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trcadv.F90 in NEMO/branches/CNRS/dev_r6568_Subduction_Diagnostics/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/TRP – NEMO

source: NEMO/branches/CNRS/dev_r6568_Subduction_Diagnostics/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/TRP/trcadv.F90 @ 10278

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1st implementation of subduction diag

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 11.4 KB
Line 
1MODULE trcadv
2   !!==============================================================================
3   !!                       ***  MODULE  trcadv  ***
4   !! Ocean passive tracers:  advection trend
5   !!==============================================================================
6   !! History :  2.0  !  05-11  (G. Madec)  Original code
7   !!            3.0  !  10-06  (C. Ethe)   Adapted to passive tracers
8   !!----------------------------------------------------------------------
9#if defined key_top
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   !!   'key_top'                                                TOP models
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!   trc_adv      : compute ocean tracer advection trend
14   !!   trc_adv_ctl  : control the different options of advection scheme
15   !!----------------------------------------------------------------------
16   USE oce_trc         ! ocean dynamics and active tracers
17   USE trc             ! ocean passive tracers variables
18   USE trcnam_trp      ! passive tracers transport namelist variables
19   USE traadv_cen2     ! 2nd order centered scheme (tra_adv_cen2   routine)
20   USE traadv_tvd      ! TVD      scheme           (tra_adv_tvd    routine)
21   USE traadv_muscl    ! MUSCL    scheme           (tra_adv_muscl  routine)
22   USE traadv_muscl2   ! MUSCL2   scheme           (tra_adv_muscl2 routine)
23   USE traadv_ubs      ! UBS      scheme           (tra_adv_ubs    routine)
24   USE traadv_qck      ! QUICKEST scheme           (tra_adv_qck    routine)
25   USE traadv_eiv      ! eddy induced velocity     (tra_adv_eiv    routine)
26   USE traadv_mle      ! ML eddy induced velocity  (tra_adv_mle    routine)
27   USE ldftra_oce      ! lateral diffusion coefficient on tracers
28   USE prtctl_trc      ! Print control
29   USE diasub
30   USE trcdiasub
31
32
33   IMPLICIT NONE
34   PRIVATE
35
36   PUBLIC   trc_adv          ! routine called by step module
37   PUBLIC   trc_adv_alloc    ! routine called by nemogcm module
38
39   INTEGER ::   nadv   ! choice of the type of advection scheme
40   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   r2dt  ! vertical profile time-step, = 2 rdttra
41   !                                                    ! except at nitrrc000 (=rdttra) if neuler=0
42
43   !! * Substitutions
44#  include "domzgr_substitute.h90"
45#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
46   !!----------------------------------------------------------------------
47   !! NEMO/TOP 3.3 , NEMO Consortium (2010)
48   !! $Id$
49   !! Software governed by the CeCILL licence (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
50   !!----------------------------------------------------------------------
51CONTAINS
52
53   INTEGER FUNCTION trc_adv_alloc()
54      !!----------------------------------------------------------------------
55      !!                  ***  ROUTINE trc_adv_alloc  ***
56      !!----------------------------------------------------------------------
57
58      ALLOCATE( r2dt(jpk), STAT=trc_adv_alloc )
59
60      IF( trc_adv_alloc /= 0 ) CALL ctl_warn('trc_adv_alloc : failed to allocate array.')
61
62   END FUNCTION trc_adv_alloc
63
64
65   SUBROUTINE trc_adv( kt )
66      !!----------------------------------------------------------------------
67      !!                  ***  ROUTINE trc_adv  ***
68      !!
69      !! ** Purpose :   compute the ocean tracer advection trend.
70      !!
71      !! ** Method  : - Update the tracer with the advection term following nadv
72      !!----------------------------------------------------------------------
73      !!
74      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! ocean time-step index
75      !
76      INTEGER ::   jk 
77      CHARACTER (len=22) ::   charout
78      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: zun, zvn, zwn  ! effective velocity
79      !!----------------------------------------------------------------------
80      !
81      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('trc_adv')
82      !
83      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zun, zvn, zwn )
84      !
85
86      IF( kt == nittrc000 )   CALL trc_adv_ctl          ! initialisation & control of options
87
88      IF( ( neuler == 0 .AND. kt == nittrc000 ) .OR. ln_top_euler ) THEN     ! at nittrc000
89         r2dt(:) =  rdttrc(:)           ! = rdttrc (use or restarting with Euler time stepping)
90      ELSEIF( kt <= nittrc000 + nn_dttrc ) THEN          ! at nittrc000 or nittrc000+1
91         r2dt(:) = 2. * rdttrc(:)       ! = 2 rdttrc (leapfrog)
92      ENDIF
93      !                                                   ! effective transport
94      DO jk = 1, jpkm1
95         !                                                ! eulerian transport only
96         zun(:,:,jk) = e2u  (:,:) * fse3u(:,:,jk) * un(:,:,jk)
97         zvn(:,:,jk) = e1v  (:,:) * fse3v(:,:,jk) * vn(:,:,jk)
98         zwn(:,:,jk) = e1e2t(:,:)                 * wn(:,:,jk)
99         !
100      END DO
101      !
102      IF( ln_vvl_ztilde .OR. ln_vvl_layer ) THEN
103         zun(:,:,:) = zun(:,:,:) + un_td(:,:,:)
104         zvn(:,:,:) = zvn(:,:,:) + vn_td(:,:,:)
105      ENDIF
106      !
107      zun(:,:,jpk) = 0._wp                                                     ! no transport trough the bottom
108      zvn(:,:,jpk) = 0._wp                                                     ! no transport trough the bottom
109      zwn(:,:,jpk) = 0._wp                                                     ! no transport trough the bottom
110
111
112      IF( lk_diasub )  CALL trc_dia_sub_adv( kt, zun, zvn, zwn )  ! no eiv
113
114      IF( lk_traldf_eiv .AND. .NOT. ln_traldf_grif )  THEN  ! add the eiv transport (if necessary)
115                          CALL tra_adv_eiv( kt, nittrc000, zun, zvn, zwn, 'TRC' )
116         IF( lk_diasub )  CALL trc_dia_sub_adv_eiv( kt, zun, zvn, zwn ) 
117      ENDIF
118
119      !
120      IF( ln_mle    )   CALL tra_adv_mle( kt, nittrc000, zun, zvn, zwn, 'TRC' )    ! add the mle transport (if necessary)
121      !
122      SELECT CASE ( nadv )                            !==  compute advection trend and add it to general trend  ==!
123      CASE ( 1 )   ;    CALL tra_adv_cen2  ( kt, nittrc000, 'TRC',       zun, zvn, zwn, trb, trn, tra, jptra )   !  2nd order centered
124      CASE ( 2 )   ;    CALL tra_adv_tvd   ( kt, nittrc000, 'TRC', r2dt, zun, zvn, zwn, trb, trn, tra, jptra )   !  TVD
125      CASE ( 3 )   ;    CALL tra_adv_muscl ( kt, nittrc000, 'TRC', r2dt, zun, zvn, zwn, trb,      tra, jptra, ln_trcadv_msc_ups )   !  MUSCL
126      CASE ( 4 )   ;    CALL tra_adv_muscl2( kt, nittrc000, 'TRC', r2dt, zun, zvn, zwn, trb, trn, tra, jptra )   !  MUSCL2
127      CASE ( 5 )   ;    CALL tra_adv_ubs   ( kt, nittrc000, 'TRC', r2dt, zun, zvn, zwn, trb, trn, tra, jptra )   !  UBS
128      CASE ( 6 )   ;    CALL tra_adv_qck   ( kt, nittrc000, 'TRC', r2dt, zun, zvn, zwn, trb, trn, tra, jptra )   !  QUICKEST
129      !
130      CASE (-1 )                                      !==  esopa: test all possibility with control print  ==!
131         CALL tra_adv_cen2  ( kt, nittrc000, 'TRC',       zun, zvn, zwn, trb, trn, tra, jptra )         
132         WRITE(charout, FMT="('adv1')")  ; CALL prt_ctl_trc_info(charout)
133                                           CALL prt_ctl_trc(tab4d=tra, mask=tmask, clinfo=ctrcnm,clinfo2='trd')
134         CALL tra_adv_tvd   ( kt, nittrc000, 'TRC', r2dt, zun, zvn, zwn, trb, trn, tra, jptra )         
135         WRITE(charout, FMT="('adv2')")  ; CALL prt_ctl_trc_info(charout)
136                                           CALL prt_ctl_trc(tab4d=tra, mask=tmask, clinfo=ctrcnm,clinfo2='trd')
137         CALL tra_adv_muscl ( kt, nittrc000, 'TRC', r2dt, zun, zvn, zwn, trb,      tra, jptra, ln_trcadv_msc_ups  )         
138         WRITE(charout, FMT="('adv3')")  ; CALL prt_ctl_trc_info(charout)
139                                           CALL prt_ctl_trc(tab4d=tra, mask=tmask, clinfo=ctrcnm,clinfo2='trd')
140         CALL tra_adv_muscl2( kt, nittrc000, 'TRC', r2dt, zun, zvn, zwn, trb, trn, tra, jptra )         
141         WRITE(charout, FMT="('adv4')")  ; CALL prt_ctl_trc_info(charout)
142                                           CALL prt_ctl_trc(tab4d=tra, mask=tmask, clinfo=ctrcnm,clinfo2='trd')
143         CALL tra_adv_ubs   ( kt, nittrc000, 'TRC', r2dt, zun, zvn, zwn, trb, trn, tra, jptra )         
144         WRITE(charout, FMT="('adv5')")  ; CALL prt_ctl_trc_info(charout)
145                                           CALL prt_ctl_trc(tab4d=tra, mask=tmask, clinfo=ctrcnm,clinfo2='trd')
146         CALL tra_adv_qck   ( kt, nittrc000, 'TRC', r2dt, zun, zvn, zwn, trb, trn, tra, jptra )         
147         WRITE(charout, FMT="('adv6')")  ; CALL prt_ctl_trc_info(charout)
148                                           CALL prt_ctl_trc(tab4d=tra, mask=tmask, clinfo=ctrcnm,clinfo2='trd')
149         !
150      END SELECT
151
152      !                                              ! print mean trends (used for debugging)
153      IF( ln_ctl )   THEN
154         WRITE(charout, FMT="('adv ')")  ;  CALL prt_ctl_trc_info(charout)
155                                            CALL prt_ctl_trc( tab4d=tra, mask=tmask, clinfo=ctrcnm, clinfo2='trd' )
156      END IF
157      !
158      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zun, zvn, zwn )
159      !
160      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('trc_adv')
161      !
162   END SUBROUTINE trc_adv
163
164
165   SUBROUTINE trc_adv_ctl
166      !!---------------------------------------------------------------------
167      !!                  ***  ROUTINE trc_adv_ctl  ***
168      !!               
169      !! ** Purpose : Control the consistency between namelist options for
170      !!              passive tracer advection schemes and set nadv
171      !!----------------------------------------------------------------------
172      INTEGER ::   ioptio
173      !!----------------------------------------------------------------------
174
175      ioptio = 0                      ! Parameter control
176      IF( ln_trcadv_cen2   )   ioptio = ioptio + 1
177      IF( ln_trcadv_tvd    )   ioptio = ioptio + 1
178      IF( ln_trcadv_muscl  )   ioptio = ioptio + 1
179      IF( ln_trcadv_muscl2 )   ioptio = ioptio + 1
180      IF( ln_trcadv_ubs    )   ioptio = ioptio + 1
181      IF( ln_trcadv_qck    )   ioptio = ioptio + 1
182      IF( lk_esopa         )   ioptio =          1
183
184      IF( ioptio /= 1 )   CALL ctl_stop( 'Choose ONE advection scheme in namelist namtrc_adv' )
185
186      !                              ! Set nadv
187      IF( ln_trcadv_cen2   )   nadv =  1
188      IF( ln_trcadv_tvd    )   nadv =  2
189      IF( ln_trcadv_muscl  )   nadv =  3
190      IF( ln_trcadv_muscl2 )   nadv =  4
191      IF( ln_trcadv_ubs    )   nadv =  5
192      IF( ln_trcadv_qck    )   nadv =  6
193      IF( lk_esopa         )   nadv = -1
194
195      IF(lwp) THEN                   ! Print the choice
196         WRITE(numout,*)
197         IF( nadv ==  1 )   WRITE(numout,*) '         2nd order scheme is used'
198         IF( nadv ==  2 )   WRITE(numout,*) '         TVD       scheme is used'
199         IF( nadv ==  3 )   WRITE(numout,*) '         MUSCL     scheme is used'
200         IF( nadv ==  4 )   WRITE(numout,*) '         MUSCL2    scheme is used'
201         IF( nadv ==  5 )   WRITE(numout,*) '         UBS       scheme is used'
202         IF( nadv ==  6 )   WRITE(numout,*) '         QUICKEST  scheme is used'
203         IF( nadv == -1 )   WRITE(numout,*) '         esopa test: use all advection scheme'
204      ENDIF
205      !
206   END SUBROUTINE trc_adv_ctl
207   
208#else
209   !!----------------------------------------------------------------------
210   !!   Default option                                         Empty module
211   !!----------------------------------------------------------------------
212CONTAINS
213   SUBROUTINE trc_adv( kt )
214      INTEGER, INTENT(in) :: kt
215      WRITE(*,*) 'trc_adv: You should not have seen this print! error?', kt
216   END SUBROUTINE trc_adv
217#endif
218
219  !!======================================================================
220END MODULE trcadv
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.