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.
zdfmxl.F90 in NEMO/branches/2019/dev_r11943_MERGE_2019/src/OCE/ZDF – NEMO

source: NEMO/branches/2019/dev_r11943_MERGE_2019/src/OCE/ZDF/zdfmxl.F90 @ 12236

Last change on this file since 12236 was 12236, checked in by acc, 4 years ago

Branch 2019/dev_r11943_MERGE_2019. Merge in changes from 2019/fix_sn_cfctl_ticket2328. Fully SETTE tested

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 7.1 KB
Line 
1MODULE zdfmxl
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  zdfmxl  ***
4   !! Ocean physics: mixed layer depth
5   !!======================================================================
6   !! History :  1.0  ! 2003-08  (G. Madec)  original code
7   !!            3.2  ! 2009-07  (S. Masson, G. Madec)  IOM + merge of DO-loop
8   !!            3.7  ! 2012-03  (G. Madec)  make public the density criteria for trdmxl
9   !!             -   ! 2014-02  (F. Roquet)  mixed layer depth calculated using N2 instead of rhop
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   !!   zdf_mxl      : Compute the turbocline and mixed layer depths.
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   USE oce            ! ocean dynamics and tracers variables
14   USE isf_oce        ! ice shelf
15   USE dom_oce        ! ocean space and time domain variables
16   USE trc_oce  , ONLY: l_offline         ! ocean space and time domain variables
17   USE zdf_oce        ! ocean vertical physics
18   !
19   USE in_out_manager ! I/O manager
20   USE prtctl         ! Print control
21   USE phycst         ! physical constants
22   USE iom            ! I/O library
23   USE lib_mpp        ! MPP library
24
25   IMPLICIT NONE
26   PRIVATE
27
28   PUBLIC   zdf_mxl   ! called by zdfphy.F90
29
30   INTEGER , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   nmln    !: number of level in the mixed layer (used by LDF, ZDF, TRD, TOP)
31   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hmld    !: mixing layer depth (turbocline)      [m]   (used by TOP)
32   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hmlp    !: mixed layer depth  (rho=rho0+zdcrit) [m]   (used by LDF)
33   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hmlpt   !: depth of the last T-point inside the mixed layer [m] (used by LDF)
34
35   REAL(wp), PUBLIC ::   rho_c = 0.01_wp    !: density criterion for mixed layer depth
36   REAL(wp), PUBLIC ::   avt_c = 5.e-4_wp   ! Kz criterion for the turbocline depth
37
38   !!----------------------------------------------------------------------
39   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
40   !! $Id$
41   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
42   !!----------------------------------------------------------------------
43CONTAINS
44
45   INTEGER FUNCTION zdf_mxl_alloc()
46      !!----------------------------------------------------------------------
47      !!               ***  FUNCTION zdf_mxl_alloc  ***
48      !!----------------------------------------------------------------------
49      zdf_mxl_alloc = 0      ! set to zero if no array to be allocated
50      IF( .NOT. ALLOCATED( nmln ) ) THEN
51         ALLOCATE( nmln(jpi,jpj), hmld(jpi,jpj), hmlp(jpi,jpj), hmlpt(jpi,jpj), STAT= zdf_mxl_alloc )
52         !
53         CALL mpp_sum ( 'zdfmxl', zdf_mxl_alloc )
54         IF( zdf_mxl_alloc /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'zdf_mxl_alloc: failed to allocate arrays.' )
55         !
56      ENDIF
57   END FUNCTION zdf_mxl_alloc
58
59
60   SUBROUTINE zdf_mxl( kt, Kmm )
61      !!----------------------------------------------------------------------
62      !!                  ***  ROUTINE zdfmxl  ***
63      !!                   
64      !! ** Purpose :   Compute the turbocline depth and the mixed layer depth
65      !!              with density criteria.
66      !!
67      !! ** Method  :   The mixed layer depth is the shallowest W depth with
68      !!      the density of the corresponding T point (just bellow) bellow a
69      !!      given value defined locally as rho(10m) + rho_c
70      !!               The turbocline depth is the depth at which the vertical
71      !!      eddy diffusivity coefficient (resulting from the vertical physics
72      !!      alone, not the isopycnal part, see trazdf.F) fall below a given
73      !!      value defined locally (avt_c here taken equal to 5 cm/s2 by default)
74      !!
75      !! ** Action  :   nmln, hmld, hmlp, hmlpt
76      !!----------------------------------------------------------------------
77      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! ocean time-step index
78      INTEGER, INTENT(in) ::   Kmm  ! ocean time level index
79      !
80      INTEGER  ::   ji, jj, jk      ! dummy loop indices
81      INTEGER  ::   iikn, iiki, ikt ! local integer
82      REAL(wp) ::   zN2_c           ! local scalar
83      INTEGER, DIMENSION(jpi,jpj) ::   imld   ! 2D workspace
84      !!----------------------------------------------------------------------
85      !
86      IF( kt == nit000 ) THEN
87         IF(lwp) WRITE(numout,*)
88         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'zdf_mxl : mixed layer depth'
89         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
90         !                             ! allocate zdfmxl arrays
91         IF( zdf_mxl_alloc() /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'zdf_mxl : unable to allocate arrays' )
92      ENDIF
93      !
94      ! w-level of the mixing and mixed layers
95      nmln(:,:)  = nlb10               ! Initialization to the number of w ocean point
96      hmlp(:,:)  = 0._wp               ! here hmlp used as a dummy variable, integrating vertically N^2
97      zN2_c = grav * rho_c * r1_rau0   ! convert density criteria into N^2 criteria
98      DO jk = nlb10, jpkm1
99         DO jj = 1, jpj                ! Mixed layer level: w-level
100            DO ji = 1, jpi
101               ikt = mbkt(ji,jj)
102               hmlp(ji,jj) = hmlp(ji,jj) + MAX( rn2b(ji,jj,jk) , 0._wp ) * e3w(ji,jj,jk,Kmm)
103               IF( hmlp(ji,jj) < zN2_c )   nmln(ji,jj) = MIN( jk , ikt ) + 1   ! Mixed layer level
104            END DO
105         END DO
106      END DO
107      !
108      ! w-level of the turbocline and mixing layer (iom_use)
109      imld(:,:) = mbkt(:,:) + 1        ! Initialization to the number of w ocean point
110      DO jk = jpkm1, nlb10, -1         ! from the bottom to nlb10
111         DO jj = 1, jpj
112            DO ji = 1, jpi
113               IF( avt (ji,jj,jk) < avt_c * wmask(ji,jj,jk) )   imld(ji,jj) = jk      ! Turbocline
114            END DO
115         END DO
116      END DO
117      ! depth of the mixing and mixed layers
118      DO jj = 1, jpj
119         DO ji = 1, jpi
120            iiki = imld(ji,jj)
121            iikn = nmln(ji,jj)
122            hmld (ji,jj) = gdepw(ji,jj,iiki  ,Kmm) * ssmask(ji,jj)    ! Turbocline depth
123            hmlp (ji,jj) = gdepw(ji,jj,iikn  ,Kmm) * ssmask(ji,jj)    ! Mixed layer depth
124            hmlpt(ji,jj) = gdept(ji,jj,iikn-1,Kmm) * ssmask(ji,jj)    ! depth of the last T-point inside the mixed layer
125         END DO
126      END DO
127      !
128      IF( .NOT.l_offline ) THEN
129         IF( iom_use("mldr10_1") ) THEN
130            IF( ln_isfcav ) THEN  ;  CALL iom_put( "mldr10_1", hmlp - risfdep)   ! mixed layer thickness
131            ELSE                  ;  CALL iom_put( "mldr10_1", hmlp )            ! mixed layer depth
132            END IF
133         END IF
134         IF( iom_use("mldkz5") ) THEN
135            IF( ln_isfcav ) THEN  ;  CALL iom_put( "mldkz5"  , hmld - risfdep )   ! turbocline thickness
136            ELSE                  ;  CALL iom_put( "mldkz5"  , hmld )             ! turbocline depth
137            END IF
138         ENDIF
139      ENDIF
140      !
141      IF(sn_cfctl%l_prtctl)   CALL prt_ctl( tab2d_1=REAL(nmln,wp), clinfo1=' nmln : ', tab2d_2=hmlp, clinfo2=' hmlp : ' )
142      !
143   END SUBROUTINE zdf_mxl
144
145   !!======================================================================
146END MODULE zdfmxl
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.