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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.
asminc.F90 in NEMO/branches/2019/dev_r11943_MERGE_2019/src/OCE/ASM – NEMO

source: NEMO/branches/2019/dev_r11943_MERGE_2019/src/OCE/ASM/asminc.F90 @ 12340

Last change on this file since 12340 was 12340, checked in by acc, 4 years ago

Branch 2019/dev_r11943_MERGE_2019. This commit introduces basic do loop macro
substitution to the 2019 option 1, merge branch. These changes have been SETTE
tested. The only addition is the do_loop_substitute.h90 file in the OCE directory but
the macros defined therein are used throughout the code to replace identifiable, 2D-
and 3D- nested loop opening and closing statements with single-line alternatives. Code
indents are also adjusted accordingly.

The following explanation is taken from comments in the new header file:

This header file contains preprocessor definitions and macros used in the do-loop
substitutions introduced between version 4.0 and 4.2. The primary aim of these macros
is to assist in future applications of tiling to improve performance. This is expected
to be achieved by alternative versions of these macros in selected locations. The
initial introduction of these macros simply replaces all identifiable nested 2D- and
3D-loops with single line statements (and adjusts indenting accordingly). Do loops
are identifiable if they comform to either:

DO jk = ....

DO jj = .... DO jj = ...

DO ji = .... DO ji = ...
. OR .
. .

END DO END DO

END DO END DO

END DO

and white-space variants thereof.

Additionally, only loops with recognised jj and ji loops limits are treated; these are:
Lower limits of 1, 2 or fs_2
Upper limits of jpi, jpim1 or fs_jpim1 (for ji) or jpj, jpjm1 or fs_jpjm1 (for jj)

The macro naming convention takes the form: DO_2D_BT_LR where:

B is the Bottom offset from the PE's inner domain;
T is the Top offset from the PE's inner domain;
L is the Left offset from the PE's inner domain;
R is the Right offset from the PE's inner domain

So, given an inner domain of 2,jpim1 and 2,jpjm1, a typical example would replace:

DO jj = 2, jpj

DO ji = 1, jpim1
.
.

END DO

END DO

with:

DO_2D_01_10
.
.
END_2D

similar conventions apply to the 3D loops macros. jk loop limits are retained
through macro arguments and are not restricted. This includes the possibility of
strides for which an extra set of DO_3DS macros are defined.

In the example definition below the inner PE domain is defined by start indices of
(kIs, kJs) and end indices of (kIe, KJe)

#define DO_2D_00_00 DO jj = kJs, kJe ; DO ji = kIs, kIe
#define END_2D END DO ; END DO

TO DO:


Only conventional nested loops have been identified and replaced by this step. There are constructs such as:

DO jk = 2, jpkm1

z2d(:,:) = z2d(:,:) + e3w(:,:,jk,Kmm) * z3d(:,:,jk) * wmask(:,:,jk)

END DO

which may need to be considered.

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 48.6 KB
Line 
1MODULE asminc
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE asminc  ***
4   !! Assimilation increment : Apply an increment generated by data
5   !!                          assimilation
6   !!======================================================================
7   !! History :       ! 2007-03  (M. Martin)  Met Office version
8   !!                 ! 2007-04  (A. Weaver)  calc_date original code
9   !!                 ! 2007-04  (A. Weaver)  Merge with OPAVAR/NEMOVAR
10   !!   NEMO     3.3  ! 2010-05  (D. Lea)  Update to work with NEMO v3.2
11   !!             -   ! 2010-05  (D. Lea)  add calc_month_len routine based on day_init
12   !!            3.4  ! 2012-10  (A. Weaver and K. Mogensen) Fix for direct initialization
13   !!                 ! 2014-09  (D. Lea)  Local calc_date removed use routine from OBS
14   !!                 ! 2015-11  (D. Lea)  Handle non-zero initial time of day
15   !!----------------------------------------------------------------------
16
17   !!----------------------------------------------------------------------
18   !!   asm_inc_init   : Initialize the increment arrays and IAU weights
19   !!   tra_asm_inc    : Apply the tracer (T and S) increments
20   !!   dyn_asm_inc    : Apply the dynamic (u and v) increments
21   !!   ssh_asm_inc    : Apply the SSH increment
22   !!   ssh_asm_div    : Apply divergence associated with SSH increment
23   !!   seaice_asm_inc : Apply the seaice increment
24   !!----------------------------------------------------------------------
25   USE oce             ! Dynamics and active tracers defined in memory
26   USE par_oce         ! Ocean space and time domain variables
27   USE dom_oce         ! Ocean space and time domain
28   USE domvvl          ! domain: variable volume level
29   USE ldfdyn          ! lateral diffusion: eddy viscosity coefficients
30   USE eosbn2          ! Equation of state - in situ and potential density
31   USE zpshde          ! Partial step : Horizontal Derivative
32   USE asmpar          ! Parameters for the assmilation interface
33   USE asmbkg          !
34   USE c1d             ! 1D initialization
35   USE sbc_oce         ! Surface boundary condition variables.
36   USE diaobs   , ONLY : calc_date     ! Compute the calendar date on a given step
37#if defined key_si3
38   USE ice      , ONLY : hm_i, at_i, at_i_b
39#endif
40   !
41   USE in_out_manager  ! I/O manager
42   USE iom             ! Library to read input files
43   USE lib_mpp         ! MPP library
44
45   IMPLICIT NONE
46   PRIVATE
47   
48   PUBLIC   asm_inc_init   !: Initialize the increment arrays and IAU weights
49   PUBLIC   tra_asm_inc    !: Apply the tracer (T and S) increments
50   PUBLIC   dyn_asm_inc    !: Apply the dynamic (u and v) increments
51   PUBLIC   ssh_asm_inc    !: Apply the SSH increment
52   PUBLIC   ssh_asm_div    !: Apply the SSH divergence
53   PUBLIC   seaice_asm_inc !: Apply the seaice increment
54
55#if defined key_asminc
56    LOGICAL, PUBLIC, PARAMETER :: lk_asminc = .TRUE.   !: Logical switch for assimilation increment interface
57#else
58    LOGICAL, PUBLIC, PARAMETER :: lk_asminc = .FALSE.  !: No assimilation increments
59#endif
60   LOGICAL, PUBLIC :: ln_bkgwri     !: No output of the background state fields
61   LOGICAL, PUBLIC :: ln_asmiau     !: No applying forcing with an assimilation increment
62   LOGICAL, PUBLIC :: ln_asmdin     !: No direct initialization
63   LOGICAL, PUBLIC :: ln_trainc     !: No tracer (T and S) assimilation increments
64   LOGICAL, PUBLIC :: ln_dyninc     !: No dynamics (u and v) assimilation increments
65   LOGICAL, PUBLIC :: ln_sshinc     !: No sea surface height assimilation increment
66   LOGICAL, PUBLIC :: ln_seaiceinc  !: No sea ice concentration increment
67   LOGICAL, PUBLIC :: ln_salfix     !: Apply minimum salinity check
68   LOGICAL, PUBLIC :: ln_temnofreeze = .FALSE. !: Don't allow the temperature to drop below freezing
69   INTEGER, PUBLIC :: nn_divdmp     !: Apply divergence damping filter nn_divdmp times
70
71   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::   t_bkg   , s_bkg      !: Background temperature and salinity
72   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::   u_bkg   , v_bkg      !: Background u- & v- velocity components
73   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::   t_bkginc, s_bkginc   !: Increment to the background T & S
74   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::   u_bkginc, v_bkginc   !: Increment to the u- & v-components
75   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:)    , ALLOCATABLE ::   wgtiau               !: IAU weights for each time step
76#if defined key_asminc
77   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:)  , ALLOCATABLE ::   ssh_iau              !: IAU-weighted sea surface height increment
78#endif
79   !                                !!! time steps relative to the cycle interval [0,nitend-nit000-1]
80   INTEGER , PUBLIC ::   nitbkg      !: Time step of the background state used in the Jb term
81   INTEGER , PUBLIC ::   nitdin      !: Time step of the background state for direct initialization
82   INTEGER , PUBLIC ::   nitiaustr   !: Time step of the start of the IAU interval
83   INTEGER , PUBLIC ::   nitiaufin   !: Time step of the end of the IAU interval
84   !
85   INTEGER , PUBLIC ::   niaufn      !: Type of IAU weighing function: = 0   Constant weighting
86   !                                 !: = 1   Linear hat-like, centred in middle of IAU interval
87   REAL(wp), PUBLIC ::   salfixmin   !: Ensure that the salinity is larger than this  value if (ln_salfix)
88
89   REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::   ssh_bkg, ssh_bkginc   ! Background sea surface height and its increment
90   REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::   seaice_bkginc         ! Increment to the background sea ice conc
91#if defined key_cice && defined key_asminc
92   REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::   ndaice_da             ! ice increment tendency into CICE
93#endif
94
95   !! * Substitutions
96#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
97#  include "do_loop_substitute.h90"
98   !!----------------------------------------------------------------------
99   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
100   !! $Id$
101   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
102   !!----------------------------------------------------------------------
103CONTAINS
104
105   SUBROUTINE asm_inc_init( Kbb, Kmm, Krhs )
106      !!----------------------------------------------------------------------
107      !!                    ***  ROUTINE asm_inc_init  ***
108      !!         
109      !! ** Purpose : Initialize the assimilation increment and IAU weights.
110      !!
111      !! ** Method  : Initialize the assimilation increment and IAU weights.
112      !!
113      !! ** Action  :
114      !!----------------------------------------------------------------------
115      INTEGER, INTENT(in) ::  Kbb, Kmm, Krhs  ! time level indices
116      !
117      INTEGER :: ji, jj, jk, jt  ! dummy loop indices
118      INTEGER :: imid, inum      ! local integers
119      INTEGER :: ios             ! Local integer output status for namelist read
120      INTEGER :: iiauper         ! Number of time steps in the IAU period
121      INTEGER :: icycper         ! Number of time steps in the cycle
122      REAL(KIND=dp) :: ditend_date     ! Date YYYYMMDD.HHMMSS of final time step
123      REAL(KIND=dp) :: ditbkg_date     ! Date YYYYMMDD.HHMMSS of background time step for Jb term
124      REAL(KIND=dp) :: ditdin_date     ! Date YYYYMMDD.HHMMSS of background time step for DI
125      REAL(KIND=dp) :: ditiaustr_date  ! Date YYYYMMDD.HHMMSS of IAU interval start time step
126      REAL(KIND=dp) :: ditiaufin_date  ! Date YYYYMMDD.HHMMSS of IAU interval final time step
127
128      REAL(wp) :: znorm        ! Normalization factor for IAU weights
129      REAL(wp) :: ztotwgt      ! Value of time-integrated IAU weights (should be equal to one)
130      REAL(wp) :: z_inc_dateb  ! Start date of interval on which increment is valid
131      REAL(wp) :: z_inc_datef  ! End date of interval on which increment is valid
132      REAL(wp) :: zdate_bkg    ! Date in background state file for DI
133      REAL(wp) :: zdate_inc    ! Time axis in increments file
134      !
135      REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:) ::   zhdiv   ! 2D workspace
136      !!
137      NAMELIST/nam_asminc/ ln_bkgwri,                                      &
138         &                 ln_trainc, ln_dyninc, ln_sshinc,                &
139         &                 ln_asmdin, ln_asmiau,                           &
140         &                 nitbkg, nitdin, nitiaustr, nitiaufin, niaufn,   &
141         &                 ln_salfix, salfixmin, nn_divdmp
142      !!----------------------------------------------------------------------
143
144      !-----------------------------------------------------------------------
145      ! Read Namelist nam_asminc : assimilation increment interface
146      !-----------------------------------------------------------------------
147      ln_seaiceinc   = .FALSE.
148      ln_temnofreeze = .FALSE.
149
150      READ  ( numnam_ref, nam_asminc, IOSTAT = ios, ERR = 901)
151901   IF( ios /= 0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'nam_asminc in reference namelist' )
152      READ  ( numnam_cfg, nam_asminc, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
153902   IF( ios >  0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'nam_asminc in configuration namelist' )
154      IF(lwm) WRITE ( numond, nam_asminc )
155
156      ! Control print
157      IF(lwp) THEN
158         WRITE(numout,*)
159         WRITE(numout,*) 'asm_inc_init : Assimilation increment initialization :'
160         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
161         WRITE(numout,*) '   Namelist namasm : set assimilation increment parameters'
162         WRITE(numout,*) '      Logical switch for writing out background state          ln_bkgwri = ', ln_bkgwri
163         WRITE(numout,*) '      Logical switch for applying tracer increments            ln_trainc = ', ln_trainc
164         WRITE(numout,*) '      Logical switch for applying velocity increments          ln_dyninc = ', ln_dyninc
165         WRITE(numout,*) '      Logical switch for applying SSH increments               ln_sshinc = ', ln_sshinc
166         WRITE(numout,*) '      Logical switch for Direct Initialization (DI)            ln_asmdin = ', ln_asmdin
167         WRITE(numout,*) '      Logical switch for applying sea ice increments        ln_seaiceinc = ', ln_seaiceinc
168         WRITE(numout,*) '      Logical switch for Incremental Analysis Updating (IAU)   ln_asmiau = ', ln_asmiau
169         WRITE(numout,*) '      Timestep of background in [0,nitend-nit000-1]            nitbkg    = ', nitbkg
170         WRITE(numout,*) '      Timestep of background for DI in [0,nitend-nit000-1]     nitdin    = ', nitdin
171         WRITE(numout,*) '      Timestep of start of IAU interval in [0,nitend-nit000-1] nitiaustr = ', nitiaustr
172         WRITE(numout,*) '      Timestep of end of IAU interval in [0,nitend-nit000-1]   nitiaufin = ', nitiaufin
173         WRITE(numout,*) '      Type of IAU weighting function                           niaufn    = ', niaufn
174         WRITE(numout,*) '      Logical switch for ensuring that the sa > salfixmin      ln_salfix = ', ln_salfix
175         WRITE(numout,*) '      Minimum salinity after applying the increments           salfixmin = ', salfixmin
176      ENDIF
177
178      nitbkg_r    = nitbkg    + nit000 - 1            ! Background time referenced to nit000
179      nitdin_r    = nitdin    + nit000 - 1            ! Background time for DI referenced to nit000
180      nitiaustr_r = nitiaustr + nit000 - 1            ! Start of IAU interval referenced to nit000
181      nitiaufin_r = nitiaufin + nit000 - 1            ! End of IAU interval referenced to nit000
182
183      iiauper     = nitiaufin_r - nitiaustr_r + 1     ! IAU interval length
184      icycper     = nitend      - nit000      + 1     ! Cycle interval length
185
186      CALL calc_date( nitend     , ditend_date    )   ! Date of final time step
187      CALL calc_date( nitbkg_r   , ditbkg_date    )   ! Background time for Jb referenced to ndate0
188      CALL calc_date( nitdin_r   , ditdin_date    )   ! Background time for DI referenced to ndate0
189      CALL calc_date( nitiaustr_r, ditiaustr_date )   ! IAU start time referenced to ndate0
190      CALL calc_date( nitiaufin_r, ditiaufin_date )   ! IAU end time referenced to ndate0
191
192      IF(lwp) THEN
193         WRITE(numout,*)
194         WRITE(numout,*) '   Time steps referenced to current cycle:'
195         WRITE(numout,*) '       iitrst      = ', nit000 - 1
196         WRITE(numout,*) '       nit000      = ', nit000
197         WRITE(numout,*) '       nitend      = ', nitend
198         WRITE(numout,*) '       nitbkg_r    = ', nitbkg_r
199         WRITE(numout,*) '       nitdin_r    = ', nitdin_r
200         WRITE(numout,*) '       nitiaustr_r = ', nitiaustr_r
201         WRITE(numout,*) '       nitiaufin_r = ', nitiaufin_r
202         WRITE(numout,*)
203         WRITE(numout,*) '   Dates referenced to current cycle:'
204         WRITE(numout,*) '       ndastp         = ', ndastp
205         WRITE(numout,*) '       ndate0         = ', ndate0
206         WRITE(numout,*) '       nn_time0       = ', nn_time0
207         WRITE(numout,*) '       ditend_date    = ', ditend_date
208         WRITE(numout,*) '       ditbkg_date    = ', ditbkg_date
209         WRITE(numout,*) '       ditdin_date    = ', ditdin_date
210         WRITE(numout,*) '       ditiaustr_date = ', ditiaustr_date
211         WRITE(numout,*) '       ditiaufin_date = ', ditiaufin_date
212      ENDIF
213
214
215      IF ( ( ln_asmdin ).AND.( ln_asmiau ) )   &
216         & CALL ctl_stop( ' ln_asmdin and ln_asmiau :', &
217         &                ' Choose Direct Initialization OR Incremental Analysis Updating')
218
219      IF (      ( ( .NOT. ln_asmdin ).AND.( .NOT. ln_asmiau ) ) &
220           .AND.( ( ln_trainc ).OR.( ln_dyninc ).OR.( ln_sshinc ) .OR. ( ln_seaiceinc) )) &
221         & CALL ctl_stop( ' One or more of ln_trainc, ln_dyninc, ln_sshinc and ln_seaiceinc is set to .true.', &
222         &                ' but ln_asmdin and ln_asmiau are both set to .false. :', &
223         &                ' Inconsistent options')
224
225      IF ( ( niaufn /= 0 ).AND.( niaufn /= 1 ) ) &
226         & CALL ctl_stop( ' niaufn /= 0 or niaufn /=1 :',  &
227         &                ' Type IAU weighting function is invalid')
228
229      IF ( ( .NOT. ln_trainc ).AND.( .NOT. ln_dyninc ).AND.( .NOT. ln_sshinc ).AND.( .NOT. ln_seaiceinc ) &
230         &                     )  &
231         & CALL ctl_warn( ' ln_trainc, ln_dyninc, ln_sshinc and ln_seaiceinc are set to .false. :', &
232         &                ' The assimilation increments are not applied')
233
234      IF ( ( ln_asmiau ).AND.( nitiaustr == nitiaufin ) ) &
235         & CALL ctl_stop( ' nitiaustr = nitiaufin :',  &
236         &                ' IAU interval is of zero length')
237
238      IF ( ( ln_asmiau ).AND.( ( nitiaustr_r < nit000 ).OR.( nitiaufin_r > nitend ) ) ) &
239         & CALL ctl_stop( ' nitiaustr or nitiaufin :',  &
240         &                ' IAU starting or final time step is outside the cycle interval', &
241         &                 ' Valid range nit000 to nitend')
242
243      IF ( ( nitbkg_r < nit000 - 1 ).OR.( nitbkg_r > nitend ) ) &
244         & CALL ctl_stop( ' nitbkg :',  &
245         &                ' Background time step is outside the cycle interval')
246
247      IF ( ( nitdin_r < nit000 - 1 ).OR.( nitdin_r > nitend ) ) &
248         & CALL ctl_stop( ' nitdin :',  &
249         &                ' Background time step for Direct Initialization is outside', &
250         &                ' the cycle interval')
251
252      IF ( nstop > 0 ) RETURN       ! if there are any errors then go no further
253
254      !--------------------------------------------------------------------
255      ! Initialize the Incremental Analysis Updating weighting function
256      !--------------------------------------------------------------------
257
258      IF( ln_asmiau ) THEN
259         !
260         ALLOCATE( wgtiau( icycper ) )
261         !
262         wgtiau(:) = 0._wp
263         !
264         !                                !---------------------------------------------------------
265         IF( niaufn == 0 ) THEN           ! Constant IAU forcing
266            !                             !---------------------------------------------------------
267            DO jt = 1, iiauper
268               wgtiau(jt+nitiaustr-1) = 1.0 / REAL( iiauper )
269            END DO
270            !                             !---------------------------------------------------------
271         ELSEIF ( niaufn == 1 ) THEN      ! Linear hat-like, centred in middle of IAU interval
272            !                             !---------------------------------------------------------
273            ! Compute the normalization factor
274            znorm = 0._wp
275            IF( MOD( iiauper, 2 ) == 0 ) THEN   ! Even number of time steps in IAU interval
276               imid = iiauper / 2 
277               DO jt = 1, imid
278                  znorm = znorm + REAL( jt )
279               END DO
280               znorm = 2.0 * znorm
281            ELSE                                ! Odd number of time steps in IAU interval
282               imid = ( iiauper + 1 ) / 2       
283               DO jt = 1, imid - 1
284                  znorm = znorm + REAL( jt )
285               END DO
286               znorm = 2.0 * znorm + REAL( imid )
287            ENDIF
288            znorm = 1.0 / znorm
289            !
290            DO jt = 1, imid - 1
291               wgtiau(jt+nitiaustr-1) = REAL( jt ) * znorm
292            END DO
293            DO jt = imid, iiauper
294               wgtiau(jt+nitiaustr-1) = REAL( iiauper - jt + 1 ) * znorm
295            END DO
296            !
297         ENDIF
298
299         ! Test that the integral of the weights over the weighting interval equals 1
300          IF(lwp) THEN
301             WRITE(numout,*)
302             WRITE(numout,*) 'asm_inc_init : IAU weights'
303             WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
304             WRITE(numout,*) '             time step         IAU  weight'
305             WRITE(numout,*) '             =========     ====================='
306             ztotwgt = 0.0
307             DO jt = 1, icycper
308                ztotwgt = ztotwgt + wgtiau(jt)
309                WRITE(numout,*) '         ', jt, '       ', wgtiau(jt) 
310             END DO   
311             WRITE(numout,*) '         ==================================='
312             WRITE(numout,*) '         Time-integrated weight = ', ztotwgt
313             WRITE(numout,*) '         ==================================='
314          ENDIF
315         
316      ENDIF
317
318      !--------------------------------------------------------------------
319      ! Allocate and initialize the increment arrays
320      !--------------------------------------------------------------------
321
322      ALLOCATE( t_bkginc     (jpi,jpj,jpk) )   ;   t_bkginc     (:,:,:) = 0._wp
323      ALLOCATE( s_bkginc     (jpi,jpj,jpk) )   ;   s_bkginc     (:,:,:) = 0._wp
324      ALLOCATE( u_bkginc     (jpi,jpj,jpk) )   ;   u_bkginc     (:,:,:) = 0._wp
325      ALLOCATE( v_bkginc     (jpi,jpj,jpk) )   ;   v_bkginc     (:,:,:) = 0._wp
326      ALLOCATE( ssh_bkginc   (jpi,jpj)     )   ;   ssh_bkginc   (:,:)   = 0._wp
327      ALLOCATE( seaice_bkginc(jpi,jpj)     )   ;   seaice_bkginc(:,:)   = 0._wp
328#if defined key_asminc
329      ALLOCATE( ssh_iau      (jpi,jpj)     )   ;   ssh_iau      (:,:)   = 0._wp
330#endif
331#if defined key_cice && defined key_asminc
332      ALLOCATE( ndaice_da    (jpi,jpj)     )   ;   ndaice_da    (:,:)   = 0._wp
333#endif
334      !
335      IF ( ln_trainc .OR. ln_dyninc .OR.   &       !--------------------------------------
336         & ln_sshinc .OR. ln_seaiceinc   ) THEN    ! Read the increments from file
337         !                                         !--------------------------------------
338         CALL iom_open( c_asminc, inum )
339         !
340         CALL iom_get( inum, 'time'       , zdate_inc   ) 
341         CALL iom_get( inum, 'z_inc_dateb', z_inc_dateb )
342         CALL iom_get( inum, 'z_inc_datef', z_inc_datef )
343         z_inc_dateb = zdate_inc
344         z_inc_datef = zdate_inc
345         !
346         IF(lwp) THEN
347            WRITE(numout,*) 
348            WRITE(numout,*) 'asm_inc_init : Assimilation increments valid between dates ', z_inc_dateb,' and ', z_inc_datef
349            WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
350         ENDIF
351         !
352         IF ( ( z_inc_dateb < ndastp + nn_time0*0.0001_wp ) .OR.   &
353            & ( z_inc_datef > ditend_date ) ) &
354            &    CALL ctl_warn( ' Validity time of assimilation increments is ', &
355            &                   ' outside the assimilation interval' )
356
357         IF ( ( ln_asmdin ).AND.( zdate_inc /= ditdin_date ) ) &
358            & CALL ctl_warn( ' Validity time of assimilation increments does ', &
359            &                ' not agree with Direct Initialization time' )
360
361         IF ( ln_trainc ) THEN   
362            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckint', t_bkginc, 1 )
363            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckins', s_bkginc, 1 )
364            ! Apply the masks
365            t_bkginc(:,:,:) = t_bkginc(:,:,:) * tmask(:,:,:)
366            s_bkginc(:,:,:) = s_bkginc(:,:,:) * tmask(:,:,:)
367            ! Set missing increments to 0.0 rather than 1e+20
368            ! to allow for differences in masks
369            WHERE( ABS( t_bkginc(:,:,:) ) > 1.0e+10 ) t_bkginc(:,:,:) = 0.0
370            WHERE( ABS( s_bkginc(:,:,:) ) > 1.0e+10 ) s_bkginc(:,:,:) = 0.0
371         ENDIF
372
373         IF ( ln_dyninc ) THEN   
374            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckinu', u_bkginc, 1 )             
375            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckinv', v_bkginc, 1 )             
376            ! Apply the masks
377            u_bkginc(:,:,:) = u_bkginc(:,:,:) * umask(:,:,:)
378            v_bkginc(:,:,:) = v_bkginc(:,:,:) * vmask(:,:,:)
379            ! Set missing increments to 0.0 rather than 1e+20
380            ! to allow for differences in masks
381            WHERE( ABS( u_bkginc(:,:,:) ) > 1.0e+10 ) u_bkginc(:,:,:) = 0.0
382            WHERE( ABS( v_bkginc(:,:,:) ) > 1.0e+10 ) v_bkginc(:,:,:) = 0.0
383         ENDIF
384       
385         IF ( ln_sshinc ) THEN
386            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckineta', ssh_bkginc, 1 )
387            ! Apply the masks
388            ssh_bkginc(:,:) = ssh_bkginc(:,:) * tmask(:,:,1)
389            ! Set missing increments to 0.0 rather than 1e+20
390            ! to allow for differences in masks
391            WHERE( ABS( ssh_bkginc(:,:) ) > 1.0e+10 ) ssh_bkginc(:,:) = 0.0
392         ENDIF
393
394         IF ( ln_seaiceinc ) THEN
395            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckinseaice', seaice_bkginc, 1 )
396            ! Apply the masks
397            seaice_bkginc(:,:) = seaice_bkginc(:,:) * tmask(:,:,1)
398            ! Set missing increments to 0.0 rather than 1e+20
399            ! to allow for differences in masks
400            WHERE( ABS( seaice_bkginc(:,:) ) > 1.0e+10 ) seaice_bkginc(:,:) = 0.0
401         ENDIF
402         !
403         CALL iom_close( inum )
404         !
405      ENDIF
406      !
407      !                                            !--------------------------------------
408      IF ( ln_dyninc .AND. nn_divdmp > 0 ) THEN    ! Apply divergence damping filter
409         !                                         !--------------------------------------
410         ALLOCATE( zhdiv(jpi,jpj) ) 
411         !
412         DO jt = 1, nn_divdmp
413            !
414            DO jk = 1, jpkm1           ! zhdiv = e1e1 * div
415               zhdiv(:,:) = 0._wp
416               DO_2D_00_00
417                  zhdiv(ji,jj) = (  e2u(ji  ,jj) * e3u(ji  ,jj,jk,Kmm) * u_bkginc(ji  ,jj,jk)    &
418                     &            - e2u(ji-1,jj) * e3u(ji-1,jj,jk,Kmm) * u_bkginc(ji-1,jj,jk)    &
419                     &            + e1v(ji,jj  ) * e3v(ji,jj  ,jk,Kmm) * v_bkginc(ji,jj  ,jk)    &
420                     &            - e1v(ji,jj-1) * e3v(ji,jj-1,jk,Kmm) * v_bkginc(ji,jj-1,jk)  ) / e3t(ji,jj,jk,Kmm)
421               END_2D
422               CALL lbc_lnk( 'asminc', zhdiv, 'T', 1. )   ! lateral boundary cond. (no sign change)
423               !
424               DO_2D_00_00
425                  u_bkginc(ji,jj,jk) = u_bkginc(ji,jj,jk)                         &
426                     &               + 0.2_wp * ( zhdiv(ji+1,jj) - zhdiv(ji  ,jj) ) * r1_e1u(ji,jj) * umask(ji,jj,jk)
427                  v_bkginc(ji,jj,jk) = v_bkginc(ji,jj,jk)                         &
428                     &               + 0.2_wp * ( zhdiv(ji,jj+1) - zhdiv(ji,jj  ) ) * r1_e2v(ji,jj) * vmask(ji,jj,jk) 
429               END_2D
430            END DO
431            !
432         END DO
433         !
434         DEALLOCATE( zhdiv ) 
435         !
436      ENDIF
437      !
438      !                             !-----------------------------------------------------
439      IF ( ln_asmdin ) THEN         ! Allocate and initialize the background state arrays
440         !                          !-----------------------------------------------------
441         !
442         ALLOCATE( t_bkg  (jpi,jpj,jpk) )   ;   t_bkg  (:,:,:) = 0._wp
443         ALLOCATE( s_bkg  (jpi,jpj,jpk) )   ;   s_bkg  (:,:,:) = 0._wp
444         ALLOCATE( u_bkg  (jpi,jpj,jpk) )   ;   u_bkg  (:,:,:) = 0._wp
445         ALLOCATE( v_bkg  (jpi,jpj,jpk) )   ;   v_bkg  (:,:,:) = 0._wp
446         ALLOCATE( ssh_bkg(jpi,jpj)     )   ;   ssh_bkg(:,:)   = 0._wp
447         !
448         !
449         !--------------------------------------------------------------------
450         ! Read from file the background state at analysis time
451         !--------------------------------------------------------------------
452         !
453         CALL iom_open( c_asmdin, inum )
454         !
455         CALL iom_get( inum, 'rdastp', zdate_bkg ) 
456         !
457         IF(lwp) THEN
458            WRITE(numout,*) 
459            WRITE(numout,*) '   ==>>>  Assimilation background state valid at : ', zdate_bkg
460            WRITE(numout,*)
461         ENDIF
462         !
463         IF ( zdate_bkg /= ditdin_date )   &
464            & CALL ctl_warn( ' Validity time of assimilation background state does', &
465            &                ' not agree with Direct Initialization time' )
466         !
467         IF ( ln_trainc ) THEN   
468            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'tn', t_bkg )
469            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'sn', s_bkg )
470            t_bkg(:,:,:) = t_bkg(:,:,:) * tmask(:,:,:)
471            s_bkg(:,:,:) = s_bkg(:,:,:) * tmask(:,:,:)
472         ENDIF
473         !
474         IF ( ln_dyninc ) THEN   
475            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'un', u_bkg )
476            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'vn', v_bkg )
477            u_bkg(:,:,:) = u_bkg(:,:,:) * umask(:,:,:)
478            v_bkg(:,:,:) = v_bkg(:,:,:) * vmask(:,:,:)
479         ENDIF
480         !
481         IF ( ln_sshinc ) THEN
482            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'sshn', ssh_bkg )
483            ssh_bkg(:,:) = ssh_bkg(:,:) * tmask(:,:,1)
484         ENDIF
485         !
486         CALL iom_close( inum )
487         !
488      ENDIF
489      !
490      IF(lwp) WRITE(numout,*) '   ==>>>   Euler time step switch is ', neuler
491      !
492      IF( lk_asminc ) THEN                            !==  data assimilation  ==!
493         IF( ln_bkgwri )   CALL asm_bkg_wri( nit000 - 1, Kmm )      ! Output background fields
494         IF( ln_asmdin ) THEN                                  ! Direct initialization
495            IF( ln_trainc )   CALL tra_asm_inc( nit000 - 1, Kbb, Kmm, ts    , Krhs )      ! Tracers
496            IF( ln_dyninc )   CALL dyn_asm_inc( nit000 - 1, Kbb, Kmm, uu, vv, Krhs )      ! Dynamics
497            IF( ln_sshinc )   CALL ssh_asm_inc( nit000 - 1, Kbb, Kmm )                    ! SSH
498         ENDIF
499      ENDIF
500      !
501   END SUBROUTINE asm_inc_init
502   
503   
504   SUBROUTINE tra_asm_inc( kt, Kbb, Kmm, pts, Krhs )
505      !!----------------------------------------------------------------------
506      !!                    ***  ROUTINE tra_asm_inc  ***
507      !!         
508      !! ** Purpose : Apply the tracer (T and S) assimilation increments
509      !!
510      !! ** Method  : Direct initialization or Incremental Analysis Updating
511      !!
512      !! ** Action  :
513      !!----------------------------------------------------------------------
514      INTEGER                                  , INTENT(in   ) :: kt             ! Current time step
515      INTEGER                                  , INTENT(in   ) :: Kbb, Kmm, Krhs ! Time level indices
516      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,jpts,jpt), INTENT(inout) :: pts            ! active tracers and RHS of tracer equation
517      !
518      INTEGER  :: ji, jj, jk
519      INTEGER  :: it
520      REAL(wp) :: zincwgt  ! IAU weight for current time step
521      REAL (wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) :: fzptnz ! 3d freezing point values
522      !!----------------------------------------------------------------------
523      !
524      ! freezing point calculation taken from oc_fz_pt (but calculated for all depths)
525      ! used to prevent the applied increments taking the temperature below the local freezing point
526      DO jk = 1, jpkm1
527        CALL eos_fzp( pts(:,:,jk,jp_sal,Kmm), fzptnz(:,:,jk), gdept(:,:,jk,Kmm) )
528      END DO
529         !
530         !                             !--------------------------------------
531      IF ( ln_asmiau ) THEN            ! Incremental Analysis Updating
532         !                             !--------------------------------------
533         !
534         IF ( ( kt >= nitiaustr_r ).AND.( kt <= nitiaufin_r ) ) THEN
535            !
536            it = kt - nit000 + 1
537            zincwgt = wgtiau(it) / rdt   ! IAU weight for the current time step
538            !
539            IF(lwp) THEN
540               WRITE(numout,*) 
541               WRITE(numout,*) 'tra_asm_inc : Tracer IAU at time step = ', kt,' with IAU weight = ', wgtiau(it)
542               WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
543            ENDIF
544            !
545            ! Update the tracer tendencies
546            DO jk = 1, jpkm1
547               IF (ln_temnofreeze) THEN
548                  ! Do not apply negative increments if the temperature will fall below freezing
549                  WHERE(t_bkginc(:,:,jk) > 0.0_wp .OR. &
550                     &   pts(:,:,jk,jp_tem,Kmm) + pts(:,:,jk,jp_tem,Krhs) + t_bkginc(:,:,jk) * wgtiau(it) > fzptnz(:,:,jk) ) 
551                     pts(:,:,jk,jp_tem,Krhs) = pts(:,:,jk,jp_tem,Krhs) + t_bkginc(:,:,jk) * zincwgt 
552                  END WHERE
553               ELSE
554                  pts(:,:,jk,jp_tem,Krhs) = pts(:,:,jk,jp_tem,Krhs) + t_bkginc(:,:,jk) * zincwgt 
555               ENDIF
556               IF (ln_salfix) THEN
557                  ! Do not apply negative increments if the salinity will fall below a specified
558                  ! minimum value salfixmin
559                  WHERE(s_bkginc(:,:,jk) > 0.0_wp .OR. &
560                     &   pts(:,:,jk,jp_sal,Kmm) + pts(:,:,jk,jp_sal,Krhs) + s_bkginc(:,:,jk) * wgtiau(it) > salfixmin ) 
561                     pts(:,:,jk,jp_sal,Krhs) = pts(:,:,jk,jp_sal,Krhs) + s_bkginc(:,:,jk) * zincwgt
562                  END WHERE
563               ELSE
564                  pts(:,:,jk,jp_sal,Krhs) = pts(:,:,jk,jp_sal,Krhs) + s_bkginc(:,:,jk) * zincwgt
565               ENDIF
566            END DO
567            !
568         ENDIF
569         !
570         IF ( kt == nitiaufin_r + 1  ) THEN   ! For bias crcn to work
571            DEALLOCATE( t_bkginc )
572            DEALLOCATE( s_bkginc )
573         ENDIF
574         !                             !--------------------------------------
575      ELSEIF ( ln_asmdin ) THEN        ! Direct Initialization
576         !                             !--------------------------------------
577         !           
578         IF ( kt == nitdin_r ) THEN
579            !
580            neuler = 0  ! Force Euler forward step
581            !
582            ! Initialize the now fields with the background + increment
583            IF (ln_temnofreeze) THEN
584               ! Do not apply negative increments if the temperature will fall below freezing
585               WHERE( t_bkginc(:,:,:) > 0.0_wp .OR. pts(:,:,:,jp_tem,Kmm) + t_bkginc(:,:,:) > fzptnz(:,:,:) ) 
586                  pts(:,:,:,jp_tem,Kmm) = t_bkg(:,:,:) + t_bkginc(:,:,:)   
587               END WHERE
588            ELSE
589               pts(:,:,:,jp_tem,Kmm) = t_bkg(:,:,:) + t_bkginc(:,:,:)   
590            ENDIF
591            IF (ln_salfix) THEN
592               ! Do not apply negative increments if the salinity will fall below a specified
593               ! minimum value salfixmin
594               WHERE( s_bkginc(:,:,:) > 0.0_wp .OR. pts(:,:,:,jp_sal,Kmm) + s_bkginc(:,:,:) > salfixmin ) 
595                  pts(:,:,:,jp_sal,Kmm) = s_bkg(:,:,:) + s_bkginc(:,:,:)   
596               END WHERE
597            ELSE
598               pts(:,:,:,jp_sal,Kmm) = s_bkg(:,:,:) + s_bkginc(:,:,:)   
599            ENDIF
600
601            pts(:,:,:,:,Kbb) = pts(:,:,:,:,Kmm)                 ! Update before fields
602
603            CALL eos( pts(:,:,:,:,Kbb), rhd, rhop, gdept_0(:,:,:) )  ! Before potential and in situ densities
604!!gm  fabien
605!            CALL eos( pts(:,:,:,:,Kbb), rhd, rhop )                ! Before potential and in situ densities
606!!gm
607
608            IF( ln_zps .AND. .NOT. lk_c1d .AND. .NOT. ln_isfcav)           &
609               &  CALL zps_hde    ( kt, Kmm, jpts, pts(:,:,:,:,Kbb), gtsu, gtsv,        &  ! Partial steps: before horizontal gradient
610               &                              rhd, gru , grv               )  ! of t, s, rd at the last ocean level
611            IF( ln_zps .AND. .NOT. lk_c1d .AND.       ln_isfcav)                       &
612               &  CALL zps_hde_isf( nit000, Kmm, jpts, pts(:,:,:,:,Kbb), gtsu, gtsv, gtui, gtvi,    &  ! Partial steps for top cell (ISF)
613               &                                  rhd, gru , grv , grui, grvi          )  ! of t, s, rd at the last ocean level
614
615            DEALLOCATE( t_bkginc )
616            DEALLOCATE( s_bkginc )
617            DEALLOCATE( t_bkg    )
618            DEALLOCATE( s_bkg    )
619         ENDIF
620         
621      ENDIF
622      ! Perhaps the following call should be in step
623      IF ( ln_seaiceinc  )   CALL seaice_asm_inc ( kt )   ! apply sea ice concentration increment
624      !
625   END SUBROUTINE tra_asm_inc
626
627
628   SUBROUTINE dyn_asm_inc( kt, Kbb, Kmm, puu, pvv, Krhs )
629      !!----------------------------------------------------------------------
630      !!                    ***  ROUTINE dyn_asm_inc  ***
631      !!         
632      !! ** Purpose : Apply the dynamics (u and v) assimilation increments.
633      !!
634      !! ** Method  : Direct initialization or Incremental Analysis Updating.
635      !!
636      !! ** Action  :
637      !!----------------------------------------------------------------------
638      INTEGER                             , INTENT( in )  ::  kt             ! ocean time-step index
639      INTEGER                             , INTENT( in )  ::  Kbb, Kmm, Krhs ! ocean time level indices
640      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,jpt), INTENT(inout) ::  puu, pvv       ! ocean velocities and RHS of momentum equation
641      !
642      INTEGER :: jk
643      INTEGER :: it
644      REAL(wp) :: zincwgt  ! IAU weight for current time step
645      !!----------------------------------------------------------------------
646      !
647      !                          !--------------------------------------------
648      IF ( ln_asmiau ) THEN      ! Incremental Analysis Updating
649         !                       !--------------------------------------------
650         !
651         IF ( ( kt >= nitiaustr_r ).AND.( kt <= nitiaufin_r ) ) THEN
652            !
653            it = kt - nit000 + 1
654            zincwgt = wgtiau(it) / rdt   ! IAU weight for the current time step
655            !
656            IF(lwp) THEN
657               WRITE(numout,*) 
658               WRITE(numout,*) 'dyn_asm_inc : Dynamics IAU at time step = ', kt,' with IAU weight = ', wgtiau(it)
659               WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
660            ENDIF
661            !
662            ! Update the dynamic tendencies
663            DO jk = 1, jpkm1
664               puu(:,:,jk,Krhs) = puu(:,:,jk,Krhs) + u_bkginc(:,:,jk) * zincwgt
665               pvv(:,:,jk,Krhs) = pvv(:,:,jk,Krhs) + v_bkginc(:,:,jk) * zincwgt
666            END DO
667            !
668            IF ( kt == nitiaufin_r ) THEN
669               DEALLOCATE( u_bkginc )
670               DEALLOCATE( v_bkginc )
671            ENDIF
672            !
673         ENDIF
674         !                          !-----------------------------------------
675      ELSEIF ( ln_asmdin ) THEN     ! Direct Initialization
676         !                          !-----------------------------------------
677         !         
678         IF ( kt == nitdin_r ) THEN
679            !
680            neuler = 0                    ! Force Euler forward step
681            !
682            ! Initialize the now fields with the background + increment
683            puu(:,:,:,Kmm) = u_bkg(:,:,:) + u_bkginc(:,:,:)
684            pvv(:,:,:,Kmm) = v_bkg(:,:,:) + v_bkginc(:,:,:) 
685            !
686            puu(:,:,:,Kbb) = puu(:,:,:,Kmm)         ! Update before fields
687            pvv(:,:,:,Kbb) = pvv(:,:,:,Kmm)
688            !
689            DEALLOCATE( u_bkg    )
690            DEALLOCATE( v_bkg    )
691            DEALLOCATE( u_bkginc )
692            DEALLOCATE( v_bkginc )
693         ENDIF
694         !
695      ENDIF
696      !
697   END SUBROUTINE dyn_asm_inc
698
699
700   SUBROUTINE ssh_asm_inc( kt, Kbb, Kmm )
701      !!----------------------------------------------------------------------
702      !!                    ***  ROUTINE ssh_asm_inc  ***
703      !!         
704      !! ** Purpose : Apply the sea surface height assimilation increment.
705      !!
706      !! ** Method  : Direct initialization or Incremental Analysis Updating.
707      !!
708      !! ** Action  :
709      !!----------------------------------------------------------------------
710      INTEGER, INTENT(IN) :: kt         ! Current time step
711      INTEGER, INTENT(IN) :: Kbb, Kmm   ! Current time step
712      !
713      INTEGER :: it
714      INTEGER :: jk
715      REAL(wp) :: zincwgt  ! IAU weight for current time step
716      !!----------------------------------------------------------------------
717      !
718      !                             !-----------------------------------------
719      IF ( ln_asmiau ) THEN         ! Incremental Analysis Updating
720         !                          !-----------------------------------------
721         !
722         IF ( ( kt >= nitiaustr_r ).AND.( kt <= nitiaufin_r ) ) THEN
723            !
724            it = kt - nit000 + 1
725            zincwgt = wgtiau(it) / rdt   ! IAU weight for the current time step
726            !
727            IF(lwp) THEN
728               WRITE(numout,*) 
729               WRITE(numout,*) 'ssh_asm_inc : SSH IAU at time step = ', &
730                  &  kt,' with IAU weight = ', wgtiau(it)
731               WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
732            ENDIF
733            !
734            ! Save the tendency associated with the IAU weighted SSH increment
735            ! (applied in dynspg.*)
736#if defined key_asminc
737            ssh_iau(:,:) = ssh_bkginc(:,:) * zincwgt
738#endif
739            !
740         ELSE IF( kt == nitiaufin_r+1 ) THEN
741            !
742            ! test on ssh_bkginc needed as ssh_asm_inc is called twice by time step
743            IF (ALLOCATED(ssh_bkginc)) DEALLOCATE( ssh_bkginc )
744            !
745#if defined key_asminc
746            ssh_iau(:,:) = 0._wp
747#endif
748            !
749         ENDIF
750         !                          !-----------------------------------------
751      ELSEIF ( ln_asmdin ) THEN     ! Direct Initialization
752         !                          !-----------------------------------------
753         !
754         IF ( kt == nitdin_r ) THEN
755            !
756            neuler = 0                                   ! Force Euler forward step
757            !
758            ssh(:,:,Kmm) = ssh_bkg(:,:) + ssh_bkginc(:,:)   ! Initialize the now fields the background + increment
759            !
760            ssh(:,:,Kbb) = ssh(:,:,Kmm)                        ! Update before fields
761            e3t(:,:,:,Kbb) = e3t(:,:,:,Kmm)
762!!gm why not e3u(:,:,:,Kbb), e3v(:,:,:,Kbb), gdept(:,:,:,Kbb) ????
763            !
764            DEALLOCATE( ssh_bkg    )
765            DEALLOCATE( ssh_bkginc )
766            !
767         ENDIF
768         !
769      ENDIF
770      !
771   END SUBROUTINE ssh_asm_inc
772
773
774   SUBROUTINE ssh_asm_div( kt, Kbb, Kmm, phdivn )
775      !!----------------------------------------------------------------------
776      !!                  ***  ROUTINE ssh_asm_div  ***
777      !!
778      !! ** Purpose :   ssh increment with z* is incorporated via a correction of the local divergence         
779      !!                across all the water column
780      !!
781      !! ** Method  :
782      !!                CAUTION : sshiau is positive (inflow) decreasing the
783      !!                          divergence and expressed in m/s
784      !!
785      !! ** Action  :   phdivn   decreased by the ssh increment
786      !!----------------------------------------------------------------------
787      INTEGER, INTENT(IN) :: kt                               ! ocean time-step index
788      INTEGER, INTENT(IN) :: Kbb, Kmm                         ! time level indices
789      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(inout) ::   phdivn   ! horizontal divergence
790      !!
791      INTEGER  ::   jk                                        ! dummy loop index
792      REAL(wp), DIMENSION(:,:)  , POINTER       ::   ztim     ! local array
793      !!----------------------------------------------------------------------
794      !
795#if defined key_asminc
796      CALL ssh_asm_inc( kt, Kbb, Kmm ) !==   (calculate increments)
797      !
798      IF( ln_linssh ) THEN
799         phdivn(:,:,1) = phdivn(:,:,1) - ssh_iau(:,:) / e3t(:,:,1,Kmm) * tmask(:,:,1)
800      ELSE
801         ALLOCATE( ztim(jpi,jpj) )
802         ztim(:,:) = ssh_iau(:,:) / ( ht(:,:) + 1.0 - ssmask(:,:) )
803         DO jk = 1, jpkm1                                 
804            phdivn(:,:,jk) = phdivn(:,:,jk) - ztim(:,:) * tmask(:,:,jk) 
805         END DO
806         !
807         DEALLOCATE(ztim)
808      ENDIF
809#endif
810      !
811   END SUBROUTINE ssh_asm_div
812
813
814   SUBROUTINE seaice_asm_inc( kt, kindic )
815      !!----------------------------------------------------------------------
816      !!                    ***  ROUTINE seaice_asm_inc  ***
817      !!         
818      !! ** Purpose : Apply the sea ice assimilation increment.
819      !!
820      !! ** Method  : Direct initialization or Incremental Analysis Updating.
821      !!
822      !! ** Action  :
823      !!
824      !!----------------------------------------------------------------------
825      INTEGER, INTENT(in)           ::   kt       ! Current time step
826      INTEGER, INTENT(in), OPTIONAL ::   kindic   ! flag for disabling the deallocation
827      !
828      INTEGER  ::   it
829      REAL(wp) ::   zincwgt   ! IAU weight for current time step
830#if defined key_si3
831      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zofrld, zohicif, zseaicendg, zhicifinc
832      REAL(wp) ::   zhicifmin = 0.5_wp      ! ice minimum depth in metres
833#endif
834      !!----------------------------------------------------------------------
835      !
836      !                             !-----------------------------------------
837      IF ( ln_asmiau ) THEN         ! Incremental Analysis Updating
838         !                          !-----------------------------------------
839         !
840         IF ( ( kt >= nitiaustr_r ).AND.( kt <= nitiaufin_r ) ) THEN
841            !
842            it = kt - nit000 + 1
843            zincwgt = wgtiau(it)      ! IAU weight for the current time step
844            ! note this is not a tendency so should not be divided by rdt (as with the tracer and other increments)
845            !
846            IF(lwp) THEN
847               WRITE(numout,*) 
848               WRITE(numout,*) 'seaice_asm_inc : sea ice conc IAU at time step = ', kt,' with IAU weight = ', wgtiau(it)
849               WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
850            ENDIF
851            !
852            ! Sea-ice : SI3 case
853            !
854#if defined key_si3
855            zofrld (:,:) = 1._wp - at_i(:,:)
856            zohicif(:,:) = hm_i(:,:)
857            !
858            at_i  (:,:) = 1. - MIN( MAX( 1.-at_i  (:,:) - seaice_bkginc(:,:) * zincwgt, 0.0_wp), 1.0_wp)
859            at_i_b(:,:) = 1. - MIN( MAX( 1.-at_i_b(:,:) - seaice_bkginc(:,:) * zincwgt, 0.0_wp), 1.0_wp)
860            fr_i(:,:) = at_i(:,:)        ! adjust ice fraction
861            !
862            zseaicendg(:,:) = zofrld(:,:) - (1. - at_i(:,:))   ! find out actual sea ice nudge applied
863            !
864            ! Nudge sea ice depth to bring it up to a required minimum depth
865            WHERE( zseaicendg(:,:) > 0.0_wp .AND. hm_i(:,:) < zhicifmin ) 
866               zhicifinc(:,:) = (zhicifmin - hm_i(:,:)) * zincwgt   
867            ELSEWHERE
868               zhicifinc(:,:) = 0.0_wp
869            END WHERE
870            !
871            ! nudge ice depth
872            hm_i (:,:) = hm_i (:,:) + zhicifinc(:,:)
873            !
874            ! seaice salinity balancing (to add)
875#endif
876            !
877#if defined key_cice && defined key_asminc
878            ! Sea-ice : CICE case. Pass ice increment tendency into CICE
879            ndaice_da(:,:) = seaice_bkginc(:,:) * zincwgt / rdt
880#endif
881            !
882            IF ( kt == nitiaufin_r ) THEN
883               DEALLOCATE( seaice_bkginc )
884            ENDIF
885            !
886         ELSE
887            !
888#if defined key_cice && defined key_asminc
889            ndaice_da(:,:) = 0._wp        ! Sea-ice : CICE case. Zero ice increment tendency into CICE
890#endif
891            !
892         ENDIF
893         !                          !-----------------------------------------
894      ELSEIF ( ln_asmdin ) THEN     ! Direct Initialization
895         !                          !-----------------------------------------
896         !
897         IF ( kt == nitdin_r ) THEN
898            !
899            neuler = 0                    ! Force Euler forward step
900            !
901            ! Sea-ice : SI3 case
902            !
903#if defined key_si3
904            zofrld (:,:) = 1._wp - at_i(:,:)
905            zohicif(:,:) = hm_i(:,:)
906            !
907            ! Initialize the now fields the background + increment
908            at_i(:,:) = 1. - MIN( MAX( 1.-at_i(:,:) - seaice_bkginc(:,:), 0.0_wp), 1.0_wp)
909            at_i_b(:,:) = at_i(:,:) 
910            fr_i(:,:) = at_i(:,:)        ! adjust ice fraction
911            !
912            zseaicendg(:,:) = zofrld(:,:) - (1. - at_i(:,:))   ! find out actual sea ice nudge applied
913            !
914            ! Nudge sea ice depth to bring it up to a required minimum depth
915            WHERE( zseaicendg(:,:) > 0.0_wp .AND. hm_i(:,:) < zhicifmin ) 
916               zhicifinc(:,:) = zhicifmin - hm_i(:,:)
917            ELSEWHERE
918               zhicifinc(:,:) = 0.0_wp
919            END WHERE
920            !
921            ! nudge ice depth
922            hm_i (:,:) = hm_i (:,:) + zhicifinc(:,:)
923            !
924            ! seaice salinity balancing (to add)
925#endif
926            !
927#if defined key_cice && defined key_asminc
928            ! Sea-ice : CICE case. Pass ice increment tendency into CICE
929           ndaice_da(:,:) = seaice_bkginc(:,:) / rdt
930#endif
931            IF ( .NOT. PRESENT(kindic) ) THEN
932               DEALLOCATE( seaice_bkginc )
933            END IF
934            !
935         ELSE
936            !
937#if defined key_cice && defined key_asminc
938            ndaice_da(:,:) = 0._wp     ! Sea-ice : CICE case. Zero ice increment tendency into CICE
939#endif
940            !
941         ENDIF
942
943!#if defined defined key_si3 || defined key_cice
944!
945!            IF (ln_seaicebal ) THEN       
946!             !! balancing salinity increments
947!             !! simple case from limflx.F90 (doesn't include a mass flux)
948!             !! assumption is that as ice concentration is reduced or increased
949!             !! the snow and ice depths remain constant
950!             !! note that snow is being created where ice concentration is being increased
951!             !! - could be more sophisticated and
952!             !! not do this (but would need to alter h_snow)
953!
954!             usave(:,:,:)=sb(:,:,:)   ! use array as a temporary store
955!
956!             DO jj = 1, jpj
957!               DO ji = 1, jpi
958!           ! calculate change in ice and snow mass per unit area
959!           ! positive values imply adding salt to the ocean (results from ice formation)
960!           ! fwf : ice formation and melting
961!
962!                 zfons = ( -nfresh_da(ji,jj)*soce + nfsalt_da(ji,jj) )*rdt
963!
964!           ! change salinity down to mixed layer depth
965!                 mld=hmld_kara(ji,jj)
966!
967!           ! prevent small mld
968!           ! less than 10m can cause salinity instability
969!                 IF (mld < 10) mld=10
970!
971!           ! set to bottom of a level
972!                 DO jk = jpk-1, 2, -1
973!                   IF ((mld > gdepw(ji,jj,jk)) .and. (mld < gdepw(ji,jj,jk+1))) THEN
974!                     mld=gdepw(ji,jj,jk+1)
975!                     jkmax=jk
976!                   ENDIF
977!                 ENDDO
978!
979!            ! avoid applying salinity balancing in shallow water or on land
980!            !
981!
982!            ! dsal_ocn (psu kg m^-2) / (kg m^-3 * m)
983!
984!                 dsal_ocn=0.0_wp
985!                 sal_thresh=5.0_wp        ! minimum salinity threshold for salinity balancing
986!
987!                 if (tmask(ji,jj,1) > 0 .AND. tmask(ji,jj,jkmax) > 0 ) &
988!                              dsal_ocn = zfons / (rhop(ji,jj,1) * mld)
989!
990!           ! put increments in for levels in the mixed layer
991!           ! but prevent salinity below a threshold value
992!
993!                   DO jk = 1, jkmax             
994!
995!                     IF (dsal_ocn > 0.0_wp .or. sb(ji,jj,jk)+dsal_ocn > sal_thresh) THEN
996!                           sb(ji,jj,jk) = sb(ji,jj,jk) + dsal_ocn
997!                           sn(ji,jj,jk) = sn(ji,jj,jk) + dsal_ocn
998!                     ENDIF
999!
1000!                   ENDDO
1001!
1002!      !            !  salt exchanges at the ice/ocean interface
1003!      !            zpmess         = zfons / rdt_ice    ! rdt_ice is ice timestep
1004!      !
1005!      !! Adjust fsalt. A +ve fsalt means adding salt to ocean
1006!      !!           fsalt(ji,jj) =  fsalt(ji,jj) + zpmess     ! adjust fsalt 
1007!      !!               
1008!      !!           emps(ji,jj) = emps(ji,jj) + zpmess        ! or adjust emps (see icestp1d)
1009!      !!                                                     ! E-P (kg m-2 s-2)
1010!      !            emp(ji,jj) = emp(ji,jj) + zpmess          ! E-P (kg m-2 s-2)
1011!               ENDDO !ji
1012!             ENDDO !jj!
1013!
1014!            ENDIF !ln_seaicebal
1015!
1016!#endif
1017         !
1018      ENDIF
1019      !
1020   END SUBROUTINE seaice_asm_inc
1021   
1022   !!======================================================================
1023END MODULE asminc
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.