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asminc.F90 in NEMO/branches/2021/dev_r14273_HPC-02_Daley_Tiling/src/OCE/ASM – NEMO

source: NEMO/branches/2021/dev_r14273_HPC-02_Daley_Tiling/src/OCE/ASM/asminc.F90 @ 14576

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#2600: Reorganise dom_tile code

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 50.9 KB
Line 
1MODULE asminc
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE asminc  ***
4   !! Assimilation increment : Apply an increment generated by data
5   !!                          assimilation
6   !!======================================================================
7   !! History :       ! 2007-03  (M. Martin)  Met Office version
8   !!                 ! 2007-04  (A. Weaver)  calc_date original code
9   !!                 ! 2007-04  (A. Weaver)  Merge with OPAVAR/NEMOVAR
10   !!   NEMO     3.3  ! 2010-05  (D. Lea)  Update to work with NEMO v3.2
11   !!             -   ! 2010-05  (D. Lea)  add calc_month_len routine based on day_init
12   !!            3.4  ! 2012-10  (A. Weaver and K. Mogensen) Fix for direct initialization
13   !!                 ! 2014-09  (D. Lea)  Local calc_date removed use routine from OBS
14   !!                 ! 2015-11  (D. Lea)  Handle non-zero initial time of day
15   !!----------------------------------------------------------------------
16
17   !!----------------------------------------------------------------------
18   !!   asm_inc_init   : Initialize the increment arrays and IAU weights
19   !!   tra_asm_inc    : Apply the tracer (T and S) increments
20   !!   dyn_asm_inc    : Apply the dynamic (u and v) increments
21   !!   ssh_asm_inc    : Apply the SSH increment
22   !!   ssh_asm_div    : Apply divergence associated with SSH increment
23   !!   seaice_asm_inc : Apply the seaice increment
24   !!----------------------------------------------------------------------
25   USE oce             ! Dynamics and active tracers defined in memory
26   USE par_oce         ! Ocean space and time domain variables
27   USE dom_oce         ! Ocean space and time domain
28   ! TEMP: [tiling] This change not necessary after extended haloes development
29   USE domtile
30   USE domvvl          ! domain: variable volume level
31   USE ldfdyn          ! lateral diffusion: eddy viscosity coefficients
32   USE eosbn2          ! Equation of state - in situ and potential density
33   USE zpshde          ! Partial step : Horizontal Derivative
34   USE asmpar          ! Parameters for the assmilation interface
35   USE asmbkg          !
36   USE c1d             ! 1D initialization
37   USE sbc_oce         ! Surface boundary condition variables.
38   USE diaobs   , ONLY : calc_date     ! Compute the calendar date on a given step
39#if defined key_si3
40   USE ice      , ONLY : hm_i, at_i, at_i_b
41#endif
42   !
43   USE in_out_manager  ! I/O manager
44   USE iom             ! Library to read input files
45   USE lib_mpp         ! MPP library
46
47   IMPLICIT NONE
48   PRIVATE
49
50   PUBLIC   asm_inc_init   !: Initialize the increment arrays and IAU weights
51   PUBLIC   tra_asm_inc    !: Apply the tracer (T and S) increments
52   PUBLIC   dyn_asm_inc    !: Apply the dynamic (u and v) increments
53   PUBLIC   ssh_asm_inc    !: Apply the SSH increment
54   PUBLIC   ssh_asm_div    !: Apply the SSH divergence
55   PUBLIC   seaice_asm_inc !: Apply the seaice increment
56
57#if defined key_asminc
58    LOGICAL, PUBLIC, PARAMETER :: lk_asminc = .TRUE.   !: Logical switch for assimilation increment interface
59#else
60    LOGICAL, PUBLIC, PARAMETER :: lk_asminc = .FALSE.  !: No assimilation increments
61#endif
62   LOGICAL, PUBLIC :: ln_bkgwri     !: No output of the background state fields
63   LOGICAL, PUBLIC :: ln_asmiau     !: No applying forcing with an assimilation increment
64   LOGICAL, PUBLIC :: ln_asmdin     !: No direct initialization
65   LOGICAL, PUBLIC :: ln_trainc     !: No tracer (T and S) assimilation increments
66   LOGICAL, PUBLIC :: ln_dyninc     !: No dynamics (u and v) assimilation increments
67   LOGICAL, PUBLIC :: ln_sshinc     !: No sea surface height assimilation increment
68   LOGICAL, PUBLIC :: ln_seaiceinc  !: No sea ice concentration increment
69   LOGICAL, PUBLIC :: ln_salfix     !: Apply minimum salinity check
70   LOGICAL, PUBLIC :: ln_temnofreeze = .FALSE. !: Don't allow the temperature to drop below freezing
71   INTEGER, PUBLIC :: nn_divdmp     !: Apply divergence damping filter nn_divdmp times
72
73   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::   t_bkg   , s_bkg      !: Background temperature and salinity
74   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::   u_bkg   , v_bkg      !: Background u- & v- velocity components
75   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::   t_bkginc, s_bkginc   !: Increment to the background T & S
76   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::   u_bkginc, v_bkginc   !: Increment to the u- & v-components
77   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:)    , ALLOCATABLE ::   wgtiau               !: IAU weights for each time step
78#if defined key_asminc
79   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:)  , ALLOCATABLE ::   ssh_iau              !: IAU-weighted sea surface height increment
80#endif
81   !                                !!! time steps relative to the cycle interval [0,nitend-nit000-1]
82   INTEGER , PUBLIC ::   nitbkg      !: Time step of the background state used in the Jb term
83   INTEGER , PUBLIC ::   nitdin      !: Time step of the background state for direct initialization
84   INTEGER , PUBLIC ::   nitiaustr   !: Time step of the start of the IAU interval
85   INTEGER , PUBLIC ::   nitiaufin   !: Time step of the end of the IAU interval
86   !
87   INTEGER , PUBLIC ::   niaufn      !: Type of IAU weighing function: = 0   Constant weighting
88   !                                 !: = 1   Linear hat-like, centred in middle of IAU interval
89   REAL(wp), PUBLIC ::   salfixmin   !: Ensure that the salinity is larger than this  value if (ln_salfix)
90
91   REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::   ssh_bkg, ssh_bkginc   ! Background sea surface height and its increment
92   REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::   seaice_bkginc         ! Increment to the background sea ice conc
93#if defined key_cice && defined key_asminc
94   REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::   ndaice_da             ! ice increment tendency into CICE
95#endif
96
97   !! * Substitutions
98#  include "do_loop_substitute.h90"
99#  include "domzgr_substitute.h90"
100   !!----------------------------------------------------------------------
101   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
102   !! $Id$
103   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
104   !!----------------------------------------------------------------------
105CONTAINS
106
107   SUBROUTINE asm_inc_init( Kbb, Kmm, Krhs )
108      !!----------------------------------------------------------------------
109      !!                    ***  ROUTINE asm_inc_init  ***
110      !!
111      !! ** Purpose : Initialize the assimilation increment and IAU weights.
112      !!
113      !! ** Method  : Initialize the assimilation increment and IAU weights.
114      !!
115      !! ** Action  :
116      !!----------------------------------------------------------------------
117      INTEGER, INTENT(in) ::  Kbb, Kmm, Krhs  ! time level indices
118      !
119      INTEGER :: ji, jj, jk, jt  ! dummy loop indices
120      INTEGER :: imid, inum      ! local integers
121      INTEGER :: ios             ! Local integer output status for namelist read
122      INTEGER :: iiauper         ! Number of time steps in the IAU period
123      INTEGER :: icycper         ! Number of time steps in the cycle
124      REAL(KIND=dp) :: ditend_date     ! Date YYYYMMDD.HHMMSS of final time step
125      REAL(KIND=dp) :: ditbkg_date     ! Date YYYYMMDD.HHMMSS of background time step for Jb term
126      REAL(KIND=dp) :: ditdin_date     ! Date YYYYMMDD.HHMMSS of background time step for DI
127      REAL(KIND=dp) :: ditiaustr_date  ! Date YYYYMMDD.HHMMSS of IAU interval start time step
128      REAL(KIND=dp) :: ditiaufin_date  ! Date YYYYMMDD.HHMMSS of IAU interval final time step
129
130      REAL(wp) :: znorm        ! Normalization factor for IAU weights
131      REAL(wp) :: ztotwgt      ! Value of time-integrated IAU weights (should be equal to one)
132      REAL(wp) :: z_inc_dateb  ! Start date of interval on which increment is valid
133      REAL(wp) :: z_inc_datef  ! End date of interval on which increment is valid
134      REAL(wp) :: zdate_bkg    ! Date in background state file for DI
135      REAL(wp) :: zdate_inc    ! Time axis in increments file
136      !
137      REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:) ::   zhdiv   ! 2D workspace
138      !!
139      NAMELIST/nam_asminc/ ln_bkgwri,                                      &
140         &                 ln_trainc, ln_dyninc, ln_sshinc,                &
141         &                 ln_asmdin, ln_asmiau,                           &
142         &                 nitbkg, nitdin, nitiaustr, nitiaufin, niaufn,   &
143         &                 ln_salfix, salfixmin, nn_divdmp
144      !!----------------------------------------------------------------------
145
146      !-----------------------------------------------------------------------
147      ! Read Namelist nam_asminc : assimilation increment interface
148      !-----------------------------------------------------------------------
149      ln_seaiceinc   = .FALSE.
150      ln_temnofreeze = .FALSE.
151
152      READ  ( numnam_ref, nam_asminc, IOSTAT = ios, ERR = 901)
153901   IF( ios /= 0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'nam_asminc in reference namelist' )
154      READ  ( numnam_cfg, nam_asminc, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
155902   IF( ios >  0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'nam_asminc in configuration namelist' )
156      IF(lwm) WRITE ( numond, nam_asminc )
157
158      ! Control print
159      IF(lwp) THEN
160         WRITE(numout,*)
161         WRITE(numout,*) 'asm_inc_init : Assimilation increment initialization :'
162         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
163         WRITE(numout,*) '   Namelist namasm : set assimilation increment parameters'
164         WRITE(numout,*) '      Logical switch for writing out background state          ln_bkgwri = ', ln_bkgwri
165         WRITE(numout,*) '      Logical switch for applying tracer increments            ln_trainc = ', ln_trainc
166         WRITE(numout,*) '      Logical switch for applying velocity increments          ln_dyninc = ', ln_dyninc
167         WRITE(numout,*) '      Logical switch for applying SSH increments               ln_sshinc = ', ln_sshinc
168         WRITE(numout,*) '      Logical switch for Direct Initialization (DI)            ln_asmdin = ', ln_asmdin
169         WRITE(numout,*) '      Logical switch for applying sea ice increments        ln_seaiceinc = ', ln_seaiceinc
170         WRITE(numout,*) '      Logical switch for Incremental Analysis Updating (IAU)   ln_asmiau = ', ln_asmiau
171         WRITE(numout,*) '      Timestep of background in [0,nitend-nit000-1]            nitbkg    = ', nitbkg
172         WRITE(numout,*) '      Timestep of background for DI in [0,nitend-nit000-1]     nitdin    = ', nitdin
173         WRITE(numout,*) '      Timestep of start of IAU interval in [0,nitend-nit000-1] nitiaustr = ', nitiaustr
174         WRITE(numout,*) '      Timestep of end of IAU interval in [0,nitend-nit000-1]   nitiaufin = ', nitiaufin
175         WRITE(numout,*) '      Type of IAU weighting function                           niaufn    = ', niaufn
176         WRITE(numout,*) '      Logical switch for ensuring that the sa > salfixmin      ln_salfix = ', ln_salfix
177         WRITE(numout,*) '      Minimum salinity after applying the increments           salfixmin = ', salfixmin
178      ENDIF
179
180      nitbkg_r    = nitbkg    + nit000 - 1            ! Background time referenced to nit000
181      nitdin_r    = nitdin    + nit000 - 1            ! Background time for DI referenced to nit000
182      nitiaustr_r = nitiaustr + nit000 - 1            ! Start of IAU interval referenced to nit000
183      nitiaufin_r = nitiaufin + nit000 - 1            ! End of IAU interval referenced to nit000
184
185      iiauper     = nitiaufin_r - nitiaustr_r + 1     ! IAU interval length
186      icycper     = nitend      - nit000      + 1     ! Cycle interval length
187
188      CALL calc_date( nitend     , ditend_date    )   ! Date of final time step
189      CALL calc_date( nitbkg_r   , ditbkg_date    )   ! Background time for Jb referenced to ndate0
190      CALL calc_date( nitdin_r   , ditdin_date    )   ! Background time for DI referenced to ndate0
191      CALL calc_date( nitiaustr_r, ditiaustr_date )   ! IAU start time referenced to ndate0
192      CALL calc_date( nitiaufin_r, ditiaufin_date )   ! IAU end time referenced to ndate0
193
194      IF(lwp) THEN
195         WRITE(numout,*)
196         WRITE(numout,*) '   Time steps referenced to current cycle:'
197         WRITE(numout,*) '       iitrst      = ', nit000 - 1
198         WRITE(numout,*) '       nit000      = ', nit000
199         WRITE(numout,*) '       nitend      = ', nitend
200         WRITE(numout,*) '       nitbkg_r    = ', nitbkg_r
201         WRITE(numout,*) '       nitdin_r    = ', nitdin_r
202         WRITE(numout,*) '       nitiaustr_r = ', nitiaustr_r
203         WRITE(numout,*) '       nitiaufin_r = ', nitiaufin_r
204         WRITE(numout,*)
205         WRITE(numout,*) '   Dates referenced to current cycle:'
206         WRITE(numout,*) '       ndastp         = ', ndastp
207         WRITE(numout,*) '       ndate0         = ', ndate0
208         WRITE(numout,*) '       nn_time0       = ', nn_time0
209         WRITE(numout,*) '       ditend_date    = ', ditend_date
210         WRITE(numout,*) '       ditbkg_date    = ', ditbkg_date
211         WRITE(numout,*) '       ditdin_date    = ', ditdin_date
212         WRITE(numout,*) '       ditiaustr_date = ', ditiaustr_date
213         WRITE(numout,*) '       ditiaufin_date = ', ditiaufin_date
214      ENDIF
215
216
217      IF ( ( ln_asmdin ).AND.( ln_asmiau ) )   &
218         & CALL ctl_stop( ' ln_asmdin and ln_asmiau :', &
219         &                ' Choose Direct Initialization OR Incremental Analysis Updating')
220
221      IF (      ( ( .NOT. ln_asmdin ).AND.( .NOT. ln_asmiau ) ) &
222           .AND.( ( ln_trainc ).OR.( ln_dyninc ).OR.( ln_sshinc ) .OR. ( ln_seaiceinc) )) &
223         & CALL ctl_stop( ' One or more of ln_trainc, ln_dyninc, ln_sshinc and ln_seaiceinc is set to .true.', &
224         &                ' but ln_asmdin and ln_asmiau are both set to .false. :', &
225         &                ' Inconsistent options')
226
227      IF ( ( niaufn /= 0 ).AND.( niaufn /= 1 ) ) &
228         & CALL ctl_stop( ' niaufn /= 0 or niaufn /=1 :',  &
229         &                ' Type IAU weighting function is invalid')
230
231      IF ( ( .NOT. ln_trainc ).AND.( .NOT. ln_dyninc ).AND.( .NOT. ln_sshinc ).AND.( .NOT. ln_seaiceinc ) &
232         &                     )  &
233         & CALL ctl_warn( ' ln_trainc, ln_dyninc, ln_sshinc and ln_seaiceinc are set to .false. :', &
234         &                ' The assimilation increments are not applied')
235
236      IF ( ( ln_asmiau ).AND.( nitiaustr == nitiaufin ) ) &
237         & CALL ctl_stop( ' nitiaustr = nitiaufin :',  &
238         &                ' IAU interval is of zero length')
239
240      IF ( ( ln_asmiau ).AND.( ( nitiaustr_r < nit000 ).OR.( nitiaufin_r > nitend ) ) ) &
241         & CALL ctl_stop( ' nitiaustr or nitiaufin :',  &
242         &                ' IAU starting or final time step is outside the cycle interval', &
243         &                 ' Valid range nit000 to nitend')
244
245      IF ( ( nitbkg_r < nit000 - 1 ).OR.( nitbkg_r > nitend ) ) &
246         & CALL ctl_stop( ' nitbkg :',  &
247         &                ' Background time step is outside the cycle interval')
248
249      IF ( ( nitdin_r < nit000 - 1 ).OR.( nitdin_r > nitend ) ) &
250         & CALL ctl_stop( ' nitdin :',  &
251         &                ' Background time step for Direct Initialization is outside', &
252         &                ' the cycle interval')
253
254      IF ( nstop > 0 ) RETURN       ! if there are any errors then go no further
255
256      !--------------------------------------------------------------------
257      ! Initialize the Incremental Analysis Updating weighting function
258      !--------------------------------------------------------------------
259
260      IF( ln_asmiau ) THEN
261         !
262         ALLOCATE( wgtiau( icycper ) )
263         !
264         wgtiau(:) = 0._wp
265         !
266         !                                !---------------------------------------------------------
267         IF( niaufn == 0 ) THEN           ! Constant IAU forcing
268            !                             !---------------------------------------------------------
269            DO jt = 1, iiauper
270               wgtiau(jt+nitiaustr-1) = 1.0 / REAL( iiauper )
271            END DO
272            !                             !---------------------------------------------------------
273         ELSEIF ( niaufn == 1 ) THEN      ! Linear hat-like, centred in middle of IAU interval
274            !                             !---------------------------------------------------------
275            ! Compute the normalization factor
276            znorm = 0._wp
277            IF( MOD( iiauper, 2 ) == 0 ) THEN   ! Even number of time steps in IAU interval
278               imid = iiauper / 2
279               DO jt = 1, imid
280                  znorm = znorm + REAL( jt )
281               END DO
282               znorm = 2.0 * znorm
283            ELSE                                ! Odd number of time steps in IAU interval
284               imid = ( iiauper + 1 ) / 2
285               DO jt = 1, imid - 1
286                  znorm = znorm + REAL( jt )
287               END DO
288               znorm = 2.0 * znorm + REAL( imid )
289            ENDIF
290            znorm = 1.0 / znorm
291            !
292            DO jt = 1, imid - 1
293               wgtiau(jt+nitiaustr-1) = REAL( jt ) * znorm
294            END DO
295            DO jt = imid, iiauper
296               wgtiau(jt+nitiaustr-1) = REAL( iiauper - jt + 1 ) * znorm
297            END DO
298            !
299         ENDIF
300
301         ! Test that the integral of the weights over the weighting interval equals 1
302          IF(lwp) THEN
303             WRITE(numout,*)
304             WRITE(numout,*) 'asm_inc_init : IAU weights'
305             WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
306             WRITE(numout,*) '             time step         IAU  weight'
307             WRITE(numout,*) '             =========     ====================='
308             ztotwgt = 0.0
309             DO jt = 1, icycper
310                ztotwgt = ztotwgt + wgtiau(jt)
311                WRITE(numout,*) '         ', jt, '       ', wgtiau(jt)
312             END DO
313             WRITE(numout,*) '         ==================================='
314             WRITE(numout,*) '         Time-integrated weight = ', ztotwgt
315             WRITE(numout,*) '         ==================================='
316          ENDIF
317
318      ENDIF
319
320      !--------------------------------------------------------------------
321      ! Allocate and initialize the increment arrays
322      !--------------------------------------------------------------------
323
324      ALLOCATE( t_bkginc     (jpi,jpj,jpk) )   ;   t_bkginc     (:,:,:) = 0._wp
325      ALLOCATE( s_bkginc     (jpi,jpj,jpk) )   ;   s_bkginc     (:,:,:) = 0._wp
326      ALLOCATE( u_bkginc     (jpi,jpj,jpk) )   ;   u_bkginc     (:,:,:) = 0._wp
327      ALLOCATE( v_bkginc     (jpi,jpj,jpk) )   ;   v_bkginc     (:,:,:) = 0._wp
328      ALLOCATE( ssh_bkginc   (jpi,jpj)     )   ;   ssh_bkginc   (:,:)   = 0._wp
329      ALLOCATE( seaice_bkginc(jpi,jpj)     )   ;   seaice_bkginc(:,:)   = 0._wp
330#if defined key_asminc
331      ALLOCATE( ssh_iau      (jpi,jpj)     )   ;   ssh_iau      (:,:)   = 0._wp
332#endif
333#if defined key_cice && defined key_asminc
334      ALLOCATE( ndaice_da    (jpi,jpj)     )   ;   ndaice_da    (:,:)   = 0._wp
335#endif
336      !
337      IF ( ln_trainc .OR. ln_dyninc .OR.   &       !--------------------------------------
338         & ln_sshinc .OR. ln_seaiceinc   ) THEN    ! Read the increments from file
339         !                                         !--------------------------------------
340         CALL iom_open( c_asminc, inum )
341         !
342         CALL iom_get( inum, 'time'       , zdate_inc   )
343         CALL iom_get( inum, 'z_inc_dateb', z_inc_dateb )
344         CALL iom_get( inum, 'z_inc_datef', z_inc_datef )
345         z_inc_dateb = zdate_inc
346         z_inc_datef = zdate_inc
347         !
348         IF(lwp) THEN
349            WRITE(numout,*)
350            WRITE(numout,*) 'asm_inc_init : Assimilation increments valid between dates ', z_inc_dateb,' and ', z_inc_datef
351            WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
352         ENDIF
353         !
354         IF ( ( z_inc_dateb < ndastp + nn_time0*0.0001_wp ) .OR.   &
355            & ( z_inc_datef > ditend_date ) ) &
356            &    CALL ctl_warn( ' Validity time of assimilation increments is ', &
357            &                   ' outside the assimilation interval' )
358
359         IF ( ( ln_asmdin ).AND.( zdate_inc /= ditdin_date ) ) &
360            & CALL ctl_warn( ' Validity time of assimilation increments does ', &
361            &                ' not agree with Direct Initialization time' )
362
363         IF ( ln_trainc ) THEN
364            CALL iom_get( inum, jpdom_auto, 'bckint', t_bkginc, 1 )
365            CALL iom_get( inum, jpdom_auto, 'bckins', s_bkginc, 1 )
366            ! Apply the masks
367            t_bkginc(:,:,:) = t_bkginc(:,:,:) * tmask(:,:,:)
368            s_bkginc(:,:,:) = s_bkginc(:,:,:) * tmask(:,:,:)
369            ! Set missing increments to 0.0 rather than 1e+20
370            ! to allow for differences in masks
371            WHERE( ABS( t_bkginc(:,:,:) ) > 1.0e+10 ) t_bkginc(:,:,:) = 0.0
372            WHERE( ABS( s_bkginc(:,:,:) ) > 1.0e+10 ) s_bkginc(:,:,:) = 0.0
373         ENDIF
374
375         IF ( ln_dyninc ) THEN
376            CALL iom_get( inum, jpdom_auto, 'bckinu', u_bkginc, 1 )
377            CALL iom_get( inum, jpdom_auto, 'bckinv', v_bkginc, 1 )
378            ! Apply the masks
379            u_bkginc(:,:,:) = u_bkginc(:,:,:) * umask(:,:,:)
380            v_bkginc(:,:,:) = v_bkginc(:,:,:) * vmask(:,:,:)
381            ! Set missing increments to 0.0 rather than 1e+20
382            ! to allow for differences in masks
383            WHERE( ABS( u_bkginc(:,:,:) ) > 1.0e+10 ) u_bkginc(:,:,:) = 0.0
384            WHERE( ABS( v_bkginc(:,:,:) ) > 1.0e+10 ) v_bkginc(:,:,:) = 0.0
385         ENDIF
386
387         IF ( ln_sshinc ) THEN
388            CALL iom_get( inum, jpdom_auto, 'bckineta', ssh_bkginc, 1 )
389            ! Apply the masks
390            ssh_bkginc(:,:) = ssh_bkginc(:,:) * tmask(:,:,1)
391            ! Set missing increments to 0.0 rather than 1e+20
392            ! to allow for differences in masks
393            WHERE( ABS( ssh_bkginc(:,:) ) > 1.0e+10 ) ssh_bkginc(:,:) = 0.0
394         ENDIF
395
396         IF ( ln_seaiceinc ) THEN
397            CALL iom_get( inum, jpdom_auto, 'bckinseaice', seaice_bkginc, 1 )
398            ! Apply the masks
399            seaice_bkginc(:,:) = seaice_bkginc(:,:) * tmask(:,:,1)
400            ! Set missing increments to 0.0 rather than 1e+20
401            ! to allow for differences in masks
402            WHERE( ABS( seaice_bkginc(:,:) ) > 1.0e+10 ) seaice_bkginc(:,:) = 0.0
403         ENDIF
404         !
405         CALL iom_close( inum )
406         !
407      ENDIF
408      !
409      !                                            !--------------------------------------
410      IF ( ln_dyninc .AND. nn_divdmp > 0 ) THEN    ! Apply divergence damping filter
411         !                                         !--------------------------------------
412         ALLOCATE( zhdiv(jpi,jpj) )
413         !
414         DO jt = 1, nn_divdmp
415            !
416            DO jk = 1, jpkm1           ! zhdiv = e1e1 * div
417               zhdiv(:,:) = 0._wp
418               DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
419                  zhdiv(ji,jj) = (  e2u(ji  ,jj) * e3u(ji  ,jj,jk,Kmm) * u_bkginc(ji  ,jj,jk)    &
420                     &            - e2u(ji-1,jj) * e3u(ji-1,jj,jk,Kmm) * u_bkginc(ji-1,jj,jk)    &
421                     &            + e1v(ji,jj  ) * e3v(ji,jj  ,jk,Kmm) * v_bkginc(ji,jj  ,jk)    &
422                     &            - e1v(ji,jj-1) * e3v(ji,jj-1,jk,Kmm) * v_bkginc(ji,jj-1,jk)  ) &
423                     &            / e3t(ji,jj,jk,Kmm)
424               END_2D
425               CALL lbc_lnk( 'asminc', zhdiv, 'T', 1.0_wp )   ! lateral boundary cond. (no sign change)
426               !
427               DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
428                  u_bkginc(ji,jj,jk) = u_bkginc(ji,jj,jk)                         &
429                     &               + 0.2_wp * ( zhdiv(ji+1,jj) - zhdiv(ji  ,jj) ) * r1_e1u(ji,jj) * umask(ji,jj,jk)
430                  v_bkginc(ji,jj,jk) = v_bkginc(ji,jj,jk)                         &
431                     &               + 0.2_wp * ( zhdiv(ji,jj+1) - zhdiv(ji,jj  ) ) * r1_e2v(ji,jj) * vmask(ji,jj,jk)
432               END_2D
433            END DO
434            !
435         END DO
436         !
437         DEALLOCATE( zhdiv )
438         !
439      ENDIF
440      !
441      !                             !-----------------------------------------------------
442      IF ( ln_asmdin ) THEN         ! Allocate and initialize the background state arrays
443         !                          !-----------------------------------------------------
444         !
445         ALLOCATE( t_bkg  (jpi,jpj,jpk) )   ;   t_bkg  (:,:,:) = 0._wp
446         ALLOCATE( s_bkg  (jpi,jpj,jpk) )   ;   s_bkg  (:,:,:) = 0._wp
447         ALLOCATE( u_bkg  (jpi,jpj,jpk) )   ;   u_bkg  (:,:,:) = 0._wp
448         ALLOCATE( v_bkg  (jpi,jpj,jpk) )   ;   v_bkg  (:,:,:) = 0._wp
449         ALLOCATE( ssh_bkg(jpi,jpj)     )   ;   ssh_bkg(:,:)   = 0._wp
450         !
451         !
452         !--------------------------------------------------------------------
453         ! Read from file the background state at analysis time
454         !--------------------------------------------------------------------
455         !
456         CALL iom_open( c_asmdin, inum )
457         !
458         CALL iom_get( inum, 'rdastp', zdate_bkg )
459         !
460         IF(lwp) THEN
461            WRITE(numout,*)
462            WRITE(numout,*) '   ==>>>  Assimilation background state valid at : ', zdate_bkg
463            WRITE(numout,*)
464         ENDIF
465         !
466         IF ( zdate_bkg /= ditdin_date )   &
467            & CALL ctl_warn( ' Validity time of assimilation background state does', &
468            &                ' not agree with Direct Initialization time' )
469         !
470         IF ( ln_trainc ) THEN
471            CALL iom_get( inum, jpdom_auto, 'tn', t_bkg )
472            CALL iom_get( inum, jpdom_auto, 'sn', s_bkg )
473            t_bkg(:,:,:) = t_bkg(:,:,:) * tmask(:,:,:)
474            s_bkg(:,:,:) = s_bkg(:,:,:) * tmask(:,:,:)
475         ENDIF
476         !
477         IF ( ln_dyninc ) THEN
478            CALL iom_get( inum, jpdom_auto, 'un', u_bkg, cd_type = 'U', psgn = 1._wp )
479            CALL iom_get( inum, jpdom_auto, 'vn', v_bkg, cd_type = 'V', psgn = 1._wp )
480            u_bkg(:,:,:) = u_bkg(:,:,:) * umask(:,:,:)
481            v_bkg(:,:,:) = v_bkg(:,:,:) * vmask(:,:,:)
482         ENDIF
483         !
484         IF ( ln_sshinc ) THEN
485            CALL iom_get( inum, jpdom_auto, 'sshn', ssh_bkg )
486            ssh_bkg(:,:) = ssh_bkg(:,:) * tmask(:,:,1)
487         ENDIF
488         !
489         CALL iom_close( inum )
490         !
491      ENDIF
492      !
493      IF(lwp) WRITE(numout,*) '   ==>>>   Euler time step switch is ', l_1st_euler
494      !
495      IF( lk_asminc ) THEN                            !==  data assimilation  ==!
496         IF( ln_bkgwri )   CALL asm_bkg_wri( nit000 - 1, Kmm )      ! Output background fields
497         IF( ln_asmdin ) THEN                                  ! Direct initialization
498            IF( ln_trainc )   CALL tra_asm_inc( nit000 - 1, Kbb, Kmm, ts    , Krhs )      ! Tracers
499            IF( ln_dyninc )   CALL dyn_asm_inc( nit000 - 1, Kbb, Kmm, uu, vv, Krhs )      ! Dynamics
500            IF( ln_sshinc )   CALL ssh_asm_inc( nit000 - 1, Kbb, Kmm )                    ! SSH
501         ENDIF
502      ENDIF
503      !
504   END SUBROUTINE asm_inc_init
505
506
507   SUBROUTINE tra_asm_inc( kt, Kbb, Kmm, pts, Krhs )
508      !!----------------------------------------------------------------------
509      !!                    ***  ROUTINE tra_asm_inc  ***
510      !!
511      !! ** Purpose : Apply the tracer (T and S) assimilation increments
512      !!
513      !! ** Method  : Direct initialization or Incremental Analysis Updating
514      !!
515      !! ** Action  :
516      !!----------------------------------------------------------------------
517      INTEGER                                  , INTENT(in   ) :: kt             ! Current time step
518      INTEGER                                  , INTENT(in   ) :: Kbb, Kmm, Krhs ! Time level indices
519      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,jpts,jpt), INTENT(inout) :: pts            ! active tracers and RHS of tracer equation
520      !
521      INTEGER  :: ji, jj, jk
522      INTEGER  :: it
523      REAL(wp) :: zincwgt  ! IAU weight for current time step
524      REAL(wp), DIMENSION(A2D(nn_hls),jpk) :: fzptnz ! 3d freezing point values
525      !!----------------------------------------------------------------------
526      !
527      ! freezing point calculation taken from oc_fz_pt (but calculated for all depths)
528      ! used to prevent the applied increments taking the temperature below the local freezing point
529      IF( ln_temnofreeze ) THEN
530         DO jk = 1, jpkm1
531           CALL eos_fzp( pts(:,:,jk,jp_sal,Kmm), fzptnz(:,:,jk), gdept(:,:,jk,Kmm) )
532         END DO
533      ENDIF
534         !
535         !                             !--------------------------------------
536      IF ( ln_asmiau ) THEN            ! Incremental Analysis Updating
537         !                             !--------------------------------------
538         !
539         IF ( ( kt >= nitiaustr_r ).AND.( kt <= nitiaufin_r ) ) THEN
540            !
541            it = kt - nit000 + 1
542            zincwgt = wgtiau(it) / rn_Dt   ! IAU weight for the current time step
543            !
544            IF( .NOT. l_istiled .OR. ntile == 1 )  THEN                       ! Do only on the first tile
545               IF(lwp) THEN
546                  WRITE(numout,*)
547                  WRITE(numout,*) 'tra_asm_inc : Tracer IAU at time step = ', kt,' with IAU weight = ', wgtiau(it)
548                  WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
549               ENDIF
550            ENDIF
551            !
552            ! Update the tracer tendencies
553            DO jk = 1, jpkm1
554               IF (ln_temnofreeze) THEN
555                  ! Do not apply negative increments if the temperature will fall below freezing
556                  WHERE(t_bkginc(A2D(0),jk) > 0.0_wp .OR. &
557                     &   pts(A2D(0),jk,jp_tem,Kmm) + pts(A2D(0),jk,jp_tem,Krhs) + t_bkginc(A2D(0),jk) * wgtiau(it) > fzptnz(:,:,jk) )
558                     pts(A2D(0),jk,jp_tem,Krhs) = pts(A2D(0),jk,jp_tem,Krhs) + t_bkginc(A2D(0),jk) * zincwgt
559                  END WHERE
560               ELSE
561                  DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
562                     pts(ji,jj,jk,jp_tem,Krhs) = pts(ji,jj,jk,jp_tem,Krhs) + t_bkginc(ji,jj,jk) * zincwgt
563                  END_2D
564               ENDIF
565               IF (ln_salfix) THEN
566                  ! Do not apply negative increments if the salinity will fall below a specified
567                  ! minimum value salfixmin
568                  WHERE(s_bkginc(A2D(0),jk) > 0.0_wp .OR. &
569                     &   pts(A2D(0),jk,jp_sal,Kmm) + pts(A2D(0),jk,jp_sal,Krhs) + s_bkginc(A2D(0),jk) * wgtiau(it) > salfixmin )
570                     pts(A2D(0),jk,jp_sal,Krhs) = pts(A2D(0),jk,jp_sal,Krhs) + s_bkginc(A2D(0),jk) * zincwgt
571                  END WHERE
572               ELSE
573                  DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
574                     pts(ji,jj,jk,jp_sal,Krhs) = pts(ji,jj,jk,jp_sal,Krhs) + s_bkginc(ji,jj,jk) * zincwgt
575                  END_2D
576               ENDIF
577            END DO
578            !
579         ENDIF
580         !
581         IF( .NOT. l_istiled .OR. ntile == nijtile )  THEN                ! Do only on the last tile
582            IF ( kt == nitiaufin_r + 1  ) THEN   ! For bias crcn to work
583               DEALLOCATE( t_bkginc )
584               DEALLOCATE( s_bkginc )
585            ENDIF
586         ENDIF
587         !                             !--------------------------------------
588      ELSEIF ( ln_asmdin ) THEN        ! Direct Initialization
589         !                             !--------------------------------------
590         !
591         IF ( kt == nitdin_r ) THEN
592            !
593            l_1st_euler = .TRUE.  ! Force Euler forward step
594            !
595            ! Initialize the now fields with the background + increment
596            IF (ln_temnofreeze) THEN
597               ! Do not apply negative increments if the temperature will fall below freezing
598               WHERE( t_bkginc(A2D(0),:) > 0.0_wp .OR. pts(A2D(0),:,jp_tem,Kmm) + t_bkginc(A2D(0),:) > fzptnz(:,:,:) )
599                  pts(A2D(0),:,jp_tem,Kmm) = t_bkg(A2D(0),:) + t_bkginc(A2D(0),:)
600               END WHERE
601            ELSE
602               DO_3D( 0, 0, 0, 0, 1, jpk )
603                  pts(ji,jj,jk,jp_tem,Kmm) = t_bkg(ji,jj,jk) + t_bkginc(ji,jj,jk)
604               END_3D
605            ENDIF
606            IF (ln_salfix) THEN
607               ! Do not apply negative increments if the salinity will fall below a specified
608               ! minimum value salfixmin
609               WHERE( s_bkginc(A2D(0),:) > 0.0_wp .OR. pts(A2D(0),:,jp_sal,Kmm) + s_bkginc(A2D(0),:) > salfixmin )
610                  pts(A2D(0),:,jp_sal,Kmm) = s_bkg(A2D(0),:) + s_bkginc(A2D(0),:)
611               END WHERE
612            ELSE
613               DO_3D( 0, 0, 0, 0, 1, jpk )
614                  pts(ji,jj,jk,jp_sal,Kmm) = s_bkg(ji,jj,jk) + s_bkginc(ji,jj,jk)
615               END_3D
616            ENDIF
617
618            DO_3D( 0, 0, 0, 0, 1, jpk )
619               pts(ji,jj,jk,:,Kbb) = pts(ji,jj,jk,:,Kmm)             ! Update before fields
620            END_3D
621
622            CALL eos( pts(:,:,:,:,Kbb), rhd, rhop, gdept_0(:,:,:) )  ! Before potential and in situ densities
623!!gm  fabien
624!            CALL eos( pts(:,:,:,:,Kbb), rhd, rhop )                ! Before potential and in situ densities
625!!gm
626
627            ! TEMP: [tiling] This change not necessary after extra haloes development (lbc_lnk removed from zps_hde*)
628            IF( .NOT. l_istiled .OR. ntile == nijtile )  THEN                ! Do only for the full domain
629               IF( ln_tile ) CALL dom_tile_stop( ldhold=.TRUE., cstr='asminc' )             ! Use full domain
630
631               IF( ln_zps .AND. .NOT. lk_c1d .AND. .NOT. ln_isfcav)           &
632                  &  CALL zps_hde    ( kt, Kmm, jpts, pts(:,:,:,:,Kbb), gtsu, gtsv,        &  ! Partial steps: before horizontal gradient
633                  &                              rhd, gru , grv               )  ! of t, s, rd at the last ocean level
634               IF( ln_zps .AND. .NOT. lk_c1d .AND.       ln_isfcav)                       &
635                  &  CALL zps_hde_isf( nit000, Kmm, jpts, pts(:,:,:,:,Kbb), gtsu, gtsv, gtui, gtvi,    &  ! Partial steps for top cell (ISF)
636                  &                                  rhd, gru , grv , grui, grvi          )  ! of t, s, rd at the last ocean level
637
638               IF( ln_tile ) CALL dom_tile_start( ldhold=.TRUE., cstr='asminc' )            ! Revert to tile domain
639            ENDIF
640
641            IF( .NOT. l_istiled .OR. ntile == nijtile )  THEN                ! Do only on the last tile
642               DEALLOCATE( t_bkginc )
643               DEALLOCATE( s_bkginc )
644               DEALLOCATE( t_bkg    )
645               DEALLOCATE( s_bkg    )
646            ENDIF
647         !
648         ENDIF
649         !
650      ENDIF
651      ! Perhaps the following call should be in step
652      IF ( ln_seaiceinc  )   CALL seaice_asm_inc ( kt )   ! apply sea ice concentration increment
653      !
654   END SUBROUTINE tra_asm_inc
655
656
657   SUBROUTINE dyn_asm_inc( kt, Kbb, Kmm, puu, pvv, Krhs )
658      !!----------------------------------------------------------------------
659      !!                    ***  ROUTINE dyn_asm_inc  ***
660      !!
661      !! ** Purpose : Apply the dynamics (u and v) assimilation increments.
662      !!
663      !! ** Method  : Direct initialization or Incremental Analysis Updating.
664      !!
665      !! ** Action  :
666      !!----------------------------------------------------------------------
667      INTEGER                             , INTENT( in )  ::  kt             ! ocean time-step index
668      INTEGER                             , INTENT( in )  ::  Kbb, Kmm, Krhs ! ocean time level indices
669      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,jpt), INTENT(inout) ::  puu, pvv       ! ocean velocities and RHS of momentum equation
670      !
671      INTEGER :: jk
672      INTEGER :: it
673      REAL(wp) :: zincwgt  ! IAU weight for current time step
674      !!----------------------------------------------------------------------
675      !
676      !                          !--------------------------------------------
677      IF ( ln_asmiau ) THEN      ! Incremental Analysis Updating
678         !                       !--------------------------------------------
679         !
680         IF ( ( kt >= nitiaustr_r ).AND.( kt <= nitiaufin_r ) ) THEN
681            !
682            it = kt - nit000 + 1
683            zincwgt = wgtiau(it) / rn_Dt   ! IAU weight for the current time step
684            !
685               IF(lwp) THEN
686                  WRITE(numout,*)
687                  WRITE(numout,*) 'dyn_asm_inc : Dynamics IAU at time step = ', kt,' with IAU weight = ', wgtiau(it)
688                  WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
689               ENDIF
690            !
691            ! Update the dynamic tendencies
692            DO jk = 1, jpkm1
693               puu(:,:,jk,Krhs) = puu(:,:,jk,Krhs) + u_bkginc(:,:,jk) * zincwgt
694               pvv(:,:,jk,Krhs) = pvv(:,:,jk,Krhs) + v_bkginc(:,:,jk) * zincwgt
695            END DO
696            !
697               IF ( kt == nitiaufin_r ) THEN
698                  DEALLOCATE( u_bkginc )
699                  DEALLOCATE( v_bkginc )
700               ENDIF
701            !
702            ENDIF
703         !                          !-----------------------------------------
704      ELSEIF ( ln_asmdin ) THEN     ! Direct Initialization
705         !                          !-----------------------------------------
706         !
707         IF ( kt == nitdin_r ) THEN
708            !
709            l_1st_euler = .TRUE.                    ! Force Euler forward step
710            !
711            ! Initialize the now fields with the background + increment
712            puu(:,:,:,Kmm) = u_bkg(:,:,:) + u_bkginc(:,:,:)
713            pvv(:,:,:,Kmm) = v_bkg(:,:,:) + v_bkginc(:,:,:)
714            !
715            puu(:,:,:,Kbb) = puu(:,:,:,Kmm)         ! Update before fields
716            pvv(:,:,:,Kbb) = pvv(:,:,:,Kmm)
717            !
718            DEALLOCATE( u_bkg    )
719            DEALLOCATE( v_bkg    )
720            DEALLOCATE( u_bkginc )
721            DEALLOCATE( v_bkginc )
722         ENDIF
723         !
724      ENDIF
725      !
726   END SUBROUTINE dyn_asm_inc
727
728
729   SUBROUTINE ssh_asm_inc( kt, Kbb, Kmm )
730      !!----------------------------------------------------------------------
731      !!                    ***  ROUTINE ssh_asm_inc  ***
732      !!
733      !! ** Purpose : Apply the sea surface height assimilation increment.
734      !!
735      !! ** Method  : Direct initialization or Incremental Analysis Updating.
736      !!
737      !! ** Action  :
738      !!----------------------------------------------------------------------
739      INTEGER, INTENT(IN) :: kt         ! Current time step
740      INTEGER, INTENT(IN) :: Kbb, Kmm   ! Current time step
741      !
742      INTEGER :: it
743      INTEGER :: jk
744      REAL(wp) :: zincwgt  ! IAU weight for current time step
745      !!----------------------------------------------------------------------
746      !
747      !                             !-----------------------------------------
748      IF ( ln_asmiau ) THEN         ! Incremental Analysis Updating
749         !                          !-----------------------------------------
750         !
751         IF ( ( kt >= nitiaustr_r ).AND.( kt <= nitiaufin_r ) ) THEN
752            !
753            it = kt - nit000 + 1
754            zincwgt = wgtiau(it) / rn_Dt   ! IAU weight for the current time step
755            !
756               IF(lwp) THEN
757                  WRITE(numout,*)
758                  WRITE(numout,*) 'ssh_asm_inc : SSH IAU at time step = ', &
759                     &  kt,' with IAU weight = ', wgtiau(it)
760                  WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
761               ENDIF
762            !
763            ! Save the tendency associated with the IAU weighted SSH increment
764            ! (applied in dynspg.*)
765#if defined key_asminc
766            ssh_iau(:,:) = ssh_bkginc(:,:) * zincwgt
767#endif
768            !
769         ELSE IF( kt == nitiaufin_r+1 ) THEN
770            !
771            ! test on ssh_bkginc needed as ssh_asm_inc is called twice by time step
772               IF (ALLOCATED(ssh_bkginc)) DEALLOCATE( ssh_bkginc )
773            !
774#if defined key_asminc
775            ssh_iau(:,:) = 0._wp
776#endif
777            !
778         ENDIF
779         !                          !-----------------------------------------
780      ELSEIF ( ln_asmdin ) THEN     ! Direct Initialization
781         !                          !-----------------------------------------
782         !
783         IF ( kt == nitdin_r ) THEN
784            !
785            l_1st_euler = .TRUE.                            ! Force Euler forward step
786            !
787            ssh(:,:,Kmm) = ssh_bkg(:,:) + ssh_bkginc(:,:)   ! Initialize the now fields the background + increment
788            !
789            ssh(:,:,Kbb) = ssh(:,:,Kmm)                        ! Update before fields
790#if ! defined key_qco
791            e3t(:,:,:,Kbb) = e3t(:,:,:,Kmm)
792#endif
793!!gm why not e3u(:,:,:,Kbb), e3v(:,:,:,Kbb), gdept(:,:,:,Kbb) ????
794            !
795            DEALLOCATE( ssh_bkg    )
796            DEALLOCATE( ssh_bkginc )
797            !
798         ENDIF
799         !
800      ENDIF
801      !
802   END SUBROUTINE ssh_asm_inc
803
804
805   SUBROUTINE ssh_asm_div( kt, Kbb, Kmm, phdivn )
806      !!----------------------------------------------------------------------
807      !!                  ***  ROUTINE ssh_asm_div  ***
808      !!
809      !! ** Purpose :   ssh increment with z* is incorporated via a correction of the local divergence
810      !!                across all the water column
811      !!
812      !! ** Method  :
813      !!                CAUTION : sshiau is positive (inflow) decreasing the
814      !!                          divergence and expressed in m/s
815      !!
816      !! ** Action  :   phdivn   decreased by the ssh increment
817      !!----------------------------------------------------------------------
818      INTEGER, INTENT(IN) :: kt                               ! ocean time-step index
819      INTEGER, INTENT(IN) :: Kbb, Kmm                         ! time level indices
820      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(inout) ::   phdivn   ! horizontal divergence
821      !!
822      INTEGER  ::   jk                                        ! dummy loop index
823      REAL(wp), DIMENSION(:,:)  , POINTER       ::   ztim     ! local array
824      !!----------------------------------------------------------------------
825      !
826#if defined key_asminc
827      CALL ssh_asm_inc( kt, Kbb, Kmm ) !==   (calculate increments)
828      !
829      IF( ln_linssh ) THEN
830         phdivn(:,:,1) = phdivn(:,:,1) - ssh_iau(:,:) / e3t(:,:,1,Kmm) * tmask(:,:,1)
831      ELSE
832         ALLOCATE( ztim(jpi,jpj) )
833         ztim(:,:) = ssh_iau(:,:) / ( ht(:,:) + 1.0 - ssmask(:,:) )
834            DO jk = 1, jpkm1
835            phdivn(:,:,jk) = phdivn(:,:,jk) - ztim(:,:) * tmask(:,:,jk)
836            END DO
837         !
838         DEALLOCATE(ztim)
839      ENDIF
840#endif
841      !
842   END SUBROUTINE ssh_asm_div
843
844
845   SUBROUTINE seaice_asm_inc( kt, kindic )
846      !!----------------------------------------------------------------------
847      !!                    ***  ROUTINE seaice_asm_inc  ***
848      !!
849      !! ** Purpose : Apply the sea ice assimilation increment.
850      !!
851      !! ** Method  : Direct initialization or Incremental Analysis Updating.
852      !!
853      !! ** Action  :
854      !!
855      !!----------------------------------------------------------------------
856      INTEGER, INTENT(in)           ::   kt       ! Current time step
857      INTEGER, INTENT(in), OPTIONAL ::   kindic   ! flag for disabling the deallocation
858      !
859      INTEGER  ::   ji, jj
860      INTEGER  ::   it
861      REAL(wp) ::   zincwgt   ! IAU weight for current time step
862#if defined key_si3
863      REAL(wp), DIMENSION(A2D(nn_hls)) ::   zofrld, zohicif, zseaicendg, zhicifinc
864      REAL(wp) ::   zhicifmin = 0.5_wp      ! ice minimum depth in metres
865#endif
866      !!----------------------------------------------------------------------
867      !
868      !                             !-----------------------------------------
869      IF ( ln_asmiau ) THEN         ! Incremental Analysis Updating
870         !                          !-----------------------------------------
871         !
872         IF ( ( kt >= nitiaustr_r ).AND.( kt <= nitiaufin_r ) ) THEN
873            !
874            it = kt - nit000 + 1
875            zincwgt = wgtiau(it)      ! IAU weight for the current time step
876            ! note this is not a tendency so should not be divided by rn_Dt (as with the tracer and other increments)
877            !
878            IF( .NOT. l_istiled .OR. ntile == 1 )  THEN                       ! Do only on the first tile
879               IF(lwp) THEN
880                  WRITE(numout,*)
881                  WRITE(numout,*) 'seaice_asm_inc : sea ice conc IAU at time step = ', kt,' with IAU weight = ', wgtiau(it)
882                  WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
883               ENDIF
884            ENDIF
885            !
886            ! Sea-ice : SI3 case
887            !
888#if defined key_si3
889            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
890               zofrld (ji,jj) = 1._wp - at_i(ji,jj)
891               zohicif(ji,jj) = hm_i(ji,jj)
892               !
893               at_i  (ji,jj) = 1. - MIN( MAX( 1.-at_i  (ji,jj) - seaice_bkginc(ji,jj) * zincwgt, 0.0_wp), 1.0_wp)
894               at_i_b(ji,jj) = 1. - MIN( MAX( 1.-at_i_b(ji,jj) - seaice_bkginc(ji,jj) * zincwgt, 0.0_wp), 1.0_wp)
895               fr_i(ji,jj) = at_i(ji,jj)        ! adjust ice fraction
896               !
897               zseaicendg(ji,jj) = zofrld(ji,jj) - (1. - at_i(ji,jj))   ! find out actual sea ice nudge applied
898            END_2D
899            !
900            ! Nudge sea ice depth to bring it up to a required minimum depth
901            WHERE( zseaicendg(:,:) > 0.0_wp .AND. hm_i(A2D(0)) < zhicifmin )
902               zhicifinc(:,:) = (zhicifmin - hm_i(A2D(0))) * zincwgt
903            ELSEWHERE
904               zhicifinc(:,:) = 0.0_wp
905            END WHERE
906            !
907            ! nudge ice depth
908            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
909               hm_i (ji,jj) = hm_i (ji,jj) + zhicifinc(ji,jj)
910            END_2D
911            !
912            ! seaice salinity balancing (to add)
913#endif
914            !
915#if defined key_cice && defined key_asminc
916            ! Sea-ice : CICE case. Pass ice increment tendency into CICE
917            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
918               ndaice_da(ji,jj) = seaice_bkginc(ji,jj) * zincwgt / rn_Dt
919            END_2D
920#endif
921            !
922            IF( .NOT. l_istiled .OR. ntile == nijtile )  THEN                ! Do only on the last tile
923               IF ( kt == nitiaufin_r ) THEN
924                  DEALLOCATE( seaice_bkginc )
925               ENDIF
926            ENDIF
927            !
928         ELSE
929            !
930#if defined key_cice && defined key_asminc
931            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
932               ndaice_da(ji,jj) = 0._wp        ! Sea-ice : CICE case. Zero ice increment tendency into CICE
933            END_2D
934#endif
935            !
936         ENDIF
937         !                          !-----------------------------------------
938      ELSEIF ( ln_asmdin ) THEN     ! Direct Initialization
939         !                          !-----------------------------------------
940         !
941         IF ( kt == nitdin_r ) THEN
942            !
943            l_1st_euler = .TRUE.              ! Force Euler forward step
944            !
945            ! Sea-ice : SI3 case
946            !
947#if defined key_si3
948            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
949               zofrld (ji,jj) = 1._wp - at_i(ji,jj)
950               zohicif(ji,jj) = hm_i(ji,jj)
951               !
952               ! Initialize the now fields the background + increment
953               at_i(ji,jj) = 1. - MIN( MAX( 1.-at_i(ji,jj) - seaice_bkginc(ji,jj), 0.0_wp), 1.0_wp)
954               at_i_b(ji,jj) = at_i(ji,jj)
955               fr_i(ji,jj) = at_i(ji,jj)        ! adjust ice fraction
956               !
957               zseaicendg(ji,jj) = zofrld(ji,jj) - (1. - at_i(ji,jj))   ! find out actual sea ice nudge applied
958            END_2D
959            !
960            ! Nudge sea ice depth to bring it up to a required minimum depth
961            WHERE( zseaicendg(:,:) > 0.0_wp .AND. hm_i(A2D(0)) < zhicifmin )
962               zhicifinc(:,:) = zhicifmin - hm_i(A2D(0))
963            ELSEWHERE
964               zhicifinc(:,:) = 0.0_wp
965            END WHERE
966            !
967            ! nudge ice depth
968            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
969               hm_i(ji,jj) = hm_i (ji,jj) + zhicifinc(ji,jj)
970            END_2D
971            !
972            ! seaice salinity balancing (to add)
973#endif
974            !
975#if defined key_cice && defined key_asminc
976            ! Sea-ice : CICE case. Pass ice increment tendency into CICE
977            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
978               ndaice_da(ji,jj) = seaice_bkginc(ji,jj) / rn_Dt
979            END_2D
980#endif
981            IF( .NOT. l_istiled .OR. ntile == nijtile )  THEN                ! Do only on the last tile
982               IF ( .NOT. PRESENT(kindic) ) THEN
983                  DEALLOCATE( seaice_bkginc )
984               END IF
985            ENDIF
986            !
987         ELSE
988            !
989#if defined key_cice && defined key_asminc
990            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
991               ndaice_da(ji,jj) = 0._wp     ! Sea-ice : CICE case. Zero ice increment tendency into CICE
992            END_2D
993#endif
994            !
995         ENDIF
996
997!#if defined defined key_si3 || defined key_cice
998!
999!            IF (ln_seaicebal ) THEN
1000!             !! balancing salinity increments
1001!             !! simple case from limflx.F90 (doesn't include a mass flux)
1002!             !! assumption is that as ice concentration is reduced or increased
1003!             !! the snow and ice depths remain constant
1004!             !! note that snow is being created where ice concentration is being increased
1005!             !! - could be more sophisticated and
1006!             !! not do this (but would need to alter h_snow)
1007!
1008!             usave(:,:,:)=sb(:,:,:)   ! use array as a temporary store
1009!
1010!             DO jj = 1, jpj
1011!               DO ji = 1, jpi
1012!           ! calculate change in ice and snow mass per unit area
1013!           ! positive values imply adding salt to the ocean (results from ice formation)
1014!           ! fwf : ice formation and melting
1015!
1016!                 zfons = ( -nfresh_da(ji,jj)*soce + nfsalt_da(ji,jj) )*rn_Dt
1017!
1018!           ! change salinity down to mixed layer depth
1019!                 mld=hmld_kara(ji,jj)
1020!
1021!           ! prevent small mld
1022!           ! less than 10m can cause salinity instability
1023!                 IF (mld < 10) mld=10
1024!
1025!           ! set to bottom of a level
1026!                 DO jk = jpk-1, 2, -1
1027!                   IF ((mld > gdepw(ji,jj,jk,Kmm)) .and. (mld < gdepw(ji,jj,jk+1,Kmm))) THEN
1028!                     mld=gdepw(ji,jj,jk+1,Kmm)
1029!                     jkmax=jk
1030!                   ENDIF
1031!                 ENDDO
1032!
1033!            ! avoid applying salinity balancing in shallow water or on land
1034!            !
1035!
1036!            ! dsal_ocn (psu kg m^-2) / (kg m^-3 * m)
1037!
1038!                 dsal_ocn=0.0_wp
1039!                 sal_thresh=5.0_wp        ! minimum salinity threshold for salinity balancing
1040!
1041!                 if (tmask(ji,jj,1) > 0 .AND. tmask(ji,jj,jkmax) > 0 ) &
1042!                              dsal_ocn = zfons / (rhop(ji,jj,1) * mld)
1043!
1044!           ! put increments in for levels in the mixed layer
1045!           ! but prevent salinity below a threshold value
1046!
1047!                   DO jk = 1, jkmax
1048!
1049!                     IF (dsal_ocn > 0.0_wp .or. sb(ji,jj,jk)+dsal_ocn > sal_thresh) THEN
1050!                           sb(ji,jj,jk) = sb(ji,jj,jk) + dsal_ocn
1051!                           sn(ji,jj,jk) = sn(ji,jj,jk) + dsal_ocn
1052!                     ENDIF
1053!
1054!                   ENDDO
1055!
1056!      !            !  salt exchanges at the ice/ocean interface
1057!      !            zpmess         = zfons / rDt_ice    ! rDt_ice is ice timestep
1058!      !
1059!      !! Adjust fsalt. A +ve fsalt means adding salt to ocean
1060!      !!           fsalt(ji,jj) =  fsalt(ji,jj) + zpmess     ! adjust fsalt
1061!      !!
1062!      !!           emps(ji,jj) = emps(ji,jj) + zpmess        ! or adjust emps (see icestp1d)
1063!      !!                                                     ! E-P (kg m-2 s-2)
1064!      !            emp(ji,jj) = emp(ji,jj) + zpmess          ! E-P (kg m-2 s-2)
1065!               ENDDO !ji
1066!             ENDDO !jj!
1067!
1068!            ENDIF !ln_seaicebal
1069!
1070!#endif
1071         !
1072      ENDIF
1073      !
1074   END SUBROUTINE seaice_asm_inc
1075
1076   !!======================================================================
1077END MODULE asminc
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.