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.
sbcisf.F90 in branches/2014/dev_r4879_UKMO_NOC_MERGE/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC – NEMO

source: branches/2014/dev_r4879_UKMO_NOC_MERGE/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC/sbcisf.F90 @ 4945

Last change on this file since 4945 was 4945, checked in by acc, 9 years ago

Branch dev_r4879_UKMO_NOC_MERGE. Final commits to ensure successful AGRIF SETTE tests

File size: 44.5 KB
Line 
1MODULE sbcisf
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  sbcisf  ***
4   !! Surface module :  update surface ocean boundary condition under ice
5   !!                   shelf
6   !!======================================================================
7   !! History :  3.2   !  2011-02  (C.Harris  ) Original code isf cav
8   !!            X.X   !  2006-02  (C. Wang   ) Original code bg03
9   !!            3.4   !  2013-03  (P. Mathiot) Merging
10   !!----------------------------------------------------------------------
11
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!   sbc_isf        : update sbc under ice shelf
14   !!----------------------------------------------------------------------
15   USE oce             ! ocean dynamics and tracers
16   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
17   USE phycst          ! physical constants
18   USE eosbn2          ! equation of state
19   USE sbc_oce         ! surface boundary condition: ocean fields
20   USE lbclnk          !
21   USE iom             ! I/O manager library
22   USE in_out_manager  ! I/O manager
23   USE wrk_nemo        ! Memory allocation
24   USE timing          ! Timing
25   USE lib_fortran     ! glob_sum
26   USE zdfbfr
27   USE fldread         ! read input field at current time step
28
29
30
31   IMPLICIT NONE
32   PRIVATE
33
34   PUBLIC   sbc_isf, sbc_isf_div, sbc_isf_alloc  ! routine called in sbcmod and divcur
35
36   ! public in order to be able to output then
37
38   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   risf_tsc_b, risf_tsc   
39   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   fwfisf_b, fwfisf  !: evaporation damping   [kg/m2/s]
40   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qisf            !: net heat flux from ice shelf
41   REAL(wp), PUBLIC ::   rn_hisf_tbl                 !: thickness of top boundary layer [m]
42   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_divisf                   !: flag to correct divergence
43   INTEGER , PUBLIC ::   nn_isfblk                   !:
44   INTEGER , PUBLIC ::   nn_gammablk                 !:
45   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_conserve                 !:
46   REAL(wp), PUBLIC ::   rn_gammat0                  !: temperature exchange coeficient
47   REAL(wp), PUBLIC ::   rn_gammas0                  !: salinity    exchange coeficient
48   REAL(wp), PUBLIC ::   rdivisf                     !: flag to test if fwf apply on divergence
49
50   REAL(wp)   , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION (:,:)     ::  rzisf_tbl              !:depth of calving front (shallowest point) nn_isf ==2/3
51   REAL(wp)   , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION (:,:)     ::  rhisf_tbl, rhisf_tbl_0 !:thickness of tbl
52   REAL(wp)   , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION (:,:)     ::  r1_hisf_tbl            !:1/thickness of tbl
53   REAL(wp)   , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION (:,:)     ::  ralpha                 !:proportion of bottom cell influenced by tbl
54   REAL(wp)   , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION (:,:)     ::  risfLeff               !:effective length (Leff) BG03 nn_isf==2
55   REAL(wp)   , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION (:,:)     ::  ttbl, stbl, utbl, vtbl !:top boundary layer variable at T point
56#ifdef key_agrif
57   ! AGRIF can not handle these arrays as integers. The reason is a mystery but problems avoided by declaring them as reals
58   REAL(wp),    PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION (:,:)     ::  misfkt, misfkb         !:Level of ice shelf base
59                                                                                          !: (first wet level and last level include in the tbl)
60#else
61   INTEGER,    PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION (:,:)     ::  misfkt, misfkb         !:Level of ice shelf base
62#endif
63                                                                                          !: (first wet level and last level include in the tbl)
64
65   REAL(wp), PUBLIC, SAVE ::   rcpi   = 2000.0_wp     ! phycst ?
66   REAL(wp), PUBLIC, SAVE ::   kappa  = 1.54e-6_wp    ! phycst ?
67   REAL(wp), PUBLIC, SAVE ::   rhoisf = 920.0_wp      ! phycst ?
68   REAL(wp), PUBLIC, SAVE ::   tsurf  = -20.0_wp      ! phycst ?
69   REAL(wp), PUBLIC, SAVE ::   lfusisf= 0.334e6_wp    ! phycst ?
70
71!: Variable used in fldread to read the forcing file (nn_isf == 4 .OR. nn_isf == 3)
72   CHARACTER(len=100), PUBLIC ::   cn_dirisf  = './'    !: Root directory for location of ssr files
73   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC ::   sn_qisf, sn_fwfisf     !: information about the runoff file to be read
74   TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf_qisf, sf_fwfisf
75   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC ::   sn_rnfisf              !: information about the runoff file to be read
76   TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf_rnfisf           
77   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC ::   sn_depmax_isf, sn_depmin_isf, sn_Leff_isf     !: information about the runoff file to be read
78   
79   !! * Substitutions
80#  include "domzgr_substitute.h90"
81   !!----------------------------------------------------------------------
82   !! NEMO/OPA 3.0 , LOCEAN-IPSL (2008)
83   !! $Id: sbcice_if.F90 1730 2009-11-16 14:34:19Z smasson $
84   !! Software governed by the CeCILL licence (modipsl/doc/NEMO_CeCILL.txt)
85   !!----------------------------------------------------------------------
86
87CONTAINS
88 
89  SUBROUTINE sbc_isf(kt)
90    INTEGER, INTENT(in)          ::   kt         ! ocean time step
91    INTEGER                      ::   ji, jj, jk, ijkmin, inum, ierror
92    INTEGER                      ::   ikt, ikb   ! top and bottom level of the isf boundary layer
93    REAL(wp)                     ::   rmin
94    REAL(wp)                     ::   zhk
95    CHARACTER(len=256)           ::   cfisf, cvarzisf, cvarhisf   ! name for isf file
96    CHARACTER(LEN=256)           :: cnameis                     ! name of iceshelf file
97    CHARACTER (LEN=32)           :: cvarLeff                    ! variable name for efficient Length scale
98    INTEGER           ::   ios           ! Local integer output status for namelist read
99      !
100      !!---------------------------------------------------------------------
101      NAMELIST/namsbc_isf/ nn_isfblk, rn_hisf_tbl, ln_divisf, ln_conserve, rn_gammat0, rn_gammas0, nn_gammablk, &
102                         & sn_fwfisf, sn_qisf, sn_rnfisf, sn_depmax_isf, sn_depmin_isf, sn_Leff_isf
103      !
104      !
105      !                                         ! ====================== !
106      IF( kt == nit000 ) THEN                   !  First call kt=nit000  !
107         !                                      ! ====================== !
108         REWIND( numnam_ref )              ! Namelist namsbc_rnf in reference namelist : Runoffs
109         READ  ( numnam_ref, namsbc_isf, IOSTAT = ios, ERR = 901)
110901      IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namsbc_isf in reference namelist', lwp )
111
112         REWIND( numnam_cfg )              ! Namelist namsbc_rnf in configuration namelist : Runoffs
113         READ  ( numnam_cfg, namsbc_isf, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
114902      IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namsbc_isf in configuration namelist', lwp )
115         IF(lwm) WRITE ( numond, namsbc_isf )
116
117
118         IF ( lwp ) WRITE(numout,*)
119         IF ( lwp ) WRITE(numout,*) 'sbc_isf: heat flux of the ice shelf'
120         IF ( lwp ) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~'
121         IF ( lwp ) WRITE(numout,*) 'sbcisf :' 
122         IF ( lwp ) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~'
123         IF ( lwp ) WRITE(numout,*) '        nn_isf      = ', nn_isf
124         IF ( lwp ) WRITE(numout,*) '        nn_isfblk   = ', nn_isfblk
125         IF ( lwp ) WRITE(numout,*) '        rn_hisf_tbl = ', rn_hisf_tbl
126         IF ( lwp ) WRITE(numout,*) '        ln_divisf   = ', ln_divisf 
127         IF ( lwp ) WRITE(numout,*) '        nn_gammablk = ', nn_gammablk 
128         IF ( lwp ) WRITE(numout,*) '        rn_tfri2    = ', rn_tfri2 
129         IF (ln_divisf) THEN       ! keep it in the namelist ??? used true anyway as for runoff ? (PM)
130            rdivisf = 1._wp
131         ELSE
132            rdivisf = 0._wp
133         END IF
134         !
135         ! Allocate public variable
136         IF ( sbc_isf_alloc()  /= 0 )         CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_isf : unable to allocate arrays' )
137         !
138         ! initialisation
139         qisf(:,:)        = 0._wp  ; fwfisf(:,:) = 0._wp
140         risf_tsc(:,:,:)  = 0._wp
141         !
142         ! define isf tbl tickness, top and bottom indice
143         IF      (nn_isf == 1) THEN
144            rhisf_tbl(:,:) = rn_hisf_tbl
145            misfkt(:,:)    = mikt(:,:)         ! same indice for bg03 et cav => used in isfdiv
146         ELSE IF ((nn_isf == 3) .OR. (nn_isf == 2)) THEN
147            ALLOCATE( sf_rnfisf(1), STAT=ierror )
148            ALLOCATE( sf_rnfisf(1)%fnow(jpi,jpj,1), sf_rnfisf(1)%fdta(jpi,jpj,1,2) )
149            CALL fld_fill( sf_rnfisf, (/ sn_rnfisf /), cn_dirisf, 'sbc_isf_init', 'read fresh water flux isf data', 'namsbc_isf' )
150
151            !: read effective lenght (BG03)
152            IF (nn_isf == 2) THEN
153               ! Read Data and save some integral values
154               CALL iom_open( sn_Leff_isf%clname, inum )
155               cvarLeff  = 'soLeff'               !: variable name for Efficient Length scale
156               CALL iom_get( inum, jpdom_data, cvarLeff, risfLeff , 1)
157               CALL iom_close(inum)
158               !
159               risfLeff = risfLeff*1000           !: convertion in m
160            END IF
161
162           ! read depth of the top and bottom of the isf top boundary layer (in this case, isf front depth and grounding line depth)
163            CALL iom_open( sn_depmax_isf%clname, inum )
164            cvarhisf = TRIM(sn_depmax_isf%clvar)
165            CALL iom_get( inum, jpdom_data, cvarhisf, rhisf_tbl, 1) !: depth of deepest point of the ice shelf base
166            CALL iom_close(inum)
167            !
168            CALL iom_open( sn_depmin_isf%clname, inum )
169            cvarzisf = TRIM(sn_depmin_isf%clvar)
170            CALL iom_get( inum, jpdom_data, cvarzisf, rzisf_tbl, 1) !: depth of shallowest point of the ice shelves base
171            CALL iom_close(inum)
172            !
173            rhisf_tbl(:,:) = rhisf_tbl(:,:) - rzisf_tbl(:,:)        !: tickness isf boundary layer
174
175           !! compute first level of the top boundary layer
176           DO ji = 1, jpi
177              DO jj = 1, jpj
178                  jk = 2
179                  DO WHILE ( jk .LE. mbkt(ji,jj) .AND. fsdepw(ji,jj,jk) < rzisf_tbl(ji,jj) ) ;  jk = jk + 1 ;  END DO
180                  misfkt(ji,jj) = jk-1
181               END DO
182            END DO
183
184         ELSE IF ( nn_isf == 4 ) THEN
185            ! as in nn_isf == 1
186            rhisf_tbl(:,:) = rn_hisf_tbl
187            misfkt(:,:)    = mikt(:,:)         ! same indice for bg03 et cav => used in isfdiv
188           
189            ! load variable used in fldread (use for temporal interpolation of isf fwf forcing)
190            ALLOCATE( sf_fwfisf(1), sf_qisf(1), STAT=ierror )
191            ALLOCATE( sf_fwfisf(1)%fnow(jpi,jpj,1), sf_fwfisf(1)%fdta(jpi,jpj,1,2) )
192            ALLOCATE( sf_qisf(1)%fnow(jpi,jpj,1), sf_qisf(1)%fdta(jpi,jpj,1,2) )
193            CALL fld_fill( sf_fwfisf, (/ sn_fwfisf /), cn_dirisf, 'sbc_isf_init', 'read fresh water flux isf data', 'namsbc_isf' )
194            !CALL fld_fill( sf_qisf  , (/ sn_qisf   /), cn_dirisf, 'sbc_isf_init', 'read heat flux isf data'       , 'namsbc_isf' )
195         END IF
196         
197         rhisf_tbl_0(:,:) = rhisf_tbl(:,:)
198
199         ! compute bottom level of isf tbl and thickness of tbl below the ice shelf
200         DO jj = 1,jpj
201            DO ji = 1,jpi
202               ikt = misfkt(ji,jj)
203               ikb = misfkt(ji,jj)
204               ! thickness of boundary layer at least the top level thickness
205               rhisf_tbl(ji,jj) = MAX(rhisf_tbl_0(ji,jj), fse3t_n(ji,jj,ikt))
206
207               ! determine the deepest level influenced by the boundary layer
208               ! test on tmask useless ?????
209               DO jk = ikt, mbkt(ji,jj)
210                  IF ( (SUM(fse3t_n(ji,jj,ikt:jk-1)) .LT. rhisf_tbl(ji,jj)) .AND. (tmask(ji,jj,jk) == 1) ) ikb = jk
211               END DO
212               rhisf_tbl(ji,jj) = MIN(rhisf_tbl(ji,jj), SUM(fse3t_n(ji,jj,ikt:ikb)))  ! limit the tbl to water thickness.
213               misfkb(ji,jj) = ikb                                                  ! last wet level of the tbl
214               r1_hisf_tbl(ji,jj) = 1._wp / rhisf_tbl(ji,jj)
215
216               zhk           = SUM( fse3t(ji, jj, ikt:ikb - 1)) * r1_hisf_tbl(ji,jj)  ! proportion of tbl cover by cell from ikt to ikb - 1
217               ralpha(ji,jj) = rhisf_tbl(ji,jj) * (1._wp - zhk ) / fse3t(ji,jj,ikb)  ! proportion of bottom cell influenced by boundary layer
218            END DO
219         END DO
220         
221      END IF
222
223      !                                            ! ---------------------------------------- !
224      IF( kt /= nit000 ) THEN                      !          Swap of forcing fields          !
225         !                                         ! ---------------------------------------- !
226         fwfisf_b  (:,:  ) = fwfisf  (:,:  )               ! Swap the ocean forcing fields except at nit000
227         risf_tsc_b(:,:,:) = risf_tsc(:,:,:)               ! where before fields are set at the end of the routine
228         !
229      ENDIF
230
231      IF( MOD( kt-1, nn_fsbc) == 0 ) THEN
232
233
234         ! compute salf and heat flux
235         IF (nn_isf == 1) THEN
236            ! realistic ice shelf formulation
237            ! compute T/S/U/V for the top boundary layer
238            CALL sbc_isf_tbl(tsn(:,:,:,jp_tem),ttbl(:,:),'T')
239            CALL sbc_isf_tbl(tsn(:,:,:,jp_sal),stbl(:,:),'T')
240            CALL sbc_isf_tbl(un(:,:,:),utbl(:,:),'U')
241            CALL sbc_isf_tbl(vn(:,:,:),vtbl(:,:),'V')
242            ! iom print
243            CALL iom_put('ttbl',ttbl(:,:))
244            CALL iom_put('stbl',stbl(:,:))
245            CALL iom_put('utbl',utbl(:,:))
246            CALL iom_put('vtbl',vtbl(:,:))
247            ! compute fwf and heat flux
248            CALL sbc_isf_cav (kt)
249
250         ELSE IF (nn_isf == 2) THEN
251            ! Beckmann and Goosse parametrisation
252            stbl(:,:)   = soce
253            CALL sbc_isf_bg03(kt)
254
255         ELSE IF (nn_isf == 3) THEN
256            ! specified runoff in depth (Mathiot et al., XXXX in preparation)
257            CALL fld_read ( kt, nn_fsbc, sf_rnfisf   )
258            fwfisf(:,:) = - sf_rnfisf(1)%fnow(:,:,1)         ! fresh water flux from the isf (fwfisf <0 mean melting)
259            qisf(:,:)   = fwfisf(:,:) * lfusisf              ! heat        flux
260            stbl(:,:)   = soce
261
262         ELSE IF (nn_isf == 4) THEN
263            ! specified fwf and heat flux forcing beneath the ice shelf
264            CALL fld_read ( kt, nn_fsbc, sf_fwfisf   )
265            !CALL fld_read ( kt, nn_fsbc, sf_qisf   )
266            fwfisf(:,:) = sf_fwfisf(1)%fnow(:,:,1)            ! fwf
267            qisf(:,:)   = fwfisf(:,:) * lfusisf              ! heat        flux
268            !qisf(:,:)   = sf_qisf(1)%fnow(:,:,1)              ! heat flux
269            stbl(:,:)   = soce
270
271         END IF
272         ! compute tsc due to isf
273         ! WARNING water add at temp = 0C, correction term is added in trasbc, maybe better here but need a 3D variable).
274         risf_tsc(:,:,jp_tem) = qisf(:,:) * r1_rau0_rcp !
275         
276         ! salt effect already take into account in vertical advection
277         risf_tsc(:,:,jp_sal) = (1.0_wp-rdivisf) * fwfisf(:,:) * stbl(:,:) * r1_rau0
278         
279         ! lbclnk
280         CALL lbc_lnk(risf_tsc(:,:,jp_tem),'T',1.)
281         CALL lbc_lnk(risf_tsc(:,:,jp_sal),'T',1.)
282         CALL lbc_lnk(fwfisf(:,:)   ,'T',1.)
283         CALL lbc_lnk(qisf(:,:)     ,'T',1.)
284
285         IF( kt == nit000 ) THEN                          !   set the forcing field at nit000 - 1    !
286            IF( ln_rstart .AND.    &                     ! Restart: read in restart file
287                 & iom_varid( numror, 'fwf_isf_b', ldstop = .FALSE. ) > 0 ) THEN
288               IF(lwp) WRITE(numout,*) '          nit000-1 isf tracer content forcing fields read in the restart file'
289               CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'fwf_isf_b', fwfisf_b(:,:) )   ! before salt content isf_tsc trend
290               CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'isf_sc_b', risf_tsc_b(:,:,jp_sal) )   ! before salt content isf_tsc trend
291               CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'isf_hc_b', risf_tsc_b(:,:,jp_tem) )   ! before salt content isf_tsc trend
292            ELSE
293               fwfisf_b(:,:)    = fwfisf(:,:)
294               risf_tsc_b(:,:,:)= risf_tsc(:,:,:)
295            END IF
296         ENDIF
297         !
298         ! output
299         CALL iom_put('qisf'  , qisf)
300         CALL iom_put('fwfisf', fwfisf * stbl(:,:) / soce )
301      END IF
302 
303  END SUBROUTINE sbc_isf
304
305  INTEGER FUNCTION sbc_isf_alloc()
306      !!----------------------------------------------------------------------
307      !!               ***  FUNCTION sbc_isf_rnf_alloc  ***
308      !!----------------------------------------------------------------------
309      sbc_isf_alloc = 0       ! set to zero if no array to be allocated
310      IF( .NOT. ALLOCATED( qisf ) ) THEN
311         ALLOCATE(  risf_tsc(jpi,jpj,jpts), risf_tsc_b(jpi,jpj,jpts)              , &
312               &    qisf(jpi,jpj)     , fwfisf(jpi,jpj)     , fwfisf_b(jpi,jpj)   , &
313               &    rhisf_tbl(jpi,jpj), r1_hisf_tbl(jpi,jpj), rzisf_tbl(jpi,jpj)  , &
314               &    ttbl(jpi,jpj)     , stbl(jpi,jpj)       , utbl(jpi,jpj)       , &
315               &    vtbl(jpi, jpj)    , risfLeff(jpi,jpj)   , rhisf_tbl_0(jpi,jpj), &
316               &    ralpha(jpi,jpj)   , misfkt(jpi,jpj)     , misfkb(jpi,jpj)     , &
317               &    STAT= sbc_isf_alloc )
318         !
319         IF( lk_mpp                  )   CALL mpp_sum ( sbc_isf_alloc )
320         IF( sbc_isf_alloc /= 0 )   CALL ctl_warn('sbc_isf_alloc: failed to allocate arrays.')
321         !
322      ENDIF
323  END FUNCTION
324
325  SUBROUTINE sbc_isf_bg03(kt)
326   !!==========================================================================
327   !!                 *** SUBROUTINE sbcisf_bg03  ***
328   !! add net heat and fresh water flux from ice shelf melting
329   !! into the adjacent ocean using the parameterisation by
330   !! Beckmann and Goosse (2003), "A parameterization of ice shelf-ocean
331   !!     interaction for climate models", Ocean Modelling 5(2003) 157-170.
332   !!  (hereafter BG)
333   !!==========================================================================
334   !!----------------------------------------------------------------------
335   !!   sbc_isf_bg03      : routine called from sbcmod
336   !!----------------------------------------------------------------------
337   !!
338   !! ** Purpose   :   Add heat and fresh water fluxes due to ice shelf melting
339   !! ** Reference :   Beckmann et Goosse, 2003, Ocean Modelling
340   !!
341   !! History :
342   !!      !  06-02  (C. Wang) Original code
343   !!----------------------------------------------------------------------
344
345    INTEGER, INTENT ( in ) :: kt
346
347    INTEGER :: ji, jj, jk, jish  !temporary integer
348    INTEGER :: ijkmin
349    INTEGER :: ii, ij, ik 
350    INTEGER :: inum
351
352    REAL(wp) :: zt_sum      ! sum of the temperature between 200m and 600m
353    REAL(wp) :: zt_ave      ! averaged temperature between 200m and 600m
354    REAL(wp) :: zt_frz      ! freezing point temperature at depth z
355    REAL(wp) :: zpress      ! pressure to compute the freezing point in depth
356   
357    !!----------------------------------------------------------------------
358    IF ( nn_timing == 1 ) CALL timing_start('sbc_isf_bg03')
359     !
360
361    ! This test is false only in the very first time step of a run (JMM ???- Initialy build to skip 1rst year of run )
362    DO ji = 1, jpi
363       DO jj = 1, jpj
364          ik = misfkt(ji,jj)
365          !! Initialize arrays to 0 (each step)
366          zt_sum = 0.e0_wp
367          IF ( ik .GT. 1 ) THEN
368    ! 3. -----------the average temperature between 200m and 600m ---------------------
369             DO jk = misfkt(ji,jj),misfkb(ji,jj)
370             ! freezing point temperature  at ice shelf base BG eq. 2 (JMM sign pb ??? +7.64e-4 !!!)
371             ! after verif with UNESCO, wrong sign in BG eq. 2
372             ! Calculate freezing temperature
373                zpress = grav*rau0*fsdept(ji,jj,ik)*1.e-04 
374                zt_frz = tfreez1D(tsb(ji,jj,ik,jp_sal), zpress) 
375                zt_sum = zt_sum + (tsn(ji,jj,ik,jp_tem)-zt_frz) * fse3t(ji,jj,ik) * tmask(ji,jj,ik)  ! sum temp
376             ENDDO
377             zt_ave = zt_sum/rhisf_tbl(ji,jj) ! calcul mean value
378   
379    ! 4. ------------Net heat flux and fresh water flux due to the ice shelf
380          ! For those corresponding to zonal boundary   
381             qisf(ji,jj) = - rau0 * rcp * rn_gammat0 * risfLeff(ji,jj) * e1t(ji,jj) * zt_ave  &
382                         & / (e1t(ji,jj) * e2t(ji,jj)) * tmask(ji,jj,ik) 
383             
384             fwfisf(ji,jj) = qisf(ji,jj) / lfusisf          !fresh water flux kg/(m2s)                 
385             fwfisf(ji,jj) = fwfisf(ji,jj) * ( soce / stbl(ji,jj) )
386             !add to salinity trend
387          ELSE
388             qisf(ji,jj) = 0._wp ; fwfisf(ji,jj) = 0._wp
389          END IF
390       ENDDO
391    ENDDO
392    !
393    IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('sbc_isf_bg03')
394  END SUBROUTINE sbc_isf_bg03
395
396   SUBROUTINE sbc_isf_cav( kt )
397      !!---------------------------------------------------------------------
398      !!                     ***  ROUTINE sbc_isf_cav  ***
399      !!
400      !! ** Purpose :   handle surface boundary condition under ice shelf
401      !!
402      !! ** Method  : -
403      !!
404      !! ** Action  :   utau, vtau : remain unchanged
405      !!                taum, wndm : remain unchanged
406      !!                qns        : update heat flux below ice shelf
407      !!                emp, emps  : update freshwater flux below ice shelf
408      !!---------------------------------------------------------------------
409      INTEGER, INTENT(in)          ::   kt         ! ocean time step
410      !
411      LOGICAL :: ln_isomip = .true.
412      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER       ::   zfrz,zpress,zti
413      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER       ::   zgammat2d, zgammas2d 
414      !REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER ::   zqisf, zfwfisf
415      REAL(wp) ::   zlamb1, zlamb2, zlamb3
416      REAL(wp) ::   zeps1,zeps2,zeps3,zeps4,zeps6,zeps7
417      REAL(wp) ::   zaqe,zbqe,zcqe,zaqer,zdis,zsfrz,zcfac
418      REAL(wp) ::   zfwflx, zhtflx, zhtflx_b
419      REAL(wp) ::   zgammat, zgammas
420      REAL(wp) ::   zeps   =  -1.e-20_wp        !==   Local constant initialization   ==!
421      INTEGER  ::   ji, jj     ! dummy loop indices
422      INTEGER  ::   ii0, ii1, ij0, ij1   ! temporary integers
423      INTEGER  ::   ierror     ! return error code
424      LOGICAL  ::   lit=.TRUE.
425      INTEGER  ::   nit
426      !!---------------------------------------------------------------------
427      !
428      ! coeficient for linearisation of tfreez
429      zlamb1=-0.0575
430      zlamb2=0.0901
431      zlamb3=-7.61e-04
432      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('sbc_isf_cav')
433      !
434      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, zfrz,zpress,zti, zgammat2d, zgammas2d )
435
436      zcfac=0.0_wp 
437      IF (ln_conserve)  zcfac=1.0_wp
438      zpress(:,:)=0.0_wp
439      zgammat2d(:,:)=0.0_wp
440      zgammas2d(:,:)=0.0_wp
441      !
442      !
443!CDIR COLLAPSE
444      DO jj = 1, jpj
445         DO ji = 1, jpi
446            ! Crude approximation for pressure (but commonly used)
447            ! 1e-04 to convert from Pa to dBar
448            zpress(ji,jj)=grav*rau0*fsdepw(ji,jj,mikt(ji,jj))*1.e-04
449            !
450         END DO
451      END DO
452
453! Calculate in-situ temperature (ref to surface)
454      zti(:,:)=tinsitu( ttbl, stbl, zpress )
455! Calculate freezing temperature
456      zfrz(:,:)=tfreez( sss_m(:,:), zpress )
457
458     
459      zhtflx=0._wp ; zfwflx=0._wp
460      IF (nn_isfblk == 1) THEN
461         DO jj = 1, jpj
462            DO ji = 1, jpi
463               IF (mikt(ji,jj) > 1 ) THEN
464                  nit = 1; lit = .TRUE.; zgammat=rn_gammat0; zgammas=rn_gammas0; zhtflx_b=0._wp
465                  DO WHILE ( lit )
466! compute gamma
467                     CALL sbc_isf_gammats(zgammat, zgammas, zhtflx, zfwflx, ji, jj, lit)
468! zhtflx is upward heat flux (out of ocean)
469                     zhtflx = zgammat*rcp*rau0*(zti(ji,jj)-zfrz(ji,jj))
470! zwflx is upward water flux
471                     zfwflx = - zhtflx/lfusisf
472! test convergence and compute gammat
473                     IF ( (zhtflx - zhtflx_b) .LE. 0.01 ) lit = .FALSE.
474
475                     nit = nit + 1
476                     IF (nit .GE. 100) THEN
477                        !WRITE(numout,*) "sbcisf : too many iteration ... ", zhtflx, zhtflx_b,zgammat, rn_gammat0, rn_tfri2, nn_gammablk, ji,jj
478                        !WRITE(numout,*) "sbcisf : too many iteration ... ", (zhtflx - zhtflx_b)/zhtflx
479                        CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_isf_hol99 : too many iteration ...' )
480                     END IF
481! save gammat and compute zhtflx_b
482                     zgammat2d(ji,jj)=zgammat
483                     zhtflx_b = zhtflx
484                  END DO
485
486                  qisf(ji,jj) = - zhtflx
487! For genuine ISOMIP protocol this should probably be something like
488                  fwfisf(ji,jj) = zfwflx  * ( soce / MAX(stbl(ji,jj),zeps))
489               ELSE
490                  fwfisf(ji,jj) = 0._wp
491                  qisf(ji,jj)   = 0._wp
492               END IF
493            !
494            END DO
495         END DO
496
497      ELSE IF (nn_isfblk == 2 ) THEN
498
499! More complicated 3 equation thermodynamics as in MITgcm
500!CDIR COLLAPSE
501         DO jj = 2, jpj
502            DO ji = 2, jpi
503               IF (mikt(ji,jj) > 1 ) THEN
504                  nit=1; lit=.TRUE.; zgammat=rn_gammat0; zgammas=rn_gammas0; zhtflx_b=0._wp; zhtflx=0._wp
505                  DO WHILE ( lit )
506                     CALL sbc_isf_gammats(zgammat, zgammas, zhtflx, zfwflx, ji, jj, lit)
507
508                     zeps1=rcp*rau0*zgammat
509                     zeps2=lfusisf*rau0*zgammas
510                     zeps3=rhoisf*rcpi*kappa/risfdep(ji,jj)
511                     zeps4=zlamb2+zlamb3*risfdep(ji,jj)
512                     zeps6=zeps4-zti(ji,jj)
513                     zeps7=zeps4-tsurf
514                     zaqe=zlamb1 * (zeps1 + zeps3)
515                     zaqer=0.5/zaqe
516                     zbqe=zeps1*zeps6+zeps3*zeps7-zeps2
517                     zcqe=zeps2*stbl(ji,jj)
518                     zdis=zbqe*zbqe-4.0*zaqe*zcqe               
519! Presumably zdis can never be negative because gammas is very small compared to gammat
520                     zsfrz=(-zbqe-SQRT(zdis))*zaqer
521                     IF (zsfrz .lt. 0.0) zsfrz=(-zbqe+SQRT(zdis))*zaqer
522                     zfrz(ji,jj)=zeps4+zlamb1*zsfrz
523 
524! zfwflx is upward water flux
525                     zfwflx= rau0 * zgammas * ( (zsfrz-stbl(ji,jj)) / zsfrz )
526! zhtflx is upward heat flux (out of ocean)
527! If non conservative we have zcfac=0.0 so zhtflx is as ISOMIP but with different zfrz value
528                     zhtflx = ( zgammat*rau0 - zcfac*zfwflx ) * rcp * (zti(ji,jj) - zfrz(ji,jj) ) 
529! zwflx is upward water flux
530! If non conservative we have zcfac=0.0 so what follows is then zfwflx*sss_m/zsfrz
531                     zfwflx = ( zgammas*rau0 - zcfac*zfwflx ) * (zsfrz - stbl(ji,jj)) / stbl(ji,jj)
532! test convergence and compute gammat
533                     IF (( zhtflx - zhtflx_b) .LE. 0.01 ) lit = .FALSE.
534
535                     nit = nit + 1
536                     IF (nit .GE. 51) THEN
537                        WRITE(numout,*) "sbcisf : too many iteration ... ", zhtflx, zhtflx_b, zgammat, zgammas, nn_gammablk, ji, jj, mikt(ji,jj), narea
538                        CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_isf_hol99 : too many iteration ...' )
539                     END IF
540! save gammat and compute zhtflx_b
541                     zgammat2d(ji,jj)=zgammat
542                     zgammas2d(ji,jj)=zgammas
543                     zhtflx_b = zhtflx
544
545                  END DO
546! If non conservative we have zcfac=0.0 so zhtflx is as ISOMIP but with different zfrz value
547                  qisf(ji,jj) = - zhtflx 
548! If non conservative we have zcfac=0.0 so what follows is then zfwflx*sss_m/zsfrz
549                  fwfisf(ji,jj) = zfwflx 
550               ELSE
551                  fwfisf(ji,jj) = 0._wp
552                  qisf(ji,jj)   = 0._wp
553               ENDIF
554               !
555            END DO
556         END DO
557      ENDIF
558      ! lbclnk
559      CALL lbc_lnk(zgammas2d(:,:),'T',1.)
560      CALL lbc_lnk(zgammat2d(:,:),'T',1.)
561      ! output
562      CALL iom_put('isfgammat', zgammat2d)
563      CALL iom_put('isfgammas', zgammas2d)
564         !
565      !CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, zfrz,zpress,zti, zqisf, zfwfisf  )
566      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, zfrz,zpress,zti, zgammat2d, zgammas2d )
567      !
568      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('sbc_isf_cav')
569
570   END SUBROUTINE sbc_isf_cav
571
572   SUBROUTINE sbc_isf_gammats(gt, gs, zqhisf, zqwisf, ji, jj, lit )
573      !!----------------------------------------------------------------------
574      !! ** Purpose    : compute the coefficient echange for heat flux
575      !!
576      !! ** Method     : gamma assume constant or depends of u* and stability
577      !!
578      !! ** References : Holland and Jenkins, 1999, JPO, p1787-1800, eq 14
579      !!                Jenkins et al., 2010, JPO, p2298-2312
580      !!---------------------------------------------------------------------
581      REAL(wp), INTENT(inout) :: gt, gs, zqhisf, zqwisf
582      INTEGER , INTENT(in)    :: ji,jj
583      LOGICAL , INTENT(inout) :: lit
584
585      INTEGER  :: ikt                 ! loop index
586      REAL(wp) :: zut, zvt, zustar           ! U, V at T point and friction velocity
587      REAL(wp) :: zdku, zdkv                 ! U, V shear
588      REAL(wp) :: zPr, zSc, zRc              ! Prandtl, Scmidth and Richardson number
589      REAL(wp) :: zmob, zmols                ! Monin Obukov length, coriolis factor at T point
590      REAL(wp) :: zbuofdep, zhnu             ! Bouyancy length scale, sublayer tickness
591      REAL(wp) :: zhmax                      ! limitation of mol
592      REAL(wp) :: zetastar                   ! stability parameter
593      REAL(wp) :: zgmolet, zgmoles, zgturb   ! contribution of modelecular sublayer and turbulence
594      REAL(wp) :: zcoef                      ! temporary coef
595      REAL(wp) :: zrhos, zalbet, zbeta, zthermal, zhalin
596      REAL(wp) :: zt, zs, zh
597      REAL(wp), PARAMETER :: zxsiN = 0.052   ! dimensionless constant
598      REAL(wp), PARAMETER :: epsln = 1.0e-20 ! a small positive number
599      REAL(wp), PARAMETER :: znu   = 1.95e-6 ! kinamatic viscosity of sea water (m2.s-1)
600      REAL(wp) ::   rcs      = 1.0e-3_wp        ! conversion: mm/s ==> m/s
601      !!---------------------------------------------------------------------
602      !
603      IF( nn_gammablk == 0 ) THEN
604      !! gamma is constant (specified in namelist)
605         gt = rn_gammat0
606         gs = rn_gammas0
607         lit = .FALSE.
608      ELSE IF ( nn_gammablk == 1 ) THEN
609      !! gamma is assume to be proportional to u*
610      !! WARNING in case of Losh 2008 tbl parametrization,
611      !! you have to used the mean value of u in the boundary layer)
612      !! not yet coded
613      !! Jenkins et al., 2010, JPO, p2298-2312
614         ikt = mikt(ji,jj)
615      !! Compute U and V at T points
616   !      zut = 0.5 * ( utbl(ji-1,jj  ) + utbl(ji,jj) )
617   !      zvt = 0.5 * ( vtbl(ji  ,jj-1) + vtbl(ji,jj) )
618          zut = utbl(ji,jj)
619          zvt = vtbl(ji,jj)
620
621      !! compute ustar
622         zustar = SQRT( rn_tfri2 * (zut * zut + zvt * zvt) )
623      !! Compute mean value over the TBL
624
625      !! Compute gammats
626         gt = zustar * rn_gammat0
627         gs = zustar * rn_gammas0
628         lit = .FALSE.
629      ELSE IF ( nn_gammablk == 2 ) THEN
630      !! gamma depends of stability of boundary layer
631      !! WARNING in case of Losh 2008 tbl parametrization,
632      !! you have to used the mean value of u in the boundary layer)
633      !! not yet coded
634      !! Holland and Jenkins, 1999, JPO, p1787-1800, eq 14
635      !! as MOL depends of flux and flux depends of MOL, best will be iteration (TO DO)
636               ikt = mikt(ji,jj)
637
638      !! Compute U and V at T points
639               zut = 0.5 * ( utbl(ji-1,jj  ) + utbl(ji,jj) )
640               zvt = 0.5 * ( vtbl(ji  ,jj-1) + vtbl(ji,jj) )
641
642      !! compute ustar
643               zustar = SQRT( rn_tfri2 * (zut * zut + zvt * zvt) )
644               IF (zustar == 0._wp) THEN           ! only for kt = 1 I think
645                 gt = rn_gammat0
646                 gs = rn_gammas0
647               ELSE
648      !! compute Rc number (as done in zdfric.F90)
649               zcoef = 0.5 / fse3w(ji,jj,ikt)
650               !                                            ! shear of horizontal velocity
651               zdku = zcoef * (  un(ji-1,jj  ,ikt  ) + un(ji,jj,ikt  )   &
652                  &             -un(ji-1,jj  ,ikt+1) - un(ji,jj,ikt+1)  )
653               zdkv = zcoef * (  vn(ji  ,jj-1,ikt  ) + vn(ji,jj,ikt  )   &
654                  &             -vn(ji  ,jj-1,ikt+1) - vn(ji,jj,ikt+1)  )
655               !                                            ! richardson number (minimum value set to zero)
656               zRc = rn2(ji,jj,ikt+1) / ( zdku*zdku + zdkv*zdkv + 1.e-20 )
657
658      !! compute Pr and Sc number (can be improved)
659               zPr =   13.8
660               zSc = 2432.0
661
662      !! compute gamma mole
663               zgmolet = 12.5 * zPr ** (2.0/3.0) - 6.0
664               zgmoles = 12.5 * zSc ** (2.0/3.0) -6.0
665
666      !! compute bouyancy
667               IF( nn_eos < 1) THEN
668                  zt     = ttbl(ji,jj)
669                  zs     = stbl(ji,jj) - 35.0
670                  zh     = fsdepw(ji,jj,ikt)
671                  !  potential volumic mass
672                  zrhos  = rhop(ji,jj,ikt)
673                  zalbet = ( ( ( - 0.255019e-07 * zt + 0.298357e-05 ) * zt   &   ! ratio alpha/beta
674                     &                               - 0.203814e-03 ) * zt   &
675                     &                               + 0.170907e-01 ) * zt   &
676                     &   + 0.665157e-01                                      &
677                     &   +     ( - 0.678662e-05 * zs                         &
678                     &           - 0.846960e-04 * zt + 0.378110e-02 ) * zs   &
679                     &   +   ( ( - 0.302285e-13 * zh                         &
680                     &           - 0.251520e-11 * zs                         &
681                     &           + 0.512857e-12 * zt * zt           ) * zh   &
682                     &           - 0.164759e-06 * zs                         &
683                     &        +(   0.791325e-08 * zt - 0.933746e-06 ) * zt   &
684                     &                               + 0.380374e-04 ) * zh
685
686                  zbeta  = ( ( -0.415613e-09 * zt + 0.555579e-07 ) * zt      &   ! beta
687                     &                            - 0.301985e-05 ) * zt      &
688                     &   + 0.785567e-03                                      &
689                     &   + (     0.515032e-08 * zs                           &
690                     &         + 0.788212e-08 * zt - 0.356603e-06 ) * zs     &
691                     &   +(  (   0.121551e-17 * zh                           &
692                     &         - 0.602281e-15 * zs                           &
693                     &         - 0.175379e-14 * zt + 0.176621e-12 ) * zh     &
694                     &                             + 0.408195e-10   * zs     &
695                     &     + ( - 0.213127e-11 * zt + 0.192867e-09 ) * zt     &
696                     &                             - 0.121555e-07 ) * zh
697
698                  zthermal = zbeta * zalbet / ( rcp * zrhos + epsln )
699                  zhalin   = zbeta * stbl(ji,jj) * rcs
700               ELSE
701                  zrhos    = rhop(ji,jj,ikt) + rau0 * ( 1. - tmask(ji,jj,ikt) )
702                  zthermal = rn_alpha / ( rcp * zrhos + epsln )
703                  zhalin   = rn_beta * stbl(ji,jj) * rcs
704               ENDIF
705      !! compute length scale
706               zbuofdep = grav * ( zthermal * zqhisf - zhalin * zqwisf )  !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
707
708      !! compute Monin Obukov Length
709               ! Maximum boundary layer depth
710               zhmax = fsdept(ji,jj,mbkt(ji,jj)) - fsdepw(ji,jj,mikt(ji,jj)) -0.001
711               ! Compute Monin obukhov length scale at the surface and Ekman depth:
712               zmob   = zustar ** 3 / (vkarmn * (zbuofdep + epsln))
713               zmols  = SIGN(1._wp, zmob) * MIN(ABS(zmob), zhmax) * tmask(ji,jj,ikt)
714
715      !! compute eta* (stability parameter)
716               zetastar = 1 / ( SQRT(1 + MAX(zxsiN * zustar / ( ABS(ff(ji,jj)) * zmols * zRc ), 0.0)))
717
718      !! compute the sublayer thickness
719               zhnu = 5 * znu / zustar
720      !! compute gamma turb
721               zgturb = 1/vkarmn * LOG(zustar * zxsiN * zetastar * zetastar / ( ABS(ff(ji,jj)) * zhnu )) &
722               &      + 1 / ( 2 * zxsiN * zetastar ) - 1/vkarmn
723
724      !! compute gammats
725               gt = zustar / (zgturb + zgmolet)
726               gs = zustar / (zgturb + zgmoles)
727               END IF
728      END IF
729
730   END SUBROUTINE
731
732   SUBROUTINE sbc_isf_tbl( varin, varout, cptin )
733      !!----------------------------------------------------------------------
734      !!                  ***  SUBROUTINE sbc_isf_tbl  ***
735      !!
736      !! ** Purpose : compute mean T/S/U/V in the boundary layer
737      !!
738      !!----------------------------------------------------------------------
739      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(in) :: varin
740      REAL(wp), DIMENSION(:,:)  , INTENT(out):: varout
741     
742      CHARACTER(len=1), INTENT(in) :: cptin ! point of variable in/out
743
744      REAL(wp) :: ze3, zhk
745      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER :: zikt
746
747      INTEGER :: ji,jj,jk
748      INTEGER :: ikt,ikb
749      INTEGER, DIMENSION(:,:), POINTER :: mkt, mkb
750
751      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, mkt, mkb  )
752      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, zikt )
753
754      ! get first and last level of tbl
755      mkt(:,:) = misfkt(:,:)
756      mkb(:,:) = misfkb(:,:)
757
758      varout(:,:)=0._wp
759      DO jj = 2,jpj
760         DO ji = 2,jpi
761            IF (ssmask(ji,jj) == 1) THEN
762               ikt = mkt(ji,jj)
763               ikb = mkb(ji,jj)
764
765               ! level fully include in the ice shelf boundary layer
766               DO jk = ikt, ikb - 1
767                  ze3 = fse3t_n(ji,jj,jk)
768                  IF (cptin == 'T' ) varout(ji,jj) = varout(ji,jj) + varin(ji,jj,jk) * r1_hisf_tbl(ji,jj) * ze3
769                  IF (cptin == 'U' ) varout(ji,jj) = varout(ji,jj) + 0.5_wp * (varin(ji,jj,jk) + varin(ji-1,jj,jk)) &
770                     &                                                       * r1_hisf_tbl(ji,jj) * ze3
771                  IF (cptin == 'V' ) varout(ji,jj) = varout(ji,jj) + 0.5_wp * (varin(ji,jj,jk) + varin(ji,jj-1,jk)) &
772                     &                                                       * r1_hisf_tbl(ji,jj) * ze3
773               END DO
774
775               ! level partially include in ice shelf boundary layer
776               zhk = SUM( fse3t_n(ji, jj, ikt:ikb - 1)) * r1_hisf_tbl(ji,jj)
777               IF (cptin == 'T') varout(ji,jj) = varout(ji,jj) + varin(ji,jj,ikb) * (1._wp - zhk)
778               IF (cptin == 'U') varout(ji,jj) = varout(ji,jj) + 0.5_wp * (varin(ji,jj,ikb) + varin(ji-1,jj,ikb)) * (1._wp - zhk)
779               IF (cptin == 'V') varout(ji,jj) = varout(ji,jj) + 0.5_wp * (varin(ji,jj,ikb) + varin(ji,jj-1,ikb)) * (1._wp - zhk)
780            END IF
781         END DO
782      END DO
783
784      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, mkt, mkb )     
785      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, zikt ) 
786
787      IF (cptin == 'T') CALL lbc_lnk(varout,'T',1.)
788      IF (cptin == 'U' .OR. cptin == 'V') CALL lbc_lnk(varout,'T',-1.)
789
790   END SUBROUTINE sbc_isf_tbl
791     
792
793   SUBROUTINE sbc_isf_div( phdivn )
794      !!----------------------------------------------------------------------
795      !!                  ***  SUBROUTINE sbc_isf_div  ***
796      !!       
797      !! ** Purpose :   update the horizontal divergence with the runoff inflow
798      !!
799      !! ** Method  :   
800      !!                CAUTION : risf_tsc(:,:,jp_sal) is negative (outflow) increase the
801      !!                          divergence and expressed in m/s
802      !!
803      !! ** Action  :   phdivn   decreased by the runoff inflow
804      !!----------------------------------------------------------------------
805      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(inout) ::   phdivn   ! horizontal divergence
806      !!
807      INTEGER      ::   ji, jj, jk   ! dummy loop indices
808      INTEGER      ::   ikt, ikb 
809      INTEGER      ::   nk_isf
810      REAL(wp)     ::   zhk, z1_hisf_tbl, zhisf_tbl
811      REAL(wp)     ::   zfact     ! local scalar
812      !!----------------------------------------------------------------------
813      !
814      zfact   = 0.5_wp
815      !
816      IF (lk_vvl) THEN     ! need to re compute level distribution of isf fresh water
817         DO jj = 1,jpj
818            DO ji = 1,jpi
819               ikt = misfkt(ji,jj)
820               ikb = misfkt(ji,jj)
821               ! thickness of boundary layer at least the top level thickness
822               rhisf_tbl(ji,jj) = MAX(rhisf_tbl_0(ji,jj), fse3t(ji,jj,ikt))
823
824               ! determine the deepest level influenced by the boundary layer
825               ! test on tmask useless ?????
826               DO jk = ikt, mbkt(ji,jj)
827!                  IF ( (SUM(fse3t(ji,jj,ikt:jk-1)) .LT. rhisf_tbl(ji,jj)) .AND. (tmask(ji,jj,jk) == 1) ) ikb = jk
828               END DO
829               rhisf_tbl(ji,jj) = MIN(rhisf_tbl(ji,jj), SUM(fse3t(ji,jj,ikt:ikb)))  ! limit the tbl to water thickness.
830               misfkb(ji,jj) = ikb                                                  ! last wet level of the tbl
831               r1_hisf_tbl(ji,jj) = 1._wp / rhisf_tbl(ji,jj)
832
833               zhk           = SUM( fse3t(ji, jj, ikt:ikb - 1)) * r1_hisf_tbl(ji,jj)  ! proportion of tbl cover by cell from ikt to ikb - 1
834               ralpha(ji,jj) = rhisf_tbl(ji,jj) * (1._wp - zhk ) / fse3t(ji,jj,ikb)  ! proportion of bottom cell influenced by boundary layer
835            END DO
836         END DO
837      END IF ! vvl case
838      !
839      DO jj = 1,jpj
840         DO ji = 1,jpi
841               ikt = misfkt(ji,jj)
842               ikb = misfkb(ji,jj)
843               ! level fully include in the ice shelf boundary layer
844               DO jk = ikt, ikb - 1
845                  phdivn(ji,jj,jk) = phdivn(ji,jj,jk) + ( fwfisf(ji,jj) + fwfisf_b(ji,jj) ) * r1_hisf_tbl(ji,jj) * r1_rau0 * zfact
846               END DO
847               ! level partially include in ice shelf boundary layer
848               phdivn(ji,jj,ikb) = phdivn(ji,jj,ikb) + ( fwfisf(ji,jj) + fwfisf_b(ji,jj) ) * r1_hisf_tbl(ji,jj) * r1_rau0 * zfact * ralpha(ji,jj) 
849            !==   ice shelf melting mass distributed over several levels   ==!
850         END DO
851      END DO
852      !
853   END SUBROUTINE sbc_isf_div
854                       
855   FUNCTION tinsitu( ptem, psal, ppress ) RESULT( pti )
856      !!----------------------------------------------------------------------
857      !!                 ***  ROUTINE eos_init  ***
858      !!
859      !! ** Purpose :   Compute the in-situ temperature [Celcius]
860      !!
861      !! ** Method  :   
862      !!
863      !! Reference  :   Bryden,h.,1973,deep-sea res.,20,401-408
864      !!----------------------------------------------------------------------
865      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(in   ) ::   ptem   ! potential temperature [Celcius]
866      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(in   ) ::   psal   ! salinity             [psu]
867      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(in   ) ::   ppress ! pressure             [dBar]
868      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER           ::   pti    ! in-situ temperature [Celcius]
869!      REAL(wp) :: fsatg
870!      REAL(wp) :: pfps, pfpt, pfphp
871      REAL(wp) :: zt, zs, zp, zh, zq, zxk
872      INTEGER  :: ji, jj            ! dummy loop indices
873      !
874      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, pti  )
875      !
876      DO jj=1,jpj
877         DO ji=1,jpi
878            zh = ppress(ji,jj)
879! Theta1
880            zt = ptem(ji,jj)
881            zs = psal(ji,jj)
882            zp = 0.0
883            zxk= zh * fsatg( zs, zt, zp )
884            zt = zt + 0.5 * zxk
885            zq = zxk
886! Theta2
887            zp = zp + 0.5 * zh
888            zxk= zh*fsatg( zs, zt, zp )
889            zt = zt + 0.29289322 * ( zxk - zq )
890            zq = 0.58578644 * zxk + 0.121320344 * zq
891! Theta3
892            zxk= zh * fsatg( zs, zt, zp )
893            zt = zt + 1.707106781 * ( zxk - zq )
894            zq = 3.414213562 * zxk - 4.121320344 * zq
895! Theta4
896            zp = zp + 0.5 * zh
897            zxk= zh * fsatg( zs, zt, zp )
898            pti(ji,jj) = zt + ( zxk - 2.0 * zq ) / 6.0
899         END DO
900      END DO
901      !
902      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, pti  )
903      !
904   END FUNCTION tinsitu
905   !
906   FUNCTION fsatg( pfps, pfpt, pfphp )
907      !!----------------------------------------------------------------------
908      !!                 ***  FUNCTION fsatg  ***
909      !!
910      !! ** Purpose    :   Compute the Adiabatic laspse rate [Celcius].[decibar]^-1
911      !!
912      !! ** Reference  :   Bryden,h.,1973,deep-sea res.,20,401-408
913      !!
914      !! ** units      :   pressure        pfphp    decibars
915      !!                   temperature     pfpt     deg celsius (ipts-68)
916      !!                   salinity        pfps     (ipss-78)
917      !!                   adiabatic       fsatg    deg. c/decibar
918      !!----------------------------------------------------------------------
919      REAL(wp) :: pfps, pfpt, pfphp 
920      REAL(wp) :: fsatg
921      !
922      fsatg = (((-2.1687e-16*pfpt+1.8676e-14)*pfpt-4.6206e-13)*pfphp         &
923        &    +((2.7759e-12*pfpt-1.1351e-10)*(pfps-35.)+((-5.4481e-14*pfpt    &
924        &    +8.733e-12)*pfpt-6.7795e-10)*pfpt+1.8741e-8))*pfphp             &
925        &    +(-4.2393e-8*pfpt+1.8932e-6)*(pfps-35.)                         &
926        &    +((6.6228e-10*pfpt-6.836e-8)*pfpt+8.5258e-6)*pfpt+3.5803e-5
927      !
928    END FUNCTION fsatg
929    !!======================================================================
930END MODULE sbcisf
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.