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ice_2.F90 in branches/2013/dev_r3406_CNRS_LIM3/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_2 – NEMO

source: branches/2013/dev_r3406_CNRS_LIM3/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_2/ice_2.F90 @ 3977

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add print of fwb correction value, and hminrhg for LIM2, in CNRS LIM3 branch
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Line 
1MODULE ice_2
2   !!======================================================================
3   !!                        ***  MODULE ice  ***
4   !! Sea Ice physics:  diagnostics variables of ice defined in memory
5   !!=====================================================================
6   !! History :  2.0  ! 2003-08  (C. Ethe)  F90: Free form and module
7   !!            3.3  ! 2009-05  (G.Garric) addition of the lim2_evp cas
8   !!            4.0  ! 2011-01  (A. R. Porter, STFC Daresbury) dynamical allocation
9   !!----------------------------------------------------------------------
10#if defined key_lim2
11   !!----------------------------------------------------------------------
12   !!   'key_lim2' :                                  LIM 2.0 sea-ice model
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   USE par_ice_2      ! LIM sea-ice parameters
15
16   IMPLICIT NONE
17   PRIVATE
18   
19   PUBLIC    ice_alloc_2  !  Called in iceini_2.F90
20
21   INTEGER , PUBLIC ::   numit     !: ice iteration index
22   REAL(wp), PUBLIC ::   rdt_ice   !: ice time step
23
24   !                                                                     !!* namicerun read in iceini  *
25   CHARACTER(len=32)     , PUBLIC ::   cn_icerst_in  = "restart_ice_in"   !: suffix of ice restart name (input)
26   CHARACTER(len=32)     , PUBLIC ::   cn_icerst_out = "restart_ice"      !: suffix of ice restart name (output)
27   LOGICAL               , PUBLIC ::   ln_limdyn     = .TRUE.             !: flag for ice dynamics (T) or not (F)
28   LOGICAL               , PUBLIC ::   ln_limdmp     = .FALSE.            !: Ice damping
29   LOGICAL               , PUBLIC ::   ln_nicep      = .TRUE.             !: flag grid points output (T) or not (F)
30   REAL(wp)              , PUBLIC ::   hsndif        = 0._wp              !: snow temp. computation (0) or not (9999)
31   REAL(wp)              , PUBLIC ::   hicdif        = 0._wp              !: ice  temp. computation (0) or not (9999)
32   REAL(wp), DIMENSION(2), PUBLIC ::   acrit = (/ 1.e-6_wp , 1.e-6_wp /)  !: minimum lead fraction in the 2 hemisphere
33   
34   !                                          !!* ice-dynamic namelist (namicedyn) *
35   INTEGER , PUBLIC ::   nbiter =    1         !: number of sub-time steps for relaxation
36   INTEGER , PUBLIC ::   nbitdr =  250         !: maximum number of iterations for relaxation
37   INTEGER , PUBLIC ::   nevp   =  360         !: number of EVP subcycling iterations
38   INTEGER , PUBLIC ::   telast = 3600         !: timescale for EVP elastic waves
39   REAL(wp), PUBLIC ::   epsd   = 1.0e-20_wp   !: tolerance parameter for dynamic
40   REAL(wp), PUBLIC ::   alpha  = 0.5_wp       !: coefficient for semi-implicit coriolis
41   REAL(wp), PUBLIC ::   dm     = 0.6e+03_wp   !: diffusion constant for dynamics
42   REAL(wp), PUBLIC ::   om     = 0.5_wp       !: relaxation constant
43   REAL(wp), PUBLIC ::   resl   = 5.0e-05_wp   !: maximum value for the residual of relaxation
44   REAL(wp), PUBLIC ::   cw     = 5.0e-03_wp   !: drag coefficient for oceanic stress
45   REAL(wp), PUBLIC ::   angvg  = 0._wp        !: turning angle for oceanic stress
46   REAL(wp), PUBLIC ::   pstar  = 1.0e+04_wp   !: first bulk-rheology parameter
47   REAL(wp), PUBLIC ::   c_rhg  = 20._wp       !: second bulk-rhelogy parameter
48   REAL(wp), PUBLIC ::   etamn  = 0._wp        !: minimun value for viscosity
49   REAL(wp), PUBLIC ::   creepl = 2.e-08_wp    !: creep limit
50   REAL(wp), PUBLIC ::   ecc    = 2._wp        !: eccentricity of the elliptical yield curve
51   REAL(wp), PUBLIC ::   ahi0   = 350._wp      !: sea-ice hor. eddy diffusivity coeff. (m2/s)
52   REAL(wp), PUBLIC ::   alphaevp = 1._wp      !: coefficient for the solution of EVP int. stresses
53   REAL(wp), PUBLIC ::   hminrhg = 0.05_wp     !: clem : ice thickness (in m) below which ice velocity is set to ocean velocity
54
55   REAL(wp), PUBLIC ::   usecc2                !:  = 1.0 / ( ecc * ecc )
56   REAL(wp), PUBLIC ::   rhoco                 !: = rau0 * cw
57   REAL(wp), PUBLIC ::   sangvg, cangvg        !: sin and cos of the turning angle for ocean stress
58   REAL(wp), PUBLIC ::   pstarh                !: pstar / 2.0
59
60   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   ahiu , ahiv   !: hor. diffusivity coeff. at ocean U- and V-points (m2/s)
61   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   pahu , pahv   !: ice hor. eddy diffusivity coef. at ocean U- and V-points
62   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   ust2s         !: friction velocity
63
64   !!* Ice Rheology
65# if defined key_lim2_vp
66   !                                                      !!* VP rheology *
67   LOGICAL , PUBLIC ::   lk_lim2_vp = .TRUE.               !: Visco-Plactic reology flag
68   !
69   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hsnm , hicm   !: mean snow and ice thicknesses
70   !
71# else
72   !                                                      !!* EVP rheology *
73   LOGICAL , PUBLIC::   lk_lim2_vp = .FALSE.               !: Visco-Plactic reology flag
74   !
75   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   stress1_i     !: first stress tensor element       
76   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   stress2_i     !: second stress tensor element
77   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   stress12_i    !: diagonal stress tensor element
78   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   delta_i       !: rheology delta factor (see Flato and Hibler 95) [s-1]
79   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   divu_i        !: Divergence of the velocity field [s-1] -> limrhg.F90
80   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   shear_i       !: Shear of the velocity field [s-1] -> limrhg.F90
81   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   at_i          !: ice fraction
82   !
83   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:)    , POINTER :: vt_s ,vt_i    !: mean snow and ice thicknesses
84   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:), TARGET  :: hsnm , hicm   !: target vt_s,vt_i pointers
85#endif
86
87   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   rdvosif       !: ice volume change at ice surface (only used for outputs)
88   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   rdvobif       !: ice volume change at ice bottom  (only used for outputs)
89   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   fdvolif       !: Total   ice volume change (only used for outputs)
90   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   rdvonif       !: Lateral ice volume change (only used for outputs)
91   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sist          !: Sea-Ice Surface Temperature [Kelvin]
92   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   tfu           !: Freezing/Melting point temperature of sea water at SSS
93   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hicif         !: Ice thickness
94   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hsnif         !: Snow thickness
95   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hicifp        !: Ice production/melting
96   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   frld          !: Leads fraction = 1-a/totalarea
97   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   phicif        !: ice thickness  at previous time
98   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   pfrld         !: Leads fraction at previous time 
99   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   qstoif        !: Energy stored in the brine pockets
100   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   fbif          !: Heat flux at the ice base
101   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   rdmsnif       !: Variation of snow mass
102   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   rdmicif       !: Variation of ice mass
103   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   qldif         !: heat balance of the lead (or of the open ocean)
104   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   qcmif         !: Energy needed to freeze the ocean surface layer
105   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   fdtcn         !: net downward heat flux from the ice to the ocean
106   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   qdtcn         !: energy from the ice to the ocean point (at a factor 2)
107   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   thcm          !: part of the solar energy used in the lead heat budget
108   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   fstric        !: Solar flux transmitted trough the ice
109   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   ffltbif       !: linked with the max heat contained in brine pockets (?)
110   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   fscmbq        !: Linked with the solar flux below the ice (?)
111   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   fsbbq         !: Also linked with the solar flux below the ice (?)
112   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   qfvbq         !: used to store energy in case of toral lateral ablation (?)
113   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   dmgwi         !: Variation of the mass of snow ice
114   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   u_ice, v_ice  !: two components of the ice   velocity at I-point (m/s)
115   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   u_oce, v_oce  !: two components of the ocean velocity at I-point (m/s)
116
117   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   tbif  !: Temperature inside the ice/snow layer
118
119   !!* moment used in the advection scheme
120   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sxice, syice, sxxice, syyice, sxyice   !: for ice  volume
121   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sxsn,  sysn,  sxxsn,  syysn,  sxysn    !: for snow volume                 
122   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sxa,   sya,   sxxa,   syya,   sxya     !: for ice cover area               
123   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sxc0,  syc0,  sxxc0,  syyc0,  sxyc0    !: for heat content of snow         
124   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sxc1,  syc1,  sxxc1,  syyc1,  sxyc1    !: for heat content of 1st ice layer
125   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sxc2,  syc2,  sxxc2,  syyc2,  sxyc2    !: for heat content of 2nd ice layer
126   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sxst,  syst,  sxxst,  syyst,  sxyst    !: for heat content of brine pockets
127   !!----------------------------------------------------------------------
128   CONTAINS
129
130   INTEGER FUNCTION ice_alloc_2()
131      !!-----------------------------------------------------------------
132      !!               *** FUNCTION ice_alloc_2 ***
133      !!-----------------------------------------------------------------
134      USE lib_mpp, ONLY:   ctl_warn   ! MPP library
135      INTEGER :: ierr(9)              ! Local variables
136      !!-----------------------------------------------------------------
137      ierr(:) = 0
138      !
139      ALLOCATE( ahiu(jpi,jpj) , pahu(jpi,jpj) ,                      &
140         &      ahiv(jpi,jpj) , pahv(jpi,jpj) , ust2s(jpi,jpj) , STAT=ierr(1) )
141         !
142      !* Ice Rheology
143#if defined key_lim2_vp
144      ALLOCATE( hsnm(jpi,jpj) , hicm(jpi,jpj) , STAT=ierr(2) )
145#else
146      ALLOCATE( stress1_i (jpi,jpj) , delta_i(jpi,jpj) , at_i(jpi,jpj) ,     &
147                stress2_i (jpi,jpj) , divu_i (jpi,jpj) , hsnm(jpi,jpj) ,     &
148                stress12_i(jpi,jpj) , shear_i(jpi,jpj) , hicm(jpi,jpj) , STAT=ierr(2) )
149#endif
150      ALLOCATE( rdvosif(jpi,jpj) , rdvobif(jpi,jpj) ,                      &
151         &      fdvolif(jpi,jpj) , rdvonif(jpi,jpj) ,                      &
152         &      sist   (jpi,jpj) , tfu    (jpi,jpj) , hicif(jpi,jpj) ,     &
153         &      hsnif  (jpi,jpj) , hicifp (jpi,jpj) , frld (jpi,jpj) , STAT=ierr(3) )
154
155      ALLOCATE(phicif(jpi,jpj) , pfrld  (jpi,jpj) , qstoif (jpi,jpj) ,     &
156         &     fbif  (jpi,jpj) , rdmsnif(jpi,jpj) , rdmicif(jpi,jpj) ,     &
157         &     qldif (jpi,jpj) , qcmif  (jpi,jpj) , fdtcn  (jpi,jpj) ,     &
158         &     qdtcn (jpi,jpj) , thcm   (jpi,jpj)                    , STAT=ierr(4) )
159
160      ALLOCATE(fstric(jpi,jpj) , ffltbif(jpi,jpj) , fscmbq(jpi,jpj) ,     &
161         &     fsbbq (jpi,jpj) , qfvbq  (jpi,jpj) , dmgwi (jpi,jpj) ,     &
162         &     u_ice (jpi,jpj) , v_ice  (jpi,jpj) ,                       &
163         &     u_oce (jpi,jpj) , v_oce  (jpi,jpj) ,                       &
164         &     tbif  (jpi,jpj,jplayersp1)                           , STAT=ierr(5))
165
166      !* moment used in the advection scheme
167      ALLOCATE(sxice (jpi,jpj) , syice (jpi,jpj) , sxxice(jpi,jpj) ,     &
168         &     syyice(jpi,jpj) , sxyice(jpi,jpj) ,                       &
169         &     sxsn  (jpi,jpj) , sysn  (jpi,jpj) , sxxsn (jpi,jpj) ,     &
170         &     syysn (jpi,jpj) , sxysn (jpi,jpj)                   , STAT=ierr(6) )
171      ALLOCATE(sxa   (jpi,jpj) , sya   (jpi,jpj) , sxxa  (jpi,jpj) ,     &
172         &     syya  (jpi,jpj) , sxya  (jpi,jpj) ,                       & 
173         &     sxc0  (jpi,jpj) , syc0  (jpi,jpj) , sxxc0 (jpi,jpj) ,     &
174         &     syyc0 (jpi,jpj) , sxyc0 (jpi,jpj)                   , STAT=ierr(7))
175      ALLOCATE(sxc1  (jpi,jpj) , syc1  (jpi,jpj) , sxxc1 (jpi,jpj) ,     &
176         &     syyc1 (jpi,jpj) , sxyc1 (jpi,jpj) ,                       &
177         &     sxc2  (jpi,jpj) , syc2  (jpi,jpj) , sxxc2 (jpi,jpj) ,     &
178         &     syyc2 (jpi,jpj) , sxyc2 (jpi,jpj)                   , STAT=ierr(8))
179      ALLOCATE(sxst  (jpi,jpj) , syst  (jpi,jpj) , sxxst (jpi,jpj) ,     &
180         &     syyst (jpi,jpj) , sxyst (jpi,jpj)                   , STAT=ierr(9))
181         !
182      ice_alloc_2 = MAXVAL( ierr )
183      !
184      IF( ice_alloc_2 /= 0 )   CALL ctl_warn('ice_alloc_2: failed to allocate arrays')
185      !
186   END FUNCTION ice_alloc_2
187
188#else
189   !!----------------------------------------------------------------------
190   !!   Default option         Empty module        NO LIM 2.0 sea-ice model
191   !!----------------------------------------------------------------------
192#endif
193   !!-----------------------------------------------------------------
194   !! NEMO/LIM2 3.3 , UCL - NEMO Consortium (2010)
195   !! $Id$
196   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
197   !!======================================================================
198END MODULE ice_2
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.