source: NEMO/branches/UKMO/NEMO_4.0.1_meltpond_improvements/src/ICE/ice1d.F90 @ 12636

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  • Melt pond lids
  • Melt pond maximum area and thickness
  • Melt pond vertical flushing
  • Area contributing to melt ponds depends on total ice fraction
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Line 
1MODULE ice1D
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE ice1D  ***
4   !! sea-ice :   Ice thermodynamics variables in 1D
5   !!=====================================================================
6   !! History :  3.0  !  2002-11  (C. Ethe)          original code
7   !!            4.0  !  2018     (many people)      SI3 [aka Sea Ice cube]
8   !!----------------------------------------------------------------------
9#if defined key_si3
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   !!   'key_si3'                                       SI3 sea-ice model
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   USE ice     , ONLY :   nlay_i, nlay_s, jpl   ! number of ice/snow layers and categories
14   !
15   USE in_out_manager ! I/O manager
16   USE lib_mpp        ! MPP library
17
18   IMPLICIT NONE
19   PRIVATE
20
21   PUBLIC   ice1D_alloc   ! called by icestp.F90
22
23   !!----------------------
24   !! * 1D Module variables
25   !!----------------------
26   !: In ice thermodynamics, to spare memory, the vectors are folded
27   !: from 1D to 2D vectors. The following variables, with ending _1d
28   !: are the variables corresponding to 2d vectors
29
30   INTEGER , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   nptidx !: selected points for ice thermo
31   INTEGER , PUBLIC                                  ::   npti   !  number of selected points
32
33   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qlead_1d     
34   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qtr_ice_bot_1d   
35   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qsr_ice_1d 
36   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qns_ice_1d 
37   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   t_bo_1d     
38   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   rn_amax_1d
39   
40   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qml_ice_1d     !: heat available for snow / ice surface melting [W/m2]
41   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qcn_ice_1d     !: heat available for snow / ice surface sublimation [W/m2]
42   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qtr_ice_top_1d !: solar flux transmitted below the ice surface [W/m2]
43   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   t1_ice_1d      !: temperature of the 1st layer        (ln_cndflx=T) [K]
44   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   cnd_ice_1d     !: conductivity at the top of ice/snow (ln_cndflx=T) [W/K/m2]
45
46   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_sum_1d
47   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_bom_1d
48   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_bog_1d
49   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_dif_1d
50   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_opw_1d
51   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_snw_1d
52   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_dyn_1d
53   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_err_rem_1d
54   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_err_dif_1d
55   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qt_oce_ai_1d
56
57   ! heat flux associated with ice-atmosphere mass exchange
58   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_sub_1d
59   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_spr_1d
60
61   ! heat flux associated with ice-ocean mass exchange
62   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_thd_1d
63   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_res_1d
64
65   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_snw_sni_1d 
66   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_snw_sum_1d
67   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_snw_dyn_1d
68   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_sub_1d
69   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_snw_sub_1d 
70   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_ice_sub_1d 
71   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_err_sub_1d 
72   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_lam_1d 
73
74   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_bog_1d   
75   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_bom_1d   
76   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_sum_1d 
77   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_sni_1d 
78   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_opw_1d
79   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_res_1d 
80   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_spr_1d
81   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_dyn_1d
82   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_pnd_1d
83
84   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_bri_1d
85   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_bog_1d   
86   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_bom_1d   
87   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_sum_1d   
88   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_sni_1d   
89   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_opw_1d   
90   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_res_1d 
91   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_sub_1d
92   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_lam_1d
93   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_dyn_1d
94
95   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sprecip_1d
96   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   at_i_1d
97   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   ato_i_1d
98   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qsb_ice_bot_1d
99   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   fhld_1d
100   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dqns_ice_1d
101   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   evap_ice_1d
102   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qprec_ice_1d
103
104   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   t_su_1d
105   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   t_si_1d
106   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   a_i_1d
107   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   a_ib_1d
108   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   h_i_1d
109   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   h_ib_1d
110   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   h_s_1d
111   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_s_tot      !: Snow accretion/ablation        [m]
112   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_i_sum      !: Ice surface ablation [m]
113   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_i_itm      !: Ice internal ablation [m]
114   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_i_bom      !: Ice bottom ablation  [m]
115   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_i_bog      !: Ice bottom accretion  [m]
116   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_i_sub      !: Ice surface sublimation [m]
117   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_s_mlt      !: Snow melt [m]
118   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_snowice    !: Snow ice formation             [m of ice]
119   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   s_i_1d        !: Ice bulk salinity [ppt]
120   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   s_i_new       !: Salinity of new ice at the bottom
121   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   v_i_1d        !:
122   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   v_s_1d        !:
123   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sv_i_1d       !:
124   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   oa_i_1d       !:
125   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   o_i_1d        !:
126   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   a_ip_1d       !:
127   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   v_ip_1d       !:
128   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   h_ip_1d       !:
129   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   a_ip_frac_1d  !:
130   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   a_ip_eff_1d   !:
131   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   lh_ip_1d      !: Ice pond lid thickness   [m]
132
133   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   t_s_1d      !: corresponding to the 2D var  t_s
134   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   t_i_1d      !: corresponding to the 2D var  t_i
135   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sz_i_1d     !: profiled ice salinity
136   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   e_i_1d      !:    Ice  enthalpy per unit volume
137   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   e_s_1d      !:    Snow enthalpy per unit volume
138
139   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   eh_i_old    !: ice heat content (q*h, J.m-2)
140   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   h_i_old     !: ice thickness layer (m)
141
142   ! Conduction flux diagnostics (SIMIP)
143   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qcn_ice_bot_1d
144   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qcn_ice_top_1d
145
146   ! surface fields from the ocean
147   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sst_1d
148   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sss_1d
149
150   !
151   !!----------------------
152   !! * 2D Module variables
153   !!----------------------
154   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   a_i_2d 
155   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   v_i_2d 
156   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   v_s_2d 
157   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   oa_i_2d 
158   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sv_i_2d 
159   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   a_ip_2d
160   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   v_ip_2d 
161   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   lh_ip_2d 
162   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   t_su_2d 
163   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   h_i_2d
164
165   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   a_ib_2d
166   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   h_ib_2d
167   
168   !!----------------------------------------------------------------------
169   !! NEMO/ICE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
170   !! $Id$
171   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
172   !!----------------------------------------------------------------------
173CONTAINS
174
175   FUNCTION ice1D_alloc()
176      !!---------------------------------------------------------------------!
177      !!                ***  ROUTINE ice1D_alloc ***
178      !!---------------------------------------------------------------------!
179      INTEGER ::   ice1D_alloc   ! return value
180      INTEGER ::   ierr(7), ii
181      !!---------------------------------------------------------------------!
182      ierr(:) = 0
183
184      ii = 1
185      ALLOCATE( nptidx    (jpij) ,   &
186         &      qlead_1d  (jpij) , qtr_ice_bot_1d(jpij) , qsr_ice_1d(jpij) ,   &
187         &      qns_ice_1d(jpij) , qml_ice_1d    (jpij) , qcn_ice_1d(jpij) , qtr_ice_top_1d(jpij) , &
188         &      cnd_ice_1d(jpij) , t1_ice_1d     (jpij) , t_bo_1d   (jpij) ,   &
189         &      hfx_sum_1d(jpij) , hfx_bom_1d    (jpij) , hfx_bog_1d(jpij) ,   & 
190         &      hfx_dif_1d(jpij) , hfx_opw_1d    (jpij) , hfx_dyn_1d(jpij) ,   &
191         &      rn_amax_1d(jpij) ,                                             &
192         &      hfx_thd_1d(jpij) , hfx_spr_1d    (jpij) ,                      &
193         &      hfx_snw_1d(jpij) , hfx_sub_1d    (jpij) ,                      &
194         &      hfx_res_1d(jpij) , hfx_err_rem_1d(jpij) , hfx_err_dif_1d(jpij) , qt_oce_ai_1d(jpij), STAT=ierr(ii) )
195      !
196      ii = ii + 1
197      ALLOCATE( sprecip_1d    (jpij) , at_i_1d       (jpij) , ato_i_1d      (jpij) ,                         &
198         &      qsb_ice_bot_1d(jpij) , wfx_snw_sni_1d(jpij) , wfx_spr_1d    (jpij) , wfx_snw_sum_1d(jpij) ,  &
199         &      fhld_1d       (jpij) , wfx_sub_1d    (jpij) , wfx_bog_1d    (jpij) , wfx_bom_1d    (jpij) ,  &
200         &      wfx_sum_1d    (jpij) , wfx_sni_1d    (jpij) , wfx_opw_1d    (jpij) , wfx_res_1d    (jpij) ,  &
201         &      wfx_snw_sub_1d(jpij) , wfx_snw_dyn_1d(jpij) , wfx_ice_sub_1d(jpij) , wfx_err_sub_1d(jpij) ,  &
202         &      wfx_lam_1d    (jpij) , wfx_dyn_1d    (jpij) , wfx_pnd_1d    (jpij) , dqns_ice_1d   (jpij) , evap_ice_1d (jpij) , &
203         &      qprec_ice_1d  (jpij) ,                                                             & 
204         &      sfx_bri_1d    (jpij) , sfx_bog_1d (jpij) , sfx_bom_1d (jpij) , sfx_sum_1d (jpij),  &
205         &      sfx_sni_1d    (jpij) , sfx_opw_1d (jpij) , sfx_res_1d (jpij) , sfx_sub_1d (jpij),  &
206         &      sfx_lam_1d    (jpij) , sfx_dyn_1d(jpij)  , STAT=ierr(ii) )
207      !
208      ii = ii + 1
209      ALLOCATE( t_su_1d (jpij) , t_si_1d (jpij) , a_i_1d    (jpij) , a_ib_1d (jpij) ,                   &
210         &      h_i_1d  (jpij) , h_ib_1d (jpij) , h_s_1d    (jpij) ,                                    &   
211         &      dh_s_tot(jpij) , dh_i_sum(jpij) , dh_i_itm  (jpij) , dh_i_bom(jpij) , dh_i_bog(jpij) ,  &   
212         &      dh_i_sub(jpij) , dh_s_mlt(jpij) , dh_snowice(jpij) , s_i_1d  (jpij) , s_i_new (jpij) ,  &
213         &      a_ip_1d (jpij) , v_ip_1d (jpij) , v_i_1d    (jpij) , v_s_1d  (jpij) , lh_ip_1d(jpij) ,  &
214         &      h_ip_1d (jpij) , a_ip_frac_1d(jpij) , a_ip_eff_1d(jpij) ,                               &
215         &      sv_i_1d (jpij) , oa_i_1d (jpij) , o_i_1d    (jpij) , STAT=ierr(ii) )
216      !
217      ii = ii + 1
218      ALLOCATE( t_s_1d  (jpij,nlay_s)     , t_i_1d (jpij,nlay_i)     , sz_i_1d(jpij,nlay_i) ,  &           
219         &      e_i_1d  (jpij,nlay_i)     , e_s_1d (jpij,nlay_s)     ,                         &
220         &      eh_i_old(jpij,0:nlay_i+1) , h_i_old(jpij,0:nlay_i+1) , STAT=ierr(ii) )
221      !
222      ii = ii + 1
223      ALLOCATE( qcn_ice_bot_1d(jpij) , qcn_ice_top_1d(jpij) , STAT=ierr(ii) )
224      !
225      ii = ii + 1
226      ALLOCATE( sst_1d(jpij) , sss_1d(jpij) , STAT=ierr(ii) )
227      !
228      ii = ii + 1
229      ALLOCATE( a_i_2d (jpij,jpl) , a_ib_2d(jpij,jpl) , h_i_2d (jpij,jpl) , h_ib_2d(jpij,jpl) ,  &
230         &      v_i_2d (jpij,jpl) , v_s_2d (jpij,jpl) , oa_i_2d(jpij,jpl) , sv_i_2d(jpij,jpl) ,  &
231         &      a_ip_2d(jpij,jpl) , v_ip_2d(jpij,jpl) , t_su_2d(jpij,jpl) , lh_ip_2d(jpij,jpl),  &
232         &      STAT=ierr(ii) )
233
234      ice1D_alloc = MAXVAL( ierr(:) )
235      IF( ice1D_alloc /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP',  'ice1D_alloc: failed to allocate arrays.'  )
236      !
237   END FUNCTION ice1D_alloc
238   
239#else
240   !!----------------------------------------------------------------------
241   !!   Default option :         Empty module         NO SI3 sea-ice model
242   !!----------------------------------------------------------------------
243CONTAINS
244   SUBROUTINE ice1D_alloc          ! Empty routine
245   END SUBROUTINE ice1D_alloc
246#endif
247 
248   !!======================================================================
249END MODULE ice1D
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.