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Get skin temperature to be passed from the atmosphere

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Line 
1MODULE sbc_ice
2   !!======================================================================
3   !!                 ***  MODULE  sbc_ice  ***
4   !! Surface module - SI3 & CICE: parameters & variables defined in memory
5   !!======================================================================
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
11   !!----------------------------------------------------------------------
12#if defined key_si3 || defined key_cice
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   !!   'key_si3' or 'key_cice' :              SI3 or CICE sea-ice model
15   !!----------------------------------------------------------------------
16   USE par_oce          ! ocean parameters
17   USE sbc_oce          ! surface boundary condition: ocean
18# if defined key_si3
19   USE ice              ! SI3 parameters
20# endif
21# if defined key_cice
22   USE ice_domain_size, only: ncat 
23#endif
24   USE lib_mpp          ! MPP library
25   USE in_out_manager   ! I/O manager
26
27   IMPLICIT NONE
28   PRIVATE
29
30   PUBLIC   sbc_ice_alloc   ! called in sbcmod.F90 or sbcice_cice.F90
31
32# if defined  key_si3
33   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_si3     = .TRUE.   !: SI3 ice model
34   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_cice    = .FALSE.  !: no CICE
35# endif
36# if defined  key_cice
37   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_si3     = .FALSE.  !: no SI3
38   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_cice    = .TRUE.   !: CICE ice model
39# endif
40
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                                       [-]
48
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]
51   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qtr_ice_top    !: solar flux transmitted below the ice surface      [W/m2]
52
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]
55   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   emp_ice        !: sublimation - precip over sea ice          [kg/m2/s]
56
57   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   topmelt            !: category topmelt
58   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   botmelt            !: category botmelt
59
60#if defined  key_si3
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]
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]
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]
71   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   sstfrz         !: wind speed module at T-point                 [m/s]
72#endif
73
74#if defined key_cice
75   !
76   ! for consistency with SI3, these are declared with three dimensions
77   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qlw_ice            !: incoming long-wave
78   !
79   ! other forcing arrays are two dimensional
80   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   ss_iou             !: x ice-ocean surface stress at NEMO U point
81   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   ss_iov             !: y ice-ocean surface stress at NEMO V point
82   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qatm_ice           !: specific humidity
83   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   wndi_ice           !: i wind at T point
84   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   wndj_ice           !: j wind at T point
85   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   nfrzmlt            !: NEMO frzmlt
86   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   fr_iu              !: ice fraction at NEMO U point
87   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   fr_iv              !: ice fraction at NEMO V point
88   
89   ! variables used in the coupled interface
90   INTEGER , PUBLIC, PARAMETER ::   jpl = ncat
91   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   u_ice, v_ice          ! jpi, jpj
92   
93   ! already defined in ice.F90 for SI3
94   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::  a_i               ! Sea ice fraction on categories
95   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::  a_i_last_couple   ! Sea ice fraction on categories at the last coupling point
96   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::  h_i, h_s
97
98   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   tatm_ice       !: air temperature [K]
99#endif
100
101   REAL(wp), PUBLIC, SAVE ::   cldf_ice = 0.81    !: cloud fraction over sea ice, summer CLIO value   [-]
102
103   !! arrays relating to embedding ice in the ocean
104   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   snwice_mass        !: mass of snow and ice at current  ice time step   [Kg/m2]
105   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   snwice_mass_b      !: mass of snow and ice at previous ice time step   [Kg/m2]
106   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   snwice_fmass       !: time evolution of mass of snow+ice               [Kg/m2/s]
107
108   !!----------------------------------------------------------------------
109   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
110   !! $Id$
111   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
112   !!----------------------------------------------------------------------
113CONTAINS
114
115   INTEGER FUNCTION sbc_ice_alloc()
116      !!----------------------------------------------------------------------
117      !!                     ***  FUNCTION sbc_ice_alloc  ***
118      !!----------------------------------------------------------------------
119      INTEGER :: ierr(4)
120      !!----------------------------------------------------------------------
121      ierr(:) = 0
122
123      ALLOCATE( snwice_mass(jpi,jpj) , snwice_mass_b(jpi,jpj), snwice_fmass(jpi,jpj) , STAT=ierr(1) )
124
125#if defined key_si3
126      ALLOCATE( qns_ice (jpi,jpj,jpl) , qsr_ice  (jpi,jpj,jpl) ,     &
127         &      qla_ice (jpi,jpj,jpl) , dqla_ice (jpi,jpj,jpl) ,     &
128         &      dqns_ice(jpi,jpj,jpl) , tn_ice   (jpi,jpj,jpl) , alb_ice    (jpi,jpj,jpl) ,   &
129         &      qml_ice (jpi,jpj,jpl) , qcn_ice  (jpi,jpj,jpl) , qtr_ice_top(jpi,jpj,jpl) ,   &
130         &      utau_ice(jpi,jpj)     , vtau_ice (jpi,jpj)     , wndm_ice   (jpi,jpj)     ,   &
131         &      evap_ice(jpi,jpj,jpl) , devap_ice(jpi,jpj,jpl) , qprec_ice  (jpi,jpj)     ,   &
132         &      qemp_ice(jpi,jpj)     , qevap_ice(jpi,jpj,jpl) , qemp_oce   (jpi,jpj)     ,   &
133         &      qns_oce (jpi,jpj)     , qsr_oce  (jpi,jpj)     , emp_oce    (jpi,jpj)     ,   &
134         &      emp_ice (jpi,jpj)     , sstfrz   (jpi,jpj)     , STAT= ierr(2) )
135#endif
136
137#if defined key_cice
138      ALLOCATE( qla_ice(jpi,jpj,1)    , qlw_ice(jpi,jpj,1)    , qsr_ice(jpi,jpj,1)    , &
139                wndi_ice(jpi,jpj)     , tatm_ice(jpi,jpj)     , qatm_ice(jpi,jpj)     , &
140                wndj_ice(jpi,jpj)     , nfrzmlt(jpi,jpj)      , ss_iou(jpi,jpj)       , &
141                ss_iov(jpi,jpj)       , fr_iu(jpi,jpj)        , fr_iv(jpi,jpj)        , &
142                a_i(jpi,jpj,ncat)     , topmelt(jpi,jpj,ncat) , botmelt(jpi,jpj,ncat) , &
143                STAT= ierr(2) )
144      IF( ln_cpl )   ALLOCATE( u_ice(jpi,jpj)        , tn_ice (jpi,jpj,1)    , &
145         &                     v_ice(jpi,jpj)        , alb_ice(jpi,jpj,1)    , &
146         &                     emp_ice(jpi,jpj)      , qns_ice(jpi,jpj,1)    , dqns_ice(jpi,jpj,1)   , &
147         &                     STAT= ierr(3) )     
148      IF( ln_cpl )   ALLOCATE( h_i(jpi,jpj,jpl) , h_s(jpi,jpj,jpl) , STAT=ierr(4) )
149#endif
150
151      sbc_ice_alloc = MAXVAL( ierr )
152      CALL mpp_sum ( 'sbc_ice', sbc_ice_alloc )
153      IF( sbc_ice_alloc > 0 )   CALL ctl_warn('sbc_ice_alloc: allocation of arrays failed')
154   END FUNCTION sbc_ice_alloc
155
156#else
157   !!----------------------------------------------------------------------
158   !!   Default option                      NO SI3 or CICE sea-ice model
159   !!----------------------------------------------------------------------
160   USE lib_mpp          ! MPP library
161   USE in_out_manager   ! I/O manager
162
163   IMPLICIT NONE
164   PRIVATE
165
166   PUBLIC   sbc_ice_alloc   !
167
168   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_si3     = .FALSE.  !: no SI3 ice model
169   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_cice    = .FALSE.  !: no CICE ice model
170   REAL(wp)        , PUBLIC, PARAMETER ::   cldf_ice = 0.81       !: cloud fraction over sea ice, summer CLIO value   [-]
171   INTEGER         , PUBLIC, PARAMETER ::   jpl = 1 
172   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   u_ice, v_ice                        ! jpi, jpj
173   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   tn_ice, alb_ice, qns_ice, dqns_ice  ! (jpi,jpj,jpl)
174   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   a_i
175   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   emp_ice
176   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qsr_ice
177   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   h_i, h_s
178   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   topmelt, botmelt
179   !
180   !! arrays related to embedding ice in the ocean.
181   !! These arrays need to be declared even if no ice model is required.
182   !! In the no ice model or traditional levitating ice cases they contain only zeros
183   !! ---------------------
184   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   snwice_mass        !: mass of snow and ice at current  ice time step   [Kg/m2]
185   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   snwice_mass_b      !: mass of snow and ice at previous ice time step   [Kg/m2]
186   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   snwice_fmass       !: time evolution of mass of snow+ice               [Kg/m2/s]
187   !!----------------------------------------------------------------------
188CONTAINS
189
190   INTEGER FUNCTION sbc_ice_alloc()
191      !!----------------------------------------------------------------------
192      !!                     ***  FUNCTION sbc_ice_alloc  ***
193      !!----------------------------------------------------------------------
194      INTEGER :: ierr(1)
195      !!----------------------------------------------------------------------
196      ierr(:) = 0
197      ALLOCATE( snwice_mass(jpi,jpj) , snwice_mass_b(jpi,jpj), snwice_fmass(jpi,jpj) , STAT=ierr(1) )
198      sbc_ice_alloc = MAXVAL( ierr )
199      CALL mpp_sum ( 'sbc_ice', sbc_ice_alloc )
200      IF( sbc_ice_alloc > 0 )   CALL ctl_warn('sbc_ice_alloc: allocation of arrays failed')
201   END FUNCTION sbc_ice_alloc
202#endif
203
204   !!======================================================================
205END MODULE sbc_ice
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.