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.
trcadv.F90 in NEMO/branches/2020/dev_r13508_HPC-09_communications_cleanup/src/TOP/TRP – NEMO

source: NEMO/branches/2020/dev_r13508_HPC-09_communications_cleanup/src/TOP/TRP/trcadv.F90 @ 13660

Last change on this file since 13660 was 13660, checked in by francesca, 4 years ago

communications cleanup of the TRA modules - ticket #2367

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 14.5 KB
RevLine 
[2030]1MODULE trcadv
2   !!==============================================================================
3   !!                       ***  MODULE  trcadv  ***
4   !! Ocean passive tracers:  advection trend
5   !!==============================================================================
[5836]6   !! History :  2.0  !  2005-11  (G. Madec)  Original code
7   !!            3.0  !  2010-06  (C. Ethe)   Adapted to passive tracers
8   !!            3.7  !  2014-05  (G. Madec, C. Ethe)  Add 2nd/4th order cases for CEN and FCT schemes
[9019]9   !!            4.0  !  2017-09  (G. Madec)  remove vertical time-splitting option
[2030]10   !!----------------------------------------------------------------------
11#if defined key_top
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!   'key_top'                                                TOP models
14   !!----------------------------------------------------------------------
[5836]15   !!   trc_adv       : compute ocean tracer advection trend
16   !!   trc_adv_ini   : control the different options of advection scheme
[2030]17   !!----------------------------------------------------------------------
[5836]18   USE oce_trc        ! ocean dynamics and active tracers
19   USE trc            ! ocean passive tracers variables
[9019]20   USE sbcwave        ! wave module
21   USE sbc_oce        ! surface boundary condition: ocean
[5836]22   USE traadv_cen     ! centered scheme           (tra_adv_cen  routine)
23   USE traadv_fct     ! FCT      scheme           (tra_adv_fct  routine)
24   USE traadv_mus     ! MUSCL    scheme           (tra_adv_mus  routine)
25   USE traadv_ubs     ! UBS      scheme           (tra_adv_ubs  routine)
26   USE traadv_qck     ! QUICKEST scheme           (tra_adv_qck  routine)
[9531]27   USE tramle         ! ML eddy induced transport (tra_adv_mle  routine)
[9019]28   USE ldftra         ! lateral diffusion: eddy diffusivity & EIV coeff.
[5836]29   USE ldfslp         ! Lateral diffusion: slopes of neutral surfaces
30   !
[13286]31   USE prtctl         ! control print
[9019]32   USE timing         ! Timing
[2030]33
34   IMPLICIT NONE
35   PRIVATE
36
[9019]37   PUBLIC   trc_adv       ! called by trctrp.F90
38   PUBLIC   trc_adv_ini   ! called by trcini.F90
[2082]39
[5836]40   !                            !!* Namelist namtrc_adv *
[9526]41   LOGICAL ::   ln_trcadv_OFF    ! no advection on passive tracers
[5836]42   LOGICAL ::   ln_trcadv_cen    ! centered scheme flag
43   INTEGER ::      nn_cen_h, nn_cen_v   ! =2/4 : horizontal and vertical choices of the order of CEN scheme
44   LOGICAL ::   ln_trcadv_fct    ! FCT scheme flag
45   INTEGER ::      nn_fct_h, nn_fct_v   ! =2/4 : horizontal and vertical choices of the order of FCT scheme
46   LOGICAL ::   ln_trcadv_mus    ! MUSCL scheme flag
47   LOGICAL ::      ln_mus_ups           ! use upstream scheme in vivcinity of river mouths
48   LOGICAL ::   ln_trcadv_ubs    ! UBS scheme flag
49   INTEGER ::      nn_ubs_v             ! =2/4 : vertical choice of the order of UBS scheme
50   LOGICAL ::   ln_trcadv_qck    ! QUICKEST scheme flag
51
[9019]52   INTEGER ::   nadv             ! choice of the type of advection scheme
53   !                             ! associated indices:
[5836]54   INTEGER, PARAMETER ::   np_NO_adv  = 0   ! no T-S advection
55   INTEGER, PARAMETER ::   np_CEN     = 1   ! 2nd/4th order centered scheme
56   INTEGER, PARAMETER ::   np_FCT     = 2   ! 2nd/4th order Flux Corrected Transport scheme
[9019]57   INTEGER, PARAMETER ::   np_MUS     = 3   ! MUSCL scheme
58   INTEGER, PARAMETER ::   np_UBS     = 4   ! 3rd order Upstream Biased Scheme
59   INTEGER, PARAMETER ::   np_QCK     = 5   ! QUICK scheme
60   
[13237]61#  include "domzgr_substitute.h90"
[2030]62   !!----------------------------------------------------------------------
[9598]63   !! NEMO/TOP 4.0 , NEMO Consortium (2018)
[7753]64   !! $Id$
[10068]65   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
[2030]66   !!----------------------------------------------------------------------
67CONTAINS
68
[12377]69   SUBROUTINE trc_adv( kt, Kbb, Kmm, ptr, Krhs  )
[2030]70      !!----------------------------------------------------------------------
71      !!                  ***  ROUTINE trc_adv  ***
72      !!
73      !! ** Purpose :   compute the ocean tracer advection trend.
74      !!
[12377]75      !! ** Method  : - Update after tracers (tr(Krhs)) with the advection term following nadv
[2030]76      !!----------------------------------------------------------------------
[12377]77      INTEGER                                   , INTENT(in)    :: kt   ! ocean time-step index
78      INTEGER                                   , INTENT(in)    :: Kbb, Kmm, Krhs ! time level indices
79      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,jptra,jpt), INTENT(inout) :: ptr            ! passive tracers and RHS of tracer equation
[2030]80      !
[7753]81      INTEGER ::   jk   ! dummy loop index
[2715]82      CHARACTER (len=22) ::   charout
[12377]83      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) ::   zuu, zvv, zww  ! effective velocity
[2030]84      !!----------------------------------------------------------------------
[2715]85      !
[9019]86      IF( ln_timing )   CALL timing_start('trc_adv')
[3294]87      !
[9019]88      !                                         !==  effective transport  ==!
[7646]89      IF( l_offline ) THEN
[12377]90         zuu(:,:,:) = uu(:,:,:,Kmm)                ! already in (uu(Kmm),vv(Kmm),ww)
91         zvv(:,:,:) = vv(:,:,:,Kmm)
92         zww(:,:,:) = ww(:,:,:)
[9019]93      ELSE                                         ! build the effective transport
[12377]94         zuu(:,:,jpk) = 0._wp
95         zvv(:,:,jpk) = 0._wp
96         zww(:,:,jpk) = 0._wp
[9019]97         IF( ln_wave .AND. ln_sdw )  THEN
98            DO jk = 1, jpkm1                                                       ! eulerian transport + Stokes Drift
[12377]99               zuu(:,:,jk) = e2u  (:,:) * e3u(:,:,jk,Kmm) * ( uu(:,:,jk,Kmm) + usd(:,:,jk) )
100               zvv(:,:,jk) = e1v  (:,:) * e3v(:,:,jk,Kmm) * ( vv(:,:,jk,Kmm) + vsd(:,:,jk) )
101               zww(:,:,jk) = e1e2t(:,:)                   * ( ww(:,:,jk) + wsd(:,:,jk) )
[9019]102            END DO
103         ELSE
104            DO jk = 1, jpkm1
[12377]105               zuu(:,:,jk) = e2u  (:,:) * e3u(:,:,jk,Kmm) * uu(:,:,jk,Kmm)                   ! eulerian transport
106               zvv(:,:,jk) = e1v  (:,:) * e3v(:,:,jk,Kmm) * vv(:,:,jk,Kmm)
107               zww(:,:,jk) = e1e2t(:,:)                   * ww(:,:,jk)
[9019]108            END DO
109         ENDIF
[7646]110         !
111         IF( ln_vvl_ztilde .OR. ln_vvl_layer ) THEN                                 ! add z-tilde and/or vvl corrections
[12377]112            zuu(:,:,:) = zuu(:,:,:) + un_td(:,:,:)
113            zvv(:,:,:) = zvv(:,:,:) + vn_td(:,:,:)
[7646]114         ENDIF
115         !
116         IF( ln_ldfeiv .AND. .NOT. ln_traldf_triad )   & 
[12377]117            &              CALL ldf_eiv_trp( kt, nittrc000, zuu, zvv, zww, 'TRC', Kmm, Krhs )  ! add the eiv transport
[7646]118         !
[12377]119         IF( ln_mle    )   CALL tra_mle_trp( kt, nittrc000, zuu, zvv, zww, 'TRC', Kmm       )  ! add the mle transport
[7646]120         !
[4610]121      ENDIF
122      !
[5836]123      SELECT CASE ( nadv )                      !==  compute advection trend and add it to general trend  ==!
124      !
[9019]125      CASE ( np_CEN )                                 ! Centered : 2nd / 4th order
[13660]126         IF (nn_hls.EQ.2) CALL lbc_lnk_multi( 'trcadv', ptr(:,:,:,:,Kmm), 'T', 1.)
[12377]127         CALL tra_adv_cen( kt, nittrc000,'TRC',          zuu, zvv, zww,      Kmm, ptr, jptra, Krhs, nn_cen_h, nn_cen_v )
[9019]128      CASE ( np_FCT )                                 ! FCT      : 2nd / 4th order
[13660]129         IF (nn_hls.EQ.2) THEN ; CALL lbc_lnk_multi( 'trcadv', ptr(:,:,:,:,Kbb), 'T', 1., ptr(:,:,:,:,Kmm), 'T', 1.)
130            CALL lbc_lnk_multi( 'traadv', zuu(:,:,:), 'U', -1., zvv(:,:,:), 'V', -1.) ; END IF
[12489]131         CALL tra_adv_fct( kt, nittrc000,'TRC', rDt_trc, zuu, zvv, zww, Kbb, Kmm, ptr, jptra, Krhs, nn_fct_h, nn_fct_v )
[9019]132      CASE ( np_MUS )                                 ! MUSCL
[12489]133         CALL tra_adv_mus( kt, nittrc000,'TRC', rDt_trc, zuu, zvv, zww, Kbb, Kmm, ptr, jptra, Krhs, ln_mus_ups         ) 
[9019]134      CASE ( np_UBS )                                 ! UBS
[13660]135         IF (nn_hls.EQ.2) CALL lbc_lnk_multi( 'trcadv', ptr(:,:,:,:,Kbb), 'T', 1.)
[12489]136         CALL tra_adv_ubs( kt, nittrc000,'TRC', rDt_trc, zuu, zvv, zww, Kbb, Kmm, ptr, jptra, Krhs, nn_ubs_v           )
[9019]137      CASE ( np_QCK )                                 ! QUICKEST
[13660]138         IF (nn_hls.EQ.2) THEN ; CALL lbc_lnk_multi( 'trcadv', zuu(:,:,:), 'U', -1., zvv(:,:,:), 'V', -1.)
139            CALL lbc_lnk( 'traadv', ptr(:,:,:,:,Kbb), 'T', 1.) ; END IF
[12489]140         CALL tra_adv_qck( kt, nittrc000,'TRC', rDt_trc, zuu, zvv, zww, Kbb, Kmm, ptr, jptra, Krhs                     )
[5836]141      !
[2030]142      END SELECT
[5836]143      !                 
[12377]144      IF( sn_cfctl%l_prttrc ) THEN        !== print mean trends (used for debugging)
[9019]145         WRITE(charout, FMT="('adv ')")
[13286]146         CALL prt_ctl_info( charout, cdcomp = 'top' )
147         CALL prt_ctl( tab4d_1=tr(:,:,:,:,Krhs), mask1=tmask, clinfo=ctrcnm, clinfo3='trd' )
[2030]148      END IF
149      !
[9019]150      IF( ln_timing )   CALL timing_stop('trc_adv')
[2715]151      !
[2030]152   END SUBROUTINE trc_adv
153
154
[5836]155   SUBROUTINE trc_adv_ini
[2030]156      !!---------------------------------------------------------------------
[5836]157      !!                  ***  ROUTINE trc_adv_ini  ***
[2030]158      !!               
[9019]159      !! ** Purpose :   Control the consistency between namelist options for
[2030]160      !!              passive tracer advection schemes and set nadv
161      !!----------------------------------------------------------------------
[9169]162      INTEGER ::   ioptio, ios   ! Local integer
[5836]163      !!
[9526]164      NAMELIST/namtrc_adv/ ln_trcadv_OFF,                        &   ! No advection
[9019]165         &                 ln_trcadv_cen, nn_cen_h, nn_cen_v,    &   ! CEN
166         &                 ln_trcadv_fct, nn_fct_h, nn_fct_v,    &   ! FCT
167         &                 ln_trcadv_mus, ln_mus_ups,            &   ! MUSCL
168         &                 ln_trcadv_ubs,           nn_ubs_v,    &   ! UBS
169         &                 ln_trcadv_qck                             ! QCK
[2030]170      !!----------------------------------------------------------------------
[5836]171      !
[9019]172      !                                !==  Namelist  ==!
[5836]173      READ  ( numnat_ref, namtrc_adv, IOSTAT = ios, ERR = 901)
[11536]174901   IF( ios /= 0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namtrc_adv in reference namelist' )
[5836]175      READ  ( numnat_cfg, namtrc_adv, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
[11536]176902   IF( ios >  0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namtrc_adv in configuration namelist' )
[5836]177      IF(lwm) WRITE ( numont, namtrc_adv )
[9019]178      !
179      IF(lwp) THEN                           ! Namelist print
[5836]180         WRITE(numout,*)
181         WRITE(numout,*) 'trc_adv_ini : choice/control of the tracer advection scheme'
182         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~'
183         WRITE(numout,*) '   Namelist namtrc_adv : chose a advection scheme for tracers'
[9526]184         WRITE(numout,*) '      No advection on passive tracers           ln_trcadv_OFF = ', ln_trcadv_OFF
[5836]185         WRITE(numout,*) '      centered scheme                           ln_trcadv_cen = ', ln_trcadv_cen
186         WRITE(numout,*) '            horizontal 2nd/4th order               nn_cen_h   = ', nn_fct_h
187         WRITE(numout,*) '            vertical   2nd/4th order               nn_cen_v   = ', nn_fct_v
188         WRITE(numout,*) '      Flux Corrected Transport scheme           ln_trcadv_fct = ', ln_trcadv_fct
189         WRITE(numout,*) '            horizontal 2nd/4th order               nn_fct_h   = ', nn_fct_h
190         WRITE(numout,*) '            vertical   2nd/4th order               nn_fct_v   = ', nn_fct_v
191         WRITE(numout,*) '      MUSCL scheme                              ln_trcadv_mus = ', ln_trcadv_mus
192         WRITE(numout,*) '            + upstream scheme near river mouths    ln_mus_ups = ', ln_mus_ups
193         WRITE(numout,*) '      UBS scheme                                ln_trcadv_ubs = ', ln_trcadv_ubs
194         WRITE(numout,*) '            vertical   2nd/4th order               nn_ubs_v   = ', nn_ubs_v
195         WRITE(numout,*) '      QUICKEST scheme                           ln_trcadv_qck = ', ln_trcadv_qck
196      ENDIF
197      !
[9019]198      !                                !==  Parameter control & set nadv ==!
199      ioptio = 0
[9526]200      IF( ln_trcadv_OFF ) THEN   ;   ioptio = ioptio + 1   ;   nadv = np_NO_adv   ;   ENDIF
201      IF( ln_trcadv_cen ) THEN   ;   ioptio = ioptio + 1   ;   nadv = np_CEN      ;   ENDIF
202      IF( ln_trcadv_fct ) THEN   ;   ioptio = ioptio + 1   ;   nadv = np_FCT      ;   ENDIF
203      IF( ln_trcadv_mus ) THEN   ;   ioptio = ioptio + 1   ;   nadv = np_MUS      ;   ENDIF
204      IF( ln_trcadv_ubs ) THEN   ;   ioptio = ioptio + 1   ;   nadv = np_UBS      ;   ENDIF
205      IF( ln_trcadv_qck ) THEN   ;   ioptio = ioptio + 1   ;   nadv = np_QCK      ;   ENDIF
[5836]206      !
[9019]207      IF( ioptio /= 1 )   CALL ctl_stop( 'trc_adv_ini: Choose ONE advection option in namelist namtrc_adv' )
[5836]208      !
209      IF( ln_trcadv_cen .AND. ( nn_cen_h /= 2 .AND. nn_cen_h /= 4 )   &
210                        .AND. ( nn_cen_v /= 2 .AND. nn_cen_v /= 4 )   ) THEN
[9019]211        CALL ctl_stop( 'trc_adv_ini: CEN scheme, choose 2nd or 4th order' )
[5836]212      ENDIF
213      IF( ln_trcadv_fct .AND. ( nn_fct_h /= 2 .AND. nn_fct_h /= 4 )   &
214                        .AND. ( nn_fct_v /= 2 .AND. nn_fct_v /= 4 )   ) THEN
[9019]215        CALL ctl_stop( 'trc_adv_ini: FCT scheme, choose 2nd or 4th order' )
[5836]216      ENDIF
217      IF( ln_trcadv_ubs .AND. ( nn_ubs_v /= 2 .AND. nn_ubs_v /= 4 )   ) THEN
[9019]218        CALL ctl_stop( 'trc_adv_ini: UBS scheme, choose 2nd or 4th order' )
[5836]219      ENDIF
220      IF( ln_trcadv_ubs .AND. nn_ubs_v == 4 ) THEN
[9019]221         CALL ctl_warn( 'trc_adv_ini: UBS scheme, only 2nd FCT scheme available on the vertical. It will be used' )
[5836]222      ENDIF
223      IF( ln_isfcav ) THEN                                                       ! ice-shelf cavities
[9019]224         IF(  ln_trcadv_cen .AND. nn_cen_v == 4    .OR.   &                            ! NO 4th order with ISF
225            & ln_trcadv_fct .AND. nn_fct_v == 4   )   CALL ctl_stop( 'tra_adv_ini: 4th order COMPACT scheme not allowed with ISF' )
[5836]226      ENDIF
227      !
[9019]228      !                                !==  Print the choice  ==! 
229      IF(lwp) THEN
[2030]230         WRITE(numout,*)
[9019]231         SELECT CASE ( nadv )
232         CASE( np_NO_adv  )   ;   WRITE(numout,*) '      ===>>   NO passive tracer advection'
233         CASE( np_CEN     )   ;   WRITE(numout,*) '      ===>>   CEN      scheme is used. Horizontal order: ', nn_cen_h,   &
234            &                                                                     ' Vertical   order: ', nn_cen_v
235         CASE( np_FCT     )   ;   WRITE(numout,*) '      ===>>   FCT      scheme is used. Horizontal order: ', nn_fct_h,   &
236            &                                                                      ' Vertical   order: ', nn_fct_v
237         CASE( np_MUS     )   ;   WRITE(numout,*) '      ===>>   MUSCL    scheme is used'
238         CASE( np_UBS     )   ;   WRITE(numout,*) '      ===>>   UBS      scheme is used'
239         CASE( np_QCK     )   ;   WRITE(numout,*) '      ===>>   QUICKEST scheme is used'
240         END SELECT
[2030]241      ENDIF
242      !
[5836]243   END SUBROUTINE trc_adv_ini
[2715]244   
[2030]245#endif
[2715]246
[2030]247  !!======================================================================
248END MODULE trcadv
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.