source: branches/2012/dev_r3385_NOCS04_HAMF/NEMOGCM/NEMO/OFF_SRC/dtadyn.F90 @ 3414

Last change on this file since 3414 was 3414, checked in by acc, 8 years ago

Branch: dev_r3385_NOCS04_HAMF; #665. Stage 3 of 2012 development: First working version with (optionally) active embedding. Still some stability questions when running the LIM2-EVP, ORCA2 test-case with full embedding. Works with reduced (halved) timestep. Still investigating.

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 31.7 KB
Line 
1MODULE dtadyn
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  dtadyn  ***
4   !! Off-line : interpolation of the physical fields
5   !!======================================================================
6   !! History :   OPA  ! 1992-01 (M. Imbard) Original code
7   !!             8.0  ! 1998-04 (L.Bopp MA Foujols) slopes for isopyc.
8   !!              -   ! 1998-05 (L. Bopp) read output of coupled run
9   !!             8.2  ! 2001-01 (M. Levy et M. Benjelloul) add netcdf FORMAT
10   !!   NEMO      1.0  ! 2005-03 (O. Aumont and A. El Moussaoui) F90
11   !!              -   ! 2005-12 (C. Ethe) Adapted for DEGINT
12   !!             3.0  ! 2007-06 (C. Ethe) use of iom module
13   !!             3.3  ! 2010-11 (C. Ethe) Full reorganization of the off-line: phasing with the on-line
14   !!             3.4  ! 2011-05 (C. Ethe) Use of fldread
15   !!----------------------------------------------------------------------
16
17   !!----------------------------------------------------------------------
18   !!   dta_dyn_init : initialization, namelist read, and SAVEs control
19   !!   dta_dyn      : Interpolation of the fields
20   !!----------------------------------------------------------------------
21   USE oce             ! ocean dynamics and tracers variables
22   USE c1d             ! 1D configuration: lk_c1d
23   USE dom_oce         ! ocean domain: variables
24   USE zdf_oce         ! ocean vertical physics: variables
25   USE sbc_oce         ! surface module: variables
26   USE trc_oce         ! share ocean/biogeo variables
27   USE phycst          ! physical constants
28   USE trabbl          ! active tracer: bottom boundary layer
29   USE ldfslp          ! lateral diffusion: iso-neutral slopes
30   USE ldfeiv          ! eddy induced velocity coef.
31   USE ldftra_oce      ! ocean tracer   lateral physics
32   USE zdfmxl          ! vertical physics: mixed layer depth
33   USE eosbn2          ! equation of state - Brunt Vaisala frequency
34   USE lbclnk          ! ocean lateral boundary conditions (or mpp link)
35   USE zpshde          ! z-coord. with partial steps: horizontal derivatives
36   USE in_out_manager  ! I/O manager
37   USE iom             ! I/O library
38   USE lib_mpp         ! distributed memory computing library
39   USE prtctl          ! print control
40   USE fldread         ! read input fields
41   USE timing          ! Timing
42
43   IMPLICIT NONE
44   PRIVATE
45
46   PUBLIC   dta_dyn_init   ! called by opa.F90
47   PUBLIC   dta_dyn        ! called by step.F90
48
49   CHARACTER(len=100) ::   cn_dir     = './'    !: Root directory for location of ssr files
50   LOGICAL            ::   ln_dynwzv  = .true.  !: vertical velocity read in a file (T) or computed from u/v (F)
51   LOGICAL            ::   ln_dynbbl  = .true.  !: bbl coef read in a file (T) or computed (F)
52   LOGICAL            ::   ln_degrad  = .false. !: degradation option enabled or not
53
54   INTEGER  , PARAMETER ::   jpfld = 19     ! maximum number of files to read
55   INTEGER  , SAVE      ::   jf_tem         ! index of temperature
56   INTEGER  , SAVE      ::   jf_sal         ! index of salinity
57   INTEGER  , SAVE      ::   jf_uwd         ! index of u-wind
58   INTEGER  , SAVE      ::   jf_vwd         ! index of v-wind
59   INTEGER  , SAVE      ::   jf_wwd         ! index of w-wind
60   INTEGER  , SAVE      ::   jf_avt         ! index of Kz
61   INTEGER  , SAVE      ::   jf_mld         ! index of mixed layer deptht
62   INTEGER  , SAVE      ::   jf_emp         ! index of water flux
63   INTEGER  , SAVE      ::   jf_qsr         ! index of solar radiation
64   INTEGER  , SAVE      ::   jf_wnd         ! index of wind speed
65   INTEGER  , SAVE      ::   jf_ice         ! index of sea ice cover
66   INTEGER  , SAVE      ::   jf_ubl         ! index of u-bbl coef
67   INTEGER  , SAVE      ::   jf_vbl         ! index of v-bbl coef
68   INTEGER  , SAVE      ::   jf_ahu         ! index of u-diffusivity coef
69   INTEGER  , SAVE      ::   jf_ahv         ! index of v-diffusivity coef
70   INTEGER  , SAVE      ::   jf_ahw         ! index of w-diffusivity coef
71   INTEGER  , SAVE      ::   jf_eiu         ! index of u-eiv
72   INTEGER  , SAVE      ::   jf_eiv         ! index of v-eiv
73   INTEGER  , SAVE      ::   jf_eiw         ! index of w-eiv
74
75   TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) :: sf_dyn  ! structure of input fields (file informations, fields read)
76   !                                               !
77   REAL(wp) , ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:) :: wdta       ! vertical velocity at 2 time step
78   REAL(wp) , ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:  ) :: wnow       ! vertical velocity at 2 time step
79   REAL(wp) , ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:) :: uslpdta    ! zonal isopycnal slopes
80   REAL(wp) , ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:) :: vslpdta    ! meridional isopycnal slopes
81   REAL(wp) , ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:) :: wslpidta   ! zonal diapycnal slopes
82   REAL(wp) , ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:) :: wslpjdta   ! meridional diapycnal slopes
83   REAL(wp) , ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   :: uslpnow    ! zonal isopycnal slopes
84   REAL(wp) , ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   :: vslpnow    ! meridional isopycnal slopes
85   REAL(wp) , ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   :: wslpinow   ! zonal diapycnal slopes
86   REAL(wp) , ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   :: wslpjnow   ! meridional diapycnal slopes
87
88   INTEGER :: nrecprev_tem , nrecprev_uwd
89
90   !! * Substitutions
91#  include "domzgr_substitute.h90"
92#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
93   !!----------------------------------------------------------------------
94   !! NEMO/OFF 3.3 , NEMO Consortium (2010)
95   !! $Id$
96   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
97   !!----------------------------------------------------------------------
98CONTAINS
99
100   SUBROUTINE dta_dyn( kt )
101      !!----------------------------------------------------------------------
102      !!                  ***  ROUTINE dta_dyn  ***
103      !!
104      !! ** Purpose :  Prepares dynamics and physics fields from a NEMO run
105      !!               for an off-line simulation of passive tracers
106      !!
107      !! ** Method : calculates the position of data
108      !!             - computes slopes if needed
109      !!             - interpolates data if needed
110      !!----------------------------------------------------------------------
111      !
112      USE oce, ONLY:  zts    => tsa 
113      USE oce, ONLY:  zuslp  => ua   , zvslp  => va
114      USE oce, ONLY:  zwslpi => rotb , zwslpj => rotn
115      USE oce, ONLY:  zu     => ub   , zv     => vb,  zw => hdivb
116      !
117      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! ocean time-step index
118      !
119      INTEGER  ::   ji, jj     ! dummy loop indices
120      INTEGER  ::   isecsbc    ! number of seconds between Jan. 1st 00h of nit000 year and the middle of time step
121      REAL(wp) ::   ztinta     ! ratio applied to after  records when doing time interpolation
122      REAL(wp) ::   ztintb     ! ratio applied to before records when doing time interpolation
123      INTEGER  ::   iswap_tem, iswap_uwd    !
124      !!----------------------------------------------------------------------
125     
126      !
127      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start( 'dta_dyn')
128      !
129      isecsbc = nsec_year + nsec1jan000 
130      !
131      IF( kt == nit000 ) THEN
132         nrecprev_tem = 0
133         nrecprev_uwd = 0
134         !
135         CALL fld_read( kt, 1, sf_dyn )      !==   read data at kt time step   ==!
136         !
137         IF( lk_ldfslp .AND. .NOT.lk_c1d .AND. sf_dyn(jf_tem)%ln_tint ) THEN    ! Computes slopes (here avt is used as workspace)                       
138            zts(:,:,:,jp_tem) = sf_dyn(jf_tem)%fdta(:,:,:,1) * tmask(:,:,:)   ! temperature
139            zts(:,:,:,jp_sal) = sf_dyn(jf_sal)%fdta(:,:,:,1) * tmask(:,:,:)   ! salinity
140            avt(:,:,:)        = sf_dyn(jf_avt)%fdta(:,:,:,1) * tmask(:,:,:)   ! vertical diffusive coef.
141            CALL dta_dyn_slp( kt, zts, zuslp, zvslp, zwslpi, zwslpj )
142            uslpdta (:,:,:,1) = zuslp (:,:,:) 
143            vslpdta (:,:,:,1) = zvslp (:,:,:) 
144            wslpidta(:,:,:,1) = zwslpi(:,:,:) 
145            wslpjdta(:,:,:,1) = zwslpj(:,:,:) 
146         ENDIF
147         IF( ln_dynwzv .AND. sf_dyn(jf_uwd)%ln_tint )  THEN    ! compute vertical velocity from u/v
148            zu(:,:,:) = sf_dyn(jf_uwd)%fdta(:,:,:,1)
149            zv(:,:,:) = sf_dyn(jf_vwd)%fdta(:,:,:,1)
150            CALL dta_dyn_wzv( zu, zv, zw )
151            wdta(:,:,:,1) = zw(:,:,:) * tmask(:,:,:)
152         ENDIF
153      ELSE
154         nrecprev_tem = sf_dyn(jf_tem)%nrec_a(2)
155         nrecprev_uwd = sf_dyn(jf_uwd)%nrec_a(2)
156         !
157         CALL fld_read( kt, 1, sf_dyn )      !==   read data at kt time step   ==!
158         !
159      ENDIF
160      !
161      IF( lk_ldfslp .AND. .NOT.lk_c1d ) THEN    ! Computes slopes (here avt is used as workspace)                       
162         iswap_tem = 0
163         IF(  kt /= nit000 .AND. ( sf_dyn(jf_tem)%nrec_a(2) - nrecprev_tem ) /= 0 )  iswap_tem = 1
164         IF( ( isecsbc > sf_dyn(jf_tem)%nrec_b(2) .AND. iswap_tem == 1 ) .OR. kt == nit000 )  THEN    ! read/update the after data
165            write(numout,*)
166            write(numout,*) ' Compute new slopes at kt = ', kt
167            IF( sf_dyn(jf_tem)%ln_tint ) THEN                 ! time interpolation of data
168               IF( kt /= nit000 ) THEN
169                  uslpdta (:,:,:,1) =  uslpdta (:,:,:,2)         ! swap the data
170                  vslpdta (:,:,:,1) =  vslpdta (:,:,:,2) 
171                  wslpidta(:,:,:,1) =  wslpidta(:,:,:,2) 
172                  wslpjdta(:,:,:,1) =  wslpjdta(:,:,:,2) 
173               ENDIF
174               !
175               zts(:,:,:,jp_tem) = sf_dyn(jf_tem)%fdta(:,:,:,2) * tmask(:,:,:)   ! temperature
176               zts(:,:,:,jp_sal) = sf_dyn(jf_sal)%fdta(:,:,:,2) * tmask(:,:,:)   ! salinity
177               avt(:,:,:)        = sf_dyn(jf_avt)%fdta(:,:,:,2) * tmask(:,:,:)   ! vertical diffusive coef.
178               CALL dta_dyn_slp( kt, zts, zuslp, zvslp, zwslpi, zwslpj )
179               !
180               uslpdta (:,:,:,2) = zuslp (:,:,:) 
181               vslpdta (:,:,:,2) = zvslp (:,:,:) 
182               wslpidta(:,:,:,2) = zwslpi(:,:,:) 
183               wslpjdta(:,:,:,2) = zwslpj(:,:,:) 
184            ELSE
185               zts(:,:,:,jp_tem) = sf_dyn(jf_tem)%fnow(:,:,:) * tmask(:,:,:)
186               zts(:,:,:,jp_sal) = sf_dyn(jf_sal)%fnow(:,:,:) * tmask(:,:,:)
187               avt(:,:,:)        = sf_dyn(jf_avt)%fnow(:,:,:) * tmask(:,:,:)
188               CALL dta_dyn_slp( kt, zts, zuslp, zvslp, zwslpi, zwslpj )
189               uslpnow (:,:,:)   = zuslp (:,:,:) 
190               vslpnow (:,:,:)   = zvslp (:,:,:) 
191               wslpinow(:,:,:)   = zwslpi(:,:,:) 
192               wslpjnow(:,:,:)   = zwslpj(:,:,:) 
193            ENDIF
194         ENDIF
195         IF( sf_dyn(jf_tem)%ln_tint )  THEN
196            ztinta =  REAL( isecsbc - sf_dyn(jf_tem)%nrec_b(2), wp )  &
197               &    / REAL( sf_dyn(jf_tem)%nrec_a(2) - sf_dyn(jf_tem)%nrec_b(2), wp )
198            ztintb =  1. - ztinta
199            uslp (:,:,:) = ztintb * uslpdta (:,:,:,1)  + ztinta * uslpdta (:,:,:,2) 
200            vslp (:,:,:) = ztintb * vslpdta (:,:,:,1)  + ztinta * vslpdta (:,:,:,2) 
201            wslpi(:,:,:) = ztintb * wslpidta(:,:,:,1)  + ztinta * wslpidta(:,:,:,2) 
202            wslpj(:,:,:) = ztintb * wslpjdta(:,:,:,1)  + ztinta * wslpjdta(:,:,:,2) 
203         ELSE
204            uslp (:,:,:) = uslpnow (:,:,:)
205            vslp (:,:,:) = vslpnow (:,:,:)
206            wslpi(:,:,:) = wslpinow(:,:,:)
207            wslpj(:,:,:) = wslpjnow(:,:,:)
208         ENDIF
209      ENDIF
210      !
211      IF( ln_dynwzv )  THEN    ! compute vertical velocity from u/v
212         iswap_uwd = 0
213         IF(  kt /= nit000 .AND. ( sf_dyn(jf_uwd)%nrec_a(2) - nrecprev_uwd ) /= 0 )  iswap_uwd = 1
214         IF( ( isecsbc > sf_dyn(jf_uwd)%nrec_b(2) .AND. iswap_uwd == 1 ) .OR. kt == nit000 )  THEN    ! read/update the after data
215            write(numout,*)
216            write(numout,*) ' Compute new vertical velocity at kt = ', kt
217            write(numout,*)
218            IF( sf_dyn(jf_uwd)%ln_tint ) THEN                 ! time interpolation of data
219               IF( kt /= nit000 )  THEN
220                  wdta(:,:,:,1) =  wdta(:,:,:,2)     ! swap the data for initialisation
221               ENDIF
222               zu(:,:,:) = sf_dyn(jf_uwd)%fdta(:,:,:,2)
223               zv(:,:,:) = sf_dyn(jf_vwd)%fdta(:,:,:,2)
224               CALL dta_dyn_wzv( zu, zv, zw )
225               wdta(:,:,:,2) = zw(:,:,:) * tmask(:,:,:)
226            ELSE
227               zu(:,:,:) = sf_dyn(jf_uwd)%fnow(:,:,:) 
228               zv(:,:,:) = sf_dyn(jf_vwd)%fnow(:,:,:)
229               CALL dta_dyn_wzv( zu, zv, zw )
230               wnow(:,:,:)  = zw(:,:,:) * tmask(:,:,:)
231            ENDIF
232         ENDIF
233         IF( sf_dyn(jf_uwd)%ln_tint )  THEN
234            ztinta =  REAL( isecsbc - sf_dyn(jf_uwd)%nrec_b(2), wp )  &
235               &    / REAL( sf_dyn(jf_uwd)%nrec_a(2) - sf_dyn(jf_uwd)%nrec_b(2), wp )
236            ztintb =  1. - ztinta
237            wn(:,:,:) = ztintb * wdta(:,:,:,1)  + ztinta * wdta(:,:,:,2) 
238         ELSE
239            wn(:,:,:) = wnow(:,:,:)
240         ENDIF
241      ENDIF
242      !
243      tsn(:,:,:,jp_tem) = sf_dyn(jf_tem)%fnow(:,:,:) * tmask(:,:,:)    ! temperature
244      tsn(:,:,:,jp_sal) = sf_dyn(jf_sal)%fnow(:,:,:) * tmask(:,:,:)    ! salinity
245      !
246      CALL eos    ( tsn, rhd, rhop )                                       ! In any case, we need rhop
247      CALL zdf_mxl( kt )                                                   ! In any case, we need mxl
248      !
249      avt(:,:,:)       = sf_dyn(jf_avt)%fnow(:,:,:) * tmask(:,:,:)    ! vertical diffusive coefficient
250      un (:,:,:)       = sf_dyn(jf_uwd)%fnow(:,:,:) * umask(:,:,:)    ! u-velocity
251      vn (:,:,:)       = sf_dyn(jf_vwd)%fnow(:,:,:) * vmask(:,:,:)    ! v-velocity
252      IF( .NOT.ln_dynwzv ) &                                           ! w-velocity read in file
253         wn (:,:,:)    = sf_dyn(jf_wwd)%fnow(:,:,:) * tmask(:,:,:)   
254      hmld(:,:)        = sf_dyn(jf_mld)%fnow(:,:,1) * tmask(:,:,1)    ! mixed layer depht
255      wndm(:,:)        = sf_dyn(jf_wnd)%fnow(:,:,1) * tmask(:,:,1)    ! wind speed - needed for gas exchange
256      emp (:,:)        = sf_dyn(jf_emp)%fnow(:,:,1) * tmask(:,:,1)    ! E-P
257      sfx (:,:)        = emp(:,:) 
258      fr_i(:,:)        = sf_dyn(jf_ice)%fnow(:,:,1) * tmask(:,:,1)     ! Sea-ice fraction
259      qsr (:,:)        = sf_dyn(jf_qsr)%fnow(:,:,1) * tmask(:,:,1)    ! solar radiation
260
261      !                                                      ! bbl diffusive coef
262#if defined key_trabbl && ! defined key_c1d
263      IF( ln_dynbbl ) THEN                                        ! read in a file
264         ahu_bbl(:,:)  = sf_dyn(jf_ubl)%fnow(:,:,1) * umask(:,:,1)
265         ahv_bbl(:,:)  = sf_dyn(jf_vbl)%fnow(:,:,1) * vmask(:,:,1)
266      ELSE                                                        ! Compute bbl coefficients if needed
267         tsb(:,:,:,:) = tsn(:,:,:,:)
268         CALL bbl( kt, nit000, 'TRC')
269      END IF
270#endif
271#if ( ! defined key_degrad && defined key_traldf_c2d && defined key_traldf_eiv ) && ! defined key_c1d
272      aeiw(:,:)        = sf_dyn(jf_eiw)%fnow(:,:,1) * tmask(:,:,1)    ! w-eiv
273      !                                                           ! Computes the horizontal values from the vertical value
274      DO jj = 2, jpjm1
275         DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
276            aeiu(ji,jj) = .5 * ( aeiw(ji,jj) + aeiw(ji+1,jj  ) )  ! Average the diffusive coefficient at u- v- points
277            aeiv(ji,jj) = .5 * ( aeiw(ji,jj) + aeiw(ji  ,jj+1) )  ! at u- v- points
278         END DO
279      END DO
280      CALL lbc_lnk( aeiu, 'U', 1. )   ;   CALL lbc_lnk( aeiv, 'V', 1. )    ! lateral boundary condition
281#endif
282     
283#if defined key_degrad && ! defined key_c1d
284      !                                          ! degrad option : diffusive and eiv coef are 3D
285      ahtu(:,:,:) = sf_dyn(jf_ahu)%fnow(:,:,:) * umask(:,:,:)
286      ahtv(:,:,:) = sf_dyn(jf_ahv)%fnow(:,:,:) * vmask(:,:,:)
287      ahtw(:,:,:) = sf_dyn(jf_ahw)%fnow(:,:,:) * tmask(:,:,:)
288#  if defined key_traldf_eiv 
289      aeiu(:,:,:) = sf_dyn(jf_eiu)%fnow(:,:,:) * umask(:,:,:)
290      aeiv(:,:,:) = sf_dyn(jf_eiv)%fnow(:,:,:) * vmask(:,:,:)
291      aeiw(:,:,:) = sf_dyn(jf_eiw)%fnow(:,:,:) * tmask(:,:,:)
292#  endif
293#endif
294      !
295      IF(ln_ctl) THEN                  ! print control
296         CALL prt_ctl(tab3d_1=tsn(:,:,:,jp_tem), clinfo1=' tn      - : ', mask1=tmask, ovlap=1, kdim=jpk   )
297         CALL prt_ctl(tab3d_1=tsn(:,:,:,jp_sal), clinfo1=' sn      - : ', mask1=tmask, ovlap=1, kdim=jpk   )
298         CALL prt_ctl(tab3d_1=un               , clinfo1=' un      - : ', mask1=umask, ovlap=1, kdim=jpk   )
299         CALL prt_ctl(tab3d_1=vn               , clinfo1=' vn      - : ', mask1=vmask, ovlap=1, kdim=jpk   )
300         CALL prt_ctl(tab3d_1=wn               , clinfo1=' wn      - : ', mask1=tmask, ovlap=1, kdim=jpk   )
301         CALL prt_ctl(tab3d_1=avt              , clinfo1=' kz      - : ', mask1=tmask, ovlap=1, kdim=jpk   )
302         CALL prt_ctl(tab2d_1=fr_i             , clinfo1=' fr_i    - : ', mask1=tmask, ovlap=1 )
303         CALL prt_ctl(tab2d_1=hmld             , clinfo1=' hmld    - : ', mask1=tmask, ovlap=1 )
304         CALL prt_ctl(tab2d_1=sfx              , clinfo1=' sfx     - : ', mask1=tmask, ovlap=1 )
305         CALL prt_ctl(tab2d_1=wndm             , clinfo1=' wspd    - : ', mask1=tmask, ovlap=1 )
306         CALL prt_ctl(tab2d_1=qsr              , clinfo1=' qsr     - : ', mask1=tmask, ovlap=1 )
307      ENDIF
308      !
309      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop( 'dta_dyn')
310      !
311   END SUBROUTINE dta_dyn
312
313
314   SUBROUTINE dta_dyn_init
315      !!----------------------------------------------------------------------
316      !!                  ***  ROUTINE dta_dyn_init  ***
317      !!
318      !! ** Purpose :   Initialisation of the dynamical data     
319      !! ** Method  : - read the data namdta_dyn namelist
320      !!
321      !! ** Action  : - read parameters
322      !!----------------------------------------------------------------------
323      INTEGER  :: ierr, ierr0, ierr1, ierr2, ierr3   ! return error code
324      INTEGER  :: ifpr                               ! dummy loop indice
325      INTEGER  :: jfld                               ! dummy loop arguments
326      INTEGER  :: inum, idv, idimv                   ! local integer
327      !!
328      CHARACTER(len=100)            ::  cn_dir   !   Root directory for location of core files
329      TYPE(FLD_N), DIMENSION(jpfld) ::  slf_d    ! array of namelist informations on the fields to read
330      TYPE(FLD_N) :: sn_tem, sn_sal, sn_mld, sn_emp, sn_ice, sn_qsr, sn_wnd  ! informations about the fields to be read
331      TYPE(FLD_N) :: sn_uwd, sn_vwd, sn_wwd, sn_avt, sn_ubl, sn_vbl          !   "                                 "
332      TYPE(FLD_N) :: sn_ahu, sn_ahv, sn_ahw, sn_eiu, sn_eiv, sn_eiw          !   "                                 "
333      !
334      NAMELIST/namdta_dyn/cn_dir, ln_dynwzv, ln_dynbbl, ln_degrad,    &
335         &                sn_tem, sn_sal, sn_mld, sn_emp, sn_ice, sn_qsr, sn_wnd,  &
336         &                sn_uwd, sn_vwd, sn_wwd, sn_avt, sn_ubl, sn_vbl,          &
337         &                sn_ahu, sn_ahv, sn_ahw, sn_eiu, sn_eiv, sn_eiw
338
339      !!----------------------------------------------------------------------
340      !                                   ! ============
341      !                                   !   Namelist
342      !                                   ! ============
343      ! (NB: frequency positive => hours, negative => months)
344      !                !   file      ! frequency !  variable  ! time intep !  clim  ! 'yearly' or ! weights  ! rotation   !
345      !                !   name      !  (hours)  !   name     !   (T/F)    !  (T/F) !  'monthly'  ! filename ! pairs      !
346      sn_tem  = FLD_N( 'dyna_grid_T' ,    120    , 'votemper' ,  .true.    , .true. ,   'yearly'  , ''       , ''         )
347      sn_sal  = FLD_N( 'dyna_grid_T' ,    120    , 'vosaline' ,  .true.    , .true. ,   'yearly'  , ''       , ''         )
348      sn_mld  = FLD_N( 'dyna_grid_T' ,    120    , 'somixght' ,  .true.    , .true. ,   'yearly'  , ''       , ''         )
349      sn_emp  = FLD_N( 'dyna_grid_T' ,    120    , 'sowaflcd' ,  .true.    , .true. ,   'yearly'  , ''       , ''         )
350      sn_ice  = FLD_N( 'dyna_grid_T' ,    120    , 'soicecov' ,  .true.    , .true. ,   'yearly'  , ''       , ''         )
351      sn_qsr  = FLD_N( 'dyna_grid_T' ,    120    , 'soshfldo' ,  .true.    , .true. ,   'yearly'  , ''       , ''         )
352      sn_wnd  = FLD_N( 'dyna_grid_T' ,    120    , 'sowindsp' ,  .true.    , .true. ,   'yearly'  , ''       , ''         )
353      sn_uwd  = FLD_N( 'dyna_grid_U' ,    120    , 'vozocrtx' ,  .true.    , .true. ,   'yearly'  , ''       , ''         )
354      sn_vwd  = FLD_N( 'dyna_grid_V' ,    120    , 'vomecrty' ,  .true.    , .true. ,   'yearly'  , ''       , ''         )
355      sn_wwd  = FLD_N( 'dyna_grid_W' ,    120    , 'vovecrtz' ,  .true.    , .true. ,   'yearly'  , ''       , ''         )
356      sn_avt  = FLD_N( 'dyna_grid_W' ,    120    , 'votkeavt' ,  .true.    , .true. ,   'yearly'  , ''       , ''         )
357      sn_ubl  = FLD_N( 'dyna_grid_U' ,    120    , 'sobblcox' ,  .true.    , .true. ,   'yearly'  , ''       , ''         )
358      sn_vbl  = FLD_N( 'dyna_grid_V' ,    120    , 'sobblcoy' ,  .true.    , .true. ,   'yearly'  , ''       , ''         )
359      sn_ahu  = FLD_N( 'dyna_grid_U' ,    120    , 'vozoahtu' ,  .true.    , .true. ,   'yearly'  , ''       , ''         )
360      sn_ahv  = FLD_N( 'dyna_grid_V' ,    120    , 'vomeahtv' ,  .true.    , .true. ,   'yearly'  , ''       , ''         )
361      sn_ahw  = FLD_N( 'dyna_grid_W' ,    120    , 'voveahtz' ,  .true.    , .true. ,   'yearly'  , ''       , ''         )
362      sn_eiu  = FLD_N( 'dyna_grid_U' ,    120    , 'vozoaeiu' ,  .true.    , .true. ,   'yearly'  , ''       , ''         )
363      sn_eiv  = FLD_N( 'dyna_grid_V' ,    120    , 'vomeaeiv' ,  .true.    , .true. ,   'yearly'  , ''       , ''         )
364      sn_eiw  = FLD_N( 'dyna_grid_W' ,    120    , 'voveaeiw' ,  .true.    , .true. ,   'yearly'  , ''       , ''         )
365      !
366      REWIND( numnam )                          ! read in namlist namdta_dyn
367      READ  ( numnam, namdta_dyn )
368      !                                         ! store namelist information in an array
369      !                                         ! Control print
370      IF(lwp) THEN
371         WRITE(numout,*)
372         WRITE(numout,*) 'dta_dyn : offline dynamics '
373         WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
374         WRITE(numout,*) '   Namelist namdta_dyn'
375         WRITE(numout,*) '      vertical velocity read from file (T) or computed (F) ln_dynwzv  = ', ln_dynwzv
376         WRITE(numout,*) '      bbl coef read from file (T) or computed (F)          ln_dynbbl  = ', ln_dynbbl
377         WRITE(numout,*) '      degradation option enabled (T) or not (F)            ln_degrad  = ', ln_degrad
378         WRITE(numout,*)
379      ENDIF
380      !
381      IF( ln_degrad .AND. .NOT.lk_degrad ) THEN
382         CALL ctl_warn( 'dta_dyn_init: degradation option requires key_degrad activated ; force ln_degrad to false' )
383         ln_degrad = .FALSE.
384      ENDIF
385      IF( ln_dynbbl .AND. ( .NOT.lk_trabbl .OR. lk_c1d ) ) THEN
386         CALL ctl_warn( 'dta_dyn_init: bbl option requires key_trabbl activated ; force ln_dynbbl to false' )
387         ln_dynbbl = .FALSE.
388      ENDIF
389
390      jf_tem = 1   ;   jf_sal = 2   ;  jf_mld = 3   ;  jf_emp = 4   ;   jf_ice = 5   ;   jf_qsr = 6 
391      jf_wnd = 7   ;   jf_uwd = 8   ;  jf_vwd = 9   ;  jf_wwd = 10  ;   jf_avt = 11  ;   jfld  = 11
392      !
393      slf_d(jf_tem) = sn_tem   ;   slf_d(jf_sal) = sn_sal   ;   slf_d(jf_mld) = sn_mld
394      slf_d(jf_emp) = sn_emp   ;   slf_d(jf_ice) = sn_ice   ;   slf_d(jf_qsr) = sn_qsr
395      slf_d(jf_wnd) = sn_wnd   ;   slf_d(jf_uwd) = sn_uwd   ;   slf_d(jf_vwd) = sn_vwd
396      slf_d(jf_wwd) = sn_wwd   ;   slf_d(jf_avt) = sn_avt 
397      !
398      IF( .NOT.ln_degrad ) THEN     ! no degrad option
399         IF( lk_traldf_eiv .AND. ln_dynbbl ) THEN        ! eiv & bbl
400                 jf_ubl  = 12      ;         jf_vbl  = 13      ;         jf_eiw  = 14   ;   jfld = 14
401           slf_d(jf_ubl) = sn_ubl  ;   slf_d(jf_vbl) = sn_vbl  ;   slf_d(jf_eiw) = sn_eiw
402         ENDIF
403         IF( .NOT.lk_traldf_eiv .AND. ln_dynbbl ) THEN   ! no eiv & bbl
404                 jf_ubl  = 12      ;         jf_vbl  = 13      ;   jfld = 13
405           slf_d(jf_ubl) = sn_ubl  ;   slf_d(jf_vbl) = sn_vbl
406         ENDIF
407         IF( lk_traldf_eiv .AND. .NOT.ln_dynbbl ) THEN   ! eiv & no bbl
408           jf_eiw = 12   ;   jfld = 12   ;   slf_d(jf_eiw) = sn_eiw
409         ENDIF
410      ELSE
411              jf_ahu  = 12      ;         jf_ahv  = 13      ;         jf_ahw  = 14   ;   jfld = 14
412        slf_d(jf_ahu) = sn_ahu  ;   slf_d(jf_ahv) = sn_ahv  ;   slf_d(jf_ahw) = sn_ahw
413        IF( lk_traldf_eiv .AND. ln_dynbbl ) THEN         ! eiv & bbl
414                 jf_ubl  = 15      ;         jf_vbl  = 16     
415           slf_d(jf_ubl) = sn_ubl  ;   slf_d(jf_vbl) = sn_vbl 
416                 jf_eiu  = 17      ;         jf_eiv  = 18      ;          jf_eiw  = 19   ;   jfld = 19
417           slf_d(jf_eiu) = sn_eiu  ;   slf_d(jf_eiv) = sn_eiv  ;    slf_d(jf_eiw) = sn_eiw
418        ENDIF
419        IF( .NOT.lk_traldf_eiv .AND. ln_dynbbl ) THEN    ! no eiv & bbl
420                 jf_ubl  = 15      ;         jf_vbl  = 16      ;   jfld = 16
421           slf_d(jf_ubl) = sn_ubl  ;   slf_d(jf_vbl) = sn_vbl
422        ENDIF
423        IF( lk_traldf_eiv .AND. .NOT.ln_dynbbl ) THEN    ! eiv & no bbl
424                 jf_eiu  = 15      ;         jf_eiv  = 16      ;         jf_eiw  = 17   ;   jfld = 17
425           slf_d(jf_eiu) = sn_eiu  ;   slf_d(jf_eiv) = sn_eiv  ;   slf_d(jf_eiw) = sn_eiw
426        ENDIF
427      ENDIF
428 
429      ALLOCATE( sf_dyn(jfld), STAT=ierr )         ! set sf structure
430      IF( ierr > 0 ) THEN
431         CALL ctl_stop( 'dta_dyn: unable to allocate sf structure' )   ;   RETURN
432      ENDIF
433      ! Open file for each variable to get his number of dimension
434      DO ifpr = 1, jfld
435         CALL iom_open( slf_d(ifpr)%clname, inum )
436         idv   = iom_varid( inum , slf_d(ifpr)%clvar )  ! id of the variable sdjf%clvar
437         idimv = iom_file ( inum )%ndims(idv)             ! number of dimension for variable sdjf%clvar
438         IF( inum /= 0 )   CALL iom_close( inum )       ! close file if already open
439         IF( idimv == 3 ) THEN    ! 2D variable
440                                      ALLOCATE( sf_dyn(ifpr)%fnow(jpi,jpj,1)    , STAT=ierr0 )
441            IF( slf_d(ifpr)%ln_tint ) ALLOCATE( sf_dyn(ifpr)%fdta(jpi,jpj,1,2)  , STAT=ierr1 )
442         ELSE                     ! 3D variable
443                                      ALLOCATE( sf_dyn(ifpr)%fnow(jpi,jpj,jpk)  , STAT=ierr0 )
444            IF( slf_d(ifpr)%ln_tint ) ALLOCATE( sf_dyn(ifpr)%fdta(jpi,jpj,jpk,2), STAT=ierr1 )
445         ENDIF
446         IF( ierr0 + ierr1 > 0 ) THEN
447            CALL ctl_stop( 'dta_dyn_init : unable to allocate sf_dyn array structure' )   ;   RETURN
448         ENDIF
449      END DO
450      !                                         ! fill sf with slf_i and control print
451      CALL fld_fill( sf_dyn, slf_d, cn_dir, 'dta_dyn_init', 'Data in file', 'namdta_dyn' )
452      !
453      IF( lk_ldfslp .AND. .NOT.lk_c1d ) THEN                  ! slopes
454         IF( sf_dyn(jf_tem)%ln_tint ) THEN      ! time interpolation
455            ALLOCATE( uslpdta (jpi,jpj,jpk,2), vslpdta (jpi,jpj,jpk,2),    &
456            &         wslpidta(jpi,jpj,jpk,2), wslpjdta(jpi,jpj,jpk,2), STAT=ierr2 )
457         ELSE
458            ALLOCATE( uslpnow (jpi,jpj,jpk)  , vslpnow (jpi,jpj,jpk)  ,    &
459            &         wslpinow(jpi,jpj,jpk)  , wslpjnow(jpi,jpj,jpk)  , STAT=ierr2 )
460         ENDIF
461         IF( ierr2 > 0 ) THEN
462            CALL ctl_stop( 'dta_dyn_init : unable to allocate slope arrays' )   ;   RETURN
463         ENDIF
464      ENDIF
465      IF( ln_dynwzv ) THEN                  ! slopes
466         IF( sf_dyn(jf_uwd)%ln_tint ) THEN      ! time interpolation
467            ALLOCATE( wdta(jpi,jpj,jpk,2), STAT=ierr3 )
468         ELSE
469            ALLOCATE( wnow(jpi,jpj,jpk)  , STAT=ierr3 )
470         ENDIF
471         IF( ierr3 > 0 ) THEN
472            CALL ctl_stop( 'dta_dyn_init : unable to allocate wdta arrays' )   ;   RETURN
473         ENDIF
474      ENDIF
475      !
476      CALL dta_dyn( nit000 )
477      !
478   END SUBROUTINE dta_dyn_init
479
480   SUBROUTINE dta_dyn_wzv( pu, pv, pw )
481      !!----------------------------------------------------------------------
482      !!                    ***  ROUTINE wzv  ***
483      !!
484      !! ** Purpose :   Compute the now vertical velocity after the array swap
485      !!
486      !! ** Method  : - compute the now divergence given by :
487      !!         * z-coordinate ONLY !!!!
488      !!         hdiv = 1/(e1t*e2t) [ di(e2u  u) + dj(e1v  v) ]
489      !!     - Using the incompressibility hypothesis, the vertical
490      !!      velocity is computed by integrating the horizontal divergence
491      !!      from the bottom to the surface.
492      !!        The boundary conditions are w=0 at the bottom (no flux).
493      !!----------------------------------------------------------------------
494      USE oce, ONLY:  zhdiv => hdivn
495      !
496      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(in   ) :: pu, pv    !:  horizontal velocities
497      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(  out) :: pw        !:  vertical velocity
498      !!
499      INTEGER  ::  ji, jj, jk
500      REAL(wp) ::  zu, zu1, zv, zv1, zet
501      !!----------------------------------------------------------------------
502      !
503      ! Computation of vertical velocity using horizontal divergence
504      zhdiv(:,:,:) = 0._wp
505      DO jk = 1, jpkm1
506         DO jj = 2, jpjm1
507            DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
508               zu  = pu(ji  ,jj  ,jk) * umask(ji  ,jj  ,jk) * e2u(ji  ,jj  ) * fse3u(ji  ,jj  ,jk)
509               zu1 = pu(ji-1,jj  ,jk) * umask(ji-1,jj  ,jk) * e2u(ji-1,jj  ) * fse3u(ji-1,jj  ,jk)
510               zv  = pv(ji  ,jj  ,jk) * vmask(ji  ,jj  ,jk) * e1v(ji  ,jj  ) * fse3v(ji  ,jj  ,jk)
511               zv1 = pv(ji  ,jj-1,jk) * vmask(ji  ,jj-1,jk) * e1v(ji  ,jj-1) * fse3v(ji  ,jj-1,jk)
512               zet = 1. / ( e1t(ji,jj) * e2t(ji,jj) * fse3t(ji,jj,jk) )
513               zhdiv(ji,jj,jk) = ( zu - zu1 + zv - zv1 ) * zet 
514            END DO
515         END DO
516      END DO
517      CALL lbc_lnk( zhdiv, 'T', 1. )      ! Lateral boundary conditions on zhdiv
518      !
519      ! computation of vertical velocity from the bottom
520      pw(:,:,jpk) = 0._wp
521      DO jk = jpkm1, 1, -1
522         pw(:,:,jk) = pw(:,:,jk+1) - fse3t(:,:,jk) * zhdiv(:,:,jk)
523      END DO
524      !
525   END SUBROUTINE dta_dyn_wzv
526
527   SUBROUTINE dta_dyn_slp( kt, pts, puslp, pvslp, pwslpi, pwslpj )
528      !!---------------------------------------------------------------------
529      !!                    ***  ROUTINE dta_dyn_slp  ***
530      !!
531      !! ** Purpose : Computation of slope
532      !!
533      !!---------------------------------------------------------------------
534      INTEGER ,                              INTENT(in ) :: kt       ! time step
535      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,jpts), INTENT(in ) :: pts      ! temperature/salinity
536      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk)     , INTENT(out) :: puslp    ! zonal isopycnal slopes
537      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk)     , INTENT(out) :: pvslp    ! meridional isopycnal slopes
538      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk)     , INTENT(out) :: pwslpi   ! zonal diapycnal slopes
539      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk)     , INTENT(out) :: pwslpj   ! meridional diapycnal slopes
540      !!---------------------------------------------------------------------
541#if defined key_ldfslp && ! defined key_c1d
542      CALL eos( pts, rhd, rhop )   ! Time-filtered in situ density
543      CALL bn2( pts, rn2 )         ! before Brunt-Vaisala frequency
544      IF( ln_zps )   &
545         &  CALL zps_hde( kt, jpts, pts, gtsu, gtsv, rhd, gru, grv )  ! Partial steps: before Horizontal DErivative
546         !                                                            ! of t, s, rd at the bottom ocean level
547      CALL zdf_mxl( kt )            ! mixed layer depth
548      CALL ldf_slp( kt, rhd, rn2 )  ! slopes
549      puslp (:,:,:) = uslp (:,:,:) 
550      pvslp (:,:,:) = vslp (:,:,:) 
551      pwslpi(:,:,:) = wslpi(:,:,:) 
552      pwslpj(:,:,:) = wslpj(:,:,:) 
553#else
554      puslp (:,:,:) = 0.            ! to avoid warning when compiling
555      pvslp (:,:,:) = 0.
556      pwslpi(:,:,:) = 0.
557      pwslpj(:,:,:) = 0.
558#endif
559      !
560   END SUBROUTINE dta_dyn_slp
561   !!======================================================================
562END MODULE dtadyn
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.