New URL for NEMO forge!   http://forge.nemo-ocean.eu

Since March 2022 along with NEMO 4.2 release, the code development moved to a self-hosted GitLab.
This present forge is now archived and remained online for history.
limsbc_2.F90 in branches/2013/dev_r3856_MERCATOR3_QSRMEAN24H/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_2 – NEMO

source: branches/2013/dev_r3856_MERCATOR3_QSRMEAN24H/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_2/limsbc_2.F90 @ 5767

Last change on this file since 5767 was 4276, checked in by cbricaud, 11 years ago

merge changes from 3856 to 4119 from trunk in dev_r3856_MERCATOR3_QSRMEAN24

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 28.5 KB
Line 
1MODULE limsbc_2
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE limsbc_2   ***
4   !! LIM-2 :   updates the fluxes at the ocean surface with ice-ocean fluxes
5   !!======================================================================
6   !! History :  LIM  ! 2000-01 (H. Goosse) Original code
7   !!            1.0  ! 2002-07 (C. Ethe, G. Madec) re-writing F90
8   !!            3.0  ! 2006-07 (G. Madec) surface module
9   !!            3.3  ! 2009-05 (G. Garric, C. Bricaud) addition of the lim2_evp case
10   !!             -   ! 2010-11 (G. Madec) ice-ocean stress computed at each ocean time-step
11   !!           3.3.1 ! 2011-01 (A. R. Porter, STFC Daresbury) dynamical allocation
12   !!            3.5  ! 2012-11 ((G. Madec, Y. Aksenov, A. Coward) salt and heat fluxes associated with e-p
13   !!----------------------------------------------------------------------
14#if defined key_lim2
15   !!----------------------------------------------------------------------
16   !!   'key_lim2'                                    LIM 2.0 sea-ice model
17   !!----------------------------------------------------------------------
18   !!   lim_sbc_alloc_2 : allocate the limsbc arrays
19   !!   lim_sbc_init    : initialisation
20   !!   lim_sbc_flx_2   : update mass, heat and salt fluxes at the ocean surface
21   !!   lim_sbc_tau_2   : update i- and j-stresses, and its modulus at the ocean surface
22   !!----------------------------------------------------------------------
23   USE par_oce          ! ocean parameters
24   USE phycst           ! physical constants
25   USE dom_oce          ! ocean domain
26   USE dom_ice_2        ! LIM-2: ice domain
27   USE ice_2            ! LIM-2: ice variables
28   USE sbc_ice          ! surface boundary condition: ice
29   USE sbc_oce          ! surface boundary condition: ocean
30   USE sbccpl
31   USE cpl_oasis3, ONLY : lk_cpl
32   USE oce       , ONLY : sshn, sshb, snwice_mass, snwice_mass_b, snwice_fmass 
33   USE albedo           ! albedo parameters
34   USE lbclnk           ! ocean lateral boundary condition - MPP exchanges
35   USE lib_mpp          ! MPP library
36   USE wrk_nemo         ! work arrays
37   USE in_out_manager   ! I/O manager
38   USE diaar5, ONLY :   lk_diaar5
39   USE iom              ! I/O library
40   USE prtctl           ! Print control
41   USE lib_fortran      ! Fortran utilities (allows no signed zero when 'key_nosignedzero' defined) 
42
43   IMPLICIT NONE
44   PRIVATE
45
46   PUBLIC   lim_sbc_init_2     ! called by ice_init_2
47   PUBLIC   lim_sbc_flx_2      ! called by sbc_ice_lim_2
48   PUBLIC   lim_sbc_tau_2      ! called by sbc_ice_lim_2
49   PUBLIC   lim_bio_meanqsr_2  ! called by sbc_ice_lim_2
50
51   REAL(wp)  ::   r1_rdtice            ! = 1. / rdt_ice
52   REAL(wp)  ::   epsi16 = 1.e-16_wp   ! constant values
53   REAL(wp)  ::   rzero  = 0._wp       !     -      -
54   REAL(wp)  ::   rone   = 1._wp       !     -      -
55   !
56   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   soce_0, sice_0   ! constant SSS and ice salinity used in levitating sea-ice case
57   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   utau_oce, vtau_oce   ! air-ocean surface i- & j-stress              [N/m2]
58   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   tmod_io              ! modulus of the ice-ocean relative velocity   [m/s]
59
60   !! * Substitutions
61#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
62   !!----------------------------------------------------------------------
63   !! NEMO/LIM2 4.0 , UCL - NEMO Consortium (2011)
64   !! $Id$
65   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
66   !!----------------------------------------------------------------------
67CONTAINS
68
69   INTEGER FUNCTION lim_sbc_alloc_2()
70      !!-------------------------------------------------------------------
71      !!             ***  ROUTINE lim_sbc_alloc_2 ***
72      !!-------------------------------------------------------------------
73      ALLOCATE( soce_0(jpi,jpj) , utau_oce(jpi,jpj) ,                       &
74         &      sice_0(jpi,jpj) , vtau_oce(jpi,jpj) , tmod_io(jpi,jpj), STAT=lim_sbc_alloc_2)
75         !
76      IF( lk_mpp               )   CALL mpp_sum( lim_sbc_alloc_2 )
77      IF( lim_sbc_alloc_2 /= 0 )   CALL ctl_warn('lim_sbc_alloc_2: failed to allocate arrays.')
78      !
79   END FUNCTION lim_sbc_alloc_2
80
81
82   SUBROUTINE lim_sbc_flx_2( kt )
83      !!-------------------------------------------------------------------
84      !!                ***  ROUTINE lim_sbc_2 ***
85      !! 
86      !! ** Purpose :   Update surface ocean boundary condition over areas
87      !!              that are at least partially covered by sea-ice
88      !!         
89      !! ** Action  : - comput. of the momentum, heat and freshwater/salt
90      !!                fluxes at the ice-ocean interface.
91      !!              - Update the fluxes provided to the ocean
92      !!     
93      !! ** Outputs : - qsr     : sea heat flux    : solar
94      !!              - qns     : sea heat flux    : non solar (including heat content of the mass flux)
95      !!              - emp     : freshwater budget: mass flux
96      !!              - sfx     : freshwater budget: salt flux due to Freezing/Melting
97      !!              - utau    : sea surface i-stress (ocean referential)
98      !!              - vtau    : sea surface j-stress (ocean referential)
99      !!              - fr_i    : ice fraction
100      !!              - tn_ice  : sea-ice surface temperature
101      !!              - alb_ice : sea-ice alberdo (lk_cpl=T)
102      !!
103      !! References : Goosse, H. et al. 1996, Bul. Soc. Roy. Sc. Liege, 65, 87-90.
104      !!              Tartinville et al. 2001 Ocean Modelling, 3, 95-108.
105      !!---------------------------------------------------------------------
106      INTEGER, INTENT(in) ::   kt    ! number of iteration
107      !!
108      INTEGER  ::   ji, jj   ! dummy loop indices
109      INTEGER  ::   ii0, ii1, ij0, ij1         ! local integers
110      INTEGER  ::   ifvt, i1mfr, idfr, iflt    !   -       -
111      INTEGER  ::   ial, iadv, ifral, ifrdv    !   -       -
112      REAL(wp) ::   zqsr,     zqns,   zfmm     ! local scalars
113      REAL(wp) ::   zinda,    zfsalt, zemp     !   -      -
114      REAL(wp) ::   zemp_snw, zqhc,   zcd      !   -      -
115      REAL(wp) ::   zswitch                    !   -      -
116      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:)   ::   zqnsoce       ! 2D workspace
117      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) ::   zalb, zalbp   ! 2D/3D workspace
118      !!---------------------------------------------------------------------
119     
120      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, zqnsoce )
121      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, 1, zalb, zalbp )
122
123      SELECT CASE( nn_ice_embd )                 ! levitating or embedded sea-ice option
124        CASE( 0    )   ;   zswitch = 1           ! (0) standard levitating sea-ice : salt exchange only
125        CASE( 1, 2 )   ;   zswitch = 0           ! (1) levitating sea-ice: salt and volume exchange but no pressure effect
126                                                 ! (2) embedded sea-ice : salt and volume fluxes and pressure
127      END SELECT                                 !   
128
129      !------------------------------------------!
130      !      heat flux at the ocean surface      !
131      !------------------------------------------!
132
133      zqnsoce(:,:) = qns(:,:)
134      DO jj = 1, jpj
135         DO ji = 1, jpi
136            zinda   = 1.0   - MAX( rzero , SIGN( rone, - ( 1.0 - pfrld(ji,jj) )   ) )
137            ifvt    = zinda * MAX( rzero , SIGN( rone,  - phicif(ji,jj)           ) )
138            i1mfr   = 1.0   - MAX( rzero , SIGN( rone, - ( 1.0 - frld(ji,jj) )    ) )
139            idfr    = 1.0   - MAX( rzero , SIGN( rone, frld(ji,jj) - pfrld(ji,jj) ) )
140            iflt    = zinda  * (1 - i1mfr) * (1 - ifvt )
141            ial     = ifvt   * i1mfr + ( 1 - ifvt ) * idfr
142            iadv    = ( 1  - i1mfr ) * zinda
143            ifral   = ( 1  - i1mfr * ( 1 - ial ) )   
144            ifrdv   = ( 1  - ifral * ( 1 - ial ) ) * iadv 
145
146!!$            attempt to explain the tricky flags set above....
147!!$            zinda   = 1.0 - AINT( pfrld(ji,jj) )                   ! = 0. if ice-free ocean else 1. (after ice adv, but before ice thermo)
148!!$            i1mfr   = 1.0 - AINT(  frld(ji,jj) )                   ! = 0. if ice-free ocean else 1. (after ice thermo)
149!!$
150!!$            IF( phicif(ji,jj) <= 0. ) THEN   ;   ifvt = zinda      ! = zinda if previous thermodynamic step overmelted the ice???
151!!$            ELSE                             ;   ifvt = 0.         !
152!!$            ENDIF
153!!$
154!!$            IF( frld(ji,jj) >= pfrld(ji,jj) ) THEN   ;   idfr = 0.  !   = 0. if lead fraction increases due to ice thermodynamics
155!!$            ELSE                                     ;   idfr = 1.   
156!!$            ENDIF
157!!$
158!!$            iflt    = zinda  * (1 - i1mfr) * (1 - ifvt )    !   = 1. if ice (not only snow) at previous time and ice-free ocean currently
159!!$
160!!$            ial     = ifvt   * i1mfr    +    ( 1 - ifvt ) * idfr
161!!$                    = i1mfr if ifvt = 1 i.e.
162!!$                    = idfr  if ifvt = 0
163!!$!                 snow no ice   ice         ice or nothing  lead fraction increases
164!!$!                 at previous   now           at previous
165!!$!                -> ice area increases  ???         -> ice area decreases ???
166!!$
167!!$            iadv    = ( 1  - i1mfr ) * zinda
168!!$!                     pure ocean      ice at
169!!$!                     at current      previous
170!!$!                        -> = 1. if ice disapear between previous and current
171!!$
172!!$            ifral   = ( 1  - i1mfr * ( 1 - ial ) ) 
173!!$!                            ice at     ???
174!!$!                            current         
175!!$!                         -> ???
176!!$
177!!$            ifrdv   = ( 1  - ifral * ( 1 - ial ) ) * iadv
178!!$!                                                    ice disapear
179!!$
180!!$
181
182            !   computation the solar flux at ocean surface
183#if defined key_coupled 
184            zqsr = qsr_tot(ji,jj) + ( fstric(ji,jj) - qsr_ice(ji,jj,1) ) * ( 1.0 - pfrld(ji,jj) )
185#else
186            zqsr = pfrld(ji,jj) * qsr(ji,jj)  + ( 1.  - pfrld(ji,jj) ) * fstric(ji,jj)
187#endif           
188            !  computation the non solar heat flux at ocean surface
189            zqns    =  - ( 1. - thcm(ji,jj) ) * zqsr                                              &   ! part of the solar energy used in leads
190               &       + iflt    * ( fscmbq(ji,jj) + ffltbif(ji,jj) )                             &
191               &       + ifral   * ( ial * qcmif(ji,jj) + (1 - ial) * qldif(ji,jj) ) * r1_rdtice  &
192               &       + ifrdv   * (       qfvbq(ji,jj) +             qdtcn(ji,jj) ) * r1_rdtice 
193
194            fsbbq(ji,jj) = ( 1.0 - ( ifvt + iflt ) ) * fscmbq(ji,jj)     ! store residual heat flux (to put into the ocean at the next time-step)
195            zqhc = ( rdq_snw(ji,jj)                                     &
196                 & + rdq_ice(ji,jj) * ( 1.- zswitch) ) * r1_rdtice       ! heat flux due to snow ( & ice heat content,
197            !                                                            !           if ice/ocean mass exchange active)
198            qsr  (ji,jj) = zqsr                                          ! solar heat flux
199            qns  (ji,jj) = zqns - fdtcn(ji,jj) + zqhc                    ! non solar heat flux
200            !
201            !                          !------------------------------------------!
202            !                          !  mass and salt flux at the ocean surface !
203            !                          !------------------------------------------!
204            !
205            ! mass flux at the ocean-atmosphere interface (open ocean fraction = leads area)
206#if defined key_coupled
207            !                                                  ! coupled mode:
208            zemp = + emp_tot(ji,jj)                            &     ! net mass flux over the grid cell (ice+ocean area)
209               &   - emp_ice(ji,jj) * ( 1. - pfrld(ji,jj) )          ! minus the mass flux intercepted by sea-ice
210#else
211            !                                                  ! forced  mode:
212            zemp = + emp(ji,jj)     *         frld(ji,jj)      &     ! mass flux over open ocean fraction
213               &   - tprecip(ji,jj) * ( 1. -  frld(ji,jj) )    &     ! liquid precip. over ice reaches directly the ocean
214               &   + sprecip(ji,jj) * ( 1. - pfrld(ji,jj) )          ! snow is intercepted by sea-ice (previous frld)
215#endif           
216            !
217            ! mass flux at the ocean/ice interface (sea ice fraction)
218            zemp_snw = rdm_snw(ji,jj) * r1_rdtice                    ! snow melting = pure water that enters the ocean
219            zfmm     = rdm_ice(ji,jj) * r1_rdtice                    ! Freezing minus Melting (F-M)
220
221            fmmflx(ji,jj) = zfmm                                     ! F/M mass flux save at least for biogeochemical model
222
223            ! salt flux at the ice/ocean interface (sea ice fraction) [PSU*kg/m2/s]
224            zfsalt = - sice_0(ji,jj) * zfmm                          ! F-M salt exchange
225            zcd    =   soce_0(ji,jj) * zfmm                          ! concentration/dilution term due to F-M
226            !
227            ! salt flux only       : add concentration dilution term in salt flux  and no  F-M term in volume flux
228            ! salt and mass fluxes : non concentration dilution term in salt flux  and add F-M term in volume flux
229            sfx (ji,jj) = zfsalt +                  zswitch  * zcd   ! salt flux (+ C/D if no ice/ocean mass exchange)
230            emp (ji,jj) = zemp   + zemp_snw + ( 1.- zswitch) * zfmm  ! mass flux (+ F/M mass flux if ice/ocean mass exchange)
231            !
232         END DO
233      END DO
234      !                                !------------------------------------------!
235      !                                !    mass of snow and ice per unit area    !
236      !                                !------------------------------------------!
237      IF( nn_ice_embd /= 0 ) THEN      ! embedded sea-ice (mass required)
238         snwice_mass_b(:,:) = snwice_mass(:,:)                  ! save mass from the previous ice time step
239         !                                                      ! new mass per unit area
240         snwice_mass  (:,:) = tms(:,:) * ( rhosn * hsnif(:,:) + rhoic * hicif(:,:)  ) * ( 1.0 - frld(:,:) )
241         !                                                      ! time evolution of snow+ice mass
242         snwice_fmass (:,:) = ( snwice_mass(:,:) - snwice_mass_b(:,:) ) / rdt_ice
243      ENDIF
244
245      CALL iom_put( 'hflx_ice_cea', - fdtcn(:,:) )     
246      CALL iom_put( 'qns_io_cea', qns(:,:) - zqnsoce(:,:) * pfrld(:,:) )     
247      CALL iom_put( 'qsr_io_cea', fstric(:,:) * (1.e0 - pfrld(:,:)) )
248
249      IF( lk_diaar5 ) THEN       ! AR5 diagnostics
250         CALL iom_put( 'isnwmlt_cea'  ,                 rdm_snw(:,:) * r1_rdtice )
251         CALL iom_put( 'fsal_virt_cea',   soce_0(:,:) * rdm_ice(:,:) * r1_rdtice )
252         CALL iom_put( 'fsal_real_cea', - sice_0(:,:) * rdm_ice(:,:) * r1_rdtice )
253      ENDIF
254
255      !-----------------------------------------------!
256      !   Coupling variables                          !
257      !-----------------------------------------------!
258
259#if defined key_coupled
260      tn_ice(:,:,1) = sist(:,:)          ! sea-ice surface temperature       
261      ht_i(:,:,1) = hicif(:,:)
262      ht_s(:,:,1) = hsnif(:,:)
263      a_i(:,:,1) = fr_i(:,:)
264      !                                  ! Computation of snow/ice and ocean albedo
265      CALL albedo_ice( tn_ice, ht_i, ht_s, zalbp, zalb )
266      alb_ice(:,:,1) =  0.5 * ( zalbp(:,:,1) + zalb (:,:,1) )   ! Ice albedo (mean clear and overcast skys)
267      CALL iom_put( "icealb_cea", alb_ice(:,:,1) * fr_i(:,:) )  ! ice albedo
268#endif
269
270      IF(ln_ctl) THEN            ! control print
271         CALL prt_ctl(tab2d_1=qsr   , clinfo1=' lim_sbc: qsr    : ', tab2d_2=qns   , clinfo2=' qns     : ')
272         CALL prt_ctl(tab2d_1=emp   , clinfo1=' lim_sbc: emp    : ', tab2d_2=sfx   , clinfo2=' sfx     : ')
273         CALL prt_ctl(tab2d_1=utau  , clinfo1=' lim_sbc: utau   : ', mask1=umask,   &
274            &         tab2d_2=vtau  , clinfo2=' vtau    : '        , mask2=vmask )
275         CALL prt_ctl(tab2d_1=fr_i  , clinfo1=' lim_sbc: fr_i   : ', tab2d_2=tn_ice(:,:,1), clinfo2=' tn_ice  : ')
276      ENDIF 
277      !
278      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, zqnsoce )
279      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, 1, zalb, zalbp )
280      !
281   END SUBROUTINE lim_sbc_flx_2
282
283
284   SUBROUTINE lim_sbc_tau_2( kt , pu_oce, pv_oce )
285      !!-------------------------------------------------------------------
286      !!                ***  ROUTINE lim_sbc_tau_2 ***
287      !! 
288      !! ** Purpose : Update the ocean surface stresses due to the ice
289      !!         
290      !! ** Action  : * at each ice time step (every nn_fsbc time step):
291      !!                - compute the modulus of ice-ocean relative velocity
292      !!                  at T-point (C-grid) or I-point (B-grid)
293      !!                      tmod_io = rhoco * | U_ice-U_oce |
294      !!                - update the modulus of stress at ocean surface
295      !!                      taum = frld * taum + (1-frld) * tmod_io * | U_ice-U_oce |
296      !!              * at each ocean time step (each kt):
297      !!                  compute linearized ice-ocean stresses as
298      !!                      Utau = tmod_io * | U_ice - pU_oce |
299      !!                using instantaneous current ocean velocity (usually before)
300      !!
301      !!    NB: - the averaging operator used depends on the ice dynamics grid (cp_ice_msh='I' or 'C')
302      !!        - ice-ocean rotation angle only allowed in cp_ice_msh='I' case
303      !!        - here we make an approximation: taum is only computed every ice time step
304      !!          This avoids mutiple average to pass from T -> U,V grids and next from U,V grids
305      !!          to T grid. taum is used in TKE and GLS, which should not be too sensitive to this approximation...
306      !!
307      !! ** Outputs : - utau, vtau : surface ocean i- and j-stress (u- & v-pts) updated with ice-ocean fluxes
308      !!              - taum       : modulus of the surface ocean stress (T-point) updated with ice-ocean fluxes
309      !!---------------------------------------------------------------------
310      INTEGER ,                     INTENT(in) ::   kt               ! ocean time-step index
311      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(in) ::   pu_oce, pv_oce   ! surface ocean currents
312      !!
313      INTEGER  ::   ji, jj   ! dummy loop indices
314      REAL(wp) ::   zfrldu, zat_u, zu_i, zutau_ice, zu_t, zmodt   ! local scalar
315      REAL(wp) ::   zfrldv, zat_v, zv_i, zvtau_ice, zv_t, zmodi   !   -      -
316      REAL(wp) ::   zsang, zumt                                   !    -         -
317      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) ::   ztio_u, ztio_v   ! ocean stress below sea-ice
318      !!---------------------------------------------------------------------
319      !
320      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, ztio_u, ztio_v )
321      !
322      SELECT CASE( cp_ice_msh )     
323      !                             !-----------------------!
324      CASE( 'I' )                   !  B-grid ice dynamics  !   I-point (i.e. F-point with sea-ice indexation)
325         !                          !--=--------------------!
326         !
327         IF( MOD( kt-1, nn_fsbc ) == 0 ) THEN     !==  Ice time-step only  ==! (i.e. surface module time-step)
328!CDIR NOVERRCHK
329            DO jj = 1, jpj                               !* modulus of ice-ocean relative velocity at I-point
330!CDIR NOVERRCHK
331               DO ji = 1, jpi
332                  zu_i  = u_ice(ji,jj) - u_oce(ji,jj)                   ! ice-ocean relative velocity at I-point
333                  zv_i  = v_ice(ji,jj) - v_oce(ji,jj)
334                  tmod_io(ji,jj) = SQRT( zu_i * zu_i + zv_i * zv_i )    ! modulus of this velocity (at I-point)
335               END DO
336            END DO
337!CDIR NOVERRCHK
338            DO jj = 1, jpjm1                             !* update the modulus of stress at ocean surface (T-point)
339!CDIR NOVERRCHK
340               DO ji = 1, jpim1   ! NO vector opt.
341                  !                                               ! modulus of U_ice-U_oce at T-point
342                  zumt  = 0.25_wp * (  tmod_io(ji+1,jj) + tmod_io(ji  ,jj  )    &   
343                     &               + tmod_io(ji,jj+1) + tmod_io(ji+1,jj+1)  )
344                  !                                               ! update the modulus of stress at ocean surface
345                  taum(ji,jj) = frld(ji,jj) * taum(ji,jj) + ( 1._wp - frld(ji,jj) ) * rhoco * zumt * zumt
346               END DO
347            END DO
348            CALL lbc_lnk( taum, 'T', 1. )
349            !
350            utau_oce(:,:) = utau(:,:)                    !* save the air-ocean stresses at ice time-step
351            vtau_oce(:,:) = vtau(:,:)
352            !
353         ENDIF
354         !
355         !                                        !==  at each ocean time-step  ==!
356         !
357         !                                               !* ice/ocean stress WITH a ice-ocean rotation angle at I-point
358         DO jj = 2, jpj
359            zsang  = SIGN( 1._wp, gphif(1,jj) ) * sangvg          ! change the cosine angle sign in the SH
360            DO ji = 2, jpi    ! NO vect. opt. possible
361               ! ... ice-ocean relative velocity at I-point using instantaneous surface ocean current at u- & v-pts
362               zu_i = u_ice(ji,jj) - 0.5_wp * ( pu_oce(ji-1,jj  ) + pu_oce(ji-1,jj-1) ) * tmu(ji,jj)
363               zv_i = v_ice(ji,jj) - 0.5_wp * ( pv_oce(ji  ,jj-1) + pv_oce(ji-1,jj-1) ) * tmu(ji,jj)
364               ! ... components of stress with a ice-ocean rotation angle
365               zmodi = rhoco * tmod_io(ji,jj)                     
366               ztio_u(ji,jj) = zmodi * ( cangvg * zu_i - zsang * zv_i )
367               ztio_v(ji,jj) = zmodi * ( cangvg * zv_i + zsang * zu_i )
368            END DO
369         END DO
370         !                                               !* surface ocean stresses at u- and v-points
371         DO jj = 2, jpjm1
372            DO ji = 2, jpim1   ! NO vector opt.
373               !                                   ! ice-ocean stress at U and V-points  (from I-point values)
374               zutau_ice  = 0.5_wp * ( ztio_u(ji+1,jj) + ztio_u(ji+1,jj+1) )
375               zvtau_ice  = 0.5_wp * ( ztio_v(ji,jj+1) + ztio_v(ji+1,jj+1) )
376               !                                   ! open-ocean (lead) fraction at U- & V-points (from T-point values)
377               zfrldu = 0.5_wp * ( frld(ji,jj) + frld(ji+1,jj) )
378               zfrldv = 0.5_wp * ( frld(ji,jj) + frld(ji,jj+1) )
379               !                                   ! update the surface ocean stress (ice-cover wheighted)
380               utau(ji,jj) = zfrldu * utau_oce(ji,jj) + ( 1._wp - zfrldu ) * zutau_ice
381               vtau(ji,jj) = zfrldv * vtau_oce(ji,jj) + ( 1._wp - zfrldv ) * zvtau_ice
382            END DO
383         END DO
384         CALL lbc_lnk( utau, 'U', -1. )   ;   CALL lbc_lnk( vtau, 'V', -1. )     ! lateral boundary condition
385         !
386         !
387         !                          !-----------------------!
388      CASE( 'C' )                   !  C-grid ice dynamics  !   U & V-points (same as in the ocean)
389         !                          !--=--------------------!
390         !
391         IF( MOD( kt-1, nn_fsbc ) == 0 ) THEN     !==  Ice time-step only  ==! (i.e. surface module time-step)
392!CDIR NOVERRCHK
393            DO jj = 2, jpjm1                          !* modulus of the ice-ocean velocity at T-point
394!CDIR NOVERRCHK
395               DO ji = fs_2, fs_jpim1
396                  zu_t  = u_ice(ji,jj) + u_ice(ji-1,jj) - u_oce(ji,jj) - u_oce(ji-1,jj)   ! 2*(U_ice-U_oce) at T-point
397                  zv_t  = v_ice(ji,jj) + v_ice(ji,jj-1) - v_oce(ji,jj) - v_oce(ji,jj-1)     
398                  zmodt =  0.25_wp * (  zu_t * zu_t + zv_t * zv_t  )                      ! |U_ice-U_oce|^2
399                  !                                               ! update the modulus of stress at ocean surface
400                  taum   (ji,jj) = frld(ji,jj) * taum(ji,jj) + ( 1._wp - frld(ji,jj) ) * rhoco * zmodt
401                  tmod_io(ji,jj) = SQRT( zmodt ) * rhoco          ! rhoco*|Uice-Uoce|
402               END DO
403            END DO
404            CALL lbc_lnk( taum, 'T', 1. )   ;   CALL lbc_lnk( tmod_io, 'T', 1. )
405            !
406            utau_oce(:,:) = utau(:,:)                 !* save the air-ocean stresses at ice time-step
407            vtau_oce(:,:) = vtau(:,:)
408            !
409         ENDIF
410         !
411         !                                        !==  at each ocean time-step  ==!
412         !
413         DO jj = 2, jpjm1                             !* ice stress over ocean WITHOUT a ice-ocean rotation angle
414            DO ji = fs_2, fs_jpim1
415               !                                            ! ocean area at u- & v-points
416               zfrldu  = 0.5_wp * ( frld(ji,jj) + frld(ji+1,jj) )
417               zfrldv  = 0.5_wp * ( frld(ji,jj) + frld(ji,jj+1) )
418               !                                            ! quadratic drag formulation without rotation
419               !                                            ! using instantaneous surface ocean current
420               zutau_ice = 0.5 * ( tmod_io(ji,jj) + tmod_io(ji+1,jj) ) * ( u_ice(ji,jj) - pu_oce(ji,jj) )
421               zvtau_ice = 0.5 * ( tmod_io(ji,jj) + tmod_io(ji,jj+1) ) * ( v_ice(ji,jj) - pv_oce(ji,jj) )
422               !                                            ! update the surface ocean stress (ice-cover wheighted)
423               utau(ji,jj) = zfrldu * utau_oce(ji,jj) + ( 1._wp - zfrldu ) * zutau_ice
424               vtau(ji,jj) = zfrldv * vtau_oce(ji,jj) + ( 1._wp - zfrldv ) * zvtau_ice
425            END DO
426         END DO
427         CALL lbc_lnk( utau, 'U', -1. )   ;   CALL lbc_lnk( vtau, 'V', -1. )   ! lateral boundary condition
428         !
429      END SELECT
430
431      IF(ln_ctl)   CALL prt_ctl( tab2d_1=utau, clinfo1=' lim_sbc: utau   : ', mask1=umask,   &
432         &                       tab2d_2=vtau, clinfo2=' vtau    : '        , mask2=vmask )
433     
434      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, ztio_u, ztio_v )
435      !
436   END SUBROUTINE lim_sbc_tau_2
437
438   SUBROUTINE lim_bio_meanqsr_2
439      !!---------------------------------------------------------------------
440      !!                     ***  ROUTINE lim_bio_meanqsr
441      !!
442      !! ** Purpose :   provide daily qsr_mean for PISCES when
443      !!                analytic diurnal cycle is applied in physic
444      !!
445      !! ** Method  :   add part under ice
446      !!
447      !!---------------------------------------------------------------------
448
449      qsr_mean(:,:) =  pfrld(:,:) * qsr_mean(:,:) + ( 1. - pfrld(:,:) ) * fstric_daymean(:,:)
450
451   END SUBROUTINE lim_bio_meanqsr_2
452
453   SUBROUTINE lim_sbc_init_2
454      !!-------------------------------------------------------------------
455      !!                  ***  ROUTINE lim_sbc_init  ***
456      !!             
457      !! ** Purpose : Preparation of the file ice_evolu for the output of
458      !!      the temporal evolution of key variables
459      !!
460      !! ** input   : Namelist namicedia
461      !!-------------------------------------------------------------------
462      !
463      IF(lwp) WRITE(numout,*)
464      IF(lwp) WRITE(numout,*) 'lim_sbc_init_2 : LIM-2 sea-ice - surface boundary condition'
465      IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~~~~   '
466
467      !                                      ! allocate lim_sbc arrays
468      IF( lim_sbc_alloc_2() /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'lim_sbc_flx_2 : unable to allocate arrays' )
469      !
470      r1_rdtice = 1._wp / rdt_ice
471      !
472      soce_0(:,:) = soce                     ! constant SSS and ice salinity used in levitating sea-ice case
473      sice_0(:,:) = sice
474      !
475      IF( cp_cfg == "orca" ) THEN            ! decrease ocean & ice reference salinities in the Baltic sea
476         WHERE( 14._wp <= glamt(:,:) .AND. glamt(:,:) <= 32._wp .AND.   &
477            &   54._wp <= gphit(:,:) .AND. gphit(:,:) <= 66._wp         ) 
478            soce_0(:,:) = 4._wp
479            sice_0(:,:) = 2._wp
480         END WHERE
481      ENDIF
482      !                                      ! embedded sea ice
483      IF( nn_ice_embd /= 0 ) THEN            ! mass exchanges between ice and ocean (case 1 or 2) set the snow+ice mass
484         snwice_mass  (:,:) = tms(:,:) * ( rhosn * hsnif(:,:) + rhoic * hicif(:,:)  ) * ( 1.0 - frld(:,:) )
485         snwice_mass_b(:,:) = snwice_mass(:,:)
486      ELSE
487         snwice_mass  (:,:) = 0.e0           ! no mass exchanges
488         snwice_mass_b(:,:) = 0.e0           ! no mass exchanges
489      ENDIF
490      IF( nn_ice_embd == 2 .AND.          &  ! full embedment (case 2) & no restart :
491         &   .NOT.ln_rstart ) THEN           ! deplete the initial ssh below sea-ice area
492         sshn(:,:) = sshn(:,:) - snwice_mass(:,:) * r1_rau0
493         sshb(:,:) = sshb(:,:) - snwice_mass(:,:) * r1_rau0
494      ENDIF
495      !
496   END SUBROUTINE lim_sbc_init_2
497
498#else
499   !!----------------------------------------------------------------------
500   !!   Default option         Empty module        NO LIM 2.0 sea-ice model
501   !!----------------------------------------------------------------------
502#endif 
503
504   !!======================================================================
505END MODULE limsbc_2
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.