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sbc_ice.F90 in NEMO/branches/UKMO/NEMO_4.0_add_pond_lids_prints/src/OCE/SBC – NEMO

source: NEMO/branches/UKMO/NEMO_4.0_add_pond_lids_prints/src/OCE/SBC/sbc_ice.F90 @ 12370

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Add coupling changes.
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RevLine 
[888]1MODULE sbc_ice
2   !!======================================================================
3   !!                 ***  MODULE  sbc_ice  ***
[9656]4   !! Surface module - SI3 & CICE: parameters & variables defined in memory
[888]5   !!======================================================================
[9656]6   !! History :  3.0   !  2006-08  (G. Madec)        Surface module
7   !!            3.2   !  2009-06  (S. Masson)       merge with ice_oce
8   !!            3.3.1 !  2011-01  (A. R. Porter, STFC Daresbury) dynamical allocation
9   !!            3.4   !  2011-11  (C. Harris)       CICE added as an option
10   !!            4.0   !  2018     (many people)     SI3 compatibility
[888]11   !!----------------------------------------------------------------------
[9570]12#if defined key_si3 || defined key_cice
[888]13   !!----------------------------------------------------------------------
[9654]14   !!   'key_si3' or 'key_cice' :              SI3 or CICE sea-ice model
[888]15   !!----------------------------------------------------------------------
16   USE par_oce          ! ocean parameters
[4990]17   USE sbc_oce          ! surface boundary condition: ocean
[9570]18# if defined key_si3
[9656]19   USE ice              ! SI3 parameters
[1465]20# endif
[4990]21# if defined key_cice
[3294]22   USE ice_domain_size, only: ncat 
23#endif
[2715]24   USE lib_mpp          ! MPP library
25   USE in_out_manager   ! I/O manager
[888]26
27   IMPLICIT NONE
28   PRIVATE
29
[9019]30   PUBLIC   sbc_ice_alloc   ! called in sbcmod.F90 or sbcice_cice.F90
[2715]31
[9570]32# if defined  key_si3
[9656]33   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_si3     = .TRUE.   !: SI3 ice model
[3294]34   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_cice    = .FALSE.  !: no CICE
[1465]35# endif
[3294]36# if defined  key_cice
[9656]37   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_si3     = .FALSE.  !: no SI3
[3294]38   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_cice    = .TRUE.   !: CICE ice model
39# endif
[1465]40
[4990]41   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qns_ice        !: non solar heat flux over ice                  [W/m2]
42   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qsr_ice        !: solar heat flux over ice                      [W/m2]
43   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qla_ice        !: latent flux over ice                          [W/m2]
44   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   dqla_ice       !: latent sensibility over ice                 [W/m2/K]
45   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   dqns_ice       !: non solar heat flux over ice (LW+SEN+LA)    [W/m2/K]
46   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   tn_ice         !: ice surface temperature                          [K]
47   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   alb_ice        !: ice albedo                                       [-]
[888]48
[9019]49   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qml_ice        !: heat available for snow / ice surface melting     [W/m2]
50   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qcn_ice        !: heat conduction flux in the layer below surface   [W/m2]
[9910]51   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qtr_ice_top    !: solar flux transmitted below the ice surface      [W/m2]
[9019]52
[4990]53   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   utau_ice       !: atmos-ice u-stress. VP: I-pt ; EVP: U,V-pts   [N/m2]
54   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   vtau_ice       !: atmos-ice v-stress. VP: I-pt ; EVP: U,V-pts   [N/m2]
[5407]55   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   emp_ice        !: sublimation - precip over sea ice          [kg/m2/s]
[888]56
[4990]57   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   topmelt            !: category topmelt
58   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   botmelt            !: category botmelt
[1465]59
[9570]60#if defined  key_si3
[5407]61   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   evap_ice       !: sublimation                              [kg/m2/s]
62   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   devap_ice      !: sublimation sensitivity                [kg/m2/s/K]
63   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qns_oce        !: non solar heat flux over ocean              [W/m2]
64   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qsr_oce        !: non solar heat flux over ocean              [W/m2]
65   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qemp_oce       !: heat flux of precip and evap over ocean     [W/m2]
66   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qemp_ice       !: heat flux of precip and evap over ice       [W/m2]
[6416]67   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qevap_ice      !: heat flux of evap over ice                  [W/m2]
68   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qprec_ice      !: enthalpy of precip over ice                 [J/m3]
[5407]69   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   emp_oce        !: evap - precip over ocean                 [kg/m2/s]
70   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   wndm_ice       !: wind speed module at T-point                 [m/s]
[9019]71   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   sstfrz         !: wind speed module at T-point                 [m/s]
72   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   tsfc_ice       !: sea ice surface skin temperature (on categories)
[5407]73#endif
74
[4990]75#if defined key_cice
[3294]76   !
[9656]77   ! for consistency with SI3, these are declared with three dimensions
[3294]78   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qlw_ice            !: incoming long-wave
79   !
80   ! other forcing arrays are two dimensional
81   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   ss_iou             !: x ice-ocean surface stress at NEMO U point
82   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   ss_iov             !: y ice-ocean surface stress at NEMO V point
83   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qatm_ice           !: specific humidity
84   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   wndi_ice           !: i wind at T point
85   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   wndj_ice           !: j wind at T point
86   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   nfrzmlt            !: NEMO frzmlt
87   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   fr_iu              !: ice fraction at NEMO U point
88   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   fr_iv              !: ice fraction at NEMO V point
[4990]89   
90   ! variables used in the coupled interface
91   INTEGER , PUBLIC, PARAMETER ::   jpl = ncat
92   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   u_ice, v_ice          ! jpi, jpj
93   
[9656]94   ! already defined in ice.F90 for SI3
[12370]95   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::  a_i               ! Sea ice fraction on categories
96   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::  a_i_last_couple   ! Sea ice fraction on categories at the last coupling point
[9019]97   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::  h_i, h_s
[3294]98
[4990]99   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   tatm_ice       !: air temperature [K]
100#endif
101
102   REAL(wp), PUBLIC, SAVE ::   cldf_ice = 0.81    !: cloud fraction over sea ice, summer CLIO value   [-]
103
[9019]104   !! arrays relating to embedding ice in the ocean
105   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   snwice_mass        !: mass of snow and ice at current  ice time step   [Kg/m2]
106   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   snwice_mass_b      !: mass of snow and ice at previous ice time step   [Kg/m2]
107   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   snwice_fmass       !: time evolution of mass of snow+ice               [Kg/m2/s]
108
[2715]109   !!----------------------------------------------------------------------
[9598]110   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
[10888]111   !! $Id$
[10068]112   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
[2715]113   !!----------------------------------------------------------------------
114CONTAINS
115
116   INTEGER FUNCTION sbc_ice_alloc()
117      !!----------------------------------------------------------------------
118      !!                     ***  FUNCTION sbc_ice_alloc  ***
119      !!----------------------------------------------------------------------
[9019]120      INTEGER :: ierr(4)
[4306]121      !!----------------------------------------------------------------------
122      ierr(:) = 0
123
[9019]124      ALLOCATE( snwice_mass(jpi,jpj) , snwice_mass_b(jpi,jpj), snwice_fmass(jpi,jpj) , STAT=ierr(1) )
125
[9570]126#if defined key_si3
[9019]127      ALLOCATE( qns_ice (jpi,jpj,jpl) , qsr_ice  (jpi,jpj,jpl) ,     &
128         &      qla_ice (jpi,jpj,jpl) , dqla_ice (jpi,jpj,jpl) ,     &
[9910]129         &      dqns_ice(jpi,jpj,jpl) , tn_ice   (jpi,jpj,jpl) , alb_ice    (jpi,jpj,jpl) ,   &
130         &      qml_ice (jpi,jpj,jpl) , qcn_ice  (jpi,jpj,jpl) , qtr_ice_top(jpi,jpj,jpl) ,   &
131         &      utau_ice(jpi,jpj)     , vtau_ice (jpi,jpj)     , wndm_ice   (jpi,jpj)     ,   &
132         &      evap_ice(jpi,jpj,jpl) , devap_ice(jpi,jpj,jpl) , qprec_ice  (jpi,jpj)     ,   &
133         &      qemp_ice(jpi,jpj)     , qevap_ice(jpi,jpj,jpl) , qemp_oce   (jpi,jpj)     ,   &
134         &      qns_oce (jpi,jpj)     , qsr_oce  (jpi,jpj)     , emp_oce    (jpi,jpj)     ,   &
135         &      emp_ice (jpi,jpj)     , tsfc_ice (jpi,jpj,jpl) , sstfrz     (jpi,jpj)     , STAT= ierr(2) )
[5407]136#endif
[4990]137
138#if defined key_cice
[3294]139      ALLOCATE( qla_ice(jpi,jpj,1)    , qlw_ice(jpi,jpj,1)    , qsr_ice(jpi,jpj,1)    , &
140                wndi_ice(jpi,jpj)     , tatm_ice(jpi,jpj)     , qatm_ice(jpi,jpj)     , &
141                wndj_ice(jpi,jpj)     , nfrzmlt(jpi,jpj)      , ss_iou(jpi,jpj)       , &
142                ss_iov(jpi,jpj)       , fr_iu(jpi,jpj)        , fr_iv(jpi,jpj)        , &
[4990]143                a_i(jpi,jpj,ncat)     , topmelt(jpi,jpj,ncat) , botmelt(jpi,jpj,ncat) , &
[9019]144                STAT= ierr(2) )
145      IF( ln_cpl )   ALLOCATE( u_ice(jpi,jpj)        , tn_ice (jpi,jpj,1)    , &
146         &                     v_ice(jpi,jpj)        , alb_ice(jpi,jpj,1)    , &
[4990]147         &                     emp_ice(jpi,jpj)      , qns_ice(jpi,jpj,1)    , dqns_ice(jpi,jpj,1)   , &
[9019]148         &                     STAT= ierr(3) )     
149      IF( ln_cpl )   ALLOCATE( h_i(jpi,jpj,jpl) , h_s(jpi,jpj,jpl) , STAT=ierr(4) )
[3294]150#endif
[4990]151
[4306]152      sbc_ice_alloc = MAXVAL( ierr )
[10425]153      CALL mpp_sum ( 'sbc_ice', sbc_ice_alloc )
[2715]154      IF( sbc_ice_alloc > 0 )   CALL ctl_warn('sbc_ice_alloc: allocation of arrays failed')
155   END FUNCTION sbc_ice_alloc
156
[888]157#else
158   !!----------------------------------------------------------------------
[9654]159   !!   Default option                      NO SI3 or CICE sea-ice model
[888]160   !!----------------------------------------------------------------------
[9019]161   USE lib_mpp          ! MPP library
[4990]162   USE in_out_manager   ! I/O manager
[9019]163
164   IMPLICIT NONE
165   PRIVATE
166
167   PUBLIC   sbc_ice_alloc   !
168
[9656]169   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_si3     = .FALSE.  !: no SI3 ice model
170   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_cice    = .FALSE.  !: no CICE ice model
[9019]171   REAL(wp)        , PUBLIC, PARAMETER ::   cldf_ice = 0.81       !: cloud fraction over sea ice, summer CLIO value   [-]
[4990]172   INTEGER         , PUBLIC, PARAMETER ::   jpl = 1 
[9019]173   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   u_ice, v_ice                        ! jpi, jpj
[4990]174   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   tn_ice, alb_ice, qns_ice, dqns_ice  ! (jpi,jpj,jpl)
175   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   a_i
176   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   emp_ice
177   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qsr_ice
[9019]178   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   h_i, h_s
[4990]179   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   topmelt, botmelt
[9019]180   !
181   !! arrays related to embedding ice in the ocean.
182   !! These arrays need to be declared even if no ice model is required.
183   !! In the no ice model or traditional levitating ice cases they contain only zeros
184   !! ---------------------
185   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   snwice_mass        !: mass of snow and ice at current  ice time step   [Kg/m2]
186   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   snwice_mass_b      !: mass of snow and ice at previous ice time step   [Kg/m2]
187   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   snwice_fmass       !: time evolution of mass of snow+ice               [Kg/m2/s]
188   !!----------------------------------------------------------------------
189CONTAINS
190
191   INTEGER FUNCTION sbc_ice_alloc()
192      !!----------------------------------------------------------------------
193      !!                     ***  FUNCTION sbc_ice_alloc  ***
194      !!----------------------------------------------------------------------
195      INTEGER :: ierr(1)
196      !!----------------------------------------------------------------------
197      ierr(:) = 0
198      ALLOCATE( snwice_mass(jpi,jpj) , snwice_mass_b(jpi,jpj), snwice_fmass(jpi,jpj) , STAT=ierr(1) )
199      sbc_ice_alloc = MAXVAL( ierr )
[10425]200      CALL mpp_sum ( 'sbc_ice', sbc_ice_alloc )
[9019]201      IF( sbc_ice_alloc > 0 )   CALL ctl_warn('sbc_ice_alloc: allocation of arrays failed')
202   END FUNCTION sbc_ice_alloc
[888]203#endif
204
[1469]205   !!======================================================================
[888]206END MODULE sbc_ice
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.