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sbc_oce.F90 in branches/2013/dev_LOCEAN_2013/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC – NEMO

source: branches/2013/dev_LOCEAN_2013/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC/sbc_oce.F90 @ 4148

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merge in trunk changes between r3853 and r3940 and commit the changes, see ticket #1169
  • Property svn:keywords set to Id
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Line 
1MODULE sbc_oce
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  sbc_oce  ***
4   !! Surface module :   variables defined in core memory
5   !!======================================================================
6   !! History :  3.0  ! 2006-06  (G. Madec)  Original code
7   !!             -   ! 2008-08  (G. Madec)  namsbc moved from sbcmod
8   !!            3.3  ! 2010-04  (M. Leclair, G. Madec)  Forcing averaged over 2 time steps
9   !!             -   ! 2010-11  (G. Madec) ice-ocean stress always computed at each ocean time-step
10   !!            3.3  ! 2010-10  (J. Chanut, C. Bricaud)  add the surface pressure forcing
11   !!----------------------------------------------------------------------
12
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   !!   sbc_oce_alloc : allocation of sbc arrays
15   !!   sbc_tau2wnd   : wind speed estimated from wind stress
16   !!----------------------------------------------------------------------
17   USE par_oce        ! ocean parameters
18   USE in_out_manager ! I/O manager
19   USE lib_mpp        ! MPP library
20
21   IMPLICIT NONE
22   PRIVATE
23
24   PUBLIC   sbc_oce_alloc   ! routine called in sbcmod.F90
25   PUBLIC   sbc_tau2wnd     ! routine called in several sbc modules
26   
27   !!----------------------------------------------------------------------
28   !!           Namelist for the Ocean Surface Boundary Condition
29   !!----------------------------------------------------------------------
30   !                                   !!* namsbc namelist *
31   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_ana         !: analytical boundary condition flag
32   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_flx         !: flux      formulation
33   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_blk_clio    !: CLIO bulk formulation
34   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_blk_core    !: CORE bulk formulation
35   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_blk_mfs     !: MFS  bulk formulation
36   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_cpl         !: coupled   formulation (overwritten by key_sbc_coupled )
37   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_dm2dc       !: Daily mean to Diurnal Cycle short wave (qsr)
38   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_rnf      = .FALSE.   !: runoffs / runoff mouths
39   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_ssr         !: Sea Surface restoring on SST and/or SSS     
40   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_apr_dyn     !: Atmospheric pressure forcing used on dynamics (ocean & ice)
41   INTEGER , PUBLIC ::   nn_ice         !: flag for ice in the surface boundary condition (=0/1/2/3)
42   INTEGER , PUBLIC ::   nn_ice_embd    !: flag for levitating/embedding sea-ice in the ocean
43   !                                             !: =0 levitating ice (no mass exchange, concentration/dilution effect)
44   !                                             !: =1 levitating ice with mass and salt exchange but no presure effect
45   !                                             !: =2 embedded sea-ice (full salt and mass exchanges and pressure)
46   INTEGER , PUBLIC ::   nn_fwb         !: FreshWater Budget:
47   !                                             !:  = 0 unchecked
48   !                                             !:  = 1 global mean of e-p-r set to zero at each nn_fsbc time step
49   !                                             !:  = 2 annual global mean of e-p-r set to zero
50   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_wave        !: true if some coupling with wave model
51   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_cdgw        !: true if neutral drag coefficient from wave model
52   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_sdw         !: true if 3d stokes drift from wave model
53   !
54   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_icebergs    !: Icebergs
55
56   !!----------------------------------------------------------------------
57   !!              Ocean Surface Boundary Condition fields
58   !!----------------------------------------------------------------------
59   LOGICAL , PUBLIC ::   lhftau = .FALSE.        !: HF tau used in TKE: mean(stress module) - module(mean stress)
60   !!                                   !!   now    ! before   !!
61   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   utau   , utau_b   !: sea surface i-stress (ocean referential)     [N/m2]
62   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   vtau   , vtau_b   !: sea surface j-stress (ocean referential)     [N/m2]
63   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   taum              !: module of sea surface stress (at T-point)    [N/m2]
64   !! wndm is used onmpute surface gases exchanges in ice-free ocean or leads
65   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   wndm              !: wind speed module at T-point (=|U10m-Uoce|)  [m/s]
66   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   qsr               !: sea heat flux:     solar                     [W/m2]
67   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   qns    , qns_b    !: sea heat flux: non solar                     [W/m2]
68   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   qsr_tot           !: total     solar heat flux (over sea and ice) [W/m2]
69   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   qns_tot           !: total non solar heat flux (over sea and ice) [W/m2]
70   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   emp    , emp_b    !: freshwater budget: volume flux               [Kg/m2/s]
71   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sfx    , sfx_b    !: salt flux                                    [PSU/m2/s]
72   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   emp_tot           !: total E-P over ocean and ice                 [Kg/m2/s]
73   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   fmmflx            !: freshwater budget: freezing/melting          [Kg/m2/s]
74   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   rnf    , rnf_b    !: river runoff   [Kg/m2/s] 
75   !!
76   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::  sbc_tsc, sbc_tsc_b  !: sbc content trend                      [K.m/s] jpi,jpj,jpts
77   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::  qsr_hc , qsr_hc_b   !: heat content trend due to qsr flux     [K.m/s] jpi,jpj,jpk
78   !!
79   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   tprecip           !: total precipitation                          [Kg/m2/s]
80   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sprecip           !: solid precipitation                          [Kg/m2/s]
81   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   fr_i              !: ice fraction = 1 - lead fraction      (between 0 to 1)
82#if defined key_cpl_carbon_cycle
83   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   atm_co2           !: atmospheric pCO2                             [ppm]
84#endif
85
86   !!----------------------------------------------------------------------
87   !!                     Sea Surface Mean fields
88   !!----------------------------------------------------------------------
89   INTEGER , PUBLIC                     ::   nn_fsbc   !: frequency of sbc computation (as well as sea-ice model)
90   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   ssu_m     !: mean (nn_fsbc time-step) surface sea i-current (U-point) [m/s]
91   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   ssv_m     !: mean (nn_fsbc time-step) surface sea j-current (V-point) [m/s]
92   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sst_m     !: mean (nn_fsbc time-step) surface sea temperature     [Celsius]
93   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sss_m     !: mean (nn_fsbc time-step) surface sea salinity            [psu]
94   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   ssh_m     !: mean (nn_fsbc time-step) sea surface height                [m]
95
96   !! * Substitutions
97#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
98   !!----------------------------------------------------------------------
99   !! NEMO/OPA 4.0 , NEMO Consortium (2011)
100   !! $Id$
101   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
102   !!----------------------------------------------------------------------
103CONTAINS
104
105   INTEGER FUNCTION sbc_oce_alloc()
106      !!---------------------------------------------------------------------
107      !!                  ***  FUNCTION sbc_oce_alloc  ***
108      !!---------------------------------------------------------------------
109      INTEGER :: ierr(4)
110      !!---------------------------------------------------------------------
111      ierr(:) = 0
112      !
113      ALLOCATE( utau(jpi,jpj) , utau_b(jpi,jpj) , taum(jpi,jpj) ,     &
114         &      vtau(jpi,jpj) , vtau_b(jpi,jpj) , wndm(jpi,jpj) , STAT=ierr(1) ) 
115         !
116      ALLOCATE( qns_tot(jpi,jpj) , qns  (jpi,jpj) , qns_b(jpi,jpj),        &
117         &      qsr_tot(jpi,jpj) , qsr  (jpi,jpj) ,                        &
118         &      emp    (jpi,jpj) , emp_b(jpi,jpj) ,                        &
119         &      sfx    (jpi,jpj) , sfx_b(jpi,jpj) , emp_tot(jpi,jpj), fmmflx(jpi,jpj), STAT=ierr(2) )
120         !
121      ALLOCATE( rnf  (jpi,jpj) , sbc_tsc  (jpi,jpj,jpts) , qsr_hc  (jpi,jpj,jpk) ,     &
122         &      rnf_b(jpi,jpj) , sbc_tsc_b(jpi,jpj,jpts) , qsr_hc_b(jpi,jpj,jpk) , STAT=ierr(3) )
123         !
124      ALLOCATE( tprecip(jpi,jpj) , sprecip(jpi,jpj) , fr_i(jpi,jpj) ,     &
125#if defined key_cpl_carbon_cycle
126         &      atm_co2(jpi,jpj) ,                                        &
127#endif
128         &      ssu_m  (jpi,jpj) , sst_m(jpi,jpj) ,                       &
129         &      ssv_m  (jpi,jpj) , sss_m  (jpi,jpj), ssh_m(jpi,jpj) , STAT=ierr(4) )
130         !
131      sbc_oce_alloc = MAXVAL( ierr )
132      IF( lk_mpp            )   CALL mpp_sum ( sbc_oce_alloc )
133      IF( sbc_oce_alloc > 0 )   CALL ctl_warn('sbc_oce_alloc: allocation of arrays failed')
134      !
135   END FUNCTION sbc_oce_alloc
136
137
138   SUBROUTINE sbc_tau2wnd
139      !!---------------------------------------------------------------------
140      !!                    ***  ROUTINE sbc_tau2wnd  ***
141      !!                   
142      !! ** Purpose : Estimation of wind speed as a function of wind stress   
143      !!
144      !! ** Method  : |tau|=rhoa*Cd*|U|^2
145      !!---------------------------------------------------------------------
146      USE dom_oce         ! ocean space and time domain
147      USE lbclnk          ! ocean lateral boundary conditions (or mpp link)
148      REAL(wp) ::   zrhoa  = 1.22         ! Air density kg/m3
149      REAL(wp) ::   zcdrag = 1.5e-3       ! drag coefficient
150      REAL(wp) ::   ztx, zty, ztau, zcoef ! temporary variables
151      INTEGER  ::   ji, jj                ! dummy indices
152      !!---------------------------------------------------------------------
153      zcoef = 0.5 / ( zrhoa * zcdrag ) 
154!CDIR NOVERRCHK
155      DO jj = 2, jpjm1
156!CDIR NOVERRCHK
157         DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vect. opt.
158            ztx = utau(ji-1,jj  ) + utau(ji,jj) 
159            zty = vtau(ji  ,jj-1) + vtau(ji,jj) 
160            ztau = SQRT( ztx * ztx + zty * zty )
161            wndm(ji,jj) = SQRT ( ztau * zcoef ) * tmask(ji,jj,1)
162         END DO
163      END DO
164      CALL lbc_lnk( wndm(:,:) , 'T', 1. )
165      !
166   END SUBROUTINE sbc_tau2wnd
167
168   !!======================================================================
169END MODULE sbc_oce
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.