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traqsr.F90 in branches/2013/dev_r4028_CNRS_LIM3/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/TRA – NEMO

source: branches/2013/dev_r4028_CNRS_LIM3/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/TRA/traqsr.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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RevLine 
[3]1MODULE traqsr
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  traqsr  ***
4   !! Ocean physics: solar radiation penetration in the top ocean levels
5   !!======================================================================
[1423]6   !! History :  OPA  !  1990-10  (B. Blanke)  Original code
7   !!            7.0  !  1991-11  (G. Madec)
8   !!                 !  1996-01  (G. Madec)  s-coordinates
9   !!   NEMO     1.0  !  2002-06  (G. Madec)  F90: Free form and module
10   !!             -   !  2005-11  (G. Madec) zco, zps, sco coordinate
11   !!            3.2  !  2009-04  (G. Madec & NEMO team)
[4038]12   !!            4.0  !  2012-05  (C. Rousset) store attenuation coef for use in ice model
[3]13   !!----------------------------------------------------------------------
[503]14
15   !!----------------------------------------------------------------------
[3]16   !!   tra_qsr      : trend due to the solar radiation penetration
17   !!   tra_qsr_init : solar radiation penetration initialization
18   !!----------------------------------------------------------------------
19   USE oce             ! ocean dynamics and active tracers
20   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
[888]21   USE sbc_oce         ! surface boundary condition: ocean
22   USE trc_oce         ! share SMS/Ocean variables
23   USE trdmod_oce      ! ocean variables trends
[2528]24   USE trdtra          ! ocean active tracers trends
[3]25   USE in_out_manager  ! I/O manager
26   USE phycst          ! physical constants
[258]27   USE prtctl          ! Print control
[1423]28   USE iom             ! I/O manager
29   USE fldread         ! read input fields
[4038]30   USE restart         ! ocean restart
[2715]31   USE lib_mpp         ! MPP library
[3294]32   USE wrk_nemo       ! Memory Allocation
33   USE timing         ! Timing
[4220]34   USE sbc_ice, ONLY : lk_lim3
[3]35
36   IMPLICIT NONE
37   PRIVATE
38
[2528]39   PUBLIC   tra_qsr       ! routine called by step.F90 (ln_traqsr=T)
40   PUBLIC   tra_qsr_init  ! routine called by opa.F90
[3]41
[1601]42   !                                           !!* Namelist namtra_qsr: penetrative solar radiation
[1423]43   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_traqsr  = .TRUE.    !: light absorption (qsr) flag
44   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_qsr_rgb = .FALSE.   !: Red-Green-Blue light absorption flag 
[1448]45   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_qsr_2bd = .TRUE.    !: 2 band         light absorption flag
[1423]46   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_qsr_bio = .FALSE.   !: bio-model      light absorption flag
[4038]47   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_qsr_ice = .FALSE.   !: light penetration for ice-model LIM3 (clem)
[1423]48   INTEGER , PUBLIC ::   nn_chldta  = 0         !: use Chlorophyll data (=1) or not (=0)
49   REAL(wp), PUBLIC ::   rn_abs     = 0.58_wp   !: fraction absorbed in the very near surface (RGB & 2 bands)
50   REAL(wp), PUBLIC ::   rn_si0     = 0.35_wp   !: very near surface depth of extinction      (RGB & 2 bands)
51   REAL(wp), PUBLIC ::   rn_si1     = 23.0_wp   !: deepest depth of extinction (water type I)       (2 bands)
[187]52   
[1445]53   ! Module variables
[2528]54   REAL(wp) ::   xsi0r                           !: inverse of rn_si0
55   REAL(wp) ::   xsi1r                           !: inverse of rn_si1
[1423]56   TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf_chl   ! structure of input Chl (file informations, fields read)
[2528]57   INTEGER, PUBLIC ::   nksr              ! levels below which the light cannot penetrate ( depth larger than 391 m)
[1445]58   REAL(wp), DIMENSION(3,61) ::   rkrgb   !: tabulated attenuation coefficients for RGB absorption
[3]59
60   !! * Substitutions
61#  include "domzgr_substitute.h90"
62#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
63   !!----------------------------------------------------------------------
[2528]64   !! NEMO/OPA 3.3 , NEMO Consortium (2010)
[888]65   !! $Id$
[2715]66   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
[3]67   !!----------------------------------------------------------------------
68CONTAINS
69
70   SUBROUTINE tra_qsr( kt )
71      !!----------------------------------------------------------------------
72      !!                  ***  ROUTINE tra_qsr  ***
73      !!
74      !! ** Purpose :   Compute the temperature trend due to the solar radiation
75      !!      penetration and add it to the general temperature trend.
76      !!
[1423]77      !! ** Method  : The profile of the solar radiation within the ocean is defined
78      !!      through 2 wavebands (rn_si0,rn_si1) or 3 wavebands (RGB) and a ratio rn_abs
79      !!      Considering the 2 wavebands case:
80      !!         I(k) = Qsr*( rn_abs*EXP(z(k)/rn_si0) + (1.-rn_abs)*EXP(z(k)/rn_si1) )
81      !!         The temperature trend associated with the solar radiation penetration
82      !!         is given by : zta = 1/e3t dk[ I ] / (rau0*Cp)
[3]83      !!         At the bottom, boudary condition for the radiation is no flux :
84      !!      all heat which has not been absorbed in the above levels is put
85      !!      in the last ocean level.
86      !!         In z-coordinate case, the computation is only done down to the
87      !!      level where I(k) < 1.e-15 W/m2. In addition, the coefficients
88      !!      used for the computation are calculated one for once as they
89      !!      depends on k only.
90      !!
91      !! ** Action  : - update ta with the penetrative solar radiation trend
92      !!              - save the trend in ttrd ('key_trdtra')
[1423]93      !!
94      !! Reference  : Jerlov, N. G., 1968 Optical Oceanography, Elsevier, 194pp.
95      !!              Lengaigne et al. 2007, Clim. Dyn., V28, 5, 503-516.
[503]96      !!----------------------------------------------------------------------
[2715]97      !
[503]98      INTEGER, INTENT(in) ::   kt     ! ocean time-step
[2715]99      !
[1423]100      INTEGER  ::   ji, jj, jk           ! dummy loop indices
[2715]101      INTEGER  ::   irgb                 ! local integers
102      REAL(wp) ::   zchl, zcoef, zfact   ! local scalars
[1423]103      REAL(wp) ::   zc0, zc1, zc2, zc3   !    -         -
[4038]104      REAL(wp) ::   zzc0, zzc1, zzc2, zzc3   !    -         -
[2715]105      REAL(wp) ::   zz0, zz1, z1_e3t     !    -         -
[3294]106      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: zekb, zekg, zekr
107      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: ze0, ze1, ze2, ze3, zea, ztrdt
[3]108      !!----------------------------------------------------------------------
[3294]109      !
110      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('tra_qsr')
111      !
112      CALL wrk_alloc( jpi, jpj,      zekb, zekg, zekr        ) 
113      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, ze0, ze1, ze2, ze3, zea ) 
114      !
[3]115      IF( kt == nit000 ) THEN
[503]116         IF(lwp) WRITE(numout,*)
117         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'tra_qsr : penetration of the surface solar radiation'
118         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~'
[1423]119         IF( .NOT.ln_traqsr )   RETURN
[3]120      ENDIF
121
[503]122      IF( l_trdtra ) THEN      ! Save ta and sa trends
[3294]123         CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, ztrdt ) 
124         ztrdt(:,:,:) = tsa(:,:,:,jp_tem)
[216]125      ENDIF
126
[2528]127      !                                        Set before qsr tracer content field
128      !                                        ***********************************
129      IF( kt == nit000 ) THEN                     ! Set the forcing field at nit000 - 1
130         !                                        ! -----------------------------------
131         IF( ln_rstart .AND.    &                    ! Restart: read in restart file
132              & iom_varid( numror, 'qsr_hc_b', ldstop = .FALSE. ) > 0 ) THEN
133            IF(lwp) WRITE(numout,*) '          nit000-1 qsr tracer content forcing field red in the restart file'
134            zfact = 0.5e0
135            CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'qsr_hc_b', qsr_hc_b )   ! before heat content trend due to Qsr flux
136         ELSE                                           ! No restart or restart not found: Euler forward time stepping
137            zfact = 1.e0
138            qsr_hc_b(:,:,:) = 0.e0
139         ENDIF
140      ELSE                                        ! Swap of forcing field
141         !                                        ! ---------------------
142         zfact = 0.5e0
143         qsr_hc_b(:,:,:) = qsr_hc(:,:,:)
144      ENDIF
145      !                                        Compute now qsr tracer content field
146      !                                        ************************************
[1423]147     
148      !                                           ! ============================================== !
[1445]149      IF( lk_qsr_bio .AND. ln_qsr_bio ) THEN      !  bio-model fluxes  : all vertical coordinates  !
[1423]150         !                                        ! ============================================== !
151         DO jk = 1, jpkm1
[3625]152            qsr_hc(:,:,jk) = r1_rau0_rcp * ( etot3(:,:,jk) - etot3(:,:,jk+1) )
[2528]153         END DO
154         !                                        Add to the general trend
155         DO jk = 1, jpkm1
156            DO jj = 2, jpjm1 
[3]157               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
[2528]158                  z1_e3t = zfact / fse3t(ji,jj,jk)
159                  tsa(ji,jj,jk,jp_tem) = tsa(ji,jj,jk,jp_tem) + ( qsr_hc_b(ji,jj,jk) + qsr_hc(ji,jj,jk) ) * z1_e3t
[3]160               END DO
161            END DO
[1423]162         END DO
[1756]163         CALL iom_put( 'qsr3d', etot3 )   ! Shortwave Radiation 3D distribution
[4038]164         ! clem: store attenuation coefficient of the first ocean level
[4220]165         IF ( lk_lim3 .AND. ln_qsr_ice ) THEN
[4038]166            DO jj = 1, jpj
167               DO ji = 1, jpi
168                  IF ( qsr(ji,jj) /= 0._wp ) THEN
169                     oatte(ji,jj) = ( qsr_hc(ji,jj,1) / ( r1_rau0_rcp * qsr(ji,jj) ) )
170                     iatte(ji,jj) = oatte(ji,jj)
171                  ENDIF
172               END DO
173            END DO
174         ENDIF
[1423]175         !                                        ! ============================================== !
176      ELSE                                        !  Ocean alone :
177         !                                        ! ============================================== !
178         !
179         !                                                ! ------------------------- !
180         IF( ln_qsr_rgb) THEN                             !  R-G-B  light penetration !
181            !                                             ! ------------------------- !
182            ! Set chlorophyl concentration
[2528]183            IF( nn_chldta == 1 .OR. lk_vvl ) THEN            !*  Variable Chlorophyll or ocean volume
[1423]184               !
[2528]185               IF( nn_chldta == 1 ) THEN                             !*  Variable Chlorophyll
186                  !
187                  CALL fld_read( kt, 1, sf_chl )                         ! Read Chl data and provides it at the current time step
188                  !         
[1423]189!CDIR COLLAPSE
190!CDIR NOVERRCHK
[2528]191                  DO jj = 1, jpj                                         ! Separation in R-G-B depending of the surface Chl
[1423]192!CDIR NOVERRCHK
[2528]193                     DO ji = 1, jpi
194                        zchl = MIN( 10. , MAX( 0.03, sf_chl(1)%fnow(ji,jj,1) ) )
195                        irgb = NINT( 41 + 20.*LOG10(zchl) + 1.e-15 )
196                        zekb(ji,jj) = rkrgb(1,irgb)
197                        zekg(ji,jj) = rkrgb(2,irgb)
198                        zekr(ji,jj) = rkrgb(3,irgb)
199                     END DO
[187]200                  END DO
[2528]201               ELSE                                            ! Variable ocean volume but constant chrlorophyll
202                  zchl = 0.05                                     ! constant chlorophyll
203                  irgb = NINT( 41 + 20.*LOG10( zchl ) + 1.e-15 )
204                  zekb(:,:) = rkrgb(1,irgb)                       ! Separation in R-G-B depending of the chlorophyll
205                  zekg(:,:) = rkrgb(2,irgb)
206                  zekr(:,:) = rkrgb(3,irgb)
207               ENDIF
[1423]208               !
209               zcoef  = ( 1. - rn_abs ) / 3.e0                        ! equi-partition in R-G-B
210               ze0(:,:,1) = rn_abs  * qsr(:,:)
211               ze1(:,:,1) = zcoef * qsr(:,:)
212               ze2(:,:,1) = zcoef * qsr(:,:)
213               ze3(:,:,1) = zcoef * qsr(:,:)
214               zea(:,:,1) =         qsr(:,:)
215               !
216               DO jk = 2, nksr+1
217!CDIR NOVERRCHK
218                  DO jj = 1, jpj
219!CDIR NOVERRCHK   
220                     DO ji = 1, jpi
[2528]221                        zc0 = ze0(ji,jj,jk-1) * EXP( - fse3t(ji,jj,jk-1) * xsi0r     )
[1423]222                        zc1 = ze1(ji,jj,jk-1) * EXP( - fse3t(ji,jj,jk-1) * zekb(ji,jj) )
223                        zc2 = ze2(ji,jj,jk-1) * EXP( - fse3t(ji,jj,jk-1) * zekg(ji,jj) )
224                        zc3 = ze3(ji,jj,jk-1) * EXP( - fse3t(ji,jj,jk-1) * zekr(ji,jj) )
225                        ze0(ji,jj,jk) = zc0
226                        ze1(ji,jj,jk) = zc1
227                        ze2(ji,jj,jk) = zc2
228                        ze3(ji,jj,jk) = zc3
229                        zea(ji,jj,jk) = ( zc0 + zc1 + zc2 + zc3 ) * tmask(ji,jj,jk)
230                     END DO
231                  END DO
232               END DO
[4038]233               ! clem: store attenuation coefficient of the first ocean level
[4220]234               IF ( lk_lim3 .AND. ln_qsr_ice ) THEN
[4038]235                  DO jj = 1, jpj
236                     DO ji = 1, jpi
237                        zzc0 = rn_abs * EXP( - fse3t(ji,jj,1) * xsi0r     )
238                        zzc1 = zcoef  * EXP( - fse3t(ji,jj,1) * zekb(ji,jj) )
239                        zzc2 = zcoef  * EXP( - fse3t(ji,jj,1) * zekg(ji,jj) )
240                        zzc3 = zcoef  * EXP( - fse3t(ji,jj,1) * zekr(ji,jj) )
241                        oatte(ji,jj) = 1.0 - ( zzc0 + zzc1 + zzc2  + zzc3  ) * tmask(ji,jj,2) 
242                        iatte(ji,jj) = 1.0 - ( zzc0 + zzc1 + zcoef + zcoef ) * tmask(ji,jj,2)
243                     END DO
244                  END DO
245               ENDIF
[1423]246               !
247               DO jk = 1, nksr                                        ! compute and add qsr trend to ta
[3625]248                  qsr_hc(:,:,jk) = r1_rau0_rcp * ( zea(:,:,jk) - zea(:,:,jk+1) )
[1423]249               END DO
[1756]250               zea(:,:,nksr+1:jpk) = 0.e0     ! below 400m set to zero
251               CALL iom_put( 'qsr3d', zea )   ! Shortwave Radiation 3D distribution
[1423]252               !
253            ELSE                                                 !*  Constant Chlorophyll
254               DO jk = 1, nksr
[2528]255                  qsr_hc(:,:,jk) =  etot3(:,:,jk) * qsr(:,:)
[1423]256               END DO
[4038]257               ! clem: store attenuation coefficient of the first ocean level
[4220]258               IF ( lk_lim3 .AND. ln_qsr_ice ) THEN
[4038]259                  oatte(:,:) = etot3(:,:,1) / r1_rau0_rcp
260                  iatte(:,:) = oatte(:,:)
261               ENDIF
262           ENDIF
[1423]263
[1448]264         ENDIF
265         !                                                ! ------------------------- !
266         IF( ln_qsr_2bd ) THEN                            !  2 band light penetration !
[1423]267            !                                             ! ------------------------- !
268            !
[2528]269            IF( lk_vvl ) THEN                                  !* variable volume
[3625]270               zz0   =        rn_abs   * r1_rau0_rcp
271               zz1   = ( 1. - rn_abs ) * r1_rau0_rcp
[2528]272               DO jk = 1, nksr                    ! solar heat absorbed at T-point in the top 400m
[3294]273                  DO jj = 1, jpj
274                     DO ji = 1, jpi
[2528]275                        zc0 = zz0 * EXP( -fsdepw(ji,jj,jk  )*xsi0r ) + zz1 * EXP( -fsdepw(ji,jj,jk  )*xsi1r )
276                        zc1 = zz0 * EXP( -fsdepw(ji,jj,jk+1)*xsi0r ) + zz1 * EXP( -fsdepw(ji,jj,jk+1)*xsi1r )
277                        qsr_hc(ji,jj,jk) = qsr(ji,jj) * ( zc0*tmask(ji,jj,jk) - zc1*tmask(ji,jj,jk+1) ) 
278                     END DO
[187]279                  END DO
280               END DO
[4038]281               ! clem: store attenuation coefficient of the first ocean level
[4220]282               IF ( lk_lim3 .AND. ln_qsr_ice ) THEN
[4038]283                  DO jj = 1, jpj
284                     DO ji = 1, jpi
285                        zc0 = zz0 * EXP( -fsdepw(ji,jj,1)*xsi0r ) + zz1 * EXP( -fsdepw(ji,jj,1)*xsi1r )
286                        zc1 = zz0 * EXP( -fsdepw(ji,jj,2)*xsi0r ) + zz1 * EXP( -fsdepw(ji,jj,2)*xsi1r )
287                        oatte(ji,jj) = ( zc0*tmask(ji,jj,1) - zc1*tmask(ji,jj,2) ) / r1_rau0_rcp
288                        iatte(ji,jj) = oatte(ji,jj)
289                     END DO
290                  END DO
291               ENDIF
[2528]292            ELSE                                               !* constant volume: coef. computed one for all
293               DO jk = 1, nksr
294                  DO jj = 2, jpjm1
295                     DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
296                        qsr_hc(ji,jj,jk) =  etot3(ji,jj,jk) * qsr(ji,jj)
297                     END DO
298                  END DO
299               END DO
[4038]300               ! clem: store attenuation coefficient of the first ocean level
[4220]301               IF ( lk_lim3 .AND. ln_qsr_ice ) THEN
[4038]302                  oatte(:,:) = etot3(:,:,1) / r1_rau0_rcp
303                  iatte(:,:) = oatte(:,:)
304               ENDIF
[2528]305               !
306            ENDIF
[1423]307            !
[187]308         ENDIF
309         !
[2528]310         !                                        Add to the general trend
311         DO jk = 1, nksr
312            DO jj = 2, jpjm1 
313               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
314                  z1_e3t = zfact / fse3t(ji,jj,jk)
315                  tsa(ji,jj,jk,jp_tem) = tsa(ji,jj,jk,jp_tem) + ( qsr_hc_b(ji,jj,jk) + qsr_hc(ji,jj,jk) ) * z1_e3t
316               END DO
317            END DO
318         END DO
319         !
[3]320      ENDIF
[2528]321      !
322      IF( lrst_oce ) THEN   !                  Write in the ocean restart file
323         !                                     *******************************
324         IF(lwp) WRITE(numout,*)
325         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'qsr tracer content forcing field written in ocean restart file ',   &
326            &                    'at it= ', kt,' date= ', ndastp
327         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~'
328         CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'qsr_hc_b', qsr_hc )
329         !
330      ENDIF
[3]331
[503]332      IF( l_trdtra ) THEN     ! qsr tracers trends saved for diagnostics
[2528]333         ztrdt(:,:,:) = tsa(:,:,:,jp_tem) - ztrdt(:,:,:)
334         CALL trd_tra( kt, 'TRA', jp_tem, jptra_trd_qsr, ztrdt )
[3294]335         CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, ztrdt ) 
[3]336      ENDIF
[457]337      !                       ! print mean trends (used for debugging)
[2528]338      IF(ln_ctl)   CALL prt_ctl( tab3d_1=tsa(:,:,:,jp_tem), clinfo1=' qsr  - Ta: ', mask1=tmask, clinfo3='tra-ta' )
[503]339      !
[3294]340      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj,      zekb, zekg, zekr        ) 
341      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, ze0, ze1, ze2, ze3, zea ) 
[2715]342      !
[3294]343      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('tra_qsr')
344      !
[3]345   END SUBROUTINE tra_qsr
346
347
348   SUBROUTINE tra_qsr_init
349      !!----------------------------------------------------------------------
350      !!                  ***  ROUTINE tra_qsr_init  ***
351      !!
352      !! ** Purpose :   Initialization for the penetrative solar radiation
353      !!
354      !! ** Method  :   The profile of solar radiation within the ocean is set
[1423]355      !!      from two length scale of penetration (rn_si0,rn_si1) and a ratio
[1601]356      !!      (rn_abs). These parameters are read in the namtra_qsr namelist. The
[3]357      !!      default values correspond to clear water (type I in Jerlov'
358      !!      (1968) classification.
359      !!         called by tra_qsr at the first timestep (nit000)
360      !!
[1423]361      !! ** Action  : - initialize rn_si0, rn_si1 and rn_abs
[3]362      !!
[503]363      !! Reference : Jerlov, N. G., 1968 Optical Oceanography, Elsevier, 194pp.
[3]364      !!----------------------------------------------------------------------
[2715]365      !
[4220]366      INTEGER  ::   ji, jj, jk                   ! dummy loop indices
[2715]367      INTEGER  ::   irgb, ierror, ioptio, nqsr   ! local integer
368      REAL(wp) ::   zz0, zc0  , zc1, zcoef       ! local scalars
369      REAL(wp) ::   zz1, zc2  , zc3, zchl        !   -      -
[3294]370      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: zekb, zekg, zekr
371      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: ze0, ze1, ze2, ze3, zea
[2715]372      !
[1423]373      CHARACTER(len=100) ::   cn_dir   ! Root directory for location of ssr files
374      TYPE(FLD_N)        ::   sn_chl   ! informations about the chlorofyl field to be read
[2715]375      !!
[4038]376      NAMELIST/namtra_qsr/  sn_chl, cn_dir, ln_traqsr, ln_qsr_rgb, ln_qsr_2bd, ln_qsr_bio, ln_qsr_ice,  &
[2528]377         &                  nn_chldta, rn_abs, rn_si0, rn_si1
[3]378      !!----------------------------------------------------------------------
379
[3294]380      !
381      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('tra_qsr_init')
382      !
[4038]383      ! clem init for oatte and iatte
[4220]384      IF( .NOT. ln_rstart ) THEN
385         oatte(:,:) = 1._wp
386         iatte(:,:) = 1._wp
387      ENDIF
[4038]388      !
[3294]389      CALL wrk_alloc( jpi, jpj,      zekb, zekg, zekr        ) 
390      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, ze0, ze1, ze2, ze3, zea ) 
391      !
[2715]392
[1423]393      cn_dir = './'       ! directory in which the model is executed
394      ! ... default values (NB: frequency positive => hours, negative => months)
395      !            !     file       ! frequency !  variable  ! time interp !  clim   ! 'yearly' or ! weights  ! rotation   !
396      !            !     name       !  (hours)  !    name    !    (T/F)    !  (T/F)  ! 'monthly'   ! filename ! pairs      !
397      sn_chl = FLD_N( 'chlorophyll' ,    -1     ,  'CHLA'    ,  .true.     , .true.  ,   'yearly'  , ''       , ''         )
398      !
[1601]399      REWIND( numnam )            ! Read Namelist namtra_qsr : ratio and length of penetration
400      READ  ( numnam, namtra_qsr )
[1423]401      !
402      IF(lwp) THEN                ! control print
403         WRITE(numout,*)
404         WRITE(numout,*) 'tra_qsr_init : penetration of the surface solar radiation'
405         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
[1601]406         WRITE(numout,*) '   Namelist namtra_qsr : set the parameter of penetration'
407         WRITE(numout,*) '      Light penetration (T) or not (F)         ln_traqsr  = ', ln_traqsr
408         WRITE(numout,*) '      RGB (Red-Green-Blue) light penetration   ln_qsr_rgb = ', ln_qsr_rgb
409         WRITE(numout,*) '      2 band               light penetration   ln_qsr_2bd = ', ln_qsr_2bd
410         WRITE(numout,*) '      bio-model            light penetration   ln_qsr_bio = ', ln_qsr_bio
[4038]411         WRITE(numout,*) '      light penetration for ice-model LIM3     ln_qsr_ice = ', ln_qsr_ice
[1601]412         WRITE(numout,*) '      RGB : Chl data (=1) or cst value (=0)    nn_chldta  = ', nn_chldta
413         WRITE(numout,*) '      RGB & 2 bands: fraction of light (rn_si1)    rn_abs = ', rn_abs
414         WRITE(numout,*) '      RGB & 2 bands: shortess depth of extinction  rn_si0 = ', rn_si0
415         WRITE(numout,*) '      2 bands: longest depth of extinction         rn_si1 = ', rn_si1
[4220]416         WRITE(numout,*) '      light penetration for ice-model LIM3     ln_qsr_ice = ', ln_qsr_ice   
[1423]417      ENDIF
[1448]418
419      IF( ln_traqsr ) THEN     ! control consistency
420         !                     
[1601]421         IF( .NOT.lk_qsr_bio .AND. ln_qsr_bio )   THEN
422            CALL ctl_warn( 'No bio model : force ln_qsr_bio = FALSE ' )
[1448]423            ln_qsr_bio = .FALSE.
424         ENDIF
425         !
426         ioptio = 0                      ! Parameter control
427         IF( ln_qsr_rgb  )   ioptio = ioptio + 1
428         IF( ln_qsr_2bd  )   ioptio = ioptio + 1
429         IF( ln_qsr_bio  )   ioptio = ioptio + 1
430         !
[2528]431         IF( ioptio /= 1 ) &
432            CALL ctl_stop( '          Choose ONE type of light penetration in namelist namtra_qsr',  &
433            &              ' 2 bands, 3 RGB bands or bio-model light penetration' )
[1448]434         !
[1455]435         IF( ln_qsr_rgb .AND. nn_chldta == 0 )   nqsr =  1 
436         IF( ln_qsr_rgb .AND. nn_chldta == 1 )   nqsr =  2
437         IF( ln_qsr_2bd                      )   nqsr =  3
438         IF( ln_qsr_bio                      )   nqsr =  4
439         !
[1448]440         IF(lwp) THEN                   ! Print the choice
441            WRITE(numout,*)
[2528]442            IF( nqsr ==  1 )   WRITE(numout,*) '         R-G-B   light penetration - Constant Chlorophyll'
443            IF( nqsr ==  2 )   WRITE(numout,*) '         R-G-B   light penetration - Chl data '
444            IF( nqsr ==  3 )   WRITE(numout,*) '         2 bands light penetration'
[1455]445            IF( nqsr ==  4 )   WRITE(numout,*) '         bio-model light penetration'
[1448]446         ENDIF
447         !
448      ENDIF
[1423]449      !                          ! ===================================== !
450      IF( ln_traqsr  ) THEN      !  Initialisation of Light Penetration  ! 
451         !                       ! ===================================== !
452         !
[2528]453         xsi0r = 1.e0 / rn_si0
454         xsi1r = 1.e0 / rn_si1
[1423]455         !                                ! ---------------------------------- !
456         IF( ln_qsr_rgb ) THEN            !  Red-Green-Blue light penetration  !
457            !                             ! ---------------------------------- !
458            !
[2528]459            CALL trc_oce_rgb( rkrgb )           !* tabulated attenuation coef.
460            !
461            !                                   !* level of light extinction
462            IF(  ln_sco ) THEN   ;   nksr = jpkm1
463            ELSE                 ;   nksr = trc_oce_ext_lev( r_si2, 0.33e2 )
[457]464            ENDIF
[2528]465
466            IF(lwp) WRITE(numout,*) '        level of light extinction = ', nksr, ' ref depth = ', gdepw_0(nksr+1), ' m'
[1423]467            !
468            IF( nn_chldta == 1 ) THEN           !* Chl data : set sf_chl structure
469               IF(lwp) WRITE(numout,*)
470               IF(lwp) WRITE(numout,*) '        Chlorophyll read in a file'
471               ALLOCATE( sf_chl(1), STAT=ierror )
472               IF( ierror > 0 ) THEN
473                  CALL ctl_stop( 'tra_qsr_init: unable to allocate sf_chl structure' )   ;   RETURN
474               ENDIF
[2528]475               ALLOCATE( sf_chl(1)%fnow(jpi,jpj,1)   )
476               IF( sn_chl%ln_tint )ALLOCATE( sf_chl(1)%fdta(jpi,jpj,1,2) )
[1423]477               !                                        ! fill sf_chl with sn_chl and control print
478               CALL fld_fill( sf_chl, (/ sn_chl /), cn_dir, 'tra_qsr_init',   &
[1601]479                  &                                         'Solar penetration function of read chlorophyll', 'namtra_qsr' )
[1423]480               !
481            ELSE                                !* constant Chl : compute once for all the distribution of light (etot3)
482               IF(lwp) WRITE(numout,*)
483               IF(lwp) WRITE(numout,*) '        Constant Chlorophyll concentration = 0.05'
[2528]484               IF( lk_vvl ) THEN                   ! variable volume
485                  IF(lwp) WRITE(numout,*) '        key_vvl: light distribution will be computed at each time step'
486               ELSE                                ! constant volume: computes one for all
487                  IF(lwp) WRITE(numout,*) '        fixed volume: light distribution computed one for all'
488                  !
489                  zchl = 0.05                                 ! constant chlorophyll
490                  irgb = NINT( 41 + 20.*LOG10(zchl) + 1.e-15 )
491                  zekb(:,:) = rkrgb(1,irgb)                   ! Separation in R-G-B depending of the chlorophyll
492                  zekg(:,:) = rkrgb(2,irgb)
493                  zekr(:,:) = rkrgb(3,irgb)
494                  !
495                  zcoef = ( 1. - rn_abs ) / 3.e0              ! equi-partition in R-G-B
496                  ze0(:,:,1) = rn_abs
497                  ze1(:,:,1) = zcoef
498                  ze2(:,:,1) = zcoef 
499                  ze3(:,:,1) = zcoef
500                  zea(:,:,1) = tmask(:,:,1)                   ! = ( ze0+ze1+z2+ze3 ) * tmask
[1423]501               
[2528]502                  DO jk = 2, nksr+1
[1423]503!CDIR NOVERRCHK
[2528]504                     DO jj = 1, jpj
[1423]505!CDIR NOVERRCHK   
[2528]506                        DO ji = 1, jpi
507                           zc0 = ze0(ji,jj,jk-1) * EXP( - fse3t_0(ji,jj,jk-1) * xsi0r     )
508                           zc1 = ze1(ji,jj,jk-1) * EXP( - fse3t_0(ji,jj,jk-1) * zekb(ji,jj) )
509                           zc2 = ze2(ji,jj,jk-1) * EXP( - fse3t_0(ji,jj,jk-1) * zekg(ji,jj) )
510                           zc3 = ze3(ji,jj,jk-1) * EXP( - fse3t_0(ji,jj,jk-1) * zekr(ji,jj) )
511                           ze0(ji,jj,jk) = zc0
512                           ze1(ji,jj,jk) = zc1
513                           ze2(ji,jj,jk) = zc2
514                           ze3(ji,jj,jk) = zc3
515                           zea(ji,jj,jk) = ( zc0 + zc1 + zc2 + zc3 ) * tmask(ji,jj,jk)
516                        END DO
[1423]517                     END DO
[2528]518                  END DO 
519                  !
520                  DO jk = 1, nksr
[3625]521                     etot3(:,:,jk) = r1_rau0_rcp * ( zea(:,:,jk) - zea(:,:,jk+1) ) 
[1423]522                  END DO
[2528]523                  etot3(:,:,nksr+1:jpk) = 0.e0                ! below 400m set to zero
524               ENDIF
[1423]525            ENDIF
526            !
[1448]527         ENDIF
[1423]528            !                             ! ---------------------------------- !
[1448]529         IF( ln_qsr_2bd ) THEN            !    2 bands    light penetration    !
[1423]530            !                             ! ---------------------------------- !
531            !
532            !                                ! level of light extinction
533            nksr = trc_oce_ext_lev( rn_si1, 1.e2 )
534            IF(lwp) THEN
535               WRITE(numout,*)
[2528]536            IF(lwp) WRITE(numout,*) '        level of light extinction = ', nksr, ' ref depth = ', gdepw_0(nksr+1), ' m'
[1423]537            ENDIF
538            !
[2528]539            IF( lk_vvl ) THEN                   ! variable volume
540               IF(lwp) WRITE(numout,*) '        key_vvl: light distribution will be computed at each time step'
541            ELSE                                ! constant volume: computes one for all
[3625]542               zz0 =        rn_abs   * r1_rau0_rcp
543               zz1 = ( 1. - rn_abs ) * r1_rau0_rcp
[2528]544               DO jk = 1, nksr                    !*  solar heat absorbed at T-point computed once for all
545                  DO jj = 1, jpj                              ! top 400 meters
546                     DO ji = 1, jpi
547                        zc0 = zz0 * EXP( -fsdepw(ji,jj,jk  )*xsi0r ) + zz1 * EXP( -fsdepw(ji,jj,jk  )*xsi1r )
548                        zc1 = zz0 * EXP( -fsdepw(ji,jj,jk+1)*xsi0r ) + zz1 * EXP( -fsdepw(ji,jj,jk+1)*xsi1r )
549                        etot3(ji,jj,jk) = (  zc0 * tmask(ji,jj,jk) - zc1 * tmask(ji,jj,jk+1)  ) 
550                     END DO
[1423]551                  END DO
552               END DO
[2528]553               etot3(:,:,nksr+1:jpk) = 0.e0                   ! below 400m set to zero
554               !
555            ENDIF
[187]556         ENDIF
[1423]557         !                       ! ===================================== !
558      ELSE                       !        No light penetration           !                   
559         !                       ! ===================================== !
[457]560         IF(lwp) THEN
561            WRITE(numout,*)
562            WRITE(numout,*) 'tra_qsr_init : NO solar flux penetration'
563            WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
564         ENDIF
[3]565      ENDIF
[503]566      !
[3294]567      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj,      zekb, zekg, zekr        ) 
568      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, ze0, ze1, ze2, ze3, zea ) 
[2715]569      !
[3294]570      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('tra_qsr_init')
571      !
[3]572   END SUBROUTINE tra_qsr_init
573
574   !!======================================================================
575END MODULE traqsr
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.