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limtrp.F90 in branches/2013/dev_r3406_CNRS_LIM3/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_3 – NEMO

source: branches/2013/dev_r3406_CNRS_LIM3/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_3/limtrp.F90 @ 3938

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dev_r3406_CNRS_LIM3: update LIM3, see ticket #1116
  • Property svn:keywords set to Id
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Line 
1MODULE limtrp
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE limtrp   ***
4   !! LIM transport ice model : sea-ice advection/diffusion
5   !!======================================================================
6   !! History : LIM-2 ! 2000-01 (M.A. Morales Maqueda, H. Goosse, and T. Fichefet)  Original code
7   !!            3.0  ! 2005-11 (M. Vancoppenolle)   Multi-layer sea ice, salinity variations
8   !!            4.0  ! 2011-02 (G. Madec) dynamical allocation
9   !!----------------------------------------------------------------------
10#if defined key_lim3
11   !!----------------------------------------------------------------------
12   !!   'key_lim3'                                      LIM3 sea-ice model
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   !!   lim_trp      : advection/diffusion process of sea ice
15   !!----------------------------------------------------------------------
16   USE phycst          ! physical constant
17   USE dom_oce         ! ocean domain
18   USE sbc_oce         ! ocean surface boundary condition
19   USE par_ice         ! LIM-3 parameter
20   USE dom_ice         ! LIM-3 domain
21   USE ice             ! LIM-3 variables
22   USE limadv          ! LIM-3 advection
23   USE limhdf          ! LIM-3 horizontal diffusion
24   USE in_out_manager  ! I/O manager
25   USE lbclnk          ! lateral boundary conditions -- MPP exchanges
26   USE lib_mpp         ! MPP library
27   USE wrk_nemo        ! work arrays
28   USE prtctl          ! Print control
29   USE lib_fortran     ! to use key_nosignedzero
30   USE limvar          ! clem for ice thickness correction
31
32   IMPLICIT NONE
33   PRIVATE
34
35   PUBLIC   lim_trp    ! called by ice_step
36
37   REAL(wp)  ::   epsi06 = 1.e-06_wp   ! constant values
38   REAL(wp)  ::   epsi03 = 1.e-03_wp 
39   REAL(wp)  ::   epsi10 = 1.e-10_wp 
40   REAL(wp)  ::   epsi16 = 1.e-16_wp
41   REAL(wp)  ::   epsi20 = 1.e-20_wp
42   REAL(wp)  ::   rzero  = 0._wp   
43   REAL(wp)  ::   rone   = 1._wp
44
45   REAL(wp), SAVE, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:,:) ::   zs0e
46
47   !! * Substitution
48#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
49   !!----------------------------------------------------------------------
50   !! NEMO/LIM3 4.0 , UCL - NEMO Consortium (2011)
51   !! $Id$
52   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
53   !!----------------------------------------------------------------------
54CONTAINS
55
56   SUBROUTINE lim_trp( kt ) 
57      !!-------------------------------------------------------------------
58      !!                   ***  ROUTINE lim_trp ***
59      !!                   
60      !! ** purpose : advection/diffusion process of sea ice
61      !!
62      !! ** method  : variables included in the process are scalar,   
63      !!     other values are considered as second order.
64      !!     For advection, a second order Prather scheme is used. 
65      !!
66      !! ** action :
67      !!---------------------------------------------------------------------
68      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! number of iteration
69      !
70      INTEGER  ::   ji, jj, jk, jl, jm, layer   ! dummy loop indices
71      INTEGER  ::   jbnd1, jbnd2
72      INTEGER  ::   initad                  ! number of sub-timestep for the advection
73      INTEGER  ::   ierr                    ! error status
74      REAL(wp) ::   zindb  , zindsn , zindic, zindh, zinda      ! local scalar
75      REAL(wp) ::   zusvosn, zusvoic, zbigval     !   -      -
76      REAL(wp) ::   zcfl , zusnit , zrtt          !   -      -
77      REAL(wp) ::   ze   , zsal   , zage          !   -      -
78      !
79      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:)      ::   zui_u, zvi_v, zsm, zs0at, zs0ow
80      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:)    ::   zs0ice, zs0sn, zs0a, zs0c0 , zs0sm , zs0oi
81      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:,:)  ::   zs0e
82      REAL(wp) :: zchk_v_i, zchk_smv, zchk_fs, zchk_fw, zchk_v_i_b, zchk_smv_b, zchk_fs_b, zchk_fw_b ! Check conservation (C Rousset)
83      ! mass and salt flux (clem)
84      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) ::   zviold   ! old ice volume...
85      ! correct ice thickness (clem)
86      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) ::   zaiold, zhimax   ! old ice concentration
87      REAL(wp) :: zdv, zda, zvi, zvs, zsmv
88      !!---------------------------------------------------------------------
89
90      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, zui_u, zvi_v, zsm, zs0at, zs0ow )
91      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpl, zs0ice, zs0sn, zs0a, zs0c0 , zs0sm , zs0oi )
92      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jkmax, jpl, zs0e )
93
94      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpl,zviold )   ! clem
95      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpl,zaiold, zhimax )   ! clem
96
97      ! -------------------------------
98      !- check conservation (C Rousset)
99      IF (ln_limdiahsb) THEN
100         zchk_v_i_b = glob_sum( SUM(   v_i(:,:,:), dim=3 ) * area(:,:) * tms(:,:) )
101         zchk_smv_b = glob_sum( SUM( smv_i(:,:,:), dim=3 ) * area(:,:) * tms(:,:) )
102         zchk_fw_b  = glob_sum( rdmicif(:,:) * area(:,:) * tms(:,:) )
103         zchk_fs_b  = glob_sum( ( fsbri(:,:) + fseqv(:,:) + fsalt_res(:,:) + fsalt_rpo(:,:) ) * area(:,:) * tms(:,:) )
104      ENDIF
105      !- check conservation (C Rousset)
106      ! -------------------------------
107
108      IF( numit == nstart .AND. lwp ) THEN
109         WRITE(numout,*)
110         IF( ln_limdyn ) THEN   ;   WRITE(numout,*) 'lim_trp : Ice transport '
111         ELSE                   ;   WRITE(numout,*) 'lim_trp : No ice advection as ln_limdyn = ', ln_limdyn
112         ENDIF
113         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
114      ENDIF
115     
116      zsm(:,:) = area(:,:)
117
118      !                             !-------------------------------------!
119      IF( ln_limdyn ) THEN          !   Advection of sea ice properties   !
120         !                          !-------------------------------------!
121         ! mass and salt flux init (clem)
122         zviold(:,:,:)  = v_i(:,:,:)
123
124         !--- Thickness correction init. (clem) -------------------------------
125         CALL lim_var_glo2eqv
126         zaiold(:,:,:) = a_i(:,:,:)
127         !---------------------------------------------------------------------
128         ! Record max of the surrounding ice thicknesses for correction in limupdate
129         ! in case advection creates ice too thick.
130         !---------------------------------------------------------------------
131         zhimax(:,:,:) = ht_i(:,:,:)
132         DO jl = 1, jpl
133            DO jj = 2, jpjm1
134               DO ji = 2, jpim1
135                  zhimax(ji,jj,jl) = MAXVAL( ht_i(ji-1:ji+1,jj-1:jj+1,jl) )
136               END DO
137            END DO
138            CALL lbc_lnk(zhimax(:,:,jl),'T',1.)
139         END DO
140         
141         !-------------------------
142         ! transported fields                                       
143         !-------------------------
144         ! Snow vol, ice vol, salt and age contents, area
145         zs0ow(:,:) = ato_i(:,:) * area(:,:)               ! Open water area
146         DO jl = 1, jpl
147            zs0sn (:,:,jl)   = v_s  (:,:,jl) * area(:,:)    ! Snow volume
148            zs0ice(:,:,jl)   = v_i  (:,:,jl) * area(:,:)    ! Ice  volume
149            zs0a  (:,:,jl)   = a_i  (:,:,jl) * area(:,:)    ! Ice area
150            zs0sm (:,:,jl)   = smv_i(:,:,jl) * area(:,:)    ! Salt content
151            zs0oi (:,:,jl)   = oa_i (:,:,jl) * area(:,:)    ! Age content
152            zs0c0 (:,:,jl)   = e_s  (:,:,1,jl)              ! Snow heat content
153            zs0e  (:,:,:,jl) = e_i  (:,:,:,jl)              ! Ice  heat content
154         END DO
155
156         !--------------------------
157         ! Advection of Ice fields  (Prather scheme)                                           
158         !--------------------------
159         ! If ice drift field is too fast, use an appropriate time step for advection.         
160         ! CFL test for stability
161         zcfl  =            MAXVAL( ABS( u_ice(:,:) ) * rdt_ice / e1u(:,:) )
162         zcfl  = MAX( zcfl, MAXVAL( ABS( v_ice(:,:) ) * rdt_ice / e2v(:,:) ) )
163         IF(lk_mpp )   CALL mpp_max( zcfl )
164!!gm more readability:
165!         IF( zcfl > 0.5 ) THEN   ;   initad = 2   ;   zusnit = 0.5_wp
166!         ELSE                    ;   initad = 1   ;   zusnit = 1.0_wp
167!         ENDIF
168!!gm end
169         initad = 1 + NINT( MAX( rzero, SIGN( rone, zcfl-0.5 ) ) )
170         zusnit = 1.0 / REAL( initad ) 
171         IF( zcfl > 0.5 .AND. lwp )   &
172            WRITE(numout,*) 'lim_trp_2 : CFL violation at day ', nday, ', cfl = ', zcfl,   &
173               &                        ': the ice time stepping is split in two'
174
175         IF( MOD( ( kt - 1) / nn_fsbc , 2 ) == 0 ) THEN       !==  odd ice time step:  adv_x then adv_y  ==!
176            DO jk = 1,initad
177               CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, rone , zsm, zs0ow (:,:), sxopw(:,:),   &             !--- ice open water area
178                   &                                       sxxopw(:,:), syopw(:,:), syyopw(:,:), sxyopw(:,:)  )
179               CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, rzero, zsm, zs0ow (:,:), sxopw(:,:),   &
180                   &                                       sxxopw(:,:), syopw(:,:), syyopw(:,:), sxyopw(:,:)  )
181               DO jl = 1, jpl
182                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, rone , zsm, zs0ice(:,:,jl), sxice(:,:,jl),   &    !--- ice volume  ---
183                     &                                       sxxice(:,:,jl), syice(:,:,jl), syyice(:,:,jl), sxyice(:,:,jl)  )
184                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, rzero, zsm, zs0ice(:,:,jl), sxice(:,:,jl),   &
185                     &                                       sxxice(:,:,jl), syice(:,:,jl), syyice(:,:,jl), sxyice(:,:,jl)  )
186                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, rone , zsm, zs0sn (:,:,jl), sxsn (:,:,jl),   &    !--- snow volume  ---
187                     &                                       sxxsn (:,:,jl), sysn (:,:,jl), syysn (:,:,jl), sxysn (:,:,jl)  )
188                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, rzero, zsm, zs0sn (:,:,jl), sxsn (:,:,jl),   &
189                     &                                       sxxsn (:,:,jl), sysn (:,:,jl), syysn (:,:,jl), sxysn (:,:,jl)  )
190                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, rone , zsm, zs0sm (:,:,jl), sxsal(:,:,jl),   &    !--- ice salinity ---
191                     &                                       sxxsal(:,:,jl), sysal(:,:,jl), syysal(:,:,jl), sxysal(:,:,jl)  )
192                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, rzero, zsm, zs0sm (:,:,jl), sxsal(:,:,jl),   &
193                     &                                       sxxsal(:,:,jl), sysal(:,:,jl), syysal(:,:,jl), sxysal(:,:,jl)  )
194                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, rone , zsm, zs0oi (:,:,jl), sxage(:,:,jl),   &   !--- ice age      ---     
195                     &                                       sxxage(:,:,jl), syage(:,:,jl), syyage(:,:,jl), sxyage(:,:,jl)  )
196                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, rzero, zsm, zs0oi (:,:,jl), sxage(:,:,jl),   &
197                     &                                       sxxage(:,:,jl), syage(:,:,jl), syyage(:,:,jl), sxyage(:,:,jl)  )
198                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, rone , zsm, zs0a  (:,:,jl), sxa  (:,:,jl),   &   !--- ice concentrations ---
199                     &                                       sxxa  (:,:,jl), sya  (:,:,jl), syya  (:,:,jl), sxya  (:,:,jl)  )
200                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, rzero, zsm, zs0a  (:,:,jl), sxa  (:,:,jl),   & 
201                     &                                       sxxa  (:,:,jl), sya  (:,:,jl), syya  (:,:,jl), sxya  (:,:,jl)  )
202                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, rone , zsm, zs0c0 (:,:,jl), sxc0 (:,:,jl),   &  !--- snow heat contents ---
203                     &                                       sxxc0 (:,:,jl), syc0 (:,:,jl), syyc0 (:,:,jl), sxyc0 (:,:,jl)  )
204                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, rzero, zsm, zs0c0 (:,:,jl), sxc0 (:,:,jl),   &
205                     &                                       sxxc0 (:,:,jl), syc0 (:,:,jl), syyc0 (:,:,jl), sxyc0 (:,:,jl)  )
206                  DO layer = 1, nlay_i                                                           !--- ice heat contents ---
207                     CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, rone , zsm, zs0e(:,:,layer,jl), sxe (:,:,layer,jl),   & 
208                        &                                       sxxe(:,:,layer,jl), sye (:,:,layer,jl),   &
209                        &                                       syye(:,:,layer,jl), sxye(:,:,layer,jl) )
210                     CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, rzero, zsm, zs0e(:,:,layer,jl), sxe (:,:,layer,jl),   & 
211                        &                                       sxxe(:,:,layer,jl), sye (:,:,layer,jl),   &
212                        &                                       syye(:,:,layer,jl), sxye(:,:,layer,jl) )
213                  END DO
214               END DO
215            END DO
216         ELSE
217            DO jk = 1, initad
218               CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, rone, zsm, zs0ow (:,:), sxopw(:,:),   &             !--- ice open water area
219                   &                                       sxxopw(:,:), syopw(:,:), syyopw(:,:), sxyopw(:,:)  )
220               CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, rzero , zsm, zs0ow (:,:), sxopw(:,:),   &
221                   &                                       sxxopw(:,:), syopw(:,:), syyopw(:,:), sxyopw(:,:)  )
222               DO jl = 1, jpl
223                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, rone, zsm, zs0ice(:,:,jl), sxice(:,:,jl),   &    !--- ice volume  ---
224                     &                                       sxxice(:,:,jl), syice(:,:,jl), syyice(:,:,jl), sxyice(:,:,jl)  )
225                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, rzero , zsm, zs0ice(:,:,jl), sxice(:,:,jl),   &
226                     &                                       sxxice(:,:,jl), syice(:,:,jl), syyice(:,:,jl), sxyice(:,:,jl)  )
227                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, rone, zsm, zs0sn (:,:,jl), sxsn (:,:,jl),   &    !--- snow volume  ---
228                     &                                       sxxsn (:,:,jl), sysn (:,:,jl), syysn (:,:,jl), sxysn (:,:,jl)  )
229                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, rzero , zsm, zs0sn (:,:,jl), sxsn (:,:,jl),   &
230                     &                                       sxxsn (:,:,jl), sysn (:,:,jl), syysn (:,:,jl), sxysn (:,:,jl)  )
231                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, rone, zsm, zs0sm (:,:,jl), sxsal(:,:,jl),   &    !--- ice salinity ---
232                     &                                       sxxsal(:,:,jl), sysal(:,:,jl), syysal(:,:,jl), sxysal(:,:,jl)  )
233                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, rzero , zsm, zs0sm (:,:,jl), sxsal(:,:,jl),   &
234                     &                                       sxxsal(:,:,jl), sysal(:,:,jl), syysal(:,:,jl), sxysal(:,:,jl)  )
235                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, rone, zsm, zs0oi (:,:,jl), sxage(:,:,jl),   &   !--- ice age      ---
236                     &                                       sxxage(:,:,jl), syage(:,:,jl), syyage(:,:,jl), sxyage(:,:,jl)  )
237                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, rzero , zsm, zs0oi (:,:,jl), sxage(:,:,jl),   &
238                     &                                       sxxage(:,:,jl), syage(:,:,jl), syyage(:,:,jl), sxyage(:,:,jl)  )
239                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, rone, zsm, zs0a  (:,:,jl), sxa  (:,:,jl),   &   !--- ice concentrations ---
240                     &                                       sxxa  (:,:,jl), sya  (:,:,jl), syya  (:,:,jl), sxya  (:,:,jl)  )
241                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, rzero , zsm, zs0a  (:,:,jl), sxa  (:,:,jl),   &
242                     &                                       sxxa  (:,:,jl), sya  (:,:,jl), syya  (:,:,jl), sxya  (:,:,jl)  )
243                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, rone, zsm, zs0c0 (:,:,jl), sxc0 (:,:,jl),   &  !--- snow heat contents ---
244                     &                                       sxxc0 (:,:,jl), syc0 (:,:,jl), syyc0 (:,:,jl), sxyc0 (:,:,jl)  )
245                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, rzero , zsm, zs0c0 (:,:,jl), sxc0 (:,:,jl),   &
246                     &                                       sxxc0 (:,:,jl), syc0 (:,:,jl), syyc0 (:,:,jl), sxyc0 (:,:,jl)  )
247                  DO layer = 1, nlay_i                                                           !--- ice heat contents ---
248                     CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, rone, zsm, zs0e(:,:,layer,jl), sxe (:,:,layer,jl),   & 
249                        &                                       sxxe(:,:,layer,jl), sye (:,:,layer,jl),   &
250                        &                                       syye(:,:,layer,jl), sxye(:,:,layer,jl) )
251                     CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, rzero , zsm, zs0e(:,:,layer,jl), sxe (:,:,layer,jl),   & 
252                        &                                       sxxe(:,:,layer,jl), sye (:,:,layer,jl),   &
253                        &                                       syye(:,:,layer,jl), sxye(:,:,layer,jl) )
254                  END DO
255               END DO
256            END DO
257         ENDIF
258
259         !-------------------------------------------
260         ! Recover the properties from their contents
261         !-------------------------------------------
262         zs0ow(:,:) = zs0ow(:,:) / area(:,:)
263         DO jl = 1, jpl
264            zs0ice(:,:,jl) = zs0ice(:,:,jl) / area(:,:)
265            zs0sn (:,:,jl) = zs0sn (:,:,jl) / area(:,:)
266            zs0sm (:,:,jl) = zs0sm (:,:,jl) / area(:,:)
267            zs0oi (:,:,jl) = zs0oi (:,:,jl) / area(:,:)
268            zs0a  (:,:,jl) = zs0a  (:,:,jl) / area(:,:)
269            zs0c0 (:,:,jl) = zs0c0 (:,:,jl) / area(:,:)
270            DO jk = 1, nlay_i
271               zs0e(:,:,jk,jl) = zs0e(:,:,jk,jl) / area(:,:)
272            END DO
273         END DO
274
275         !------------------------------------------------------------------------------!
276         ! 4) Diffusion of Ice fields                 
277         !------------------------------------------------------------------------------!
278
279         !--------------------------------
280         !  diffusion of open water area
281         !--------------------------------
282         zs0at(:,:) = zs0a(:,:,1)      ! total ice fraction
283         DO jl = 2, jpl
284            zs0at(:,:) = zs0at(:,:) + zs0a(:,:,jl)
285         END DO
286         !
287         !                             ! Masked eddy diffusivity coefficient at ocean U- and V-points
288         DO jj = 1, jpjm1                    ! NB: has not to be defined on jpj line and jpi row
289            DO ji = 1 , fs_jpim1   ! vector opt.
290               pahu(ji,jj) = ( 1._wp - MAX( rzero, SIGN( rone, -zs0at(ji  ,jj) ) ) )   &
291                  &        * ( 1._wp - MAX( rzero, SIGN( rone, -zs0at(ji+1,jj) ) ) ) * ahiu(ji,jj)
292               pahv(ji,jj) = ( 1._wp - MAX( rzero, SIGN( rone, -zs0at(ji,jj  ) ) ) )   &
293                  &        * ( 1._wp - MAX( rzero, SIGN( rone,- zs0at(ji,jj+1) ) ) ) * ahiv(ji,jj)
294            END DO
295         END DO
296         !
297         CALL lim_hdf( zs0ow (:,:) )   ! Diffusion
298
299         !------------------------------------
300         !  Diffusion of other ice variables
301         !------------------------------------
302         DO jl = 1, jpl
303         !                             ! Masked eddy diffusivity coefficient at ocean U- and V-points
304            DO jj = 1, jpjm1                 ! NB: has not to be defined on jpj line and jpi row
305               DO ji = 1 , fs_jpim1   ! vector opt.
306                  pahu(ji,jj) = ( 1._wp - MAX( rzero, SIGN( rone, -zs0a(ji  ,jj,jl) ) ) )   &
307                     &        * ( 1._wp - MAX( rzero, SIGN( rone, -zs0a(ji+1,jj,jl) ) ) ) * ahiu(ji,jj)
308                  pahv(ji,jj) = ( 1._wp - MAX( rzero, SIGN( rone, -zs0a(ji,jj  ,jl) ) ) )   &
309                     &        * ( 1._wp - MAX( rzero, SIGN( rone,- zs0a(ji,jj+1,jl) ) ) ) * ahiv(ji,jj)
310               END DO
311            END DO
312
313             CALL lim_hdf( zs0ice (:,:,jl) )
314             CALL lim_hdf( zs0sn  (:,:,jl) )
315             CALL lim_hdf( zs0sm  (:,:,jl) )
316             CALL lim_hdf( zs0oi  (:,:,jl) )
317             CALL lim_hdf( zs0a   (:,:,jl) )
318             CALL lim_hdf( zs0c0  (:,:,jl) )
319             DO jk = 1, nlay_i
320                CALL lim_hdf( zs0e (:,:,jk,jl) )
321             END DO
322         END DO
323
324         !-----------------------------------------
325         !  Remultiply everything by ice area
326         !-----------------------------------------
327         !clem zs0ow(:,:) = MAX( rzero, zs0ow(:,:) * area(:,:) )
328         !clem DO jl = 1, jpl
329         !clem    zs0ice(:,:,jl) = MAX( rzero, zs0ice(:,:,jl) * area(:,:) )    !!bug:  est-ce utile
330         !clem    zs0sn (:,:,jl) = MAX( rzero, zs0sn (:,:,jl) * area(:,:) )    !!bug:  cf /area  juste apres
331         !clem    zs0sm (:,:,jl) = MAX( rzero, zs0sm (:,:,jl) * area(:,:) )    !!bug:  cf /area  juste apres
332         !clem    zs0oi (:,:,jl) = MAX( rzero, zs0oi (:,:,jl) * area(:,:) )
333         !clem    zs0a  (:,:,jl) = MAX( rzero, zs0a  (:,:,jl) * area(:,:) )    !! suppress both change le resultat
334         !clem    zs0c0 (:,:,jl) = MAX( rzero, zs0c0 (:,:,jl) * area(:,:) )
335         !clem    DO jk = 1, nlay_i
336         !clem       zs0e(:,:,jk,jl) = MAX( rzero, zs0e (:,:,jk,jl) * area(:,:) )
337         !clem    END DO ! jk
338         !clem END DO ! jl
339
340         !------------------------------------------------------------------------------!
341         ! 5) Update and limit ice properties after transport                           
342         !------------------------------------------------------------------------------!
343
344         !--------------------------------------------------
345         ! 5.1) Recover mean values over the grid squares.
346         !--------------------------------------------------
347
348         !clem DO jl = 1, jpl
349         !clem    DO jk = 1, nlay_i
350         !clem       DO jj = 1, jpj
351         !clem          DO ji = 1, jpi
352         !clem             zs0e(ji,jj,jk,jl) = MAX( rzero, zs0e(ji,jj,jk,jl) / area(ji,jj) )
353         !clem          END DO
354         !clem       END DO
355         !clem    END DO
356         !clem END DO
357
358         !clem DO jj = 1, jpj
359         !clem    DO ji = 1, jpi
360         !clem       zs0ow(ji,jj) = MAX( rzero, zs0ow (ji,jj) / area(ji,jj) )
361         !clem    END DO
362         !clem END DO
363
364         zs0at(:,:) = 0._wp
365         DO jl = 1, jpl
366            DO jj = 1, jpj
367               DO ji = 1, jpi
368                 !clem  zs0sn (ji,jj,jl) = MAX( rzero, zs0sn (ji,jj,jl)/area(ji,jj) )
369                 !clem  zs0ice(ji,jj,jl) = MAX( rzero, zs0ice(ji,jj,jl)/area(ji,jj) )
370                 !clem  zs0sm (ji,jj,jl) = MAX( rzero, zs0sm (ji,jj,jl)/area(ji,jj) )
371                 !clem  zs0oi (ji,jj,jl) = MAX( rzero, zs0oi (ji,jj,jl)/area(ji,jj) )
372                 !clem  zs0a  (ji,jj,jl) = MAX( rzero, zs0a  (ji,jj,jl)/area(ji,jj) )
373                 !clem  zs0c0 (ji,jj,jl) = MAX( rzero, zs0c0 (ji,jj,jl)/area(ji,jj) )
374                  zs0sn (ji,jj,jl) = MAX( rzero, zs0sn (ji,jj,jl) )
375                  zs0ice(ji,jj,jl) = MAX( rzero, zs0ice(ji,jj,jl) )
376                  zs0sm (ji,jj,jl) = MAX( rzero, zs0sm (ji,jj,jl) )
377                  zs0oi (ji,jj,jl) = MAX( rzero, zs0oi (ji,jj,jl) )
378                  zs0a  (ji,jj,jl) = MAX( rzero, zs0a  (ji,jj,jl) )
379                  zs0c0 (ji,jj,jl) = MAX( rzero, zs0c0 (ji,jj,jl) )
380                  zs0at (ji,jj)    = zs0at(ji,jj) + zs0a(ji,jj,jl)
381               END DO
382            END DO
383         END DO
384
385         !---------------------------------------------------------
386         ! 5.2) Snow thickness, Ice thickness, Ice concentrations
387         !---------------------------------------------------------
388         DO jj = 1, jpj
389            DO ji = 1, jpi
390               zindb        = MAX( 0._wp , SIGN( 1.0, zs0at(ji,jj) - epsi10) )
391               zs0ow(ji,jj) = ( 1._wp - zindb ) + zindb * MAX( zs0ow(ji,jj), 0._wp )
392               ato_i(ji,jj) = zs0ow(ji,jj)
393            END DO
394         END DO
395
396         !
397         !
398         DO jl = 1, jpl         ! Remove very small areas
399            DO jj = 1, jpj
400               DO ji = 1, jpi
401                  zvi = zs0ice(ji,jj,jl)
402                  zvs = zs0sn(ji,jj,jl)
403                  !
404                  zindb         = MAX( 0.0 , SIGN( 1.0, zs0a(ji,jj,jl) - epsi10) )
405                  !
406                  !zs0a(ji,jj,jl) = zindb * MIN( zs0a(ji,jj,jl), 0.99 )
407                  v_s(ji,jj,jl)  = zindb * zs0sn (ji,jj,jl) 
408                  v_i(ji,jj,jl)  = zindb * zs0ice(ji,jj,jl)
409                  !
410                  zindsn         = MAX( rzero, SIGN( rone, v_s(ji,jj,jl) - epsi10 ) )
411                  zindic         = MAX( rzero, SIGN( rone, v_i(ji,jj,jl) - epsi10 ) )
412                  zindb          = MAX( zindsn, zindic )
413                  !
414                  zs0a(ji,jj,jl) = zindb  * zs0a(ji,jj,jl) !ice concentration
415                  a_i (ji,jj,jl) = zs0a(ji,jj,jl)
416                  v_s (ji,jj,jl) = zindsn * v_s(ji,jj,jl)
417                  v_i (ji,jj,jl) = zindic * v_i(ji,jj,jl)
418                  !
419                  ! Update mass fluxes (clem)
420                  rdmicif(ji,jj) = rdmicif(ji,jj) + ( v_i(ji,jj,jl) - zvi ) * rhoic 
421                  rdmsnif(ji,jj) = rdmsnif(ji,jj) + ( v_s(ji,jj,jl) - zvs ) * rhosn 
422              END DO
423            END DO
424         END DO
425
426         !--- Thickness correction in case too high (clem) --------------------------------------------------------
427         CALL lim_var_glo2eqv
428         DO jl = 1, jpl
429            DO jj = 1, jpj
430               DO ji = 1, jpi
431
432                  IF ( v_i(ji,jj,jl) > 0. ) THEN
433                     zvi = v_i(ji,jj,jl)
434                     zvs = v_s(ji,jj,jl)
435                     zdv = v_i(ji,jj,jl) - zviold(ji,jj,jl)   
436                     !zda = a_i(ji,jj,jl) - zaiold(ji,jj,jl)   
437                     
438                     IF ( ( zdv > 0.0 .AND. ht_i(ji,jj,jl) > zhimax(ji,jj,jl) .AND. SUM( zaiold(ji,jj,1:jpl) ) < 0.80 ) .OR. &
439                          ( zdv < 0.0 .AND. ht_i(ji,jj,jl) > zhimax(ji,jj,jl) ) ) THEN                                         
440                        ht_i(ji,jj,jl) = MIN( zhimax(ji,jj,jl), hi_max(jl) )
441                        zindh   =  MAX( rzero, SIGN( rone, ht_i(ji,jj,jl) - epsi10 ) )
442                        a_i(ji,jj,jl)  = zindh * v_i(ji,jj,jl) / MAX( ht_i(ji,jj,jl), epsi10 )
443                     ELSE
444                        ht_i(ji,jj,jl) = MAX( MIN( ht_i(ji,jj,jl), hi_max(jl) ), hi_max(jl-1) )
445                        zindh   =  MAX( rzero, SIGN( rone, ht_i(ji,jj,jl) - epsi10 ) )
446                        a_i(ji,jj,jl)  = zindh * v_i(ji,jj,jl) / MAX( ht_i(ji,jj,jl), epsi10 )
447                     ENDIF
448
449                     !zindh   =  MAX( rzero, SIGN( rone, ht_i(ji,jj,jl) - epsi10 ) )
450                     v_i(ji,jj,jl) = a_i(ji,jj,jl) * ht_i(ji,jj,jl)
451                     v_s(ji,jj,jl) = a_i(ji,jj,jl) * ht_s(ji,jj,jl)
452
453                     ! Update mass fluxes (clem)
454                     rdmicif(ji,jj) = rdmicif(ji,jj) + ( v_i(ji,jj,jl) - zvi ) * rhoic
455                     rdmsnif(ji,jj) = rdmsnif(ji,jj) + ( v_s(ji,jj,jl) - zvs ) * rhosn
456
457                  ENDIF
458
459                  diag_trp_vi(ji,jj) = diag_trp_vi(ji,jj) + ( v_i(ji,jj,jl) - zviold(ji,jj,jl) ) / rdt_ice
460
461               END DO
462            END DO
463         END DO
464
465         ! ---
466         DO jj = 1, jpj
467            DO ji = 1, jpi
468         !      ato_i(ji,jj) = 1._wp - SUM( a_i(ji,jj,1:jpl) ) !clem@rm-ow-advection
469               zs0at(ji,jj) = SUM( zs0a(ji,jj,1:jpl) ) ! clem@useless??
470            END DO
471         END DO
472
473         !----------------------
474         ! 5.3) Ice properties
475         !----------------------
476
477         zbigval = 1.e+13
478
479         DO jl = 1, jpl
480            DO jj = 1, jpj
481               DO ji = 1, jpi
482                  zsmv = zs0sm(ji,jj,jl)
483
484                  ! Switches and dummy variables
485                  zusvosn         = 1.0/MAX( v_s(ji,jj,jl) , epsi16 )
486                  zusvoic         = 1.0/MAX( v_i(ji,jj,jl) , epsi16 )
487                  zrtt            = 173.15 * rone 
488                  zindsn          = MAX( rzero, SIGN( rone, v_s(ji,jj,jl) - epsi10 ) )
489                  zindic          = MAX( rzero, SIGN( rone, v_i(ji,jj,jl) - epsi10 ) )
490                  zindb           = MAX( zindsn, zindic )
491
492                  ! Ice salinity and age
493                  zsal = MAX( MIN( (rhoic-rhosn)/rhoic*sss_m(ji,jj)  , &
494                     zusvoic * zs0sm(ji,jj,jl) ), s_i_min ) * v_i(ji,jj,jl)
495                  IF ( ( num_sal .EQ. 2 ) .OR. ( num_sal .EQ. 4 ) ) smv_i(ji,jj,jl) = zindic*zsal
496
497                  zage = MAX( MIN( zbigval, zs0oi(ji,jj,jl) / & 
498                     MAX( a_i(ji,jj,jl), epsi16 )  ), 0.0 ) * a_i(ji,jj,jl)
499                  oa_i (ji,jj,jl)  = zindic*zage 
500
501                  ! Snow heat content
502                  ze              =  MIN( MAX( 0.0, zs0c0(ji,jj,jl)*area(ji,jj) ), zbigval )
503                  e_s(ji,jj,1,jl) = zindsn * ze     
504
505                  ! Update salt fluxes (clem)
506                  fsalt_res(ji,jj) = fsalt_res(ji,jj) - ( smv_i(ji,jj,jl) - zsmv ) * rhoic / rdt_ice 
507               END DO !ji
508            END DO !jj
509         END DO ! jl
510
511         DO jl = 1, jpl
512            DO jk = 1, nlay_i
513               DO jj = 1, jpj
514                  DO ji = 1, jpi
515                     ! Ice heat content
516                     zindic          =  MAX( rzero, SIGN( rone, v_i(ji,jj,jl) - epsi10 ) )
517                     ze              =  MIN( MAX( 0.0, zs0e(ji,jj,jk,jl)*area(ji,jj) ), zbigval )
518                     e_i(ji,jj,jk,jl) = zindic * ze
519                  END DO !ji
520               END DO ! jj
521            END DO ! jk
522         END DO ! jl
523
524
525      ! --- agglomerate variables (clem) -----------------
526      vt_i (:,:) = 0._wp
527      vt_s (:,:) = 0._wp
528      at_i (:,:) = 0._wp
529      !
530      DO jl = 1, jpl
531         DO jj = 1, jpj
532            DO ji = 1, jpi
533               !
534               vt_i(ji,jj) = vt_i(ji,jj) + v_i(ji,jj,jl) ! ice volume
535               vt_s(ji,jj) = vt_s(ji,jj) + v_s(ji,jj,jl) ! snow volume
536               at_i(ji,jj) = at_i(ji,jj) + a_i(ji,jj,jl) ! ice concentration
537               !
538               zinda = MAX( rzero , SIGN( rone , at_i(ji,jj) - epsi16 ) )
539               icethi(ji,jj) = vt_i(ji,jj) / MAX( at_i(ji,jj) , epsi16 ) * zinda  ! ice thickness
540            END DO
541         END DO
542      END DO
543      ! -------------------------------------------------
544
545
546
547      ENDIF
548
549      IF(ln_ctl) THEN   ! Control print
550         CALL prt_ctl_info(' ')
551         CALL prt_ctl_info(' - Cell values : ')
552         CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~~~~~~~ ')
553         CALL prt_ctl(tab2d_1=area , clinfo1=' lim_trp  : cell area :')
554         CALL prt_ctl(tab2d_1=at_i , clinfo1=' lim_trp  : at_i      :')
555         CALL prt_ctl(tab2d_1=vt_i , clinfo1=' lim_trp  : vt_i      :')
556         CALL prt_ctl(tab2d_1=vt_s , clinfo1=' lim_trp  : vt_s      :')
557         DO jl = 1, jpl
558            CALL prt_ctl_info(' ')
559            CALL prt_ctl_info(' - Category : ', ivar1=jl)
560            CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~~~~')
561            CALL prt_ctl(tab2d_1=a_i   (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_trp  : a_i      : ')
562            CALL prt_ctl(tab2d_1=ht_i  (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_trp  : ht_i     : ')
563            CALL prt_ctl(tab2d_1=ht_s  (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_trp  : ht_s     : ')
564            CALL prt_ctl(tab2d_1=v_i   (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_trp  : v_i      : ')
565            CALL prt_ctl(tab2d_1=v_s   (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_trp  : v_s      : ')
566            CALL prt_ctl(tab2d_1=e_s   (:,:,1,jl) , clinfo1= ' lim_trp  : e_s      : ')
567            CALL prt_ctl(tab2d_1=t_su  (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_trp  : t_su     : ')
568            CALL prt_ctl(tab2d_1=t_s   (:,:,1,jl) , clinfo1= ' lim_trp  : t_snow   : ')
569            CALL prt_ctl(tab2d_1=sm_i  (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_trp  : sm_i     : ')
570            CALL prt_ctl(tab2d_1=smv_i (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_trp  : smv_i    : ')
571            DO jk = 1, nlay_i
572               CALL prt_ctl_info(' ')
573               CALL prt_ctl_info(' - Layer : ', ivar1=jk)
574               CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~')
575               CALL prt_ctl(tab2d_1=t_i(:,:,jk,jl) , clinfo1= ' lim_trp  : t_i      : ')
576               CALL prt_ctl(tab2d_1=e_i(:,:,jk,jl) , clinfo1= ' lim_trp  : e_i      : ')
577            END DO
578         END DO
579      ENDIF
580      ! -------------------------------
581      !- check conservation (C Rousset)
582      IF (ln_limdiahsb) THEN
583         zchk_fs  = glob_sum( ( fsbri(:,:) + fseqv(:,:) + fsalt_res(:,:) + fsalt_rpo(:,:) ) * area(:,:) * tms(:,:) ) - zchk_fs_b
584         zchk_fw  = glob_sum( rdmicif(:,:) * area(:,:) * tms(:,:) ) - zchk_fw_b
585 
586         zchk_v_i = ( glob_sum( SUM(   v_i(:,:,:), dim=3 ) * area(:,:) * tms(:,:) ) - zchk_v_i_b - ( zchk_fw / rhoic ) ) / rdt_ice
587         zchk_smv = ( glob_sum( SUM( smv_i(:,:,:), dim=3 ) * area(:,:) * tms(:,:) ) - zchk_smv_b ) / rdt_ice + ( zchk_fs / rhoic )
588
589         IF(lwp) THEN
590            IF (    ABS( zchk_v_i   ) >  1.e-5 ) WRITE(numout,*) 'violation volume [m3/day]     (limtrp) = ',(zchk_v_i * 86400.)
591            IF (    ABS( zchk_smv   ) >  1.e-4 ) WRITE(numout,*) 'violation saline [psu*m3/day] (limtrp) = ',(zchk_smv * 86400.)
592            IF ( MINVAL( v_i(:,:,:) ) <  0.    ) WRITE(numout,*) 'violation v_i<0  [mm]         (limtrp) = ',(MINVAL(v_i) * 1.e-3)
593            IF ( MINVAL( a_i(:,:,:) ) <  0.    ) WRITE(numout,*) 'violation a_i<0               (limtrp) = ',MINVAL(a_i)
594         ENDIF
595      ENDIF
596      !- check conservation (C Rousset)
597      ! -------------------------------
598      !
599      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, zui_u, zvi_v, zsm, zs0at, zs0ow )
600      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpl, zs0ice, zs0sn, zs0a, zs0c0 , zs0sm , zs0oi )
601      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jkmax, jpl, zs0e )
602
603      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpl,zaiold, zhimax )   ! clem
604      !
605   END SUBROUTINE lim_trp
606
607#else
608   !!----------------------------------------------------------------------
609   !!   Default option         Empty Module                No sea-ice model
610   !!----------------------------------------------------------------------
611CONTAINS
612   SUBROUTINE lim_trp        ! Empty routine
613   END SUBROUTINE lim_trp
614#endif
615
616   !!======================================================================
617END MODULE limtrp
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.