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dynzdf_exp.F90 in branches/2011/dev_NEMO_MERGE_2011/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/DYN – NEMO

source: branches/2011/dev_NEMO_MERGE_2011/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/DYN/dynzdf_exp.F90 @ 3115

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  • Property svn:keywords set to Id
File size: 5.8 KB
Line 
1MODULE dynzdf_exp
2   !!==============================================================================
3   !!                     ***  MODULE  dynzdf_exp  ***
4   !! Ocean dynamics:  vertical component(s) of the momentum mixing trend
5   !!==============================================================================
6   !! History :  OPA  !  1990-10  (B. Blanke)  Original code
7   !!            8.0  !  1997-05  (G. Madec)  vertical component of isopycnal
8   !!   NEMO     0.5  !  2002-08  (G. Madec)  F90: Free form and module
9   !!            3.3  !  2010-04  (M. Leclair, G. Madec)  Forcing averaged over 2 time steps
10   !!----------------------------------------------------------------------
11
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!   dyn_zdf_exp  : update the momentum trend with the vertical diffu-
14   !!                  sion using an explicit time-stepping scheme.
15   !!----------------------------------------------------------------------
16   USE oce             ! ocean dynamics and tracers
17   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
18   USE phycst          ! physical constants
19   USE zdf_oce         ! ocean vertical physics
20   USE sbc_oce         ! surface boundary condition: ocean
21   USE lib_mpp         ! MPP library
22   USE in_out_manager  ! I/O manager
23   USE lib_mpp         ! MPP library
24
25   IMPLICIT NONE
26   PRIVATE
27
28   PUBLIC   dyn_zdf_exp   ! called by step.F90
29   
30   !! * Substitutions
31#  include "domzgr_substitute.h90"
32#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
33   !!----------------------------------------------------------------------
34   !! NEMO/OPA 3.3 , NEMO Consortium (2010)
35   !! $Id$
36   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
37   !!----------------------------------------------------------------------
38CONTAINS
39
40   SUBROUTINE dyn_zdf_exp( kt, p2dt )
41      !!----------------------------------------------------------------------
42      !!                  ***  ROUTINE dyn_zdf_exp  ***
43      !!                   
44      !! ** Purpose :   Compute the trend due to the vert. momentum diffusion
45      !!
46      !! ** Method  :   Explicit forward time stepping with a time splitting
47      !!      technique. The vertical diffusion of momentum is given by:
48      !!         diffu = dz( avmu dz(u) ) = 1/e3u dk+1( avmu/e3uw dk(ub) )
49      !!      Surface boundary conditions: wind stress input (averaged over kt-1/2 & kt+1/2)
50      !!      Bottom boundary conditions : bottom stress (cf zdfbfr.F90)
51      !!      Add this trend to the general trend ua :
52      !!         ua = ua + dz( avmu dz(u) )
53      !!
54      !! ** Action : - Update (ua,va) with the vertical diffusive trend
55      !!---------------------------------------------------------------------
56      USE wrk_nemo, ONLY:   wrk_in_use, wrk_not_released
57      USE oce     , ONLY:   tsa             ! tsa used as 2 3D workspace
58      USE wrk_nemo, ONLY:   zwz => wrk_3d_3 , zww => wrk_3d_4   ! 3D workspace
59      !
60      INTEGER , INTENT(in) ::   kt     ! ocean time-step index
61      REAL(wp), INTENT(in) ::   p2dt   ! time-step
62      !
63      INTEGER  ::   ji, jj, jk, jl   ! dummy loop indices
64      REAL(wp) ::   zrau0r, zlavmr, zua, zva   ! local scalars
65      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) ::  zwx, zwy
66      !!----------------------------------------------------------------------
67
68      IF( wrk_in_use(3, 3,4) ) THEN
69         CALL ctl_stop('dyn_zdf_exp: requested workspace arrays unavailable')   ;   RETURN
70      ENDIF
71      !
72      zwx => tsa(:,:,:,1) 
73      zwy => tsa(:,:,:,2) 
74      !
75      IF( kt == nit000 .AND. lwp ) THEN
76         WRITE(numout,*)
77         WRITE(numout,*) 'dyn_zdf_exp : vertical momentum diffusion - explicit operator'
78         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~ '
79      ENDIF
80
81      zrau0r = 1. / rau0               ! Local constant initialization
82      zlavmr = 1. / REAL( nn_zdfexp )
83
84
85      DO jj = 2, jpjm1                 ! Surface boundary condition
86         DO ji = 2, jpim1
87            zwy(ji,jj,1) = ( utau_b(ji,jj) + utau(ji,jj) ) * zrau0r
88            zww(ji,jj,1) = ( vtau_b(ji,jj) + vtau(ji,jj) ) * zrau0r
89         END DO 
90      END DO 
91      DO jk = 1, jpk                   ! Initialization of x, z and contingently trends array
92         DO jj = 2, jpjm1 
93            DO ji = 2, jpim1
94               zwx(ji,jj,jk) = ub(ji,jj,jk)
95               zwz(ji,jj,jk) = vb(ji,jj,jk)
96            END DO 
97         END DO 
98      END DO 
99      !
100      DO jl = 1, nn_zdfexp             ! Time splitting loop
101         !
102         DO jk = 2, jpk                      ! First vertical derivative
103            DO jj = 2, jpjm1 
104               DO ji = 2, jpim1
105                  zwy(ji,jj,jk) = avmu(ji,jj,jk) * ( zwx(ji,jj,jk-1) - zwx(ji,jj,jk) ) / fse3uw(ji,jj,jk) 
106                  zww(ji,jj,jk) = avmv(ji,jj,jk) * ( zwz(ji,jj,jk-1) - zwz(ji,jj,jk) ) / fse3vw(ji,jj,jk)
107               END DO 
108            END DO 
109         END DO 
110         DO jk = 1, jpkm1                    ! Second vertical derivative and trend estimation at kt+l*rdt/nn_zdfexp
111            DO jj = 2, jpjm1 
112               DO ji = 2, jpim1
113                  zua = zlavmr * ( zwy(ji,jj,jk) - zwy(ji,jj,jk+1) ) / fse3u(ji,jj,jk)
114                  zva = zlavmr * ( zww(ji,jj,jk) - zww(ji,jj,jk+1) ) / fse3v(ji,jj,jk)
115                  ua(ji,jj,jk) = ua(ji,jj,jk) + zua
116                  va(ji,jj,jk) = va(ji,jj,jk) + zva
117                  !
118                  zwx(ji,jj,jk) = zwx(ji,jj,jk) + p2dt * zua * umask(ji,jj,jk)
119                  zwz(ji,jj,jk) = zwz(ji,jj,jk) + p2dt * zva * vmask(ji,jj,jk)
120               END DO 
121            END DO 
122         END DO 
123         !
124      END DO                           ! End of time splitting
125      !
126      IF( wrk_not_released(3, 3,4) )   CALL ctl_stop('dyn_zdf_exp: failed to release workspace arrays')
127      !
128   END SUBROUTINE dyn_zdf_exp
129
130   !!==============================================================================
131END MODULE dynzdf_exp
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.