source: NEMO/trunk/src/OCE/SBC/sbcrnf.F90 @ 12276

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Line 
1MODULE sbcrnf
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  sbcrnf  ***
4   !! Ocean forcing:  river runoff
5   !!=====================================================================
6   !! History :  OPA  ! 2000-11  (R. Hordoir, E. Durand)  NetCDF FORMAT
7   !!   NEMO     1.0  ! 2002-09  (G. Madec)  F90: Free form and module
8   !!            3.0  ! 2006-07  (G. Madec)  Surface module
9   !!            3.2  ! 2009-04  (B. Lemaire)  Introduce iom_put
10   !!            3.3  ! 2010-10  (R. Furner, G. Madec) runoff distributed over ocean levels
11   !!----------------------------------------------------------------------
12
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   !!   sbc_rnf       : monthly runoffs read in a NetCDF file
15   !!   sbc_rnf_init  : runoffs initialisation
16   !!   rnf_mouth     : set river mouth mask
17   !!----------------------------------------------------------------------
18   USE dom_oce        ! ocean space and time domain
19   USE phycst         ! physical constants
20   USE sbc_oce        ! surface boundary condition variables
21   USE eosbn2         ! Equation Of State
22   USE closea, ONLY: l_clo_rnf, clo_rnf ! closed seas
23   !
24   USE in_out_manager ! I/O manager
25   USE fldread        ! read input field at current time step
26   USE iom            ! I/O module
27   USE lib_mpp        ! MPP library
28
29   IMPLICIT NONE
30   PRIVATE
31
32   PUBLIC   sbc_rnf       ! called in sbcmod module
33   PUBLIC   sbc_rnf_div   ! called in divhor module
34   PUBLIC   sbc_rnf_alloc ! called in sbcmod module
35   PUBLIC   sbc_rnf_init  ! called in sbcmod module
36   
37   !                                                !!* namsbc_rnf namelist *
38   CHARACTER(len=100)         ::   cn_dir            !: Root directory for location of rnf files
39   LOGICAL           , PUBLIC ::   ln_rnf_depth      !: depth       river runoffs attribute specified in a file
40   LOGICAL                    ::      ln_rnf_depth_ini  !: depth       river runoffs  computed at the initialisation
41   REAL(wp)                   ::      rn_rnf_max        !: maximum value of the runoff climatologie (ln_rnf_depth_ini =T)
42   REAL(wp)                   ::      rn_dep_max        !: depth over which runoffs is spread       (ln_rnf_depth_ini =T)
43   INTEGER                    ::      nn_rnf_depth_file !: create (=1) a runoff depth file or not (=0)
44   LOGICAL                    ::   ln_rnf_icb        !: iceberg flux is specified in a file
45   LOGICAL                    ::   ln_rnf_tem        !: temperature river runoffs attribute specified in a file
46   LOGICAL           , PUBLIC ::   ln_rnf_sal        !: salinity    river runoffs attribute specified in a file
47   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC ::   sn_rnf            !: information about the runoff file to be read
48   TYPE(FLD_N)                ::   sn_cnf            !: information about the runoff mouth file to be read
49   TYPE(FLD_N)                ::   sn_i_rnf        !: information about the iceberg flux file to be read
50   TYPE(FLD_N)                ::   sn_s_rnf          !: information about the salinities of runoff file to be read
51   TYPE(FLD_N)                ::   sn_t_rnf          !: information about the temperatures of runoff file to be read
52   TYPE(FLD_N)                ::   sn_dep_rnf        !: information about the depth which river inflow affects
53   LOGICAL           , PUBLIC ::   ln_rnf_mouth      !: specific treatment in mouths vicinity
54   REAL(wp)                   ::   rn_hrnf           !: runoffs, depth over which enhanced vertical mixing is used
55   REAL(wp)          , PUBLIC ::   rn_avt_rnf        !: runoffs, value of the additional vertical mixing coef. [m2/s]
56   REAL(wp)          , PUBLIC ::   rn_rfact          !: multiplicative factor for runoff
57
58   LOGICAL , PUBLIC ::   l_rnfcpl = .false.   !: runoffs recieved from oasis
59   INTEGER , PUBLIC ::   nkrnf = 0            !: nb of levels over which Kz is increased at river mouths
60   
61   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   rnfmsk              !: river mouth mask (hori.)
62   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)     ::   rnfmsk_z            !: river mouth mask (vert.)
63   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   h_rnf               !: depth of runoff in m
64   INTEGER,  PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   nk_rnf              !: depth of runoff in model levels
65   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   rnf_tsc_b, rnf_tsc  !: before and now T & S runoff contents   [K.m/s & PSU.m/s]   
66
67   TYPE(FLD),        ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf_rnf       ! structure: river runoff (file information, fields read)
68   TYPE(FLD),        ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf_i_rnf     ! structure: iceberg flux (file information, fields read)
69   TYPE(FLD),        ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf_s_rnf     ! structure: river runoff salinity (file information, fields read) 
70   TYPE(FLD),        ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf_t_rnf     ! structure: river runoff temperature (file information, fields read) 
71 
72   !!----------------------------------------------------------------------
73   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
74   !! $Id$
75   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
76   !!----------------------------------------------------------------------
77CONTAINS
78
79   INTEGER FUNCTION sbc_rnf_alloc()
80      !!----------------------------------------------------------------------
81      !!                ***  ROUTINE sbc_rnf_alloc  ***
82      !!----------------------------------------------------------------------
83      ALLOCATE( rnfmsk(jpi,jpj)         , rnfmsk_z(jpk)          ,     &
84         &      h_rnf (jpi,jpj)         , nk_rnf  (jpi,jpj)      ,     &
85         &      rnf_tsc_b(jpi,jpj,jpts) , rnf_tsc (jpi,jpj,jpts) , STAT=sbc_rnf_alloc )
86         !
87      CALL mpp_sum ( 'sbcrnf', sbc_rnf_alloc )
88      IF( sbc_rnf_alloc > 0 )   CALL ctl_warn('sbc_rnf_alloc: allocation of arrays failed')
89   END FUNCTION sbc_rnf_alloc
90
91
92   SUBROUTINE sbc_rnf( kt )
93      !!----------------------------------------------------------------------
94      !!                  ***  ROUTINE sbc_rnf  ***
95      !!
96      !! ** Purpose :   Introduce a climatological run off forcing
97      !!
98      !! ** Method  :   Set each river mouth with a monthly climatology
99      !!                provided from different data.
100      !!                CAUTION : upward water flux, runoff forced to be < 0
101      !!
102      !! ** Action  :   runoff updated runoff field at time-step kt
103      !!----------------------------------------------------------------------
104      INTEGER, INTENT(in) ::   kt          ! ocean time step
105      !
106      INTEGER  ::   ji, jj    ! dummy loop indices
107      INTEGER  ::   z_err = 0 ! dummy integer for error handling
108      !!----------------------------------------------------------------------
109      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   ztfrz   ! freezing point used for temperature correction
110      !
111      !
112      !                                            !-------------------!
113      !                                            !   Update runoff   !
114      !                                            !-------------------!
115      !
116      !
117      IF( .NOT. l_rnfcpl )  THEN
118                            CALL fld_read ( kt, nn_fsbc, sf_rnf   )    ! Read Runoffs data and provide it at kt ( runoffs + iceberg )
119         IF( ln_rnf_icb )   CALL fld_read ( kt, nn_fsbc, sf_i_rnf )    ! idem for iceberg flux if required
120      ENDIF
121      IF(   ln_rnf_tem   )   CALL fld_read ( kt, nn_fsbc, sf_t_rnf )    ! idem for runoffs temperature if required
122      IF(   ln_rnf_sal   )   CALL fld_read ( kt, nn_fsbc, sf_s_rnf )    ! idem for runoffs salinity    if required
123      !
124      IF( MOD( kt - 1, nn_fsbc ) == 0 ) THEN
125         !
126         IF( .NOT. l_rnfcpl ) THEN
127             rnf(:,:) = rn_rfact * ( sf_rnf(1)%fnow(:,:,1) ) * tmask(:,:,1)  ! updated runoff value at time step kt
128             IF( ln_rnf_icb ) THEN
129                fwficb(:,:) = rn_rfact * ( sf_i_rnf(1)%fnow(:,:,1) ) * tmask(:,:,1)  ! updated runoff value at time step kt
130                CALL iom_put( 'iceberg_cea'  , fwficb(:,:)  )         ! output iceberg flux
131                CALL iom_put( 'hflx_icb_cea' , fwficb(:,:) * rLfus )   ! output Heat Flux into Sea Water due to Iceberg Thermodynamics -->
132             ENDIF
133         ENDIF
134         !
135         !                                                           ! set temperature & salinity content of runoffs
136         IF( ln_rnf_tem ) THEN                                       ! use runoffs temperature data
137            rnf_tsc(:,:,jp_tem) = ( sf_t_rnf(1)%fnow(:,:,1) ) * rnf(:,:) * r1_rau0
138            CALL eos_fzp( sss_m(:,:), ztfrz(:,:) )
139            WHERE( sf_t_rnf(1)%fnow(:,:,1) == -999._wp )             ! if missing data value use SST as runoffs temperature
140               rnf_tsc(:,:,jp_tem) = sst_m(:,:) * rnf(:,:) * r1_rau0
141            END WHERE
142         ELSE                                                        ! use SST as runoffs temperature
143            !CEOD River is fresh water so must at least be 0 unless we consider ice
144            rnf_tsc(:,:,jp_tem) = MAX( sst_m(:,:), 0.0_wp ) * rnf(:,:) * r1_rau0
145         ENDIF
146         !                                                           ! use runoffs salinity data
147         IF( ln_rnf_sal )   rnf_tsc(:,:,jp_sal) = ( sf_s_rnf(1)%fnow(:,:,1) ) * rnf(:,:) * r1_rau0
148         !                                                           ! else use S=0 for runoffs (done one for all in the init)
149                                         CALL iom_put( 'runoffs'     , rnf(:,:)                         )   ! output runoff mass flux
150         IF( iom_use('hflx_rnf_cea') )   CALL iom_put( 'hflx_rnf_cea', rnf_tsc(:,:,jp_tem) * rau0 * rcp )   ! output runoff sensible heat (W/m2)
151      ENDIF
152      !
153      !                                                ! ---------------------------------------- !
154      IF( kt == nit000 ) THEN                          !   set the forcing field at nit000 - 1    !
155         !                                             ! ---------------------------------------- !
156         IF( ln_rstart .AND.    &                               !* Restart: read in restart file
157            & iom_varid( numror, 'rnf_b', ldstop = .FALSE. ) > 0 ) THEN
158            IF(lwp) WRITE(numout,*) '          nit000-1 runoff forcing fields red in the restart file', lrxios
159            CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'rnf_b', rnf_b, ldxios = lrxios )     ! before runoff
160            CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'rnf_hc_b', rnf_tsc_b(:,:,jp_tem), ldxios = lrxios )   ! before heat content of runoff
161            CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'rnf_sc_b', rnf_tsc_b(:,:,jp_sal), ldxios = lrxios )   ! before salinity content of runoff
162         ELSE                                                   !* no restart: set from nit000 values
163            IF(lwp) WRITE(numout,*) '          nit000-1 runoff forcing fields set to nit000'
164            rnf_b    (:,:  ) = rnf    (:,:  )
165            rnf_tsc_b(:,:,:) = rnf_tsc(:,:,:)
166         ENDIF
167      ENDIF
168      !                                                ! ---------------------------------------- !
169      IF( lrst_oce ) THEN                              !      Write in the ocean restart file     !
170         !                                             ! ---------------------------------------- !
171         IF(lwp) WRITE(numout,*)
172         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'sbcrnf : runoff forcing fields written in ocean restart file ',   &
173            &                    'at it= ', kt,' date= ', ndastp
174         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~'
175         IF( lwxios ) CALL iom_swap(      cwxios_context          )
176         CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'rnf_b' , rnf, ldxios = lwxios )
177         CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'rnf_hc_b', rnf_tsc(:,:,jp_tem), ldxios = lwxios )
178         CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'rnf_sc_b', rnf_tsc(:,:,jp_sal), ldxios = lwxios )
179         IF( lwxios ) CALL iom_swap(      cxios_context          )
180      ENDIF
181      !
182   END SUBROUTINE sbc_rnf
183
184
185   SUBROUTINE sbc_rnf_div( phdivn )
186      !!----------------------------------------------------------------------
187      !!                  ***  ROUTINE sbc_rnf  ***
188      !!
189      !! ** Purpose :   update the horizontal divergence with the runoff inflow
190      !!
191      !! ** Method  :
192      !!                CAUTION : rnf is positive (inflow) decreasing the
193      !!                          divergence and expressed in m/s
194      !!
195      !! ** Action  :   phdivn   decreased by the runoff inflow
196      !!----------------------------------------------------------------------
197      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(inout) ::   phdivn   ! horizontal divergence
198      !!
199      INTEGER  ::   ji, jj, jk   ! dummy loop indices
200      REAL(wp) ::   zfact     ! local scalar
201      !!----------------------------------------------------------------------
202      !
203      zfact = 0.5_wp
204      !
205      IF( ln_rnf_depth .OR. ln_rnf_depth_ini ) THEN      !==   runoff distributed over several levels   ==!
206         IF( ln_linssh ) THEN    !* constant volume case : just apply the runoff input flow
207            DO jj = 1, jpj
208               DO ji = 1, jpi
209                  DO jk = 1, nk_rnf(ji,jj)
210                     phdivn(ji,jj,jk) = phdivn(ji,jj,jk) - ( rnf(ji,jj) + rnf_b(ji,jj) ) * zfact * r1_rau0 / h_rnf(ji,jj)
211                  END DO
212               END DO
213            END DO
214         ELSE                    !* variable volume case
215            DO jj = 1, jpj                   ! update the depth over which runoffs are distributed
216               DO ji = 1, jpi
217                  h_rnf(ji,jj) = 0._wp
218                  DO jk = 1, nk_rnf(ji,jj)                           ! recalculates h_rnf to be the depth in metres
219                     h_rnf(ji,jj) = h_rnf(ji,jj) + e3t_n(ji,jj,jk)   ! to the bottom of the relevant grid box
220                  END DO
221                  !                          ! apply the runoff input flow
222                  DO jk = 1, nk_rnf(ji,jj)
223                     phdivn(ji,jj,jk) = phdivn(ji,jj,jk) - ( rnf(ji,jj) + rnf_b(ji,jj) ) * zfact * r1_rau0 / h_rnf(ji,jj)
224                  END DO
225               END DO
226            END DO
227         ENDIF
228      ELSE                       !==   runoff put only at the surface   ==!
229         h_rnf (:,:)   = e3t_n (:,:,1)        ! update h_rnf to be depth of top box
230         phdivn(:,:,1) = phdivn(:,:,1) - ( rnf(:,:) + rnf_b(:,:) ) * zfact * r1_rau0 / e3t_n(:,:,1)
231      ENDIF
232      !
233   END SUBROUTINE sbc_rnf_div
234
235
236   SUBROUTINE sbc_rnf_init
237      !!----------------------------------------------------------------------
238      !!                  ***  ROUTINE sbc_rnf_init  ***
239      !!
240      !! ** Purpose :   Initialisation of the runoffs if (ln_rnf=T)
241      !!
242      !! ** Method  : - read the runoff namsbc_rnf namelist
243      !!
244      !! ** Action  : - read parameters
245      !!----------------------------------------------------------------------
246      CHARACTER(len=32) ::   rn_dep_file   ! runoff file name
247      INTEGER           ::   ji, jj, jk, jm    ! dummy loop indices
248      INTEGER           ::   ierror, inum  ! temporary integer
249      INTEGER           ::   ios           ! Local integer output status for namelist read
250      INTEGER           ::   nbrec         ! temporary integer
251      REAL(wp)          ::   zacoef 
252      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,2) :: zrnfcl   
253      !!
254      NAMELIST/namsbc_rnf/ cn_dir            , ln_rnf_depth, ln_rnf_tem, ln_rnf_sal, ln_rnf_icb,   &
255         &                 sn_rnf, sn_cnf    , sn_i_rnf, sn_s_rnf    , sn_t_rnf  , sn_dep_rnf,   &
256         &                 ln_rnf_mouth      , rn_hrnf     , rn_avt_rnf, rn_rfact,     &
257         &                 ln_rnf_depth_ini  , rn_dep_max  , rn_rnf_max, nn_rnf_depth_file
258      !!----------------------------------------------------------------------
259      !
260      !                                         !==  allocate runoff arrays
261      IF( sbc_rnf_alloc() /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_rnf_alloc : unable to allocate arrays' )
262      !
263      IF( .NOT. ln_rnf ) THEN                      ! no specific treatment in vicinity of river mouths
264         ln_rnf_mouth  = .FALSE.                   ! default definition needed for example by sbc_ssr or by tra_adv_muscl
265         nkrnf         = 0
266         rnf     (:,:) = 0.0_wp
267         rnf_b   (:,:) = 0.0_wp
268         rnfmsk  (:,:) = 0.0_wp
269         rnfmsk_z(:)   = 0.0_wp
270         RETURN
271      ENDIF
272      !
273      !                                   ! ============
274      !                                   !   Namelist
275      !                                   ! ============
276      !
277      READ  ( numnam_ref, namsbc_rnf, IOSTAT = ios, ERR = 901)
278901   IF( ios /= 0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namsbc_rnf in reference namelist' )
279
280      READ  ( numnam_cfg, namsbc_rnf, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
281902   IF( ios >  0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namsbc_rnf in configuration namelist' )
282      IF(lwm) WRITE ( numond, namsbc_rnf )
283      !
284      !                                         ! Control print
285      IF(lwp) THEN
286         WRITE(numout,*)
287         WRITE(numout,*) 'sbc_rnf_init : runoff '
288         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~ '
289         WRITE(numout,*) '   Namelist namsbc_rnf'
290         WRITE(numout,*) '      specific river mouths treatment            ln_rnf_mouth = ', ln_rnf_mouth
291         WRITE(numout,*) '      river mouth additional Kz                  rn_avt_rnf   = ', rn_avt_rnf
292         WRITE(numout,*) '      depth of river mouth additional mixing     rn_hrnf      = ', rn_hrnf
293         WRITE(numout,*) '      multiplicative factor for runoff           rn_rfact     = ', rn_rfact
294      ENDIF
295      !                                   ! ==================
296      !                                   !   Type of runoff
297      !                                   ! ==================
298      !
299      IF( .NOT. l_rnfcpl ) THEN                   
300         ALLOCATE( sf_rnf(1), STAT=ierror )         ! Create sf_rnf structure (runoff inflow)
301         IF(lwp) WRITE(numout,*)
302         IF(lwp) WRITE(numout,*) '   ==>>>   runoffs inflow read in a file'
303         IF( ierror > 0 ) THEN
304            CALL ctl_stop( 'sbc_rnf_init: unable to allocate sf_rnf structure' )   ;   RETURN
305         ENDIF
306         ALLOCATE( sf_rnf(1)%fnow(jpi,jpj,1)   )
307         IF( sn_rnf%ln_tint ) ALLOCATE( sf_rnf(1)%fdta(jpi,jpj,1,2) )
308         CALL fld_fill( sf_rnf, (/ sn_rnf /), cn_dir, 'sbc_rnf_init', 'read runoffs data', 'namsbc_rnf', no_print )
309         !
310         IF( ln_rnf_icb ) THEN                      ! Create (if required) sf_i_rnf structure
311            IF(lwp) WRITE(numout,*)
312            IF(lwp) WRITE(numout,*) '          iceberg flux read in a file'
313            ALLOCATE( sf_i_rnf(1), STAT=ierror  )
314            IF( ierror > 0 ) THEN
315               CALL ctl_stop( 'sbc_rnf_init: unable to allocate sf_i_rnf structure' )   ;   RETURN
316            ENDIF
317            ALLOCATE( sf_i_rnf(1)%fnow(jpi,jpj,1)   )
318            IF( sn_i_rnf%ln_tint ) ALLOCATE( sf_i_rnf(1)%fdta(jpi,jpj,1,2) )
319            CALL fld_fill (sf_i_rnf, (/ sn_i_rnf /), cn_dir, 'sbc_rnf_init', 'read iceberg flux data', 'namsbc_rnf' )
320         ELSE
321            fwficb(:,:) = 0._wp
322         ENDIF
323
324      ENDIF
325      !
326      IF( ln_rnf_tem ) THEN                      ! Create (if required) sf_t_rnf structure
327         IF(lwp) WRITE(numout,*)
328         IF(lwp) WRITE(numout,*) '   ==>>>   runoffs temperatures read in a file'
329         ALLOCATE( sf_t_rnf(1), STAT=ierror  )
330         IF( ierror > 0 ) THEN
331            CALL ctl_stop( 'sbc_rnf_init: unable to allocate sf_t_rnf structure' )   ;   RETURN
332         ENDIF
333         ALLOCATE( sf_t_rnf(1)%fnow(jpi,jpj,1)   )
334         IF( sn_t_rnf%ln_tint ) ALLOCATE( sf_t_rnf(1)%fdta(jpi,jpj,1,2) )
335         CALL fld_fill (sf_t_rnf, (/ sn_t_rnf /), cn_dir, 'sbc_rnf_init', 'read runoff temperature data', 'namsbc_rnf', no_print )
336      ENDIF
337      !
338      IF( ln_rnf_sal  ) THEN                     ! Create (if required) sf_s_rnf and sf_t_rnf structures
339         IF(lwp) WRITE(numout,*)
340         IF(lwp) WRITE(numout,*) '   ==>>>   runoffs salinities read in a file'
341         ALLOCATE( sf_s_rnf(1), STAT=ierror  )
342         IF( ierror > 0 ) THEN
343            CALL ctl_stop( 'sbc_rnf_init: unable to allocate sf_s_rnf structure' )   ;   RETURN
344         ENDIF
345         ALLOCATE( sf_s_rnf(1)%fnow(jpi,jpj,1)   )
346         IF( sn_s_rnf%ln_tint ) ALLOCATE( sf_s_rnf(1)%fdta(jpi,jpj,1,2) )
347         CALL fld_fill (sf_s_rnf, (/ sn_s_rnf /), cn_dir, 'sbc_rnf_init', 'read runoff salinity data', 'namsbc_rnf', no_print )
348      ENDIF
349      !
350      IF( ln_rnf_depth ) THEN                    ! depth of runoffs set from a file
351         IF(lwp) WRITE(numout,*)
352         IF(lwp) WRITE(numout,*) '   ==>>>   runoffs depth read in a file'
353         rn_dep_file = TRIM( cn_dir )//TRIM( sn_dep_rnf%clname )
354         IF( .NOT. sn_dep_rnf%ln_clim ) THEN   ;   WRITE(rn_dep_file, '(a,"_y",i4)' ) TRIM( rn_dep_file ), nyear    ! add year
355            IF( sn_dep_rnf%cltype == 'monthly' )   WRITE(rn_dep_file, '(a,"m",i2)'  ) TRIM( rn_dep_file ), nmonth   ! add month
356         ENDIF
357         CALL iom_open ( rn_dep_file, inum )                           ! open file
358         CALL iom_get  ( inum, jpdom_data, sn_dep_rnf%clvar, h_rnf )   ! read the river mouth array
359         CALL iom_close( inum )                                        ! close file
360         !
361         nk_rnf(:,:) = 0                               ! set the number of level over which river runoffs are applied
362         DO jj = 1, jpj
363            DO ji = 1, jpi
364               IF( h_rnf(ji,jj) > 0._wp ) THEN
365                  jk = 2
366                  DO WHILE ( jk < mbkt(ji,jj) .AND. gdept_0(ji,jj,jk) < h_rnf(ji,jj) ) ;  jk = jk + 1
367                  END DO
368                  nk_rnf(ji,jj) = jk
369               ELSEIF( h_rnf(ji,jj) == -1._wp   ) THEN   ;  nk_rnf(ji,jj) = 1
370               ELSEIF( h_rnf(ji,jj) == -999._wp ) THEN   ;  nk_rnf(ji,jj) = mbkt(ji,jj)
371               ELSE
372                  CALL ctl_stop( 'sbc_rnf_init: runoff depth not positive, and not -999 or -1, rnf value in file fort.999'  )
373                  WRITE(999,*) 'ji, jj, h_rnf(ji,jj) :', ji, jj, h_rnf(ji,jj)
374               ENDIF
375            END DO
376         END DO
377         DO jj = 1, jpj                                ! set the associated depth
378            DO ji = 1, jpi
379               h_rnf(ji,jj) = 0._wp
380               DO jk = 1, nk_rnf(ji,jj)
381                  h_rnf(ji,jj) = h_rnf(ji,jj) + e3t_n(ji,jj,jk)
382               END DO
383            END DO
384         END DO
385         !
386      ELSE IF( ln_rnf_depth_ini ) THEN           ! runoffs applied at the surface
387         !
388         IF(lwp) WRITE(numout,*)
389         IF(lwp) WRITE(numout,*) '   ==>>>   depth of runoff computed once from max value of runoff'
390         IF(lwp) WRITE(numout,*) '        max value of the runoff climatologie (over global domain) rn_rnf_max = ', rn_rnf_max
391         IF(lwp) WRITE(numout,*) '        depth over which runoffs is spread                        rn_dep_max = ', rn_dep_max
392         IF(lwp) WRITE(numout,*) '        create (=1) a runoff depth file or not (=0)      nn_rnf_depth_file  = ', nn_rnf_depth_file
393
394         CALL iom_open( TRIM( sn_rnf%clname ), inum )    !  open runoff file
395         nbrec = iom_getszuld( inum )
396         zrnfcl(:,:,1) = 0._wp                                                          ! init the max to 0. in 1
397         DO jm = 1, nbrec
398            CALL iom_get( inum, jpdom_data, TRIM( sn_rnf%clvar ), zrnfcl(:,:,2), jm )   ! read the value in 2
399            zrnfcl(:,:,1) = MAXVAL( zrnfcl(:,:,:), DIM=3 )                              ! store the maximum value in time in 1
400         END DO
401         CALL iom_close( inum )
402         !
403         h_rnf(:,:) = 1.
404         !
405         zacoef = rn_dep_max / rn_rnf_max            ! coef of linear relation between runoff and its depth (150m for max of runoff)
406         !
407         WHERE( zrnfcl(:,:,1) > 0._wp )  h_rnf(:,:) = zacoef * zrnfcl(:,:,1)   ! compute depth for all runoffs
408         !
409         DO jj = 1, jpj                     ! take in account min depth of ocean rn_hmin
410            DO ji = 1, jpi
411               IF( zrnfcl(ji,jj,1) > 0._wp ) THEN
412                  jk = mbkt(ji,jj)
413                  h_rnf(ji,jj) = MIN( h_rnf(ji,jj), gdept_0(ji,jj,jk ) )
414               ENDIF
415            END DO
416         END DO
417         !
418         nk_rnf(:,:) = 0                       ! number of levels on which runoffs are distributed
419         DO jj = 1, jpj
420            DO ji = 1, jpi
421               IF( zrnfcl(ji,jj,1) > 0._wp ) THEN
422                  jk = 2
423                  DO WHILE ( jk < mbkt(ji,jj) .AND. gdept_0(ji,jj,jk) < h_rnf(ji,jj) ) ;  jk = jk + 1
424                  END DO
425                  nk_rnf(ji,jj) = jk
426               ELSE
427                  nk_rnf(ji,jj) = 1
428               ENDIF
429            END DO
430         END DO
431         !
432         DO jj = 1, jpj                                ! set the associated depth
433            DO ji = 1, jpi
434               h_rnf(ji,jj) = 0._wp
435               DO jk = 1, nk_rnf(ji,jj)
436                  h_rnf(ji,jj) = h_rnf(ji,jj) + e3t_n(ji,jj,jk)
437               END DO
438            END DO
439         END DO
440         !
441         IF( nn_rnf_depth_file == 1 ) THEN      !  save  output nb levels for runoff
442            IF(lwp) WRITE(numout,*) '   ==>>>   create runoff depht file'
443            CALL iom_open  ( TRIM( sn_dep_rnf%clname ), inum, ldwrt = .TRUE. )
444            CALL iom_rstput( 0, 0, inum, 'rodepth', h_rnf )
445            CALL iom_close ( inum )
446         ENDIF
447      ELSE                                       ! runoffs applied at the surface
448         nk_rnf(:,:) = 1
449         h_rnf (:,:) = e3t_n(:,:,1)
450      ENDIF
451      !
452      rnf(:,:) =  0._wp                         ! runoff initialisation
453      rnf_tsc(:,:,:) = 0._wp                    ! runoffs temperature & salinty contents initilisation
454      !
455      !                                   ! ========================
456      !                                   !   River mouth vicinity
457      !                                   ! ========================
458      !
459      IF( ln_rnf_mouth ) THEN                   ! Specific treatment in vicinity of river mouths :
460         !                                      !    - Increase Kz in surface layers ( rn_hrnf > 0 )
461         !                                      !    - set to zero SSS damping (ln_ssr=T)
462         !                                      !    - mixed upstream-centered (ln_traadv_cen2=T)
463         !
464         IF( ln_rnf_depth )   CALL ctl_warn( 'sbc_rnf_init: increased mixing turned on but effects may already',   &
465            &                                              'be spread through depth by ln_rnf_depth'               )
466         !
467         nkrnf = 0                                  ! Number of level over which Kz increase
468         IF( rn_hrnf > 0._wp ) THEN
469            nkrnf = 2
470            DO WHILE( nkrnf /= jpkm1 .AND. gdepw_1d(nkrnf+1) < rn_hrnf )   ;   nkrnf = nkrnf + 1
471            END DO
472            IF( ln_sco )   CALL ctl_warn( 'sbc_rnf_init: number of levels over which Kz is increased is computed for zco...' )
473         ENDIF
474         IF(lwp) WRITE(numout,*)
475         IF(lwp) WRITE(numout,*) '   ==>>>   Specific treatment used in vicinity of river mouths :'
476         IF(lwp) WRITE(numout,*) '             - Increase Kz in surface layers (if rn_hrnf > 0 )'
477         IF(lwp) WRITE(numout,*) '               by ', rn_avt_rnf,' m2/s  over ', nkrnf, ' w-levels'
478         IF(lwp) WRITE(numout,*) '             - set to zero SSS damping       (if ln_ssr=T)'
479         IF(lwp) WRITE(numout,*) '             - mixed upstream-centered       (if ln_traadv_cen2=T)'
480         !
481         CALL rnf_mouth                             ! set river mouth mask
482         !
483      ELSE                                      ! No treatment at river mouths
484         IF(lwp) WRITE(numout,*)
485         IF(lwp) WRITE(numout,*) '   ==>>>   No specific treatment at river mouths'
486         rnfmsk  (:,:) = 0._wp
487         rnfmsk_z(:)   = 0._wp
488         nkrnf = 0
489      ENDIF
490      !
491      IF( lwxios ) THEN
492         CALL iom_set_rstw_var_active('rnf_b')
493         CALL iom_set_rstw_var_active('rnf_hc_b')
494         CALL iom_set_rstw_var_active('rnf_sc_b')
495      ENDIF
496
497   END SUBROUTINE sbc_rnf_init
498
499
500   SUBROUTINE rnf_mouth
501      !!----------------------------------------------------------------------
502      !!                  ***  ROUTINE rnf_mouth  ***
503      !!
504      !! ** Purpose :   define the river mouths mask
505      !!
506      !! ** Method  :   read the river mouth mask (=0/1) in the river runoff
507      !!                climatological file. Defined a given vertical structure.
508      !!                CAUTION, the vertical structure is hard coded on the
509      !!                first 5 levels.
510      !!                This fields can be used to:
511      !!                 - set an upstream advection scheme
512      !!                   (ln_rnf_mouth=T and ln_traadv_cen2=T)
513      !!                 - increase vertical on the top nn_krnf vertical levels
514      !!                   at river runoff input grid point (nn_krnf>=2, see step.F90)
515      !!                 - set to zero SSS restoring flux at river mouth grid points
516      !!
517      !! ** Action  :   rnfmsk   set to 1 at river runoff input, 0 elsewhere
518      !!                rnfmsk_z vertical structure
519      !!----------------------------------------------------------------------
520      INTEGER            ::   inum        ! temporary integers
521      CHARACTER(len=140) ::   cl_rnfile   ! runoff file name
522      !!----------------------------------------------------------------------
523      !
524      IF(lwp) WRITE(numout,*)
525      IF(lwp) WRITE(numout,*) '   rnf_mouth : river mouth mask'
526      IF(lwp) WRITE(numout,*) '   ~~~~~~~~~ '
527      !
528      cl_rnfile = TRIM( cn_dir )//TRIM( sn_cnf%clname )
529      IF( .NOT. sn_cnf%ln_clim ) THEN   ;   WRITE(cl_rnfile, '(a,"_y",i4)' ) TRIM( cl_rnfile ), nyear    ! add year
530         IF( sn_cnf%cltype == 'monthly' )   WRITE(cl_rnfile, '(a,"m",i2)'  ) TRIM( cl_rnfile ), nmonth   ! add month
531      ENDIF
532      !
533      ! horizontal mask (read in NetCDF file)
534      CALL iom_open ( cl_rnfile, inum )                           ! open file
535      CALL iom_get  ( inum, jpdom_data, sn_cnf%clvar, rnfmsk )    ! read the river mouth array
536      CALL iom_close( inum )                                      ! close file
537      !
538      IF( l_clo_rnf )   CALL clo_rnf( rnfmsk )   ! closed sea inflow set as river mouth
539      !
540      rnfmsk_z(:)   = 0._wp                                       ! vertical structure
541      rnfmsk_z(1)   = 1.0
542      rnfmsk_z(2)   = 1.0                                         ! **********
543      rnfmsk_z(3)   = 0.5                                         ! HARD CODED on the 5 first levels
544      rnfmsk_z(4)   = 0.25                                        ! **********
545      rnfmsk_z(5)   = 0.125
546      !
547   END SUBROUTINE rnf_mouth
548
549   !!======================================================================
550END MODULE sbcrnf
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.