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.
icbutl.F90 in NEMO/branches/2019/fix_ticket2238_solution1/src/OCE/ICB – NEMO

source: NEMO/branches/2019/fix_ticket2238_solution1/src/OCE/ICB/icbutl.F90 @ 10673

Last change on this file since 10673 was 10673, checked in by mathiot, 5 years ago

creation of branch for ticket #2238 suggestion 1

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 34.4 KB
Line 
1MODULE icbutl
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  icbutl  ***
4   !! Icebergs:  various iceberg utility routines
5   !!======================================================================
6   !! History : 3.3.1 !  2010-01  (Martin&Adcroft) Original code
7   !!            -    !  2011-03  (Madec)          Part conversion to NEMO form
8   !!            -    !                            Removal of mapping from another grid
9   !!            -    !  2011-04  (Alderson)       Split into separate modules
10   !!----------------------------------------------------------------------
11
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!   icb_utl_interp   :
14   !!   icb_utl_bilin    :
15   !!   icb_utl_bilin_e  :
16   !!----------------------------------------------------------------------
17   USE par_oce                             ! ocean parameters
18   USE dom_oce                             ! ocean domain
19   USE in_out_manager                      ! IO parameters
20   USE lbclnk                              ! lateral boundary condition
21   USE lib_mpp                             ! MPI code and lk_mpp in particular
22   USE icb_oce                             ! define iceberg arrays
23   USE sbc_oce                             ! ocean surface boundary conditions
24#if defined key_si3
25   USE ice,    ONLY: u_ice, v_ice, hm_i    ! SI3 variables
26   USE icevar                              ! ice_var_sshdyn
27   USE sbc_ice, ONLY: snwice_mass, snwice_mass_b
28#endif
29
30   IMPLICIT NONE
31   PRIVATE
32
33   PUBLIC   icb_utl_copy          ! routine called in icbstp module
34   PUBLIC   icb_utl_interp        ! routine called in icbdyn, icbthm modules
35   PUBLIC   icb_utl_bilin         ! routine called in icbini, icbdyn modules
36   PUBLIC   icb_utl_bilin_x       ! routine called in icbdyn module
37   PUBLIC   icb_utl_add           ! routine called in icbini.F90, icbclv, icblbc and icbrst modules
38   PUBLIC   icb_utl_delete        ! routine called in icblbc, icbthm modules
39   PUBLIC   icb_utl_destroy       ! routine called in icbstp module
40   PUBLIC   icb_utl_track         ! routine not currently used, retain just in case
41   PUBLIC   icb_utl_print_berg    ! routine called in icbthm module
42   PUBLIC   icb_utl_print         ! routine called in icbini, icbstp module
43   PUBLIC   icb_utl_count         ! routine called in icbdia, icbini, icblbc, icbrst modules
44   PUBLIC   icb_utl_incr          ! routine called in icbini, icbclv modules
45   PUBLIC   icb_utl_yearday       ! routine called in icbclv, icbstp module
46   PUBLIC   icb_utl_mass          ! routine called in icbdia module
47   PUBLIC   icb_utl_heat          ! routine called in icbdia module
48
49   !!----------------------------------------------------------------------
50   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
51   !! $Id$
52   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
53   !!----------------------------------------------------------------------
54CONTAINS
55
56   SUBROUTINE icb_utl_copy()
57      !!----------------------------------------------------------------------
58      !!                  ***  ROUTINE icb_utl_copy  ***
59      !!
60      !! ** Purpose :   iceberg initialization.
61      !!
62      !! ** Method  : - blah blah
63      !!----------------------------------------------------------------------
64#if defined key_si3
65      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: zssh_lead_m    !    ocean surface (ssh_m) if ice is not embedded
66      !                                              !    ocean surface in leads if ice is embedded   
67#endif
68      ! copy nemo forcing arrays into iceberg versions with extra halo
69      ! only necessary for variables not on T points
70      ! and ssh which is used to calculate gradients
71
72      uo_e(:,:) = 0._wp   ;   uo_e(1:jpi,1:jpj) = ssu_m(:,:) * umask(:,:,1)
73      vo_e(:,:) = 0._wp   ;   vo_e(1:jpi,1:jpj) = ssv_m(:,:) * vmask(:,:,1)
74      ff_e(:,:) = 0._wp   ;   ff_e(1:jpi,1:jpj) = ff_f (:,:) 
75      tt_e(:,:) = 0._wp   ;   tt_e(1:jpi,1:jpj) = sst_m(:,:)
76      fr_e(:,:) = 0._wp   ;   fr_e(1:jpi,1:jpj) = fr_i (:,:)
77      ua_e(:,:) = 0._wp   ;   ua_e(1:jpi,1:jpj) = utau (:,:) * umask(:,:,1) ! maybe mask useless because mask applied in sbcblk
78      va_e(:,:) = 0._wp   ;   va_e(1:jpi,1:jpj) = vtau (:,:) * vmask(:,:,1) ! maybe mask useless because mask applied in sbcblk
79      !
80      CALL lbc_lnk_icb( 'icbutl', uo_e, 'U', -1._wp, 1, 1 )
81      CALL lbc_lnk_icb( 'icbutl', vo_e, 'V', -1._wp, 1, 1 )
82      CALL lbc_lnk_icb( 'icbutl', ff_e, 'F', +1._wp, 1, 1 )
83      CALL lbc_lnk_icb( 'icbutl', ua_e, 'U', -1._wp, 1, 1 )
84      CALL lbc_lnk_icb( 'icbutl', va_e, 'V', -1._wp, 1, 1 )
85      CALL lbc_lnk_icb( 'icbutl', fr_e, 'T', +1._wp, 1, 1 )
86      CALL lbc_lnk_icb( 'icbutl', tt_e, 'T', +1._wp, 1, 1 )
87#if defined key_si3
88      hicth(:,:) = 0._wp ;  hicth(1:jpi,1:jpj) = hm_i (:,:) 
89      ui_e(:,:) = 0._wp ;   ui_e(1:jpi, 1:jpj) = u_ice(:,:)
90      vi_e(:,:) = 0._wp ;   vi_e(1:jpi, 1:jpj) = v_ice(:,:)
91      !     
92      ! compute ssh slope using ssh_lead if embedded
93      zssh_lead_m(:,:) = ice_var_sshdyn(ssh_m, snwice_mass, snwice_mass_b)
94      ssh_e(:,:) = 0._wp ;  ssh_e(1:jpi, 1:jpj) = zssh_lead_m(:,:) * tmask(:,:,1)
95      !
96      CALL lbc_lnk_icb( 'icbutl', hicth, 'T', +1._wp, 1, 1 )
97      CALL lbc_lnk_icb( 'icbutl', ui_e , 'U', -1._wp, 1, 1 )
98      CALL lbc_lnk_icb( 'icbutl', vi_e , 'V', -1._wp, 1, 1 )
99#else
100      ssh_e(:,:) = 0._wp ;  ssh_e(1:jpi, 1:jpj) = ssh_m(:,:) * tmask(:,:,1)
101#endif
102
103      !! special for ssh which is used to calculate slope
104      !! so fudge some numbers all the way around the boundary
105      ssh_e(0    ,    :) = ssh_e(1  ,  :)
106      ssh_e(jpi+1,    :) = ssh_e(jpi,  :)
107      ssh_e(:    ,    0) = ssh_e(:  ,  1)
108      ssh_e(:    ,jpj+1) = ssh_e(:  ,jpj)
109      ssh_e(0,0)         = ssh_e(1,1)
110      ssh_e(jpi+1,0)     = ssh_e(jpi,1)
111      ssh_e(0,jpj+1)     = ssh_e(1,jpj)
112      ssh_e(jpi+1,jpj+1) = ssh_e(jpi,jpj)
113      CALL lbc_lnk_icb( 'icbutl', ssh_e, 'T', +1._wp, 1, 1 )
114      !
115   END SUBROUTINE icb_utl_copy
116
117
118   SUBROUTINE icb_utl_interp( pi, pe1, puo, pui, pua, pssh_i,   &
119      &                       pj, pe2, pvo, pvi, pva, pssh_j,   &
120      &                       psst, pcn, phi, pff            )
121      !!----------------------------------------------------------------------
122      !!                  ***  ROUTINE icb_utl_interp  ***
123      !!
124      !! ** Purpose :   interpolation
125      !!
126      !! ** Method  : - interpolate from various ocean arrays onto iceberg position
127      !!
128      !!       !!gm  CAUTION here I do not care of the slip/no-slip conditions
129      !!             this can be done later (not that easy to do...)
130      !!             right now, U is 0 in land so that the coastal value of velocity parallel to the coast
131      !!             is half the off shore value, wile the normal-to-the-coast value is zero.
132      !!             This is OK as a starting point.
133      !!
134      !!----------------------------------------------------------------------
135      REAL(wp), INTENT(in   ) ::   pi , pj                        ! position in (i,j) referential
136      REAL(wp), INTENT(  out) ::   pe1, pe2                       ! i- and j scale factors
137      REAL(wp), INTENT(  out) ::   puo, pvo, pui, pvi, pua, pva   ! ocean, ice and wind speeds
138      REAL(wp), INTENT(  out) ::   pssh_i, pssh_j                 ! ssh i- & j-gradients
139      REAL(wp), INTENT(  out) ::   psst, pcn, phi, pff            ! SST, ice concentration, ice thickness, Coriolis
140      !
141      REAL(wp) ::   zcd, zmod       ! local scalars
142      !!----------------------------------------------------------------------
143
144      pe1 = icb_utl_bilin_e( e1t, e1u, e1v, e1f, pi, pj )     ! scale factors
145      pe2 = icb_utl_bilin_e( e2t, e2u, e2v, e2f, pi, pj )
146      !
147      puo  = icb_utl_bilin_h( uo_e, pi, pj, 'U' )             ! ocean velocities
148      pvo  = icb_utl_bilin_h( vo_e, pi, pj, 'V' )
149      psst = icb_utl_bilin_h( tt_e, pi, pj, 'T' )             ! SST
150      pcn  = icb_utl_bilin_h( fr_e , pi, pj, 'T' )            ! ice concentration
151      pff  = icb_utl_bilin_h( ff_e , pi, pj, 'F' )            ! Coriolis parameter
152      !
153      pua  = icb_utl_bilin_h( ua_e , pi, pj, 'U' )            ! 10m wind
154      pva  = icb_utl_bilin_h( va_e , pi, pj, 'V' )            ! here (ua,va) are stress => rough conversion from stress to speed
155      zcd  = 1.22_wp * 1.5e-3_wp                              ! air density * drag coefficient
156      zmod = 1._wp / MAX(  1.e-20, SQRT(  zcd * SQRT( pua*pua + pva*pva)  )  )
157      pua  = pua * zmod                                       ! note: stress module=0 necessarly implies ua=va=0
158      pva  = pva * zmod
159
160#if defined key_si3
161      pui = icb_utl_bilin_h( ui_e , pi, pj, 'U' )              ! sea-ice velocities
162      pvi = icb_utl_bilin_h( vi_e , pi, pj, 'V' )
163      phi = icb_utl_bilin_h( hicth, pi, pj, 'T' )              ! ice thickness
164#else
165      pui = 0._wp
166      pvi = 0._wp
167      phi = 0._wp
168#endif
169
170      ! Estimate SSH gradient in i- and j-direction (centred evaluation)
171      pssh_i = ( icb_utl_bilin_h( ssh_e, pi+0.1_wp, pj, 'T' ) -   &
172         &       icb_utl_bilin_h( ssh_e, pi-0.1_wp, pj, 'T' )  ) / ( 0.2_wp * pe1 )
173      pssh_j = ( icb_utl_bilin_h( ssh_e, pi, pj+0.1_wp, 'T' ) -   &
174         &       icb_utl_bilin_h( ssh_e, pi, pj-0.1_wp, 'T' )  ) / ( 0.2_wp * pe2 )
175      !
176   END SUBROUTINE icb_utl_interp
177
178
179   REAL(wp) FUNCTION icb_utl_bilin_h( pfld, pi, pj, cd_type )
180      !!----------------------------------------------------------------------
181      !!                  ***  FUNCTION icb_utl_bilin  ***
182      !!
183      !! ** Purpose :   bilinear interpolation at berg location depending on the grid-point type
184      !!                this version deals with extra halo points
185      !!
186      !!       !!gm  CAUTION an optional argument should be added to handle
187      !!             the slip/no-slip conditions  ==>>> to be done later
188      !!
189      !!----------------------------------------------------------------------
190      REAL(wp), DIMENSION(0:jpi+1,0:jpj+1), INTENT(in) ::   pfld      ! field to be interpolated
191      REAL(wp)                            , INTENT(in) ::   pi, pj    ! targeted coordinates in (i,j) referential
192      CHARACTER(len=1)                    , INTENT(in) ::   cd_type   ! type of pfld array grid-points: = T , U , V or F points
193      !
194      INTEGER  ::   ii, ij   ! local integer
195      REAL(wp) ::   zi, zj   ! local real
196      !!----------------------------------------------------------------------
197      !
198      SELECT CASE ( cd_type )
199      CASE ( 'T' )
200         ! note that here there is no +0.5 added
201         ! since we're looking for four T points containing quadrant we're in of
202         ! current T cell
203         ii = MAX(1, INT( pi     ))
204         ij = MAX(1, INT( pj     ))    ! T-point
205         zi = pi - REAL(ii,wp)
206         zj = pj - REAL(ij,wp)
207      CASE ( 'U' )
208         ii = MAX(1, INT( pi-0.5 ))
209         ij = MAX(1, INT( pj     ))    ! U-point
210         zi = pi - 0.5 - REAL(ii,wp)
211         zj = pj - REAL(ij,wp)
212      CASE ( 'V' )
213         ii = MAX(1, INT( pi     ))
214         ij = MAX(1, INT( pj-0.5 ))    ! V-point
215         zi = pi - REAL(ii,wp)
216         zj = pj - 0.5 - REAL(ij,wp)
217      CASE ( 'F' )
218         ii = MAX(1, INT( pi-0.5 ))
219         ij = MAX(1, INT( pj-0.5 ))    ! F-point
220         zi = pi - 0.5 - REAL(ii,wp)
221         zj = pj - 0.5 - REAL(ij,wp)
222      END SELECT
223      !
224      ! find position in this processor. Prevent near edge problems (see #1389)
225      ! (PM) will be useless if extra halo is used in NEMO
226      !
227      IF    ( ii <= mig(1)-1 ) THEN   ;   ii = 0
228      ELSEIF( ii  > mig(jpi) ) THEN   ;   ii = jpi
229      ELSE                            ;   ii = mi1(ii)
230      ENDIF
231      IF    ( ij <= mjg(1)-1 ) THEN   ;   ij = 0
232      ELSEIF( ij  > mjg(jpj) ) THEN   ;   ij = jpj
233      ELSE                            ;   ij = mj1(ij)
234      ENDIF
235      !
236      !
237      icb_utl_bilin_h = ( pfld(ii,ij  ) * (1.-zi) + pfld(ii+1,ij  ) * zi ) * (1.-zj)   &
238         &            + ( pfld(ii,ij+1) * (1.-zi) + pfld(ii+1,ij+1) * zi ) *     zj
239      !
240   END FUNCTION icb_utl_bilin_h
241
242
243   REAL(wp) FUNCTION icb_utl_bilin( pfld, pi, pj, cd_type )
244      !!----------------------------------------------------------------------
245      !!                  ***  FUNCTION icb_utl_bilin  ***
246      !!
247      !! ** Purpose :   bilinear interpolation at berg location depending on the grid-point type
248      !!
249      !!       !!gm  CAUTION an optional argument should be added to handle
250      !!             the slip/no-slip conditions  ==>>> to be done later
251      !!
252      !!----------------------------------------------------------------------
253      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(in) ::   pfld      ! field to be interpolated
254      REAL(wp)                    , INTENT(in) ::   pi, pj    ! targeted coordinates in (i,j) referential
255      CHARACTER(len=1)            , INTENT(in) ::   cd_type   ! type of pfld array grid-points: = T , U , V or F points
256      !
257      INTEGER  ::   ii, ij   ! local integer
258      REAL(wp) ::   zi, zj   ! local real
259      !!----------------------------------------------------------------------
260      !
261      SELECT CASE ( cd_type )
262         CASE ( 'T' )
263            ! note that here there is no +0.5 added
264            ! since we're looking for four T points containing quadrant we're in of
265            ! current T cell
266            ii = MAX(1, INT( pi     ))
267            ij = MAX(1, INT( pj     ))    ! T-point
268            zi = pi - REAL(ii,wp)
269            zj = pj - REAL(ij,wp)
270         CASE ( 'U' )
271            ii = MAX(1, INT( pi-0.5 ))
272            ij = MAX(1, INT( pj     ))    ! U-point
273            zi = pi - 0.5 - REAL(ii,wp)
274            zj = pj - REAL(ij,wp)
275         CASE ( 'V' )
276            ii = MAX(1, INT( pi     ))
277            ij = MAX(1, INT( pj-0.5 ))    ! V-point
278            zi = pi - REAL(ii,wp)
279            zj = pj - 0.5 - REAL(ij,wp)
280         CASE ( 'F' )
281            ii = MAX(1, INT( pi-0.5 ))
282            ij = MAX(1, INT( pj-0.5 ))    ! F-point
283            zi = pi - 0.5 - REAL(ii,wp)
284            zj = pj - 0.5 - REAL(ij,wp)
285      END SELECT
286      !
287      ! find position in this processor. Prevent near edge problems (see #1389)
288      IF    ( ii < mig( 1 ) ) THEN   ;   ii = 1
289      ELSEIF( ii > mig(jpi) ) THEN   ;   ii = jpi
290      ELSE                           ;   ii = mi1(ii)
291      ENDIF
292      IF    ( ij < mjg( 1 ) ) THEN   ;   ij = 1
293      ELSEIF( ij > mjg(jpj) ) THEN   ;   ij = jpj
294      ELSE                           ;   ij  = mj1(ij)
295      ENDIF
296      !
297      IF( ii == jpi )   ii = ii-1     
298      IF( ij == jpj )   ij = ij-1
299      !
300      icb_utl_bilin = ( pfld(ii,ij  ) * (1.-zi) + pfld(ii+1,ij  ) * zi ) * (1.-zj)   &
301         &          + ( pfld(ii,ij+1) * (1.-zi) + pfld(ii+1,ij+1) * zi ) *     zj
302      !
303   END FUNCTION icb_utl_bilin
304
305
306   REAL(wp) FUNCTION icb_utl_bilin_x( pfld, pi, pj )
307      !!----------------------------------------------------------------------
308      !!                  ***  FUNCTION icb_utl_bilin_x  ***
309      !!
310      !! ** Purpose :   bilinear interpolation at berg location depending on the grid-point type
311      !!                Special case for interpolating longitude
312      !!
313      !!       !!gm  CAUTION an optional argument should be added to handle
314      !!             the slip/no-slip conditions  ==>>> to be done later
315      !!
316      !!----------------------------------------------------------------------
317      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(in) ::   pfld      ! field to be interpolated
318      REAL(wp)                    , INTENT(in) ::   pi, pj    ! targeted coordinates in (i,j) referential
319      !
320      INTEGER                                  ::   ii, ij   ! local integer
321      REAL(wp)                                 ::   zi, zj   ! local real
322      REAL(wp)                                 ::   zret     ! local real
323      REAL(wp), DIMENSION(4)                   ::   z4
324      !!----------------------------------------------------------------------
325      !
326      ! note that here there is no +0.5 added
327      ! since we're looking for four T points containing quadrant we're in of
328      ! current T cell
329      ii = MAX(1, INT( pi     ))
330      ij = MAX(1, INT( pj     ))    ! T-point
331      zi = pi - REAL(ii,wp)
332      zj = pj - REAL(ij,wp)
333      !
334      ! find position in this processor. Prevent near edge problems (see #1389)
335      IF    ( ii < mig( 1 ) ) THEN   ;   ii = 1
336      ELSEIF( ii > mig(jpi) ) THEN   ;   ii = jpi
337      ELSE                           ;   ii = mi1(ii)
338      ENDIF
339      IF    ( ij < mjg( 1 ) ) THEN   ;   ij = 1
340      ELSEIF( ij > mjg(jpj) ) THEN   ;   ij = jpj
341      ELSE                           ;   ij  = mj1(ij)
342      ENDIF
343      !
344      IF( ii == jpi )   ii = ii-1     
345      IF( ij == jpj )   ij = ij-1
346      !
347      z4(1) = pfld(ii  ,ij  )
348      z4(2) = pfld(ii+1,ij  )
349      z4(3) = pfld(ii  ,ij+1)
350      z4(4) = pfld(ii+1,ij+1)
351      IF( MAXVAL(z4) - MINVAL(z4) > 90._wp ) THEN
352         WHERE( z4 < 0._wp ) z4 = z4 + 360._wp
353      ENDIF
354      !
355      zret = (z4(1) * (1.-zi) + z4(2) * zi) * (1.-zj) + (z4(3) * (1.-zi) + z4(4) * zi) * zj
356      IF( zret > 180._wp ) zret = zret - 360._wp
357      icb_utl_bilin_x = zret
358      !
359   END FUNCTION icb_utl_bilin_x
360
361
362   REAL(wp) FUNCTION icb_utl_bilin_e( pet, peu, pev, pef, pi, pj )
363      !!----------------------------------------------------------------------
364      !!                  ***  FUNCTION dom_init  ***
365      !!
366      !! ** Purpose :   bilinear interpolation at berg location of horizontal scale factor
367      !! ** Method  :   interpolation done using the 4 nearest grid points among
368      !!                t-, u-, v-, and f-points.
369      !!----------------------------------------------------------------------
370      REAL(wp), DIMENSION(:,:), INTENT(in) ::   pet, peu, pev, pef   ! horizontal scale factor to be interpolated at t-,u-,v- & f-pts
371      REAL(wp)                , INTENT(in) ::   pi, pj               ! targeted coordinates in (i,j) referential
372      !
373      INTEGER  ::   ii, ij, icase   ! local integer
374      !
375      ! weights corresponding to corner points of a T cell quadrant
376      REAL(wp) ::   zi, zj          ! local real
377      !
378      ! values at corner points of a T cell quadrant
379      ! 00 = bottom left, 10 = bottom right, 01 = top left, 11 = top right
380      REAL(wp) ::   ze00, ze10, ze01, ze11
381      !!----------------------------------------------------------------------
382      !
383      ii = MAX(1, INT( pi ))   ;   ij = MAX(1, INT( pj ))            ! left bottom T-point (i,j) indices
384
385      ! fractional box spacing
386      ! 0   <= zi < 0.5, 0   <= zj < 0.5   -->  NW quadrant of current T cell
387      ! 0.5 <= zi < 1  , 0   <= zj < 0.5   -->  NE quadrant
388      ! 0   <= zi < 0.5, 0.5 <= zj < 1     -->  SE quadrant
389      ! 0.5 <= zi < 1  , 0.5 <= zj < 1     -->  SW quadrant
390
391      zi = pi - REAL(ii,wp)          !!gm use here mig, mjg arrays
392      zj = pj - REAL(ij,wp)
393
394      ! find position in this processor. Prevent near edge problems (see #1389)
395      IF    ( ii < mig( 1 ) ) THEN   ;   ii = 1
396      ELSEIF( ii > mig(jpi) ) THEN   ;   ii = jpi
397      ELSE                           ;   ii = mi1(ii)
398      ENDIF
399      IF    ( ij < mjg( 1 ) ) THEN   ;   ij = 1
400      ELSEIF( ij > mjg(jpj) ) THEN   ;   ij = jpj
401      ELSE                           ;   ij  = mj1(ij)
402      ENDIF
403      !
404      IF( ii == jpi )   ii = ii-1     
405      IF( ij == jpj )   ij = ij-1
406      !
407      IF(    0.0_wp <= zi .AND. zi < 0.5_wp   ) THEN
408         IF( 0.0_wp <= zj .AND. zj < 0.5_wp        )   THEN        !  NE quadrant
409            !                                                      !             i=I       i=I+1/2
410            ze01 = pev(ii  ,ij  )   ;   ze11 = pef(ii  ,ij  )      !   j=J+1/2    V ------- F
411            ze00 = pet(ii  ,ij  )   ;   ze10 = peu(ii  ,ij  )      !   j=J        T ------- U
412            zi = 2._wp * zi
413            zj = 2._wp * zj
414         ELSE                                                      !  SE quadrant
415            !                                                                    !             i=I       i=I+1/2
416            ze01 = pet(ii  ,ij+1)   ;   ze11 = peu(ii  ,ij+1)      !   j=J+1      T ------- U
417            ze00 = pev(ii  ,ij  )   ;   ze10 = pef(ii  ,ij  )      !   j=J+1/2    V ------- F
418            zi = 2._wp *  zi
419            zj = 2._wp * (zj-0.5_wp)
420         ENDIF
421      ELSE
422         IF( 0.0_wp <= zj .AND. zj < 0.5_wp        )   THEN        !  NW quadrant
423            !                                                                    !             i=I       i=I+1/2
424            ze01 = pef(ii  ,ij  )   ;   ze11 = pev(ii+1,ij)        !   j=J+1/2    F ------- V
425            ze00 = peu(ii  ,ij  )   ;   ze10 = pet(ii+1,ij)        !   j=J        U ------- T
426            zi = 2._wp * (zi-0.5_wp)
427            zj = 2._wp *  zj
428         ELSE                                                      !  SW quadrant
429            !                                                                    !             i=I+1/2   i=I+1
430            ze01 = peu(ii  ,ij+1)   ;   ze11 = pet(ii+1,ij+1)      !   j=J+1      U ------- T
431            ze00 = pef(ii  ,ij  )   ;   ze10 = pev(ii+1,ij  )      !   j=J+1/2    F ------- V
432            zi = 2._wp * (zi-0.5_wp)
433            zj = 2._wp * (zj-0.5_wp)
434         ENDIF
435      ENDIF
436      !
437      icb_utl_bilin_e = ( ze01 * (1.-zi) + ze11 * zi ) *     zj    &
438         &            + ( ze00 * (1.-zi) + ze10 * zi ) * (1.-zj)
439      !
440   END FUNCTION icb_utl_bilin_e
441
442
443   SUBROUTINE icb_utl_add( bergvals, ptvals )
444      !!----------------------------------------------------------------------
445      !!                ***  ROUTINE icb_utl_add           ***
446      !!
447      !! ** Purpose :   add a new berg to the iceberg list
448      !!
449      !!----------------------------------------------------------------------
450      TYPE(iceberg), INTENT(in)           ::   bergvals
451      TYPE(point)  , INTENT(in)           ::   ptvals
452      !
453      TYPE(iceberg), POINTER ::   new => NULL()
454      !!----------------------------------------------------------------------
455      !
456      new => NULL()
457      CALL icb_utl_create( new, bergvals, ptvals )
458      CALL icb_utl_insert( new )
459      new => NULL()     ! Clear new
460      !
461   END SUBROUTINE icb_utl_add         
462
463
464   SUBROUTINE icb_utl_create( berg, bergvals, ptvals )
465      !!----------------------------------------------------------------------
466      !!                ***  ROUTINE icb_utl_create  ***
467      !!
468      !! ** Purpose :   add a new berg to the iceberg list
469      !!
470      !!----------------------------------------------------------------------
471      TYPE(iceberg), INTENT(in) ::   bergvals
472      TYPE(point)  , INTENT(in) ::   ptvals
473      TYPE(iceberg), POINTER    ::   berg
474      !
475      TYPE(point)  , POINTER    ::   pt
476      INTEGER                   ::   istat
477      !!----------------------------------------------------------------------
478      !
479      IF( ASSOCIATED(berg) )   CALL ctl_stop( 'icebergs, icb_utl_create: berg already associated' )
480      ALLOCATE(berg, STAT=istat)
481      IF( istat /= 0 ) CALL ctl_stop( 'failed to allocate iceberg' )
482      berg%number(:) = bergvals%number(:)
483      berg%mass_scaling = bergvals%mass_scaling
484      berg%prev => NULL()
485      berg%next => NULL()
486      !
487      ALLOCATE(pt, STAT=istat)
488      IF( istat /= 0 ) CALL ctl_stop( 'failed to allocate first iceberg point' )
489      pt = ptvals
490      berg%current_point => pt
491      !
492   END SUBROUTINE icb_utl_create
493
494
495   SUBROUTINE icb_utl_insert( newberg )
496      !!----------------------------------------------------------------------
497      !!                 ***  ROUTINE icb_utl_insert  ***
498      !!
499      !! ** Purpose :   add a new berg to the iceberg list
500      !!
501      !!----------------------------------------------------------------------
502      TYPE(iceberg), POINTER  ::   newberg
503      !
504      TYPE(iceberg), POINTER  ::   this, prev, last
505      !!----------------------------------------------------------------------
506      !
507      IF( ASSOCIATED( first_berg ) ) THEN
508         last => first_berg
509         DO WHILE (ASSOCIATED(last%next))
510            last => last%next
511         ENDDO
512         newberg%prev => last
513         last%next    => newberg
514         last         => newberg
515      ELSE                       ! list is empty so create it
516         first_berg => newberg
517      ENDIF
518      !
519   END SUBROUTINE icb_utl_insert
520
521
522   REAL(wp) FUNCTION icb_utl_yearday(kmon, kday, khr, kmin, ksec)
523      !!----------------------------------------------------------------------
524      !!                 ***  FUNCTION icb_utl_yearday  ***
525      !!
526      !! ** Purpose :   
527      !!
528      ! sga - improved but still only applies to 365 day year, need to do this properly
529      !
530      !!gm  all these info are already known in daymod, no???
531      !!
532      !!----------------------------------------------------------------------
533      INTEGER, INTENT(in)     :: kmon, kday, khr, kmin, ksec
534      !
535      INTEGER, DIMENSION(12)  :: imonths = (/ 0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30 /)
536      !!----------------------------------------------------------------------
537      !
538      icb_utl_yearday = REAL( SUM( imonths(1:kmon) ), wp )
539      icb_utl_yearday = icb_utl_yearday + REAL(kday-1,wp) + (REAL(khr,wp) + (REAL(kmin,wp) + REAL(ksec,wp)/60.)/60.)/24.
540      !
541   END FUNCTION icb_utl_yearday
542
543   !!-------------------------------------------------------------------------
544
545   SUBROUTINE icb_utl_delete( first, berg )
546      !!----------------------------------------------------------------------
547      !!                 ***  ROUTINE icb_utl_delete  ***
548      !!
549      !! ** Purpose :   
550      !!
551      !!----------------------------------------------------------------------
552      TYPE(iceberg), POINTER :: first, berg
553      !!----------------------------------------------------------------------
554      ! Connect neighbors to each other
555      IF ( ASSOCIATED(berg%prev) ) THEN
556        berg%prev%next => berg%next
557      ELSE
558        first => berg%next
559      ENDIF
560      IF (ASSOCIATED(berg%next)) berg%next%prev => berg%prev
561      !
562      CALL icb_utl_destroy(berg)
563      !
564   END SUBROUTINE icb_utl_delete
565
566
567   SUBROUTINE icb_utl_destroy( berg )
568      !!----------------------------------------------------------------------
569      !!                 ***  ROUTINE icb_utl_destroy  ***
570      !!
571      !! ** Purpose :   remove a single iceberg instance
572      !!
573      !!----------------------------------------------------------------------
574      TYPE(iceberg), POINTER :: berg
575      !!----------------------------------------------------------------------
576      !
577      ! Remove any points
578      IF( ASSOCIATED( berg%current_point ) )   DEALLOCATE( berg%current_point )
579      !
580      DEALLOCATE(berg)
581      !
582   END SUBROUTINE icb_utl_destroy
583
584
585   SUBROUTINE icb_utl_track( knum, cd_label, kt )
586      !!----------------------------------------------------------------------
587      !!                 ***  ROUTINE icb_utl_track  ***
588      !!
589      !! ** Purpose :   
590      !!
591      !!----------------------------------------------------------------------
592      INTEGER, DIMENSION(nkounts)    :: knum       ! iceberg number
593      CHARACTER(len=*)               :: cd_label   !
594      INTEGER                        :: kt         ! timestep number
595      !
596      TYPE(iceberg), POINTER         :: this
597      LOGICAL                        :: match
598      INTEGER                        :: k
599      !!----------------------------------------------------------------------
600      !
601      this => first_berg
602      DO WHILE( ASSOCIATED(this) )
603         match = .TRUE.
604         DO k = 1, nkounts
605            IF( this%number(k) /= knum(k) ) match = .FALSE.
606         END DO
607         IF( match )   CALL icb_utl_print_berg(this, kt)
608         this => this%next
609      END DO
610      !
611   END SUBROUTINE icb_utl_track
612
613
614   SUBROUTINE icb_utl_print_berg( berg, kt )
615      !!----------------------------------------------------------------------
616      !!                 ***  ROUTINE icb_utl_print_berg  ***
617      !!
618      !! ** Purpose :   print one
619      !!
620      !!----------------------------------------------------------------------
621      TYPE(iceberg), POINTER :: berg
622      TYPE(point)  , POINTER :: pt
623      INTEGER                :: kt      ! timestep number
624      !!----------------------------------------------------------------------
625      !
626      IF (nn_verbose_level == 0) RETURN
627      pt => berg%current_point
628      WRITE(numicb, 9200) kt, berg%number(1), &
629                   pt%xi, pt%yj, pt%lon, pt%lat, pt%uvel, pt%vvel,  &
630                   pt%uo, pt%vo, pt%ua, pt%va, pt%ui, pt%vi
631      CALL flush( numicb )
632 9200 FORMAT(5x,i5,2x,i10,6(2x,2f10.4))
633      !
634   END SUBROUTINE icb_utl_print_berg
635
636
637   SUBROUTINE icb_utl_print( cd_label, kt )
638      !!----------------------------------------------------------------------
639      !!                 ***  ROUTINE icb_utl_print  ***
640      !!
641      !! ** Purpose :   print many
642      !!
643      !!----------------------------------------------------------------------
644      CHARACTER(len=*)       :: cd_label
645      INTEGER                :: kt             ! timestep number
646      !
647      INTEGER                :: ibergs, inbergs
648      TYPE(iceberg), POINTER :: this
649      !!----------------------------------------------------------------------
650      !
651      IF (nn_verbose_level == 0) RETURN
652      this => first_berg
653      IF( ASSOCIATED(this) ) THEN
654         WRITE(numicb,'(a," pe=(",i3,")")' ) cd_label, narea
655         WRITE(numicb,'(a8,4x,a6,12x,a5,15x,a7,19x,a3,17x,a5,17x,a5,17x,a5)' )   &
656            &         'timestep', 'number', 'xi,yj','lon,lat','u,v','uo,vo','ua,va','ui,vi'
657      ENDIF
658      DO WHILE( ASSOCIATED(this) )
659        CALL icb_utl_print_berg(this, kt)
660        this => this%next
661      END DO
662      ibergs = icb_utl_count()
663      inbergs = ibergs
664      CALL mpp_sum('icbutl', inbergs)
665      IF( ibergs > 0 )   WRITE(numicb,'(a," there are",i5," bergs out of",i6," on PE ",i4)')   &
666         &                                  cd_label, ibergs, inbergs, narea
667      !
668   END SUBROUTINE icb_utl_print
669
670
671   SUBROUTINE icb_utl_incr()
672      !!----------------------------------------------------------------------
673      !!                 ***  ROUTINE icb_utl_incr  ***
674      !!
675      !! ** Purpose :   
676      !!
677      ! Small routine for coping with very large integer values labelling icebergs
678      ! num_bergs is a array of integers
679      ! the first member is incremented in steps of jpnij starting from narea
680      ! this means each iceberg is labelled with a unique number
681      ! when this gets to the maximum allowed integer the second and subsequent members are
682      ! used to count how many times the member before cycles
683      !!----------------------------------------------------------------------
684      INTEGER ::   ii, ibig
685      !!----------------------------------------------------------------------
686
687      ibig = HUGE(num_bergs(1))
688      IF( ibig-jpnij < num_bergs(1) ) THEN
689         num_bergs(1) = narea
690         DO ii = 2,nkounts
691            IF( num_bergs(ii) == ibig ) THEN
692               num_bergs(ii) = 0
693               IF( ii == nkounts ) CALL ctl_stop('Sorry, run out of iceberg number space')
694            ELSE
695               num_bergs(ii) = num_bergs(ii) + 1
696               EXIT
697            ENDIF
698         END DO
699      ELSE
700         num_bergs(1) = num_bergs(1) + jpnij
701      ENDIF
702      !
703   END SUBROUTINE icb_utl_incr
704
705
706   INTEGER FUNCTION icb_utl_count()
707      !!----------------------------------------------------------------------
708      !!                 ***  FUNCTION icb_utl_count  ***
709      !!
710      !! ** Purpose :   
711      !!----------------------------------------------------------------------
712      TYPE(iceberg), POINTER :: this
713      !!----------------------------------------------------------------------
714      !
715      icb_utl_count = 0
716      this => first_berg
717      DO WHILE( ASSOCIATED(this) )
718         icb_utl_count = icb_utl_count+1
719         this => this%next
720      END DO
721      !
722   END FUNCTION icb_utl_count
723
724
725   REAL(wp) FUNCTION icb_utl_mass( first, justbits, justbergs )
726      !!----------------------------------------------------------------------
727      !!                 ***  FUNCTION icb_utl_mass  ***
728      !!
729      !! ** Purpose :   compute the mass all iceberg, all berg bits or all bergs.
730      !!----------------------------------------------------------------------
731      TYPE(iceberg)      , POINTER  ::   first
732      TYPE(point)        , POINTER  ::   pt
733      LOGICAL, INTENT(in), OPTIONAL ::   justbits, justbergs
734      !
735      TYPE(iceberg), POINTER ::   this
736      !!----------------------------------------------------------------------
737      icb_utl_mass = 0._wp
738      this => first
739      !
740      IF( PRESENT( justbergs  ) ) THEN
741         DO WHILE( ASSOCIATED( this ) )
742            pt => this%current_point
743            icb_utl_mass = icb_utl_mass + pt%mass         * this%mass_scaling
744            this => this%next
745         END DO
746      ELSEIF( PRESENT(justbits) ) THEN
747         DO WHILE( ASSOCIATED( this ) )
748            pt => this%current_point
749            icb_utl_mass = icb_utl_mass + pt%mass_of_bits * this%mass_scaling
750            this => this%next
751         END DO
752      ELSE
753         DO WHILE( ASSOCIATED( this ) )
754            pt => this%current_point
755            icb_utl_mass = icb_utl_mass + ( pt%mass + pt%mass_of_bits ) * this%mass_scaling
756            this => this%next
757         END DO
758      ENDIF
759      !
760   END FUNCTION icb_utl_mass
761
762
763   REAL(wp) FUNCTION icb_utl_heat( first, justbits, justbergs )
764      !!----------------------------------------------------------------------
765      !!                 ***  FUNCTION icb_utl_heat  ***
766      !!
767      !! ** Purpose :   compute the heat in all iceberg, all bergies or all bergs.
768      !!----------------------------------------------------------------------
769      TYPE(iceberg)      , POINTER  ::   first
770      LOGICAL, INTENT(in), OPTIONAL ::   justbits, justbergs
771      !
772      TYPE(iceberg)      , POINTER  ::   this
773      TYPE(point)        , POINTER  ::   pt
774      !!----------------------------------------------------------------------
775      icb_utl_heat = 0._wp
776      this => first
777      !
778      IF( PRESENT( justbergs  ) ) THEN
779         DO WHILE( ASSOCIATED( this ) )
780            pt => this%current_point
781            icb_utl_heat = icb_utl_heat + pt%mass         * this%mass_scaling * pt%heat_density
782            this => this%next
783         END DO
784      ELSEIF( PRESENT(justbits) ) THEN
785         DO WHILE( ASSOCIATED( this ) )
786            pt => this%current_point
787            icb_utl_heat = icb_utl_heat + pt%mass_of_bits * this%mass_scaling * pt%heat_density
788            this => this%next
789         END DO
790      ELSE
791         DO WHILE( ASSOCIATED( this ) )
792            pt => this%current_point
793            icb_utl_heat = icb_utl_heat + ( pt%mass + pt%mass_of_bits ) * this%mass_scaling * pt%heat_density
794            this => this%next
795         END DO
796      ENDIF
797      !
798   END FUNCTION icb_utl_heat
799
800   !!======================================================================
801END MODULE icbutl
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.