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isf_oce.F90 in NEMO/trunk/src/OCE/ISF – NEMO

source: NEMO/trunk/src/OCE/ISF/isf_oce.F90

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ticket #2669 : merge ticket2669_isf_fluxes into trunk
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Line 
1MODULE isf_oce
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  isf_oce  ***
4   !! Ice shelves :  ice shelves variables defined in memory
5   !!======================================================================
6   !! History :  3.2  !  2011-02  (C.Harris  ) Original code isf cav
7   !!            X.X  !  2006-02  (C. Wang   ) Original code bg03
8   !!            3.4  !  2013-03  (P. Mathiot) Merging + parametrization
9   !!            4.1  !  2019-09  (P. Mathiot) Split param/explicit ice shelf and re-organisation
10   !!----------------------------------------------------------------------
11
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!   isf          : define and allocate ice shelf variables
14   !!----------------------------------------------------------------------
15
16   USE par_oce       , ONLY: jpi, jpj, jpk
17   USE in_out_manager, ONLY: wp, jpts ! I/O manager
18   USE lib_mpp       , ONLY: ctl_stop, mpp_sum      ! MPP library
19   USE fldread        ! read input fields
20
21   IMPLICIT NONE
22
23   PRIVATE
24
25   PUBLIC   isf_alloc, isf_alloc_par, isf_alloc_cav, isf_alloc_cpl, isf_dealloc_cpl
26   !
27   !-------------------------------------------------------
28   ! 0 :              namelist parameter
29   !-------------------------------------------------------
30   !
31   ! 0.1 -------- ice shelf cavity parameter --------------
32   CHARACTER(LEN=256), PUBLIC :: cn_isfdir
33   LOGICAL           , PUBLIC :: ln_isf
34   LOGICAL           , PUBLIC :: ln_isfdebug
35   !
36   ! 0.2 -------- ice shelf cavity opened namelist parameter -------------
37   LOGICAL           , PUBLIC :: ln_isfcav_mlt   !: logical for the use of ice shelf parametrisation
38   REAL(wp)          , PUBLIC :: rn_gammat0      !: temperature exchange coeficient    []
39   REAL(wp)          , PUBLIC :: rn_gammas0      !: salinity    exchange coeficient    []
40   REAL(wp)          , PUBLIC :: rn_htbl         !: Losch top boundary layer thickness [m]
41   REAL(wp)          , PUBLIC :: rn_isfload_T    !:
42   REAL(wp)          , PUBLIC :: rn_isfload_S    !:
43   CHARACTER(LEN=256), PUBLIC :: cn_gammablk     !: gamma formulation
44   CHARACTER(LEN=256), PUBLIC :: cn_isfcav_mlt   !: melt formulation (cavity/param)
45   CHARACTER(LEN=256), PUBLIC :: cn_isfload      !: ice shelf load computation method
46   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC :: sn_isfcav_fwf   !: information about the isf melting file to be read
47   !
48   ! 0.3 -------- ice shelf cavity parametrised namelist parameter -------------
49   LOGICAL           , PUBLIC :: ln_isfpar_mlt      !: logical for the computation of melt inside the cavity
50   REAL(wp)          , PUBLIC :: rn_isfpar_bg03_gt0 !: temperature exchange coeficient [m/s]
51   CHARACTER(LEN=256), PUBLIC :: cn_isfpar_mlt      !: melt formulation (cavity/param)
52   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC :: sn_isfpar_fwf      !: information about the isf melting file to be read
53   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC :: sn_isfpar_zmax     !: information about the grounding line depth file to be read
54   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC :: sn_isfpar_zmin     !: information about the calving   line depth file to be read
55   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC :: sn_isfpar_Leff     !: information about the effective length     file to be read
56   !
57   ! 0.4 -------- coupling namelist parameter -------------
58   LOGICAL, PUBLIC :: ln_isfcpl      !:
59   LOGICAL, PUBLIC :: ln_isfcpl_cons !:
60   INTEGER, PUBLIC :: nn_drown       !:
61   !
62   !-------------------------------------------------------
63   ! 1 :              ice shelf parameter
64   !-------------------------------------------------------
65   !
66   REAL(wp), PARAMETER, PUBLIC :: rLfusisf = 0.334e6_wp    !: latent heat of fusion of ice shelf     [J/kg]
67   REAL(wp), PARAMETER, PUBLIC :: rcpisf = 2000.0_wp       !: specific heat of ice shelf             [J/kg/K]
68   REAL(wp), PARAMETER, PUBLIC :: rkappa = 1.54e-6_wp      !: heat diffusivity through the ice-shelf [m2/s]
69   REAL(wp), PARAMETER, PUBLIC :: rhoisf = 920.0_wp        !: volumic mass of ice shelf              [kg/m3]
70   REAL(wp), PARAMETER, PUBLIC :: rtsurf = -20.0           !: surface temperature                    [C]
71   !
72   !-------------------------------------------------------
73   ! 2 :              ice shelf global variables
74   !-------------------------------------------------------
75   !
76   ! 2.1 -------- ice shelf cavity parameter --------------
77   LOGICAL , PUBLIC            :: l_isfoasis = .FALSE.
78   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)    ::   risfload                    !: ice shelf load
79   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)    ::   fwfisf_oasis
80   !
81   ! 2.2 -------- ice shelf cavity melt namelist parameter -------------
82   INTEGER  , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: mskisf_cav                    !:
83   INTEGER  , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: misfkt_cav   , misfkb_cav     !:
84   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: rhisf_tbl_cav, rfrac_tbl_cav  !:
85   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: fwfisf_cav   , fwfisf_cav_b   !: before and now net fwf from the ice shelf        [kg/m2/s]
86   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: risf_cav_tsc , risf_cav_tsc_b !: before and now T & S isf contents [K.m/s & PSU.m/s] 
87   TYPE(FLD), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)     :: sf_isfcav_fwf                 !:
88   !
89   REAL(wp) , PUBLIC                                      :: risf_lamb1, risf_lamb2, risf_lamb3  ! freezing point linearization coeficient
90   !
91   ! 2.3 -------- ice shelf param. melt namelist parameter -------------
92   INTEGER  , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: mskisf_par                    !:
93   INTEGER  , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: misfkt_par   , misfkb_par     !:
94   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: rhisf_tbl_par, rfrac_tbl_par  !:
95   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: fwfisf_par   , fwfisf_par_b   !: before and now net fwf from the ice shelf        [kg/m2/s]
96   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: risf_par_tsc , risf_par_tsc_b !: before and now T & S isf contents [K.m/s & PSU.m/s] 
97   TYPE(FLD), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)     :: sf_isfpar_fwf                 !:
98   !
99   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: rhisf0_tbl_par                !: thickness of tbl (initial value)  [m]
100   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: risfLeff                      !:
101   !
102   ! 2.4 -------- coupling namelist parameter -------------
103   INTEGER , PUBLIC                                        ::   nstp_iscpl   !:
104   REAL(wp), PUBLIC                                        ::   rdt_iscpl    !:
105   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::   risfcpl_ssh, risfcpl_cons_ssh, risfcpl_cons_ssh_b               !:
106   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::   risfcpl_vol, risfcpl_cons_vol, risfcpl_cons_vol_b  !:
107   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:) ::   risfcpl_tsc, risfcpl_cons_tsc, risfcpl_cons_tsc_b  !:
108   !
109   !!----------------------------------------------------------------------
110   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
111   !! $Id: sbcisf.F90 10536 2019-01-16 19:21:09Z mathiot $
112   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
113   !!----------------------------------------------------------------------
114CONTAINS
115
116   SUBROUTINE isf_alloc_par()
117      !!---------------------------------------------------------------------
118      !!                  ***  ROUTINE isf_alloc_par  ***
119      !!
120      !! ** Purpose :
121      !!
122      !! ** Method  :
123      !!
124      !!----------------------------------------------------------------------
125      INTEGER :: ierr, ialloc
126      !!----------------------------------------------------------------------
127      ierr = 0       ! set to zero if no array to be allocated
128      !
129      ALLOCATE(risfLeff(jpi,jpj), STAT=ialloc)
130      ierr = ierr + ialloc
131      !
132      ALLOCATE(misfkt_par(jpi,jpj), misfkb_par(jpi,jpj), STAT=ialloc )
133      ierr = ierr + ialloc
134      !
135      ALLOCATE( rfrac_tbl_par(jpi,jpj), STAT=ialloc)
136      ierr = ierr + ialloc
137      !
138      ALLOCATE( rhisf_tbl_par(jpi,jpj), rhisf0_tbl_par(jpi,jpj), STAT=ialloc)
139      ierr = ierr + ialloc
140      !
141      ALLOCATE( mskisf_par(jpi,jpj), STAT=ialloc)
142      ierr = ierr + ialloc
143      !
144      CALL mpp_sum ( 'isf', ierr )
145      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'isf: failed to allocate arrays.' )
146      !
147   END SUBROUTINE isf_alloc_par
148
149   
150   SUBROUTINE isf_alloc_cav()
151      !!---------------------------------------------------------------------
152      !!                  ***  ROUTINE isf_alloc_cav  ***
153      !!
154      !! ** Purpose :
155      !!
156      !! ** Method  :
157      !!
158      !!----------------------------------------------------------------------
159      INTEGER :: ierr, ialloc
160      !!----------------------------------------------------------------------
161      ierr = 0       ! set to zero if no array to be allocated
162      !
163      ALLOCATE(misfkt_cav(jpi,jpj), misfkb_cav(jpi,jpj), STAT=ialloc )
164      ierr = ierr + ialloc
165      !
166      ALLOCATE( rfrac_tbl_cav(jpi,jpj), STAT=ialloc)
167      ierr = ierr + ialloc
168      !
169      ALLOCATE( rhisf_tbl_cav(jpi,jpj), STAT=ialloc)
170      ierr = ierr + ialloc
171      !
172      CALL mpp_sum ( 'isf', ierr )
173      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'isf: failed to allocate arrays.' )
174      !
175   END SUBROUTINE isf_alloc_cav
176
177   
178   SUBROUTINE isf_alloc_cpl()
179      !!---------------------------------------------------------------------
180      !!                  ***  ROUTINE isf_alloc_cpl  ***
181      !!
182      !! ** Purpose : allocate array use for the ice sheet coupling
183      !!
184      !!----------------------------------------------------------------------
185      INTEGER :: ierr, ialloc
186      !!----------------------------------------------------------------------
187      ierr = 0
188      !
189      ALLOCATE( risfcpl_ssh(jpi,jpj) , risfcpl_tsc(jpi,jpj,jpk,jpts) , risfcpl_vol(jpi,jpj,jpk) , STAT=ialloc )
190      ierr = ierr + ialloc
191      !
192      risfcpl_tsc(:,:,:,:) = 0._wp ; risfcpl_vol(:,:,:) = 0._wp ; risfcpl_ssh(:,:) = 0._wp
193
194      IF ( ln_isfcpl_cons ) THEN
195         ALLOCATE( risfcpl_cons_tsc(jpi,jpj,jpk,jpts) , risfcpl_cons_vol(jpi,jpj,jpk) , risfcpl_cons_ssh(jpi,jpj) , STAT=ialloc )
196         ierr = ierr + ialloc
197         !
198         risfcpl_cons_tsc(:,:,:,:) = 0._wp ; risfcpl_cons_vol(:,:,:) = 0._wp ; risfcpl_cons_ssh(:,:) = 0._wp
199         !
200      END IF
201      !
202      CALL mpp_sum ( 'isf', ierr )
203      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop('STOP','isfcpl: failed to allocate arrays.')
204      !
205   END SUBROUTINE isf_alloc_cpl
206
207   
208   SUBROUTINE isf_dealloc_cpl()
209      !!---------------------------------------------------------------------
210      !!                  ***  ROUTINE isf_dealloc_cpl  ***
211      !!
212      !! ** Purpose : de-allocate useless public 3d array used for ice sheet coupling
213      !!
214      !!----------------------------------------------------------------------
215      INTEGER :: ierr, ialloc
216      !!----------------------------------------------------------------------
217      ierr = 0
218      !
219      DEALLOCATE( risfcpl_ssh , risfcpl_tsc , risfcpl_vol , STAT=ialloc )
220      ierr = ierr + ialloc
221      !
222      CALL mpp_sum ( 'isf', ierr )
223      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop('STOP','isfcpl: failed to deallocate arrays.')
224      !
225   END SUBROUTINE isf_dealloc_cpl
226
227   
228   SUBROUTINE isf_alloc()
229      !!---------------------------------------------------------------------
230      !!                  ***  ROUTINE isf_alloc  ***
231      !!
232      !! ** Purpose : allocate array used for the ice shelf cavity (cav and par)
233      !!
234      !!----------------------------------------------------------------------
235      INTEGER :: ierr, ialloc
236      !!----------------------------------------------------------------------
237      !
238      ierr = 0       ! set to zero if no array to be allocated
239      !
240      ALLOCATE( fwfisf_par  (jpi,jpj) , fwfisf_par_b(jpi,jpj) ,     &
241         &      fwfisf_cav  (jpi,jpj) , fwfisf_cav_b(jpi,jpj) ,     &
242         &      fwfisf_oasis(jpi,jpj)                         , STAT=ialloc )
243      ierr = ierr + ialloc
244      !
245      ALLOCATE( risf_par_tsc(jpi,jpj,jpts) , risf_par_tsc_b(jpi,jpj,jpts) , STAT=ialloc )
246      ierr = ierr + ialloc
247      !
248      ALLOCATE( risf_cav_tsc(jpi,jpj,jpts) , risf_cav_tsc_b(jpi,jpj,jpts) , STAT=ialloc )
249      ierr = ierr + ialloc
250      !
251      ALLOCATE( risfload(jpi,jpj) , STAT=ialloc )
252      ierr = ierr + ialloc
253      !
254      ALLOCATE( mskisf_cav(jpi,jpj) , STAT=ialloc )
255      ierr = ierr + ialloc
256      !
257      CALL mpp_sum ( 'isf', ierr )
258      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'isf: failed to allocate arrays.' )
259      !
260      ! initalisation of fwf and tsc array to 0
261      risfload    (:,:)   = 0._wp
262      fwfisf_oasis(:,:)   = 0._wp
263      fwfisf_par  (:,:)   = 0._wp   ;   fwfisf_par_b  (:,:)   = 0._wp
264      fwfisf_cav  (:,:)   = 0._wp   ;   fwfisf_cav_b  (:,:)   = 0._wp
265      risf_cav_tsc(:,:,:) = 0._wp   ;   risf_cav_tsc_b(:,:,:) = 0._wp
266      risf_par_tsc(:,:,:) = 0._wp   ;   risf_par_tsc_b(:,:,:) = 0._wp
267      !
268   END SUBROUTINE isf_alloc
269   
270   !!======================================================================
271END MODULE isf_oce
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.