New URL for NEMO forge!   http://forge.nemo-ocean.eu

Since March 2022 along with NEMO 4.2 release, the code development moved to a self-hosted GitLab.
This present forge is now archived and remained online for history.
iscplhsb.F90 in NEMO/branches/2019/dev_r10721_KERNEL-02_Storkey_Coward_IMMERSE_first_steps/src/OCE/DOM – NEMO

source: NEMO/branches/2019/dev_r10721_KERNEL-02_Storkey_Coward_IMMERSE_first_steps/src/OCE/DOM/iscplhsb.F90 @ 10978

Last change on this file since 10978 was 10978, checked in by davestorkey, 5 years ago

2019/dev_r10721_KERNEL-02_Storkey_Coward_IMMERSE_first_steps : DOM and sshwzv.F90. (sshwzv.F90 will be rewritten somewhat when we rewrite the time-level swapping but I've done it anyway). Passes all non-AGRIF SETTE tests.

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 16.1 KB
RevLine 
[5790]1MODULE iscplhsb
2   !!======================================================================
[7646]3   !!                       ***  MODULE  iscplhsb  ***
[5790]4   !! Ocean forcing: ice sheet/ocean coupling (conservation)
5   !!=====================================================================
6   !! History :  NEMO  ! 2015-01 P. Mathiot: original
7   !!----------------------------------------------------------------------
8
9   !!----------------------------------------------------------------------
10   !!   iscpl_alloc    : variable allocation
11   !!   iscpl_hsb      : compute and store the input of heat/salt/volume
12   !!                    into the system due to the coupling process
13   !!   iscpl_div      : correction of divergence to keep volume conservation
14   !!----------------------------------------------------------------------
[9019]15   USE oce             ! global tra/dyn variable
[5790]16   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
17   USE domwri          ! ocean space and time domain
[9019]18   USE domngb          !
[5790]19   USE phycst          ! physical constants
20   USE sbc_oce         ! surface boundary condition variables
[9019]21   USE iscplini        !
22   !
[5790]23   USE in_out_manager  ! I/O manager
24   USE lib_mpp         ! MPP library
25   USE lib_fortran     ! MPP library
26   USE lbclnk          !
27
28   IMPLICIT NONE
29   PRIVATE
30   
31   PUBLIC   iscpl_div   
32   PUBLIC   iscpl_cons       
33   !! * Substitutions 
[5920]34#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
[5790]35   !!----------------------------------------------------------------------
[9598]36   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
[10069]37   !! $Id$
[10068]38   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
[5790]39   !!----------------------------------------------------------------------
40CONTAINS
41
[10978]42   SUBROUTINE iscpl_cons( Kbb, Kmm, ptmask_b, psmask_b, pe3t_b, pts_flx, pvol_flx, prdt_iscpl )
[5790]43      !!----------------------------------------------------------------------
44      !!                   ***  ROUTINE iscpl_cons  ***
45      !!
46      !! ** Purpose :   compute input into the system during the coupling step
47      !!                compute the correction term
48      !!                compute where the correction have to be applied
49      !!
[10978]50      !! ** Method  :   compute tsn*e3tn-tsb*e3tb and e3tn-e3tb
[5790]51      !!----------------------------------------------------------------------
[10978]52      INTEGER                     , INTENT(in ) :: Kbb, Kmm    !! time level indices
[5790]53      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:  ), INTENT(in ) :: ptmask_b    !! mask before
54      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:  ), INTENT(in ) :: pe3t_b      !! scale factor before
55      REAL(wp), DIMENSION(:,:    ), INTENT(in ) :: psmask_b    !! mask before
56      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), INTENT(out) :: pts_flx     !! corrective flux to have tracer conservation
57      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:  ), INTENT(out) :: pvol_flx    !! corrective flux to have volume conservation
58      REAL(wp),                     INTENT(in ) :: prdt_iscpl  !! coupling period
[9019]59      !
60      INTEGER  ::   ji  , jj  , jk           ! loop index
61      INTEGER  ::   jip1, jim1, jjp1, jjm1
62      REAL(wp) ::   summsk, zsum , zsumn, zjip1_ratio  , zjim1_ratio, zdtem, zde3t, z1_rdtiscpl
63      REAL(wp) ::   zarea , zsum1, zsumb, zjjp1_ratio  , zjjm1_ratio, zdsal
64      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj)        ::   zdssh   ! workspace
65      REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::   zlon, zlat
66      REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::   zcorr_vol, zcorr_tem, zcorr_sal
67      INTEGER , DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::   ixpts, iypts, izpts, inpts
[5790]68      INTEGER :: jpts, npts
[9019]69      !!----------------------------------------------------------------------
[5790]70
[5920]71      ! get imbalance (volume heat and salt)
72      ! initialisation difference
[9019]73      zde3t = 0._wp   ;   zdsal = 0._wp   ;   zdtem = 0._wp
[5920]74
75      ! initialisation correction term
[9019]76      pvol_flx(:,:,:  ) = 0._wp
77      pts_flx (:,:,:,:) = 0._wp
[5920]78     
[9019]79      z1_rdtiscpl = 1._wp / prdt_iscpl 
[5790]80
[10978]81      ! mask ts(:,:,:,:,Kmm) and ts(:,:,:,:,Kbb)
82      ts(:,:,:,jp_tem,Kbb) = ts(:,:,:,jp_tem,Kbb) * ptmask_b(:,:,:)
83      ts(:,:,:,jp_tem,Kmm) = ts(:,:,:,jp_tem,Kmm) *  tmask  (:,:,:)
84      ts(:,:,:,jp_sal,Kbb) = ts(:,:,:,jp_sal,Kbb) * ptmask_b(:,:,:)
85      ts(:,:,:,jp_sal,Kmm) = ts(:,:,:,jp_sal,Kmm) *  tmask  (:,:,:)
[5790]86
[5835]87      !==============================================================================
88      ! diagnose the heat, salt and volume input and compute the correction variable
89      !==============================================================================
[5790]90
[5835]91      !
[10978]92      zdssh(:,:) = ssh(:,:,Kmm) * ssmask(:,:) - ssh(:,:,Kbb) * psmask_b(:,:)
[6075]93      IF (.NOT. ln_linssh ) zdssh = 0.0_wp ! already included in the levels by definition
[5835]94     
[5802]95      DO jk = 1,jpk-1
[5920]96         DO jj = 2,jpj-1
97            DO ji = fs_2,fs_jpim1
[5802]98               IF (tmask_h(ji,jj) == 1._wp) THEN
[5790]99
[5820]100                  ! volume differences
[10978]101                  zde3t = e3t(ji,jj,jk,Kmm) * tmask(ji,jj,jk) - pe3t_b(ji,jj,jk) * ptmask_b(ji,jj,jk)
[5790]102
[5820]103                  ! heat diff
[10978]104                  zdtem = ts(ji,jj,jk,jp_tem,Kmm) * e3t(ji,jj,jk,Kmm) *  tmask  (ji,jj,jk)   &
105                        - ts(ji,jj,jk,jp_tem,Kbb) * pe3t_b (ji,jj,jk) * ptmask_b(ji,jj,jk)
[5820]106                  ! salt diff
[10978]107                  zdsal = ts(ji,jj,jk,jp_sal,Kmm) * e3t(ji,jj,jk,Kmm) *  tmask  (ji,jj,jk)   &
108                        - ts(ji,jj,jk,jp_sal,Kbb) * pe3t_b (ji,jj,jk) * ptmask_b(ji,jj,jk)
[5802]109               
[5820]110                  ! shh changes
111                  IF ( ptmask_b(ji,jj,jk) == 1._wp .OR. tmask(ji,jj,jk) == 1._wp ) THEN
[5920]112                     zde3t = zde3t + zdssh(ji,jj) ! zdssh = 0 if vvl
113                     zdssh(ji,jj) = 0._wp
[5820]114                  END IF
[5790]115
[5820]116                  ! volume, heat and salt differences in each cell
[9019]117                  pvol_flx(ji,jj,jk)       =   pvol_flx(ji,jj,jk)        + zde3t * z1_rdtiscpl
118                  pts_flx (ji,jj,jk,jp_sal)=   pts_flx (ji,jj,jk,jp_sal) + zdsal * z1_rdtiscpl 
119                  pts_flx (ji,jj,jk,jp_tem)=   pts_flx (ji,jj,jk,jp_tem) + zdtem * z1_rdtiscpl
[5790]120
[5835]121                  ! case where we close a cell: check if the neighbour cells are wet
[5820]122                  IF ( tmask(ji,jj,jk) == 0._wp .AND. ptmask_b(ji,jj,jk) == 1._wp ) THEN
[5790]123
[5820]124                     jip1=ji+1 ; jim1=ji-1 ; jjp1=jj+1 ; jjm1=jj-1 ;
[5790]125
[5964]126                     zsum =   e1e2t(ji  ,jjp1) * tmask(ji  ,jjp1,jk) + e1e2t(ji  ,jjm1) * tmask(ji  ,jjm1,jk) &
127                       &    + e1e2t(jim1,jj  ) * tmask(jim1,jj  ,jk) + e1e2t(jip1,jj  ) * tmask(jip1,jj  ,jk)
[5790]128
[5945]129                     IF ( zsum /= 0._wp ) THEN
[5964]130                        zjip1_ratio   = e1e2t(jip1,jj  ) * tmask(jip1,jj  ,jk) / zsum
131                        zjim1_ratio   = e1e2t(jim1,jj  ) * tmask(jim1,jj  ,jk) / zsum
132                        zjjp1_ratio   = e1e2t(ji  ,jjp1) * tmask(ji  ,jjp1,jk) / zsum
133                        zjjm1_ratio   = e1e2t(ji  ,jjm1) * tmask(ji  ,jjm1,jk) / zsum
[5790]134
[5820]135                        pvol_flx(ji  ,jjp1,jk       ) = pvol_flx(ji  ,jjp1,jk       ) + pvol_flx(ji,jj,jk       ) * zjjp1_ratio
136                        pvol_flx(ji  ,jjm1,jk       ) = pvol_flx(ji  ,jjm1,jk       ) + pvol_flx(ji,jj,jk       ) * zjjm1_ratio
137                        pvol_flx(jip1,jj  ,jk       ) = pvol_flx(jip1,jj  ,jk       ) + pvol_flx(ji,jj,jk       ) * zjip1_ratio
138                        pvol_flx(jim1,jj  ,jk       ) = pvol_flx(jim1,jj  ,jk       ) + pvol_flx(ji,jj,jk       ) * zjim1_ratio
139                        pts_flx (ji  ,jjp1,jk,jp_sal) = pts_flx (ji  ,jjp1,jk,jp_sal) + pts_flx (ji,jj,jk,jp_sal) * zjjp1_ratio
140                        pts_flx (ji  ,jjm1,jk,jp_sal) = pts_flx (ji  ,jjm1,jk,jp_sal) + pts_flx (ji,jj,jk,jp_sal) * zjjm1_ratio
141                        pts_flx (jip1,jj  ,jk,jp_sal) = pts_flx (jip1,jj  ,jk,jp_sal) + pts_flx (ji,jj,jk,jp_sal) * zjip1_ratio
142                        pts_flx (jim1,jj  ,jk,jp_sal) = pts_flx (jim1,jj  ,jk,jp_sal) + pts_flx (ji,jj,jk,jp_sal) * zjim1_ratio
143                        pts_flx (ji  ,jjp1,jk,jp_tem) = pts_flx (ji  ,jjp1,jk,jp_tem) + pts_flx (ji,jj,jk,jp_tem) * zjjp1_ratio
144                        pts_flx (ji  ,jjm1,jk,jp_tem) = pts_flx (ji  ,jjm1,jk,jp_tem) + pts_flx (ji,jj,jk,jp_tem) * zjjm1_ratio
145                        pts_flx (jip1,jj  ,jk,jp_tem) = pts_flx (jip1,jj  ,jk,jp_tem) + pts_flx (ji,jj,jk,jp_tem) * zjip1_ratio
146                        pts_flx (jim1,jj  ,jk,jp_tem) = pts_flx (jim1,jj  ,jk,jp_tem) + pts_flx (ji,jj,jk,jp_tem) * zjim1_ratio
[5790]147
[5802]148                        ! set to 0 the cell we distributed over neigbourg cells
149                        pvol_flx(ji,jj,jk       ) = 0._wp
150                        pts_flx (ji,jj,jk,jp_sal) = 0._wp
151                        pts_flx (ji,jj,jk,jp_tem) = 0._wp
[5820]152
[5945]153                     ELSE IF (zsum == 0._wp ) THEN
[5820]154                        ! case where we close a cell and no adjacent cell open
155                        ! check if the cell beneath is wet
[5945]156                        IF ( tmask(ji,jj,jk+1) == 1._wp ) THEN
[5820]157                           pvol_flx(ji,jj,jk+1)       =  pvol_flx(ji,jj,jk+1)        + pvol_flx(ji,jj,jk)
158                           pts_flx (ji,jj,jk+1,jp_sal)=  pts_flx (ji,jj,jk+1,jp_sal) + pts_flx (ji,jj,jk,jp_sal)
159                           pts_flx (ji,jj,jk+1,jp_tem)=  pts_flx (ji,jj,jk+1,jp_tem) + pts_flx (ji,jj,jk,jp_tem)
160
161                           ! set to 0 the cell we distributed over neigbourg cells
162                           pvol_flx(ji,jj,jk       ) = 0._wp
163                           pts_flx (ji,jj,jk,jp_sal) = 0._wp
164                           pts_flx (ji,jj,jk,jp_tem) = 0._wp
165                        ELSE
166                        ! case no adjacent cell on the horizontal and on the vertical
[5945]167                           IF ( lwp ) THEN   ! JMM : cAution this warning may occur on any mpp subdomain but numout is only
168                                             ! open for narea== 1 (lwp=T)
[5820]169                           WRITE(numout,*) 'W A R N I N G iscpl: no adjacent cell on the vertical and horizontal'
170                           WRITE(numout,*) '                     ',mig(ji),' ',mjg(jj),' ',jk
171                           WRITE(numout,*) '                     ',ji,' ',jj,' ',jk,' ',narea
172                           WRITE(numout,*) ' we are now looking for the closest wet cell on the horizontal '
[5945]173                           ENDIF
[5820]174                        ! We deal with these points later.
175                        END IF
[5802]176                     END IF
177                  END IF
178               END IF
179            END DO
180         END DO
181      END DO
[5790]182
[9019]183!!gm  ERROR !!!!
184!!    juste use tmask_i  or in case of ISF smask_i (to be created to compute the sum without halos)
185!
186!      CALL lbc_sum(pvol_flx(:,:,:       ),'T',1.)
187!      CALL lbc_sum(pts_flx (:,:,:,jp_sal),'T',1.)
188!      CALL lbc_sum(pts_flx (:,:,:,jp_tem),'T',1.)
189      STOP ' iscpl_cons:   please modify this module !'
190!!gm end
[5802]191      ! if no neighbour wet cell in case of 2close a cell", need to find the nearest wet point
192      ! allocation and initialisation of the list of problematic point
[9019]193      ALLOCATE( inpts(jpnij) )
194      inpts(:) = 0
[5790]195
[5802]196      ! fill narea location with the number of problematic point
197      DO jk = 1,jpk-1
[5920]198         DO jj = 2,jpj-1
199            DO ji = fs_2,fs_jpim1
[5820]200               IF (     ptmask_b(ji,jj,jk) == 1._wp .AND. tmask(ji,jj,jk+1)  == 0._wp .AND. tmask_h(ji,jj) == 1._wp  &
201                  .AND. SUM(tmask(ji-1:ji+1,jj,jk)) + SUM(tmask(ji,jj-1:jj+1,jk)) == 0._wp) THEN
[5945]202                  inpts(narea) = inpts(narea) + 1 
[5802]203               END IF
204            END DO
205         END DO
206      END DO
[5790]207
[5802]208      ! build array of total problematic point on each cpu (share to each cpu)
[10425]209      CALL mpp_max('iscplhsb', inpts,jpnij) 
[5790]210
[5802]211      ! size of the new variable
[5945]212      npts  = SUM(inpts)   
[5802]213     
214      ! allocation of the coordinates, correction, index vector for the problematic points
215      ALLOCATE(ixpts(npts), iypts(npts), izpts(npts), zcorr_vol(npts), zcorr_sal(npts), zcorr_tem(npts), zlon(npts), zlat(npts))
[5945]216      ixpts(:) = -9999 ; iypts(:) = -9999 ; izpts(:) = -9999 ; zlon(:) = -1.0e20_wp ; zlat(:) = -1.0e20_wp
217      zcorr_vol(:) = -1.0e20_wp
218      zcorr_sal(:) = -1.0e20_wp
219      zcorr_tem(:) = -1.0e20_wp
[5790]220
[5802]221      ! fill new variable
[5945]222      jpts = SUM(inpts(1:narea-1))
[5802]223      DO jk = 1,jpk-1
[5920]224         DO jj = 2,jpj-1
225            DO ji = fs_2,fs_jpim1
[5820]226               IF (     ptmask_b(ji,jj,jk) == 1._wp .AND. tmask(ji,jj,jk+1)  == 0._wp .AND. tmask_h(ji,jj) == 1._wp  &
227                  .AND. SUM(tmask(ji-1:ji+1,jj,jk)) + SUM(tmask(ji,jj-1:jj+1,jk)) == 0._wp) THEN
[5945]228                  jpts = jpts + 1  ! positioning in the inpts vector for the area narea
[5802]229                  ixpts(jpts) = ji           ; iypts(jpts) = jj ; izpts(jpts) = jk
230                  zlon (jpts) = glamt(ji,jj) ; zlat (jpts) = gphit(ji,jj)
231                  zcorr_vol(jpts) = pvol_flx(ji,jj,jk)
232                  zcorr_sal(jpts) = pts_flx (ji,jj,jk,jp_sal)
233                  zcorr_tem(jpts) = pts_flx (ji,jj,jk,jp_tem)
[5820]234
[5802]235                  ! set flx to 0 (safer)
236                  pvol_flx(ji,jj,jk       ) = 0.0_wp
237                  pts_flx (ji,jj,jk,jp_sal) = 0.0_wp
238                  pts_flx (ji,jj,jk,jp_tem) = 0.0_wp
239               END IF
240            END DO
241         END DO
242      END DO
[5790]243
[5802]244      ! build array of total problematic point on each cpu (share to each cpu)
[5820]245      ! point coordinates
[10425]246      CALL mpp_max('iscplhsb', zlat ,npts)
247      CALL mpp_max('iscplhsb', zlon ,npts)
248      CALL mpp_max('iscplhsb', izpts,npts)
[5802]249
[5820]250      ! correction values
[10425]251      CALL mpp_max('iscplhsb', zcorr_vol,npts)
252      CALL mpp_max('iscplhsb', zcorr_sal,npts)
253      CALL mpp_max('iscplhsb', zcorr_tem,npts)
[5820]254
[5802]255      ! put correction term in the closest cell         
256      DO jpts = 1,npts
257         CALL dom_ngb(zlon(jpts), zlat(jpts), ixpts(jpts), iypts(jpts),'T', izpts(jpts))
258         DO jj = mj0(iypts(jpts)),mj1(iypts(jpts))
259            DO ji = mi0(ixpts(jpts)),mi1(ixpts(jpts))
260               jk = izpts(jpts)
[5820]261
262               IF (tmask_h(ji,jj) == 1._wp) THEN
263                  ! correct the vol_flx in the closest cell
264                  pvol_flx(ji,jj,jk)        =  pvol_flx(ji,jj,jk       ) + zcorr_vol(jpts)
265                  pts_flx (ji,jj,jk,jp_sal) =  pts_flx (ji,jj,jk,jp_sal) + zcorr_sal(jpts)
266                  pts_flx (ji,jj,jk,jp_tem) =  pts_flx (ji,jj,jk,jp_tem) + zcorr_tem(jpts)
267
268                  ! set correction to 0
269                  zcorr_vol(jpts) = 0.0_wp
270                  zcorr_sal(jpts) = 0.0_wp
271                  zcorr_tem(jpts) = 0.0_wp
272               END IF
[5802]273            END DO
274         END DO
275      END DO
[5820]276
[5802]277      ! deallocate variables
[5945]278      DEALLOCATE(inpts)
[5802]279      DEALLOCATE(ixpts, iypts, izpts, zcorr_vol, zcorr_sal, zcorr_tem, zlon, zlat)
280   
281      ! add contribution store on the hallo (lbclnk remove one of the contribution)
282      pvol_flx(:,:,:       ) = pvol_flx(:,:,:       ) * tmask(:,:,:)
283      pts_flx (:,:,:,jp_sal) = pts_flx (:,:,:,jp_sal) * tmask(:,:,:)
284      pts_flx (:,:,:,jp_tem) = pts_flx (:,:,:,jp_tem) * tmask(:,:,:)
285
[9019]286!!gm  ERROR !!!!
287!!    juste use tmask_i  or in case of ISF smask_i (to be created to compute the sum without halos)
288!
289!      ! compute sum over the halo and set it to 0.
290!      CALL lbc_sum(pvol_flx(:,:,:       ),'T',1._wp)
291!      CALL lbc_sum(pts_flx (:,:,:,jp_sal),'T',1._wp)
292!      CALL lbc_sum(pts_flx (:,:,:,jp_tem),'T',1._wp)
293!!gm end
[5802]294
[9019]295      !
[5790]296   END SUBROUTINE iscpl_cons
297
[9019]298
[10978]299   SUBROUTINE iscpl_div( Kmm, phdivn )
[5790]300      !!----------------------------------------------------------------------
301      !!                  ***  ROUTINE iscpl_div  ***
302      !!
303      !! ** Purpose :   update the horizontal divergenc
304      !!
305      !! ** Method  :
306      !!                CAUTION : iscpl is positive (inflow) and expressed in m/s
307      !!
308      !! ** Action  :   phdivn   increase by the iscpl correction term
309      !!----------------------------------------------------------------------
[10978]310      INTEGER                   , INTENT(in   ) ::   Kmm      ! time level index
[5790]311      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(inout) ::   phdivn   ! horizontal divergence
312      !!
313      INTEGER  ::   ji, jj, jk   ! dummy loop indices
314      !!----------------------------------------------------------------------
315      !
316      DO jk = 1, jpk
317         DO jj = 1, jpj
318            DO ji = 1, jpi
[10978]319               phdivn(ji,jj,jk) = phdivn(ji,jj,jk) + hdiv_iscpl(ji,jj,jk) / e3t(ji,jj,jk,Kmm)
[5790]320            END DO
321         END DO
322      END DO
323      !
324   END SUBROUTINE iscpl_div
325
326END MODULE iscplhsb
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.