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

source: NEMO/trunk/src/OCE/TRA/tradmp.F90 @ 14215

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Merging branch "2020/dev_r13648_ASINTER-04_laurent_bulk_ice", ticket #2369

  • Property svn:keywords set to Id
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RevLine 
[3]1MODULE tradmp
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  tradmp  ***
4   !! Ocean physics: internal restoring trend on active tracers (T and S)
5   !!======================================================================
[1601]6   !! History :  OPA  ! 1991-03  (O. Marti, G. Madec)  Original code
7   !!                 ! 1992-06  (M. Imbard)  doctor norme
8   !!                 ! 1998-07  (M. Imbard, G. Madec) ORCA version
[5836]9   !!            7.0  ! 2001-02  (M. Imbard)  add distance to coast, Original code
[1601]10   !!            8.1  ! 2001-02  (G. Madec, E. Durand)  cleaning
11   !!  NEMO      1.0  ! 2002-08  (G. Madec, E. Durand)  free form + modules
12   !!            3.2  ! 2009-08  (G. Madec, C. Talandier)  DOCTOR norm for namelist parameter
[14072]13   !!            3.3  ! 2010-06  (C. Ethe, G. Madec) merge TRA-TRC
[3294]14   !!            3.4  ! 2011-04  (G. Madec, C. Ethe) Merge of dtatem and dtasal + suppression of CPP keys
[5836]15   !!            3.6  ! 2015-06  (T. Graham)  read restoring coefficient in a file
16   !!            3.7  ! 2015-10  (G. Madec)  remove useless trends arrays
[503]17   !!----------------------------------------------------------------------
[3294]18
[3]19   !!----------------------------------------------------------------------
[2715]20   !!   tra_dmp_alloc : allocate tradmp arrays
[2528]21   !!   tra_dmp       : update the tracer trend with the internal damping
22   !!   tra_dmp_init  : initialization, namlist read, parameters control
[3]23   !!----------------------------------------------------------------------
[2528]24   USE oce            ! ocean: variables
25   USE dom_oce        ! ocean: domain variables
[4245]26   USE c1d            ! 1D vertical configuration
[4990]27   USE trd_oce        ! trends: ocean variables
[14072]28   USE trdtra         ! trends manager: tracers
[2528]29   USE zdf_oce        ! ocean: vertical physics
30   USE phycst         ! physical constants
[3294]31   USE dtatsd         ! data: temperature & salinity
[2528]32   USE zdfmxl         ! vertical physics: mixed layer depth
[6140]33   !
[2528]34   USE in_out_manager ! I/O manager
[9019]35   USE iom            ! XIOS
[2528]36   USE lib_mpp        ! MPP library
37   USE prtctl         ! Print control
[3294]38   USE timing         ! Timing
[3]39
40   IMPLICIT NONE
41   PRIVATE
42
[6140]43   PUBLIC   tra_dmp        ! called by step.F90
44   PUBLIC   tra_dmp_init   ! called by nemogcm.F90
[3]45
[5836]46   !                                           !!* Namelist namtra_dmp : T & S newtonian damping *
47   LOGICAL            , PUBLIC ::   ln_tradmp   !: internal damping flag
48   INTEGER            , PUBLIC ::   nn_zdmp     !: = 0/1/2 flag for damping in the mixed layer
49   CHARACTER(LEN=200) , PUBLIC ::   cn_resto    !: name of netcdf file containing restoration coefficient field
[5102]50   !
[2715]51   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   resto    !: restoring coeff. on T and S (s-1)
[3]52
53   !! * Substitutions
[12377]54#  include "do_loop_substitute.h90"
[3]55   !!----------------------------------------------------------------------
[9598]56   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
[14072]57   !! $Id$
[10068]58   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
[3]59   !!----------------------------------------------------------------------
60CONTAINS
61
[2715]62   INTEGER FUNCTION tra_dmp_alloc()
63      !!----------------------------------------------------------------------
[3294]64      !!                ***  FUNCTION tra_dmp_alloc  ***
[2715]65      !!----------------------------------------------------------------------
[5836]66      ALLOCATE( resto(jpi,jpj,jpk), STAT= tra_dmp_alloc )
[2715]67      !
[10425]68      CALL mpp_sum ( 'tradmp', tra_dmp_alloc )
[2715]69      IF( tra_dmp_alloc > 0 )   CALL ctl_warn('tra_dmp_alloc: allocation of arrays failed')
[3294]70      !
[2715]71   END FUNCTION tra_dmp_alloc
72
73
[12377]74   SUBROUTINE tra_dmp( kt, Kbb, Kmm, pts, Krhs )
[3]75      !!----------------------------------------------------------------------
76      !!                   ***  ROUTINE tra_dmp  ***
[14072]77      !!
[3]78      !! ** Purpose :   Compute the tracer trend due to a newtonian damping
79      !!      of the tracer field towards given data field and add it to the
80      !!      general tracer trends.
81      !!
[14072]82      !! ** Method  :   Newtonian damping towards t_dta and s_dta computed
[3]83      !!      and add to the general tracer trends:
84      !!                     ta = ta + resto * (t_dta - tb)
85      !!                     sa = sa + resto * (s_dta - sb)
86      !!         The trend is computed either throughout the water column
87      !!      (nlmdmp=0) or in area of weak vertical mixing (nlmdmp=1) or
88      !!      below the well mixed layer (nlmdmp=2)
89      !!
[6140]90      !! ** Action  : - tsa: tracer trends updated with the damping trend
[503]91      !!----------------------------------------------------------------------
[12377]92      INTEGER,                                   INTENT(in   ) :: kt              ! ocean time-step index
93      INTEGER,                                   INTENT(in   ) :: Kbb, Kmm, Krhs  ! time level indices
94      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,jpts,jpt), INTENT(inout) :: pts             ! active tracers and RHS of tracer equation
[3294]95      !
[5836]96      INTEGER ::   ji, jj, jk, jn   ! dummy loop indices
[13982]97      REAL(wp), DIMENSION(A2D(nn_hls),jpk,jpts)     ::  zts_dta
[9019]98      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  ztrdts
[3]99      !!----------------------------------------------------------------------
[503]100      !
[9019]101      IF( ln_timing )   CALL timing_start('tra_dmp')
[3294]102      !
[5836]103      IF( l_trdtra )   THEN                    !* Save ta and sa trends
[13982]104         ALLOCATE( ztrdts(jpi,jpj,jpk,jpts) )
105         ztrdts(:,:,:,:) = pts(:,:,:,:,Krhs)
[5836]106      ENDIF
107      !                           !==  input T-S data at kt  ==!
[3294]108      CALL dta_tsd( kt, zts_dta )            ! read and interpolates T-S data at kt
109      !
[5836]110      SELECT CASE ( nn_zdmp )     !==  type of damping  ==!
[2528]111      !
[5836]112      CASE( 0 )                        !*  newtonian damping throughout the water column  *!
113         DO jn = 1, jpts
[13295]114            DO_3D( 0, 0, 0, 0, 1, jpkm1 )
[12377]115               pts(ji,jj,jk,jn,Krhs) = pts(ji,jj,jk,jn,Krhs)           &
116                  &                  + resto(ji,jj,jk) * ( zts_dta(ji,jj,jk,jn) - pts(ji,jj,jk,jn,Kbb) )
117            END_3D
[3]118         END DO
[503]119         !
[5836]120      CASE ( 1 )                       !*  no damping in the turbocline (avt > 5 cm2/s)  *!
[13295]121         DO_3D( 0, 0, 0, 0, 1, jpkm1 )
[12377]122            IF( avt(ji,jj,jk) <= avt_c ) THEN
123               pts(ji,jj,jk,jp_tem,Krhs) = pts(ji,jj,jk,jp_tem,Krhs)   &
124                  &                      + resto(ji,jj,jk) * ( zts_dta(ji,jj,jk,jp_tem) - pts(ji,jj,jk,jp_tem,Kbb) )
125               pts(ji,jj,jk,jp_sal,Krhs) = pts(ji,jj,jk,jp_sal,Krhs)   &
126                  &                      + resto(ji,jj,jk) * ( zts_dta(ji,jj,jk,jp_sal) - pts(ji,jj,jk,jp_sal,Kbb) )
127            ENDIF
128         END_3D
[503]129         !
[5836]130      CASE ( 2 )                       !*  no damping in the mixed layer   *!
[13295]131         DO_3D( 0, 0, 0, 0, 1, jpkm1 )
[12377]132            IF( gdept(ji,jj,jk,Kmm) >= hmlp (ji,jj) ) THEN
133               pts(ji,jj,jk,jp_tem,Krhs) = pts(ji,jj,jk,jp_tem,Krhs)   &
134                  &                      + resto(ji,jj,jk) * ( zts_dta(ji,jj,jk,jp_tem) - pts(ji,jj,jk,jp_tem,Kbb) )
135               pts(ji,jj,jk,jp_sal,Krhs) = pts(ji,jj,jk,jp_sal,Krhs)   &
136                  &                      + resto(ji,jj,jk) * ( zts_dta(ji,jj,jk,jp_sal) - pts(ji,jj,jk,jp_sal,Kbb) )
137            ENDIF
138         END_3D
[503]139         !
[3]140      END SELECT
[2528]141      !
[1601]142      IF( l_trdtra )   THEN       ! trend diagnostic
[12377]143         ztrdts(:,:,:,:) = pts(:,:,:,:,Krhs) - ztrdts(:,:,:,:)
144         CALL trd_tra( kt, Kmm, Krhs, 'TRA', jp_tem, jptra_dmp, ztrdts(:,:,:,jp_tem) )
145         CALL trd_tra( kt, Kmm, Krhs, 'TRA', jp_sal, jptra_dmp, ztrdts(:,:,:,jp_sal) )
[13982]146         DEALLOCATE( ztrdts )
[216]147      ENDIF
[1601]148      !                           ! Control print
[12377]149      IF(sn_cfctl%l_prtctl)   CALL prt_ctl( tab3d_1=pts(:,:,:,jp_tem,Krhs), clinfo1=' dmp  - Ta: ', mask1=tmask,   &
150         &                                  tab3d_2=pts(:,:,:,jp_sal,Krhs), clinfo2=       ' Sa: ', mask2=tmask, clinfo3='tra' )
[503]151      !
[9019]152      IF( ln_timing )   CALL timing_stop('tra_dmp')
[3294]153      !
[3]154   END SUBROUTINE tra_dmp
155
156
157   SUBROUTINE tra_dmp_init
158      !!----------------------------------------------------------------------
159      !!                  ***  ROUTINE tra_dmp_init  ***
160      !!
[14072]161      !! ** Purpose :   Initialization for the newtonian damping
162      !!
[4245]163      !! ** Method  :   read the namtra_dmp namelist and check the parameters
[3]164      !!----------------------------------------------------------------------
[14072]165      INTEGER ::   ios, imask   ! local integers
[6140]166      !
[5102]167      NAMELIST/namtra_dmp/ ln_tradmp, nn_zdmp, cn_resto
[541]168      !!----------------------------------------------------------------------
[4990]169      !
[4147]170      READ  ( numnam_ref, namtra_dmp, IOSTAT = ios, ERR = 901)
[11536]171901   IF( ios /= 0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namtra_dmp in reference namelist' )
[4990]172      !
[4147]173      READ  ( numnam_cfg, namtra_dmp, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
[11536]174902   IF( ios >  0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namtra_dmp in configuration namelist' )
[4624]175      IF(lwm) WRITE ( numond, namtra_dmp )
[5836]176      !
177      IF(lwp) THEN                  ! Namelist print
[3]178         WRITE(numout,*)
[5102]179         WRITE(numout,*) 'tra_dmp_init : T and S newtonian relaxation'
[7646]180         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
[5102]181         WRITE(numout,*) '   Namelist namtra_dmp : set relaxation parameters'
[9168]182         WRITE(numout,*) '      Apply relaxation   or not       ln_tradmp   = ', ln_tradmp
183         WRITE(numout,*) '         mixed layer damping option      nn_zdmp  = ', nn_zdmp
184         WRITE(numout,*) '         Damping file name               cn_resto = ', cn_resto
[3294]185         WRITE(numout,*)
[3]186      ENDIF
[5836]187      !
[9490]188      IF( ln_tradmp ) THEN
[5836]189         !                          ! Allocate arrays
190         IF( tra_dmp_alloc() /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'tra_dmp_init: unable to allocate arrays' )
[3294]191         !
[5836]192         SELECT CASE (nn_zdmp)      ! Check values of nn_zdmp
193         CASE ( 0 )   ;   IF(lwp) WRITE(numout,*) '   tracer damping as specified by mask'
194         CASE ( 1 )   ;   IF(lwp) WRITE(numout,*) '   no tracer damping in the mixing layer (kz > 5 cm2/s)'
195         CASE ( 2 )   ;   IF(lwp) WRITE(numout,*) '   no tracer damping in the mixed  layer'
196         CASE DEFAULT
197            CALL ctl_stop('tra_dmp_init : wrong value of nn_zdmp')
[3294]198         END SELECT
[5836]199         !
200         !!TG: Initialisation of dtatsd - Would it be better to have dmpdta routine
201         !    so can damp to something other than intitial conditions files?
202         !!gm: In principle yes. Nevertheless, we can't anticipate demands that have never been formulated.
[9490]203         IF( .NOT.ln_tsd_dmp ) THEN
[5836]204            IF(lwp) WRITE(numout,*)
[9490]205            IF(lwp) WRITE(numout, *)  '   read T-S data not initialized, we force ln_tsd_dmp=T'
[3294]206            CALL dta_tsd_init( ld_tradmp=ln_tradmp )        ! forces the initialisation of T-S data
207         ENDIF
[5836]208         !                          ! Read in mask from file
[5102]209         CALL iom_open ( cn_resto, imask)
[13286]210         CALL iom_get  ( imask, jpdom_auto, 'resto', resto )
[5102]211         CALL iom_close( imask )
[5836]212      ENDIF
213      !
[5102]214   END SUBROUTINE tra_dmp_init
[3]215
[6140]216   !!======================================================================
[3]217END MODULE tradmp
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.