaacc)*1.0e9/mwdry*..... ! Accumulation mode anthropogenic SOA
 454 !        chem(it,kt,jt,........) = aerosol(lorgpacc)*1.0e9/mwdry*..... ! Accumulation mode primary organic aerosol
 455 !        chem(it,kt,jt,........) = aerosol(lorgbacc)*1.0e9/mwdry*..... ! Accumulation mode biogenic SOA
 456 !        chem(it,kt,jt,........) = aerosol(lecacc)  *1.0e9/mwdry*..... ! Accumulation mode elemental carbon
 457 !        chem(it,kt,jt,........) = aerosol(lpriacc) *1.0e9/mwdry*..... ! Accumulation mode primary aerosol
 458
 459 !        chem(it,kt,jt,p_so4cwk) = aerosol(lso4cor) *1.0e9/mwdry*mwso4 ! Coarse mode sulfate
 460 !        chem(it,kt,jt,p_no3cwk) = aerosol(lno3cor) *1.0e9/mwdry*mwno3 ! Coarse mode nitrate
 461 !        chem(it,kt,jt,........) = aerosol(lnacor)  *1.0e9/mwdry*..... ! Coarse mode Na
 462 !        chem(it,kt,jt,........) = aerosol(lclcor)  *1.0e9/mwdry*..... ! Coarse mode Cl
 463 !        chem(it,kt,jt,........) = aerosol(lpricor) *1.0e9/mwdry*..... ! Coarse mode primary aerosol
 464
 465         ! Fraction of gas phase species dissolved in liquid water:
 466
 467         gas_aqfrac(it,kt,jt,:) = 0.0
 468
 469         conv_factor = 1.0E-3*moist(it,kt,jt,p_qc)*mwdry ! mol/liter -> mol/mol
 470
 471 !        if (p_co2  .gt. 1 .and. gas(lco2)  .gt. epsilc) gas_aqfrac(it,kt,jt,p_co2)  = conv_factor*liquid(lco2l)/gas(lco2)
 472         if (p_so2  .gt. 1 .and. gas(lso2)  .gt. epsilc) gas_aqfrac(it,kt,jt,p_so2)  = conv_factor*liquid(lso2l)/gas(lso2)
 473         if (p_nh3  .gt. 1 .and. gas(lnh3)  .gt. epsilc) gas_aqfrac(it,kt,jt,p_nh3)  = conv_factor*liquid(lnh3l)/gas(lnh3)
 474         if (p_hno3 .gt. 1 .and. gas(lhno3) .gt. epsilc) gas_aqfrac(it,kt,jt,p_hno3) = conv_factor*liquid(lhno3l)/gas(lhno3)
 475         if (p_h2o2 .gt. 1 .and. gas(lh2o2) .gt. epsilc) gas_aqfrac(it,kt,jt,p_h2o2) = conv_factor*liquid(lh2o2l)/gas(lh2o2)
 476         if (p_o3   .gt. 1 .and. gas(lo3)   .gt. epsilc) gas_aqfrac(it,kt,jt,p_o3)   = conv_factor*liquid(lo3l)/gas(lo3)
 477
 478         if (config_flags%chem_opt==CB05_SORG_AQ_KPP) then
 479           if (p_facd .gt. 1 .and. gas(lfoa)  .gt. epsilc) gas_aqfrac(it,kt,jt,p_facd) = conv_factor*liquid(lfoal)/gas(lfoa)
 480           if (p_mepx  .gt. 1 .and. gas(lmhp)  .gt. epsilc) gas_aqfrac(it,kt,jt,p_mepx)  = conv_factor*liquid(lmhpl)/gas(lmhp)
 481           if (p_pacd  .gt. 1 .and. gas(lpaa)  .gt. epsilc) gas_aqfrac(it,kt,jt,p_pacd)  = conv_factor*liquid(lpaal)/gas(lpaa)
 482         else
 483           if (p_ora1 .gt. 1 .and. gas(lfoa)  .gt. epsilc) gas_aqfrac(it,kt,jt,p_ora1) = conv_factor*liquid(lfoal)/gas(lfoa)
 484           if (p_op1  .gt. 1 .and. gas(lmhp)  .gt. epsilc) gas_aqfrac(it,kt,jt,p_op1)  = conv_factor*liquid(lmhpl)/gas(lmhp)
 485           if (p_paa  .gt. 1 .and. gas(lpaa)  .gt. epsilc) gas_aqfrac(it,kt,jt,p_paa)  = conv_factor*liquid(lpaal)/gas(lpaa)
 486         end if
 487
 488       endif
 489
 490     enddo
 491     enddo
 492     enddo
 493
 494         end subroutine sorgam_aqchem_driver
 495
 496 !!! TUCCELLA
 497         subroutine get_cwphase_sorgam(config_flags,cw,nphase)
 498
 499         use module_data_sorgam, only: cw_phase, nphase_aer
 500         use module_configure, only: grid_config_rec_type
 501
 502         implicit none
 503
 504         ! Configuration and control parameters:
 505         type(grid_config_rec_type), intent(in) :: config_flags
 506         ! Out paramaeters for cw_phase
 507         integer, intent(out) :: cw,nphase
 508
 509         cw = cw_phase
 510         nphase = nphase_aer
 511
 512         end subroutine get_cwphase_sorgam
 513
 514
 515         subroutine get_cwphase_soa_vbs(config_flags,cw,nphase)
 516
 517         use module_data_soa_vbs, only: cw_phase, nphase_aer
 518         use module_configure, only: grid_config_rec_type
 519
 520         implicit none
 521
 522         ! Configuration and control parameters:
 523         type(grid_config_rec_type), intent(in) :: config_flags
 524         ! Out paramaeters for cw_phase
 525         integer, intent(out) :: cw,nphase
 526
 527         cw = cw_phase
 528         nphase = nphase_aer
 529
 530         end subroutine get_cwphase_soa_vbs
 531 end module module_sorgam_aqchem