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limtrp.F90 in branches/2013/dev_r4028_CNRS_LIM3/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_3 – NEMO

source: branches/2013/dev_r4028_CNRS_LIM3/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_3/limtrp.F90 @ 4332

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update LIM3 to fix remaining bugs. Now working in global and regional config.
  • 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        ! ice parameter
20   USE dom_ice        ! ice domain
21   USE ice            ! ice variables
22   USE limadv         ! ice advection
23   USE limhdf         ! ice 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    ! Fortran utilities (allows no signed zero when 'key_nosignedzero' defined) 
30   USE limvar          ! clem for ice thickness correction
31   USE timing          ! Timing
32
33   IMPLICIT NONE
34   PRIVATE
35
36   PUBLIC   lim_trp    ! called by ice_step
37
38   REAL(wp)  ::   epsi10 = 1.e-10_wp 
39   REAL(wp)  ::   rzero  = 0._wp   
40   REAL(wp)  ::   rone   = 1._wp
41
42   !! * Substitution
43#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
44   !!----------------------------------------------------------------------
45   !! NEMO/LIM3 4.0 , UCL - NEMO Consortium (2011)
46   !! $Id$
47   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
48   !!----------------------------------------------------------------------
49CONTAINS
50
51   SUBROUTINE lim_trp( kt ) 
52      !!-------------------------------------------------------------------
53      !!                   ***  ROUTINE lim_trp ***
54      !!                   
55      !! ** purpose : advection/diffusion process of sea ice
56      !!
57      !! ** method  : variables included in the process are scalar,   
58      !!     other values are considered as second order.
59      !!     For advection, a second order Prather scheme is used. 
60      !!
61      !! ** action :
62      !!---------------------------------------------------------------------
63      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! number of iteration
64      !
65      INTEGER  ::   ji, jj, jk, jl, layer   ! dummy loop indices
66      INTEGER  ::   initad                  ! number of sub-timestep for the advection
67      INTEGER  ::   ierr                    ! error status
68      REAL(wp) ::   zindb  , zindsn , zindic, zindh, zinda      ! local scalar
69      REAL(wp) ::   zusvosn, zusvoic, zbigval     !   -      -
70      REAL(wp) ::   zcfl , zusnit                 !   -      -
71      REAL(wp) ::   ze   , zsal   , zage          !   -      -
72      !
73      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:)      ::   zui_u, zvi_v, zsm, zs0at, zs0ow
74      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:)    ::   zs0ice, zs0sn, zs0a, zs0c0 , zs0sm , zs0oi
75      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:,:)  ::   zs0e
76      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)
77      REAL(wp) :: zchk_vmin, zchk_amin, zchk_amax, zchk_umax ! Check errors (C Rousset)
78      ! mass and salt flux (clem)
79      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) ::   zviold   ! old ice volume...
80      ! correct ice thickness (clem)
81      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) ::   zaiold, zhimax   ! old ice concentration and thickness
82      REAL(wp) :: zdv, zda, zvi, zvs, zsmv
83      !!---------------------------------------------------------------------
84      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('limtrp')
85
86      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, zui_u, zvi_v, zsm, zs0at, zs0ow )
87      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpl, zs0ice, zs0sn, zs0a, zs0c0 , zs0sm , zs0oi )
88      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jkmax, jpl, zs0e )
89
90      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpl,zviold )   ! clem
91      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpl,zaiold, zhimax )   ! clem
92
93      ! -------------------------------
94      !- check conservation (C Rousset)
95      IF( ln_limdiahsb ) THEN
96         zchk_v_i_b = glob_sum( SUM(   v_i(:,:,:), dim=3 ) * area(:,:) * tms(:,:) )
97         zchk_smv_b = glob_sum( SUM( smv_i(:,:,:), dim=3 ) * area(:,:) * tms(:,:) )
98         zchk_fw_b  = glob_sum( rdm_ice(:,:) * area(:,:) * tms(:,:) )
99         zchk_fs_b  = glob_sum( ( sfx_bri(:,:) + sfx_thd(:,:) + sfx_res(:,:) + sfx_mec(:,:) ) * area(:,:) * tms(:,:) )
100      ENDIF
101      !- check conservation (C Rousset)
102      ! -------------------------------
103
104      IF( numit == nstart .AND. lwp ) THEN
105         WRITE(numout,*)
106         IF( ln_limdyn ) THEN   ;   WRITE(numout,*) 'lim_trp : Ice transport '
107         ELSE                   ;   WRITE(numout,*) 'lim_trp : No ice advection as ln_limdyn = ', ln_limdyn
108         ENDIF
109         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
110      ENDIF
111     
112      zsm(:,:) = area(:,:)
113
114      !                             !-------------------------------------!
115      IF( ln_limdyn ) THEN          !   Advection of sea ice properties   !
116         !                          !-------------------------------------!
117         ! mass and salt flux init (clem)
118         zviold(:,:,:)  = v_i(:,:,:)
119
120         !--- Thickness correction init. (clem) -------------------------------
121         CALL lim_var_glo2eqv
122         zaiold(:,:,:) = a_i(:,:,:)
123         !---------------------------------------------------------------------
124         ! Record max of the surrounding ice thicknesses for correction in limupdate
125         ! in case advection creates ice too thick.
126         !---------------------------------------------------------------------
127         zhimax(:,:,:) = ht_i(:,:,:)
128         DO jl = 1, jpl
129            DO jj = 2, jpjm1
130               DO ji = 2, jpim1
131                  zhimax(ji,jj,jl) = MAXVAL( ht_i(ji-1:ji+1,jj-1:jj+1,jl) )
132                  !zhimax(ji,jj,jl) = ( ht_i(ji  ,jj  ,jl) * tmask(ji,  jj  ,1) + ht_i(ji-1,jj-1,jl) * tmask(ji-1,jj-1,1) + ht_i(ji+1,jj+1,jl) * tmask(ji+1,jj+1,1) &
133                  !     &             + ht_i(ji-1,jj  ,jl) * tmask(ji-1,jj  ,1) + ht_i(ji  ,jj-1,jl) * tmask(ji  ,jj-1,1) &
134                  !     &             + ht_i(ji+1,jj  ,jl) * tmask(ji+1,jj  ,1) + ht_i(ji  ,jj+1,jl) * tmask(ji  ,jj+1,1) &
135                  !     &             + ht_i(ji-1,jj+1,jl) * tmask(ji-1,jj+1,1) + ht_i(ji+1,jj-1,jl) * tmask(ji+1,jj-1,1) )
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   : 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
236                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, rone , zsm, zs0oi (:,:,jl), sxage(:,:,jl),   &   !--- ice age      ---
237                     &                                       sxxage(:,:,jl), syage(:,:,jl), syyage(:,:,jl), sxyage(:,:,jl)  )
238                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, rzero, zsm, zs0oi (:,:,jl), sxage(:,:,jl),   &
239                     &                                       sxxage(:,:,jl), syage(:,:,jl), syyage(:,:,jl), sxyage(:,:,jl)  )
240                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, rone , zsm, zs0a  (:,:,jl), sxa  (:,:,jl),   &   !--- ice concentrations ---
241                     &                                       sxxa  (:,:,jl), sya  (:,:,jl), syya  (:,:,jl), sxya  (:,:,jl)  )
242                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, rzero, zsm, zs0a  (:,:,jl), sxa  (:,:,jl),   &
243                     &                                       sxxa  (:,:,jl), sya  (:,:,jl), syya  (:,:,jl), sxya  (:,:,jl)  )
244                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, rone , zsm, zs0c0 (:,:,jl), sxc0 (:,:,jl),   &  !--- snow heat contents ---
245                     &                                       sxxc0 (:,:,jl), syc0 (:,:,jl), syyc0 (:,:,jl), sxyc0 (:,:,jl)  )
246                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, rzero, zsm, zs0c0 (:,:,jl), sxc0 (:,:,jl),   &
247                     &                                       sxxc0 (:,:,jl), syc0 (:,:,jl), syyc0 (:,:,jl), sxyc0 (:,:,jl)  )
248                  DO layer = 1, nlay_i                                                           !--- ice heat contents ---
249                     CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, rone , zsm, zs0e(:,:,layer,jl), sxe (:,:,layer,jl),   & 
250                        &                                       sxxe(:,:,layer,jl), sye (:,:,layer,jl),   &
251                        &                                       syye(:,:,layer,jl), sxye(:,:,layer,jl) )
252                     CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, rzero, zsm, zs0e(:,:,layer,jl), sxe (:,:,layer,jl),   & 
253                        &                                       sxxe(:,:,layer,jl), sye (:,:,layer,jl),   &
254                        &                                       syye(:,:,layer,jl), sxye(:,:,layer,jl) )
255                  END DO
256               END DO
257            END DO
258         ENDIF
259
260         !-------------------------------------------
261         ! Recover the properties from their contents
262         !-------------------------------------------
263         zs0ow(:,:) = zs0ow(:,:) / area(:,:)
264         DO jl = 1, jpl
265            zs0ice(:,:,jl) = zs0ice(:,:,jl) / area(:,:)
266            zs0sn (:,:,jl) = zs0sn (:,:,jl) / area(:,:)
267            zs0sm (:,:,jl) = zs0sm (:,:,jl) / area(:,:)
268            zs0oi (:,:,jl) = zs0oi (:,:,jl) / area(:,:)
269            zs0a  (:,:,jl) = zs0a  (:,:,jl) / area(:,:)
270            zs0c0 (:,:,jl) = zs0c0 (:,:,jl) / area(:,:)
271            DO jk = 1, nlay_i
272               zs0e(:,:,jk,jl) = zs0e(:,:,jk,jl) / area(:,:)
273            END DO
274         END DO
275
276         !------------------------------------------------------------------------------!
277         ! 4) Diffusion of Ice fields                 
278         !------------------------------------------------------------------------------!
279
280         !--------------------------------
281         !  diffusion of open water area
282         !--------------------------------
283         zs0at(:,:) = zs0a(:,:,1)      ! total ice fraction
284         DO jl = 2, jpl
285            zs0at(:,:) = zs0at(:,:) + zs0a(:,:,jl)
286         END DO
287         !
288         !                             ! Masked eddy diffusivity coefficient at ocean U- and V-points
289         DO jj = 1, jpjm1                    ! NB: has not to be defined on jpj line and jpi row
290            DO ji = 1 , fs_jpim1   ! vector opt.
291               pahu(ji,jj) = ( 1._wp - MAX( rzero, SIGN( rone, -zs0at(ji  ,jj) ) ) )   &
292                  &        * ( 1._wp - MAX( rzero, SIGN( rone, -zs0at(ji+1,jj) ) ) ) * ahiu(ji,jj)
293               pahv(ji,jj) = ( 1._wp - MAX( rzero, SIGN( rone, -zs0at(ji,jj  ) ) ) )   &
294                  &        * ( 1._wp - MAX( rzero, SIGN( rone,- zs0at(ji,jj+1) ) ) ) * ahiv(ji,jj)
295            END DO
296         END DO
297         !
298         CALL lim_hdf( zs0ow (:,:) )   ! Diffusion
299
300         !------------------------------------
301         !  Diffusion of other ice variables
302         !------------------------------------
303         DO jl = 1, jpl
304         !                             ! Masked eddy diffusivity coefficient at ocean U- and V-points
305            DO jj = 1, jpjm1                 ! NB: has not to be defined on jpj line and jpi row
306               DO ji = 1 , fs_jpim1   ! vector opt.
307                  pahu(ji,jj) = ( 1._wp - MAX( rzero, SIGN( rone, -zs0a(ji  ,jj,jl) ) ) )   &
308                     &        * ( 1._wp - MAX( rzero, SIGN( rone, -zs0a(ji+1,jj,jl) ) ) ) * ahiu(ji,jj)
309                  pahv(ji,jj) = ( 1._wp - MAX( rzero, SIGN( rone, -zs0a(ji,jj  ,jl) ) ) )   &
310                     &        * ( 1._wp - MAX( rzero, SIGN( rone,- zs0a(ji,jj+1,jl) ) ) ) * ahiv(ji,jj)
311               END DO
312            END DO
313
314            CALL lim_hdf( zs0ice (:,:,jl) )
315            CALL lim_hdf( zs0sn  (:,:,jl) )
316            CALL lim_hdf( zs0sm  (:,:,jl) )
317            CALL lim_hdf( zs0oi  (:,:,jl) )
318            CALL lim_hdf( zs0a   (:,:,jl) )
319            CALL lim_hdf( zs0c0  (:,:,jl) )
320            DO jk = 1, nlay_i
321               CALL lim_hdf( zs0e (:,:,jk,jl) )
322            END DO
323         END DO
324
325         !------------------------------------------------------------------------------!
326         ! 5) Update and limit ice properties after transport                           
327         !------------------------------------------------------------------------------!
328
329         !--------------------------------------------------
330         ! 5.1) Recover mean values over the grid squares.
331         !--------------------------------------------------
332         zs0at(:,:) = 0._wp
333         DO jl = 1, jpl
334            DO jj = 1, jpj
335               DO ji = 1, jpi
336                  zs0sn (ji,jj,jl) = MAX( rzero, zs0sn (ji,jj,jl) )
337                  zs0ice(ji,jj,jl) = MAX( rzero, zs0ice(ji,jj,jl) )
338                  zs0sm (ji,jj,jl) = MAX( rzero, zs0sm (ji,jj,jl) )
339                  zs0oi (ji,jj,jl) = MAX( rzero, zs0oi (ji,jj,jl) )
340                  zs0a  (ji,jj,jl) = MAX( rzero, zs0a  (ji,jj,jl) )
341                  zs0c0 (ji,jj,jl) = MAX( rzero, zs0c0 (ji,jj,jl) )
342                  zs0at (ji,jj)    = zs0at(ji,jj) + zs0a(ji,jj,jl)
343               END DO
344            END DO
345         END DO
346
347         !---------------------------------------------------------
348         ! 5.2) Snow thickness, Ice thickness, Ice concentrations
349         !---------------------------------------------------------
350         DO jj = 1, jpj
351            DO ji = 1, jpi
352               zindb        = MAX( 0._wp , SIGN( 1.0, zs0at(ji,jj) - epsi10) )
353               zs0ow(ji,jj) = ( 1._wp - zindb ) + zindb * MAX( zs0ow(ji,jj), 0._wp )
354               ato_i(ji,jj) = zs0ow(ji,jj)
355            END DO
356         END DO
357
358         DO jl = 1, jpl         ! Remove very small areas
359            DO jj = 1, jpj
360               DO ji = 1, jpi
361                  zvi = zs0ice(ji,jj,jl)
362                  zvs = zs0sn(ji,jj,jl)
363                  !
364                  zindb         = MAX( 0.0 , SIGN( 1.0, zs0a(ji,jj,jl) - epsi10) )
365                  !
366                  v_s(ji,jj,jl)  = zindb * zs0sn (ji,jj,jl) 
367                  v_i(ji,jj,jl)  = zindb * zs0ice(ji,jj,jl)
368                  !
369                  zindsn         = MAX( rzero, SIGN( rone, v_s(ji,jj,jl) - epsi10 ) )
370                  zindic         = MAX( rzero, SIGN( rone, v_i(ji,jj,jl) - epsi10 ) )
371                  zindb          = MAX( zindsn, zindic )
372                  !
373                  zs0a(ji,jj,jl) = zindb  * zs0a(ji,jj,jl) !ice concentration
374                  a_i (ji,jj,jl) = zs0a(ji,jj,jl)
375                  v_s (ji,jj,jl) = zindsn * v_s(ji,jj,jl)
376                  v_i (ji,jj,jl) = zindic * v_i(ji,jj,jl)
377                  !
378                  ! Update mass fluxes (clem)
379                  rdm_ice(ji,jj) = rdm_ice(ji,jj) + ( v_i(ji,jj,jl) - zvi ) * rhoic 
380                  rdm_snw(ji,jj) = rdm_snw(ji,jj) + ( v_s(ji,jj,jl) - zvs ) * rhosn 
381              END DO
382            END DO
383         END DO
384
385         !--- Thickness correction in case too high (clem) --------------------------------------------------------
386         CALL lim_var_glo2eqv
387         DO jl = 1, jpl
388            DO jj = 1, jpj
389               DO ji = 1, jpi
390
391                  IF ( v_i(ji,jj,jl) > 0._wp ) THEN
392                     zvi = v_i(ji,jj,jl)
393                     zvs = v_s(ji,jj,jl)
394                     zdv = v_i(ji,jj,jl) - zviold(ji,jj,jl)   
395                     !zda = a_i(ji,jj,jl) - zaiold(ji,jj,jl)   
396                     
397                     zindh = 1._wp
398                     IF ( ( zdv > 0.0 .AND. ht_i(ji,jj,jl) > zhimax(ji,jj,jl) .AND. SUM( zaiold(ji,jj,1:jpl) ) < 0.80 ) .OR. &
399                        & ( zdv < 0.0 .AND. ht_i(ji,jj,jl) > zhimax(ji,jj,jl) ) ) THEN                                         
400                        ht_i(ji,jj,jl) = MIN( zhimax(ji,jj,jl), hi_max(jl) )
401                        zindh   =  MAX( rzero, SIGN( rone, ht_i(ji,jj,jl) - epsi10 ) )
402                        a_i(ji,jj,jl)  = zindh * v_i(ji,jj,jl) / MAX( ht_i(ji,jj,jl), epsi10 )
403                     ELSE
404                        ht_i(ji,jj,jl) = MAX( MIN( ht_i(ji,jj,jl), hi_max(jl) ), hi_max(jl-1) )
405                        zindh   =  MAX( rzero, SIGN( rone, ht_i(ji,jj,jl) - epsi10 ) )
406                        a_i(ji,jj,jl)  = zindh * v_i(ji,jj,jl) / MAX( ht_i(ji,jj,jl), epsi10 )
407                     ENDIF
408
409                     ! small correction due to *zindh for a_i
410                     v_i(ji,jj,jl) = zindh * v_i(ji,jj,jl)
411                     v_s(ji,jj,jl) = zindh * v_s(ji,jj,jl)
412
413                     ! Update mass fluxes
414                     rdm_ice(ji,jj) = rdm_ice(ji,jj) + ( v_i(ji,jj,jl) - zvi ) * rhoic
415                     rdm_snw(ji,jj) = rdm_snw(ji,jj) + ( v_s(ji,jj,jl) - zvs ) * rhosn
416
417                  ENDIF
418
419                  diag_trp_vi(ji,jj) = diag_trp_vi(ji,jj) + ( v_i(ji,jj,jl) - zviold(ji,jj,jl) ) * r1_rdtice
420
421               END DO
422            END DO
423         END DO
424
425         ! ---
426         DO jj = 1, jpj
427            DO ji = 1, jpi
428               zs0at(ji,jj) = SUM( zs0a(ji,jj,1:jpl) ) ! clem@useless??
429            END DO
430         END DO
431
432         !----------------------
433         ! 5.3) Ice properties
434         !----------------------
435
436         zbigval = 1.e+13
437
438         DO jl = 1, jpl
439            DO jj = 1, jpj
440               DO ji = 1, jpi
441                  zsmv = zs0sm(ji,jj,jl)
442
443                  ! Switches and dummy variables
444                  zusvosn         = 1.0/MAX( v_s(ji,jj,jl) , epsi10 )
445                  zusvoic         = 1.0/MAX( v_i(ji,jj,jl) , epsi10 )
446                  zindsn          = MAX( rzero, SIGN( rone, v_s(ji,jj,jl) - epsi10 ) )
447                  zindic          = MAX( rzero, SIGN( rone, v_i(ji,jj,jl) - epsi10 ) )
448                  zindb           = MAX( zindsn, zindic )
449
450                  ! Ice salinity and age
451                  !clem zsal = MAX( MIN( (rhoic-rhosn)/rhoic*sss_m(ji,jj), zusvoic * zs0sm(ji,jj,jl) ), s_i_min ) * v_i(ji,jj,jl)
452                  IF(  num_sal == 2  ) THEN
453                     smv_i(ji,jj,jl) = MAX( MIN( s_i_max * v_i(ji,jj,jl), zsmv ), s_i_min * v_i(ji,jj,jl) )
454                  ENDIF
455
456                  zage = MAX( MIN( zbigval, zs0oi(ji,jj,jl) / MAX( a_i(ji,jj,jl), epsi10 ) ), 0._wp  ) * a_i(ji,jj,jl)
457                  oa_i (ji,jj,jl)  = zindic * zage 
458
459                  ! Snow heat content
460                  ze              =  MIN( MAX( 0.0, zs0c0(ji,jj,jl)*area(ji,jj) ), zbigval )
461                  e_s(ji,jj,1,jl) = zindsn * ze     
462
463                  ! Update salt fluxes (clem)
464                  sfx_res(ji,jj) = sfx_res(ji,jj) - ( smv_i(ji,jj,jl) - zsmv ) * rhoic * r1_rdtice 
465               END DO !ji
466            END DO !jj
467         END DO ! jl
468
469         DO jl = 1, jpl
470            DO jk = 1, nlay_i
471               DO jj = 1, jpj
472                  DO ji = 1, jpi
473                     ! Ice heat content
474                     zindic          =  MAX( rzero, SIGN( rone, v_i(ji,jj,jl) - epsi10 ) )
475                     ze              =  MIN( MAX( 0.0, zs0e(ji,jj,jk,jl)*area(ji,jj) ), zbigval )
476                     e_i(ji,jj,jk,jl) = zindic * ze
477                  END DO !ji
478               END DO ! jj
479            END DO ! jk
480         END DO ! jl
481
482
483      ! --- agglomerate variables (clem) -----------------
484      vt_i (:,:) = 0._wp
485      vt_s (:,:) = 0._wp
486      at_i (:,:) = 0._wp
487      !
488      DO jl = 1, jpl
489         DO jj = 1, jpj
490            DO ji = 1, jpi
491               !
492               vt_i(ji,jj) = vt_i(ji,jj) + v_i(ji,jj,jl) ! ice volume
493               vt_s(ji,jj) = vt_s(ji,jj) + v_s(ji,jj,jl) ! snow volume
494               at_i(ji,jj) = at_i(ji,jj) + a_i(ji,jj,jl) ! ice concentration
495               !
496               zinda = MAX( rzero , SIGN( rone , at_i(ji,jj) - epsi10 ) )
497               icethi(ji,jj) = vt_i(ji,jj) / MAX( at_i(ji,jj) , epsi10 ) * zinda  ! ice thickness
498            END DO
499         END DO
500      END DO
501      ! -------------------------------------------------
502
503
504
505      ENDIF
506
507      IF(ln_ctl) THEN   ! Control print
508         CALL prt_ctl_info(' ')
509         CALL prt_ctl_info(' - Cell values : ')
510         CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~~~~~~~ ')
511         CALL prt_ctl(tab2d_1=area , clinfo1=' lim_trp  : cell area :')
512         CALL prt_ctl(tab2d_1=at_i , clinfo1=' lim_trp  : at_i      :')
513         CALL prt_ctl(tab2d_1=vt_i , clinfo1=' lim_trp  : vt_i      :')
514         CALL prt_ctl(tab2d_1=vt_s , clinfo1=' lim_trp  : vt_s      :')
515         DO jl = 1, jpl
516            CALL prt_ctl_info(' ')
517            CALL prt_ctl_info(' - Category : ', ivar1=jl)
518            CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~~~~')
519            CALL prt_ctl(tab2d_1=a_i   (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_trp  : a_i      : ')
520            CALL prt_ctl(tab2d_1=ht_i  (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_trp  : ht_i     : ')
521            CALL prt_ctl(tab2d_1=ht_s  (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_trp  : ht_s     : ')
522            CALL prt_ctl(tab2d_1=v_i   (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_trp  : v_i      : ')
523            CALL prt_ctl(tab2d_1=v_s   (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_trp  : v_s      : ')
524            CALL prt_ctl(tab2d_1=e_s   (:,:,1,jl) , clinfo1= ' lim_trp  : e_s      : ')
525            CALL prt_ctl(tab2d_1=t_su  (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_trp  : t_su     : ')
526            CALL prt_ctl(tab2d_1=t_s   (:,:,1,jl) , clinfo1= ' lim_trp  : t_snow   : ')
527            CALL prt_ctl(tab2d_1=sm_i  (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_trp  : sm_i     : ')
528            CALL prt_ctl(tab2d_1=smv_i (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_trp  : smv_i    : ')
529            DO jk = 1, nlay_i
530               CALL prt_ctl_info(' ')
531               CALL prt_ctl_info(' - Layer : ', ivar1=jk)
532               CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~')
533               CALL prt_ctl(tab2d_1=t_i(:,:,jk,jl) , clinfo1= ' lim_trp  : t_i      : ')
534               CALL prt_ctl(tab2d_1=e_i(:,:,jk,jl) , clinfo1= ' lim_trp  : e_i      : ')
535            END DO
536         END DO
537      ENDIF
538      ! -------------------------------
539      !- check conservation (C Rousset)
540      IF( ln_limdiahsb ) THEN
541         zchk_fs  = glob_sum( ( sfx_bri(:,:) + sfx_thd(:,:) + sfx_res(:,:) + sfx_mec(:,:) ) * area(:,:) * tms(:,:) ) - zchk_fs_b
542         zchk_fw  = glob_sum( rdm_ice(:,:) * area(:,:) * tms(:,:) ) - zchk_fw_b
543 
544         zchk_v_i = ( glob_sum( SUM(   v_i(:,:,:), dim=3 ) * area(:,:) * tms(:,:) ) - zchk_v_i_b - ( zchk_fw / rhoic ) ) / rdt_ice
545         zchk_smv = ( glob_sum( SUM( smv_i(:,:,:), dim=3 ) * area(:,:) * tms(:,:) ) - zchk_smv_b ) / rdt_ice + ( zchk_fs / rhoic )
546
547         zchk_vmin = glob_min(v_i)
548         zchk_amax = glob_max(SUM(a_i,dim=3))
549         zchk_amin = glob_min(a_i)
550         zchk_umax = glob_max(SQRT(u_ice**2 + v_ice**2))
551
552         IF(lwp) THEN
553            IF ( ABS( zchk_v_i   ) >  1.e-5 ) THEN
554               WRITE(numout,*) 'violation volume [m3/day]     (limtrp) = ',(zchk_v_i * rday)
555               WRITE(numout,*) 'u_ice max [m/s]               (limtrp) = ',zchk_umax
556               WRITE(numout,*) 'number of time steps          (limtrp) =',kt
557            ENDIF
558            IF ( ABS( zchk_smv   ) >  1.e-4 ) WRITE(numout,*) 'violation saline [psu*m3/day] (limtrp) = ',(zchk_smv * rday)
559            IF ( zchk_vmin <  0.            ) WRITE(numout,*) 'violation v_i<0  [mm]         (limtrp) = ',(zchk_vmin * 1.e-3)
560            IF ( zchk_amin <  0.            ) WRITE(numout,*) 'violation a_i<0               (limtrp) = ',zchk_amin
561         ENDIF
562      ENDIF
563      !- check conservation (C Rousset)
564      ! -------------------------------
565      !
566      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, zui_u, zvi_v, zsm, zs0at, zs0ow )
567      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpl, zs0ice, zs0sn, zs0a, zs0c0 , zs0sm , zs0oi )
568      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jkmax, jpl, zs0e )
569
570      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpl,zaiold, zhimax )   ! clem
571      !
572      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('limtrp')
573   END SUBROUTINE lim_trp
574
575#else
576   !!----------------------------------------------------------------------
577   !!   Default option         Empty Module                No sea-ice model
578   !!----------------------------------------------------------------------
579CONTAINS
580   SUBROUTINE lim_trp        ! Empty routine
581   END SUBROUTINE lim_trp
582#endif
583
584   !!======================================================================
585END MODULE limtrp
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.