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Since March 2022 along with NEMO 4.2 release, the code development moved to a self-hosted GitLab.
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diafwb.F90 in branches/2015/dev_merge_2015/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/DIA – NEMO

source: branches/2015/dev_merge_2015/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/DIA/diafwb.F90 @ 6069

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Merge of dev_MetOffice_merge_2015 into branch (only NEMO directory for now).

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 20.7 KB
Line 
1MODULE diafwb
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  diafwb  ***
4   !! Ocean diagnostics: freshwater budget
5   !!======================================================================
6   !! History :  8.2  !  01-02  (E. Durand)  Original code
7   !!            8.5  !  02-06  (G. Madec)  F90: Free form and module
8   !!            9.0  !  05-11  (V. Garnier) Surface pressure gradient organization
9   !!----------------------------------------------------------------------
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   !!   Only for ORCA2 ORCA1 and ORCA025
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   !!   dia_fwb     : freshwater budget for global ocean configurations
15   !!----------------------------------------------------------------------
16   USE oce             ! ocean dynamics and tracers
17   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
18   USE phycst          ! physical constants
19   USE sbc_oce         ! ???
20   USE zdf_oce         ! ocean vertical physics
21   USE in_out_manager  ! I/O manager
22   USE lib_mpp         ! distributed memory computing library
23   USE timing          ! preformance summary
24
25   IMPLICIT NONE
26   PRIVATE
27
28   PUBLIC dia_fwb    ! routine called by step.F90
29
30   REAL(wp)               ::   a_fwf ,          &
31      &                        a_sshb, a_sshn, a_salb, a_saln
32   REAL(wp), DIMENSION(4) ::   a_flxi, a_flxo, a_temi, a_temo, a_sali, a_salo
33
34   !! * Substitutions
35#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
36   !!----------------------------------------------------------------------
37   !! NEMO/OPA 3.3 , NEMO Consortium (2010)
38   !! $Id$
39   !! Software governed by the CeCILL licence (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
40   !!----------------------------------------------------------------------
41CONTAINS
42
43   SUBROUTINE dia_fwb( kt )
44      !!---------------------------------------------------------------------
45      !!                  ***  ROUTINE dia_fwb  ***
46      !!     
47      !! ** Purpose :
48      !!----------------------------------------------------------------------
49      INTEGER, INTENT( in ) ::   kt      ! ocean time-step index
50      !!
51      INTEGER  :: inum             ! temporary logical unit
52      INTEGER  :: ji, jj, jk, jt   ! dummy loop indices
53      INTEGER  :: ii0, ii1, ij0, ij1
54      INTEGER  :: isrow         ! index for ORCA1 starting row
55      REAL(wp) :: zarea, zvol, zwei
56      REAL(wp) :: ztemi(4), ztemo(4), zsali(4), zsalo(4), zflxi(4), zflxo(4)
57      REAL(wp) :: zt, zs, zu 
58      REAL(wp) :: zsm0, zfwfnew
59      IF( cp_cfg == "orca" .AND. jp_cfg == 1 .OR. jp_cfg == 2 .OR. jp_cfg == 4 ) THEN
60      !!----------------------------------------------------------------------
61      IF( nn_timing == 1 )   CALL timing_start('dia_fwb')
62
63      ! Mean global salinity
64      zsm0 = 34.72654
65
66      ! To compute fwf mean value mean fwf
67
68      IF( kt == nit000 ) THEN
69
70         a_fwf    = 0.e0
71         a_sshb   = 0.e0 ! valeur de ssh au debut de la simulation
72         a_salb   = 0.e0 ! valeur de sal au debut de la simulation
73         ! sshb used because diafwb called after tranxt (i.e. after the swap)
74         a_sshb = SUM( e1e2t(:,:) * sshb(:,:) * tmask_i(:,:) )
75         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( a_sshb )      ! sum over the global domain
76
77         DO jk = 1, jpkm1
78            DO jj = 2, jpjm1
79               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
80                  zwei  = e1e2t(ji,jj) * e3t_n(ji,jj,jk) * tmask(ji,jj,jk) * tmask_i(ji,jj)
81                  a_salb = a_salb + ( tsb(ji,jj,jk,jp_sal) - zsm0 ) * zwei
82               END DO
83            END DO
84         END DO
85         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( a_salb )      ! sum over the global domain
86      ENDIF
87     
88      a_fwf    = SUM( e1e2t(:,:) * ( emp(:,:)-rnf(:,:) ) * tmask_i(:,:) ) 
89      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( a_fwf    )       ! sum over the global domain
90
91      IF( kt == nitend ) THEN
92         a_sshn = 0.e0
93         a_saln = 0.e0
94         zarea = 0.e0
95         zvol  = 0.e0
96         zfwfnew = 0.e0
97         ! Mean sea level at nitend
98         a_sshn = SUM( e1e2t(:,:) * sshn(:,:) * tmask_i(:,:) )
99         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( a_sshn )      ! sum over the global domain
100         zarea  = SUM( e1e2t(:,:) *             tmask_i(:,:) )
101         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zarea  )      ! sum over the global domain
102         
103         DO jk = 1, jpkm1   
104            DO jj = 2, jpjm1
105               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
106                  zwei  = e1e2t(ji,jj) * e3t_n(ji,jj,jk) * tmask(ji,jj,jk) * tmask_i(ji,jj)
107                  a_saln = a_saln + ( tsn(ji,jj,jk,jp_sal) - zsm0 ) * zwei
108                  zvol  = zvol  + zwei
109               END DO
110            END DO
111         END DO
112         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( a_saln )      ! sum over the global domain
113         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zvol )      ! sum over the global domain
114         
115         ! Conversion in m3
116         a_fwf    = a_fwf * rdttra(1) * 1.e-3 
117         
118         ! fwf correction to bring back the mean ssh to zero
119         zfwfnew = a_sshn / ( ( nitend - nit000 + 1 ) * rdt ) * 1.e3 / zarea
120
121      ENDIF
122
123
124      ! Calcul des termes de transport
125      ! ------------------------------
126     
127      ! 1 --> Gibraltar
128      ! 2 --> Cadiz
129      ! 3 --> Red Sea
130      ! 4 --> Baltic Sea
131
132      IF( kt == nit000 ) THEN
133         a_flxi(:) = 0.e0
134         a_flxo(:) = 0.e0
135         a_temi(:) = 0.e0
136         a_temo(:) = 0.e0
137         a_sali(:) = 0.e0
138         a_salo(:) = 0.e0
139      ENDIF
140
141      zflxi(:) = 0.e0
142      zflxo(:) = 0.e0
143      ztemi(:) = 0.e0
144      ztemo(:) = 0.e0
145      zsali(:) = 0.e0
146      zsalo(:) = 0.e0
147
148      ! Mean flow at Gibraltar
149
150      IF( cp_cfg == "orca" ) THEN 
151               
152         SELECT CASE ( jp_cfg )
153         !                                           ! =======================
154         CASE ( 4 )                                  !  ORCA_R4 configuration
155            !                                        ! =======================
156            ii0 = 70   ;   ii1 = 70
157            ij0 = 52   ;   ij1 = 52
158            !                                        ! =======================
159         CASE ( 2 )                                  !  ORCA_R2 configuration
160            !                                        ! =======================
161            ii0 = 140   ;   ii1 = 140
162            ij0 = 102   ;   ij1 = 102
163            !                                        ! =======================
164         CASE ( 1 )                                  !  ORCA_R1 configurations
165            !                                        ! =======================
166            ! This dirty section will be suppressed by simplification process:
167            ! all this will come back in input files
168            ! Currently these hard-wired indices relate to configuration with
169            ! extend grid (jpjglo=332)
170            isrow = 332 - jpjglo
171            !
172            ii0 = 283           ;   ii1 = 283
173            ij0 = 241 - isrow   ;   ij1 = 241 - isrow
174            !                                        ! =======================
175         CASE DEFAULT                                !    ORCA R05 or R025
176            !                                        ! =======================
177            CALL ctl_stop( ' dia_fwb Not yet implemented in ORCA_R05 or R025' )
178            !
179         END SELECT
180         !
181         DO ji = mi0(ii0), MIN(mi1(ii1),jpim1)
182            DO jj = mj0(ij0), mj1(ij1)
183               DO jk = 1, jpk 
184                  zt = 0.5 * ( tsn(ji,jj,jk,jp_tem) + tsn(ji+1,jj,jk,jp_tem) )
185                  zs = 0.5 * ( tsn(ji,jj,jk,jp_sal) + tsn(ji+1,jj,jk,jp_sal) )
186                  zu = un(ji,jj,jk) * e3t_n(ji,jj,jk) * e2u(ji,jj) * tmask_i(ji,jj)
187
188                  IF( un(ji,jj,jk) > 0.e0 ) THEN
189                     zflxi(1) = zflxi(1) +    zu
190                     ztemi(1) = ztemi(1) + zt*zu
191                     zsali(1) = zsali(1) + zs*zu
192                  ELSE
193                     zflxo(1) = zflxo(1) +    zu
194                     ztemo(1) = ztemo(1) + zt*zu
195                     zsalo(1) = zsalo(1) + zs*zu
196                  ENDIF
197               END DO
198            END DO
199         END DO
200      ENDIF
201     
202      ! Mean flow at Cadiz
203      IF( cp_cfg == "orca" ) THEN
204               
205         SELECT CASE ( jp_cfg )
206         !                                           ! =======================
207         CASE ( 4 )                                  !  ORCA_R4 configuration
208            !                                        ! =======================
209            ii0 = 69   ;   ii1 = 69
210            ij0 = 52   ;   ij1 = 52
211            !                                        ! =======================
212         CASE ( 2 )                                  !  ORCA_R2 configuration
213            !                                        ! =======================
214            ii0 = 137   ;   ii1 = 137
215            ij0 = 101   ;   ij1 = 102
216            !                                        ! =======================
217         CASE ( 1 )                                  !  ORCA_R1 configurations
218            !                                        ! =======================
219            ! This dirty section will be suppressed by simplification process:
220            ! all this will come back in input files
221            ! Currently these hard-wired indices relate to configuration with
222            ! extend grid (jpjglo=332)
223            isrow = 332 - jpjglo
224            ii0 = 282           ;   ii1 = 282
225            ij0 = 240 - isrow   ;   ij1 = 240 - isrow
226            !                                        ! =======================
227         CASE DEFAULT                                !    ORCA R05 or R025
228            !                                        ! =======================
229            CALL ctl_stop( ' dia_fwb Not yet implemented in ORCA_R05 or R025' )
230            !
231         END SELECT
232         !
233         DO ji = mi0(ii0), MIN(mi1(ii1),jpim1)
234            DO jj = mj0(ij0), mj1(ij1)
235               DO jk = 1, jpk 
236                  zt = 0.5 * ( tsn(ji,jj,jk,jp_tem) + tsn(ji+1,jj,jk,jp_tem) )
237                  zs = 0.5 * ( tsn(ji,jj,jk,jp_sal) + tsn(ji+1,jj,jk,jp_sal) )
238                  zu = un(ji,jj,jk) * e3t_n(ji,jj,jk) * e2u(ji,jj) * tmask_i(ji,jj)
239                 
240                  IF( un(ji,jj,jk) > 0.e0 ) THEN
241                     zflxi(2) = zflxi(2) +    zu
242                     ztemi(2) = ztemi(2) + zt*zu
243                     zsali(2) = zsali(2) + zs*zu
244                  ELSE
245                     zflxo(2) = zflxo(2) +    zu
246                     ztemo(2) = ztemo(2) + zt*zu
247                     zsalo(2) = zsalo(2) + zs*zu
248                  ENDIF
249               END DO
250            END DO
251         END DO
252      ENDIF
253
254      ! Mean flow at Red Sea entrance
255      IF( cp_cfg == "orca" ) THEN
256               
257         SELECT CASE ( jp_cfg )
258         !                                           ! =======================
259         CASE ( 4 )                                  !  ORCA_R4 configuration
260            !                                        ! =======================
261            ii0 = 83   ;   ii1 = 83
262            ij0 = 45   ;   ij1 = 45
263            !                                        ! =======================
264         CASE ( 2 )                                  !  ORCA_R2 configuration
265            !                                        ! =======================
266            ii0 = 160   ;   ii1 = 160
267            ij0 = 88    ;   ij1 = 88 
268            !                                        ! =======================
269         CASE ( 1 )                                  !  ORCA_R1 configurations
270            !                                        ! =======================
271            ! This dirty section will be suppressed by simplification process:
272            ! all this will come back in input files
273            ! Currently these hard-wired indices relate to configuration with
274            ! extend grid (jpjglo=332)
275            isrow = 332 - jpjglo
276            ii0 = 331           ;   ii1 = 331
277            ij0 = 215 - isrow   ;   ij1 = 215 - isrow
278            !                                        ! =======================
279         CASE DEFAULT                                !    ORCA R05 or R025
280            !                                        ! =======================
281            CALL ctl_stop( ' dia_fwb Not yet implemented in ORCA_R05 or R025' )
282            !
283         END SELECT
284         !
285         DO ji = mi0(ii0), MIN(mi1(ii1),jpim1)
286            DO jj = mj0(ij0), mj1(ij1)
287               DO jk = 1, jpk 
288                  zt = 0.5 * ( tsn(ji,jj,jk,jp_tem) + tsn(ji+1,jj,jk,jp_tem) )
289                  zs = 0.5 * ( tsn(ji,jj,jk,jp_sal) + tsn(ji+1,jj,jk,jp_sal) )
290                  zu = un(ji,jj,jk) * e3t_n(ji,jj,jk) * e2u(ji,jj) * tmask_i(ji,jj)
291                 
292                  IF( un(ji,jj,jk) > 0.e0 ) THEN
293                     zflxi(3) = zflxi(3) +    zu
294                     ztemi(3) = ztemi(3) + zt*zu
295                     zsali(3) = zsali(3) + zs*zu
296                  ELSE
297                     zflxo(3) = zflxo(3) +    zu
298                     ztemo(3) = ztemo(3) + zt*zu
299                     zsalo(3) = zsalo(3) + zs*zu
300                  ENDIF
301               END DO
302            END DO
303         END DO
304      ENDIF
305
306      ! Mean flow at Baltic Sea entrance
307      IF( cp_cfg == "orca" ) THEN
308               
309         SELECT CASE ( jp_cfg )
310         !                                           ! =======================
311         CASE ( 4 )                                  !  ORCA_R4 configuration
312            !                                        ! =======================
313            ii0 = 1     ;   ii1 = 1 
314            ij0 = 1     ;   ij1 = 1 
315            !                                        ! =======================
316         CASE ( 2 )                                  !  ORCA_R2 configuration
317            !                                        ! =======================
318            ii0 = 146   ;   ii1 = 146 
319            ij0 = 116   ;   ij1 = 116
320            !                                        ! =======================
321         CASE ( 1 )                                  !  ORCA_R1 configurations
322            !                                        ! =======================
323            ! This dirty section will be suppressed by simplification process:
324            ! all this will come back in input files
325            ! Currently these hard-wired indices relate to configuration with
326            ! extend grid (jpjglo=332)
327            isrow = 332 - jpjglo
328            ii0 = 297           ;   ii1 = 297
329            ij0 = 269 - isrow   ;   ij1 = 269 - isrow
330            !                                        ! =======================
331         CASE DEFAULT                                !    ORCA R05 or R025
332            !                                        ! =======================
333            CALL ctl_stop( ' dia_fwb Not yet implemented in ORCA_R05 or R025' )
334            !
335         END SELECT
336         !
337         DO ji = mi0(ii0), MIN(mi1(ii1),jpim1)
338            DO jj = mj0(ij0), mj1(ij1)
339               DO jk = 1, jpk
340                  zt = 0.5 * ( tsn(ji,jj,jk,jp_tem) + tsn(ji+1,jj,jk,jp_tem) )
341                  zs = 0.5 * ( tsn(ji,jj,jk,jp_sal) + tsn(ji+1,jj,jk,jp_sal) )
342                  zu = un(ji,jj,jk) * e3t_n(ji,jj,jk) * e2u(ji,jj) * tmask_i(ji,jj)
343                 
344                  IF( un(ji,jj,jk) > 0.e0 ) THEN
345                     zflxi(4) = zflxi(4) +    zu
346                     ztemi(4) = ztemi(4) + zt*zu
347                     zsali(4) = zsali(4) + zs*zu
348                  ELSE
349                     zflxo(4) = zflxo(4) +    zu
350                     ztemo(4) = ztemo(4) + zt*zu
351                     zsalo(4) = zsalo(4) + zs*zu
352                  ENDIF
353               END DO
354            END DO
355         END DO
356      ENDIF
357
358      ! Sum at each time-step
359      DO jt = 1, 4 
360         !
361         IF( zflxi(jt) /= 0.e0 ) THEN
362            a_flxi(jt) = a_flxi(jt) + zflxi(jt)
363            a_temi(jt) = a_temi(jt) + ztemi(jt)/zflxi(jt)
364            a_sali(jt) = a_sali(jt) + zsali(jt)/zflxi(jt)
365         ENDIF
366         !
367         IF( zflxo(jt) /= 0.e0 ) THEN
368            a_flxo(jt) = a_flxo(jt) + zflxo(jt)
369            a_temo(jt) = a_temo(jt) + ztemo(jt)/zflxo(jt)
370            a_salo(jt) = a_salo(jt) + zsalo(jt)/zflxo(jt)
371         ENDIF
372         !
373      END DO
374
375      IF( kt == nitend ) THEN
376         DO jt = 1, 4 
377            a_flxi(jt) = a_flxi(jt) / ( FLOAT( nitend - nit000 + 1 ) * 1.e6 )
378            a_temi(jt) = a_temi(jt) /   FLOAT( nitend - nit000 + 1 )
379            a_sali(jt) = a_sali(jt) /   FLOAT( nitend - nit000 + 1 )
380            a_flxo(jt) = a_flxo(jt) / ( FLOAT( nitend - nit000 + 1 ) * 1.e6 )
381            a_temo(jt) = a_temo(jt) /   FLOAT( nitend - nit000 + 1 )
382            a_salo(jt) = a_salo(jt) /   FLOAT( nitend - nit000 + 1 )
383         END DO
384         IF( lk_mpp ) THEN
385            CALL mpp_sum( a_flxi, 4 )      ! sum over the global domain
386            CALL mpp_sum( a_temi, 4 )      ! sum over the global domain
387            CALL mpp_sum( a_sali, 4 )      ! sum over the global domain
388
389            CALL mpp_sum( a_flxo, 4 )      ! sum over the global domain
390            CALL mpp_sum( a_temo, 4 )      ! sum over the global domain
391            CALL mpp_sum( a_salo, 4 )      ! sum over the global domain
392         ENDIF
393      ENDIF
394
395
396      ! Ecriture des diagnostiques
397      ! --------------------------
398
399      IF ( kt == nitend .AND. cp_cfg == "orca" .AND. lwp ) THEN
400
401         CALL ctl_opn( inum, 'STRAIT.dat', 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, numout, lwp, narea )
402         WRITE(inum,*)
403         WRITE(inum,*)    'Net freshwater budget '
404         WRITE(inum,9010) '  fwf    = ',a_fwf,   ' m3 =', a_fwf   /(FLOAT(nitend-nit000+1)*rdttra(1)) * 1.e-6,' Sv'
405         WRITE(inum,*)
406         WRITE(inum,9010) '  zarea =',zarea
407         WRITE(inum,9010) '  zvol  =',zvol
408         WRITE(inum,*)
409         WRITE(inum,*)    'Mean sea level : '
410         WRITE(inum,9010) '  at nit000 = ',a_sshb        ,' m3 '
411         WRITE(inum,9010) '  at nitend = ',a_sshn        ,' m3 '
412         WRITE(inum,9010) '  diff      = ',(a_sshn-a_sshb),' m3 =', (a_sshn-a_sshb)/(FLOAT(nitend-nit000+1)*rdt) * 1.e-6,' Sv'
413         WRITE(inum,9020) '  mean sea level elevation    =', a_sshn/zarea,' m'
414         WRITE(inum,*)
415         WRITE(inum,*)    'Anomaly of salinity content : '
416         WRITE(inum,9010) '  at nit000 = ',a_salb        ,' psu.m3 '
417         WRITE(inum,9010) '  at nitend = ',a_saln        ,' psu.m3 '
418         WRITE(inum,9010) '  diff      = ',(a_saln-a_salb),' psu.m3'
419         WRITE(inum,*)
420         WRITE(inum,*)    'Mean salinity : '
421         WRITE(inum,9020) '  at nit000 =',a_salb/zvol+zsm0   ,' psu '
422         WRITE(inum,9020) '  at nitend =',a_saln/zvol+zsm0   ,' psu '
423         WRITE(inum,9020) '  diff      =',(a_saln-a_salb)/zvol,' psu'
424         WRITE(inum,9020) '  S-SLevitus=',a_saln/zvol,' psu'
425         WRITE(inum,*)
426         WRITE(inum,*)    'Gibraltar : '
427         WRITE(inum,9030) '  Flux entrant (Sv) :', a_flxi(1)
428         WRITE(inum,9030) '  Flux sortant (Sv) :', a_flxo(1)
429         WRITE(inum,9030) '  T entrant (deg)   :', a_temi(1)
430         WRITE(inum,9030) '  T sortant (deg)   :', a_temo(1)
431         WRITE(inum,9030) '  S entrant (psu)   :', a_sali(1)
432         WRITE(inum,9030) '  S sortant (psu)   :', a_salo(1)
433         WRITE(inum,*)
434         WRITE(inum,*)    'Cadiz : '
435         WRITE(inum,9030) '  Flux entrant (Sv) :', a_flxi(2)
436         WRITE(inum,9030) '  Flux sortant (Sv) :', a_flxo(2)
437         WRITE(inum,9030) '  T entrant (deg)   :', a_temi(2)
438         WRITE(inum,9030) '  T sortant (deg)   :', a_temo(2)
439         WRITE(inum,9030) '  S entrant (psu)   :', a_sali(2)
440         WRITE(inum,9030) '  S sortant (psu)   :', a_salo(2)
441         WRITE(inum,*)
442         WRITE(inum,*)    'Bab el Mandeb : '
443         WRITE(inum,9030) '  Flux entrant (Sv) :', a_flxi(3)
444         WRITE(inum,9030) '  Flux sortant (Sv) :', a_flxo(3)
445         WRITE(inum,9030) '  T entrant (deg)   :', a_temi(3)
446         WRITE(inum,9030) '  T sortant (deg)   :', a_temo(3)
447         WRITE(inum,9030) '  S entrant (psu)   :', a_sali(3)
448         WRITE(inum,9030) '  S sortant (psu)   :', a_salo(3)
449         WRITE(inum,*)
450         WRITE(inum,*)    'Baltic : '
451         WRITE(inum,9030) '  Flux entrant (Sv) :', a_flxi(4)
452         WRITE(inum,9030) '  Flux sortant (Sv) :', a_flxo(4)
453         WRITE(inum,9030) '  T entrant (deg)   :', a_temi(4)
454         WRITE(inum,9030) '  T sortant (deg)   :', a_temo(4)
455         WRITE(inum,9030) '  S entrant (psu)   :', a_sali(4)
456         WRITE(inum,9030) '  S sortant (psu)   :', a_salo(4)
457         CLOSE(inum)
458      ENDIF
459
460      IF( nn_timing == 1 )   CALL timing_stop('dia_fwb')
461
462 9005 FORMAT(1X,A,ES24.16)
463 9010 FORMAT(1X,A,ES12.5,A,F10.5,A)
464 9020 FORMAT(1X,A,F10.5,A)
465 9030 FORMAT(1X,A,F9.4,A)
466 
467      ENDIF
468
469   END SUBROUTINE dia_fwb
470
471   !!======================================================================
472END MODULE diafwb
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.