source: NEMO/branches/2020/dev_r12563_ASINTER-06_ABL_improvement/tests/ISOMIP+/MY_SRC/isf_oce.F90 @ 13159

Last change on this file since 13159 was 12077, checked in by mathiot, 11 months ago

include ENHANCE-02_ISF_nemo in UKMO merge branch

File size: 12.9 KB
Line 
1MODULE isf_oce
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  sbcisf  ***
4   !! Surface module :  compute iceshelf melt and heat flux
5   !!======================================================================
6   !! History :  3.2  !  2011-02  (C.Harris  ) Original code isf cav
7   !!            X.X  !  2006-02  (C. Wang   ) Original code bg03
8   !!            3.4  !  2013-03  (P. Mathiot) Merging + parametrization
9   !!            4.1  !  2019-09  (P. Mathiot) Split param/explicit ice shelf and re-organisation
10   !!----------------------------------------------------------------------
11
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!   isf          : define and allocate ice shelf variables
14   !!----------------------------------------------------------------------
15
16   USE par_oce       , ONLY: jpi, jpj, jpk
17   USE in_out_manager, ONLY: wp, jpts ! I/O manager
18   USE lib_mpp       , ONLY: ctl_stop, mpp_sum      ! MPP library
19   USE fldread        ! read input fields
20
21   IMPLICIT NONE
22
23   PRIVATE
24
25   PUBLIC   isf_alloc, isf_alloc_par, isf_alloc_cav, isf_alloc_cpl, isf_dealloc_cpl
26   !
27   !-------------------------------------------------------
28   ! 0 :              namelist parameter
29   !-------------------------------------------------------
30   !
31   ! 0.1 -------- ice shelf cavity parameter --------------
32   CHARACTER(LEN=256), PUBLIC :: cn_isfdir
33   LOGICAL           , PUBLIC :: ln_isf
34   LOGICAL           , PUBLIC :: ln_isfdebug
35   !
36   ! 0.2 -------- ice shelf cavity opened namelist parameter -------------
37   LOGICAL           , PUBLIC :: ln_isfcav_mlt   !: logical for the use of ice shelf parametrisation
38   REAL(wp)          , PUBLIC :: rn_gammat0      !: temperature exchange coeficient    []
39   REAL(wp)          , PUBLIC :: rn_gammas0      !: salinity    exchange coeficient    []
40   REAL(wp)          , PUBLIC :: rn_vtide        !: tidal background velocity (can be different to what is used in the
41   REAL(wp)          , PUBLIC :: rn_htbl         !: Losch top boundary layer thickness [m]
42   REAL(wp)          , PUBLIC :: rn_isfload_T    !:
43   REAL(wp)          , PUBLIC :: rn_isfload_S    !:
44   CHARACTER(LEN=256), PUBLIC :: cn_gammablk     !: gamma formulation
45   CHARACTER(LEN=256), PUBLIC :: cn_isfcav_mlt   !: melt formulation (cavity/param)
46   CHARACTER(LEN=256), PUBLIC :: cn_isfload      !: ice shelf load computation method
47   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC :: sn_isfcav_fwf   !: information about the isf melting file to be read
48   !
49   ! 0.3 -------- ice shelf cavity parametrised namelist parameter -------------
50   LOGICAL           , PUBLIC :: ln_isfpar_mlt   !: logical for the computation of melt inside the cavity
51   CHARACTER(LEN=256), PUBLIC :: cn_isfpar_mlt   !: melt formulation (cavity/param)
52   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC :: sn_isfpar_fwf   !: information about the isf melting file to be read
53   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC :: sn_isfpar_zmax  !: information about the grounding line depth file to be read
54   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC :: sn_isfpar_zmin  !: information about the calving   line depth file to be read
55   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC :: sn_isfpar_Leff  !: information about the effective length     file to be read
56   !
57   ! 0.4 -------- coupling namelist parameter -------------
58   LOGICAL, PUBLIC :: ln_isfcpl      !:
59   LOGICAL, PUBLIC :: ln_isfcpl_cons !:
60   INTEGER, PUBLIC :: nn_drown       !:
61   !
62   !-------------------------------------------------------
63   ! 1 :              ice shelf parameter
64   !-------------------------------------------------------
65   !
66   REAL(wp), PARAMETER, PUBLIC :: rLfusisf = 0.334e6_wp    !: latent heat of fusion of ice shelf     [J/kg]
67   REAL(wp), PARAMETER, PUBLIC :: rcpisf = 2000.0_wp       !: specific heat of ice shelf             [J/kg/K]
68   REAL(wp), PARAMETER, PUBLIC :: rkappa = 0.0_wp          !: ISOMIP+ no heat diffusivity through the ice-shelf [m2/s]
69   REAL(wp), PARAMETER, PUBLIC :: rhoisf = 920.0_wp        !: volumic mass of ice shelf              [kg/m3]
70   REAL(wp), PARAMETER, PUBLIC :: rtsurf = -20.0           !: surface temperature                    [C]
71   !
72   !-------------------------------------------------------
73   ! 2 :              ice shelf global variables
74   !-------------------------------------------------------
75   !
76   ! 2.1 -------- ice shelf cavity parameter --------------
77   LOGICAL , PUBLIC            :: l_isfoasis
78   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)    ::   risfload                    !: ice shelf load
79   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)    ::   fwfisf_oasis
80   !
81   ! 2.2 -------- ice shelf cavity melt namelist parameter -------------
82   INTEGER  , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: mskisf_cav                    !:
83   INTEGER  , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: misfkt_cav   , misfkb_cav     !:
84   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: rhisf_tbl_cav, rfrac_tbl_cav  !:
85   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: fwfisf_cav   , fwfisf_cav_b   !: before and now net fwf from the ice shelf        [kg/m2/s]
86   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: risf_cav_tsc , risf_cav_tsc_b !: before and now T & S isf contents [K.m/s & PSU.m/s] 
87   TYPE(FLD), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)     :: sf_isfcav_fwf                 !:
88   !
89   REAL(wp) , PUBLIC                                      :: risf_lamb1, risf_lamb2, risf_lamb3  ! freezing point linearization coeficient
90   !
91   ! 2.3 -------- ice shelf param. melt namelist parameter -------------
92   INTEGER  , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: mskisf_par                    !:
93   INTEGER  , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: misfkt_par   , misfkb_par     !:
94   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: rhisf_tbl_par, rfrac_tbl_par  !:
95   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: fwfisf_par   , fwfisf_par_b   !: before and now net fwf from the ice shelf        [kg/m2/s]
96   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: risf_par_tsc , risf_par_tsc_b !: before and now T & S isf contents [K.m/s & PSU.m/s] 
97   TYPE(FLD), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)     :: sf_isfpar_fwf                 !:
98   !
99   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: rhisf0_tbl_par                !: thickness of tbl (initial value)  [m]
100   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: risfLeff                      !:
101   !
102   ! 2.4 -------- coupling namelist parameter -------------
103   INTEGER , PUBLIC                                        ::   nstp_iscpl   !:
104   REAL(wp), PUBLIC                                        ::   rdt_iscpl    !:
105   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::   risfcpl_ssh, risfcpl_cons_ssh, risfcpl_cons_ssh_b               !:
106   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::   risfcpl_vol, risfcpl_cons_vol, risfcpl_cons_vol_b  !:
107   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:) ::   risfcpl_tsc, risfcpl_cons_tsc, risfcpl_cons_tsc_b  !:
108   !
109   !!----------------------------------------------------------------------
110   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
111   !! $Id: sbcisf.F90 10536 2019-01-16 19:21:09Z mathiot $
112   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
113   !!----------------------------------------------------------------------
114CONTAINS
115
116   SUBROUTINE isf_alloc_par()
117      !!---------------------------------------------------------------------
118      !!                  ***  ROUTINE isf_alloc_par  ***
119      !!
120      !! ** Purpose :
121      !!
122      !! ** Method  :
123      !!
124      !!----------------------------------------------------------------------
125      INTEGER :: ierr, ialloc
126      !!----------------------------------------------------------------------
127      ierr = 0       ! set to zero if no array to be allocated
128      !
129      ALLOCATE(risfLeff(jpi,jpj), STAT=ialloc)
130      ierr = ierr + ialloc
131      !
132      ALLOCATE(misfkt_par(jpi,jpj), misfkb_par(jpi,jpj), STAT=ialloc )
133      ierr = ierr + ialloc
134      !
135      ALLOCATE( rfrac_tbl_par(jpi,jpj), STAT=ialloc)
136      ierr = ierr + ialloc
137      !
138      ALLOCATE( rhisf_tbl_par(jpi,jpj), rhisf0_tbl_par(jpi,jpj), STAT=ialloc)
139      ierr = ierr + ialloc
140      !
141      ALLOCATE( mskisf_par(jpi,jpj), STAT=ialloc)
142      ierr = ierr + ialloc
143      !
144      CALL mpp_sum ( 'isf', ierr )
145      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'isf: failed to allocate arrays.' )
146      !
147   END SUBROUTINE isf_alloc_par
148
149   SUBROUTINE isf_alloc_cav()
150      !!---------------------------------------------------------------------
151      !!                  ***  ROUTINE isf_alloc_cav  ***
152      !!
153      !! ** Purpose :
154      !!
155      !! ** Method  :
156      !!
157      !!----------------------------------------------------------------------
158      INTEGER :: ierr, ialloc
159      !!----------------------------------------------------------------------
160      ierr = 0       ! set to zero if no array to be allocated
161      !
162      ALLOCATE(misfkt_cav(jpi,jpj), misfkb_cav(jpi,jpj), STAT=ialloc )
163      ierr = ierr + ialloc
164      !
165      ALLOCATE( rfrac_tbl_cav(jpi,jpj), STAT=ialloc)
166      ierr = ierr + ialloc
167      !
168      ALLOCATE( rhisf_tbl_cav(jpi,jpj), STAT=ialloc)
169      ierr = ierr + ialloc
170      !
171      CALL mpp_sum ( 'isf', ierr )
172      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'isf: failed to allocate arrays.' )
173      !
174   END SUBROUTINE isf_alloc_cav
175
176   SUBROUTINE isf_alloc_cpl()
177      !!---------------------------------------------------------------------
178      !!                  ***  ROUTINE isf_alloc_cpl  ***
179      !!
180      !! ** Purpose : allocate array use for the ice sheet coupling
181      !!
182      !!----------------------------------------------------------------------
183      INTEGER :: ierr, ialloc
184      !!----------------------------------------------------------------------
185      ierr = 0
186      !
187      ALLOCATE( risfcpl_ssh(jpi,jpj), risfcpl_tsc(jpi,jpj,jpk,jpts), risfcpl_vol(jpi,jpj,jpk), STAT=ialloc )
188      ierr = ierr + ialloc
189      !
190      risfcpl_tsc(:,:,:,:) = 0.0 ; risfcpl_vol(:,:,:) = 0.0 ; risfcpl_ssh(:,:) = 0.0
191
192      IF ( ln_isfcpl_cons) THEN
193         ALLOCATE( risfcpl_cons_tsc(jpi,jpj,jpk,jpts) , risfcpl_cons_vol(jpi,jpj,jpk) ,risfcpl_cons_ssh(jpi,jpj), STAT=ialloc )
194         ierr = ierr + ialloc
195         !
196         risfcpl_cons_tsc(:,:,:,:) = 0.0 ; risfcpl_cons_vol(:,:,:) = 0.0 ; risfcpl_cons_ssh(:,:) = 0.0
197         !
198      END IF
199      !
200      CALL mpp_sum ( 'isf', ierr )
201      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop('STOP','isfcpl: failed to allocate arrays.')
202      !
203   END SUBROUTINE isf_alloc_cpl
204
205   SUBROUTINE isf_dealloc_cpl()
206      !!---------------------------------------------------------------------
207      !!                  ***  ROUTINE isf_dealloc_cpl  ***
208      !!
209      !! ** Purpose : de-allocate useless public 3d array used for ice sheet coupling
210      !!
211      !!----------------------------------------------------------------------
212      INTEGER :: ierr, ialloc
213      !!----------------------------------------------------------------------
214      ierr = 0
215      !
216      DEALLOCATE( risfcpl_ssh, risfcpl_tsc, risfcpl_vol, STAT=ialloc )
217      ierr = ierr + ialloc
218      !
219      CALL mpp_sum ( 'isf', ierr )
220      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop('STOP','isfcpl: failed to deallocate arrays.')
221      !
222   END SUBROUTINE isf_dealloc_cpl
223
224   SUBROUTINE isf_alloc()
225      !!---------------------------------------------------------------------
226      !!                  ***  ROUTINE isf_alloc  ***
227      !!
228      !! ** Purpose : allocate array used for the ice shelf cavity (cav and par)
229      !!
230      !!----------------------------------------------------------------------
231      INTEGER :: ierr, ialloc
232      !!----------------------------------------------------------------------
233      !
234      ierr = 0       ! set to zero if no array to be allocated
235      !
236      ALLOCATE(fwfisf_par(jpi,jpj)  , fwfisf_par_b(jpi,jpj), &
237         &     fwfisf_cav(jpi,jpj)  , fwfisf_cav_b(jpi,jpj), &
238         &     fwfisf_oasis(jpi,jpj),            STAT=ialloc )
239      ierr = ierr + ialloc
240      !
241      ALLOCATE(risf_par_tsc(jpi,jpj,jpts), risf_par_tsc_b(jpi,jpj,jpts), STAT=ialloc )
242      ierr = ierr + ialloc
243      !
244      ALLOCATE(risf_cav_tsc(jpi,jpj,jpts), risf_cav_tsc_b(jpi,jpj,jpts), STAT=ialloc )
245      ierr = ierr + ialloc
246      !
247      ALLOCATE(risfload(jpi,jpj), STAT=ialloc)
248      ierr = ierr + ialloc
249      !
250      ALLOCATE( mskisf_cav(jpi,jpj), STAT=ialloc)
251      ierr = ierr + ialloc
252      !
253      CALL mpp_sum ( 'isf', ierr )
254      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'isf: failed to allocate arrays.' )
255      !
256      ! initalisation of fwf and tsc array to 0
257      risfload(:,:)       = 0.0_wp
258      fwfisf_oasis(:,:)   = 0.0_wp
259      fwfisf_par(:,:)     = 0.0_wp    ; fwfisf_par_b(:,:)     = 0.0_wp
260      fwfisf_cav(:,:)     = 0.0_wp    ; fwfisf_cav_b(:,:)     = 0.0_wp
261      risf_cav_tsc(:,:,:) = 0.0_wp    ; risf_cav_tsc_b(:,:,:) = 0.0_wp
262      risf_par_tsc(:,:,:) = 0.0_wp    ; risf_par_tsc_b(:,:,:) = 0.0_wp
263      !
264
265   END SUBROUTINE isf_alloc
266
267END MODULE isf_oce
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.