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.
stpmlf.F90 in NEMO/trunk/src/OCE – NEMO

source: NEMO/trunk/src/OCE/stpmlf.F90 @ 14174

Last change on this file since 14174 was 14143, checked in by techene, 3 years ago

#2385 add key_linssh equivalent to ln_linssh using domzr_substitute

File size: 28.1 KB
Line 
1MODULE stpmlf
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE stpMLF  ***
4   !! Time-stepping   : manager of the ocean, tracer and ice time stepping
5   !!                   using Modified Leap Frog for OCE
6   !!======================================================================
7   !! History :  OPA  !  1991-03  (G. Madec)  Original code
8   !!             -   !  1991-11  (G. Madec)
9   !!             -   !  1992-06  (M. Imbard)  add a first output record
10   !!             -   !  1996-04  (G. Madec)  introduction of dynspg
11   !!             -   !  1996-04  (M.A. Foujols)  introduction of passive tracer
12   !!            8.0  !  1997-06  (G. Madec)  new architecture of call
13   !!            8.2  !  1997-06  (G. Madec, M. Imbard, G. Roullet)  free surface
14   !!             -   !  1999-02  (G. Madec, N. Grima)  hpg implicit
15   !!             -   !  2000-07  (J-M Molines, M. Imbard)  Open Bondary Conditions
16   !!   NEMO     1.0  !  2002-06  (G. Madec)  free form, suppress macro-tasking
17   !!             -   !  2004-08  (C. Talandier) New trends organization
18   !!             -   !  2005-01  (C. Ethe) Add the KPP closure scheme
19   !!             -   !  2005-11  (G. Madec)  Reorganisation of tra and dyn calls
20   !!             -   !  2006-01  (L. Debreu, C. Mazauric)  Agrif implementation
21   !!             -   !  2006-07  (S. Masson)  restart using iom
22   !!            3.2  !  2009-02  (G. Madec, R. Benshila)  reintroduicing z*-coordinate
23   !!             -   !  2009-06  (S. Masson, G. Madec)  TKE restart compatible with key_cpl
24   !!            3.3  !  2010-05  (K. Mogensen, A. Weaver, M. Martin, D. Lea) Assimilation interface
25   !!             -   !  2010-10  (C. Ethe, G. Madec) reorganisation of initialisation phase + merge TRC-TRA
26   !!            3.4  !  2011-04  (G. Madec, C. Ethe) Merge of dtatem and dtasal
27   !!            3.6  !  2012-07  (J. Simeon, G. Madec. C. Ethe)  Online coarsening of outputs
28   !!            3.6  !  2014-04  (F. Roquet, G. Madec) New equations of state
29   !!            3.6  !  2014-10  (E. Clementi, P. Oddo) Add Qiao vertical mixing in case of waves
30   !!            3.7  !  2014-10  (G. Madec)  LDF simplication
31   !!             -   !  2014-12  (G. Madec) remove KPP scheme
32   !!             -   !  2015-11  (J. Chanut) free surface simplification (remove filtered free surface)
33   !!            4.0  !  2017-05  (G. Madec)  introduction of the vertical physics manager (zdfphy)
34   !!            4.1  !  2019-08  (A. Coward, D. Storkey) rewrite in preparation for new timestepping scheme
35   !!            4.x  !  2020-08  (S. Techene, G. Madec)  quasi eulerian coordinate time stepping
36   !!----------------------------------------------------------------------
37
38#if defined key_qco   ||   defined key_linssh
39   !!----------------------------------------------------------------------
40   !!   'key_qco'                        Quasi-Eulerian vertical coordinate
41   !!                          OR
42   !!   'key_linssh                       Fixed in time vertical coordinate
43   !!----------------------------------------------------------------------
44
45   !!----------------------------------------------------------------------
46   !!   stp_MLF       : NEMO modified Leap Frog time-stepping with qco or linssh
47   !!----------------------------------------------------------------------
48   USE step_oce       ! time stepping definition modules
49   !
50   USE domqco         ! quasi-eulerian coordinate
51   USE traatf_qco     ! time filtering                   (tra_atf_qco routine)
52   USE dynatf_qco     ! time filtering                   (dyn_atf_qco routine)
53   
54   USE bdydyn         ! ocean open boundary conditions (define bdy_dyn)
55
56#if defined key_agrif
57   USE agrif_oce_interp
58#endif
59
60   IMPLICIT NONE
61   PRIVATE
62   
63   PUBLIC   stp_MLF   ! called by nemogcm.F90
64
65   !                                          !**  time level indices  **!
66   INTEGER, PUBLIC ::   Nbb, Nnn, Naa, Nrhs   !: used by nemo_init
67
68   !! * Substitutions
69#  include "domzgr_substitute.h90"
70   !!----------------------------------------------------------------------
71   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
72   !! $Id: step.F90 12377 2020-02-12 14:39:06Z acc $
73   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
74   !!----------------------------------------------------------------------
75CONTAINS
76
77#if defined key_agrif
78   RECURSIVE SUBROUTINE stp_MLF( )
79      INTEGER             ::   kstp   ! ocean time-step index
80#else
81   SUBROUTINE stp_MLF( kstp )
82      INTEGER, INTENT(in) ::   kstp   ! ocean time-step index
83#endif
84      !!----------------------------------------------------------------------
85      !!                     ***  ROUTINE stp_MLF  ***
86      !!
87      !! ** Purpose : - Time stepping of OPA  (momentum and active tracer eqs.)
88      !!              - Time stepping of SI3 (dynamic and thermodynamic eqs.)
89      !!              - Time stepping of TRC  (passive tracer eqs.)
90      !!
91      !! ** Method  : -1- Update forcings and data
92      !!              -2- Update ocean physics
93      !!              -3- Compute the t and s trends
94      !!              -4- Update t and s
95      !!              -5- Compute the momentum trends
96      !!              -6- Update the horizontal velocity
97      !!              -7- Compute the diagnostics variables (rd,N2, hdiv,w)
98      !!              -8- Outputs and diagnostics
99      !!----------------------------------------------------------------------
100      INTEGER ::   ji, jj, jk   ! dummy loop indice
101      INTEGER ::   indic        ! error indicator if < 0
102      REAL(wp),              DIMENSION(jpi,jpj,jpk) ::   zgdept
103      REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)         ::   zssh_f
104      !! ---------------------------------------------------------------------
105#if defined key_agrif
106      kstp = nit000 + Agrif_Nb_Step()
107      Kbb_a = Nbb; Kmm_a = Nnn; Krhs_a = Nrhs   ! agrif_oce module copies of time level indices
108      IF( lk_agrif_debug ) THEN
109         IF( Agrif_Root() .and. lwp)   WRITE(*,*) '---'
110         IF(lwp)   WRITE(*,*) 'Grid Number', Agrif_Fixed(),' time step ', kstp, 'int tstep', Agrif_NbStepint()
111      ENDIF
112      IF( kstp == nit000 + 1 )   lk_agrif_fstep = .FALSE.
113# if defined key_iomput
114      IF( Agrif_Nbstepint() == 0 )   CALL iom_swap( cxios_context )
115# endif
116#endif
117      !
118      IF( ln_timing )   CALL timing_start('stp_MLF')
119      !
120      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
121      ! model timestep
122      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
123      !
124      IF( l_1st_euler ) THEN     ! start or restart with Euler 1st time-step
125         rDt   = rn_Dt   
126         r1_Dt = 1._wp / rDt
127      ENDIF
128      !
129      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
130      ! update I/O and calendar
131      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
132                             indic = 0                ! reset to no error condition
133
134      IF( kstp == nit000 ) THEN                       ! initialize IOM context (must be done after nemo_init for AGRIF+XIOS+OASIS)
135                             CALL iom_init( cxios_context, ld_closedef=.FALSE. )   ! for model grid (including passible AGRIF zoom)
136         IF( lk_diamlr   )   CALL dia_mlr_iom_init    ! with additional setup for multiple-linear-regression analysis
137                             CALL iom_init_closedef
138         IF( ln_crs      )   CALL iom_init( TRIM(cxios_context)//"_crs" )  ! for coarse grid
139      ENDIF
140      IF( kstp /= nit000 )   CALL day( kstp )         ! Calendar (day was already called at nit000 in day_init)
141                             CALL iom_setkt( kstp - nit000 + 1,      cxios_context          )   ! tell IOM we are at time step kstp
142      IF( ln_crs         )   CALL iom_setkt( kstp - nit000 + 1, TRIM(cxios_context)//"_crs" )   ! tell IOM we are at time step kstp
143
144      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
145      ! Update external forcing (tides, open boundaries, ice shelf interaction and surface boundary condition (including sea-ice)
146      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
147      IF( ln_tide    )   CALL tide_update( kstp )                     ! update tide potential
148      IF( ln_apr_dyn )   CALL sbc_apr ( kstp )                        ! atmospheric pressure (NB: call before bdy_dta which needs ssh_ib)
149      IF( ln_bdy     )   CALL bdy_dta ( kstp, Nnn )                   ! update dynamic & tracer data at open boundaries
150      IF( ln_isf     )   CALL isf_stp ( kstp, Nnn )
151                         CALL sbc     ( kstp, Nbb, Nnn )              ! Sea Boundary Condition (including sea-ice)
152
153      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
154      ! Update stochastic parameters and random T/S fluctuations
155      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
156      IF( ln_sto_eos ) CALL sto_par( kstp )          ! Stochastic parameters
157      IF( ln_sto_eos ) CALL sto_pts( ts(:,:,:,:,Nnn)  )          ! Random T/S fluctuations
158
159      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
160      ! Ocean physics update
161      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
162      !  THERMODYNAMICS
163                         CALL eos_rab( ts(:,:,:,:,Nbb), rab_b, Nnn )       ! before local thermal/haline expension ratio at T-points
164                         CALL eos_rab( ts(:,:,:,:,Nnn), rab_n, Nnn )       ! now    local thermal/haline expension ratio at T-points
165                         CALL bn2    ( ts(:,:,:,:,Nbb), rab_b, rn2b, Nnn ) ! before Brunt-Vaisala frequency
166                         CALL bn2    ( ts(:,:,:,:,Nnn), rab_n, rn2, Nnn  ) ! now    Brunt-Vaisala frequency
167
168      !  VERTICAL PHYSICS
169                         CALL zdf_phy( kstp, Nbb, Nnn, Nrhs )   ! vertical physics update (top/bot drag, avt, avs, avm + MLD)
170
171      !  LATERAL  PHYSICS
172      !
173      IF( l_ldfslp ) THEN                             ! slope of lateral mixing
174                         CALL eos( ts(:,:,:,:,Nbb), rhd, gdept_0(:,:,:) )               ! before in situ density
175
176         IF( ln_zps .AND. .NOT. ln_isfcav)                                    &
177            &            CALL zps_hde    ( kstp, Nnn, jpts, ts(:,:,:,:,Nbb), gtsu, gtsv,  &  ! Partial steps: before horizontal gradient
178            &                                          rhd, gru , grv    )       ! of t, s, rd at the last ocean level
179
180         IF( ln_zps .AND.       ln_isfcav)                                                &
181            &            CALL zps_hde_isf( kstp, Nnn, jpts, ts(:,:,:,:,Nbb), gtsu, gtsv, gtui, gtvi,  &  ! Partial steps for top cell (ISF)
182            &                                          rhd, gru , grv , grui, grvi   )       ! of t, s, rd at the first ocean level
183         IF( ln_traldf_triad ) THEN
184                         CALL ldf_slp_triad( kstp, Nbb, Nnn )             ! before slope for triad operator
185         ELSE
186                         CALL ldf_slp     ( kstp, rhd, rn2b, Nbb, Nnn )   ! before slope for standard operator
187         ENDIF
188      ENDIF
189      !                                                                        ! eddy diffusivity coeff.
190      IF( l_ldftra_time .OR. l_ldfeiv_time )   CALL ldf_tra( kstp, Nbb, Nnn )  !       and/or eiv coeff.
191      IF( l_ldfdyn_time                    )   CALL ldf_dyn( kstp, Nbb )       ! eddy viscosity coeff.
192
193      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
194      !  Ocean dynamics : hdiv, ssh, e3, u, v, w
195      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
196      DO jk = 1, jpk
197         zgdept(:,:,jk) = gdept(:,:,jk,Nnn)
198      END DO
199                            CALL ssh_nxt    ( kstp, Nbb, Nnn, ssh,  Naa )   ! after ssh (includes call to div_hor)
200      IF( .NOT.lk_linssh )  THEN
201                             CALL dom_qco_r3c( ssh(:,:,Naa), r3t(:,:,Naa), r3u(:,:,Naa), r3v(:,:,Naa)           )   ! "after" ssh/h_0 ratio at t,u,v pts
202         IF( ln_dynspg_exp ) CALL dom_qco_r3c( ssh(:,:,Nnn), r3t(:,:,Nnn), r3u(:,:,Nnn), r3v(:,:,Nnn), r3f(:,:) )   ! spg_exp : needed only for "now" ssh/h_0 ratio at f point
203      ENDIF
204                            CALL wzv        ( kstp, Nbb, Nnn, Naa, ww  )    ! Nnn cross-level velocity
205      IF( ln_zad_Aimp )     CALL wAimp      ( kstp,      Nnn           )    ! Adaptive-implicit vertical advection partitioning
206                            CALL eos        ( ts(:,:,:,:,Nnn), rhd, rhop, zgdept ) ! now in situ density for hpg computation
207
208
209                         uu(:,:,:,Nrhs) = 0._wp            ! set dynamics trends to zero
210                         vv(:,:,:,Nrhs) = 0._wp
211
212      IF(  lk_asminc .AND. ln_asmiau .AND. ln_dyninc )   &
213               &         CALL dyn_asm_inc   ( kstp, Nbb, Nnn, uu, vv, Nrhs )  ! apply dynamics assimilation increment
214      IF( ln_bdy     )   CALL bdy_dyn3d_dmp ( kstp, Nbb,      uu, vv, Nrhs )  ! bdy damping trends
215#if defined key_agrif
216      IF(.NOT. Agrif_Root())  &
217               &         CALL Agrif_Sponge_dyn        ! momentum sponge
218#endif
219                         CALL dyn_adv( kstp, Nbb, Nnn      , uu, vv, Nrhs )  ! advection (VF or FF)   ==> RHS
220                         CALL dyn_vor( kstp,      Nnn      , uu, vv, Nrhs )  ! vorticity              ==> RHS
221                         CALL dyn_ldf( kstp, Nbb, Nnn      , uu, vv, Nrhs )  ! lateral mixing
222      IF( ln_zdfosm  )   CALL dyn_osm( kstp,      Nnn      , uu, vv, Nrhs )  ! OSMOSIS non-local velocity fluxes ==> RHS
223                         CALL dyn_hpg( kstp,      Nnn      , uu, vv, Nrhs )  ! horizontal gradient of Hydrostatic pressure
224                         CALL dyn_spg( kstp, Nbb, Nnn, Nrhs, uu, vv, ssh, uu_b, vv_b, Naa )  ! surface pressure gradient
225                                                      ! With split-explicit free surface, since now transports have been updated and ssh(:,:,Nrhs) as well
226
227      IF( ln_dynspg_ts ) THEN                         ! vertical scale factors and vertical velocity need to be updated
228                            CALL div_hor    ( kstp, Nbb, Nnn )                ! Horizontal divergence  (2nd call in time-split case)
229         IF(.NOT.lk_linssh) CALL dom_qco_r3c ( ssh(:,:,Naa), r3t(:,:,Naa), r3u(:,:,Naa), r3v(:,:,Naa), r3f(:,:) )   ! update ssh/h_0 ratio at t,u,v,f pts
230      ENDIF
231                            CALL dyn_zdf    ( kstp, Nbb, Nnn, Nrhs, uu, vv, Naa  )  ! vertical diffusion
232      IF( ln_dynspg_ts ) THEN                                                       ! vertical scale factors and vertical velocity need to be updated
233                            CALL wzv        ( kstp, Nbb, Nnn, Naa, ww )             ! Nnn cross-level velocity
234         IF( ln_zad_Aimp )  CALL wAimp      ( kstp,      Nnn )                      ! Adaptive-implicit vertical advection partitioning
235      ENDIF
236
237
238      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
239      ! cool skin
240      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
241      IF ( ln_diurnal )  CALL diurnal_layers( kstp )
242
243      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
244      ! diagnostics and outputs
245      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
246      IF( ln_floats  )   CALL flo_stp   ( kstp, Nbb, Nnn )      ! drifting Floats
247      IF( ln_diacfl  )   CALL dia_cfl   ( kstp,      Nnn )      ! Courant number diagnostics
248                         CALL dia_hth   ( kstp,      Nnn )      ! Thermocline depth (20 degres isotherm depth)
249      IF( ln_diadct  )   CALL dia_dct   ( kstp,      Nnn )      ! Transports
250                         CALL dia_ar5   ( kstp,      Nnn )      ! ar5 diag
251                         CALL dia_ptr   ( kstp,      Nnn )      ! Poleward adv/ldf TRansports diagnostics
252                         CALL dia_wri   ( kstp,      Nnn )      ! ocean model: outputs
253      IF( ln_crs     )   CALL crs_fld   ( kstp,      Nnn )      ! ocean model: online field coarsening & output
254      IF( lk_diadetide ) CALL dia_detide( kstp )                ! Weights computation for daily detiding of model diagnostics
255      IF( lk_diamlr  )   CALL dia_mlr                           ! Update time used in multiple-linear-regression analysis
256
257      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
258      ! Now ssh filtering
259      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
260                         CALL ssh_atf    ( kstp, Nbb, Nnn, Naa, ssh )            ! time filtering of "now" sea surface height
261      IF(.NOT.lk_linssh) CALL dom_qco_r3c( ssh(:,:,Nnn), r3t_f, r3u_f, r3v_f )   ! "now" ssh/h_0 ratio from filtrered ssh
262#if defined key_top
263      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
264      ! Passive Tracer Model
265      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
266                         CALL trc_stp    ( kstp, Nbb, Nnn, Nrhs, Naa )           ! time-stepping
267#endif
268
269      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
270      ! Active tracers
271      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
272                         ts(:,:,:,:,Nrhs) = 0._wp         ! set tracer trends to zero
273
274      IF(  lk_asminc .AND. ln_asmiau .AND. &
275         & ln_trainc )   CALL tra_asm_inc( kstp, Nbb, Nnn, ts, Nrhs )  ! apply tracer assimilation increment
276                         CALL tra_sbc    ( kstp,      Nnn, ts, Nrhs )  ! surface boundary condition
277      IF( ln_traqsr  )   CALL tra_qsr    ( kstp,      Nnn, ts, Nrhs )  ! penetrative solar radiation qsr
278      IF( ln_isf     )   CALL tra_isf    ( kstp,      Nnn, ts, Nrhs )  ! ice shelf heat flux
279      IF( ln_trabbc  )   CALL tra_bbc    ( kstp,      Nnn, ts, Nrhs )  ! bottom heat flux
280      IF( ln_trabbl  )   CALL tra_bbl    ( kstp, Nbb, Nnn, ts, Nrhs )  ! advective (and/or diffusive) bottom boundary layer scheme
281      IF( ln_tradmp  )   CALL tra_dmp    ( kstp, Nbb, Nnn, ts, Nrhs )  ! internal damping trends
282      IF( ln_bdy     )   CALL bdy_tra_dmp( kstp, Nbb,      ts, Nrhs )  ! bdy damping trends
283#if defined key_agrif
284      IF(.NOT. Agrif_Root())  &
285               &         CALL Agrif_Sponge_tra        ! tracers sponge
286#endif
287                         CALL tra_adv    ( kstp, Nbb, Nnn, ts, Nrhs )  ! hor. + vert. advection ==> RHS
288      IF( ln_zdfosm  )   CALL tra_osm    ( kstp,      Nnn, ts, Nrhs )  ! OSMOSIS non-local tracer fluxes ==> RHS
289      IF( lrst_oce .AND. ln_zdfosm ) &
290           &             CALL osm_rst    ( kstp,      Nnn, 'WRITE'  )  ! write OSMOSIS outputs + ww (so must do here) to restarts
291                         CALL tra_ldf    ( kstp, Nbb, Nnn, ts, Nrhs )  ! lateral mixing
292
293                         CALL tra_zdf    ( kstp, Nbb, Nnn, Nrhs, ts, Naa  )  ! vertical mixing and after tracer fields
294      IF( ln_zdfnpc  )   CALL tra_npc    ( kstp,      Nnn, Nrhs, ts, Naa  )  ! update after fields by non-penetrative convection
295
296      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
297      ! Set boundary conditions, time filter and swap time levels
298      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
299!!jc1: For agrif, it would be much better to finalize tracers/momentum here (e.g. bdy conditions) and move the swap
300!!    (and time filtering) after Agrif update. Then restart would be done after and would contain updated fields.
301!!    If so:
302!!    (i) no need to call agrif update at initialization time
303!!    (ii) no need to update "before" fields
304!!
305!!    Apart from creating new tra_swp/dyn_swp routines, this however:
306!!    (i) makes boundary conditions at initialization time computed from updated fields which is not the case between
307!!    two restarts => restartability issue. One can circumvent this, maybe, by assuming "interface separation",
308!!    e.g. a shift of the feedback interface inside child domain.
309!!    (ii) requires that all restart outputs of updated variables by agrif (e.g. passive tracers/tke/barotropic arrays) are done at the same
310!!    place.
311!!
312      IF( ln_dynspg_ts ) CALL mlf_baro_corr (            Nnn, Naa, uu, vv     )   ! barotrope adjustment
313                         CALL finalize_lbc  ( kstp, Nbb     , Naa, uu, vv, ts )   ! boundary conditions
314                         CALL tra_atf_qco   ( kstp, Nbb, Nnn, Naa        , ts )   ! time filtering of "now" tracer arrays
315                         CALL dyn_atf_qco   ( kstp, Nbb, Nnn, Naa, uu, vv     )   ! time filtering of "now" velocities
316      IF(.NOT.lk_linssh) THEN
317                         r3t(:,:,Nnn) = r3t_f(:,:)                                ! update now ssh/h_0 with time filtered values
318                         r3u(:,:,Nnn) = r3u_f(:,:)
319                         r3v(:,:,Nnn) = r3v_f(:,:)
320      ENDIF
321
322      !
323      ! Swap time levels
324      Nrhs = Nbb
325      Nbb = Nnn
326      Nnn = Naa
327      Naa = Nrhs
328      !
329      !
330      IF( ln_diahsb  )   CALL dia_hsb       ( kstp, Nbb, Nnn )  ! - ML - global conservation diagnostics
331
332!!gm : This does not only concern the dynamics ==>>> add a new title
333!!gm2: why ouput restart before AGRIF update?
334!!
335!!jc: That would be better, but see comment above
336!!
337      IF( lrst_oce   )   CALL rst_write    ( kstp, Nbb, Nnn )   ! write output ocean restart file
338      IF( ln_sto_eos )   CALL sto_rst_write( kstp )   ! write restart file for stochastic parameters
339
340#if defined key_agrif
341      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
342      ! AGRIF
343      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
344                         Kbb_a = Nbb; Kmm_a = Nnn; Krhs_a = Nrhs      ! agrif_oce module copies of time level indices
345                         CALL Agrif_Integrate_ChildGrids( stp_MLF )       ! allows to finish all the Child Grids before updating
346
347                         IF( Agrif_NbStepint() == 0 ) THEN
348                            CALL Agrif_update_all( )                  ! Update all components
349                         ENDIF
350#endif
351      IF( ln_diaobs  )   CALL dia_obs      ( kstp, Nnn )      ! obs-minus-model (assimilation) diagnostics (call after dynamics update)
352
353      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
354      ! Control
355      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
356                         CALL stp_ctl      ( kstp, Nnn )
357
358      IF( kstp == nit000 ) THEN                          ! 1st time step only
359                                        CALL iom_close( numror )   ! close input  ocean restart file
360         IF(lwm)                        CALL FLUSH    ( numond )   ! flush output namelist oce
361         IF(lwm .AND. numoni /= -1 )    CALL FLUSH    ( numoni )   ! flush output namelist ice (if exist)
362      ENDIF
363
364      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
365      ! Coupled mode
366      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
367!!gm why lk_oasis and not lk_cpl ????
368      IF( lk_oasis   )   CALL sbc_cpl_snd( kstp, Nbb, Nnn )        ! coupled mode : field exchanges
369      !
370#if defined key_iomput
371      IF( kstp == nitend .OR. indic < 0 ) THEN
372                      CALL iom_context_finalize(      cxios_context          ) ! needed for XIOS+AGRIF
373         IF( ln_crs ) CALL iom_context_finalize( trim(cxios_context)//"_crs" ) !
374      ENDIF
375#endif
376      !
377      IF( l_1st_euler ) THEN         ! recover Leap-frog timestep
378         rDt   = 2._wp * rn_Dt   
379         r1_Dt = 1._wp / rDt
380         l_1st_euler = .FALSE.     
381      ENDIF
382      !
383      IF( ln_timing )   CALL timing_stop('stp_MLF')
384      !
385   END SUBROUTINE stp_MLF
386
387
388   SUBROUTINE mlf_baro_corr( Kmm, Kaa, puu, pvv )
389      !!----------------------------------------------------------------------
390      !!                  ***  ROUTINE mlf_baro_corr  ***
391      !!
392      !! ** Purpose :   Finalize after horizontal velocity.
393      !!
394      !! ** Method  : * Ensure after velocities transport matches time splitting
395      !!             estimate (ln_dynspg_ts=T)
396      !!
397      !! ** Action :   puu(Kmm),pvv(Kmm)   updated now horizontal velocity (ln_bt_fw=F)
398      !!               puu(Kaa),pvv(Kaa)   after horizontal velocity
399      !!----------------------------------------------------------------------
400      USE dynspg_ts, ONLY : un_adv, vn_adv   ! updated Kmm barotropic transport
401      !!
402      INTEGER                             , INTENT(in   ) ::   Kmm, Kaa   ! before and after time level indices
403      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,jpt), INTENT(inout) ::   puu, pvv   ! velocities
404      !
405      INTEGER  ::   jk   ! dummy loop indices
406      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zue, zve
407      !!----------------------------------------------------------------------
408
409      ! Ensure below that barotropic velocities match time splitting estimate
410      ! Compute actual transport and replace it with ts estimate at "after" time step
411      zue(:,:) = e3u(:,:,1,Kaa) * puu(:,:,1,Kaa) * umask(:,:,1)
412      zve(:,:) = e3v(:,:,1,Kaa) * pvv(:,:,1,Kaa) * vmask(:,:,1)
413      DO jk = 2, jpkm1
414         zue(:,:) = zue(:,:) + e3u(:,:,jk,Kaa) * puu(:,:,jk,Kaa) * umask(:,:,jk)
415         zve(:,:) = zve(:,:) + e3v(:,:,jk,Kaa) * pvv(:,:,jk,Kaa) * vmask(:,:,jk)
416      END DO
417      DO jk = 1, jpkm1
418         puu(:,:,jk,Kaa) = ( puu(:,:,jk,Kaa) - zue(:,:) * r1_hu(:,:,Kaa) + uu_b(:,:,Kaa) ) * umask(:,:,jk)
419         pvv(:,:,jk,Kaa) = ( pvv(:,:,jk,Kaa) - zve(:,:) * r1_hv(:,:,Kaa) + vv_b(:,:,Kaa) ) * vmask(:,:,jk)
420      END DO
421      !
422      IF( .NOT.ln_bt_fw ) THEN
423         ! Remove advective velocity from "now velocities"
424         ! prior to asselin filtering
425         ! In the forward case, this is done below after asselin filtering
426         ! so that asselin contribution is removed at the same time
427         DO jk = 1, jpkm1
428            puu(:,:,jk,Kmm) = ( puu(:,:,jk,Kmm) - un_adv(:,:)*r1_hu(:,:,Kmm) + uu_b(:,:,Kmm) )*umask(:,:,jk)
429            pvv(:,:,jk,Kmm) = ( pvv(:,:,jk,Kmm) - vn_adv(:,:)*r1_hv(:,:,Kmm) + vv_b(:,:,Kmm) )*vmask(:,:,jk)
430         END DO
431      ENDIF
432      !
433   END SUBROUTINE mlf_baro_corr
434
435
436   SUBROUTINE finalize_lbc( kt, Kbb, Kaa, puu, pvv, pts )
437      !!----------------------------------------------------------------------
438      !!                  ***  ROUTINE finalize_lbc  ***
439      !!
440      !! ** Purpose :   Apply the boundary condition on the after velocity
441      !!
442      !! ** Method  : * Apply lateral boundary conditions on after velocity
443      !!             at the local domain boundaries through lbc_lnk call,
444      !!             at the one-way open boundaries (ln_bdy=T),
445      !!             at the AGRIF zoom   boundaries (lk_agrif=T)
446      !!
447      !! ** Action :   puu(Kaa),pvv(Kaa)   after horizontal velocity and tracers
448      !!----------------------------------------------------------------------
449      INTEGER                                  , INTENT(in   ) ::   kt         ! ocean time-step index
450      INTEGER                                  , INTENT(in   ) ::   Kbb, Kaa   ! before and after time level indices
451      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,jpt)     , INTENT(inout) ::   puu, pvv   ! velocities to be time filtered
452      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,jpts,jpt), INTENT(inout) ::   pts        ! active tracers
453      !!----------------------------------------------------------------------
454      !
455      ! Update after tracer and velocity on domain lateral boundaries
456      !
457# if defined key_agrif
458            CALL Agrif_tra                     !* AGRIF zoom boundaries
459            CALL Agrif_dyn( kt )
460# endif
461      !                                        ! local domain boundaries  (T-point, unchanged sign)
462      CALL lbc_lnk_multi( 'finalize_lbc', puu(:,:,:,       Kaa), 'U', -1., pvv(:,:,:       ,Kaa), 'V', -1.   &
463                       &                , pts(:,:,:,jp_tem,Kaa), 'T',  1., pts(:,:,:,jp_sal,Kaa), 'T',  1. )
464      !
465      !                                        !* BDY open boundaries
466      IF( ln_bdy )   THEN
467                               CALL bdy_tra( kt, Kbb, pts,      Kaa )
468         IF( ln_dynspg_exp )   CALL bdy_dyn( kt, Kbb, puu, pvv, Kaa )
469         IF( ln_dynspg_ts  )   CALL bdy_dyn( kt, Kbb, puu, pvv, Kaa, dyn3d_only=.true. )
470      ENDIF
471      !
472   END SUBROUTINE finalize_lbc
473
474#else
475   !!----------------------------------------------------------------------
476   !!   default option             EMPTY MODULE           qco not activated
477   !!----------------------------------------------------------------------
478#endif
479   
480   !!======================================================================
481END MODULE stpmlf
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.