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trabbc.F90 in NEMO/trunk/src/OCE/TRA – NEMO

source: NEMO/trunk/src/OCE/TRA/trabbc.F90 @ 14834

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RevLine 
[3]1MODULE trabbc
2   !!==============================================================================
3   !!                       ***  MODULE  trabbc  ***
[2528]4   !! Ocean active tracers:  bottom boundary condition (geothermal heat flux)
[3]5   !!==============================================================================
[2528]6   !! History :  OPA  ! 1999-10 (G. Madec)  original code
7   !!   NEMO     1.0  ! 2002-08 (G. Madec)  free form + modules
8   !!             -   ! 2002-11 (A. Bozec)  tra_bbc_init: original code
9   !!            3.3  ! 2010-10 (G. Madec)  dynamical allocation + suppression of key_trabbc
10   !!             -   ! 2010-11 (G. Madec)  use mbkt array (deepest ocean t-level)
[503]11   !!----------------------------------------------------------------------
[2528]12
[3]13   !!----------------------------------------------------------------------
[14072]14   !!   tra_bbc       : update the tracer trend at ocean bottom
[6140]15   !!   tra_bbc_init  : initialization of geothermal heat flux trend
[3]16   !!----------------------------------------------------------------------
[6140]17   USE oce            ! ocean variables
18   USE dom_oce        ! domain: ocean
19   USE phycst         ! physical constants
20   USE trd_oce        ! trends: ocean variables
[14072]21   USE trdtra         ! trends manager: tracers
[6140]22   !
23   USE in_out_manager ! I/O manager
[14072]24   USE iom            ! xIOS
[6140]25   USE fldread        ! read input fields
26   USE lbclnk         ! ocean lateral boundary conditions (or mpp link)
27   USE lib_mpp        ! distributed memory computing library
28   USE prtctl         ! Print control
29   USE timing         ! Timing
[3]30
31   IMPLICIT NONE
32   PRIVATE
33
34   PUBLIC tra_bbc          ! routine called by step.F90
[2528]35   PUBLIC tra_bbc_init     ! routine called by opa.F90
[3]36
[4147]37   !                                 !!* Namelist nambbc: bottom boundary condition *
38   LOGICAL, PUBLIC ::   ln_trabbc     !: Geothermal heat flux flag
39   INTEGER         ::   nn_geoflx     !  Geothermal flux (=1:constant flux, =2:read in file )
40   REAL(wp)        ::   rn_geoflx_cst !  Constant value of geothermal heat flux
[3]41
[6140]42   REAL(wp), PUBLIC , ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:) ::   qgh_trd0   ! geothermal heating trend
43
44   TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf_qgh   ! structure of input qgh (file informations, fields read)
[14072]45
[12377]46   !! * Substitutions
47#  include "do_loop_substitute.h90"
[13237]48#  include "domzgr_substitute.h90"
[3]49   !!----------------------------------------------------------------------
[9598]50   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
[5217]51   !! $Id$
[10068]52   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
[3]53   !!----------------------------------------------------------------------
54CONTAINS
55
[12377]56   SUBROUTINE tra_bbc( kt, Kmm, pts, Krhs )
[3]57      !!----------------------------------------------------------------------
58      !!                  ***  ROUTINE tra_bbc  ***
59      !!
[14072]60      !! ** Purpose :   Compute the bottom boundary contition on temperature
61      !!              associated with geothermal heating and add it to the
[1601]62      !!              general trend of temperature equations.
[3]63      !!
[14072]64      !! ** Method  :   The geothermal heat flux set to its constant value of
[1601]65      !!              86.4 mW/m2 (Stein and Stein 1992, Huang 1999).
[3]66      !!       The temperature trend associated to this heat flux through the
67      !!       ocean bottom can be computed once and is added to the temperature
68      !!       trend juste above the bottom at each time step:
[12489]69      !!            ta = ta + Qsf / (rho0 rcp e3T) for k= mbkt
[3]70      !!       Where Qsf is the geothermal heat flux.
71      !!
[6140]72      !! ** Action  : - update the temperature trends with geothermal heating trend
73      !!              - send the trend for further diagnostics (ln_trdtra=T)
[3]74      !!
[503]75      !! References : Stein, C. A., and S. Stein, 1992, Nature, 359, 123-129.
[1601]76      !!              Emile-Geay and Madec, 2009, Ocean Science.
[503]77      !!----------------------------------------------------------------------
[12377]78      INTEGER,                                   INTENT(in   ) :: kt         ! ocean time-step index
79      INTEGER,                                   INTENT(in   ) :: Kmm, Krhs  ! time level indices
80      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,jpts,jpt), INTENT(inout) :: pts        ! active tracers and RHS of tracer equation
[6140]81      !
[13982]82      INTEGER  ::   ji, jj, jk    ! dummy loop indices
[9019]83      REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:) ::   ztrdt   ! 3D workspace
[3]84      !!----------------------------------------------------------------------
[2528]85      !
[9019]86      IF( ln_timing )   CALL timing_start('tra_bbc')
[3294]87      !
[13982]88      IF( l_trdtra ) THEN           ! Save the input temperature trend
[9019]89         ALLOCATE( ztrdt(jpi,jpj,jpk) )
[12377]90         ztrdt(:,:,:) = pts(:,:,:,jp_tem,Krhs)
[503]91      ENDIF
[6140]92      !                             !  Add the geothermal trend on temperature
[13295]93      DO_2D( 0, 0, 0, 0 )
[13237]94         pts(ji,jj,mbkt(ji,jj),jp_tem,Krhs) = pts(ji,jj,mbkt(ji,jj),jp_tem,Krhs)   &
95            &             + qgh_trd0(ji,jj) / e3t(ji,jj,mbkt(ji,jj),Kmm)
[12377]96      END_2D
[2528]97      !
[6140]98      IF( l_trdtra ) THEN        ! Send the trend for diagnostics
[12377]99         ztrdt(:,:,:) = pts(:,:,:,jp_tem,Krhs) - ztrdt(:,:,:)
100         CALL trd_tra( kt, Kmm, Krhs, 'TRA', jp_tem, jptra_bbc, ztrdt )
[9019]101         DEALLOCATE( ztrdt )
[3]102      ENDIF
[503]103      !
[14834]104      CALL iom_put ( "hfgeou" , rho0_rcp * qgh_trd0(:,:) )
105
[12377]106      IF(sn_cfctl%l_prtctl)   CALL prt_ctl( tab3d_1=pts(:,:,:,jp_tem,Krhs), clinfo1=' bbc  - Ta: ', mask1=tmask, clinfo3='tra-ta' )
[12276]107      !
[9019]108      IF( ln_timing )   CALL timing_stop('tra_bbc')
[3294]109      !
[3]110   END SUBROUTINE tra_bbc
111
112
113   SUBROUTINE tra_bbc_init
114      !!----------------------------------------------------------------------
115      !!                  ***  ROUTINE tra_bbc_init  ***
116      !!
[1601]117      !! ** Purpose :   Compute once for all the trend associated with geothermal
118      !!              heating that will be applied at each time step at the
119      !!              last ocean level
[3]120      !!
121      !! ** Method  :   Read the nambbc namelist and check the parameters.
122      !!
123      !! ** Input   : - Namlist nambbc
124      !!              - NetCDF file  : geothermal_heating.nc ( if necessary )
125      !!
[592]126      !! ** Action  : - read/fix the geothermal heat qgh_trd0
[3]127      !!----------------------------------------------------------------------
128      INTEGER  ::   ji, jj              ! dummy loop indices
[473]129      INTEGER  ::   inum                ! temporary logical unit
[4147]130      INTEGER  ::   ios                 ! Local integer output status for namelist read
[5397]131      INTEGER  ::   ierror              ! local integer
[4990]132      !
[5397]133      TYPE(FLD_N)        ::   sn_qgh    ! informations about the geotherm. field to be read
134      CHARACTER(len=256) ::   cn_dir    ! Root directory for location of ssr files
[9019]135      !!
[14072]136      NAMELIST/nambbc/ln_trabbc, nn_geoflx, rn_geoflx_cst, sn_qgh, cn_dir
[3]137      !!----------------------------------------------------------------------
[6140]138      !
[4147]139      READ  ( numnam_ref, nambbc, IOSTAT = ios, ERR = 901)
[11536]140901   IF( ios /= 0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'nambbc in reference namelist' )
[6140]141      !
[4147]142      READ  ( numnam_cfg, nambbc, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
[11536]143902   IF( ios >  0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'nambbc in configuration namelist' )
[4624]144      IF(lwm) WRITE ( numond, nambbc )
[6140]145      !
[2528]146      IF(lwp) THEN                     ! Control print
[1601]147         WRITE(numout,*)
[2528]148         WRITE(numout,*) 'tra_bbc : Bottom Boundary Condition (bbc), apply a Geothermal heating'
[1601]149         WRITE(numout,*) '~~~~~~~   '
150         WRITE(numout,*) '   Namelist nambbc : set bbc parameters'
[2528]151         WRITE(numout,*) '      Apply a geothermal heating at ocean bottom   ln_trabbc     = ', ln_trabbc
152         WRITE(numout,*) '      type of geothermal flux                      nn_geoflx     = ', nn_geoflx
153         WRITE(numout,*) '      Constant geothermal flux value               rn_geoflx_cst = ', rn_geoflx_cst
[1601]154         WRITE(numout,*)
155      ENDIF
[6140]156      !
[2528]157      IF( ln_trabbc ) THEN             !==  geothermal heating  ==!
[503]158         !
[2528]159         ALLOCATE( qgh_trd0(jpi,jpj) )    ! allocation
[503]160         !
[2528]161         SELECT CASE ( nn_geoflx )        ! geothermal heat flux / (rauO * Cp)
[503]162         !
[2528]163         CASE ( 1 )                          !* constant flux
[9190]164            IF(lwp) WRITE(numout,*) '   ==>>>   constant heat flux  =   ', rn_geoflx_cst
[12489]165            qgh_trd0(:,:) = r1_rho0_rcp * rn_geoflx_cst
[2528]166            !
167         CASE ( 2 )                          !* variable geothermal heat flux : read the geothermal fluxes in mW/m2
[9190]168            IF(lwp) WRITE(numout,*) '   ==>>>   variable geothermal heat flux'
[2528]169            !
[5397]170            ALLOCATE( sf_qgh(1), STAT=ierror )
171            IF( ierror > 0 ) THEN
172               CALL ctl_stop( 'tra_bbc_init: unable to allocate sf_qgh structure' )   ;
173               RETURN
174            ENDIF
175            ALLOCATE( sf_qgh(1)%fnow(jpi,jpj,1)   )
[9019]176            IF( sn_qgh%ln_tint )   ALLOCATE( sf_qgh(1)%fdta(jpi,jpj,1,2) )
[5397]177            ! fill sf_chl with sn_chl and control print
178            CALL fld_fill( sf_qgh, (/ sn_qgh /), cn_dir, 'tra_bbc_init',   &
[7646]179               &          'bottom temperature boundary condition', 'nambbc', no_print )
[5397]180
181            CALL fld_read( nit000, 1, sf_qgh )                         ! Read qgh data
[12489]182            qgh_trd0(:,:) = r1_rho0_rcp * sf_qgh(1)%fnow(:,:,1) * 1.e-3 ! conversion in W/m2
[5397]183            !
[2528]184         CASE DEFAULT
185            WRITE(ctmp1,*) '     bad flag value for nn_geoflx = ', nn_geoflx
186            CALL ctl_stop( ctmp1 )
187         END SELECT
[503]188         !
[2528]189      ELSE
[9190]190         IF(lwp) WRITE(numout,*) '   ==>>>   no geothermal heat flux'
[2528]191      ENDIF
[1601]192      !
[3]193   END SUBROUTINE tra_bbc_init
194
195   !!======================================================================
196END MODULE trabbc
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.