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       1             : !===============================================================================
       2             : ! Seasalt for Modal Aerosol Model
       3             : !===============================================================================
       4             : module seasalt_model
       5             :   use shr_kind_mod,   only: r8 => shr_kind_r8, cl => shr_kind_cl
       6             :   use ppgrid,         only: pcols, pver
       7             :   use modal_aero_data,only: ntot_amode, nslt=>nSeaSalt
       8             : 
       9             :   implicit none
      10             :   private
      11             : 
      12             :   public :: seasalt_nbin
      13             :   public :: seasalt_nnum
      14             :   public :: seasalt_names
      15             :   public :: seasalt_indices
      16             :   public :: seasalt_init
      17             :   public :: seasalt_emis
      18             :   public :: seasalt_active
      19             : 
      20             :   integer, protected :: seasalt_nbin ! = nslt
      21             :   integer, protected :: seasalt_nnum ! = nnum
      22             : 
      23             :   character(len=6), protected, allocatable :: seasalt_names(:)
      24             :   integer, protected, allocatable :: seasalt_indices(:)
      25             : 
      26             :   logical :: seasalt_active = .false.
      27             : 
      28             :   real(r8):: emis_scale
      29             : 
      30             : contains
      31             :   
      32             :   !=============================================================================
      33             :   !=============================================================================
      34        1536 :   subroutine seasalt_init(seasalt_emis_scale)
      35             :     use sslt_sections, only: sslt_sections_init
      36             :     use constituents,  only: cnst_get_ind
      37             :     use rad_constituents, only: rad_cnst_get_info
      38             : 
      39             :     real(r8), intent(in) :: seasalt_emis_scale
      40             :     integer :: m, l, nspec, ndx
      41             :     character(len=32) :: spec_name
      42             :     
      43        1536 :     seasalt_nbin = nslt
      44        1536 :     seasalt_nnum = nslt
      45        4608 :     allocate(seasalt_names(2*nslt))
      46        4608 :     allocate(seasalt_indices(2*nslt))
      47             : 
      48        1536 :     ndx=0
      49        7680 :     do m = 1, ntot_amode
      50        6144 :        call rad_cnst_get_info(0, m, nspec=nspec)
      51       30720 :        do l = 1, nspec
      52       23040 :           call rad_cnst_get_info(0, m, l, spec_name=spec_name )
      53       29184 :           if (spec_name(:3) == 'ncl') then
      54        4608 :              ndx=ndx+1
      55        4608 :              seasalt_names(ndx) = spec_name
      56        4608 :              seasalt_names(nslt+ndx) = 'num_'//spec_name(5:)
      57        4608 :              call cnst_get_ind(seasalt_names(     ndx), seasalt_indices(     ndx))
      58        4608 :              call cnst_get_ind(seasalt_names(nslt+ndx), seasalt_indices(nslt+ndx))
      59             :           endif
      60             :        enddo
      61             :     enddo
      62             : 
      63        1536 :     seasalt_active = any(seasalt_indices(:) > 0)
      64        1536 :     if (.not.seasalt_active) return
      65             : 
      66        1536 :     call sslt_sections_init()
      67             : 
      68        1536 :     emis_scale = seasalt_emis_scale
      69             : 
      70        1536 :   end subroutine seasalt_init
      71             : 
      72             :   !=============================================================================
      73             :   !=============================================================================
      74     1489176 :   subroutine seasalt_emis( u10cubed,  srf_temp, ocnfrc, ncol, cflx )
      75             : 
      76        1536 :     use sslt_sections, only: nsections, fluxes, Dg, rdry
      77             :     use mo_constants,  only: dns_aer_sst=>seasalt_density, pi
      78             : 
      79             :     ! dummy arguments
      80             :     real(r8), intent(in) :: u10cubed(:)
      81             :     real(r8), intent(in) :: srf_temp(:)
      82             :     real(r8), intent(in) :: ocnfrc(:)
      83             :     integer,  intent(in) :: ncol
      84             :     real(r8), intent(inout) :: cflx(:,:)
      85             : 
      86             :     ! local vars
      87             :     integer  :: mn, mm, ibin, isec, i
      88     2978352 :     real(r8) :: fi(ncol,nsections)
      89             : 
      90     2978352 :     real(r8) :: sst_sz_range_lo (nslt)
      91     2978352 :     real(r8) :: sst_sz_range_hi (nslt)
      92             : 
      93     1489176 :     if (nslt==4) then
      94           0 :        sst_sz_range_lo (:) = (/ 0.08e-6_r8, 0.02e-6_r8, 0.3e-6_r8,  1.0e-6_r8 /) ! accu, aitken, fine, coarse
      95           0 :        sst_sz_range_hi (:) = (/ 0.3e-6_r8,  0.08e-6_r8, 1.0e-6_r8, 10.0e-6_r8 /)
      96     1489176 :     else if (nslt==3) then
      97     5956704 :        sst_sz_range_lo (:) =  (/ 0.08e-6_r8,  0.02e-6_r8,  1.0e-6_r8 /)  ! accu, aitken, coarse
      98     5956704 :        sst_sz_range_hi (:) =  (/ 1.0e-6_r8,   0.08e-6_r8, 10.0e-6_r8 /)
      99             :     endif
     100             : 
     101     1489176 :     fi(:ncol,:nsections) = fluxes( srf_temp, u10cubed, ncol )
     102             : 
     103     5956704 :     do ibin = 1,nslt
     104     4467528 :        mm = seasalt_indices(ibin)
     105     4467528 :        mn = seasalt_indices(nslt+ibin)
     106             :        
     107     4467528 :        if (mn>0) then
     108   142960896 :           do i=1, nsections
     109   142960896 :              if (Dg(i).ge.sst_sz_range_lo(ibin) .and. Dg(i).lt.sst_sz_range_hi(ibin)) then
     110   671375952 :                 cflx(:ncol,mn)=cflx(:ncol,mn)+fi(:ncol,i)*ocnfrc(:ncol)*emis_scale  !++ ag: scale sea-salt
     111             :              endif
     112             :           enddo
     113             :        endif
     114             : 
     115    74597328 :        cflx(:ncol,mm)=0.0_r8
     116   144450072 :        do i=1, nsections
     117   142960896 :           if (Dg(i).ge.sst_sz_range_lo(ibin) .and. Dg(i).lt.sst_sz_range_hi(ibin)) then
     118    40207752 :              cflx(:ncol,mm)=cflx(:ncol,mm)+fi(:ncol,i)*ocnfrc(:ncol)*emis_scale  &   !++ ag: scale sea-salt
     119   711583704 :                   *4._r8/3._r8*pi*rdry(i)**3*dns_aer_sst  ! should use dry size, convert from number to mass flux (kg/m2/s)
     120             :           endif
     121             :        enddo
     122             : 
     123             :     enddo
     124             : 
     125     1489176 :   end subroutine seasalt_emis
     126             : 
     127             : end module seasalt_model