New URL for NEMO forge!   http://forge.nemo-ocean.eu

Since March 2022 along with NEMO 4.2 release, the code development moved to a self-hosted GitLab.
This present forge is now archived and remained online for history.
zdfmxl.F90 in NEMO/trunk/src/OCE/ZDF – NEMO

source: NEMO/trunk/src/OCE/ZDF/zdfmxl.F90 @ 10351

Last change on this file since 10351 was 10351, checked in by mathiot, 5 years ago

fix #1685 (replace 5.e-4_wp by avt_c in dmp routine as it is computed in zdfmxl + apply test on avt instead on avs in trcdmp)

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 7.0 KB
RevLine 
[3]1MODULE zdfmxl
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  zdfmxl  ***
4   !! Ocean physics: mixed layer depth
5   !!======================================================================
[1559]6   !! History :  1.0  ! 2003-08  (G. Madec)  original code
[1585]7   !!            3.2  ! 2009-07  (S. Masson, G. Madec)  IOM + merge of DO-loop
[4990]8   !!            3.7  ! 2012-03  (G. Madec)  make public the density criteria for trdmxl
9   !!             -   ! 2014-02  (F. Roquet)  mixed layer depth calculated using N2 instead of rhop
[3]10   !!----------------------------------------------------------------------
[1585]11   !!   zdf_mxl      : Compute the turbocline and mixed layer depths.
[3]12   !!----------------------------------------------------------------------
[9019]13   USE oce            ! ocean dynamics and tracers variables
14   USE dom_oce        ! ocean space and time domain variables
15   USE trc_oce  , ONLY: l_offline         ! ocean space and time domain variables
16   USE zdf_oce        ! ocean vertical physics
[9104]17   !
[9019]18   USE in_out_manager ! I/O manager
19   USE prtctl         ! Print control
20   USE phycst         ! physical constants
21   USE iom            ! I/O library
22   USE lib_mpp        ! MPP library
[3]23
24   IMPLICIT NONE
25   PRIVATE
26
[9019]27   PUBLIC   zdf_mxl   ! called by zdfphy.F90
[3]28
[9019]29   INTEGER , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   nmln    !: number of level in the mixed layer (used by LDF, ZDF, TRD, TOP)
30   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hmld    !: mixing layer depth (turbocline)      [m]   (used by TOP)
31   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hmlp    !: mixed layer depth  (rho=rho0+zdcrit) [m]   (used by LDF)
32   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hmlpt   !: depth of the last T-point inside the mixed layer [m] (used by LDF)
[3]33
[4990]34   REAL(wp), PUBLIC ::   rho_c = 0.01_wp    !: density criterion for mixed layer depth
[10351]35   REAL(wp), PUBLIC ::   avt_c = 5.e-4_wp   ! Kz criterion for the turbocline depth
[4990]36
[3]37   !!----------------------------------------------------------------------
[9598]38   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
[1152]39   !! $Id$
[10068]40   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
[3]41   !!----------------------------------------------------------------------
42CONTAINS
43
[2715]44   INTEGER FUNCTION zdf_mxl_alloc()
45      !!----------------------------------------------------------------------
46      !!               ***  FUNCTION zdf_mxl_alloc  ***
47      !!----------------------------------------------------------------------
[2787]48      zdf_mxl_alloc = 0      ! set to zero if no array to be allocated
[2758]49      IF( .NOT. ALLOCATED( nmln ) ) THEN
50         ALLOCATE( nmln(jpi,jpj), hmld(jpi,jpj), hmlp(jpi,jpj), hmlpt(jpi,jpj), STAT= zdf_mxl_alloc )
51         !
52         IF( lk_mpp             )   CALL mpp_sum ( zdf_mxl_alloc )
53         IF( zdf_mxl_alloc /= 0 )   CALL ctl_warn('zdf_mxl_alloc: failed to allocate arrays.')
54         !
55      ENDIF
[2715]56   END FUNCTION zdf_mxl_alloc
57
58
[3]59   SUBROUTINE zdf_mxl( kt )
60      !!----------------------------------------------------------------------
61      !!                  ***  ROUTINE zdfmxl  ***
62      !!                   
[1585]63      !! ** Purpose :   Compute the turbocline depth and the mixed layer depth
64      !!              with density criteria.
[3]65      !!
[1577]66      !! ** Method  :   The mixed layer depth is the shallowest W depth with
67      !!      the density of the corresponding T point (just bellow) bellow a
[4245]68      !!      given value defined locally as rho(10m) + rho_c
[1585]69      !!               The turbocline depth is the depth at which the vertical
70      !!      eddy diffusivity coefficient (resulting from the vertical physics
71      !!      alone, not the isopycnal part, see trazdf.F) fall below a given
[4990]72      !!      value defined locally (avt_c here taken equal to 5 cm/s2 by default)
[3]73      !!
[1585]74      !! ** Action  :   nmln, hmld, hmlp, hmlpt
[1559]75      !!----------------------------------------------------------------------
[2715]76      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! ocean time-step index
[4990]77      !
[6352]78      INTEGER  ::   ji, jj, jk      ! dummy loop indices
79      INTEGER  ::   iikn, iiki, ikt ! local integer
80      REAL(wp) ::   zN2_c           ! local scalar
[9019]81      INTEGER, DIMENSION(jpi,jpj) ::   imld   ! 2D workspace
[3]82      !!----------------------------------------------------------------------
[3294]83      !
[3]84      IF( kt == nit000 ) THEN
85         IF(lwp) WRITE(numout,*)
86         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'zdf_mxl : mixed layer depth'
87         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
[2715]88         !                             ! allocate zdfmxl arrays
89         IF( zdf_mxl_alloc() /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'zdf_mxl : unable to allocate arrays' )
[3]90      ENDIF
[9104]91      !
[1559]92      ! w-level of the mixing and mixed layers
[7753]93      nmln(:,:)  = nlb10               ! Initialization to the number of w ocean point
94      hmlp(:,:)  = 0._wp               ! here hmlp used as a dummy variable, integrating vertically N^2
95      zN2_c = grav * rho_c * r1_rau0   ! convert density criteria into N^2 criteria
[4990]96      DO jk = nlb10, jpkm1
97         DO jj = 1, jpj                ! Mixed layer level: w-level
98            DO ji = 1, jpi
99               ikt = mbkt(ji,jj)
[6140]100               hmlp(ji,jj) = hmlp(ji,jj) + MAX( rn2b(ji,jj,jk) , 0._wp ) * e3w_n(ji,jj,jk)
[4990]101               IF( hmlp(ji,jj) < zN2_c )   nmln(ji,jj) = MIN( jk , ikt ) + 1   ! Mixed layer level
102            END DO
103         END DO
104      END DO
105      !
[6140]106      ! w-level of the turbocline and mixing layer (iom_use)
[7753]107      imld(:,:) = mbkt(:,:) + 1        ! Initialization to the number of w ocean point
[4990]108      DO jk = jpkm1, nlb10, -1         ! from the bottom to nlb10
[3]109         DO jj = 1, jpj
110            DO ji = 1, jpi
[6140]111               IF( avt (ji,jj,jk) < avt_c * wmask(ji,jj,jk) )   imld(ji,jj) = jk      ! Turbocline
[3]112            END DO
113         END DO
114      END DO
[1559]115      ! depth of the mixing and mixed layers
[3]116      DO jj = 1, jpj
117         DO ji = 1, jpi
[1585]118            iiki = imld(ji,jj)
[1577]119            iikn = nmln(ji,jj)
[6140]120            hmld (ji,jj) = gdepw_n(ji,jj,iiki  ) * ssmask(ji,jj)    ! Turbocline depth
121            hmlp (ji,jj) = gdepw_n(ji,jj,iikn  ) * ssmask(ji,jj)    ! Mixed layer depth
122            hmlpt(ji,jj) = gdept_n(ji,jj,iikn-1) * ssmask(ji,jj)    ! depth of the last T-point inside the mixed layer
[3]123         END DO
124      END DO
[7646]125      !
126      IF( .NOT.l_offline ) THEN
127         IF( iom_use("mldr10_1") ) THEN
128            IF( ln_isfcav ) THEN  ;  CALL iom_put( "mldr10_1", hmlp - risfdep)   ! mixed layer thickness
129            ELSE                  ;  CALL iom_put( "mldr10_1", hmlp )            ! mixed layer depth
[6352]130            END IF
[6140]131         END IF
[7646]132         IF( iom_use("mldkz5") ) THEN
133            IF( ln_isfcav ) THEN  ;  CALL iom_put( "mldkz5"  , hmld - risfdep )   ! turbocline thickness
134            ELSE                  ;  CALL iom_put( "mldkz5"  , hmld )             ! turbocline depth
[6352]135            END IF
[7646]136         ENDIF
[2758]137      ENDIF
[9104]138      !
[9440]139      IF(ln_ctl)   CALL prt_ctl( tab2d_1=REAL(nmln,wp), clinfo1=' nmln : ', tab2d_2=hmlp, clinfo2=' hmlp : ' )
[1559]140      !
[3]141   END SUBROUTINE zdf_mxl
142
143   !!======================================================================
144END MODULE zdfmxl
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.