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.
limupdate2.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/limupdate2.F90 @ 4685

Last change on this file since 4685 was 4685, checked in by clem, 10 years ago

LIM3 in NEMO3.4: cleaning of limupdates
File size: 14.1 KB
Line 
1MODULE limupdate2
2   !!======================================================================
3   !!                     ***  MODULE  limupdate2  ***
4   !!   LIM-3 : Update of sea-ice global variables at the end of the time step
5   !!======================================================================
6   !! History :  3.0  !  2006-04  (M. Vancoppenolle) Original code
7   !!            3.6  !  2014-06  (C. Rousset)       Complete rewriting/cleaning
8   !!----------------------------------------------------------------------
9#if defined key_lim3
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   !!   'key_lim3'                                      LIM3 sea-ice model
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!    lim_update2   : computes update of sea-ice global variables from trend terms
14   !!----------------------------------------------------------------------
15   USE limrhg          ! ice rheology
16
17   USE dom_oce
18   USE oce             ! dynamics and tracers variables
19   USE in_out_manager
20   USE sbc_oce         ! Surface boundary condition: ocean fields
21   USE sbc_ice         ! Surface boundary condition: ice fields
22   USE dom_ice
23   USE phycst          ! physical constants
24   USE ice
25   USE limdyn
26   USE limtrp
27   USE limthd
28   USE limsbc
29   USE limdiahsb
30   USE limwri
31   USE limrst
32   USE thd_ice         ! LIM thermodynamic sea-ice variables
33   USE par_ice
34   USE limitd_th
35   USE limitd_me
36   USE limvar
37   USE prtctl           ! Print control
38   USE lbclnk           ! lateral boundary condition - MPP exchanges
39   USE wrk_nemo         ! work arrays
40   USE lib_fortran     ! glob_sum
41   USE timing          ! Timing
42   USE limcons        ! conservation tests
43
44   IMPLICIT NONE
45   PRIVATE
46
47   PUBLIC   lim_update2   ! routine called by ice_step
48
49   REAL(wp)  ::   epsi10 = 1.e-10_wp   !    -       -
50   REAL(wp)  ::   epsi20 = 1.e-20_wp   
51     
52   !! * Substitutions
53#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
54   !!----------------------------------------------------------------------
55   !! NEMO/LIM3 4.0 , UCL - NEMO Consortium (2011)
56   !! $Id: limupdate.F90 3294 2012-01-28 16:44:18Z rblod $
57   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
58   !!----------------------------------------------------------------------
59CONTAINS
60
61   SUBROUTINE lim_update2
62      !!-------------------------------------------------------------------
63      !!               ***  ROUTINE lim_update2  ***
64      !!               
65      !! ** Purpose :  Computes update of sea-ice global variables at
66      !!               the end of the time step.
67      !!
68      !!---------------------------------------------------------------------
69      INTEGER  ::   ji, jj, jk, jl, jm    ! dummy loop indices
70      INTEGER  ::   jbnd1, jbnd2
71      INTEGER  ::   i_ice_switch
72      REAL(wp) ::   zh, zsal
73      !
74      REAL(wp) :: zvi_b, zsmv_b, zei_b, zfs_b, zfw_b, zft_b 
75      !!-------------------------------------------------------------------
76      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('limupdate2')
77
78      ! conservation test
79      IF( ln_limdiahsb ) CALL lim_cons_hsm(0, 'limupdate2', zvi_b, zsmv_b, zei_b, zfw_b, zfs_b, zft_b)
80
81      !-----------------
82      ! zap small values
83      !-----------------
84      CALL lim_itd_me_zapsmall
85
86      CALL lim_var_glo2eqv
87
88      !----------------------------------------------------
89      ! Rebin categories with thickness out of bounds
90      !----------------------------------------------------
91      DO jm = 1, jpm
92         jbnd1 = ice_cat_bounds(jm,1)
93         jbnd2 = ice_cat_bounds(jm,2)
94         IF (ice_ncat_types(jm) .GT. 1 )   CALL lim_itd_th_reb(jbnd1, jbnd2, jm)
95      END DO
96
97      !----------------------------------------------------------------------
98      ! Constrain the thickness of the smallest category above hiclim
99      !----------------------------------------------------------------------
100      DO jm = 1, jpm
101         DO jj = 1, jpj 
102            DO ji = 1, jpi
103               jl = ice_cat_bounds(jm,1)
104               IF( v_i(ji,jj,jl) > 0._wp .AND. ht_i(ji,jj,jl) < hiclim ) THEN
105                  zh             = hiclim / ht_i(ji,jj,jl)
106                  ht_s(ji,jj,jl) = ht_s(ji,jj,jl) * zh
107                  ht_i(ji,jj,jl) = ht_i(ji,jj,jl) * zh
108                  a_i (ji,jj,jl) = a_i(ji,jj,jl)  / zh
109               ENDIF
110            END DO !ji
111         END DO !jj
112      END DO !jm
113     
114      !-----------------------------------------------------
115      ! ice concentration should not exceed amax
116      !-----------------------------------------------------
117      at_i(:,:) = 0._wp
118      DO jl = 1, jpl
119         at_i(:,:) = a_i(:,:,jl) + at_i(:,:)
120      END DO
121
122      DO jl  = 1, jpl
123         DO jj = 1, jpj
124            DO ji = 1, jpi
125               IF( at_i(ji,jj) > amax .AND. a_i(ji,jj,jl) > 0._wp ) THEN
126                  a_i(ji,jj,jl)  = a_i(ji,jj,jl) * ( 1._wp - ( 1._wp - amax / at_i(ji,jj) ) )
127                  ht_i(ji,jj,jl) = v_i(ji,jj,jl) / a_i(ji,jj,jl)
128               ENDIF
129            END DO
130         END DO
131      END DO
132
133      at_i(:,:) = 0.0
134      DO jl = 1, jpl
135         at_i(:,:) = a_i(:,:,jl) + at_i(:,:)
136      END DO
137
138      ! --------------------------------------
139      ! Final thickness distribution rebinning
140      ! --------------------------------------
141      DO jm = 1, jpm
142         jbnd1 = ice_cat_bounds(jm,1)
143         jbnd2 = ice_cat_bounds(jm,2)
144         IF (ice_ncat_types(jm) .GT. 1 ) CALL lim_itd_th_reb(jbnd1, jbnd2, jm)
145         IF (ice_ncat_types(jm) .EQ. 1 ) THEN
146         ENDIF
147      END DO
148
149      !-----------------
150      ! zap small values
151      !-----------------
152      CALL lim_itd_me_zapsmall
153
154      !---------------------
155      ! 2.11) Ice salinity
156      !---------------------
157      IF (  num_sal == 2  ) THEN
158         DO jl = 1, jpl
159            DO jj = 1, jpj 
160               DO ji = 1, jpi
161                  zsal            = smv_i(ji,jj,jl)
162                  smv_i(ji,jj,jl) = sm_i(ji,jj,jl) * v_i(ji,jj,jl)
163                  ! salinity stays in bounds
164                  i_ice_switch    = 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, - v_i(ji,jj,jl) ) )
165                  smv_i(ji,jj,jl) = i_ice_switch * MAX( MIN( s_i_max * v_i(ji,jj,jl), smv_i(ji,jj,jl) ), s_i_min * v_i(ji,jj,jl) ) !+ s_i_min * ( 1._wp - i_ice_switch ) * v_i(ji,jj,jl)
166                  ! associated salt flux
167                  sfx_res(ji,jj) = sfx_res(ji,jj) - ( smv_i(ji,jj,jl) - zsal ) * rhoic * r1_rdtice
168               END DO ! ji
169            END DO ! jj
170         END DO !jl
171      ENDIF
172
173      !------------------------------------------------------------------------------
174      ! 2) Corrections to avoid wrong values                                        |
175      !------------------------------------------------------------------------------
176      ! Ice drift
177      !------------
178      DO jj = 2, jpjm1
179         DO ji = 2, jpim1
180            IF ( at_i(ji,jj) == 0._wp ) THEN ! what to do if there is no ice
181               IF ( at_i(ji+1,jj) == 0._wp ) u_ice(ji,jj)   = 0._wp ! right side
182               IF ( at_i(ji-1,jj) == 0._wp ) u_ice(ji-1,jj) = 0._wp ! left side
183               IF ( at_i(ji,jj+1) == 0._wp ) v_ice(ji,jj)   = 0._wp ! upper side
184               IF ( at_i(ji,jj-1) == 0._wp ) v_ice(ji,jj-1) = 0._wp ! bottom side
185            ENDIF
186         END DO
187      END DO
188      !lateral boundary conditions
189      CALL lbc_lnk( u_ice(:,:), 'U', -1. )
190      CALL lbc_lnk( v_ice(:,:), 'V', -1. )
191      !mask velocities
192      u_ice(:,:) = u_ice(:,:) * tmu(:,:)
193      v_ice(:,:) = v_ice(:,:) * tmv(:,:)
194 
195      ! -------------------------------------------------
196      ! Diagnostics
197      ! -------------------------------------------------
198      d_a_i_thd(:,:,:)   = a_i(:,:,:)   - old_a_i(:,:,:) 
199      d_v_s_thd(:,:,:)   = v_s(:,:,:)   - old_v_s(:,:,:)
200      d_v_i_thd(:,:,:)   = v_i(:,:,:)   - old_v_i(:,:,:) 
201      d_e_s_thd(:,:,:,:) = e_s(:,:,:,:) - old_e_s(:,:,:,:) 
202      d_e_i_thd(:,:,1:nlay_i,:) = e_i(:,:,1:nlay_i,:) - old_e_i(:,:,1:nlay_i,:)
203      !?? d_oa_i_thd(:,:,:)  = oa_i (:,:,:) - old_oa_i (:,:,:)
204      d_smv_i_thd(:,:,:) = 0._wp
205      IF( num_sal == 2 )   d_smv_i_thd(:,:,:) = smv_i(:,:,:) - old_smv_i(:,:,:)
206      ! diag only (clem)
207      dv_dt_thd(:,:,:) = d_v_i_thd(:,:,:) * r1_rdtice * rday
208
209      ! heat content variation (W.m-2)
210      DO jj = 1, jpj
211         DO ji = 1, jpi           
212            diag_heat_dhc(ji,jj) = ( SUM( d_e_i_trp(ji,jj,1:nlay_i,:) + d_e_i_thd(ji,jj,1:nlay_i,:) ) +  & 
213               &                     SUM( d_e_s_trp(ji,jj,1:nlay_s,:) + d_e_s_thd(ji,jj,1:nlay_s,:) ) ) * unit_fac * r1_rdtice / area(ji,jj)   
214         END DO
215      END DO
216
217      ! conservation test
218      IF( ln_limdiahsb ) CALL lim_cons_hsm(0, 'limupdate2', zvi_b, zsmv_b, zei_b, zfw_b, zfs_b, zft_b)
219
220      IF(ln_ctl) THEN   ! Control print
221         CALL prt_ctl_info(' ')
222         CALL prt_ctl_info(' - Cell values : ')
223         CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~~~~~~~ ')
224         CALL prt_ctl(tab2d_1=area       , clinfo1=' lim_update2  : cell area   :')
225         CALL prt_ctl(tab2d_1=at_i       , clinfo1=' lim_update2  : at_i        :')
226         CALL prt_ctl(tab2d_1=vt_i       , clinfo1=' lim_update2  : vt_i        :')
227         CALL prt_ctl(tab2d_1=vt_s       , clinfo1=' lim_update2  : vt_s        :')
228         CALL prt_ctl(tab2d_1=strength   , clinfo1=' lim_update2  : strength    :')
229         CALL prt_ctl(tab2d_1=u_ice      , clinfo1=' lim_update2  : u_ice       :', tab2d_2=v_ice      , clinfo2=' v_ice       :')
230         CALL prt_ctl(tab2d_1=old_u_ice  , clinfo1=' lim_update2  : old_u_ice   :', tab2d_2=old_v_ice  , clinfo2=' old_v_ice   :')
231
232         DO jl = 1, jpl
233            CALL prt_ctl_info(' ')
234            CALL prt_ctl_info(' - Category : ', ivar1=jl)
235            CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~~~~')
236            CALL prt_ctl(tab2d_1=ht_i       (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : ht_i        : ')
237            CALL prt_ctl(tab2d_1=ht_s       (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : ht_s        : ')
238            CALL prt_ctl(tab2d_1=t_su       (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : t_su        : ')
239            CALL prt_ctl(tab2d_1=t_s        (:,:,1,jl)      , clinfo1= ' lim_update2  : t_snow      : ')
240            CALL prt_ctl(tab2d_1=sm_i       (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : sm_i        : ')
241            CALL prt_ctl(tab2d_1=o_i        (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : o_i         : ')
242            CALL prt_ctl(tab2d_1=a_i        (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : a_i         : ')
243            CALL prt_ctl(tab2d_1=old_a_i    (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : old_a_i     : ')
244            CALL prt_ctl(tab2d_1=d_a_i_thd  (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : d_a_i_thd   : ')
245            CALL prt_ctl(tab2d_1=v_i        (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : v_i         : ')
246            CALL prt_ctl(tab2d_1=old_v_i    (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : old_v_i     : ')
247            CALL prt_ctl(tab2d_1=d_v_i_thd  (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : d_v_i_thd   : ')
248            CALL prt_ctl(tab2d_1=v_s        (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : v_s         : ')
249            CALL prt_ctl(tab2d_1=old_v_s    (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : old_v_s     : ')
250            CALL prt_ctl(tab2d_1=d_v_s_thd  (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : d_v_s_thd   : ')
251            CALL prt_ctl(tab2d_1=e_i        (:,:,1,jl)/1.0e9, clinfo1= ' lim_update2  : e_i1        : ')
252            CALL prt_ctl(tab2d_1=old_e_i    (:,:,1,jl)/1.0e9, clinfo1= ' lim_update2  : old_e_i1    : ')
253            CALL prt_ctl(tab2d_1=d_e_i_thd  (:,:,1,jl)/1.0e9, clinfo1= ' lim_update2  : de_i1_thd   : ')
254            CALL prt_ctl(tab2d_1=e_i        (:,:,2,jl)/1.0e9, clinfo1= ' lim_update2  : e_i2        : ')
255            CALL prt_ctl(tab2d_1=old_e_i    (:,:,2,jl)/1.0e9, clinfo1= ' lim_update2  : old_e_i2    : ')
256            CALL prt_ctl(tab2d_1=d_e_i_thd  (:,:,2,jl)/1.0e9, clinfo1= ' lim_update2  : de_i2_thd   : ')
257            CALL prt_ctl(tab2d_1=e_s        (:,:,1,jl)      , clinfo1= ' lim_update2  : e_snow      : ')
258            CALL prt_ctl(tab2d_1=old_e_s    (:,:,1,jl)      , clinfo1= ' lim_update2  : old_e_snow  : ')
259            CALL prt_ctl(tab2d_1=d_e_s_thd  (:,:,1,jl)/1.0e9, clinfo1= ' lim_update2  : d_e_s_thd   : ')
260            CALL prt_ctl(tab2d_1=smv_i      (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : smv_i       : ')
261            CALL prt_ctl(tab2d_1=old_smv_i  (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : old_smv_i   : ')
262            CALL prt_ctl(tab2d_1=d_smv_i_thd(:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : d_smv_i_thd : ')
263            CALL prt_ctl(tab2d_1=oa_i       (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : oa_i        : ')
264            CALL prt_ctl(tab2d_1=old_oa_i   (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : old_oa_i    : ')
265            CALL prt_ctl(tab2d_1=d_oa_i_thd (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : d_oa_i_thd  : ')
266
267            DO jk = 1, nlay_i
268               CALL prt_ctl_info(' - Layer : ', ivar1=jk)
269               CALL prt_ctl(tab2d_1=t_i(:,:,jk,jl) , clinfo1= ' lim_update2  : t_i       : ')
270            END DO
271         END DO
272
273         CALL prt_ctl_info(' ')
274         CALL prt_ctl_info(' - Heat / FW fluxes : ')
275         CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ')
276         CALL prt_ctl(tab2d_1=sst_m  , clinfo1= ' lim_update2 : sst   : ', tab2d_2=sss_m     , clinfo2= ' sss       : ')
277
278         CALL prt_ctl_info(' ')
279         CALL prt_ctl_info(' - Stresses : ')
280         CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~~~~ ')
281         CALL prt_ctl(tab2d_1=utau       , clinfo1= ' lim_update2 : utau      : ', tab2d_2=vtau       , clinfo2= ' vtau      : ')
282         CALL prt_ctl(tab2d_1=utau_ice   , clinfo1= ' lim_update2 : utau_ice  : ', tab2d_2=vtau_ice   , clinfo2= ' vtau_ice  : ')
283         CALL prt_ctl(tab2d_1=u_oce      , clinfo1= ' lim_update2 : u_oce     : ', tab2d_2=v_oce      , clinfo2= ' v_oce     : ')
284      ENDIF
285   
286      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('limupdate2')
287
288   END SUBROUTINE lim_update2
289#else
290   !!----------------------------------------------------------------------
291   !!   Default option         Empty Module               No sea-ice model
292   !!----------------------------------------------------------------------
293CONTAINS
294   SUBROUTINE lim_update2     ! Empty routine
295   END SUBROUTINE lim_update2
296
297#endif
298
299END MODULE limupdate2
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.