source: NEMO/branches/2020/dev_r12563_ASINTER-06_ABL_improvement/src/ICE/icewri.F90 @ 12808

Last change on this file since 12808 was 12489, checked in by davestorkey, 9 months ago

Preparation for new timestepping scheme #2390.
Main changes:

  1. Initial euler timestep now handled in stp and not in TRA/DYN routines.
  2. Renaming of all timestep parameters. In summary, the namelist parameter is now rn_Dt and the current timestep is rDt (and rDt_ice, rDt_trc etc).
  3. Renaming of a few miscellaneous parameters, eg. atfp → rn_atfp (namelist parameter used everywhere) and rau0 → rho0.

This version gives bit-comparable results to the previous version of the trunk.

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 18.2 KB
Line 
1MODULE icewri
2   !!======================================================================
3   !!                     ***  MODULE  icewri  ***
4   !!   sea-ice : output ice variables
5   !!======================================================================
6   !! History :  4.0  !  2018     (many people)      SI3 [aka Sea Ice cube]
7   !!----------------------------------------------------------------------
8#if defined key_si3
9   !!----------------------------------------------------------------------
10   !!   'key_si3'                                       SI3 sea-ice model
11   !!----------------------------------------------------------------------
12   !!   ice_wri       : write of the diagnostics variables in ouput file
13   !!   ice_wri_state : write for initial state or/and abandon
14   !!----------------------------------------------------------------------
15   USE dianam         ! build name of file (routine)
16   USE phycst         ! physical constant
17   USE dom_oce        ! domain: ocean
18   USE sbc_oce        ! surf. boundary cond.: ocean
19   USE sbc_ice        ! Surface boundary condition: ice fields
20   USE ice            ! sea-ice: variables
21   USE icevar         ! sea-ice: operations
22   !
23   USE ioipsl         !
24   USE in_out_manager ! I/O manager
25   USE iom            ! I/O manager library
26   USE lib_mpp        ! MPP library
27   USE lib_fortran    ! fortran utilities (glob_sum + no signed zero)
28   USE lbclnk         ! lateral boundary conditions (or mpp links)
29   USE timing         ! Timing
30
31   IMPLICIT NONE
32   PRIVATE
33
34   PUBLIC ice_wri        ! called by ice_stp
35   PUBLIC ice_wri_state  ! called by dia_wri_state
36
37   !! * Substitutions
38#  include "do_loop_substitute.h90"
39   !!----------------------------------------------------------------------
40   !! NEMO/ICE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
41   !! $Id$
42   !! Software governed by the CeCILL licence     (./LICENSE)
43   !!----------------------------------------------------------------------
44CONTAINS
45
46   SUBROUTINE ice_wri( kt )
47      !!-------------------------------------------------------------------
48      !!  This routine ouputs some (most?) of the sea ice fields
49      !!-------------------------------------------------------------------
50      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! time-step
51      !
52      INTEGER  ::   ji, jj, jk, jl  ! dummy loop indices
53      REAL(wp) ::   z2da, z2db, zrho1, zrho2
54      REAL(wp) ::   zmiss_val       ! missing value retrieved from xios
55      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj)     ::   z2d, zfast                     ! 2D workspace
56      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj)     ::   zmsk00, zmsk05, zmsk15, zmsksn ! O%, 5% and 15% concentration mask and snow mask
57      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpl) ::   zmsk00l, zmsksnl               ! cat masks
58      !
59      ! Global ice diagnostics (SIMIP)
60      REAL(wp) ::   zdiag_area_nh, zdiag_extt_nh, zdiag_volu_nh   ! area, extent, volume
61      REAL(wp) ::   zdiag_area_sh, zdiag_extt_sh, zdiag_volu_sh 
62      !!-------------------------------------------------------------------
63      !
64      IF( ln_timing )   CALL timing_start('icewri')
65
66      ! get missing value from xml
67      CALL iom_miss_val( 'icetemp', zmiss_val )
68
69      ! brine volume
70      CALL ice_var_bv
71
72      ! tresholds for outputs
73      DO_2D_11_11
74         zmsk00(ji,jj) = MAX( 0._wp , SIGN( 1._wp , at_i(ji,jj) - epsi06  ) ) ! 1 if ice    , 0 if no ice
75         zmsk05(ji,jj) = MAX( 0._wp , SIGN( 1._wp , at_i(ji,jj) - 0.05_wp ) ) ! 1 if 5% ice , 0 if less
76         zmsk15(ji,jj) = MAX( 0._wp , SIGN( 1._wp , at_i(ji,jj) - 0.15_wp ) ) ! 1 if 15% ice, 0 if less
77         zmsksn(ji,jj) = MAX( 0._wp , SIGN( 1._wp , vt_s(ji,jj) - epsi06  ) ) ! 1 if snow   , 0 if no snow
78      END_2D
79      DO jl = 1, jpl
80         DO_2D_11_11
81            zmsk00l(ji,jj,jl)  = MAX( 0._wp , SIGN( 1._wp , a_i(ji,jj,jl) - epsi06 ) )
82            zmsksnl(ji,jj,jl)  = MAX( 0._wp , SIGN( 1._wp , v_s(ji,jj,jl) - epsi06 ) )
83         END_2D
84      END DO
85
86      !-----------------
87      ! Standard outputs
88      !-----------------
89      zrho1 = ( rho0 - rhoi ) * r1_rho0 ; zrho2 = rhos * r1_rho0
90      ! masks
91      CALL iom_put( 'icemask'  , zmsk00 )   ! ice mask 0%
92      CALL iom_put( 'icemask05', zmsk05 )   ! ice mask 5%
93      CALL iom_put( 'icemask15', zmsk15 )   ! ice mask 15%
94      CALL iom_put( 'icepres'  , zmsk00 )   ! Ice presence (1 or 0)
95      !
96      ! general fields
97      IF( iom_use('icemass' ) )   CALL iom_put( 'icemass', vt_i * rhoi * zmsk00 )                                           ! Ice mass per cell area
98      IF( iom_use('snwmass' ) )   CALL iom_put( 'snwmass', vt_s * rhos * zmsksn )                                           ! Snow mass per cell area
99      IF( iom_use('iceconc' ) )   CALL iom_put( 'iceconc', at_i        * zmsk00 )                                           ! ice concentration
100      IF( iom_use('icevolu' ) )   CALL iom_put( 'icevolu', vt_i        * zmsk00 )                                           ! ice volume = mean ice thickness over the cell
101      IF( iom_use('icethic' ) )   CALL iom_put( 'icethic', hm_i        * zmsk00 )                                           ! ice thickness
102      IF( iom_use('snwthic' ) )   CALL iom_put( 'snwthic', hm_s        * zmsk00 )                                           ! snw thickness
103      IF( iom_use('icebrv'  ) )   CALL iom_put( 'icebrv' , bvm_i* 100. * zmsk00 )                                           ! brine volume
104      IF( iom_use('iceage'  ) )   CALL iom_put( 'iceage' , om_i / rday * zmsk15 + zmiss_val * ( 1._wp - zmsk15 ) )          ! ice age
105      IF( iom_use('icehnew' ) )   CALL iom_put( 'icehnew', ht_i_new             )                                           ! new ice thickness formed in the leads
106      IF( iom_use('snwvolu' ) )   CALL iom_put( 'snwvolu', vt_s        * zmsksn )                                           ! snow volume
107      IF( iom_use('icefrb'  ) ) THEN                                                                                        ! Ice freeboard
108         z2d(:,:) = ( zrho1 * hm_i(:,:) - zrho2 * hm_s(:,:) )                                         
109         WHERE( z2d < 0._wp )   z2d = 0._wp
110                                  CALL iom_put( 'icefrb' , z2d * zmsk00         )
111      ENDIF
112      ! melt ponds
113      IF( iom_use('iceapnd' ) )   CALL iom_put( 'iceapnd', at_ip  * zmsk00      )                                           ! melt pond total fraction
114      IF( iom_use('icehpnd' ) )   CALL iom_put( 'icehpnd', hm_ip  * zmsk00      )                                           ! melt pond depth
115      IF( iom_use('icevpnd' ) )   CALL iom_put( 'icevpnd', vt_ip  * zmsk00      )                                           ! melt pond total volume per unit area
116      ! salt
117      IF( iom_use('icesalt' ) )   CALL iom_put( 'icesalt', sm_i                 * zmsk00 + zmiss_val * ( 1._wp - zmsk00 ) ) ! mean ice salinity
118      IF( iom_use('icesalm' ) )   CALL iom_put( 'icesalm', st_i * rhoi * 1.0e-3 * zmsk00 )                                  ! Mass of salt in sea ice per cell area
119      ! heat
120      IF( iom_use('icetemp' ) )   CALL iom_put( 'icetemp', ( tm_i  - rt0 ) * zmsk00 + zmiss_val * ( 1._wp - zmsk00 ) )      ! ice mean temperature
121      IF( iom_use('snwtemp' ) )   CALL iom_put( 'snwtemp', ( tm_s  - rt0 ) * zmsksn + zmiss_val * ( 1._wp - zmsksn ) )      ! snw mean temperature
122      IF( iom_use('icettop' ) )   CALL iom_put( 'icettop', ( tm_su - rt0 ) * zmsk00 + zmiss_val * ( 1._wp - zmsk00 ) )      ! temperature at the ice surface
123      IF( iom_use('icetbot' ) )   CALL iom_put( 'icetbot', ( t_bo  - rt0 ) * zmsk00 + zmiss_val * ( 1._wp - zmsk00 ) )      ! temperature at the ice bottom
124      IF( iom_use('icetsni' ) )   CALL iom_put( 'icetsni', ( tm_si - rt0 ) * zmsk00 + zmiss_val * ( 1._wp - zmsk00 ) )      ! temperature at the snow-ice interface
125      IF( iom_use('icehc'   ) )   CALL iom_put( 'icehc'  ,  -et_i          * zmsk00 )                                       ! ice heat content
126      IF( iom_use('snwhc'   ) )   CALL iom_put( 'snwhc'  ,  -et_s          * zmsksn )                                       ! snow heat content
127      ! momentum
128      IF( iom_use('uice'    ) )   CALL iom_put( 'uice'   , u_ice    )                                                       ! ice velocity u
129      IF( iom_use('vice'    ) )   CALL iom_put( 'vice'   , v_ice    )                                                       ! ice velocity v
130      !
131      IF( iom_use('icevel') .OR. iom_use('fasticepres') ) THEN                                                              ! module of ice velocity
132         DO_2D_00_00
133            z2da  = u_ice(ji,jj) + u_ice(ji-1,jj)
134            z2db  = v_ice(ji,jj) + v_ice(ji,jj-1)
135            z2d(ji,jj) = 0.5_wp * SQRT( z2da * z2da + z2db * z2db )
136         END_2D
137         CALL lbc_lnk( 'icewri', z2d, 'T', 1. )
138         CALL iom_put( 'icevel', z2d )
139
140         WHERE( z2d(:,:) < 5.e-04_wp .AND. zmsk15(:,:) == 1._wp ) ; zfast(:,:) = 1._wp                                      ! record presence of fast ice
141         ELSEWHERE                                                ; zfast(:,:) = 0._wp
142         END WHERE
143         CALL iom_put( 'fasticepres', zfast )
144      ENDIF
145
146      ! --- category-dependent fields --- !
147      IF( iom_use('icemask_cat' ) )   CALL iom_put( 'icemask_cat' ,                  zmsk00l                                   ) ! ice mask 0%
148      IF( iom_use('iceconc_cat' ) )   CALL iom_put( 'iceconc_cat' , a_i            * zmsk00l                                   ) ! area for categories
149      IF( iom_use('icethic_cat' ) )   CALL iom_put( 'icethic_cat' , h_i            * zmsk00l + zmiss_val * ( 1._wp - zmsk00l ) ) ! thickness for categories
150      IF( iom_use('snwthic_cat' ) )   CALL iom_put( 'snwthic_cat' , h_s            * zmsksnl + zmiss_val * ( 1._wp - zmsksnl ) ) ! snow depth for categories
151      IF( iom_use('icesalt_cat' ) )   CALL iom_put( 'icesalt_cat' , s_i            * zmsk00l + zmiss_val * ( 1._wp - zmsk00l ) ) ! salinity for categories
152      IF( iom_use('iceage_cat'  ) )   CALL iom_put( 'iceage_cat'  , o_i / rday     * zmsk00l + zmiss_val * ( 1._wp - zmsk00l ) ) ! ice age
153      IF( iom_use('icetemp_cat' ) )   CALL iom_put( 'icetemp_cat' , ( SUM( t_i, dim=3 ) * r1_nlay_i - rt0 ) &
154         &                                                                         * zmsk00l + zmiss_val * ( 1._wp - zmsk00l ) ) ! ice temperature
155      IF( iom_use('snwtemp_cat' ) )   CALL iom_put( 'snwtemp_cat' , ( SUM( t_s, dim=3 ) * r1_nlay_s - rt0 ) &
156         &                                                                         * zmsksnl + zmiss_val * ( 1._wp - zmsksnl ) ) ! snow temperature
157      IF( iom_use('icettop_cat' ) )   CALL iom_put( 'icettop_cat' , ( t_su - rt0 ) * zmsk00l + zmiss_val * ( 1._wp - zmsk00l ) ) ! surface temperature
158      IF( iom_use('icebrv_cat'  ) )   CALL iom_put( 'icebrv_cat'  ,   bv_i * 100.  * zmsk00l + zmiss_val * ( 1._wp - zmsk00l ) ) ! brine volume
159      IF( iom_use('iceapnd_cat' ) )   CALL iom_put( 'iceapnd_cat' ,   a_ip         * zmsk00l                                   ) ! melt pond frac for categories
160      IF( iom_use('icehpnd_cat' ) )   CALL iom_put( 'icehpnd_cat' ,   h_ip         * zmsk00l + zmiss_val * ( 1._wp - zmsk00l ) ) ! melt pond frac for categories
161      IF( iom_use('iceafpnd_cat') )   CALL iom_put( 'iceafpnd_cat',   a_ip_frac    * zmsk00l                                   ) ! melt pond frac for categories
162      IF( iom_use('icealb_cat'  ) )   CALL iom_put( 'icealb_cat'  ,   alb_ice      * zmsk00l + zmiss_val * ( 1._wp - zmsk00l ) ) ! ice albedo for categories
163
164      !------------------
165      ! Add-ons for SIMIP
166      !------------------
167      ! trends
168      IF( iom_use('dmithd') )   CALL iom_put( 'dmithd', - wfx_bog - wfx_bom - wfx_sum - wfx_sni - wfx_opw - wfx_lam - wfx_res ) ! Sea-ice mass change from thermodynamics
169      IF( iom_use('dmidyn') )   CALL iom_put( 'dmidyn', - wfx_dyn + rhoi * diag_trp_vi                                        ) ! Sea-ice mass change from dynamics(kg/m2/s)
170      IF( iom_use('dmiopw') )   CALL iom_put( 'dmiopw', - wfx_opw                                                             ) ! Sea-ice mass change through growth in open water
171      IF( iom_use('dmibog') )   CALL iom_put( 'dmibog', - wfx_bog                                                             ) ! Sea-ice mass change through basal growth
172      IF( iom_use('dmisni') )   CALL iom_put( 'dmisni', - wfx_sni                                                             ) ! Sea-ice mass change through snow-to-ice conversion
173      IF( iom_use('dmisum') )   CALL iom_put( 'dmisum', - wfx_sum                                                             ) ! Sea-ice mass change through surface melting
174      IF( iom_use('dmibom') )   CALL iom_put( 'dmibom', - wfx_bom                                                             ) ! Sea-ice mass change through bottom melting
175      IF( iom_use('dmtsub') )   CALL iom_put( 'dmtsub', - wfx_sub                                                             ) ! Sea-ice mass change through evaporation and sublimation
176      IF( iom_use('dmssub') )   CALL iom_put( 'dmssub', - wfx_snw_sub                                                         ) ! Snow mass change through sublimation
177      IF( iom_use('dmisub') )   CALL iom_put( 'dmisub', - wfx_ice_sub                                                         ) ! Sea-ice mass change through sublimation
178      IF( iom_use('dmsspr') )   CALL iom_put( 'dmsspr', - wfx_spr                                                             ) ! Snow mass change through snow fall
179      IF( iom_use('dmsssi') )   CALL iom_put( 'dmsssi',   wfx_sni*rhos*r1_rhoi                                                ) ! Snow mass change through snow-to-ice conversion
180      IF( iom_use('dmsmel') )   CALL iom_put( 'dmsmel', - wfx_snw_sum                                                         ) ! Snow mass change through melt
181      IF( iom_use('dmsdyn') )   CALL iom_put( 'dmsdyn', - wfx_snw_dyn + rhos * diag_trp_vs                                    ) ! Snow mass change through dynamics(kg/m2/s)
182     
183      ! Global ice diagnostics
184      IF(  iom_use('NH_icearea') .OR. iom_use('NH_icevolu') .OR. iom_use('NH_iceextt') .OR. &
185         & iom_use('SH_icearea') .OR. iom_use('SH_icevolu') .OR. iom_use('SH_iceextt') ) THEN
186         !
187         WHERE( ff_t(:,:) > 0._wp )   ;   z2d(:,:) = 1._wp
188         ELSEWHERE                    ;   z2d(:,:) = 0.
189         END WHERE
190         !
191         IF( iom_use('NH_icearea') )   zdiag_area_nh = glob_sum( 'icewri', at_i *           z2d   * e1e2t * 1.e-12 )
192         IF( iom_use('NH_icevolu') )   zdiag_volu_nh = glob_sum( 'icewri', vt_i *           z2d   * e1e2t * 1.e-12 )
193         IF( iom_use('NH_iceextt') )   zdiag_extt_nh = glob_sum( 'icewri',                  z2d   * e1e2t * 1.e-12 * zmsk15 )
194         !
195         IF( iom_use('SH_icearea') )   zdiag_area_sh = glob_sum( 'icewri', at_i * ( 1._wp - z2d ) * e1e2t * 1.e-12 )
196         IF( iom_use('SH_icevolu') )   zdiag_volu_sh = glob_sum( 'icewri', vt_i * ( 1._wp - z2d ) * e1e2t * 1.e-12 )
197         IF( iom_use('SH_iceextt') )   zdiag_extt_sh = glob_sum( 'icewri',        ( 1._wp - z2d ) * e1e2t * 1.e-12 * zmsk15 )
198         !
199         CALL iom_put( 'NH_icearea' , zdiag_area_nh )
200         CALL iom_put( 'NH_icevolu' , zdiag_volu_nh )
201         CALL iom_put( 'NH_iceextt' , zdiag_extt_nh )
202         CALL iom_put( 'SH_icearea' , zdiag_area_sh )
203         CALL iom_put( 'SH_icevolu' , zdiag_volu_sh )
204         CALL iom_put( 'SH_iceextt' , zdiag_extt_sh )
205         !
206      ENDIF
207      !
208!!CR      !     !  Create an output files (output.lim.abort.nc) if S < 0 or u > 20 m/s
209!!CR      !     IF( kindic < 0 )   CALL ice_wri_state( 'output.abort' )
210!!CR      !     not yet implemented
211!!gm  idem for the ocean...  Ask Seb how to get rid of ioipsl....
212      !
213      IF( ln_timing )  CALL timing_stop('icewri')
214      !
215   END SUBROUTINE ice_wri
216
217 
218   SUBROUTINE ice_wri_state( kid )
219      !!---------------------------------------------------------------------
220      !!                 ***  ROUTINE ice_wri_state  ***
221      !!       
222      !! ** Purpose :   create a NetCDF file named cdfile_name which contains
223      !!      the instantaneous ice state and forcing fields for ice model
224      !!        Used to find errors in the initial state or save the last
225      !!      ocean state in case of abnormal end of a simulation
226      !!
227      !! History :   4.0  !  2013-06  (C. Rousset)
228      !!----------------------------------------------------------------------
229      INTEGER, INTENT( in ) ::   kid 
230      !!----------------------------------------------------------------------
231      !
232      !! The file is open in dia_wri_state (ocean routine)
233
234      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'sithic', hm_i         )   ! Ice thickness
235      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'siconc', at_i         )   ! Ice concentration
236      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'sitemp', tm_i - rt0   )   ! Ice temperature
237      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'sivelu', u_ice        )   ! i-Ice speed
238      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'sivelv', v_ice        )   ! j-Ice speed
239      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'sistru', utau_ice     )   ! i-Wind stress over ice
240      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'sistrv', vtau_ice     )   ! i-Wind stress over ice
241      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'sisflx', qsr          )   ! Solar flx over ocean
242      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'sinflx', qns          )   ! NonSolar flx over ocean
243      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'snwpre', sprecip      )   ! Snow precipitation
244      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'sisali', sm_i         )   ! Ice salinity
245      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'sivolu', vt_i         )   ! Ice volume
246      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'sidive', divu_i*1.0e8 )   ! Ice divergence
247      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'si_amp', at_ip        )   ! Melt pond fraction
248      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'si_vmp', vt_ip        )   ! Melt pond volume
249      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'sithicat', h_i        )   ! Ice thickness
250      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'siconcat', a_i        )   ! Ice concentration
251      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'sisalcat', s_i        )   ! Ice salinity
252      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'snthicat', h_s        )   ! Snw thickness
253
254    END SUBROUTINE ice_wri_state
255
256#else
257   !!----------------------------------------------------------------------
258   !!   Default option :         Empty module         NO SI3 sea-ice model
259   !!----------------------------------------------------------------------
260#endif
261
262   !!======================================================================
263END MODULE icewri
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.