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.
sbcice_lim_2.F90 in branches/2014/dev_CNRS_2014/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC – NEMO

source: branches/2014/dev_CNRS_2014/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC/sbcice_lim_2.F90 @ 4901

Last change on this file since 4901 was 4901, checked in by cetlod, 9 years ago

2014/dev_CNRS_2014 : merge the 3rd branch onto dev_CNRS_2014, see ticket #1415

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 13.8 KB
Line 
1MODULE sbcice_lim_2
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  sbcice_lim_2  ***
4   !! Surface module :  update surface ocean boundary condition over ice covered area using LIM sea-ice model
5   !! Sea-Ice model  :  LIM-2 Sea ice model time-stepping
6   !!======================================================================
7   !! History :  1.0   !  06-2006  (G. Madec)  from icestp_2.F90
8   !!            3.0   !  08-2008  (S. Masson, E. .... ) coupled interface
9   !!            3.3   !  05-2009  (G.Garric) addition of the lim2_evp case
10   !!----------------------------------------------------------------------
11#if defined key_lim2
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!   'key_lim2' :                                    LIM-2 sea-ice model
14   !!----------------------------------------------------------------------
15   !!   sbc_ice_lim_2   : sea-ice model time-stepping and update ocean sbc over ice-covered area
16   !!----------------------------------------------------------------------
17   USE oce              ! ocean dynamics and tracers
18   USE dom_oce          ! ocean space and time domain
19   USE ice_2
20   USE par_ice_2
21   USE iceini_2
22   USE dom_ice_2
23
24   USE sbc_oce          ! Surface boundary condition: ocean fields
25   USE sbc_ice          ! Surface boundary condition: ice   fields
26   USE sbcblk_core      ! Surface boundary condition: CORE bulk
27   USE sbcblk_clio      ! Surface boundary condition: CLIO bulk
28   USE sbccpl           ! Surface boundary condition: coupled interface
29   USE albedo
30
31   USE phycst           ! Define parameters for the routines
32   USE eosbn2           ! equation of state
33   USE limdyn_2
34   USE limtrp_2
35   USE limdmp_2
36   USE limthd_2
37   USE limsbc_2         ! sea surface boundary condition
38   USE limdia_2
39   USE limwri_2
40   USE limrst_2
41
42   USE c1d              ! 1D vertical configuration
43
44   USE lbclnk           ! lateral boundary condition - MPP link
45   USE lib_mpp          ! MPP library
46   USE wrk_nemo         ! work arrays
47   USE iom              ! I/O manager library
48   USE in_out_manager   ! I/O manager
49   USE prtctl           ! Print control
50
51# if defined key_agrif
52   USE agrif_ice
53   USE agrif_lim2_update
54# endif
55
56   IMPLICIT NONE
57   PRIVATE
58
59   PUBLIC sbc_ice_lim_2 ! routine called by sbcmod.F90
60
61   !! * Substitutions
62#  include "domzgr_substitute.h90"
63#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
64   !!----------------------------------------------------------------------
65   !! NEMO/OPA 3.3 , NEMO Consortium (2010)
66   !! $Id$
67   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
68   !!----------------------------------------------------------------------
69CONTAINS
70
71   SUBROUTINE sbc_ice_lim_2( kt, ksbc )
72      !!---------------------------------------------------------------------
73      !!                  ***  ROUTINE sbc_ice_lim_2  ***
74      !!                   
75      !! ** Purpose :   update the ocean surface boundary condition via the
76      !!                Louvain la Neuve Sea Ice Model time stepping
77      !!
78      !! ** Method  :   ice model time stepping
79      !!              - call the ice dynamics routine
80      !!              - call the ice advection/diffusion routine
81      !!              - call the ice thermodynamics routine
82      !!              - call the routine that computes mass and
83      !!                heat fluxes at the ice/ocean interface
84      !!              - save the outputs
85      !!              - save the outputs for restart when necessary
86      !!
87      !! ** Action  : - time evolution of the LIM sea-ice model
88      !!              - update all sbc variables below sea-ice:
89      !!                utau, vtau, taum, wndm, qns , qsr, emp , sfx
90      !!---------------------------------------------------------------------
91      INTEGER, INTENT(in) ::   kt      ! ocean time step
92      INTEGER, INTENT(in) ::   ksbc    ! type of sbc ( =3 CLIO bulk ; =4 CORE bulk ; =5 coupled )
93      !!
94      INTEGER  ::   ji, jj   ! dummy loop indices
95      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER :: zalb_os   ! ice albedo under overcast sky
96      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER :: zalb_cs   ! ice albedo under clear sky
97      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER :: zalb_ice  ! mean ice albedo
98      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER :: zsist     ! ice surface temperature (K)
99      !!----------------------------------------------------------------------
100
101      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,1, zalb_os, zalb_cs, zalb_ice, zsist )
102
103      IF( kt == nit000 ) THEN
104         IF(lwp) WRITE(numout,*)
105         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'sbc_ice_lim_2 : update ocean surface boudary condition' 
106         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~~   via Louvain la Neuve Ice Model (LIM) time stepping'
107         !
108         CALL ice_init_2
109         !
110# if defined key_agrif
111         IF( .NOT. Agrif_Root() ) CALL Agrif_InitValues_cont_lim2   ! AGRIF: set the meshes
112# endif
113      ENDIF
114
115      !                                        !----------------------!
116      IF( MOD( kt-1, nn_fsbc ) == 0 ) THEN     !  Ice time-step only  !
117         !                                     !----------------------!
118# if defined key_agrif
119         IF( .NOT. Agrif_Root() ) lim_nbstep = MOD(lim_nbstep,Agrif_rhot()&
120         &*Agrif_PArent(nn_fsbc)/REAL(nn_fsbc)) + 1
121# endif
122         !  Bulk Formulea !
123         !----------------!
124         ! ... mean surface ocean current at ice dynamics point
125         SELECT CASE( cp_ice_msh )
126         CASE( 'I' )                  !== B-grid ice dynamics :   I-point (i.e. F-point with sea-ice indexation)
127            DO jj = 2, jpj
128               DO ji = 2, jpi   ! NO vector opt. possible
129                  u_oce(ji,jj) = 0.5_wp * ( ssu_m(ji-1,jj  ) + ssu_m(ji-1,jj-1) ) * tmu(ji,jj)
130                  v_oce(ji,jj) = 0.5_wp * ( ssv_m(ji  ,jj-1) + ssv_m(ji-1,jj-1) ) * tmu(ji,jj)
131               END DO
132            END DO
133            CALL lbc_lnk( u_oce, 'I', -1. )   ! I-point (i.e. F-point with ice indices)
134            CALL lbc_lnk( v_oce, 'I', -1. )   ! I-point (i.e. F-point with ice indices)
135            !
136         CASE( 'C' )                  !== C-grid ice dynamics :   U & V-points (same as ocean)
137            u_oce(:,:) = ssu_m(:,:)                     ! mean surface ocean current at ice velocity point
138            v_oce(:,:) = ssv_m(:,:)
139            !
140         END SELECT
141
142         ! ... masked sea surface freezing temperature [Kelvin] (set to rt0 over land)
143         tfu(:,:) = eos_fzp( sss_m ) +  rt0 
144
145         zsist (:,:,1) = sist (:,:) + rt0 * ( 1. - tmask(:,:,1) )
146
147         ! Ice albedo
148
149         CALL albedo_ice( zsist, reshape( hicif, (/jpi,jpj,1/) ), &
150                                 reshape( hsnif, (/jpi,jpj,1/) ), &
151                          zalb_cs, zalb_os )
152
153         SELECT CASE( ksbc )
154         CASE( jp_core , jp_cpl )   ! CORE and COUPLED bulk formulations
155
156            ! albedo depends on cloud fraction because of non-linear spectral effects
157            zalb_ice(:,:,:) = ( 1. - cldf_ice ) * zalb_cs(:,:,:) + cldf_ice * zalb_os(:,:,:)
158            ! In CLIO the cloud fraction is read in the climatology and the all-sky albedo
159            ! (zalb_ice) is computed within the bulk routine
160
161         END SELECT
162
163         ! ... Sea-ice surface boundary conditions output from bulk formulae :
164         !     - utau_ice   ! surface ice stress i-component (I-point)   [N/m2]
165         !     - vtau_ice   ! surface ice stress j-component (I-point)   [N/m2]
166         !     - qns_ice    ! non solar heat flux over ice   (T-point)   [W/m2]
167         !     - qsr_ice    !     solar heat flux over ice   (T-point)   [W/m2]
168         !     - qla_ice    ! latent    heat flux over ice   (T-point)   [W/m2]
169         !     - dqns_ice   ! non solar heat sensistivity    (T-point)   [W/m2]
170         !     - dqla_ice   ! latent    heat sensistivity    (T-point)   [W/m2]
171         !     - tprecip    ! total precipitation            (T-point)   [Kg/m2/s]
172         !     - sprecip    ! solid precipitation            (T-point)   [Kg/m2/s]
173         !     - fr1_i0     ! 1sr fraction of qsr penetration in ice     [%]
174         !     - fr2_i0     ! 2nd fraction of qsr penetration in ice     [%]
175         !
176         SELECT CASE( ksbc )
177         CASE( jp_clio )           ! CLIO bulk formulation
178            CALL blk_ice_clio( zsist, zalb_cs    , zalb_os    , zalb_ice   ,            &
179               &                      utau_ice   , vtau_ice   , qns_ice    , qsr_ice,   &
180               &                      qla_ice    , dqns_ice   , dqla_ice   ,            &
181               &                      tprecip    , sprecip    ,                         &
182               &                      fr1_i0     , fr2_i0     , cp_ice_msh , jpl  )
183
184         CASE( jp_core )           ! CORE bulk formulation
185            CALL blk_ice_core( zsist, u_ice      , v_ice      , zalb_ice   ,            &
186               &                      utau_ice   , vtau_ice   , qns_ice    , qsr_ice,   &
187               &                      qla_ice    , dqns_ice   , dqla_ice   ,            &
188               &                      tprecip    , sprecip    ,                         &
189               &                      fr1_i0     , fr2_i0     , cp_ice_msh , jpl  )
190            IF( ltrcdm2dc_ice )   CALL blk_ice_meanqsr( zalb_ice, qsr_ice_mean, jpl )
191
192         CASE( jp_cpl )            ! Coupled formulation : atmosphere-ice stress only (fluxes provided after ice dynamics)
193            CALL sbc_cpl_ice_tau( utau_ice , vtau_ice )
194         END SELECT
195
196         CALL iom_put( 'utau_ice', utau_ice )     ! Wind stress over ice along i-axis at I-point
197         CALL iom_put( 'vtau_ice', vtau_ice )     ! Wind stress over ice along j-axis at I-point
198
199         IF(ln_ctl) THEN         ! print mean trends (used for debugging)
200            CALL prt_ctl_info( 'Ice Forcings ' )
201            CALL prt_ctl( tab2d_1=tprecip ,clinfo1=' sbc_ice_lim: precip  : ', tab2d_2=sprecip , clinfo2=' Snow    : ' )
202            CALL prt_ctl( tab2d_1=utau_ice,clinfo1=' sbc_ice_lim: utau_ice: ', tab2d_2=vtau_ice, clinfo2=' vtau_ice: ' )
203            CALL prt_ctl( tab2d_1=sst_m   ,clinfo1=' sbc_ice_lim: sst     : ', tab2d_2=sss_m   , clinfo2=' sss     : ' )
204            CALL prt_ctl( tab2d_1=u_oce   ,clinfo1=' sbc_ice_lim: u_io    : ', tab2d_2=v_oce   , clinfo2=' v_io    : ' )
205            CALL prt_ctl( tab2d_1=hsnif   ,clinfo1=' sbc_ice_lim: hsnif  1: ', tab2d_2=hicif   , clinfo2=' hicif   : ' )
206            CALL prt_ctl( tab2d_1=frld    ,clinfo1=' sbc_ice_lim: frld   1: ', tab2d_2=sist    , clinfo2=' sist    : ' )
207         ENDIF
208
209         ! ---------------- !
210         !  Ice model step  !
211         ! ---------------- !
212         numit = numit + nn_fsbc                           ! Ice model time step
213
214                           CALL lim_rst_opn_2  ( kt )  ! Open Ice restart file
215         IF( .NOT. lk_c1d ) THEN                       ! Ice dynamics & transport (except in 1D case)
216                           CALL lim_dyn_2      ( kt )      ! Ice dynamics    ( rheology/dynamics )
217                           CALL lim_trp_2      ( kt )      ! Ice transport   ( Advection/diffusion )
218           IF( ln_limdmp ) CALL lim_dmp_2      ( kt )      ! Ice damping
219         END IF
220         !                                             ! Ice surface fluxes in coupled mode
221         IF( ksbc == jp_cpl )   THEN
222            a_i(:,:,1)=fr_i
223            CALL sbc_cpl_ice_flx( frld,                                              &
224            !                                optional arguments, used only in 'mixed oce-ice' case
225            &                                             palbi = zalb_ice, psst = sst_m, pist = zsist )
226            sprecip(:,:) = - emp_ice(:,:)   ! Ugly patch, WARNING, in coupled mode, sublimation included in snow (parsub = 0.)
227         ENDIF
228                           CALL lim_thd_2      ( kt )      ! Ice thermodynamics
229                           CALL lim_sbc_flx_2  ( kt )      ! update surface ocean mass, heat & salt fluxes
230#if defined key_top
231        IF( ltrcdm2dc_ice )CALL lim_bio_meanqsr_2
232#endif
233
234         IF(  .NOT. lk_mpp )THEN
235            IF( MOD( kt+nn_fsbc-1, ninfo ) == 0 .OR. ntmoy == 1 )   &
236            &              CALL lim_dia_2      ( kt )      ! Ice Diagnostics
237         ENDIF
238# if ! defined key_iomput
239                           CALL lim_wri_2      ( kt )      ! Ice outputs
240# endif
241         IF( lrst_ice  )   CALL lim_rst_write_2( kt )      ! Ice restart file
242         !
243# if defined key_agrif && defined key_lim2
244         IF( .NOT. Agrif_Root() )   CALL agrif_update_lim2( kt )
245# endif
246         !
247      ENDIF                                    ! End sea-ice time step only
248      !
249      !                                        !--------------------------!
250      !                                        !  at all ocean time step  !
251      !                                        !--------------------------!
252      !                                               
253      !                                              ! Update surface ocean stresses (only in ice-dynamic case)
254      !                                                   ! otherwise the atm.-ocean stresses are used everywhere
255      IF( ln_limdyn    )   CALL lim_sbc_tau_2( kt, ub(:,:,1), vb(:,:,1) )  ! using before instantaneous surf. currents
256      !
257      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,1, zalb_os, zalb_cs, zalb_ice, zsist )
258      !
259   END SUBROUTINE sbc_ice_lim_2
260
261#else
262   !!----------------------------------------------------------------------
263   !!   Default option           Dummy module      NO LIM 2.0 sea-ice model
264   !!----------------------------------------------------------------------
265CONTAINS
266   SUBROUTINE sbc_ice_lim_2 ( kt, ksbc )     ! Dummy routine
267      INTEGER, INTENT(in) ::   kt, ksbc   
268      WRITE(*,*) 'sbc_ice_lim_2: You should not have seen this print! error?', kt, ksbc
269   END SUBROUTINE sbc_ice_lim_2
270#endif
271
272   !!======================================================================
273END MODULE sbcice_lim_2
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.