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.
dommsk.F90 in NEMO/branches/2019/dev_r11943_MERGE_2019/src/OCE/DOM – NEMO

source: NEMO/branches/2019/dev_r11943_MERGE_2019/src/OCE/DOM/dommsk.F90 @ 12353

Last change on this file since 12353 was 12353, checked in by acc, 4 years ago

Branch 2019/dev_r11943_MERGE_2019. Additions to the do loop macro implementation: converted a few loops previously missed because they used jpi-1 instead of jpim1 etc.; changed internal macro names in do_loop_substitute.h90 to strings that are much more unlikely to appear in any future code elsewhere and removed the key_vectopt_loop option (and all related code) since the do loop macros have suppressed this option. These changes have been fully SETTE-tested and this branch should now be ready to go back to the trunk.
  • Property svn:keywords set to Id
File size: 13.9 KB
Line 
1MODULE dommsk
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE dommsk   ***
4   !! Ocean initialization : domain land/sea mask
5   !!======================================================================
6   !! History :  OPA  ! 1987-07  (G. Madec)  Original code
7   !!            6.0  ! 1993-03  (M. Guyon)  symetrical conditions (M. Guyon)
8   !!            7.0  ! 1996-01  (G. Madec)  suppression of common work arrays
9   !!             -   ! 1996-05  (G. Madec)  mask computed from tmask
10   !!            8.0  ! 1997-02  (G. Madec)  mesh information put in domhgr.F
11   !!            8.1  ! 1997-07  (G. Madec)  modification of kbat and fmask
12   !!             -   ! 1998-05  (G. Roullet)  free surface
13   !!            8.2  ! 2000-03  (G. Madec)  no slip accurate
14   !!             -   ! 2001-09  (J.-M. Molines)  Open boundaries
15   !!   NEMO     1.0  ! 2002-08  (G. Madec)  F90: Free form and module
16   !!             -   ! 2005-11  (V. Garnier) Surface pressure gradient organization
17   !!            3.2  ! 2009-07  (R. Benshila) Suppression of rigid-lid option
18   !!            3.6  ! 2015-05  (P. Mathiot) ISF: add wmask,wumask and wvmask
19   !!            4.0  ! 2016-06  (G. Madec, S. Flavoni)  domain configuration / user defined interface
20   !!----------------------------------------------------------------------
21
22   !!----------------------------------------------------------------------
23   !!   dom_msk       : compute land/ocean mask
24   !!----------------------------------------------------------------------
25   USE oce            ! ocean dynamics and tracers
26   USE dom_oce        ! ocean space and time domain
27   USE usrdef_fmask   ! user defined fmask
28   USE bdy_oce        ! open boundary
29   !
30   USE in_out_manager ! I/O manager
31   USE iom            ! IOM library
32   USE lbclnk         ! ocean lateral boundary conditions (or mpp link)
33   USE lib_mpp        ! Massively Parallel Processing library
34
35   IMPLICIT NONE
36   PRIVATE
37
38   PUBLIC   dom_msk    ! routine called by inidom.F90
39
40   !                            !!* Namelist namlbc : lateral boundary condition *
41   REAL(wp)        :: rn_shlat   ! type of lateral boundary condition on velocity
42   LOGICAL, PUBLIC :: ln_vorlat  !  consistency of vorticity boundary condition
43   !                                            with analytical eqs.
44
45   !! * Substitutions
46#  include "do_loop_substitute.h90"
47   !!----------------------------------------------------------------------
48   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
49   !! $Id$
50   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
51   !!----------------------------------------------------------------------
52CONTAINS
53
54   SUBROUTINE dom_msk( k_top, k_bot )
55      !!---------------------------------------------------------------------
56      !!                 ***  ROUTINE dom_msk  ***
57      !!
58      !! ** Purpose :   Compute land/ocean mask arrays at tracer points, hori-
59      !!      zontal velocity points (u & v), vorticity points (f) points.
60      !!
61      !! ** Method  :   The ocean/land mask  at t-point is deduced from ko_top
62      !!      and ko_bot, the indices of the fist and last ocean t-levels which
63      !!      are either defined in usrdef_zgr or read in zgr_read.
64      !!                The velocity masks (umask, vmask, wmask, wumask, wvmask)
65      !!      are deduced from a product of the two neighboring tmask.
66      !!                The vorticity mask (fmask) is deduced from tmask taking
67      !!      into account the choice of lateral boundary condition (rn_shlat) :
68      !!         rn_shlat = 0, free slip  (no shear along the coast)
69      !!         rn_shlat = 2, no slip  (specified zero velocity at the coast)
70      !!         0 < rn_shlat < 2, partial slip   | non-linear velocity profile
71      !!         2 < rn_shlat, strong slip        | in the lateral boundary layer
72      !!
73      !!      tmask_i : interior ocean mask at t-point, i.e. excluding duplicated
74      !!                rows/lines due to cyclic or North Fold boundaries as well
75      !!                as MPP halos.
76      !!      tmask_h : halo mask at t-point, i.e. excluding duplicated rows/lines
77      !!                due to cyclic or North Fold boundaries as well as MPP halos.
78      !!
79      !! ** Action :   tmask, umask, vmask, wmask, wumask, wvmask : land/ocean mask
80      !!                         at t-, u-, v- w, wu-, and wv-points (=0. or 1.)
81      !!               fmask   : land/ocean mask at f-point (=0., or =1., or
82      !!                         =rn_shlat along lateral boundaries)
83      !!               tmask_i : interior ocean mask
84      !!               tmask_h : halo mask
85      !!               ssmask , ssumask, ssvmask, ssfmask : 2D ocean mask
86      !!----------------------------------------------------------------------
87      INTEGER, DIMENSION(:,:), INTENT(in) ::   k_top, k_bot   ! first and last ocean level
88      !
89      INTEGER  ::   ji, jj, jk     ! dummy loop indices
90      INTEGER  ::   iif, iil       ! local integers
91      INTEGER  ::   ijf, ijl       !   -       -
92      INTEGER  ::   iktop, ikbot   !   -       -
93      INTEGER  ::   ios, inum
94      REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:) ::   zwf   ! 2D workspace
95      !!
96      NAMELIST/namlbc/ rn_shlat, ln_vorlat
97      NAMELIST/nambdy/ ln_bdy ,nb_bdy, ln_coords_file, cn_coords_file,         &
98         &             ln_mask_file, cn_mask_file, cn_dyn2d, nn_dyn2d_dta,     &
99         &             cn_dyn3d, nn_dyn3d_dta, cn_tra, nn_tra_dta,             &
100         &             ln_tra_dmp, ln_dyn3d_dmp, rn_time_dmp, rn_time_dmp_out, &
101         &             cn_ice, nn_ice_dta,                                     &
102         &             ln_vol, nn_volctl, nn_rimwidth
103      !!---------------------------------------------------------------------
104      !
105      READ  ( numnam_ref, namlbc, IOSTAT = ios, ERR = 901 )
106901   IF( ios /= 0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namlbc in reference namelist' )
107      READ  ( numnam_cfg, namlbc, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
108902   IF( ios >  0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namlbc in configuration namelist' )
109      IF(lwm) WRITE ( numond, namlbc )
110     
111      IF(lwp) THEN                  ! control print
112         WRITE(numout,*)
113         WRITE(numout,*) 'dommsk : ocean mask '
114         WRITE(numout,*) '~~~~~~'
115         WRITE(numout,*) '   Namelist namlbc'
116         WRITE(numout,*) '      lateral momentum boundary cond.    rn_shlat  = ',rn_shlat
117         WRITE(numout,*) '      consistency with analytical form   ln_vorlat = ',ln_vorlat 
118      ENDIF
119      !
120      IF(lwp) WRITE(numout,*)
121      IF     (      rn_shlat == 0.               ) THEN   ;   IF(lwp) WRITE(numout,*) '   ==>>>   ocean lateral  free-slip'
122      ELSEIF (      rn_shlat == 2.               ) THEN   ;   IF(lwp) WRITE(numout,*) '   ==>>>   ocean lateral  no-slip'
123      ELSEIF ( 0. < rn_shlat .AND. rn_shlat < 2. ) THEN   ;   IF(lwp) WRITE(numout,*) '   ==>>>   ocean lateral  partial-slip'
124      ELSEIF ( 2. < rn_shlat                     ) THEN   ;   IF(lwp) WRITE(numout,*) '   ==>>>   ocean lateral  strong-slip'
125      ELSE
126         CALL ctl_stop( 'dom_msk: wrong value for rn_shlat (i.e. a negalive value). We stop.' )
127      ENDIF
128
129      !  Ocean/land mask at t-point  (computed from ko_top and ko_bot)
130      ! ----------------------------
131      !
132      tmask(:,:,:) = 0._wp
133      DO_2D_11_11
134         iktop = k_top(ji,jj)
135         ikbot = k_bot(ji,jj)
136         IF( iktop /= 0 ) THEN       ! water in the column
137            tmask(ji,jj,iktop:ikbot  ) = 1._wp
138         ENDIF
139      END_2D
140      !
141      ! the following call is mandatory
142      ! it masks boundaries (bathy=0) where needed depending on the configuration (closed, periodic...) 
143      CALL lbc_lnk( 'dommsk', tmask  , 'T', 1._wp )      ! Lateral boundary conditions
144
145     ! Mask corrections for bdy (read in mppini2)
146      READ  ( numnam_ref, nambdy, IOSTAT = ios, ERR = 903)
147903   IF( ios /= 0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'nambdy in reference namelist' )
148      READ  ( numnam_cfg, nambdy, IOSTAT = ios, ERR = 904 )
149904   IF( ios >  0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'nambdy in configuration namelist' )
150      ! ------------------------
151      IF ( ln_bdy .AND. ln_mask_file ) THEN
152         CALL iom_open( cn_mask_file, inum )
153         CALL iom_get ( inum, jpdom_data, 'bdy_msk', bdytmask(:,:) )
154         CALL iom_close( inum )
155         DO_3D_11_11( 1, jpkm1 )
156            tmask(ji,jj,jk) = tmask(ji,jj,jk) * bdytmask(ji,jj)
157         END_3D
158      ENDIF
159         
160      !  Ocean/land mask at u-, v-, and f-points   (computed from tmask)
161      ! ----------------------------------------
162      ! NB: at this point, fmask is designed for free slip lateral boundary condition
163      DO jk = 1, jpk
164         DO jj = 1, jpjm1
165            DO ji = 1, jpim1   ! vector loop
166               umask(ji,jj,jk) = tmask(ji,jj  ,jk) * tmask(ji+1,jj  ,jk)
167               vmask(ji,jj,jk) = tmask(ji,jj  ,jk) * tmask(ji  ,jj+1,jk)
168            END DO
169            DO ji = 1, jpim1      ! NO vector opt.
170               fmask(ji,jj,jk) = tmask(ji,jj  ,jk) * tmask(ji+1,jj  ,jk)   &
171                  &            * tmask(ji,jj+1,jk) * tmask(ji+1,jj+1,jk)
172            END DO
173         END DO
174      END DO
175      CALL lbc_lnk_multi( 'dommsk', umask, 'U', 1., vmask, 'V', 1., fmask, 'F', 1. )      ! Lateral boundary conditions
176 
177      ! Ocean/land mask at wu-, wv- and w points    (computed from tmask)
178      !-----------------------------------------
179      wmask (:,:,1) = tmask(:,:,1)     ! surface
180      wumask(:,:,1) = umask(:,:,1)
181      wvmask(:,:,1) = vmask(:,:,1)
182      DO jk = 2, jpk                   ! interior values
183         wmask (:,:,jk) = tmask(:,:,jk) * tmask(:,:,jk-1)
184         wumask(:,:,jk) = umask(:,:,jk) * umask(:,:,jk-1)   
185         wvmask(:,:,jk) = vmask(:,:,jk) * vmask(:,:,jk-1)
186      END DO
187
188
189      ! Ocean/land column mask at t-, u-, and v-points   (i.e. at least 1 wet cell in the vertical)
190      ! ----------------------------------------------
191      ssmask (:,:) = MAXVAL( tmask(:,:,:), DIM=3 )
192      ssumask(:,:) = MAXVAL( umask(:,:,:), DIM=3 )
193      ssvmask(:,:) = MAXVAL( vmask(:,:,:), DIM=3 )
194
195
196      ! Interior domain mask  (used for global sum)
197      ! --------------------
198      !
199      iif = nn_hls   ;   iil = nlci - nn_hls + 1
200      ijf = nn_hls   ;   ijl = nlcj - nn_hls + 1
201      !
202      !                          ! halo mask : 0 on the halo and 1 elsewhere
203      tmask_h(:,:) = 1._wp                 
204      tmask_h( 1 :iif,   :   ) = 0._wp      ! first columns
205      tmask_h(iil:jpi,   :   ) = 0._wp      ! last  columns (including mpp extra columns)
206      tmask_h(   :   , 1 :ijf) = 0._wp      ! first rows
207      tmask_h(   :   ,ijl:jpj) = 0._wp      ! last  rows (including mpp extra rows)
208      !
209      !                          ! north fold mask
210      tpol(1:jpiglo) = 1._wp 
211      fpol(1:jpiglo) = 1._wp
212      IF( jperio == 3 .OR. jperio == 4 ) THEN      ! T-point pivot
213         tpol(jpiglo/2+1:jpiglo) = 0._wp
214         fpol(     1    :jpiglo) = 0._wp
215         IF( mjg(nlej) == jpjglo ) THEN                  ! only half of the nlcj-1 row for tmask_h
216            DO ji = iif+1, iil-1
217               tmask_h(ji,nlej-1) = tmask_h(ji,nlej-1) * tpol(mig(ji))
218            END DO
219         ENDIF
220      ENDIF
221      !
222      IF( jperio == 5 .OR. jperio == 6 ) THEN      ! F-point pivot
223         tpol(     1    :jpiglo) = 0._wp
224         fpol(jpiglo/2+1:jpiglo) = 0._wp
225      ENDIF
226      !
227      !                          ! interior mask : 2D ocean mask x halo mask
228      tmask_i(:,:) = ssmask(:,:) * tmask_h(:,:)
229
230
231      ! Lateral boundary conditions on velocity (modify fmask)
232      ! --------------------------------------- 
233      IF( rn_shlat /= 0 ) THEN      ! Not free-slip lateral boundary condition
234         !
235         ALLOCATE( zwf(jpi,jpj) )
236         !
237         DO jk = 1, jpk
238            zwf(:,:) = fmask(:,:,jk)         
239            DO_2D_00_00
240               IF( fmask(ji,jj,jk) == 0._wp ) THEN
241                  fmask(ji,jj,jk) = rn_shlat * MIN( 1._wp , MAX( zwf(ji+1,jj), zwf(ji,jj+1),   &
242                     &                                           zwf(ji-1,jj), zwf(ji,jj-1)  )  )
243               ENDIF
244            END_2D
245            DO jj = 2, jpjm1
246               IF( fmask(1,jj,jk) == 0._wp ) THEN
247                  fmask(1  ,jj,jk) = rn_shlat * MIN( 1._wp , MAX( zwf(2,jj), zwf(1,jj+1), zwf(1,jj-1) ) )
248               ENDIF
249               IF( fmask(jpi,jj,jk) == 0._wp ) THEN
250                  fmask(jpi,jj,jk) = rn_shlat * MIN( 1._wp , MAX( zwf(jpi,jj+1), zwf(jpim1,jj), zwf(jpi,jj-1) ) )
251               ENDIF
252            END DO         
253            DO ji = 2, jpim1
254               IF( fmask(ji,1,jk) == 0._wp ) THEN
255                  fmask(ji, 1 ,jk) = rn_shlat * MIN( 1._wp , MAX( zwf(ji+1,1), zwf(ji,2), zwf(ji-1,1) ) )
256               ENDIF
257               IF( fmask(ji,jpj,jk) == 0._wp ) THEN
258                  fmask(ji,jpj,jk) = rn_shlat * MIN( 1._wp , MAX( zwf(ji+1,jpj), zwf(ji-1,jpj), zwf(ji,jpjm1) ) )
259               ENDIF
260            END DO
261#if defined key_agrif 
262            IF( .NOT. AGRIF_Root() ) THEN
263               IF ((nbondi ==  1).OR.(nbondi == 2)) fmask(nlci-1 , :     ,jk) = 0.e0      ! east
264               IF ((nbondi == -1).OR.(nbondi == 2)) fmask(1      , :     ,jk) = 0.e0      ! west
265               IF ((nbondj ==  1).OR.(nbondj == 2)) fmask(:      ,nlcj-1 ,jk) = 0.e0      ! north
266               IF ((nbondj == -1).OR.(nbondj == 2)) fmask(:      ,1      ,jk) = 0.e0      ! south
267            ENDIF 
268#endif
269         END DO
270         !
271         DEALLOCATE( zwf )
272         !
273         CALL lbc_lnk( 'dommsk', fmask, 'F', 1._wp )      ! Lateral boundary conditions on fmask
274         !
275         ! CAUTION : The fmask may be further modified in dyn_vor_init ( dynvor.F90 ) depending on ln_vorlat
276         !
277      ENDIF
278     
279      ! User defined alteration of fmask (use to reduce ocean transport in specified straits)
280      ! --------------------------------
281      !
282      CALL usr_def_fmask( cn_cfg, nn_cfg, fmask )
283      !
284   END SUBROUTINE dom_msk
285   
286   !!======================================================================
287END MODULE dommsk
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.