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trcldf.F90 in NEMO/branches/2019/dev_r10721_KERNEL-02_Storkey_Coward_IMMERSE_first_steps/src/TOP/TRP – NEMO

source: NEMO/branches/2019/dev_r10721_KERNEL-02_Storkey_Coward_IMMERSE_first_steps/src/TOP/TRP/trcldf.F90 @ 10922

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2019/dev_r10721_KERNEL-02_Storkey_Coward_IMMERSE_first_steps : Convert IOM, LDF, OBS and SBC directories and compatibility changes elsewhere that these changes enforce. Changes pass SETTE and compare with original trunk results. Outstanding issues (currently with work-arounds) in DIU/step_diu.F90 and fld_bdy_interp within SBC/fldread.F90; proper soltions pending
  • Property svn:keywords set to Id
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Line 
1MODULE trcldf
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  trcldf  ***
4   !! Ocean Passive tracers : lateral diffusive trends
5   !!=====================================================================
6   !! History :  1.0  ! 2005-11  (G. Madec)  Original code
7   !!            3.0  ! 2008-01  (C. Ethe, G. Madec)  merge TRC-TRA
8   !!            3.7  ! 2014-03  (G. Madec)  LDF simplification
9   !!----------------------------------------------------------------------
10#if defined key_top
11   !!----------------------------------------------------------------------
12   !!   'key_top'                                                TOP models
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   !!   trc_ldf       : update the tracer trend with the lateral diffusion
15   !!   trc_ldf_ini   : initialization, namelist read, and parameters control
16   !!----------------------------------------------------------------------
17   USE trc            ! ocean passive tracers variables
18   USE oce_trc        ! ocean dynamics and active tracers
19   USE ldftra         ! lateral diffusion: eddy diffusivity & EIV coeff.
20   USE ldfslp         ! Lateral diffusion: slopes of neutral surfaces
21   USE traldf_lap_blp ! lateral diffusion: lap/bilaplacian iso-level      operator  (tra_ldf_lap/_blp   routine)
22   USE traldf_iso     ! lateral diffusion: laplacian iso-neutral standard operator  (tra_ldf_iso        routine)
23   USE traldf_triad   ! lateral diffusion: laplacian iso-neutral triad    operator  (tra_ldf_     triad routine)
24   USE trd_oce        ! trends: ocean variables
25   USE trdtra         ! trends manager: tracers
26   !
27   USE prtctl_trc     ! Print control
28
29   IMPLICIT NONE
30   PRIVATE
31
32   PUBLIC   trc_ldf   
33   PUBLIC   trc_ldf_ini   
34   !
35   !                                      !!: ** lateral mixing namelist (nam_trcldf) **
36   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_trcldf_OFF     !: No operator (no explicit lateral diffusion)
37   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_trcldf_tra     !: use active tracer operator
38   REAL(wp), PUBLIC ::      rn_ldf_multi      !: multiplier of T-S eddy diffusivity to obtain the passive tracer one
39   REAL(wp), PUBLIC ::      rn_fact_lap       !: enhanced Equatorial zonal diffusivity coefficent
40   !
41   INTEGER  ::   nldf_trc = 0   ! type of lateral diffusion used defined from ln_traldf_... (namlist logicals)
42   REAL(wp) ::   rldf           ! multiplier between active and passive tracers eddy diffusivity   [-]
43   
44   !! * Substitutions
45#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
46   !!----------------------------------------------------------------------
47   !! NEMO/TOP 4.0 , NEMO Consortium (2018)
48   !! $Id$
49   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
50   !!----------------------------------------------------------------------
51CONTAINS
52
53   SUBROUTINE trc_ldf( kt, Kmm )
54      !!----------------------------------------------------------------------
55      !!                  ***  ROUTINE tra_ldf  ***
56      !!
57      !! ** Purpose :   compute the lateral ocean tracer physics.
58      !!
59      !!----------------------------------------------------------------------
60      INTEGER, INTENT( in ) ::   kt   ! ocean time-step index
61      INTEGER, INTENT( in ) ::   Kmm  ! ocean time-level index
62      !
63      INTEGER            :: ji, jj, jk, jn
64      REAL(wp)           :: zdep
65      CHARACTER (len=22) :: charout
66      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk)   ::   zahu, zahv
67      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:,:) ::   ztrtrd
68      !!----------------------------------------------------------------------
69      !
70      IF( ln_trcldf_OFF )   RETURN        ! not lateral diffusion applied on passive tracers
71      !
72      IF( ln_timing )   CALL timing_start('trc_ldf')
73      !
74      IF( l_trdtrc )  THEN
75         ALLOCATE( ztrtrd(jpi,jpj,jpk,jptra) )
76         ztrtrd(:,:,:,:)  = tra(:,:,:,:)
77      ENDIF
78      !                                  !* set the lateral diffusivity coef. for passive tracer     
79      zahu(:,:,:) = rldf * ahtu(:,:,:) 
80      zahv(:,:,:) = rldf * ahtv(:,:,:)
81      !                                  !* Enhanced zonal diffusivity coefficent in the equatorial domain
82      DO jk= 1, jpk
83         DO jj = 1, jpj
84            DO ji = 1, jpi
85               IF( gdept_n(ji,jj,jk) > 200. .AND. gphit(ji,jj) < 5. .AND. gphit(ji,jj) > -5. ) THEN
86                  zdep = MAX( gdept_n(ji,jj,jk) - 1000., 0. ) / 1000.
87                  zahu(ji,jj,jk) = zahu(ji,jj,jk) * MAX( 1., rn_fact_lap * EXP( -zdep ) )
88               ENDIF
89            END DO
90         END DO
91      END DO
92      !
93      SELECT CASE ( nldf_trc )                 !* compute lateral mixing trend and add it to the general trend
94      !
95      CASE ( np_lap   )                               ! iso-level laplacian
96         CALL tra_ldf_lap  ( kt, nittrc000,'TRC', zahu, zahv, gtru, gtrv, gtrui, gtrvi, trb,      tra, jptra,    1     )
97      CASE ( np_lap_i )                               ! laplacian : standard iso-neutral operator (Madec)
98         CALL tra_ldf_iso  ( kt, nittrc000,'TRC', zahu, zahv, gtru, gtrv, gtrui, gtrvi, trb, trb, tra, jptra,    1     )
99      CASE ( np_lap_it )                              ! laplacian : triad iso-neutral operator (griffies)
100         CALL tra_ldf_triad( kt, nittrc000,'TRC', zahu, zahv, gtru, gtrv, gtrui, gtrvi, trb, trb, tra, jptra,    1    , Kmm )
101      CASE ( np_blp , np_blp_i , np_blp_it )          ! bilaplacian: all operator (iso-level, -neutral)
102         CALL tra_ldf_blp  ( kt, nittrc000,'TRC', zahu, zahv, gtru, gtrv, gtrui, gtrvi, trb     , tra, jptra, nldf_trc, Kmm )
103      END SELECT
104      !
105      IF( l_trdtrc )   THEN                    ! send the trends for further diagnostics
106        DO jn = 1, jptra
107           ztrtrd(:,:,:,jn) = tra(:,:,:,jn) - ztrtrd(:,:,:,jn)
108           CALL trd_tra( kt, 'TRC', jn, jptra_ldf, ztrtrd(:,:,:,jn) )
109        END DO
110        DEALLOCATE( ztrtrd )
111      ENDIF
112      !               
113      IF( ln_ctl ) THEN                        ! print mean trends (used for debugging)
114         WRITE(charout, FMT="('ldf ')")
115         CALL prt_ctl_trc_info(charout)
116         CALL prt_ctl_trc( tab4d=tra, mask=tmask, clinfo=ctrcnm, clinfo2='trd' )
117      ENDIF
118      !
119      IF( ln_timing )   CALL timing_stop('trc_ldf')
120      !
121   END SUBROUTINE trc_ldf
122
123
124   SUBROUTINE trc_ldf_ini
125      !!----------------------------------------------------------------------
126      !!                  ***  ROUTINE ldf_ctl  ***
127      !!
128      !! ** Purpose :   Define the operator for the lateral diffusion
129      !!
130      !! ** Method  : - ln_trcldf_tra=T : use nldf_tra set in ldftra module
131      !!              to defined the passive tracer lateral diffusive operator
132      !!              - ln_trcldf_OFF=T : no explicit diffusion used
133      !!----------------------------------------------------------------------
134      INTEGER ::   ios, ioptio   ! local integers
135      !!
136      NAMELIST/namtrc_ldf/ ln_trcldf_OFF , ln_trcldf_tra,   &   ! operator & direction
137         &                 rn_ldf_multi  , rn_fact_lap          ! coefficient
138      !!----------------------------------------------------------------------
139      !
140      IF(lwp) THEN
141         WRITE(numout,*)
142         WRITE(numout,*) 'trc_ldf_ini : lateral passive tracer diffusive operator'
143         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~'
144      ENDIF
145      !
146      REWIND( numnat_ref )             !  namtrc_ldf in reference namelist
147      READ  ( numnat_ref, namtrc_ldf, IOSTAT = ios, ERR = 903)
148903   IF( ios /= 0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namtrc_ldf in reference namelist', lwp )
149      !
150      REWIND( numnat_cfg )             !  namtrc_ldf in configuration namelist
151      READ  ( numnat_cfg, namtrc_ldf, IOSTAT = ios, ERR = 904 )
152904   IF( ios >  0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namtrc_ldf in configuration namelist', lwp )
153      IF(lwm) WRITE ( numont, namtrc_ldf )
154      !
155      IF(lwp) THEN                     ! Namelist print
156         WRITE(numout,*) '   Namelist namtrc_ldf : set lateral mixing parameters (type, direction, coefficients)'
157         WRITE(numout,*) '      no explicit diffusion                 ln_trcldf_OFF   = ', ln_trcldf_OFF
158         WRITE(numout,*) '      use active tracer operator            ln_trcldf_tra   = ', ln_trcldf_tra
159         WRITE(numout,*) '      diffusivity coefficient :'
160         WRITE(numout,*) '         multiplier of TRA coef. for TRC       rn_ldf_multi = ', rn_ldf_multi
161         WRITE(numout,*) '         enhanced zonal Eq. laplacian coef.    rn_fact_lap  = ', rn_fact_lap
162
163      ENDIF
164      !     
165      !                                ! control the namelist parameters
166      nldf_trc = np_ERROR
167      ioptio   = 0
168      IF( ln_trcldf_OFF  ) THEN   ;   nldf_trc = np_no_ldf   ;   ioptio = ioptio + 1   ;   ENDIF
169      IF( ln_trcldf_tra  ) THEN   ;   nldf_trc = nldf_tra    ;   ioptio = ioptio + 1   ;   ENDIF
170      IF( ioptio /=  1   )   CALL ctl_stop( 'trc_ldf_ini: use ONE of the 2 operator options (NONE/tra)' )
171     
172      !                                ! multiplier : passive/active tracers ration
173      IF( ln_traldf_lap ) THEN               ! laplacian operator
174         rldf = rn_ldf_multi                       ! simple multiplier
175      ELSEIF( ln_traldf_blp ) THEN           ! bilaplacian operator:
176         rldf = SQRT( ABS( rn_ldf_multi )  )       ! the coef. used is the SQRT of the bilaplacian coef.
177      ENDIF
178      !
179      IF(lwp) THEN
180         WRITE(numout,*)
181         SELECT CASE( nldf_trc )
182         CASE( np_no_ldf )   ;   WRITE(numout,*) '      ===>>   NO lateral diffusion'
183         CASE( np_lap    )   ;   WRITE(numout,*) '      ===>>   laplacian iso-level operator'
184         CASE( np_lap_i  )   ;   WRITE(numout,*) '      ===>>   Rotated laplacian operator (standard)'
185         CASE( np_lap_it )   ;   WRITE(numout,*) '      ===>>   Rotated laplacian operator (triad)'
186         CASE( np_blp    )   ;   WRITE(numout,*) '      ===>>   bilaplacian iso-level operator'
187         CASE( np_blp_i  )   ;   WRITE(numout,*) '      ===>>   Rotated bilaplacian operator (standard)'
188         CASE( np_blp_it )   ;   WRITE(numout,*) '      ===>>   Rotated bilaplacian operator (triad)'
189         END SELECT
190      ENDIF
191      !
192   END SUBROUTINE trc_ldf_ini
193
194#endif
195   !!======================================================================
196END MODULE trcldf
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.