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ENHANCE-02_ISF_nemo : add UKESM ice sheet coupling method (ticket #2142)

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Line 
1MODULE isf
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  sbcisf  ***
4   !! Surface module :  compute iceshelf melt and heat flux
5   !!======================================================================
6   !! History :  3.2  !  2011-02  (C.Harris  ) Original code isf cav
7   !!            X.X  !  2006-02  (C. Wang   ) Original code bg03
8   !!            3.4  !  2013-03  (P. Mathiot) Merging + parametrization
9   !!            4.1  !  2019-09  (P. Mathiot) Split param/explicit ice shelf and re-organisation
10   !!----------------------------------------------------------------------
11
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!   isf          : define and allocate ice shelf variables
14   !!----------------------------------------------------------------------
15
16   USE in_out_manager ! I/O manager
17   USE lib_mpp        ! MPP library
18   USE fldread        ! read input fields
19
20   IMPLICIT NONE
21
22   PRIVATE
23
24   PUBLIC   isf_alloc, isf_alloc_par, isf_alloc_cav, isf_alloc_cpl
25   !
26   !-------------------------------------------------------
27   ! 0 :              namelist parameter
28   !-------------------------------------------------------
29   !
30   ! 0.1 -------- ice shelf cavity parameter --------------
31   CHARACTER(LEN=256), PUBLIC :: cn_isfdir
32   CHARACTER(LEN=256), PUBLIC :: cn_isfload      !: ice shelf load computation method
33   !
34   ! 0.2 -------- ice shelf cavity melt namelist parameter -------------
35   LOGICAL           , PUBLIC :: ln_isfcav_mlt   !: logical for the use of ice shelf parametrisation
36   REAL(wp)          , PUBLIC :: rn_gammat0      !: temperature exchange coeficient    []
37   REAL(wp)          , PUBLIC :: rn_gammas0      !: salinity    exchange coeficient    []
38   REAL(wp)          , PUBLIC :: rn_htbl         !: Losch top boundary layer thickness [m]
39   CHARACTER(LEN=256), PUBLIC :: cn_gammablk     !: gamma formulation
40   CHARACTER(LEN=256), PUBLIC :: cn_isfcav_mlt   !: melt formulation (cavity/param)
41   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC :: sn_isfcav_fwf   !: information about the isf melting file to be read
42   !
43   ! 0.3 -------- ice shelf param. melt namelist parameter -------------
44   LOGICAL           , PUBLIC :: ln_isfpar_mlt   !: logical for the computation of melt inside the cavity
45   CHARACTER(LEN=256), PUBLIC :: cn_isfpar_mlt   !: melt formulation (cavity/param)
46   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC :: sn_isfpar_fwf   !: information about the isf melting file to be read
47   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC :: sn_isfpar_zmax  !: information about the grounding line depth file to be read
48   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC :: sn_isfpar_zmin  !: information about the calving   line depth file to be read
49   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC :: sn_isfpar_Leff  !: information about the effective length     file to be read
50   !
51   ! 0.4 -------- coupling namelist parameter -------------
52   LOGICAL, PUBLIC :: ln_isfcpl      !:
53   LOGICAL, PUBLIC :: ln_isfcpl_cons !:
54   INTEGER, PUBLIC :: nn_drown       !:
55   !
56   !-------------------------------------------------------
57   ! 1 :              ice shelf parameter
58   !-------------------------------------------------------
59   !
60   REAL(wp), PARAMETER, PUBLIC :: rLfusisf = 0.334e6_wp    !: latent heat of fusion of ice shelf     [J/kg]
61   REAL(wp), PARAMETER, PUBLIC :: rcpisf = 2000.0_wp       !: specific heat of ice shelf             [J/kg/K]
62   REAL(wp), PARAMETER, PUBLIC :: rkappa = 1.54e-6_wp      !: heat diffusivity through the ice-shelf [m2/s]
63   REAL(wp), PARAMETER, PUBLIC :: rhoisf = 920.0_wp        !: volumic mass of ice shelf              [kg/m3]
64   REAL(wp), PARAMETER, PUBLIC :: rtsurf = -20.0           !: surface temperature                    [C]
65   !
66   !-------------------------------------------------------
67   ! 2 :              ice shelf global variables
68   !-------------------------------------------------------
69   !
70   ! 0.1 -------- ice shelf cavity parameter --------------
71   LOGICAL , PUBLIC            :: l_isfoasis
72   REAL(wp), PUBLIC            :: r1_Lfusisf               !: 1/rLfusisf
73   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)    ::   risfload                    !: ice shelf load
74   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)    ::   fwfisf_oasis
75   !
76   ! 0.2 -------- ice shelf cavity melt namelist parameter -------------
77   INTEGER  , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: mskisf_cav                    !:
78   INTEGER  , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: misfkt_cav   , misfkb_cav     !:
79   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: rhisf_tbl_cav, rfrac_tbl_cav  !:
80   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: fwfisf_cav   , fwfisf_cav_b   !: before and now net fwf from the ice shelf        [kg/m2/s]
81   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: risf_cav_tsc , risf_cav_tsc_b !: before and now T & S isf contents [K.m/s & PSU.m/s] 
82   TYPE(FLD), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)     :: sf_isfcav_fwf                 !:
83   !
84   REAL(wp) , PUBLIC                                      :: risf_lamb1, risf_lamb2, risf_lamb3  ! freezing point linearization coeficient
85   !
86   ! 0.3 -------- ice shelf param. melt namelist parameter -------------
87   INTEGER  , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: mskisf_par                    !:
88   INTEGER  , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: misfkt_par   , misfkb_par     !:
89   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: rhisf_tbl_par, rfrac_tbl_par  !:
90   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: fwfisf_par   , fwfisf_par_b   !: before and now net fwf from the ice shelf        [kg/m2/s]
91   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: risf_par_tsc , risf_par_tsc_b !: before and now T & S isf contents [K.m/s & PSU.m/s] 
92   TYPE(FLD), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)     :: sf_isfpar_fwf                 !:
93   !
94   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: rhisf0_tbl_par                !: thickness of tbl (initial value)  [m]
95   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: risfLeff                      !:
96   !
97   ! 0.4 -------- coupling namelist parameter -------------
98   LOGICAL , PUBLIC                                        :: ll_isfcpl      !:
99   LOGICAL , PUBLIC                                        :: ll_isfcpl_cons !:
100   INTEGER , PUBLIC                                        ::   nstp_iscpl   !:
101   REAL(wp), PUBLIC                                        ::   rdt_iscpl    !:
102   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::   risfcpl_vol, risfcpl_cons_vol  !:
103   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:) ::   risfcpl_tsc, risfcpl_cons_tsc  !:
104   !
105   !!----------------------------------------------------------------------
106   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
107   !! $Id: sbcisf.F90 10536 2019-01-16 19:21:09Z mathiot $
108   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
109   !!----------------------------------------------------------------------
110CONTAINS
111
112   SUBROUTINE isf_alloc_par()
113      !!---------------------------------------------------------------------
114      !!                  ***  ROUTINE isf_alloc_par  ***
115      !!
116      !! ** Purpose :
117      !!
118      !! ** Method  :
119      !!
120      !!----------------------------------------------------------------------
121      INTEGER :: ierr, ialloc
122      !!----------------------------------------------------------------------
123      ierr = 0       ! set to zero if no array to be allocated
124      !
125      ALLOCATE(risfLeff(jpi,jpj), STAT=ialloc)
126      ierr = ierr + ialloc
127      !
128      ALLOCATE(misfkt_par(jpi,jpj), misfkb_par(jpi,jpj), STAT=ialloc )
129      ierr = ierr + ialloc
130      !
131      ALLOCATE( rfrac_tbl_par(jpi,jpj), STAT=ialloc)
132      ierr = ierr + ialloc
133      !
134      ALLOCATE( rhisf_tbl_par(jpi,jpj), rhisf0_tbl_par(jpi,jpj), STAT=ialloc)
135      ierr = ierr + ialloc
136      !
137      ALLOCATE( mskisf_par(jpi,jpj), STAT=ialloc)
138      ierr = ierr + ialloc
139      !
140      CALL mpp_sum ( 'isf', ierr )
141      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'isf: failed to allocate arrays.' )
142      !
143   END SUBROUTINE isf_alloc_par
144
145   SUBROUTINE isf_alloc_cav()
146      !!---------------------------------------------------------------------
147      !!                  ***  ROUTINE isf_alloc_cav  ***
148      !!
149      !! ** Purpose :
150      !!
151      !! ** Method  :
152      !!
153      !!----------------------------------------------------------------------
154      INTEGER :: ierr, ialloc
155      !!----------------------------------------------------------------------
156      ierr = 0       ! set to zero if no array to be allocated
157      !
158      ALLOCATE(misfkt_cav(jpi,jpj), misfkb_cav(jpi,jpj), STAT=ialloc )
159      ierr = ierr + ialloc
160      !
161      ALLOCATE( rfrac_tbl_cav(jpi,jpj), STAT=ialloc)
162      ierr = ierr + ialloc
163      !
164      ALLOCATE( rhisf_tbl_cav(jpi,jpj), STAT=ialloc)
165      ierr = ierr + ialloc
166      !
167      CALL mpp_sum ( 'isf', ierr )
168      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'isf: failed to allocate arrays.' )
169      !
170   END SUBROUTINE isf_alloc_cav
171
172   SUBROUTINE isf_alloc_cpl()
173      !!---------------------------------------------------------------------
174      !!                  ***  ROUTINE isf_alloc_cpl  ***
175      !!
176      !! ** Purpose :
177      !!
178      !! ** Method  :
179      !!
180      !!----------------------------------------------------------------------
181      INTEGER :: ierr, ialloc
182      !!----------------------------------------------------------------------
183      ierr = 0
184      !
185      ALLOCATE( risfcpl_tsc(jpi,jpj,jpk,jpts)      , risfcpl_vol(jpi,jpj,jpk)      ,             &
186         &      risfcpl_cons_tsc(jpi,jpj,jpk,jpts) , risfcpl_cons_vol(jpi,jpj,jpk) , STAT=ialloc )
187      ierr = ierr + ialloc
188      !
189      CALL mpp_sum ( 'isf', ierr )
190      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_warn('STOP','isfcpl: failed to allocate arrays.')
191      !
192   END SUBROUTINE isf_alloc_cpl
193
194   SUBROUTINE isf_alloc()
195      !!---------------------------------------------------------------------
196      !!                  ***  ROUTINE isf_alloc  ***
197      !!
198      !! ** Purpose :
199      !!
200      !! ** Method  :
201      !!
202      !!----------------------------------------------------------------------
203      INTEGER :: ierr, ialloc
204      !!----------------------------------------------------------------------
205      !
206      ierr = 0       ! set to zero if no array to be allocated
207      !
208      ALLOCATE(fwfisf_par(jpi,jpj)  , fwfisf_par_b(jpi,jpj), &
209         &     fwfisf_cav(jpi,jpj)  , fwfisf_cav_b(jpi,jpj), &
210         &     fwfisf_oasis(jpi,jpj),            STAT=ialloc )
211      ierr = ierr + ialloc
212      !
213      ALLOCATE(risf_par_tsc(jpi,jpj,jpts), risf_par_tsc_b(jpi,jpj,jpts), STAT=ialloc )
214      ierr = ierr + ialloc
215      !
216      ALLOCATE(risf_cav_tsc(jpi,jpj,jpts), risf_cav_tsc_b(jpi,jpj,jpts), STAT=ialloc )
217      ierr = ierr + ialloc
218      !
219      ALLOCATE(risfload(jpi,jpj), STAT=ialloc)
220      ierr = ierr + ialloc
221      !
222      ALLOCATE( mskisf_cav(jpi,jpj), STAT=ialloc)
223      ierr = ierr + ialloc
224      !
225      CALL mpp_sum ( 'isf', ierr )
226      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'isf: failed to allocate arrays.' )
227
228   END SUBROUTINE isf_alloc
229
230END MODULE isf
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.