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trcsbc.F90 in NEMO/trunk/src/TOP/TRP – NEMO

source: NEMO/trunk/src/TOP/TRP/trcsbc.F90 @ 14335

Last change on this file since 14335 was 14215, checked in by acc, 3 years ago

trunk changes to swap the order of arguments to the DO LOOP macros. These changes result in a more natural i-j-k ordering as explained in #2595. SETTE is passed before and after these changes and results are unchanged. This fixes #2595

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 10.1 KB
RevLine 
[941]1MODULE trcsbc
2   !!==============================================================================
3   !!                       ***  MODULE  trcsbc  ***
4   !! Ocean passive tracers:  surface boundary condition
[1175]5   !!======================================================================
[2528]6   !! History :  8.2  !  1998-10  (G. Madec, G. Roullet, M. Imbard)  Original code
7   !!            8.2  !  2001-02  (D. Ludicone)  sea ice and free surface
8   !!            8.5  !  2002-06  (G. Madec)  F90: Free form and module
9   !!            9.0  !  2004-03  (C. Ethe)  adapted for passive tracers
10   !!                 !  2006-08  (C. Deltel) Diagnose ML trends for passive tracers
[941]11   !!==============================================================================
12#if defined key_top
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   !!   'key_top'                                                TOP models
15   !!----------------------------------------------------------------------
16   !!   trc_sbc      : update the tracer trend at ocean surface
17   !!----------------------------------------------------------------------
[14086]18   USE par_trc        ! need jptra, number of passive tracers
[2715]19   USE oce_trc         ! ocean dynamics and active tracers variables
20   USE trc             ! ocean  passive tracers variables
[13286]21   USE prtctl          ! Print control for debbuging
[5385]22   USE iom
[4990]23   USE trd_oce
[2528]24   USE trdtra
[941]25
26   IMPLICIT NONE
27   PRIVATE
28
[2715]29   PUBLIC   trc_sbc   ! routine called by step.F90
[941]30
31   !! * Substitutions
[12377]32#  include "do_loop_substitute.h90"
[13237]33#  include "domzgr_substitute.h90"
[941]34   !!----------------------------------------------------------------------
[10067]35   !! NEMO/TOP 4.0 , NEMO Consortium (2018)
[7753]36   !! $Id$
[10068]37   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
[941]38   !!----------------------------------------------------------------------
39CONTAINS
40
[12377]41   SUBROUTINE trc_sbc ( kt, Kmm, ptr, Krhs )
[941]42      !!----------------------------------------------------------------------
43      !!                  ***  ROUTINE trc_sbc  ***
44      !!                   
45      !! ** Purpose :   Compute the tracer surface boundary condition trend of
46      !!      (concentration/dilution effect) and add it to the general
47      !!       trend of tracer equations.
48      !!
49      !! ** Method :
50      !!      * concentration/dilution effect:
51      !!            The surface freshwater flux modify the ocean volume
52      !!         and thus the concentration of a tracer as :
[13237]53      !!            tr(Krhs) = tr(Krhs) + emp * tr(Kmm) / e3t_   for k=1
[941]54      !!         where emp, the surface freshwater budget (evaporation minus
[3680]55      !!         precipitation ) given in kg/m2/s is divided
[1739]56      !!         by 1035 kg/m3 (density of ocean water) to obtain m/s.
[941]57      !!
[12377]58      !! ** Action  : - Update the 1st level of tr(:,:,:,:,Krhs) with the trend associated
[941]59      !!                with the tracer surface boundary condition
60      !!
61      !!----------------------------------------------------------------------
[12377]62      INTEGER,                                    INTENT(in   ) :: kt        ! ocean time-step index
63      INTEGER,                                    INTENT(in   ) :: Kmm, Krhs ! time level indices
64      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,jptra,jpt), INTENT(inout) :: ptr       ! passive tracers and RHS of tracer equation
[2715]65      !
[9019]66      INTEGER  ::   ji, jj, jn                      ! dummy loop indices
[10788]67      REAL(wp) ::   zse3t, zrtrn, zfact     ! local scalars
68      REAL(wp) ::   zftra, zdtra, ztfx, ztra   !   -      -
[941]69      CHARACTER (len=22) :: charout
[9125]70      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj)   ::   zsfx
71      REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:) ::   ztrtrd
[3294]72      !!---------------------------------------------------------------------
73      !
[9124]74      IF( ln_timing )   CALL timing_start('trc_sbc')
[3294]75      !
76      ! Allocate temporary workspace
[9125]77      IF( l_trdtrc )  ALLOCATE( ztrtrd(jpi,jpj,jpk) )
[5385]78      !
79      zrtrn = 1.e-15_wp
[941]80
[3294]81      IF( kt == nittrc000 ) THEN
[941]82         IF(lwp) WRITE(numout,*)
83         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'trc_sbc : Passive tracers surface boundary condition'
84         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
[9019]85         !
[6942]86         IF( ln_rsttr .AND. .NOT.ln_top_euler .AND.   &                     ! Restart: read in restart  file
[5385]87            iom_varid( numrtr, 'sbc_'//TRIM(ctrcnm(1))//'_b', ldstop = .FALSE. ) > 0 ) THEN
[12377]88            IF(lwp) WRITE(numout,*) '          nittrc000-1 surface tracer content forcing fields read in the restart file'
[5385]89            zfact = 0.5_wp
90            DO jn = 1, jptra
[13286]91               CALL iom_get( numrtr, jpdom_auto, 'sbc_'//TRIM(ctrcnm(jn))//'_b', sbc_trc_b(:,:,jn) )   ! before tracer content sbc
[5385]92            END DO
93         ELSE                                         ! No restart or restart not found: Euler forward time stepping
94           zfact = 1._wp
[7753]95           sbc_trc_b(:,:,:) = 0._wp
[5385]96         ENDIF
97      ELSE                                         ! Swap of forcing fields
98         IF( ln_top_euler ) THEN
99            zfact = 1._wp
[7753]100            sbc_trc_b(:,:,:) = 0._wp
[5385]101         ELSE
102            zfact = 0.5_wp
[7753]103            sbc_trc_b(:,:,:) = sbc_trc(:,:,:)
[5385]104         ENDIF
105         !
[941]106      ENDIF
107
[12377]108      ! Coupling online : river runoff is added to the horizontal divergence (hdiv) in the subroutine sbc_rnf_div
[3680]109      ! one only consider the concentration/dilution effect due to evaporation minus precipitation + freezing/melting of sea-ice
[3719]110      ! Coupling offline : runoff are in emp which contains E-P-R
111      !
[7646]112      IF( .NOT.ln_linssh ) THEN  ! online coupling with vvl
[7753]113         zsfx(:,:) = 0._wp
[3719]114      ELSE                                      ! online coupling free surface or offline with free surface
[7753]115         zsfx(:,:) = emp(:,:)
[3680]116      ENDIF
[2528]117
[941]118      ! 0. initialization
[10788]119      SELECT CASE ( nn_ice_tr )
120
121      CASE ( -1 ) ! No tracers in sea ice (null concentration in sea ice)
[2528]122         !
[10425]123         DO jn = 1, jptra
[14215]124            DO_2D( 0, 0, 0, 1 )
[12489]125               sbc_trc(ji,jj,jn) = zsfx(ji,jj) * r1_rho0 * ptr(ji,jj,1,jn,Kmm)
[12377]126            END_2D
[10425]127         END DO
128         !
[10788]129      CASE ( 0 )  ! Same concentration in sea ice and in the ocean
[10425]130         !
131         DO jn = 1, jptra
[14215]132            DO_2D( 0, 0, 0, 1 )
[12489]133               sbc_trc(ji,jj,jn) = ( zsfx(ji,jj) + fmmflx(ji,jj) ) * r1_rho0 * ptr(ji,jj,1,jn,Kmm)
[12377]134            END_2D
[10788]135         END DO
136         !
137      CASE ( 1 )  ! Specific treatment of sea ice fluxes with an imposed concentration in sea ice
138         !
139         DO jn = 1, jptra
[14215]140            DO_2D( 0, 0, 0, 1 )
[12377]141               zse3t = 1. / e3t(ji,jj,1,Kmm)
142               ! tracer flux at the ice/ocean interface (tracer/m2/s)
143               zftra = - trc_i(ji,jj,jn) * fmmflx(ji,jj) ! uptake of tracer in the sea ice
144               !                                         ! only used in the levitating sea ice case
145               ! tracer flux only       : add concentration dilution term in net tracer flux, no F-M in volume flux
146               ! tracer and mass fluxes : no concentration dilution term in net tracer flux, F-M term in volume flux
147               ztfx  = zftra                        ! net tracer flux
148               !
[12489]149               zdtra = r1_rho0 * ( ztfx + ( zsfx(ji,jj) + fmmflx(ji,jj) ) * ptr(ji,jj,1,jn,Kmm) ) 
[12377]150               IF ( zdtra < 0. ) THEN
[12489]151                  zdtra  = MAX(zdtra, -ptr(ji,jj,1,jn,Kmm) * e3t(ji,jj,1,Kmm) / rDt_trc )   ! avoid negative concentrations to arise
[12377]152               ENDIF
153               sbc_trc(ji,jj,jn) =  zdtra 
154            END_2D
[10425]155         END DO
[10788]156      END SELECT
[10425]157      !
[13226]158      CALL lbc_lnk( 'trcsbc', sbc_trc(:,:,:), 'T', 1.0_wp )
[10425]159      !                                       Concentration dilution effect on tracers due to evaporation & precipitation
160      DO jn = 1, jptra
[6309]161         !
[12377]162         IF( l_trdtrc )   ztrtrd(:,:,:) = ptr(:,:,:,jn,Krhs)  ! save trends
[10425]163         !
[14215]164         DO_2D( 0, 0, 0, 1 )
[12377]165            zse3t = zfact / e3t(ji,jj,1,Kmm)
166            ptr(ji,jj,1,jn,Krhs) = ptr(ji,jj,1,jn,Krhs) + ( sbc_trc_b(ji,jj,jn) + sbc_trc(ji,jj,jn) ) * zse3t
167         END_2D
[5385]168         !
[1175]169         IF( l_trdtrc ) THEN
[12377]170            ztrtrd(:,:,:) = ptr(:,:,:,jn,Krhs) - ztrtrd(:,:,:)
171            CALL trd_tra( kt, Kmm, Krhs, 'TRC', jn, jptra_nsr, ztrtrd )
[1175]172         END IF
173         !                                                       ! ===========
174      END DO                                                     ! tracer loop
175      !                                                          ! ===========
[9019]176      !
[5385]177      !                                           Write in the tracer restar  file
178      !                                          *******************************
[6942]179      IF( lrst_trc .AND. .NOT.ln_top_euler ) THEN
[5385]180         IF(lwp) WRITE(numout,*)
181         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'sbc : ocean surface tracer content forcing fields written in tracer restart file ',   &
182            &                    'at it= ', kt,' date= ', ndastp
183         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~'
184         DO jn = 1, jptra
185            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrtw, 'sbc_'//TRIM(ctrcnm(jn))//'_b', sbc_trc(:,:,jn) )
186         END DO
187      ENDIF
188      !
[12377]189      IF( sn_cfctl%l_prttrc )   THEN
[13286]190         WRITE(charout, FMT="('sbc ')") ;  CALL prt_ctl_info( charout, cdcomp = 'top' )
191                                           CALL prt_ctl( tab4d_1=ptr(:,:,:,:,Krhs), mask1=tmask, clinfo=ctrcnm, clinfo3='trd' )
[941]192      ENDIF
[9125]193      IF( l_trdtrc )  DEALLOCATE( ztrtrd )
[3294]194      !
[9124]195      IF( ln_timing )   CALL timing_stop('trc_sbc')
[3294]196      !
[941]197   END SUBROUTINE trc_sbc
198
199#else
200   !!----------------------------------------------------------------------
201   !!   Dummy module :                      NO passive tracer
202   !!----------------------------------------------------------------------
[12377]203   USE par_oce
204   USE par_trc
[941]205CONTAINS
[12377]206   SUBROUTINE trc_sbc ( kt, Kmm, ptr, Krhs )      ! Empty routine
207      INTEGER,                                    INTENT(in   ) :: kt        ! ocean time-step index
208      INTEGER,                                    INTENT(in   ) :: Kmm, Krhs ! time level indices
209      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,jptra,jpt), INTENT(inout) :: ptr       ! passive tracers and RHS of tracer equation
[941]210      WRITE(*,*) 'trc_sbc: You should not have seen this print! error?', kt
211   END SUBROUTINE trc_sbc
212#endif
213   
214   !!======================================================================
215END MODULE trcsbc
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.