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thd_ice.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/thd_ice.F90 @ 4649

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finalizing LIM3 heat budget conservation + multiple minor bugs corrections
  • Property svn:keywords set to Id
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Line 
1MODULE thd_ice
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE thd_ice  ***
4   !! LIM sea-ice :   Ice thermodynamics in 1D
5   !!=====================================================================
6   !! History :  3.0  !  2002-11  (C. Ethe)  F90: Free form and module
7   !!----------------------------------------------------------------------
8   USE par_ice        ! LIM-3 parameters
9   USE in_out_manager ! I/O manager
10   USE lib_mpp        ! MPP library
11
12   IMPLICIT NONE
13   PRIVATE
14
15   PUBLIC thd_ice_alloc ! Routine called by nemogcm.F90
16
17   !!---------------------------
18   !! * Share Module variables
19   !!---------------------------
20   !                                         !!! ** ice-thermo namelist (namicethd) **
21   REAL(wp), PUBLIC ::   hmelt   = -0.15     !: maximum melting at the bottom; active only for one category
22   REAL(wp), PUBLIC ::   hicmin  = 0.2       !: (REMOVE)
23   REAL(wp), PUBLIC ::   hiclim  = 0.05      !: minimum ice thickness
24   REAL(wp), PUBLIC ::   sbeta   = 1.0       !: numerical scheme for diffusion in ice  (REMOVE)
25   REAL(wp), PUBLIC ::   parlat  = 0.0       !: (REMOVE)
26   REAL(wp), PUBLIC ::   hakspl  = 0.5       !: (REMOVE)
27   REAL(wp), PUBLIC ::   hibspl  = 0.5       !: (REMOVE)
28   REAL(wp), PUBLIC ::   exld    = 2.0       !: (REMOVE)
29   REAL(wp), PUBLIC ::   hakdif  = 1.0       !: (REMOVE)
30   REAL(wp), PUBLIC ::   thth    = 0.2       !: (REMOVE)
31   REAL(wp), PUBLIC ::   hnzst   = 0.1       !: thick. of the surf. layer in temp. comp.
32   REAL(wp), PUBLIC ::   parsub  = 1.0       !: switch for snow sublimation or not
33   REAL(wp), PUBLIC ::   alphs   = 1.0       !: coef. for snow density when snow-ice formation
34   REAL(wp), PUBLIC ::   fraz_swi= 1.0       !: use of frazil ice collection in function of wind (1.0) or not (0.0)
35   REAL(wp), PUBLIC ::   maxfrazb= 0.7       !: maximum portion of frazil ice collecting at the ice bottom
36   REAL(wp), PUBLIC ::   vfrazb  = 0.41667   !: threshold drift speed for collection of bottom frazil ice
37   REAL(wp), PUBLIC ::   Cfrazb  = 5.0       !: squeezing coefficient for collection of bottom frazil ice
38
39   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(2) ::   hiccrit = (/0.3,0.3/)  !: ice th. for lateral accretion in the NH (SH) (m)
40
41   !!-----------------------------
42   !! * Share 1D Module variables
43   !!-----------------------------
44   !: In ice thermodynamics, to spare memory, the vectors are folded
45   !: from 1D to 2D vectors. The following variables, with ending _1d (or _b)
46   !: are the variables corresponding to 2d vectors
47
48   INTEGER , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   npb    !: number of points where computations has to be done
49   INTEGER , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   npac   !: correspondance between points (lateral accretion)
50
51   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qlead_1d      !: <==> the 2D  qlead
52   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   ftr_ice_1d    !: <==> the 2D  ftr_ice
53   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qsr_ice_1d    !: <==> the 2D  qsr_ice
54   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   fr1_i0_1d     !: <==> the 2D  fr1_i0
55   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   fr2_i0_1d     !: <==> the 2D  fr2_i0
56   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qns_ice_1d    !: <==> the 2D  qns_ice
57   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   t_bo_b        !: <==> the 2D  t_bo
58
59   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_sum_1d
60   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_bom_1d
61   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_bog_1d
62   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_dif_1d
63   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_opw_1d
64   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_snw_1d
65   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_err_1d
66   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_err_rem_1d
67
68   ! heat flux associated with ice-atmosphere mass exchange
69   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_sub_1d
70   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_spr_1d
71
72   ! heat flux associated with ice-ocean mass exchange
73   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_thd_1d
74   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_res_1d
75
76   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_ice_1d    !: <==> the 2D  wfx_ice
77   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_snw_1d    !: <==> the 2D  wfx_snw
78   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_sub_1d    !: <==> the 2D  wfx_sub
79
80   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_bog_1d    !: <==> the 2D  wfx_ice
81   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_bom_1d    !: <==> the 2D  wfx_ice
82   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_sum_1d    !: <==> the 2D  wfx_ice
83   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_sni_1d    !: <==> the 2D  wfx_ice
84   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_opw_1d    !: <==> the 2D  wfx_ice
85   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_res_1d    !: <==> the 2D  wfx_ice
86   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_spr_1d    !: <==> the 2D  wfx_ice
87
88   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_bri_1d    !: <==> the 2D sfx_bri
89   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_bog_1d    !:
90   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_bom_1d    !:
91   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_sum_1d    !:
92   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_sni_1d    !:
93   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_opw_1d    !:
94   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_res_1d    !:
95
96   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sprecip_1d    !: <==> the 2D  sprecip
97   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   frld_1d       !: <==> the 2D  frld
98   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   at_i_b        !: <==> the 2D  at_i
99   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   fhtur_1d       !: <==> the 2D  fhtur
100   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   fhld_1d       !: <==> the 2D  fhld
101   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dqns_ice_1d   !: <==> the 2D  dqns_ice
102   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qla_ice_1d    !: <==> the 2D  qla_ice
103   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dqla_ice_1d   !: <==> the 2D  dqla_ice
104   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   tatm_ice_1d   !: <==> the 2D  tatm_ice
105   !                                                     ! to reintegrate longwave flux inside the ice thermodynamics
106   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   i0            !: fraction of radiation transmitted to the ice
107   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dsm_i_fl_1d   !: Ice salinity variations due to flushing
108   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dsm_i_gd_1d   !: Ice salinity variations due to gravity drainage
109   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dsm_i_se_1d   !: Ice salinity variations due to basal salt entrapment
110   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dsm_i_si_1d   !: Ice salinity variations due to lateral accretion   
111   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hicol_b       !: Ice collection thickness accumulated in fleads
112
113   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   t_su_b      !: <==> the 2D  t_su
114   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   a_i_b       !: <==> the 2D  a_i
115   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   ht_i_b      !: <==> the 2D  ht_s
116   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   ht_s_b      !: <==> the 2D  ht_i
117   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   fc_su       !: Surface Conduction flux
118   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   fc_bo_i     !: Bottom  Conduction flux
119   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_s_tot    !: Snow accretion/ablation        [m]
120   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_i_surf   !: Ice surface accretion/ablation [m]
121   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_i_bott   !: Ice bottom accretion/ablation  [m]
122   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_snowice  !: Snow ice formation             [m of ice]
123   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sm_i_b      !: Ice bulk salinity [ppt]
124   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   s_i_new     !: Salinity of new ice at the bottom
125
126   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   iatte_1d   !: clem attenuation coef of the input solar flux (unitless)
127   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   oatte_1d   !: clem attenuation coef of the input solar flux (unitless)
128
129   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   t_s_b   !: corresponding to the 2D var  t_s
130   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   t_i_b   !: corresponding to the 2D var  t_i
131   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   s_i_b   !: profiled ice salinity
132   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   q_i_b   !:    Ice  enthalpy per unit volume
133   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   q_s_b   !:    Snow enthalpy per unit volume
134
135   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dq_i   !: variation of ice enthalpy (debug)
136   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dq_s   !: variation of snw enthalpy (debug)
137
138   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   qh_i_old  !: ice heat content (q*h, J.m-2)
139   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   h_i_old   !: ice thickness layer (m)
140
141   INTEGER , PUBLIC ::   jiindex_1d   ! 1D index of debugging point
142
143   !!----------------------------------------------------------------------
144   !! NEMO/LIM3 4.0 , UCL - NEMO Consortium (2011)
145   !! $Id$
146   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
147   !!----------------------------------------------------------------------
148CONTAINS
149
150   FUNCTION thd_ice_alloc()
151      !!---------------------------------------------------------------------!
152      !!                ***  ROUTINE thd_ice_alloc ***
153      !!---------------------------------------------------------------------!
154      INTEGER ::   thd_ice_alloc   ! return value
155      INTEGER ::   ierr(3)
156      !!---------------------------------------------------------------------!
157
158      ALLOCATE( npb      (jpij) , npac     (jpij),                          &
159         !                                                                  !
160         &      qlead_1d (jpij) , ftr_ice_1d  (jpij) ,     &
161         &      qsr_ice_1d (jpij) ,     &
162         &      fr1_i0_1d(jpij) , fr2_i0_1d(jpij) , qns_ice_1d(jpij) ,     &
163         &      t_bo_b   (jpij) , iatte_1d  (jpij) , oatte_1d (jpij) ,     &
164         &      hfx_sum_1d(jpij) , hfx_bom_1d(jpij) ,hfx_bog_1d(jpij) ,hfx_dif_1d(jpij) ,hfx_opw_1d(jpij) , &
165         &      hfx_thd_1d(jpij) , hfx_spr_1d(jpij) , &
166         &      hfx_snw_1d(jpij) , hfx_sub_1d(jpij) , hfx_err_1d(jpij) , hfx_res_1d(jpij) , hfx_err_rem_1d(jpij),       STAT=ierr(1) )
167      !
168      ALLOCATE( sprecip_1d (jpij) , frld_1d    (jpij) , at_i_b     (jpij) ,     &
169         &      fhtur_1d   (jpij) , wfx_ice_1d (jpij) , wfx_snw_1d (jpij) , wfx_spr_1d (jpij) ,     &
170         &      fhld_1d    (jpij) , wfx_sub_1d (jpij) , wfx_bog_1d(jpij) , wfx_bom_1d(jpij) , wfx_sum_1d(jpij) , wfx_sni_1d (jpij) , wfx_opw_1d (jpij) ,  wfx_res_1d (jpij) ,  &
171         &      dqns_ice_1d(jpij) , qla_ice_1d (jpij) , dqla_ice_1d(jpij) ,     &
172         &      tatm_ice_1d(jpij) ,      &   
173         &      i0         (jpij) ,     & 
174         &      sfx_bri_1d (jpij) , sfx_bog_1d (jpij) , sfx_bom_1d (jpij) ,sfx_sum_1d (jpij) ,sfx_sni_1d (jpij) , sfx_opw_1d (jpij) , sfx_res_1d (jpij) , &
175         &      dsm_i_fl_1d(jpij) , dsm_i_gd_1d(jpij) , dsm_i_se_1d(jpij) ,     &     
176         &      dsm_i_si_1d(jpij) , hicol_b    (jpij)                     , STAT=ierr(2) )
177      !
178      ALLOCATE( t_su_b    (jpij) , a_i_b    (jpij) , ht_i_b   (jpij) ,    &   
179         &      ht_s_b    (jpij) , fc_su    (jpij) , fc_bo_i  (jpij) ,    &   
180         &      dh_s_tot  (jpij) , dh_i_surf(jpij) , dh_i_bott(jpij) ,    &   
181         &      dh_snowice(jpij) , sm_i_b   (jpij) , s_i_new  (jpij) ,    &
182         &      dq_i      (jpij) , dq_s     (jpij),  t_s_b(jpij,nlay_s),  &
183         &      t_i_b(jpij,jkmax), s_i_b(jpij,jkmax)                ,     &           
184         &      q_i_b(jpij,jkmax), q_s_b(jpij,jkmax)                ,     &
185         &      qh_i_old(jpij,0:jkmax), h_i_old(jpij,0:jkmax) , STAT=ierr(3))
186      !
187      thd_ice_alloc = MAXVAL( ierr )
188
189      IF( thd_ice_alloc /= 0 )   CALL ctl_warn( 'thd_ice_alloc: failed to allocate arrays.' )
190      !
191   END FUNCTION thd_ice_alloc
192   
193   !!======================================================================
194END MODULE thd_ice
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.