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asminc.F90 in branches/2014/dev_r4650_UKMO7_STARTHOUR/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/ASM – NEMO

source: branches/2014/dev_r4650_UKMO7_STARTHOUR/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/ASM/asminc.F90 @ 4772

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  • Property svn:keywords set to Id
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Line 
1MODULE asminc
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE asminc  ***
4   !! Assimilation increment : Apply an increment generated by data
5   !!                          assimilation
6   !!======================================================================
7   !! History :       ! 2007-03  (M. Martin)  Met Office version
8   !!                 ! 2007-04  (A. Weaver)  calc_date original code
9   !!                 ! 2007-04  (A. Weaver)  Merge with OPAVAR/NEMOVAR
10   !!   NEMO     3.3  ! 2010-05  (D. Lea)  Update to work with NEMO v3.2
11   !!             -   ! 2010-05  (D. Lea)  add calc_month_len routine based on day_init
12   !!            3.4  ! 2012-10  (A. Weaver and K. Mogensen) Fix for direct initialization
13   !!----------------------------------------------------------------------
14
15   !!----------------------------------------------------------------------
16   !!   'key_asminc'   : Switch on the assimilation increment interface
17   !!----------------------------------------------------------------------
18   !!   asm_inc_init   : Initialize the increment arrays and IAU weights
19   !!   calc_date      : Compute the calendar date YYYYMMDDHH on a given step
20   !!   tra_asm_inc    : Apply the tracer (T and S) increments
21   !!   dyn_asm_inc    : Apply the dynamic (u and v) increments
22   !!   ssh_asm_inc    : Apply the SSH increment
23   !!   seaice_asm_inc : Apply the seaice increment
24   !!----------------------------------------------------------------------
25   USE wrk_nemo         ! Memory Allocation
26   USE par_oce          ! Ocean space and time domain variables
27   USE dom_oce          ! Ocean space and time domain
28   USE domvvl           ! domain: variable volume level
29   USE oce              ! Dynamics and active tracers defined in memory
30   USE ldfdyn_oce       ! ocean dynamics: lateral physics
31   USE eosbn2           ! Equation of state - in situ and potential density
32   USE zpshde           ! Partial step : Horizontal Derivative
33   USE iom              ! Library to read input files
34   USE asmpar           ! Parameters for the assmilation interface
35   USE c1d              ! 1D initialization
36   USE in_out_manager   ! I/O manager
37   USE lib_mpp          ! MPP library
38#if defined key_lim2
39   USE ice_2            ! LIM2
40#endif
41   USE sbc_oce          ! Surface boundary condition variables.
42
43   IMPLICIT NONE
44   PRIVATE
45   
46   PUBLIC   asm_inc_init   !: Initialize the increment arrays and IAU weights
47   PUBLIC   calc_date      !: Compute the calendar date YYYYMMDDHH on a given step
48   PUBLIC   tra_asm_inc    !: Apply the tracer (T and S) increments
49   PUBLIC   dyn_asm_inc    !: Apply the dynamic (u and v) increments
50   PUBLIC   ssh_asm_inc    !: Apply the SSH increment
51   PUBLIC   seaice_asm_inc !: Apply the seaice increment
52
53#if defined key_asminc
54    LOGICAL, PUBLIC, PARAMETER :: lk_asminc = .TRUE.   !: Logical switch for assimilation increment interface
55#else
56    LOGICAL, PUBLIC, PARAMETER :: lk_asminc = .FALSE.  !: No assimilation increments
57#endif
58   LOGICAL, PUBLIC :: ln_bkgwri     !: No output of the background state fields
59   LOGICAL, PUBLIC :: ln_asmiau     !: No applying forcing with an assimilation increment
60   LOGICAL, PUBLIC :: ln_asmdin     !: No direct initialization
61   LOGICAL, PUBLIC :: ln_trainc     !: No tracer (T and S) assimilation increments
62   LOGICAL, PUBLIC :: ln_dyninc     !: No dynamics (u and v) assimilation increments
63   LOGICAL, PUBLIC :: ln_sshinc     !: No sea surface height assimilation increment
64   LOGICAL, PUBLIC :: ln_seaiceinc  !: No sea ice concentration increment
65   LOGICAL, PUBLIC :: ln_salfix     !: Apply minimum salinity check
66   LOGICAL, PUBLIC :: ln_temnofreeze = .FALSE. !: Don't allow the temperature to drop below freezing
67   INTEGER, PUBLIC :: nn_divdmp     !: Apply divergence damping filter nn_divdmp times
68
69   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::   t_bkg   , s_bkg      !: Background temperature and salinity
70   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::   u_bkg   , v_bkg      !: Background u- & v- velocity components
71   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::   t_bkginc, s_bkginc   !: Increment to the background T & S
72   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::   u_bkginc, v_bkginc   !: Increment to the u- & v-components
73   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:)    , ALLOCATABLE ::   wgtiau               !: IAU weights for each time step
74#if defined key_asminc
75   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::   ssh_iau           !: IAU-weighted sea surface height increment
76#endif
77   !                                !!! time steps relative to the cycle interval [0,nitend-nit000-1]
78   INTEGER , PUBLIC ::   nitbkg      !: Time step of the background state used in the Jb term
79   INTEGER , PUBLIC ::   nitdin      !: Time step of the background state for direct initialization
80   INTEGER , PUBLIC ::   nitiaustr   !: Time step of the start of the IAU interval
81   INTEGER , PUBLIC ::   nitiaufin   !: Time step of the end of the IAU interval
82   !
83   INTEGER , PUBLIC ::   niaufn      !: Type of IAU weighing function: = 0   Constant weighting
84   !                                 !: = 1   Linear hat-like, centred in middle of IAU interval
85   REAL(wp), PUBLIC ::   salfixmin   !: Ensure that the salinity is larger than this  value if (ln_salfix)
86
87   REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::   ssh_bkg, ssh_bkginc   ! Background sea surface height and its increment
88   REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::   seaice_bkginc         ! Increment to the background sea ice conc
89
90   !! * Substitutions
91#  include "domzgr_substitute.h90"
92#  include "ldfdyn_substitute.h90"
93#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
94   !!----------------------------------------------------------------------
95   !! NEMO/OPA 3.3 , NEMO Consortium (2010)
96   !! $Id$
97   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
98   !!----------------------------------------------------------------------
99CONTAINS
100
101   SUBROUTINE asm_inc_init
102      !!----------------------------------------------------------------------
103      !!                    ***  ROUTINE asm_inc_init  ***
104      !!         
105      !! ** Purpose : Initialize the assimilation increment and IAU weights.
106      !!
107      !! ** Method  : Initialize the assimilation increment and IAU weights.
108      !!
109      !! ** Action  :
110      !!----------------------------------------------------------------------
111      INTEGER :: ji, jj, jk
112      INTEGER :: jt
113      INTEGER :: imid
114      INTEGER :: inum
115      INTEGER :: iiauper         ! Number of time steps in the IAU period
116      INTEGER :: icycper         ! Number of time steps in the cycle
117      INTEGER :: iitend_date     ! Date YYYYMMDDHH of final time step
118      INTEGER :: iitbkg_date     ! Date YYYYMMDDHH of background time step for Jb term
119      INTEGER :: iitdin_date     ! Date YYYYMMDDHH of background time step for DI
120      INTEGER :: iitiaustr_date  ! Date YYYYMMDDHH of IAU interval start time step
121      INTEGER :: iitiaufin_date  ! Date YYYYMMDDHH of IAU interval final time step
122      INTEGER :: ios             ! Local integer output status for namelist read
123
124      REAL(wp) :: znorm        ! Normalization factor for IAU weights
125      REAL(wp) :: ztotwgt      ! Value of time-integrated IAU weights
126                               ! (should be equal to one)
127      REAL(wp) :: z_inc_dateb  ! Start date of interval on which increment is valid
128      REAL(wp) :: z_inc_datef  ! End date of interval on which increment is valid
129      REAL(wp) :: zdate_bkg    ! Date in background state file for DI
130      REAL(wp) :: zdate_inc    ! Time axis in increments file
131
132      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) :: hdiv
133      !!
134      NAMELIST/nam_asminc/ ln_bkgwri,                                      &
135         &                 ln_trainc, ln_dyninc, ln_sshinc,                &
136         &                 ln_asmdin, ln_asmiau,                           &
137         &                 nitbkg, nitdin, nitiaustr, nitiaufin, niaufn,   &
138         &                 ln_salfix, salfixmin,                &
139         &                 nn_divdmp
140      !!----------------------------------------------------------------------
141
142      !-----------------------------------------------------------------------
143      ! Read Namelist nam_asminc : assimilation increment interface
144      !-----------------------------------------------------------------------
145
146      ln_seaiceinc = .FALSE.
147      ln_temnofreeze = .FALSE.
148
149      REWIND( numnam_ref )              ! Namelist nam_asminc in reference namelist : Assimilation increment
150      READ  ( numnam_ref, nam_asminc, IOSTAT = ios, ERR = 901)
151901   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_asminc in reference namelist', lwp )
152
153      REWIND( numnam_cfg )              ! Namelist nam_asminc in configuration namelist : Assimilation increment
154      READ  ( numnam_cfg, nam_asminc, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
155902   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_asminc in configuration namelist', lwp )
156      IF(lwm) WRITE ( numond, nam_asminc )
157
158      ! Control print
159      IF(lwp) THEN
160         WRITE(numout,*)
161         WRITE(numout,*) 'asm_inc_init : Assimilation increment initialization :'
162         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
163         WRITE(numout,*) '   Namelist namasm : set assimilation increment parameters'
164         WRITE(numout,*) '      Logical switch for writing out background state          ln_bkgwri = ', ln_bkgwri
165         WRITE(numout,*) '      Logical switch for applying tracer increments            ln_trainc = ', ln_trainc
166         WRITE(numout,*) '      Logical switch for applying velocity increments          ln_dyninc = ', ln_dyninc
167         WRITE(numout,*) '      Logical switch for applying SSH increments               ln_sshinc = ', ln_sshinc
168         WRITE(numout,*) '      Logical switch for Direct Initialization (DI)            ln_asmdin = ', ln_asmdin
169         WRITE(numout,*) '      Logical switch for applying sea ice increments        ln_seaiceinc = ', ln_seaiceinc
170         WRITE(numout,*) '      Logical switch for Incremental Analysis Updating (IAU)   ln_asmiau = ', ln_asmiau
171         WRITE(numout,*) '      Timestep of background in [0,nitend-nit000-1]            nitbkg    = ', nitbkg
172         WRITE(numout,*) '      Timestep of background for DI in [0,nitend-nit000-1]     nitdin    = ', nitdin
173         WRITE(numout,*) '      Timestep of start of IAU interval in [0,nitend-nit000-1] nitiaustr = ', nitiaustr
174         WRITE(numout,*) '      Timestep of end of IAU interval in [0,nitend-nit000-1]   nitiaufin = ', nitiaufin
175         WRITE(numout,*) '      Type of IAU weighting function                           niaufn    = ', niaufn
176         WRITE(numout,*) '      Logical switch for ensuring that the sa > salfixmin      ln_salfix = ', ln_salfix
177         WRITE(numout,*) '      Minimum salinity after applying the increments           salfixmin = ', salfixmin
178      ENDIF
179
180      nitbkg_r    = nitbkg    + nit000 - 1  ! Background time referenced to nit000
181      nitdin_r    = nitdin    + nit000 - 1  ! Background time for DI referenced to nit000
182      nitiaustr_r = nitiaustr + nit000 - 1  ! Start of IAU interval referenced to nit000
183      nitiaufin_r = nitiaufin + nit000 - 1  ! End of IAU interval referenced to nit000
184
185      iiauper = nitiaufin_r - nitiaustr_r + 1  ! IAU interval length
186      icycper = nitend      - nit000      + 1  ! Cycle interval length
187
188      ! Date of final time step
189      CALL calc_date( nit000, nitend, ndate0, iitend_date )
190
191      ! Background time for Jb referenced to ndate0
192      CALL calc_date( nit000, nitbkg_r, ndate0, iitbkg_date )
193
194      ! Background time for DI referenced to ndate0
195      CALL calc_date( nit000, nitdin_r, ndate0, iitdin_date )
196
197      ! IAU start time referenced to ndate0
198      CALL calc_date( nit000, nitiaustr_r, ndate0, iitiaustr_date )
199
200      ! IAU end time referenced to ndate0
201      CALL calc_date( nit000, nitiaufin_r, ndate0, iitiaufin_date )
202
203      IF(lwp) THEN
204         WRITE(numout,*)
205         WRITE(numout,*) '   Time steps referenced to current cycle:'
206         WRITE(numout,*) '       iitrst      = ', nit000 - 1
207         WRITE(numout,*) '       nit000      = ', nit000
208         WRITE(numout,*) '       nitend      = ', nitend
209         WRITE(numout,*) '       nitbkg_r    = ', nitbkg_r
210         WRITE(numout,*) '       nitdin_r    = ', nitdin_r
211         WRITE(numout,*) '       nitiaustr_r = ', nitiaustr_r
212         WRITE(numout,*) '       nitiaufin_r = ', nitiaufin_r
213         WRITE(numout,*)
214         WRITE(numout,*) '   Dates referenced to current cycle:'
215         WRITE(numout,*) '       ndastp         = ', ndastp
216         WRITE(numout,*) '       ndate0         = ', ndate0
217         WRITE(numout,*) '       iitend_date    = ', iitend_date
218         WRITE(numout,*) '       iitbkg_date    = ', iitbkg_date
219         WRITE(numout,*) '       iitdin_date    = ', iitdin_date
220         WRITE(numout,*) '       iitiaustr_date = ', iitiaustr_date
221         WRITE(numout,*) '       iitiaufin_date = ', iitiaufin_date
222      ENDIF
223
224      IF ( nacc /= 0 ) &
225         & CALL ctl_stop( ' nacc /= 0 and key_asminc :',  &
226         &                ' Assimilation increments have only been implemented', &
227         &                ' for synchronous time stepping' )
228
229      IF ( ( ln_asmdin ).AND.( ln_asmiau ) )   &
230         & CALL ctl_stop( ' ln_asmdin and ln_asmiau :', &
231         &                ' Choose Direct Initialization OR Incremental Analysis Updating')
232
233      IF (      ( ( .NOT. ln_asmdin ).AND.( .NOT. ln_asmiau ) ) &
234           .AND.( ( ln_trainc ).OR.( ln_dyninc ).OR.( ln_sshinc ) .OR. ( ln_seaiceinc) )) &
235         & CALL ctl_stop( ' One or more of ln_trainc, ln_dyninc, ln_sshinc and ln_seaiceinc is set to .true.', &
236         &                ' but ln_asmdin and ln_asmiau are both set to .false. :', &
237         &                ' Inconsistent options')
238
239      IF ( ( ln_bkgwri ).AND.( ( ln_asmdin ).OR.( ln_asmiau ) ) )  &
240         & CALL ctl_stop( ' ln_bkgwri and either ln_asmdin or ln_asmiau are set to .true.:', &
241         &                ' The background state must be written before applying the increments')
242
243      IF ( ( niaufn /= 0 ).AND.( niaufn /= 1 ) ) &
244         & CALL ctl_stop( ' niaufn /= 0 or niaufn /=1 :',  &
245         &                ' Type IAU weighting function is invalid')
246
247      IF ( ( .NOT. ln_trainc ).AND.( .NOT. ln_dyninc ).AND.( .NOT. ln_sshinc ).AND.( .NOT. ln_seaiceinc ) &
248         &                     )  &
249         & CALL ctl_warn( ' ln_trainc, ln_dyninc, ln_sshinc and ln_seaiceinc are set to .false. :', &
250         &                ' The assimilation increments are not applied')
251
252      IF ( ( ln_asmiau ).AND.( nitiaustr == nitiaufin ) ) &
253         & CALL ctl_stop( ' nitiaustr = nitiaufin :',  &
254         &                ' IAU interval is of zero length')
255
256      IF ( ( ln_asmiau ).AND.( ( nitiaustr_r < nit000 ).OR.( nitiaufin_r > nitend ) ) ) &
257         & CALL ctl_stop( ' nitiaustr or nitiaufin :',  &
258         &                ' IAU starting or final time step is outside the cycle interval', &
259         &                 ' Valid range nit000 to nitend')
260
261      IF ( ( nitbkg_r < nit000 - 1 ).OR.( nitbkg_r > nitend ) ) &
262         & CALL ctl_stop( ' nitbkg :',  &
263         &                ' Background time step is outside the cycle interval')
264
265      IF ( ( nitdin_r < nit000 - 1 ).OR.( nitdin_r > nitend ) ) &
266         & CALL ctl_stop( ' nitdin :',  &
267         &                ' Background time step for Direct Initialization is outside', &
268         &                ' the cycle interval')
269
270      IF ( nstop > 0 ) RETURN       ! if there are any errors then go no further
271
272      !--------------------------------------------------------------------
273      ! Initialize the Incremental Analysis Updating weighting function
274      !--------------------------------------------------------------------
275
276      IF ( ln_asmiau ) THEN
277
278         ALLOCATE( wgtiau( icycper ) )
279
280         wgtiau(:) = 0.0
281
282         IF ( niaufn == 0 ) THEN
283
284            !---------------------------------------------------------
285            ! Constant IAU forcing
286            !---------------------------------------------------------
287
288            DO jt = 1, iiauper
289               wgtiau(jt+nitiaustr-1) = 1.0 / REAL( iiauper )
290            END DO
291
292         ELSEIF ( niaufn == 1 ) THEN
293
294            !---------------------------------------------------------
295            ! Linear hat-like, centred in middle of IAU interval
296            !---------------------------------------------------------
297
298            ! Compute the normalization factor
299            znorm = 0.0
300            IF ( MOD( iiauper, 2 ) == 0 ) THEN  ! Even number of time steps in IAU interval
301               imid = iiauper / 2 
302               DO jt = 1, imid
303                  znorm = znorm + REAL( jt )
304               END DO
305               znorm = 2.0 * znorm
306            ELSE                               ! Odd number of time steps in IAU interval
307               imid = ( iiauper + 1 ) / 2       
308               DO jt = 1, imid - 1
309                  znorm = znorm + REAL( jt )
310               END DO
311               znorm = 2.0 * znorm + REAL( imid )
312            ENDIF
313            znorm = 1.0 / znorm
314
315            DO jt = 1, imid - 1
316               wgtiau(jt+nitiaustr-1) = REAL( jt ) * znorm
317            END DO
318            DO jt = imid, iiauper
319               wgtiau(jt+nitiaustr-1) = REAL( iiauper - jt + 1 ) * znorm
320            END DO
321
322         ENDIF
323
324         ! Test that the integral of the weights over the weighting interval equals 1
325          IF(lwp) THEN
326             WRITE(numout,*)
327             WRITE(numout,*) 'asm_inc_init : IAU weights'
328             WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
329             WRITE(numout,*) '             time step         IAU  weight'
330             WRITE(numout,*) '             =========     ====================='
331             ztotwgt = 0.0
332             DO jt = 1, icycper
333                ztotwgt = ztotwgt + wgtiau(jt)
334                WRITE(numout,*) '         ', jt, '       ', wgtiau(jt) 
335             END DO   
336             WRITE(numout,*) '         ==================================='
337             WRITE(numout,*) '         Time-integrated weight = ', ztotwgt
338             WRITE(numout,*) '         ==================================='
339          ENDIF
340         
341      ENDIF
342
343      !--------------------------------------------------------------------
344      ! Allocate and initialize the increment arrays
345      !--------------------------------------------------------------------
346
347      ALLOCATE( t_bkginc(jpi,jpj,jpk) )
348      ALLOCATE( s_bkginc(jpi,jpj,jpk) )
349      ALLOCATE( u_bkginc(jpi,jpj,jpk) )
350      ALLOCATE( v_bkginc(jpi,jpj,jpk) )
351      ALLOCATE( ssh_bkginc(jpi,jpj)   )
352      ALLOCATE( seaice_bkginc(jpi,jpj))
353#if defined key_asminc
354      ALLOCATE( ssh_iau(jpi,jpj)      )
355#endif
356      t_bkginc(:,:,:) = 0.0
357      s_bkginc(:,:,:) = 0.0
358      u_bkginc(:,:,:) = 0.0
359      v_bkginc(:,:,:) = 0.0
360      ssh_bkginc(:,:) = 0.0
361      seaice_bkginc(:,:) = 0.0
362#if defined key_asminc
363      ssh_iau(:,:)    = 0.0
364#endif
365      IF ( ( ln_trainc ).OR.( ln_dyninc ).OR.( ln_sshinc ).OR.( ln_seaiceinc ) ) THEN
366
367         !--------------------------------------------------------------------
368         ! Read the increments from file
369         !--------------------------------------------------------------------
370
371         CALL iom_open( c_asminc, inum )
372
373         CALL iom_get( inum, 'time', zdate_inc ) 
374
375         CALL iom_get( inum, 'z_inc_dateb', z_inc_dateb )
376         CALL iom_get( inum, 'z_inc_datef', z_inc_datef )
377         z_inc_dateb = zdate_inc
378         z_inc_datef = zdate_inc
379
380         IF(lwp) THEN
381            WRITE(numout,*) 
382            WRITE(numout,*) 'asm_inc_init : Assimilation increments valid ', &
383               &            ' between dates ', NINT( z_inc_dateb ),' and ',  &
384               &            NINT( z_inc_datef )
385            WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
386         ENDIF
387
388         IF (     ( NINT( z_inc_dateb ) < ndastp      ) &
389            & .OR.( NINT( z_inc_datef ) > iitend_date ) ) &
390            & CALL ctl_warn( ' Validity time of assimilation increments is ', &
391            &                ' outside the assimilation interval' )
392
393         IF ( ( ln_asmdin ).AND.( NINT( zdate_inc ) /= iitdin_date ) ) &
394            & CALL ctl_warn( ' Validity time of assimilation increments does ', &
395            &                ' not agree with Direct Initialization time' )
396
397         IF ( ln_trainc ) THEN   
398            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckint', t_bkginc, 1 )
399            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckins', s_bkginc, 1 )
400            ! Apply the masks
401            t_bkginc(:,:,:) = t_bkginc(:,:,:) * tmask(:,:,:)
402            s_bkginc(:,:,:) = s_bkginc(:,:,:) * tmask(:,:,:)
403            ! Set missing increments to 0.0 rather than 1e+20
404            ! to allow for differences in masks
405            WHERE( ABS( t_bkginc(:,:,:) ) > 1.0e+10 ) t_bkginc(:,:,:) = 0.0
406            WHERE( ABS( s_bkginc(:,:,:) ) > 1.0e+10 ) s_bkginc(:,:,:) = 0.0
407         ENDIF
408
409         IF ( ln_dyninc ) THEN   
410            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckinu', u_bkginc, 1 )             
411            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckinv', v_bkginc, 1 )             
412            ! Apply the masks
413            u_bkginc(:,:,:) = u_bkginc(:,:,:) * umask(:,:,:)
414            v_bkginc(:,:,:) = v_bkginc(:,:,:) * vmask(:,:,:)
415            ! Set missing increments to 0.0 rather than 1e+20
416            ! to allow for differences in masks
417            WHERE( ABS( u_bkginc(:,:,:) ) > 1.0e+10 ) u_bkginc(:,:,:) = 0.0
418            WHERE( ABS( v_bkginc(:,:,:) ) > 1.0e+10 ) v_bkginc(:,:,:) = 0.0
419         ENDIF
420       
421         IF ( ln_sshinc ) THEN
422            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckineta', ssh_bkginc, 1 )
423            ! Apply the masks
424            ssh_bkginc(:,:) = ssh_bkginc(:,:) * tmask(:,:,1)
425            ! Set missing increments to 0.0 rather than 1e+20
426            ! to allow for differences in masks
427            WHERE( ABS( ssh_bkginc(:,:) ) > 1.0e+10 ) ssh_bkginc(:,:) = 0.0
428         ENDIF
429
430         IF ( ln_seaiceinc ) THEN
431            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckinseaice', seaice_bkginc, 1 )
432            ! Apply the masks
433            seaice_bkginc(:,:) = seaice_bkginc(:,:) * tmask(:,:,1)
434            ! Set missing increments to 0.0 rather than 1e+20
435            ! to allow for differences in masks
436            WHERE( ABS( seaice_bkginc(:,:) ) > 1.0e+10 ) seaice_bkginc(:,:) = 0.0
437         ENDIF
438
439         CALL iom_close( inum )
440 
441      ENDIF
442
443      !-----------------------------------------------------------------------
444      ! Apply divergence damping filter
445      !-----------------------------------------------------------------------
446
447      IF ( ln_dyninc .AND. nn_divdmp > 0 ) THEN
448
449         CALL wrk_alloc(jpi,jpj,hdiv) 
450
451         DO  jt = 1, nn_divdmp
452
453            DO jk = 1, jpkm1
454
455               hdiv(:,:) = 0._wp
456
457               DO jj = 2, jpjm1
458                  DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
459                     hdiv(ji,jj) =   &
460                        (  e2u(ji  ,jj  ) * fse3u(ji  ,jj  ,jk) * u_bkginc(ji  ,jj  ,jk)     &
461                         - e2u(ji-1,jj  ) * fse3u(ji-1,jj  ,jk) * u_bkginc(ji-1,jj  ,jk)     &
462                         + e1v(ji  ,jj  ) * fse3v(ji  ,jj  ,jk) * v_bkginc(ji  ,jj  ,jk)     &
463                         - e1v(ji  ,jj-1) * fse3v(ji  ,jj-1,jk) * v_bkginc(ji  ,jj-1,jk)  )  &
464                         / ( e1t(ji,jj) * e2t(ji,jj) * fse3t(ji,jj,jk) )
465                  END DO
466               END DO
467
468               CALL lbc_lnk( hdiv, 'T', 1. )   ! lateral boundary cond. (no sign change)
469
470               DO jj = 2, jpjm1
471                  DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
472                     u_bkginc(ji,jj,jk) = u_bkginc(ji,jj,jk) + 0.2_wp * ( e1t(ji+1,jj)*e2t(ji+1,jj) * hdiv(ji+1,jj)   &
473                                                                        - e1t(ji  ,jj)*e2t(ji  ,jj) * hdiv(ji  ,jj) ) &
474                                                                      / e1u(ji,jj) * umask(ji,jj,jk) 
475                     v_bkginc(ji,jj,jk) = v_bkginc(ji,jj,jk) + 0.2_wp * ( e1t(ji,jj+1)*e2t(ji,jj+1) * hdiv(ji,jj+1)   &
476                                                                        - e1t(ji,jj  )*e2t(ji,jj  ) * hdiv(ji,jj  ) ) &
477                                                                      / e2v(ji,jj) * vmask(ji,jj,jk) 
478                  END DO
479               END DO
480
481            END DO
482
483         END DO
484
485         CALL wrk_dealloc(jpi,jpj,hdiv) 
486
487      ENDIF
488
489
490
491      !-----------------------------------------------------------------------
492      ! Allocate and initialize the background state arrays
493      !-----------------------------------------------------------------------
494
495      IF ( ln_asmdin ) THEN
496
497         ALLOCATE( t_bkg(jpi,jpj,jpk) )
498         ALLOCATE( s_bkg(jpi,jpj,jpk) )
499         ALLOCATE( u_bkg(jpi,jpj,jpk) )
500         ALLOCATE( v_bkg(jpi,jpj,jpk) )
501         ALLOCATE( ssh_bkg(jpi,jpj)   )
502
503         t_bkg(:,:,:) = 0.0
504         s_bkg(:,:,:) = 0.0
505         u_bkg(:,:,:) = 0.0
506         v_bkg(:,:,:) = 0.0
507         ssh_bkg(:,:) = 0.0
508
509         !--------------------------------------------------------------------
510         ! Read from file the background state at analysis time
511         !--------------------------------------------------------------------
512
513         CALL iom_open( c_asmdin, inum )
514
515         CALL iom_get( inum, 'rdastp', zdate_bkg ) 
516       
517         IF(lwp) THEN
518            WRITE(numout,*) 
519            WRITE(numout,*) 'asm_inc_init : Assimilation background state valid at : ', &
520               &  NINT( zdate_bkg )
521            WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
522         ENDIF
523
524         IF ( NINT( zdate_bkg ) /= iitdin_date ) &
525            & CALL ctl_warn( ' Validity time of assimilation background state does', &
526            &                ' not agree with Direct Initialization time' )
527
528         IF ( ln_trainc ) THEN   
529            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'tn', t_bkg )
530            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'sn', s_bkg )
531            t_bkg(:,:,:) = t_bkg(:,:,:) * tmask(:,:,:)
532            s_bkg(:,:,:) = s_bkg(:,:,:) * tmask(:,:,:)
533         ENDIF
534
535         IF ( ln_dyninc ) THEN   
536            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'un', u_bkg )
537            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'vn', v_bkg )
538            u_bkg(:,:,:) = u_bkg(:,:,:) * umask(:,:,:)
539            v_bkg(:,:,:) = v_bkg(:,:,:) * vmask(:,:,:)
540         ENDIF
541       
542         IF ( ln_sshinc ) THEN
543            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'sshn', ssh_bkg )
544            ssh_bkg(:,:) = ssh_bkg(:,:) * tmask(:,:,1)
545         ENDIF
546
547         CALL iom_close( inum )
548
549      ENDIF
550      !
551   END SUBROUTINE asm_inc_init
552
553
554   SUBROUTINE calc_date( kit000, kt, kdate0, kdate )
555      !!----------------------------------------------------------------------
556      !!                    ***  ROUTINE calc_date  ***
557      !!         
558      !! ** Purpose : Compute the calendar date YYYYMMDDHH at a given time step.
559      !!
560      !! ** Method  : Compute the calendar date YYYYMMDDHH at a given time step.
561      !!
562      !! ** Action  :
563      !!----------------------------------------------------------------------
564      INTEGER, INTENT(IN) :: kit000  ! Initial time step
565      INTEGER, INTENT(IN) :: kt      ! Current time step referenced to kit000
566      INTEGER, INTENT(IN) :: kdate0  ! Initial date
567      INTEGER, INTENT(OUT) :: kdate  ! Current date reference to kdate0
568      !
569      INTEGER :: iyea0    ! Initial year
570      INTEGER :: imon0    ! Initial month
571      INTEGER :: iday0    ! Initial day
572      INTEGER :: ihou0    ! Initial hour
573      INTEGER :: iyea     ! Current year
574      INTEGER :: imon     ! Current month
575      INTEGER :: iday     ! Current day
576      INTEGER :: ihou     ! Current hour
577      INTEGER :: idaystp  ! Number of days between initial and current date
578      INTEGER :: ihoustp  ! Number of hours
579      INTEGER :: idaycnt  ! Day counter
580
581      INTEGER, DIMENSION(12) ::   imonth_len    !: length in days of the months of the current year
582
583      !-----------------------------------------------------------------------
584      ! Compute the calendar date YYYYMMDDHH
585      !-----------------------------------------------------------------------
586
587      ! Initial date
588      iyea0 =   kdate0 / 10000
589      imon0 = ( kdate0 - ( iyea0 * 10000 ) ) / 100
590      iday0 =   kdate0 - ( iyea0 * 10000 ) - ( imon0 * 100 )
591      ihou0 = nn_time0 
592
593      ! Check that kt >= kit000 - 1
594      IF ( kt < kit000 - 1 ) CALL ctl_stop( ' kt must be >= kit000 - 1')
595
596      ! Compute the number of days from the initial date
597      idaystp = INT( REAL( kt - kit000 ) * rdt / 86400. )
598      ihoustp = INT( REAL( kt - kit000 ) * rdt / 3600. ) - ( idaystp * 24 )
599
600      iday    = iday0
601      imon    = imon0
602      iyea    = iyea0
603      ihou    = ihou0
604      idaycnt = 0
605
606      ! Increment hours
607      ihou = ihou + ihoustp
608      IF ( ihou >= 24 ) THEN
609         ihou = ihou - 24
610         iday = iday + 1
611      ENDIF
612
613      CALL calc_month_len( iyea, imonth_len )
614
615      DO WHILE ( idaycnt < idaystp )
616         iday = iday + 1
617         IF ( iday > imonth_len(imon) )  THEN
618            iday = iday - imonth_len(imon)
619            imon = imon + 1
620         ENDIF
621         IF ( imon > 12 ) THEN
622            imon = 1
623            iyea = iyea + 1
624            CALL calc_month_len( iyea, imonth_len )  ! update month lengths
625         ENDIF                 
626         idaycnt = idaycnt + 1
627      END DO
628      !
629      kdate = iyea * 1000000 + imon * 10000 + iday * 100 + ihou
630      !
631   END SUBROUTINE
632
633
634   SUBROUTINE calc_month_len( iyear, imonth_len )
635      !!----------------------------------------------------------------------
636      !!                    ***  ROUTINE calc_month_len  ***
637      !!         
638      !! ** Purpose : Compute the number of days in a months given a year.
639      !!
640      !! ** Method  :
641      !!----------------------------------------------------------------------
642      INTEGER, DIMENSION(12) ::   imonth_len    !: length in days of the months of the current year
643      INTEGER :: iyear         !: year
644      !!----------------------------------------------------------------------
645      !
646      ! length of the month of the current year (from nleapy, read in namelist)
647      IF ( nleapy < 2 ) THEN
648         imonth_len(:) = (/ 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 /)
649         IF ( nleapy == 1 ) THEN   ! we are using calendar with leap years
650            IF ( MOD(iyear, 4) == 0 .AND. ( MOD(iyear, 400) == 0 .OR. MOD(iyear, 100) /= 0 ) ) THEN
651               imonth_len(2) = 29
652            ENDIF
653         ENDIF
654      ELSE
655         imonth_len(:) = nleapy   ! all months with nleapy days per year
656      ENDIF
657      !
658   END SUBROUTINE
659
660
661   SUBROUTINE tra_asm_inc( kt )
662      !!----------------------------------------------------------------------
663      !!                    ***  ROUTINE tra_asm_inc  ***
664      !!         
665      !! ** Purpose : Apply the tracer (T and S) assimilation increments
666      !!
667      !! ** Method  : Direct initialization or Incremental Analysis Updating
668      !!
669      !! ** Action  :
670      !!----------------------------------------------------------------------
671      INTEGER, INTENT(IN) :: kt               ! Current time step
672      !
673      INTEGER :: ji,jj,jk
674      INTEGER :: it
675      REAL(wp) :: zincwgt  ! IAU weight for current time step
676      REAL (wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) :: fzptnz ! 3d freezing point values
677      !!----------------------------------------------------------------------
678
679      ! freezing point calculation taken from oc_fz_pt (but calculated for all depths)
680      ! used to prevent the applied increments taking the temperature below the local freezing point
681
682      DO jk=1, jpkm1
683         fzptnz (:,:,jk) = tfreez( tsn(:,:,jk,jp_sal), fsdept(:,:,jk) )
684      ENDDO
685
686      IF ( ln_asmiau ) THEN
687
688         !--------------------------------------------------------------------
689         ! Incremental Analysis Updating
690         !--------------------------------------------------------------------
691
692         IF ( ( kt >= nitiaustr_r ).AND.( kt <= nitiaufin_r ) ) THEN
693
694            it = kt - nit000 + 1
695            zincwgt = wgtiau(it) / rdt   ! IAU weight for the current time step
696
697            IF(lwp) THEN
698               WRITE(numout,*) 
699               WRITE(numout,*) 'tra_asm_inc : Tracer IAU at time step = ', &
700                  &  kt,' with IAU weight = ', wgtiau(it)
701               WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
702            ENDIF
703
704            ! Update the tracer tendencies
705            DO jk = 1, jpkm1
706               IF (ln_temnofreeze) THEN
707                  ! Do not apply negative increments if the temperature will fall below freezing
708                  WHERE(t_bkginc(:,:,jk) > 0.0_wp .OR. &
709                     &   tsn(:,:,jk,jp_tem) + tsa(:,:,jk,jp_tem) + t_bkginc(:,:,jk) * wgtiau(it) > fzptnz(:,:,jk) ) 
710                     tsa(:,:,jk,jp_tem) = tsa(:,:,jk,jp_tem) + t_bkginc(:,:,jk) * zincwgt 
711                  END WHERE
712               ELSE
713                  tsa(:,:,jk,jp_tem) = tsa(:,:,jk,jp_tem) + t_bkginc(:,:,jk) * zincwgt 
714               ENDIF
715               IF (ln_salfix) THEN
716                  ! Do not apply negative increments if the salinity will fall below a specified
717                  ! minimum value salfixmin
718                  WHERE(s_bkginc(:,:,jk) > 0.0_wp .OR. &
719                     &   tsn(:,:,jk,jp_sal) + tsa(:,:,jk,jp_sal) + s_bkginc(:,:,jk) * wgtiau(it) > salfixmin ) 
720                     tsa(:,:,jk,jp_sal) = tsa(:,:,jk,jp_sal) + s_bkginc(:,:,jk) * zincwgt
721                  END WHERE
722               ELSE
723                  tsa(:,:,jk,jp_sal) = tsa(:,:,jk,jp_sal) + s_bkginc(:,:,jk) * zincwgt
724               ENDIF
725            END DO
726
727         ENDIF
728
729         IF ( kt == nitiaufin_r + 1  ) THEN   ! For bias crcn to work
730            DEALLOCATE( t_bkginc )
731            DEALLOCATE( s_bkginc )
732         ENDIF
733
734
735      ELSEIF ( ln_asmdin ) THEN
736
737         !--------------------------------------------------------------------
738         ! Direct Initialization
739         !--------------------------------------------------------------------
740           
741         IF ( kt == nitdin_r ) THEN
742
743            neuler = 0  ! Force Euler forward step
744
745            ! Initialize the now fields with the background + increment
746            IF (ln_temnofreeze) THEN
747               ! Do not apply negative increments if the temperature will fall below freezing
748               WHERE(t_bkginc(:,:,:) > 0.0_wp .OR. &
749                  &   tsn(:,:,:,jp_tem) + t_bkginc(:,:,:) > fzptnz(:,:,:) ) 
750                  tsn(:,:,:,jp_tem) = t_bkg(:,:,:) + t_bkginc(:,:,:)   
751               END WHERE
752            ELSE
753               tsn(:,:,:,jp_tem) = t_bkg(:,:,:) + t_bkginc(:,:,:)   
754            ENDIF
755            IF (ln_salfix) THEN
756               ! Do not apply negative increments if the salinity will fall below a specified
757               ! minimum value salfixmin
758               WHERE(s_bkginc(:,:,:) > 0.0_wp .OR. &
759                  &   tsn(:,:,:,jp_sal) + s_bkginc(:,:,:) > salfixmin ) 
760                  tsn(:,:,:,jp_sal) = s_bkg(:,:,:) + s_bkginc(:,:,:)   
761               END WHERE
762            ELSE
763               tsn(:,:,:,jp_sal) = s_bkg(:,:,:) + s_bkginc(:,:,:)   
764            ENDIF
765
766            tsb(:,:,:,:) = tsn(:,:,:,:)               ! Update before fields
767
768            CALL eos( tsb, rhd, rhop, gdept_0(:,:,:) )                ! Before potential and in situ densities
769         
770            IF( ln_zps .AND. .NOT. lk_c1d ) &
771               &  CALL zps_hde( nit000, jpts, tsb, &  ! Partial steps: before horizontal derivative
772               &                gtsu, gtsv, rhd,   &  ! of T, S, rd at the bottom ocean level
773               &                gru , grv )
774
775#if defined key_zdfkpp
776            CALL eos( tsn, rhd, fsdept_n(:,:,:) )                      ! Compute rhd
777#endif
778
779            DEALLOCATE( t_bkginc )
780            DEALLOCATE( s_bkginc )
781            DEALLOCATE( t_bkg    )
782            DEALLOCATE( s_bkg    )
783         ENDIF
784         
785      ENDIF
786      ! Perhaps the following call should be in step
787      IF   ( ln_seaiceinc  )   CALL seaice_asm_inc ( kt )   ! apply sea ice concentration increment
788      !
789   END SUBROUTINE tra_asm_inc
790
791
792   SUBROUTINE dyn_asm_inc( kt )
793      !!----------------------------------------------------------------------
794      !!                    ***  ROUTINE dyn_asm_inc  ***
795      !!         
796      !! ** Purpose : Apply the dynamics (u and v) assimilation increments.
797      !!
798      !! ** Method  : Direct initialization or Incremental Analysis Updating.
799      !!
800      !! ** Action  :
801      !!----------------------------------------------------------------------
802      INTEGER, INTENT(IN) :: kt   ! Current time step
803      !
804      INTEGER :: jk
805      INTEGER :: it
806      REAL(wp) :: zincwgt  ! IAU weight for current time step
807      !!----------------------------------------------------------------------
808
809      IF ( ln_asmiau ) THEN
810
811         !--------------------------------------------------------------------
812         ! Incremental Analysis Updating
813         !--------------------------------------------------------------------
814
815         IF ( ( kt >= nitiaustr_r ).AND.( kt <= nitiaufin_r ) ) THEN
816
817            it = kt - nit000 + 1
818            zincwgt = wgtiau(it) / rdt   ! IAU weight for the current time step
819
820            IF(lwp) THEN
821               WRITE(numout,*) 
822               WRITE(numout,*) 'dyn_asm_inc : Dynamics IAU at time step = ', &
823                  &  kt,' with IAU weight = ', wgtiau(it)
824               WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
825            ENDIF
826
827            ! Update the dynamic tendencies
828            DO jk = 1, jpkm1
829               ua(:,:,jk) = ua(:,:,jk) + u_bkginc(:,:,jk) * zincwgt
830               va(:,:,jk) = va(:,:,jk) + v_bkginc(:,:,jk) * zincwgt
831            END DO
832           
833            IF ( kt == nitiaufin_r ) THEN
834               DEALLOCATE( u_bkginc )
835               DEALLOCATE( v_bkginc )
836            ENDIF
837
838         ENDIF
839
840      ELSEIF ( ln_asmdin ) THEN 
841
842         !--------------------------------------------------------------------
843         ! Direct Initialization
844         !--------------------------------------------------------------------
845         
846         IF ( kt == nitdin_r ) THEN
847
848            neuler = 0                    ! Force Euler forward step
849
850            ! Initialize the now fields with the background + increment
851            un(:,:,:) = u_bkg(:,:,:) + u_bkginc(:,:,:)
852            vn(:,:,:) = v_bkg(:,:,:) + v_bkginc(:,:,:) 
853
854            ub(:,:,:) = un(:,:,:)         ! Update before fields
855            vb(:,:,:) = vn(:,:,:)
856 
857            DEALLOCATE( u_bkg    )
858            DEALLOCATE( v_bkg    )
859            DEALLOCATE( u_bkginc )
860            DEALLOCATE( v_bkginc )
861         ENDIF
862         !
863      ENDIF
864      !
865   END SUBROUTINE dyn_asm_inc
866
867
868   SUBROUTINE ssh_asm_inc( kt )
869      !!----------------------------------------------------------------------
870      !!                    ***  ROUTINE ssh_asm_inc  ***
871      !!         
872      !! ** Purpose : Apply the sea surface height assimilation increment.
873      !!
874      !! ** Method  : Direct initialization or Incremental Analysis Updating.
875      !!
876      !! ** Action  :
877      !!----------------------------------------------------------------------
878      INTEGER, INTENT(IN) :: kt   ! Current time step
879      !
880      INTEGER :: it
881      INTEGER :: jk
882      REAL(wp) :: zincwgt  ! IAU weight for current time step
883      !!----------------------------------------------------------------------
884
885      IF ( ln_asmiau ) THEN
886
887         !--------------------------------------------------------------------
888         ! Incremental Analysis Updating
889         !--------------------------------------------------------------------
890
891         IF ( ( kt >= nitiaustr_r ).AND.( kt <= nitiaufin_r ) ) THEN
892
893            it = kt - nit000 + 1
894            zincwgt = wgtiau(it) / rdt   ! IAU weight for the current time step
895
896            IF(lwp) THEN
897               WRITE(numout,*) 
898               WRITE(numout,*) 'ssh_asm_inc : SSH IAU at time step = ', &
899                  &  kt,' with IAU weight = ', wgtiau(it)
900               WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
901            ENDIF
902
903            ! Save the tendency associated with the IAU weighted SSH increment
904            ! (applied in dynspg.*)
905#if defined key_asminc
906            ssh_iau(:,:) = ssh_bkginc(:,:) * zincwgt
907#endif
908            IF ( kt == nitiaufin_r ) THEN
909               DEALLOCATE( ssh_bkginc )
910            ENDIF
911
912         ENDIF
913
914      ELSEIF ( ln_asmdin ) THEN
915
916         !--------------------------------------------------------------------
917         ! Direct Initialization
918         !--------------------------------------------------------------------
919
920         IF ( kt == nitdin_r ) THEN
921
922            neuler = 0                    ! Force Euler forward step
923
924            ! Initialize the now fields the background + increment
925            sshn(:,:) = ssh_bkg(:,:) + ssh_bkginc(:,:) 
926
927            ! Update before fields
928            sshb(:,:) = sshn(:,:)         
929
930            IF( lk_vvl ) THEN
931               DO jk = 1, jpk
932                  fse3t_b(:,:,jk) = fse3t_n(:,:,jk)
933               END DO
934            ENDIF
935
936            DEALLOCATE( ssh_bkg    )
937            DEALLOCATE( ssh_bkginc )
938
939         ENDIF
940         !
941      ENDIF
942      !
943   END SUBROUTINE ssh_asm_inc
944
945
946   SUBROUTINE seaice_asm_inc( kt, kindic )
947      !!----------------------------------------------------------------------
948      !!                    ***  ROUTINE seaice_asm_inc  ***
949      !!         
950      !! ** Purpose : Apply the sea ice assimilation increment.
951      !!
952      !! ** Method  : Direct initialization or Incremental Analysis Updating.
953      !!
954      !! ** Action  :
955      !!
956      !!----------------------------------------------------------------------
957      IMPLICIT NONE
958      !
959      INTEGER, INTENT(in)           ::   kt   ! Current time step
960      INTEGER, INTENT(in), OPTIONAL ::   kindic   ! flag for disabling the deallocation
961      !
962      INTEGER  ::   it
963      REAL(wp) ::   zincwgt   ! IAU weight for current time step
964#if defined key_lim2
965      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zofrld, zohicif, zseaicendg, zhicifinc  ! LIM
966      REAL(wp) ::   zhicifmin = 0.5_wp      ! ice minimum depth in metres
967#endif
968      !!----------------------------------------------------------------------
969
970      IF ( ln_asmiau ) THEN
971
972         !--------------------------------------------------------------------
973         ! Incremental Analysis Updating
974         !--------------------------------------------------------------------
975
976         IF ( ( kt >= nitiaustr_r ).AND.( kt <= nitiaufin_r ) ) THEN
977
978            it = kt - nit000 + 1
979            zincwgt = wgtiau(it)      ! IAU weight for the current time step
980            ! note this is not a tendency so should not be divided by rdt (as with the tracer and other increments)
981
982            IF(lwp) THEN
983               WRITE(numout,*) 
984               WRITE(numout,*) 'seaice_asm_inc : sea ice conc IAU at time step = ', &
985                  &  kt,' with IAU weight = ', wgtiau(it)
986               WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
987            ENDIF
988
989            ! Sea-ice : LIM-3 case (to add)
990
991#if defined key_lim2
992            ! Sea-ice : LIM-2 case
993            zofrld (:,:) = frld(:,:)
994            zohicif(:,:) = hicif(:,:)
995            !
996            frld  = MIN( MAX( frld (:,:) - seaice_bkginc(:,:) * zincwgt, 0.0_wp), 1.0_wp)
997            pfrld = MIN( MAX( pfrld(:,:) - seaice_bkginc(:,:) * zincwgt, 0.0_wp), 1.0_wp)
998            fr_i(:,:) = 1.0_wp - frld(:,:)        ! adjust ice fraction
999            !
1000            zseaicendg(:,:) = zofrld(:,:) - frld(:,:)   ! find out actual sea ice nudge applied
1001            !
1002            ! Nudge sea ice depth to bring it up to a required minimum depth
1003            WHERE( zseaicendg(:,:) > 0.0_wp .AND. hicif(:,:) < zhicifmin ) 
1004               zhicifinc(:,:) = (zhicifmin - hicif(:,:)) * zincwgt   
1005            ELSEWHERE
1006               zhicifinc(:,:) = 0.0_wp
1007            END WHERE
1008            !
1009            ! nudge ice depth
1010            hicif (:,:) = hicif (:,:) + zhicifinc(:,:)
1011            phicif(:,:) = phicif(:,:) + zhicifinc(:,:)       
1012            !
1013            ! seaice salinity balancing (to add)
1014#endif
1015
1016#if defined key_cice && defined key_asminc
1017            ! Sea-ice : CICE case. Pass ice increment tendency into CICE
1018            ndaice_da(:,:) = seaice_bkginc(:,:) * zincwgt / rdt
1019#endif
1020
1021            IF ( kt == nitiaufin_r ) THEN
1022               DEALLOCATE( seaice_bkginc )
1023            ENDIF
1024
1025         ELSE
1026
1027#if defined key_cice && defined key_asminc
1028            ! Sea-ice : CICE case. Zero ice increment tendency into CICE
1029            ndaice_da(:,:) = 0.0_wp
1030#endif
1031
1032         ENDIF
1033
1034      ELSEIF ( ln_asmdin ) THEN
1035
1036         !--------------------------------------------------------------------
1037         ! Direct Initialization
1038         !--------------------------------------------------------------------
1039
1040         IF ( kt == nitdin_r ) THEN
1041
1042            neuler = 0                    ! Force Euler forward step
1043
1044            ! Sea-ice : LIM-3 case (to add)
1045
1046#if defined key_lim2
1047            ! Sea-ice : LIM-2 case.
1048            zofrld(:,:)=frld(:,:)
1049            zohicif(:,:)=hicif(:,:)
1050            !
1051            ! Initialize the now fields the background + increment
1052            frld (:,:) = MIN( MAX( frld(:,:) - seaice_bkginc(:,:), 0.0_wp), 1.0_wp)
1053            pfrld(:,:) = frld(:,:) 
1054            fr_i (:,:) = 1.0_wp - frld(:,:)                ! adjust ice fraction
1055            zseaicendg(:,:) = zofrld(:,:) - frld(:,:)      ! find out actual sea ice nudge applied
1056            !
1057            ! Nudge sea ice depth to bring it up to a required minimum depth
1058            WHERE( zseaicendg(:,:) > 0.0_wp .AND. hicif(:,:) < zhicifmin ) 
1059               zhicifinc(:,:) = (zhicifmin - hicif(:,:)) * zincwgt   
1060            ELSEWHERE
1061               zhicifinc(:,:) = 0.0_wp
1062            END WHERE
1063            !
1064            ! nudge ice depth
1065            hicif (:,:) = hicif (:,:) + zhicifinc(:,:)
1066            phicif(:,:) = phicif(:,:)       
1067            !
1068            ! seaice salinity balancing (to add)
1069#endif
1070 
1071#if defined key_cice && defined key_asminc
1072            ! Sea-ice : CICE case. Pass ice increment tendency into CICE
1073           ndaice_da(:,:) = seaice_bkginc(:,:) / rdt
1074#endif
1075           IF ( .NOT. PRESENT(kindic) ) THEN
1076              DEALLOCATE( seaice_bkginc )
1077           END IF
1078
1079         ELSE
1080
1081#if defined key_cice && defined key_asminc
1082            ! Sea-ice : CICE case. Zero ice increment tendency into CICE
1083            ndaice_da(:,:) = 0.0_wp
1084#endif
1085         
1086         ENDIF
1087
1088!#if defined defined key_lim2 || defined key_cice
1089!
1090!            IF (ln_seaicebal ) THEN       
1091!             !! balancing salinity increments
1092!             !! simple case from limflx.F90 (doesn't include a mass flux)
1093!             !! assumption is that as ice concentration is reduced or increased
1094!             !! the snow and ice depths remain constant
1095!             !! note that snow is being created where ice concentration is being increased
1096!             !! - could be more sophisticated and
1097!             !! not do this (but would need to alter h_snow)
1098!
1099!             usave(:,:,:)=sb(:,:,:)   ! use array as a temporary store
1100!
1101!             DO jj = 1, jpj
1102!               DO ji = 1, jpi
1103!           ! calculate change in ice and snow mass per unit area
1104!           ! positive values imply adding salt to the ocean (results from ice formation)
1105!           ! fwf : ice formation and melting
1106!
1107!                 zfons = ( -nfresh_da(ji,jj)*soce + nfsalt_da(ji,jj) )*rdt
1108!
1109!           ! change salinity down to mixed layer depth
1110!                 mld=hmld_kara(ji,jj)
1111!
1112!           ! prevent small mld
1113!           ! less than 10m can cause salinity instability
1114!                 IF (mld < 10) mld=10
1115!
1116!           ! set to bottom of a level
1117!                 DO jk = jpk-1, 2, -1
1118!                   IF ((mld > gdepw(ji,jj,jk)) .and. (mld < gdepw(ji,jj,jk+1))) THEN
1119!                     mld=gdepw(ji,jj,jk+1)
1120!                     jkmax=jk
1121!                   ENDIF
1122!                 ENDDO
1123!
1124!            ! avoid applying salinity balancing in shallow water or on land
1125!            !
1126!
1127!            ! dsal_ocn (psu kg m^-2) / (kg m^-3 * m)
1128!
1129!                 dsal_ocn=0.0_wp
1130!                 sal_thresh=5.0_wp        ! minimum salinity threshold for salinity balancing
1131!
1132!                 if (tmask(ji,jj,1) > 0 .AND. tmask(ji,jj,jkmax) > 0 ) &
1133!                              dsal_ocn = zfons / (rhop(ji,jj,1) * mld)
1134!
1135!           ! put increments in for levels in the mixed layer
1136!           ! but prevent salinity below a threshold value
1137!
1138!                   DO jk = 1, jkmax             
1139!
1140!                     IF (dsal_ocn > 0.0_wp .or. sb(ji,jj,jk)+dsal_ocn > sal_thresh) THEN
1141!                           sb(ji,jj,jk) = sb(ji,jj,jk) + dsal_ocn
1142!                           sn(ji,jj,jk) = sn(ji,jj,jk) + dsal_ocn
1143!                     ENDIF
1144!
1145!                   ENDDO
1146!
1147!      !            !  salt exchanges at the ice/ocean interface
1148!      !            zpmess         = zfons / rdt_ice    ! rdt_ice is ice timestep
1149!      !
1150!      !! Adjust fsalt. A +ve fsalt means adding salt to ocean
1151!      !!           fsalt(ji,jj) =  fsalt(ji,jj) + zpmess     ! adjust fsalt 
1152!      !!               
1153!      !!           emps(ji,jj) = emps(ji,jj) + zpmess        ! or adjust emps (see icestp1d)
1154!      !!                                                     ! E-P (kg m-2 s-2)
1155!      !            emp(ji,jj) = emp(ji,jj) + zpmess          ! E-P (kg m-2 s-2)
1156!               ENDDO !ji
1157!             ENDDO !jj!
1158!
1159!            ENDIF !ln_seaicebal
1160!
1161!#endif
1162
1163      ENDIF
1164
1165   END SUBROUTINE seaice_asm_inc
1166   
1167   !!======================================================================
1168END MODULE asminc
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.