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.
limthd_lac_2.F90 in branches/2011/dev_r2787_LOCEAN3_TRA_TRP/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_2 – NEMO

source: branches/2011/dev_r2787_LOCEAN3_TRA_TRP/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_2/limthd_lac_2.F90 @ 2833

Last change on this file since 2833 was 2715, checked in by rblod, 13 years ago

First attempt to put dynamic allocation on the trunk

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 12.8 KB
Line 
1MODULE limthd_lac_2
2#if defined key_lim2
3   !!======================================================================
4   !!                       ***  MODULE limthd_lac_2   ***
5   !!                lateral thermodynamic growth of the ice
6   !!======================================================================
7
8   !!----------------------------------------------------------------------
9   !!   lim_lat_acr_2   : lateral accretion of ice
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   USE par_oce          ! ocean parameters
12   USE phycst
13   USE thd_ice_2
14   USE ice_2
15   USE limistate_2 
16   USE lib_mpp          ! MPP library
17
18   IMPLICIT NONE
19   PRIVATE
20
21   PUBLIC   lim_thd_lac_2   ! called by lim_thd_2
22
23   REAL(wp)  ::           &  ! constant values
24      epsi20 = 1.e-20  ,  &
25      epsi13 = 1.e-13  ,  &
26      zzero  = 0.e0    ,  &
27      zone   = 1.e0
28
29   !!----------------------------------------------------------------------
30   !! NEMO/LIM2 3.3 , UCL - NEMO Consortium (2010)
31   !! $Id$
32   !! Software governed by the CeCILL licence (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
33   !!----------------------------------------------------------------------
34CONTAINS
35   
36   SUBROUTINE lim_thd_lac_2( kideb, kiut )
37      !!-------------------------------------------------------------------
38      !!               ***   ROUTINE lim_thd_lac_2  ***
39      !! 
40      !! ** Purpose : Computation of the evolution of the ice thickness and
41      !!      concentration as a function of the heat balance in the leads.
42      !!      It is only used for lateral accretion
43      !!       
44      !! ** Method  : Ice is formed in the open water when ocean lose heat
45      !!      (heat budget of open water Bl is negative) .
46      !!      Computation of the increase of 1-A (ice concentration) fol-
47      !!      lowing the law :
48      !!      (dA/dt)acc = F[ (1-A)/(1-a) ] * [ Bl / (Li*h0) ]
49      !!       where - h0 is the thickness of ice created in the lead
50      !!             - a is a minimum fraction for leads
51      !!             - F is a monotonic non-increasing function defined as:
52      !!                  F(X)=( 1 - X**exld )**(1.0/exld)
53      !!             - exld is the exponent closure rate (=2 default val.)
54      !!
55      !! ** Action : - Adjustment of snow and ice thicknesses and heat
56      !!                content in brine pockets
57      !!             - Updating ice internal temperature
58      !!             - Computation of variation of ice volume and mass
59      !!             - Computation of frldb after lateral accretion and
60      !!               update h_snow_1d, h_ice_1d and tbif_1d(:,:)     
61      !!
62      !! ** References :
63      !!      M. Maqueda, 1995, PhD Thesis, Univesidad Complutense Madrid
64      !!      Fichefet T. and M. Maqueda 1997, J. Geo. Res., 102(C6),
65      !!                                                12609 -12646   
66      !! History :
67      !!   1.0  !  01-04 (LIM)  original code
68      !!   2.0  !  02-08 (C. Ethe, G. Madec)  F90, mpp
69      !!-------------------------------------------------------------------
70      USE wrk_nemo, ONLY: wrk_in_use, wrk_not_released
71      USE wrk_nemo, ONLY: wrk_1d_1, wrk_1d_2, wrk_1d_3, wrk_1d_4, wrk_1d_5, wrk_1d_6
72      !
73      INTEGER , INTENT(IN)::  &
74         kideb          ,   &  ! start point on which the the computation is applied
75         kiut                  ! end point on which the the computation is applied
76
77      ! * Local variables
78      INTEGER ::            &
79         ji             ,   &  !  dummy loop indices
80         iicefr         ,   &  !  1 = existing ice ; 0 = no ice
81         iiceform       ,   &  !  1 = ice formed   ; 0 = no ice formed
82         ihemis                !  dummy indice
83      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) :: &
84         zqbgow           ,  &  !  heat budget of the open water (negative)
85         zfrl_old         ,  &  !  previous sea/ice fraction
86         zhice_old        ,  &  !  previous ice thickness
87         zhice0           ,  &  !  thickness of newly formed ice in leads
88         zfrlmin          ,  &  !  minimum fraction for leads
89         zdhicbot               !  part of thickness of newly formed ice in leads which
90                                !  has been already used in transport for example
91      REAL(wp)  ::  &
92         zhemis           ,  &  !  hemisphere (0 = North, 1 = South)
93         zhicenew         ,  &  !  new ice thickness
94         zholds2          ,  &  !  ratio of previous ice thickness and 2
95         zhnews2          ,  &  !  ratio of new ice thickness and 2
96         zfrlnew          ,  &  !  new sea/ice fraction
97         zfrld            ,  &  !  ratio of sea/ice fraction and minimum fraction for leads
98         zfrrate          ,  &  !  leads-closure rate
99         zdfrl                  !  sea-ice fraction increment
100      REAL(wp)  ::  &
101         zdh1 , zdh2 , zdh3 , zdh4, zdh5   , &   ! tempory scalars
102         ztint , zta1 , zta2 , zta3 , zta4 , &
103         zah, zalpha , zbeta
104      !!---------------------------------------------------------------------     
105               
106      IF( wrk_in_use(1, 1,2,3,4,5,6) ) THEN
107         CALL ctl_stop('lim_thd_lac_2 : requestead workspace arrays unavailable')   ;   RETURN
108      ENDIF
109      ! Set-up pointers to sub-arrays of workspace arrays
110      zqbgow    => wrk_1d_1(1:jpij)
111      zfrl_old  => wrk_1d_2(1:jpij)         
112      zhice_old => wrk_1d_3(1:jpij)       
113      zhice0    => wrk_1d_4(1:jpij)       
114      zfrlmin   => wrk_1d_5(1:jpij)       
115      zdhicbot  => wrk_1d_6(1:jpij) 
116     
117      !--------------------------------------------------------------
118      !   Computation of the heat budget of the open water (negative)
119      !--------------------------------------------------------------
120     
121      DO ji = kideb , kiut     
122         zqbgow(ji) = qldif_1d(ji) - qcmif_1d(ji)
123      END DO
124     
125      !-----------------------------------------------------------------
126      !   Taking the appropriate values for the corresponding hemisphere
127      !-----------------------------------------------------------------
128      DO ji = kideb , kiut
129         zhemis       = MAX( zzero , SIGN( zone , frld_1d(ji) - 2.0 ) ) 
130         ihemis       = INT( 1 + zhemis )
131         zhice0  (ji) = hiccrit( ihemis ) 
132         zfrlmin (ji) = acrit  ( ihemis )   
133         frld_1d (ji) = frld_1d(ji) - 2.0 * zhemis
134         zfrl_old(ji) = frld_1d(ji)
135      END DO
136     
137      !-------------------------------------------------------------------
138      !     Lateral Accretion (modification of the fraction of open water)
139      !     The ice formed in the leads has always a thickness zhice0, but
140      !     only a fraction zfrrate of the ice formed contributes to the
141      !     increase of the ice fraction. The remaining part (1-zfrrate)
142      !     is rather assumed to lead to an increase in the thickness of the
143      !     pre-existing ice (transport for example).
144      !     Morales Maqueda, 1995 - Fichefet and Morales Maqueda, 1997
145      !---------------------------------------------------------------------
146     
147!CDIR NOVERRCHK
148      DO ji = kideb , kiut
149         iicefr       = 1 - MAX( 0, INT( SIGN( 1.5 * zone , zfrl_old(ji) - 1.0 + epsi13 ) ) )
150         !---computation of the leads-closure rate
151         zfrld        = MIN( zone , ( 1.0 - frld_1d(ji) ) / ( 1.0 - zfrlmin(ji) ) )
152         zfrrate      = ( 1.0 - zfrld**exld )**( 1.0 / exld )
153         !--computation of the sea-ice fraction increment and the new fraction
154         zdfrl        = ( zfrrate / zhice0(ji) )  * ( zqbgow(ji) / xlic )
155         zfrlnew      = zfrl_old(ji) + zdfrl
156         !--update the sea-ice fraction
157         frld_1d   (ji) = MAX( zfrlnew , zfrlmin(ji) )
158         !--computation of the remaining part of ice thickness which has been already used
159         zdhicbot(ji) =  ( frld_1d(ji) - zfrlnew ) * zhice0(ji) / ( 1.0 - zfrlmin(ji) ) & 
160                      -  (  ( 1.0 - zfrrate ) / ( 1.0 - frld_1d(ji) ) )  * ( zqbgow(ji) / xlic ) 
161      END DO
162 
163      !----------------------------------------------------------------------------------------
164      !      Ajustement of snow and ice thicknesses and updating the total heat stored in brine pockets 
165      !      The thickness of newly formed ice is averaged with that of the pre-existing
166      !         (1-Anew) * hinew = (1-Aold) * hiold + ((1-Anew)-(1-Aold)) * h0
167      !      Snow is distributed over the new ice-covered area
168      !         (1-Anew) * hsnew = (1-Aold) * hsold           
169      !--------------------------------------------------------------------------------------------
170     
171      DO ji = kideb , kiut
172         iicefr       = 1 - MAX( 0, INT( SIGN( 1.5 * zone , zfrl_old(ji) - 1.0 + epsi13 ) ) )
173         zhice_old(ji) = h_ice_1d(ji)
174         zhicenew      = iicefr * zhice_old(ji) + ( 1 - iicefr ) * zhice0(ji)
175         zalpha        = ( 1. - zfrl_old(ji) ) / ( 1.- frld_1d(ji) )
176         h_snow_1d(ji) = zalpha * h_snow_1d(ji)
177         h_ice_1d (ji) = zalpha * zhicenew + ( 1.0 - zalpha ) * zhice0(ji)
178         qstbif_1d(ji) = zalpha * qstbif_1d(ji) 
179      END DO
180     
181      !-------------------------------------------------------
182      !   Ajustement of ice internal temperatures
183      !-------------------------------------------------------
184     
185      DO ji = kideb , kiut
186         iicefr      = 1 - MAX( 0, INT( SIGN( 1.5 * zone , zfrl_old(ji) - 1.0 + epsi13 ) ) )
187         iiceform    = 1 - MAX( 0 ,INT( SIGN( 1.5 * zone , zhice0(ji) - h_ice_1d(ji) ) ) )
188         zholds2     = zhice_old(ji)/ 2.
189         zhnews2     = h_ice_1d(ji) / 2.
190         zdh1        = MAX( zzero ,  zhice_old(ji)   - zhnews2 )
191         zdh2        = MAX( zzero , -zhice_old(ji)   + zhnews2 )
192         zdh3        = MAX( zzero ,  h_ice_1d(ji) - zholds2 )
193         zdh4        = MAX( zzero , -h_ice_1d(ji) + zholds2 )
194         zdh5        = MAX( zzero , zhice0(ji)      - zholds2 )
195         ztint       =       iiceform   * (  ( zholds2 - zdh3 ) * tbif_1d(ji,3) + zdh4 * tbif_1d(ji,2) )      &
196            &                           / MAX( epsi20 , h_ice_1d(ji) - zhice0(ji) )                           &
197            &                 + ( 1 - iiceform ) * tfu_1d(ji)
198         zta1        = iicefr * ( 1.  - zfrl_old(ji) ) * tbif_1d(ji,2) 
199         zta2        = iicefr * ( 1.  - zfrl_old(ji) ) * tbif_1d(ji,3)
200         zta3        = iicefr * ( 1.  - zfrl_old(ji) ) * ztint
201         zta4        = ( zfrl_old(ji) - frld_1d   (ji) ) * tfu_1d(ji)
202         zah         = ( 1. - frld_1d(ji) ) * zhnews2 
203
204         tbif_1d(ji,2) = (  MIN( zhnews2 , zholds2 )                                              * zta1   &
205            &          + ( 1 - iiceform ) * ( zholds2 - zdh1 )                                    * zta2   &
206            &          + ( iiceform * ( zhnews2 - zhice0(ji) + zdh5 ) + ( 1 - iiceform ) * zdh2 ) * zta3   & 
207            &          + MIN ( zhnews2 , zhice0(ji) )                                             * zta4   &
208            &          ) / zah
209         
210         tbif_1d(ji,3) =     (  iiceform * ( zhnews2 - zdh3 )                                          * zta1  &
211            &              + ( iiceform * zdh3 + ( 1 - iiceform ) * zdh1 )                             * zta2  &
212            &              + ( iiceform * ( zhnews2 - zdh5 ) + ( 1 - iiceform ) * ( zhnews2 - zdh1 ) ) * zta3  & 
213            &              + ( iiceform * zdh5 + ( 1 - iiceform ) * zhnews2 )                          * zta4  &
214            &            ) / zah
215         !---removing the remaining part of ice formed which has been already used
216         zbeta         = h_ice_1d(ji) / ( h_ice_1d(ji) + zdhicbot(ji) )
217         h_ice_1d(ji)  = h_ice_1d(ji) + zdhicbot(ji)
218         tbif_1d (ji,2)= zbeta * tbif_1d(ji,2) + ( 1.0 - zbeta ) * tbif_1d(ji,3)
219         tbif_1d (ji,3)= ( 2. * zbeta - 1.0 ) * tbif_1d(ji,3) + ( 2. * zdhicbot(ji) / h_ice_1d(ji) ) * tfu_1d(ji)
220         
221      END DO
222     
223      !-------------------------------------------------------------
224      !    Computation of variation of ice volume and ice mass
225      !           Vold = (1-Aold) * hiold ; Vnew = (1-Anew) * hinew
226      !           dV = Vnew - Vold
227      !-------------------------------------------------------------
228     
229      DO ji = kideb , kiut
230         dvlbq_1d  (ji) = ( 1. - frld_1d(ji) ) * h_ice_1d(ji) - ( 1. - zfrl_old(ji) ) * zhice_old(ji)
231         rdmicif_1d(ji) = rdmicif_1d(ji) + rhoic * dvlbq_1d(ji)
232      END DO
233     
234      IF( wrk_not_released(1, 1,2,3,4,5,6) )   CALL ctl_stop('lim_thd_lac_2 : failed to release workspace arrays.')
235      !
236   END SUBROUTINE lim_thd_lac_2
237#else
238   !!----------------------------------------------------------------------
239   !!                       ***  MODULE limthd_lac_2   ***
240   !!                           no sea ice model
241   !!----------------------------------------------------------------------
242CONTAINS
243   SUBROUTINE lim_thd_lac_2           ! Empty routine
244   END SUBROUTINE lim_thd_lac_2
245#endif
246   !!======================================================================
247END MODULE limthd_lac_2
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.