source: NEMO/trunk/src/OCE/TRA/traadv_cen.F90 @ 11993

Last change on this file since 11993 was 11993, checked in by cetlod, 3 months ago

trunk : undo bad commit. Oups

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 10.6 KB
Line 
1MODULE traadv_cen
2   !!======================================================================
3   !!                     ***  MODULE  traadv_cen  ***
4   !! Ocean  tracers:   advective trend (2nd/4th order centered)
5   !!======================================================================
6   !! History :  3.7  ! 2014-05  (G. Madec)  original code
7   !!----------------------------------------------------------------------
8
9   !!----------------------------------------------------------------------
10   !!   tra_adv_cen   : update the tracer trend with the advection trends using a centered or scheme (2nd or 4th order)
11   !!                   NB: on the vertical it is actually a 4th order COMPACT scheme which is used
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   USE dom_oce        ! ocean space and time domain
14   USE eosbn2         ! equation of state
15   USE traadv_fct     ! acces to routine interp_4th_cpt
16   USE trd_oce        ! trends: ocean variables
17   USE trdtra         ! trends manager: tracers
18   USE diaptr         ! poleward transport diagnostics
19   USE diaar5         ! AR5 diagnostics
20   !
21   USE in_out_manager ! I/O manager
22   USE iom            ! IOM library
23   USE trc_oce        ! share passive tracers/Ocean variables
24   USE lib_mpp        ! MPP library
25
26   IMPLICIT NONE
27   PRIVATE
28
29   PUBLIC   tra_adv_cen   ! called by traadv.F90
30   
31   REAL(wp) ::   r1_6 = 1._wp / 6._wp   ! =1/6
32
33   LOGICAL ::   l_trd   ! flag to compute trends
34   LOGICAL ::   l_ptr   ! flag to compute poleward transport
35   LOGICAL ::   l_hst   ! flag to compute heat/salt transport
36
37   !! * Substitutions
38#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
39   !!----------------------------------------------------------------------
40   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
41   !! $Id$
42   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
43   !!----------------------------------------------------------------------
44CONTAINS
45
46   SUBROUTINE tra_adv_cen( kt, kit000, cdtype, pun, pvn, pwn,     &
47      &                                        ptn, pta, kjpt, kn_cen_h, kn_cen_v ) 
48      !!----------------------------------------------------------------------
49      !!                  ***  ROUTINE tra_adv_cen  ***
50      !!                 
51      !! ** Purpose :   Compute the now trend due to the advection of tracers
52      !!      and add it to the general trend of passive tracer equations.
53      !!
54      !! ** Method  :   The advection is evaluated by a 2nd or 4th order scheme
55      !!               using now fields (leap-frog scheme).
56      !!       kn_cen_h = 2  ==>> 2nd order centered scheme on the horizontal
57      !!                = 4  ==>> 4th order    -        -       -      -
58      !!       kn_cen_v = 2  ==>> 2nd order centered scheme on the vertical
59      !!                = 4  ==>> 4th order COMPACT  scheme     -      -
60      !!
61      !! ** Action : - update pta  with the now advective tracer trends
62      !!             - send trends to trdtra module for further diagnostcs (l_trdtra=T)
63      !!             - htr_adv, str_adv : poleward advective heat and salt transport (ln_diaptr=T)
64      !!----------------------------------------------------------------------
65      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kt              ! ocean time-step index
66      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kit000          ! first time step index
67      CHARACTER(len=3)                     , INTENT(in   ) ::   cdtype          ! =TRA or TRC (tracer indicator)
68      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kjpt            ! number of tracers
69      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kn_cen_h        ! =2/4 (2nd or 4th order scheme)
70      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kn_cen_v        ! =2/4 (2nd or 4th order scheme)
71      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk     ), INTENT(in   ) ::   pun, pvn, pwn   ! 3 ocean velocity components
72      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,kjpt), INTENT(in   ) ::   ptn             ! now tracer fields
73      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,kjpt), INTENT(inout) ::   pta             ! tracer trend
74      !
75      INTEGER  ::   ji, jj, jk, jn   ! dummy loop indices
76      INTEGER  ::   ierr             ! local integer
77      REAL(wp) ::   zC2t_u, zC4t_u   ! local scalars
78      REAL(wp) ::   zC2t_v, zC4t_v   !   -      -
79      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) ::   zwx, zwy, zwz, ztu, ztv, ztw
80      !!----------------------------------------------------------------------
81      !
82      IF( kt == kit000 )  THEN
83         IF(lwp) WRITE(numout,*)
84         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'tra_adv_cen : centered advection scheme on ', cdtype, ' order h/v =', kn_cen_h,'/', kn_cen_v
85         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~ '
86      ENDIF
87      !                          ! set local switches
88      l_trd = .FALSE.
89      l_hst = .FALSE.
90      l_ptr = .FALSE.
91      IF( ( cdtype == 'TRA' .AND. l_trdtra ) .OR. ( cdtype == 'TRC' .AND. l_trdtrc ) )        l_trd = .TRUE.
92      IF(   cdtype == 'TRA' .AND. ln_diaptr )                                                 l_ptr = .TRUE. 
93      IF(   cdtype == 'TRA' .AND. ( iom_use("uadv_heattr") .OR. iom_use("vadv_heattr") .OR. &
94         &                          iom_use("uadv_salttr") .OR. iom_use("vadv_salttr")  ) )   l_hst = .TRUE.
95      !
96      !                   
97      zwz(:,:, 1 ) = 0._wp       ! surface & bottom vertical flux set to zero for all tracers
98      zwz(:,:,jpk) = 0._wp
99      !
100      DO jn = 1, kjpt            !==  loop over the tracers  ==!
101         !
102         SELECT CASE( kn_cen_h )       !--  Horizontal fluxes  --!
103         !
104         CASE(  2  )                         !* 2nd order centered
105            DO jk = 1, jpkm1
106               DO jj = 1, jpjm1
107                  DO ji = 1, fs_jpim1   ! vector opt.
108                     zwx(ji,jj,jk) = 0.5_wp * pun(ji,jj,jk) * ( ptn(ji,jj,jk,jn) + ptn(ji+1,jj  ,jk,jn) )
109                     zwy(ji,jj,jk) = 0.5_wp * pvn(ji,jj,jk) * ( ptn(ji,jj,jk,jn) + ptn(ji  ,jj+1,jk,jn) )
110                  END DO
111               END DO
112            END DO
113            !
114         CASE(  4  )                         !* 4th order centered
115            ztu(:,:,jpk) = 0._wp                   ! Bottom value : flux set to zero
116            ztv(:,:,jpk) = 0._wp
117            DO jk = 1, jpkm1                       ! masked gradient
118               DO jj = 2, jpjm1
119                  DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
120                     ztu(ji,jj,jk) = ( ptn(ji+1,jj  ,jk,jn) - ptn(ji,jj,jk,jn) ) * umask(ji,jj,jk)
121                     ztv(ji,jj,jk) = ( ptn(ji  ,jj+1,jk,jn) - ptn(ji,jj,jk,jn) ) * vmask(ji,jj,jk)
122                  END DO
123               END DO
124            END DO
125            CALL lbc_lnk_multi( 'traadv_cen', ztu, 'U', -1. , ztv, 'V', -1. )   ! Lateral boundary cond.
126            !
127            DO jk = 1, jpkm1                       ! Horizontal advective fluxes
128               DO jj = 2, jpjm1
129                  DO ji = 1, fs_jpim1   ! vector opt.
130                     zC2t_u = ptn(ji,jj,jk,jn) + ptn(ji+1,jj  ,jk,jn)   ! C2 interpolation of T at u- & v-points (x2)
131                     zC2t_v = ptn(ji,jj,jk,jn) + ptn(ji  ,jj+1,jk,jn)
132                     !                                                  ! C4 interpolation of T at u- & v-points (x2)
133                     zC4t_u =  zC2t_u + r1_6 * ( ztu(ji-1,jj,jk) - ztu(ji+1,jj,jk) )
134                     zC4t_v =  zC2t_v + r1_6 * ( ztv(ji,jj-1,jk) - ztv(ji,jj+1,jk) )
135                     !                                                  ! C4 fluxes
136                     zwx(ji,jj,jk) =  0.5_wp * pun(ji,jj,jk) * zC4t_u
137                     zwy(ji,jj,jk) =  0.5_wp * pvn(ji,jj,jk) * zC4t_v
138                  END DO
139               END DO
140            END DO         
141            !
142         CASE DEFAULT
143            CALL ctl_stop( 'traadv_fct: wrong value for nn_fct' )
144         END SELECT
145         !
146         SELECT CASE( kn_cen_v )       !--  Vertical fluxes  --!   (interior)
147         !
148         CASE(  2  )                         !* 2nd order centered
149            DO jk = 2, jpk
150               DO jj = 2, jpjm1
151                  DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
152                     zwz(ji,jj,jk) = 0.5 * pwn(ji,jj,jk) * ( ptn(ji,jj,jk,jn) + ptn(ji,jj,jk-1,jn) ) * wmask(ji,jj,jk)
153                  END DO
154               END DO
155            END DO
156            !
157         CASE(  4  )                         !* 4th order compact
158            CALL interp_4th_cpt( ptn(:,:,:,jn) , ztw )      ! ztw = interpolated value of T at w-point
159            DO jk = 2, jpkm1
160               DO jj = 2, jpjm1
161                  DO ji = fs_2, fs_jpim1
162                     zwz(ji,jj,jk) = pwn(ji,jj,jk) * ztw(ji,jj,jk) * wmask(ji,jj,jk)
163                  END DO
164               END DO
165            END DO
166            !
167         END SELECT
168         !
169         IF( ln_linssh ) THEN                !* top value   (linear free surf. only as zwz is multiplied by wmask)
170            IF( ln_isfcav ) THEN                  ! ice-shelf cavities (top of the ocean)
171               DO jj = 1, jpj
172                  DO ji = 1, jpi
173                     zwz(ji,jj, mikt(ji,jj) ) = pwn(ji,jj,mikt(ji,jj)) * ptn(ji,jj,mikt(ji,jj),jn) 
174                  END DO
175               END DO   
176            ELSE                                   ! no ice-shelf cavities (only ocean surface)
177               zwz(:,:,1) = pwn(:,:,1) * ptn(:,:,1,jn)
178            ENDIF
179         ENDIF
180         !               
181         DO jk = 1, jpkm1              !--  Divergence of advective fluxes  --!
182            DO jj = 2, jpjm1
183               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
184                  pta(ji,jj,jk,jn) = pta(ji,jj,jk,jn)    &
185                     &             - (  zwx(ji,jj,jk) - zwx(ji-1,jj  ,jk  )    &
186                     &                + zwy(ji,jj,jk) - zwy(ji  ,jj-1,jk  )    &
187                     &                + zwz(ji,jj,jk) - zwz(ji  ,jj  ,jk+1)  ) * r1_e1e2t(ji,jj) / e3t_n(ji,jj,jk)
188               END DO
189            END DO
190         END DO
191         !                             ! trend diagnostics
192         IF( l_trd ) THEN
193            CALL trd_tra( kt, cdtype, jn, jptra_xad, zwx, pun, ptn(:,:,:,jn) )
194            CALL trd_tra( kt, cdtype, jn, jptra_yad, zwy, pvn, ptn(:,:,:,jn) )
195            CALL trd_tra( kt, cdtype, jn, jptra_zad, zwz, pwn, ptn(:,:,:,jn) )
196         END IF
197         !                                 ! "Poleward" heat and salt transports
198         IF( l_ptr )   CALL dia_ptr_hst( jn, 'adv', zwy(:,:,:) )
199         !                                 !  heat and salt transport
200         IF( l_hst )   CALL dia_ar5_hst( jn, 'adv', zwx(:,:,:), zwy(:,:,:) )
201         !
202      END DO
203      !
204   END SUBROUTINE tra_adv_cen
205   
206   !!======================================================================
207END MODULE traadv_cen
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.