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.
traldf_iso_triad.F90 in branches/2014/dev_CNRS0_NOC1_LDF/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/TRA – NEMO

source: branches/2014/dev_CNRS0_NOC1_LDF/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/TRA/traldf_iso_triad.F90 @ 4616

Last change on this file since 4616 was 4616, checked in by gm, 10 years ago

#1260 : see the associated wiki page for explanation

  • Property svn:executable set to *
File size: 28.6 KB
Line 
1MODULE traldf_iso_triad
2   !!======================================================================
3   !!                   ***  MODULE  traldf_iso_triad  ***
4   !! Ocean  tracers:  horizontal component of the lateral tracer mixing trend
5   !!======================================================================
6   !! History :  3.3  ! 2010-10  (G. Nurser, C. Harris, G. Madec)  Griffies operator (original code)
7   !!            3.7  ! 2013-12  (F. Lemarie, G. Madec)  triad operator (Griffies) + Method of Stabilizing Correction
8   !!----------------------------------------------------------------------
9
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   !!   tra_ldf_iso_triad : update the tracer trend with the iso-neutral   laplacian triad-operator
12   !!   tra_ldf_iso_blp   : update the tracer trend with the iso-neutral bilaplacian triad-operator
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   USE oce             ! ocean dynamics and active tracers
15   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
16   USE phycst          ! physical constants
17   USE trc_oce         ! share passive tracers/Ocean variables
18   USE zdf_oce         ! ocean vertical physics
19   USE ldftra          ! lateral physics: eddy diffusivity
20   USE ldfslp          ! lateral physics: iso-neutral slopes
21   USE traldf_iso      ! lateral diffusion (Madec operator)         (tra_ldf_iso routine)
22   USE diaptr          ! poleward transport diagnostics
23   USE zpshde          ! partial step: hor. derivative     (zps_hde routine)
24   !
25   USE in_out_manager  ! I/O manager
26   USE iom             ! I/O library
27   USE lbclnk          ! ocean lateral boundary conditions (or mpp link)
28   USE lib_mpp         ! MPP library
29   USE wrk_nemo        ! Memory Allocation
30   USE timing          ! Timing
31
32   IMPLICIT NONE
33   PRIVATE
34
35   PUBLIC   tra_ldf_iso_triad   ! routine called by traldf.F90
36   PUBLIC   tra_ldf_iso_blp     ! routine called by traldf.F90
37
38   REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, SAVE ::   zdkt3d   !: vertical tracer gradient at 2 levels
39
40   !! * Substitutions
41#  include "domzgr_substitute.h90"
42#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
43   !!----------------------------------------------------------------------
44   !! NEMO/OPA 3.7 , NEMO Consortium (2014)
45   !! $Id$
46   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
47   !!----------------------------------------------------------------------
48CONTAINS
49
50  SUBROUTINE tra_ldf_iso_triad( kt, kit000, cdtype, pgu, pgv , pahu, pahv ,       &
51       &                                            ptb, ptbb, pta , kjpt , kpass )
52      !!----------------------------------------------------------------------
53      !!                  ***  ROUTINE tra_ldf_iso_triad  ***
54      !!
55      !! ** Purpose :   Compute the before horizontal tracer (t & s) diffusive
56      !!      trend for a laplacian tensor (ezxcept the dz[ dz[.] ] term) and
57      !!      add it to the general trend of tracer equation.
58      !!
59      !! ** Method  :   The horizontal component of the lateral diffusive trends
60      !!      is provided by a 2nd order operator rotated along neural or geopo-
61      !!      tential surfaces to which an eddy induced advection can be added
62      !!      It is computed using before fields (forward in time) and isopyc-
63      !!      nal or geopotential slopes computed in routine ldfslp.
64      !!
65      !!      see documentation for the desciption
66      !!
67      !! ** Action :   pta   updated with the before rotated diffusion
68      !!               akz   stabilizing vertical diffusivity coefficient (used in trazdf_imp)
69      !!----------------------------------------------------------------------
70      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kt         ! ocean time-step index
71      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kit000     ! first time step index
72      CHARACTER(len=3)                     , INTENT(in   ) ::   cdtype     ! =TRA or TRC (tracer indicator)
73      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kjpt       ! number of tracers
74      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kpass      ! =1/2 first or second passage
75      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj    ,kjpt), INTENT(in   ) ::   pgu , pgv  ! tracer gradient at pstep levels
76      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk)     , INTENT(in   ) ::   pahu, pahv ! eddy diffusivity at u- and v-points  [m2/s]
77      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,kjpt), INTENT(in   ) ::   ptb        ! tracer (kpass=1) or laplacian of tracer (kpass=2)
78      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,kjpt), INTENT(in   ) ::   ptbb       ! tracer (only used in kpass=2)
79      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,kjpt), INTENT(inout) ::   pta        ! tracer trend
80      !
81      INTEGER  ::  ji, jj, jk, jn   ! dummy loop indices
82      INTEGER  ::  ip,jp,kp         ! dummy loop indices
83      INTEGER  ::  ierr            ! local integer
84      REAL(wp) ::  zmsku, zabe1, zcof1, zcoef3          ! local scalars
85      REAL(wp) ::  zmskv, zabe2, zcof2, zcoef4          !   -      -
86      REAL(wp) ::  zcoef0, ze3w_2, zsign, z2dt, z1_2dt  !   -      -
87      !
88      REAL(wp) ::   zslope_skew, zslope_iso, zslope2, zbu, zbv
89      REAL(wp) ::   ze1ur, ze2vr, ze3wr, zdxt, zdyt, zdzt
90      REAL(wp) ::   zah, zah_slp, zaei_slp
91#if defined key_diaar5
92      REAL(wp) ::   zztmp              ! local scalar
93#endif
94      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: z2d                                            ! 2D workspace
95      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: zdit, zdjt, zftu, zftv, ztfw, zpsi_uw, zpsi_vw   ! 3D     -
96      !!----------------------------------------------------------------------
97      !
98      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('tra_ldf_iso_triad')
99      !
100      CALL wrk_alloc( jpi, jpj,      z2d ) 
101      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zdit, zdjt, zftu, zftv, ztfw, zpsi_uw, zpsi_vw  ) 
102      IF( .NOT.ALLOCATED(zdkt3d) )  THEN
103         ALLOCATE( zdkt3d(jpi,jpj,0:1) , STAT=ierr )
104         IF( lk_mpp   )   CALL mpp_sum ( ierr )
105         IF( ierr > 0 )   CALL ctl_stop('STOP', 'tra_ldf_iso_triad: unable to allocate arrays')
106      ENDIF
107     !
108      IF( kpass == 1 .AND. kt == kit000 )  THEN
109         IF(lwp) WRITE(numout,*)
110         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'tra_ldf_iso_triad : rotated laplacian diffusion operator on ', cdtype
111         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~'
112      ENDIF
113      !
114      !                                               ! set time step size (Euler/Leapfrog)
115      IF( neuler == 0 .AND. kt == nit000 ) THEN   ;   z2dt =     rdttra(1)      ! at nit000   (Euler)
116      ELSE                                        ;   z2dt = 2.* rdttra(1)      !             (Leapfrog)
117      ENDIF
118      z1_2dt = 1._wp / z2dt
119      !
120      IF( kpass == 1 ) THEN   ;   zsign =  1._wp      ! bilaplacian operator require a minus sign (eddy diffusivity >0)
121      ELSE                    ;   zsign = -1._wp
122      ENDIF
123                 
124      !!----------------------------------------------------------------------
125      !!   0 - calculate  ah_wslp2, akz, and optionally zpsi_uw, zpsi_vw
126      !!----------------------------------------------------------------------
127      !
128      IF( kpass == 1 ) THEN                  !==  first pass only  and whatever the tracer is  ==!
129         !
130         akz     (:,:,:) = 0._wp     
131         ah_wslp2(:,:,:) = 0._wp
132         IF( ln_ldfeiv_dia ) THEN
133            zpsi_uw(:,:,:) = 0._wp
134            zpsi_vw(:,:,:) = 0._wp
135         ENDIF
136         !
137         DO ip = 0, 1                            ! i-k triads
138            DO kp = 0, 1
139               DO jk = 1, jpkm1
140                  DO jj = 1, jpjm1
141                     DO ji = 1, fs_jpim1
142                        ze3wr = 1._wp / fse3w(ji+ip,jj,jk+kp)
143                        zbu   = e1e2u(ji,jj) * fse3u(ji,jj,jk)
144                        zah   = 0.25_wp * pahu(ji,jj,jk)
145                        zslope_skew = triadi_g(ji+ip,jj,jk,1-ip,kp)
146                        ! Subtract s-coordinate slope at t-points to give slope rel to s-surfaces (do this by *adding* gradient of depth)
147                        zslope2 = zslope_skew + ( fsdept(ji+1,jj,jk) - fsdept(ji,jj,jk) ) * r1_e1u(ji,jj) * umask(ji,jj,jk+kp)
148                        zslope2 = zslope2 *zslope2
149                        ah_wslp2(ji+ip,jj,jk+kp) = ah_wslp2(ji+ip,jj,jk+kp) + zah * zbu * ze3wr * r1_e1e2t(ji+ip,jj) * zslope2
150                        akz     (ji+ip,jj,jk+kp) = akz     (ji+ip,jj,jk+kp) + zah / ( e1u(ji,jj) * e1u(ji,jj) ) * umask(ji,jj,jk+kp)
151                        !
152                       IF( ln_ldfeiv_dia )   zpsi_uw(ji,jj,jk+kp) = zpsi_uw(ji,jj,jk+kp)   &
153                           &                                       + 0.25_wp * aeiu(ji,jj,jk) * e2u(ji,jj) * zslope_skew
154                     END DO
155                  END DO
156               END DO
157            END DO
158         END DO
159         !
160         DO jp = 0, 1                            ! j-k triads
161            DO kp = 0, 1
162               DO jk = 1, jpkm1
163                  DO jj = 1, jpjm1
164                     DO ji = 1, fs_jpim1
165                        ze3wr = 1.0_wp / fse3w(ji,jj+jp,jk+kp)
166                        zbv   = e1e2v(ji,jj) * fse3v(ji,jj,jk)
167                        zah   = 0.25_wp * pahv(ji,jj,jk)
168                        zslope_skew = triadj_g(ji,jj+jp,jk,1-jp,kp)
169                        ! Subtract s-coordinate slope at t-points to give slope rel to s surfaces
170                        !    (do this by *adding* gradient of depth)
171                        zslope2 = zslope_skew + ( fsdept(ji,jj+1,jk) - fsdept(ji,jj,jk) ) * r1_e2v(ji,jj) * vmask(ji,jj,jk+kp)
172                        zslope2 = zslope2 * zslope2
173                        ah_wslp2(ji,jj+jp,jk+kp) = ah_wslp2(ji,jj+jp,jk+kp) + zah * zbv * ze3wr / e1e2t(ji,jj+jp) * zslope2
174                        akz     (ji,jj+jp,jk+kp) = akz     (ji,jj+jp,jk+kp) + zah / ( e2v(ji,jj) * e2v(ji,jj) ) * vmask(ji,jj,jk+kp)
175                        !
176                        IF( ln_ldfeiv_dia )   zpsi_vw(ji,jj,jk+kp) = zpsi_vw(ji,jj,jk+kp)   &
177                           &                                       + 0.25 * aeiv(ji,jj,jk) * e1v(ji,jj) * zslope_skew
178                     END DO
179                  END DO
180               END DO
181            END DO
182         END DO
183         !
184         IF( ln_traldf_msc ) THEN                ! stabilizing vertical diffusivity coefficient
185            !
186            IF( ln_traldf_blp ) THEN                ! bilaplacian operator
187               DO jk = 2, jpkm1
188                  DO jj = 1, jpjm1
189                     DO ji = 1, fs_jpim1
190                        akz(ji,jj,jk) = 16._wp * ah_wslp2(ji,jj,jk)   &
191                           &          * (  akz(ji,jj,jk) + ah_wslp2(ji,jj,jk) / ( fse3w(ji,jj,jk) * fse3w(ji,jj,jk) )  )
192                     END DO
193                  END DO
194               END DO
195            ELSEIF( ln_traldf_lap ) THEN              ! laplacian operator
196               DO jk = 2, jpkm1
197                  DO jj = 1, jpjm1
198                     DO ji = 1, fs_jpim1
199                        ze3w_2 = fse3w(ji,jj,jk) * fse3w(ji,jj,jk)
200                        zcoef0 = z2dt * (  akz(ji,jj,jk) + ah_wslp2(ji,jj,jk) / ze3w_2  )
201                        akz(ji,jj,jk) = MAX( zcoef0 - 0.5_wp , 0._wp ) * ze3w_2 * z1_2dt
202                     END DO
203                  END DO
204               END DO
205           ENDIF
206           !
207         ELSE                                    ! 33 flux set to zero with akz=ah_wslp2 ==>> computed in full implicit
208            akz(:,:,:) = ah_wslp2(:,:,:)     
209         ENDIF
210         !
211         IF( ln_ldfeiv_dia .AND. cdtype == 'TRA' )   CALL ldf_eiv_dia( zpsi_uw, zpsi_vw )
212         !
213      ENDIF                                  !==  end 1st pass only  ==!
214      !
215      !                                                           ! ===========
216      DO jn = 1, kjpt                                             ! tracer loop
217         !                                                        ! ===========
218         ! Zero fluxes for each tracer
219!!gm  this should probably be done outside the jn loop
220         ztfw(:,:,:) = 0._wp
221         zftu(:,:,:) = 0._wp
222         zftv(:,:,:) = 0._wp
223         !
224         DO jk = 1, jpkm1                          !==  before lateral T & S gradients at T-level jk  ==!
225            DO jj = 1, jpjm1
226               DO ji = 1, fs_jpim1   ! vector opt.
227                  zdit(ji,jj,jk) = ( ptb(ji+1,jj  ,jk,jn) - ptb(ji,jj,jk,jn) ) * umask(ji,jj,jk)
228                  zdjt(ji,jj,jk) = ( ptb(ji  ,jj+1,jk,jn) - ptb(ji,jj,jk,jn) ) * vmask(ji,jj,jk)
229               END DO
230            END DO
231         END DO
232         IF( ln_zps.and.l_grad_zps ) THEN              ! partial steps: correction at the last level
233            DO jj = 1, jpjm1
234               DO ji = 1, jpim1
235                  zdit(ji,jj,mbku(ji,jj)) = pgu(ji,jj,jn)
236                  zdjt(ji,jj,mbkv(ji,jj)) = pgv(ji,jj,jn)
237               END DO
238            END DO
239         ENDIF
240
241         !!----------------------------------------------------------------------
242         !!   II - horizontal trend  (full)
243         !!----------------------------------------------------------------------
244         !
245         DO jk = 1, jpkm1
246            !
247            !                    !==  Vertical tracer gradient at level jk and jk+1
248            zdkt3d(:,:,1) = ( ptb(:,:,jk,jn) - ptb(:,:,jk+1,jn) ) * tmask(:,:,jk+1)
249            !
250            !                    ! surface boundary condition: zdkt3d(jk=0)=zdkt3d(jk=1)
251            IF( jk == 1 ) THEN   ;   zdkt3d(:,:,0) = zdkt3d(:,:,1)
252            ELSE                 ;   zdkt3d(:,:,0) = ( ptb(:,:,jk-1,jn) - ptb(:,:,jk,jn) ) * tmask(:,:,jk)
253            ENDIF
254            !
255            zaei_slp = 0._wp
256            !
257            IF( ln_botmix_triad ) THEN
258               DO ip = 0, 1              !==  Horizontal & vertical fluxes
259                  DO kp = 0, 1
260                     DO jj = 1, jpjm1
261                        DO ji = 1, fs_jpim1
262                           ze1ur = r1_e1u(ji,jj)
263                           zdxt  = zdit(ji,jj,jk) * ze1ur
264                           ze3wr = 1._wp / fse3w(ji+ip,jj,jk+kp)
265                           zdzt  = zdkt3d(ji+ip,jj,kp) * ze3wr
266                           zslope_skew = triadi_g(ji+ip,jj,jk,1-ip,kp)
267                           zslope_iso  = triadi  (ji+ip,jj,jk,1-ip,kp)
268
269                           zbu = 0.25_wp * e1e2u(ji,jj) * fse3u(ji,jj,jk)
270                           ! ln_botmix_triad is .T. don't mask zah for bottom half cells    !!gm ?????   ahu is masked....
271                           zah = pahu(ji,jj,jk)
272                           zah_slp  = zah * zslope_iso
273                           IF( ln_ldfeiv )   zaei_slp = aeiu(ji,jj,jk) * zslope_skew
274                           zftu(ji   ,jj,jk   ) = zftu(ji   ,jj,jk   ) - ( zah * zdxt + (zah_slp - zaei_slp) * zdzt ) * zbu * ze1ur
275                           ztfw(ji+ip,jj,jk+kp) = ztfw(ji+ip,jj,jk+kp) - ( zah_slp + zaei_slp) * zdxt                 * zbu * ze3wr
276                        END DO
277                     END DO
278                  END DO
279               END DO
280
281               DO jp = 0, 1
282                  DO kp = 0, 1
283                     DO jj = 1, jpjm1
284                        DO ji = 1, fs_jpim1
285                           ze2vr =r1_e2v(ji,jj)
286                           zdyt  = zdjt(ji,jj,jk) * ze2vr
287                           ze3wr = 1._wp / fse3w(ji,jj+jp,jk+kp)
288                           zdzt  = zdkt3d(ji,jj+jp,kp) * ze3wr
289                           zslope_skew = triadj_g(ji,jj+jp,jk,1-jp,kp)
290                           zslope_iso  = triadj(ji,jj+jp,jk,1-jp,kp)
291                           zbv = 0.25_wp * e1e2v(ji,jj) * fse3v(ji,jj,jk)
292                           ! ln_botmix_triad is .T. don't mask zah for bottom half cells    !!gm ?????  ahv is masked...
293                           zah = pahv(ji,jj,jk)
294                           zah_slp = zah * zslope_iso
295                           IF( ln_ldfeiv )   zaei_slp = aeiv(ji,jj,jk) * zslope_skew
296                           zftv(ji,jj   ,jk   ) = zftv(ji,jj   ,jk   ) - ( zah * zdyt + (zah_slp - zaei_slp) * zdzt ) * zbv * ze2vr
297                           ztfw(ji,jj+jp,jk+kp) = ztfw(ji,jj+jp,jk+kp) - ( zah_slp + zaei_slp ) * zdyt                * zbv * ze3wr
298                        END DO
299                     END DO
300                  END DO
301               END DO
302
303            ELSE
304
305               DO ip = 0, 1               !==  Horizontal & vertical fluxes
306                  DO kp = 0, 1
307                     DO jj = 1, jpjm1
308                        DO ji = 1, fs_jpim1
309                           ze1ur = r1_e1u(ji,jj)
310                           zdxt  = zdit(ji,jj,jk) * ze1ur
311                           ze3wr = 1._wp / fse3w(ji+ip,jj,jk+kp)
312                           zdzt  = zdkt3d(ji+ip,jj,kp) * ze3wr
313                           zslope_skew = triadi_g(ji+ip,jj,jk,1-ip,kp)
314                           zslope_iso  = triadi(ji+ip,jj,jk,1-ip,kp)
315
316                           zbu = 0.25_wp * e1e2u(ji,jj) * fse3u(ji,jj,jk)
317                           ! ln_botmix_triad is .F. mask zah for bottom half cells
318                           zah = pahu(ji,jj,jk) * umask(ji,jj,jk+kp)         ! pahu(ji+ip,jj,jk)   ===>>  ????
319                           zah_slp  = zah * zslope_iso
320                           IF( ln_ldfeiv )   zaei_slp = aeiu(ji,jj,jk) * zslope_skew        ! fsaeit(ji+ip,jj,jk)*zslope_skew
321                           zftu(ji   ,jj,jk   ) = zftu(ji   ,jj,jk   ) - ( zah * zdxt + (zah_slp - zaei_slp) * zdzt ) * zbu * ze1ur
322                           ztfw(ji+ip,jj,jk+kp) = ztfw(ji+ip,jj,jk+kp) - (zah_slp + zaei_slp) * zdxt * zbu * ze3wr
323                        END DO
324                     END DO
325                  END DO
326               END DO
327
328               DO jp = 0, 1
329                  DO kp = 0, 1
330                     DO jj = 1, jpjm1
331                        DO ji = 1, fs_jpim1
332                           ze2vr = r1_e2v(ji,jj)
333                           zdyt  = zdjt(ji,jj,jk) * ze2vr
334                           ze3wr = 1._wp / fse3w(ji,jj+jp,jk+kp)
335                           zdzt  = zdkt3d(ji,jj+jp,kp) * ze3wr
336                           zslope_skew = triadj_g(ji,jj+jp,jk,1-jp,kp)
337                           zslope_iso  = triadj(ji,jj+jp,jk,1-jp,kp)
338                           zbv = 0.25_wp * e1e2v(ji,jj) * fse3v(ji,jj,jk)
339                           ! ln_botmix_triad is .F. mask zah for bottom half cells
340                           zah = pahv(ji,jj,jk) * vmask(ji,jj,jk+kp)         ! pahv(ji,jj+jp,jk)  ????
341                           zah_slp = zah * zslope_iso
342                           IF( ln_ldfeiv )   zaei_slp = aeiv(ji,jj,jk) * zslope_skew        ! fsaeit(ji,jj+jp,jk)*zslope_skew
343                           zftv(ji,jj,jk) = zftv(ji,jj,jk) - ( zah * zdyt + (zah_slp - zaei_slp) * zdzt ) * zbv * ze2vr
344                           ztfw(ji,jj+jp,jk+kp) = ztfw(ji,jj+jp,jk+kp) - (zah_slp + zaei_slp) * zdyt * zbv * ze3wr
345                        END DO
346                     END DO
347                  END DO
348               END DO
349            ENDIF
350            !                             !==  horizontal divergence and add to the general trend  ==!
351            DO jj = 2 , jpjm1
352               DO ji = fs_2, fs_jpim1  ! vector opt.
353                  pta(ji,jj,jk,jn) = pta(ji,jj,jk,jn) + zsign * (  zftu(ji-1,jj,jk) - zftu(ji,jj,jk)       &
354                     &                                           + zftv(ji,jj-1,jk) - zftv(ji,jj,jk)   )   &
355                     &                                        / (  e1e2t(ji,jj) * fse3t(ji,jj,jk)  )
356               END DO
357            END DO
358            !
359         END DO
360         !
361         !                                !==  add the vertical 33 flux  ==!
362         IF( ln_traldf_lap ) THEN               ! laplacian case: eddy coef = ah_wslp2 - akz
363            DO jk = 2, jpkm1       
364               DO jj = 1, jpjm1
365                  DO ji = fs_2, fs_jpim1
366                     ztfw(ji,jj,jk) = ztfw(ji,jj,jk) - e1e2t(ji,jj) / fse3w(ji,jj,jk) * tmask(ji,jj,jk)   &
367                        &                            * ( ah_wslp2(ji,jj,jk) - akz(ji,jj,jk) )             &
368                        &                            * ( ptb(ji,jj,jk-1,jn) - ptb(ji,jj,jk,jn) )
369                  END DO
370               END DO
371            END DO
372         ELSE                                   ! bilaplacian
373            SELECT CASE( kpass )
374            CASE(  1  )                            ! 1st pass : eddy coef = ah_wslp2
375               DO jk = 2, jpkm1 
376                  DO jj = 1, jpjm1
377                     DO ji = fs_2, fs_jpim1
378                        ztfw(ji,jj,jk) = ztfw(ji,jj,jk) - e1e2t(ji,jj) / fse3w(ji,jj,jk) * tmask(ji,jj,jk)             &
379                           &                            * ah_wslp2(ji,jj,jk) * ( ptb(ji,jj,jk-1,jn) - ptb(ji,jj,jk,jn) )
380                     END DO
381                  END DO
382               END DO
383            CASE(  2  )                            ! 2nd pass : eddy flux = ah_wslp2 and akz applied on ptb  and ptbb gradients, resp.
384               DO jk = 2, jpkm1 
385                  DO jj = 1, jpjm1
386                     DO ji = fs_2, fs_jpim1
387                        ztfw(ji,jj,jk) = ztfw(ji,jj,jk) - e1e2t(ji,jj) / fse3w(ji,jj,jk) * tmask(ji,jj,jk)                      &
388                           &                            * (  ah_wslp2(ji,jj,jk) * ( ptb (ji,jj,jk-1,jn) - ptb (ji,jj,jk,jn) )   &
389                           &                               + akz     (ji,jj,jk) * ( ptbb(ji,jj,jk-1,jn) - ptbb(ji,jj,jk,jn) )   )
390                     END DO
391                  END DO
392               END DO
393            END SELECT
394         ENDIF
395         !
396         DO jk = 1, jpkm1                 !==  Divergence of vertical fluxes added to pta  ==!
397            DO jj = 2, jpjm1
398               DO ji = fs_2, fs_jpim1  ! vector opt.
399                  pta(ji,jj,jk,jn) = pta(ji,jj,jk,jn) + zsign * (  ztfw(ji,jj,jk+1) - ztfw(ji,jj,jk)  )   &
400                     &                                        / ( e1e2t(ji,jj) * fse3t(ji,jj,jk) )
401               END DO
402            END DO
403         END DO
404         !
405         IF( ( kpass == 1 .AND. ln_traldf_lap ) .OR.  &     !==  first pass only (  laplacian)  ==!
406             ( kpass == 2 .AND. ln_traldf_blp ) ) THEN      !==  2nd   pass      (bilaplacian)  ==!
407            !
408            !                             ! "Poleward" diffusive heat or salt transports (T-S case only)
409            IF( cdtype == 'TRA' .AND. ln_diaptr .AND. ( MOD( kt, nn_fptr ) == 0 ) ) THEN
410               IF( jn == jp_tem)   htr_ldf(:) = ptr_vj( zftv(:,:,:) )        ! 3.3  names
411               IF( jn == jp_sal)   str_ldf(:) = ptr_vj( zftv(:,:,:) )
412            ENDIF
413
414#if defined key_diaar5
415            !                             ! AR5 diagnostics:  vertical integrated heat transport
416            IF( cdtype == 'TRA' .AND. jn == jp_tem  ) THEN
417               z2d(:,:) = 0._wp
418               zztmp = rau0 * rcp
419               DO jk = 1, jpkm1
420                  DO jj = 2, jpjm1
421                     DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
422                        z2d(ji,jj) = z2d(ji,jj) + zftu(ji,jj,jk)
423                     END DO
424                  END DO
425               END DO
426               z2d(:,:) = zztmp * z2d(:,:)
427               CALL lbc_lnk( z2d, 'U', -1. )
428               CALL iom_put( "udiff_heattr", z2d )                  ! heat transport in i-direction
429               z2d(:,:) = 0._wp
430               DO jk = 1, jpkm1
431                  DO jj = 2, jpjm1
432                     DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
433                        z2d(ji,jj) = z2d(ji,jj) + zftv(ji,jj,jk)
434                     END DO
435                  END DO
436               END DO
437               z2d(:,:) = zztmp * z2d(:,:)
438               CALL lbc_lnk( z2d, 'V', -1. )
439               CALL iom_put( "vdiff_heattr", z2d )                  !  heat transport in j-direction
440            ENDIF
441#endif
442         ENDIF                                                    !== end pass selection  ==!
443         !
444         !                                                        ! ===============
445      END DO                                                      ! end tracer loop
446      !                                                           ! ===============
447      !
448      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj,      z2d ) 
449      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zdit, zdjt, ztfw  ) 
450      !
451      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('tra_ldf_iso_triad')
452      !
453   END SUBROUTINE tra_ldf_iso_triad
454
455
456   SUBROUTINE tra_ldf_iso_blp( kt, kit000, cdtype, pgu, pgv, pahu, pahv,      &
457       &                                                       ptb, pta, kjpt )
458      !!----------------------------------------------------------------------
459      !!                 ***  ROUTINE tra_ldf_blp  ***
460      !!                   
461      !! ** Purpose :   Compute the before horizontal tracer diffusive
462      !!      trend and add it to the general trend of tracer equation.
463      !!
464      !! ** Method  :   The lateral diffusive trends is provided by a bilaplacian
465      !!      operator rotated along iso-neutral surfaces applied to before field
466      !!      (forward in time).
467      !!         It is computed by two successive calls to tra_ldf_iso_triad
468      !!      routine (i.e. a laplacian triad-operator).
469      !!         It requires ln_traldf_msc=T unless a very small time step is used
470      !!
471      !! ** Action :   pta   updated with the before rotated bilaplacian diffusion
472      !!               akz   stabilizing vertical diffusivity coefficient (used in trazdf_imp)
473      !!----------------------------------------------------------------------
474      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kt         ! ocean time-step index
475      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kit000     ! first time step index
476      CHARACTER(len=3)                     , INTENT(in   ) ::   cdtype     ! =TRA or TRC (tracer indicator)
477      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kjpt       ! number of tracers
478      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj    ,kjpt), INTENT(in   ) ::   pgu, pgv   ! tracer gradient at pstep levels
479      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk)     , INTENT(in   ) ::   pahu, pahv   ! eddy diffusivity at u- and v-points  [m2/s]
480      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,kjpt), INTENT(in   ) ::   ptb        ! before and now tracer fields
481      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,kjpt), INTENT(inout) ::   pta        ! tracer trend
482      !
483      INTEGER ::   ji, jj, jk, jn   ! dummy loop indices
484      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:,:) :: zlap         ! laplacian at t-point
485      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:)   :: zglu, zglv   ! gradient of the laplacian at partial step level (u- and v-points)
486      !!----------------------------------------------------------------------
487      !
488      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('tra_ldf_iso_blp')
489      !
490      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, kjpt, zlap ) 
491      CALL wrk_alloc( jpi, jpj     , kjpt, zglu, zglv ) 
492      !
493      IF( kt == kit000 )  THEN
494         IF(lwp) WRITE(numout,*)
495         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'tra_ldf_iso_blp : iso-neutral biharmonic operator on ', cdtype
496         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~~~~'
497      ENDIF
498
499      zlap(:,:,:,:) = 0._wp
500      !                                                           ! rotated laplacian applied to ptb (output in zlap)
501      IF( ln_traldf_triad ) THEN                                        ! triad operator (Griffies)
502         CALL tra_ldf_iso_triad( kt, kit000, cdtype, pgu, pgv, pahu, pahv, ptb, ptb, zlap, kjpt, 1 )
503      ELSE                                                              ! Madec operator
504         CALL tra_ldf_iso      ( kt, kit000, cdtype, pgu, pgv, pahu, pahv, ptb, ptb, zlap, kjpt, 1 )
505      ENDIF                                                                               
506      !
507      DO jn = 1, kjpt
508         CALL lbc_lnk( zlap(:,:,:,jn) , 'T', 1. )                 ! Lateral boundary conditions (unchanged sign)
509      END DO
510      !     
511      IF( ln_zps )   CALL zps_hde( kt, jpts, zlap, zglu, zglv )   ! Partial steps: hor. gradient of laplacian at the partial step level
512     
513      !                                                           ! rotated laplacian applied to zlap (output in pta)
514      IF( ln_traldf_triad ) THEN                                        ! triad operator (Griffies)
515         CALL tra_ldf_iso_triad( kt, kit000, cdtype, zglu, zglv, pahu, pahv, zlap, ptb, pta, kjpt, 2 )
516      ELSE                                                              ! Madec operator
517         CALL tra_ldf_iso      ( kt, kit000, cdtype, zglu, zglv, pahu, pahv, zlap, ptb, pta, kjpt, 2 )
518      ENDIF                                                                               
519      !
520      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, kjpt, zlap ) 
521      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj     , kjpt, zglu, zglv ) 
522      !
523      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('tra_ldf_iso_blp')
524      !
525   END SUBROUTINE tra_ldf_iso_blp
526
527   !!==============================================================================
528END MODULE traldf_iso_triad
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.