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Line 
1MODULE limtrp
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE limtrp   ***
4   !! LIM transport ice model : sea-ice advection/diffusion
5   !!======================================================================
6   !! History : LIM-2 ! 2000-01 (M.A. Morales Maqueda, H. Goosse, and T. Fichefet)  Original code
7   !!            3.0  ! 2005-11 (M. Vancoppenolle)   Multi-layer sea ice, salinity variations
8   !!            4.0  ! 2011-02 (G. Madec) dynamical allocation
9   !!----------------------------------------------------------------------
10#if defined key_lim3
11   !!----------------------------------------------------------------------
12   !!   'key_lim3'                                      LIM3 sea-ice model
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   !!   lim_trp      : advection/diffusion process of sea ice
15   !!----------------------------------------------------------------------
16   USE phycst         ! physical constant
17   USE dom_oce        ! ocean domain
18   USE sbc_oce        ! ocean surface boundary condition
19   USE dom_ice        ! ice domain
20   USE ice            ! ice variables
21   USE limadv         ! ice advection
22   USE limhdf         ! ice horizontal diffusion
23   USE limvar         !
24   !
25   USE in_out_manager ! I/O manager
26   USE lbclnk         ! lateral boundary conditions -- MPP exchanges
27   USE lib_mpp        ! MPP library
28   USE wrk_nemo       ! work arrays
29   USE prtctl         ! Print control
30   USE lib_fortran    ! Fortran utilities (allows no signed zero when 'key_nosignedzero' defined) 
31   USE timing         ! Timing
32   USE limcons        ! conservation tests
33   USE limctl         ! control prints
34
35   IMPLICIT NONE
36   PRIVATE
37
38   PUBLIC   lim_trp    ! called by sbcice_lim
39
40   INTEGER  ::   ncfl                 ! number of ice time step with CFL>1/2 
41
42   !! * Substitution
43#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
44   !!----------------------------------------------------------------------
45   !! NEMO/LIM3 4.0 , UCL - NEMO Consortium (2011)
46   !! $Id$
47   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
48   !!----------------------------------------------------------------------
49CONTAINS
50
51   SUBROUTINE lim_trp( kt ) 
52      !!-------------------------------------------------------------------
53      !!                   ***  ROUTINE lim_trp ***
54      !!                   
55      !! ** purpose : advection/diffusion process of sea ice
56      !!
57      !! ** method  : variables included in the process are scalar,   
58      !!     other values are considered as second order.
59      !!     For advection, a second order Prather scheme is used. 
60      !!
61      !! ** action :
62      !!---------------------------------------------------------------------
63      INTEGER, INTENT(in) ::   kt           ! number of iteration
64      !
65      INTEGER  ::   ji, jj, jk, jm , jl, jt      ! dummy loop indices
66      INTEGER  ::   initad                  ! number of sub-timestep for the advection
67      REAL(wp) ::   zcfl , zusnit           !   -      -
68      CHARACTER(len=80) ::   cltmp
69      !
70      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:)      ::   zsm
71      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:)    ::   z0ice, z0snw, z0ai, z0es , z0smi , z0oi
72      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:)    ::   z0opw
73      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:,:)  ::   z0ei
74      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:)    ::   zviold, zvsold, zsmvold  ! old ice volume...
75      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:)    ::   zhimax                   ! old ice thickness
76      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:)      ::   zatold, zeiold, zesold   ! old concentration, enthalpies
77      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:)             ::   zhdfptab
78      REAL(wp) ::    zdv, zvi, zvs, zsmv, zes, zei
79      REAL(wp) ::    zvi_b, zsmv_b, zei_b, zfs_b, zfw_b, zft_b
80      !!---------------------------------------------------------------------
81      INTEGER                                ::  ihdf_vars  = 6  !!Number of variables in which we apply horizontal diffusion
82                                                                   !!  inside limtrp for each ice category , not counting the
83                                                                   !!  variables corresponding to ice_layers
84      !!---------------------------------------------------------------------
85      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('limtrp')
86
87      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,            zsm, zatold, zeiold, zesold )
88      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpl,        z0ice, z0snw, z0ai, z0es , z0smi , z0oi )
89      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,1,          z0opw )
90      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,nlay_i,jpl, z0ei )
91      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpl,        zhimax, zviold, zvsold, zsmvold )
92      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpl*(ihdf_vars + nlay_i)+1,zhdfptab)
93
94      IF( numit == nstart .AND. lwp ) THEN
95         WRITE(numout,*)
96         IF( ln_limdyn ) THEN   ;   WRITE(numout,*) 'lim_trp : Ice transport '
97         ELSE                   ;   WRITE(numout,*) 'lim_trp : No ice advection as ln_limdyn = ', ln_limdyn
98         ENDIF
99         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
100         ncfl = 0                ! nb of time step with CFL > 1/2
101      ENDIF
102
103      zsm(:,:) = e12t(:,:)
104     
105      !                             !-------------------------------------!
106      IF( ln_limdyn ) THEN          !   Advection of sea ice properties   !
107         !                          !-------------------------------------!
108
109         ! conservation test
110         IF( ln_limdiahsb )   CALL lim_cons_hsm(0, 'limtrp', zvi_b, zsmv_b, zei_b, zfw_b, zfs_b, zft_b)
111
112         ! mass and salt flux init
113         zviold(:,:,:)  = v_i(:,:,:)
114         zvsold(:,:,:)  = v_s(:,:,:)
115         zsmvold(:,:,:) = smv_i(:,:,:)
116         zeiold(:,:)    = SUM( SUM( e_i(:,:,1:nlay_i,:), dim=4 ), dim=3 ) 
117         zesold(:,:)    = SUM( SUM( e_s(:,:,1:nlay_s,:), dim=4 ), dim=3 ) 
118
119         !--- Thickness correction init. -------------------------------
120         zatold(:,:) = SUM( a_i(:,:,:), dim=3 )
121         DO jl = 1, jpl
122            DO jj = 1, jpj
123               DO ji = 1, jpi
124                  rswitch          = MAX( 0._wp , SIGN( 1._wp, a_i(ji,jj,jl) - epsi20 ) )
125                  ht_i  (ji,jj,jl) = v_i (ji,jj,jl) / MAX( a_i(ji,jj,jl) , epsi20 ) * rswitch
126                  ht_s  (ji,jj,jl) = v_s (ji,jj,jl) / MAX( a_i(ji,jj,jl) , epsi20 ) * rswitch
127               END DO
128            END DO
129         END DO
130         !---------------------------------------------------------------------
131         ! Record max of the surrounding ice thicknesses for correction
132         ! in case advection creates ice too thick.
133         !---------------------------------------------------------------------
134         zhimax(:,:,:) = ht_i(:,:,:) + ht_s(:,:,:)
135         DO jl = 1, jpl
136            DO jj = 2, jpjm1
137               DO ji = 2, jpim1
138                  zhimax(ji,jj,jl) = MAXVAL( ht_i(ji-1:ji+1,jj-1:jj+1,jl) + ht_s(ji-1:ji+1,jj-1:jj+1,jl) )
139               END DO
140            END DO
141            CALL lbc_lnk(zhimax(:,:,jl),'T',1.)
142         END DO
143         
144         !=============================!
145         !==      Prather scheme     ==!
146         !=============================!
147
148         ! If ice drift field is too fast, use an appropriate time step for advection.         
149         zcfl  =            MAXVAL( ABS( u_ice(:,:) ) * rdt_ice * r1_e1u(:,:) )         ! CFL test for stability
150         zcfl  = MAX( zcfl, MAXVAL( ABS( v_ice(:,:) ) * rdt_ice * r1_e2v(:,:) ) )
151         IF(lk_mpp )   CALL mpp_max( zcfl )
152
153         IF( zcfl > 0.5 ) THEN   ;   initad = 2   ;   zusnit = 0.5_wp
154         ELSE                    ;   initad = 1   ;   zusnit = 1.0_wp
155         ENDIF
156
157         IF( zcfl > 0.5_wp .AND. lwp )   ncfl = ncfl + 1
158!!         IF( lwp ) THEN
159!!            IF( ncfl > 0 ) THEN   
160!!               WRITE(cltmp,'(i6.1)') ncfl
161!!               CALL ctl_warn( 'lim_trp: ncfl= ', TRIM(cltmp), 'advective ice time-step using a split in sub-time-step ')
162!!            ELSE
163!!            !  WRITE(numout,*) 'lim_trp : CFL criterion for ice advection is always smaller than 1/2 '
164!!            ENDIF
165!!         ENDIF
166
167         !-------------------------
168         ! transported fields                                       
169         !-------------------------
170         z0opw(:,:,1) = ato_i(:,:) * e12t(:,:)             ! Open water area
171         DO jl = 1, jpl
172            z0snw (:,:,jl)  = v_s  (:,:,jl) * e12t(:,:)    ! Snow volume
173            z0ice(:,:,jl)   = v_i  (:,:,jl) * e12t(:,:)    ! Ice  volume
174            z0ai  (:,:,jl)  = a_i  (:,:,jl) * e12t(:,:)    ! Ice area
175            z0smi (:,:,jl)  = smv_i(:,:,jl) * e12t(:,:)    ! Salt content
176            z0oi (:,:,jl)   = oa_i (:,:,jl) * e12t(:,:)    ! Age content
177            z0es (:,:,jl)   = e_s  (:,:,1,jl) * e12t(:,:)  ! Snow heat content
178           DO jk = 1, nlay_i
179               z0ei  (:,:,jk,jl) = e_i  (:,:,jk,jl) * e12t(:,:) ! Ice  heat content
180            END DO
181         END DO
182
183
184         IF( MOD( ( kt - 1) / nn_fsbc , 2 ) == 0 ) THEN       !==  odd ice time step:  adv_x then adv_y  ==!
185            DO jt = 1, initad
186               CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 1._wp, zsm, z0opw (:,:,1), sxopw(:,:),   &             !--- ice open water area
187                  &                                       sxxopw(:,:)  , syopw(:,:), syyopw(:,:), sxyopw(:,:)  )
188               CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 0._wp, zsm, z0opw (:,:,1), sxopw(:,:),   &
189                  &                                       sxxopw(:,:)  , syopw(:,:), syyopw(:,:), sxyopw(:,:)  )
190               DO jl = 1, jpl
191                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 1._wp, zsm, z0ice (:,:,jl), sxice(:,:,jl),   &    !--- ice volume  ---
192                     &                                       sxxice(:,:,jl), syice(:,:,jl), syyice(:,:,jl), sxyice(:,:,jl)  )
193                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 0._wp, zsm, z0ice (:,:,jl), sxice(:,:,jl),   &
194                     &                                       sxxice(:,:,jl), syice(:,:,jl), syyice(:,:,jl), sxyice(:,:,jl)  )
195                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 1._wp, zsm, z0snw (:,:,jl), sxsn (:,:,jl),   &    !--- snow volume  ---
196                     &                                       sxxsn (:,:,jl), sysn (:,:,jl), syysn (:,:,jl), sxysn (:,:,jl)  )
197                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 0._wp, zsm, z0snw (:,:,jl), sxsn (:,:,jl),   &
198                     &                                       sxxsn (:,:,jl), sysn (:,:,jl), syysn (:,:,jl), sxysn (:,:,jl)  )
199                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 1._wp, zsm, z0smi (:,:,jl), sxsal(:,:,jl),   &    !--- ice salinity ---
200                     &                                       sxxsal(:,:,jl), sysal(:,:,jl), syysal(:,:,jl), sxysal(:,:,jl)  )
201                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 0._wp, zsm, z0smi (:,:,jl), sxsal(:,:,jl),   &
202                     &                                       sxxsal(:,:,jl), sysal(:,:,jl), syysal(:,:,jl), sxysal(:,:,jl)  )
203                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 1._wp, zsm, z0oi  (:,:,jl), sxage(:,:,jl),   &    !--- ice age      ---     
204                     &                                       sxxage(:,:,jl), syage(:,:,jl), syyage(:,:,jl), sxyage(:,:,jl)  )
205                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 0._wp, zsm, z0oi  (:,:,jl), sxage(:,:,jl),   &
206                     &                                       sxxage(:,:,jl), syage(:,:,jl), syyage(:,:,jl), sxyage(:,:,jl)  )
207                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 1._wp, zsm, z0ai  (:,:,jl), sxa  (:,:,jl),   &    !--- ice concentrations ---
208                     &                                       sxxa  (:,:,jl), sya  (:,:,jl), syya  (:,:,jl), sxya  (:,:,jl)  )
209                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 0._wp, zsm, z0ai  (:,:,jl), sxa  (:,:,jl),   & 
210                     &                                       sxxa  (:,:,jl), sya  (:,:,jl), syya  (:,:,jl), sxya  (:,:,jl)  )
211                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 1._wp, zsm, z0es  (:,:,jl), sxc0 (:,:,jl),   &    !--- snow heat contents ---
212                     &                                       sxxc0 (:,:,jl), syc0 (:,:,jl), syyc0 (:,:,jl), sxyc0 (:,:,jl)  )
213                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 0._wp, zsm, z0es  (:,:,jl), sxc0 (:,:,jl),   &
214                     &                                       sxxc0 (:,:,jl), syc0 (:,:,jl), syyc0 (:,:,jl), sxyc0 (:,:,jl)  )
215                  DO jk = 1, nlay_i                                                                !--- ice heat contents ---
216                     CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 1._wp, zsm, z0ei(:,:,jk,jl), sxe (:,:,jk,jl),   & 
217                        &                                       sxxe(:,:,jk,jl), sye (:,:,jk,jl),   &
218                        &                                       syye(:,:,jk,jl), sxye(:,:,jk,jl) )
219                     CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 0._wp, zsm, z0ei(:,:,jk,jl), sxe (:,:,jk,jl),   & 
220                        &                                       sxxe(:,:,jk,jl), sye (:,:,jk,jl),   &
221                        &                                       syye(:,:,jk,jl), sxye(:,:,jk,jl) )
222                  END DO
223               END DO
224            END DO
225         ELSE
226            DO jt = 1, initad
227               CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 1._wp, zsm, z0opw (:,:,1), sxopw(:,:),   &             !--- ice open water area
228                  &                                       sxxopw(:,:)  , syopw(:,:), syyopw(:,:), sxyopw(:,:)  )
229               CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 0._wp, zsm, z0opw (:,:,1), sxopw(:,:),   &
230                  &                                       sxxopw(:,:)  , syopw(:,:), syyopw(:,:), sxyopw(:,:)  )
231               DO jl = 1, jpl
232                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 1._wp, zsm, z0ice (:,:,jl), sxice(:,:,jl),   &    !--- ice volume  ---
233                     &                                       sxxice(:,:,jl), syice(:,:,jl), syyice(:,:,jl), sxyice(:,:,jl)  )
234                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 0._wp, zsm, z0ice (:,:,jl), sxice(:,:,jl),   &
235                     &                                       sxxice(:,:,jl), syice(:,:,jl), syyice(:,:,jl), sxyice(:,:,jl)  )
236                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 1._wp, zsm, z0snw (:,:,jl), sxsn (:,:,jl),   &    !--- snow volume  ---
237                     &                                       sxxsn (:,:,jl), sysn (:,:,jl), syysn (:,:,jl), sxysn (:,:,jl)  )
238                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 0._wp, zsm, z0snw (:,:,jl), sxsn (:,:,jl),   &
239                     &                                       sxxsn (:,:,jl), sysn (:,:,jl), syysn (:,:,jl), sxysn (:,:,jl)  )
240                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 1._wp, zsm, z0smi (:,:,jl), sxsal(:,:,jl),   &    !--- ice salinity ---
241                     &                                       sxxsal(:,:,jl), sysal(:,:,jl), syysal(:,:,jl), sxysal(:,:,jl)  )
242                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 0._wp, zsm, z0smi (:,:,jl), sxsal(:,:,jl),   &
243                     &                                       sxxsal(:,:,jl), sysal(:,:,jl), syysal(:,:,jl), sxysal(:,:,jl)  )
244                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 1._wp, zsm, z0oi  (:,:,jl), sxage(:,:,jl),   &   !--- ice age      ---
245                     &                                       sxxage(:,:,jl), syage(:,:,jl), syyage(:,:,jl), sxyage(:,:,jl)  )
246                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 0._wp, zsm, z0oi  (:,:,jl), sxage(:,:,jl),   &
247                     &                                       sxxage(:,:,jl), syage(:,:,jl), syyage(:,:,jl), sxyage(:,:,jl)  )
248                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 1._wp, zsm, z0ai  (:,:,jl), sxa  (:,:,jl),   &   !--- ice concentrations ---
249                     &                                       sxxa  (:,:,jl), sya  (:,:,jl), syya  (:,:,jl), sxya  (:,:,jl)  )
250                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 0._wp, zsm, z0ai  (:,:,jl), sxa  (:,:,jl),   &
251                     &                                       sxxa  (:,:,jl), sya  (:,:,jl), syya  (:,:,jl), sxya  (:,:,jl)  )
252                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 1._wp, zsm, z0es  (:,:,jl), sxc0 (:,:,jl),   &  !--- snow heat contents ---
253                     &                                       sxxc0 (:,:,jl), syc0 (:,:,jl), syyc0 (:,:,jl), sxyc0 (:,:,jl)  )
254                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 0._wp, zsm, z0es  (:,:,jl), sxc0 (:,:,jl),   &
255                     &                                       sxxc0 (:,:,jl), syc0 (:,:,jl), syyc0 (:,:,jl), sxyc0 (:,:,jl)  )
256                  DO jk = 1, nlay_i                                                           !--- ice heat contents ---
257                     CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 1._wp, zsm, z0ei(:,:,jk,jl), sxe (:,:,jk,jl),   & 
258                        &                                       sxxe(:,:,jk,jl), sye (:,:,jk,jl),   &
259                        &                                       syye(:,:,jk,jl), sxye(:,:,jk,jl) )
260                     CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 0._wp, zsm, z0ei(:,:,jk,jl), sxe (:,:,jk,jl),   & 
261                        &                                       sxxe(:,:,jk,jl), sye (:,:,jk,jl),   &
262                        &                                       syye(:,:,jk,jl), sxye(:,:,jk,jl) )
263                  END DO
264               END DO
265            END DO
266         ENDIF
267
268         !-------------------------------------------
269         ! Recover the properties from their contents
270         !-------------------------------------------
271         ato_i(:,:) = z0opw(:,:,1) * r1_e12t(:,:)
272         DO jl = 1, jpl
273            v_i  (:,:,jl)   = z0ice(:,:,jl) * r1_e12t(:,:)
274            v_s  (:,:,jl)   = z0snw(:,:,jl) * r1_e12t(:,:)
275            smv_i(:,:,jl)   = z0smi(:,:,jl) * r1_e12t(:,:)
276            oa_i (:,:,jl)   = z0oi (:,:,jl) * r1_e12t(:,:)
277            a_i  (:,:,jl)   = z0ai (:,:,jl) * r1_e12t(:,:)
278            e_s  (:,:,1,jl) = z0es (:,:,jl) * r1_e12t(:,:)
279            DO jk = 1, nlay_i
280               e_i(:,:,jk,jl) = z0ei(:,:,jk,jl) * r1_e12t(:,:)
281            END DO
282         END DO
283
284         at_i(:,:) = a_i(:,:,1)      ! total ice fraction
285         DO jl = 2, jpl
286            at_i(:,:) = at_i(:,:) + a_i(:,:,jl)
287         END DO
288
289         !------------------------------------------------------------------------------!
290         ! Diffusion of Ice fields                 
291         !------------------------------------------------------------------------------!
292         !------------------------------------
293         !  Diffusion of other ice variables
294         !------------------------------------
295         jm=1
296         DO jl = 1, jpl
297         !                             ! Masked eddy diffusivity coefficient at ocean U- and V-points
298         !   DO jj = 1, jpjm1                 ! NB: has not to be defined on jpj line and jpi row
299         !      DO ji = 1 , fs_jpim1   ! vector opt.
300         !         pahu(ji,jj) = ( 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, -a_i(ji  ,jj,jl) ) ) )   &
301         !            &        * ( 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, -a_i(ji+1,jj,jl) ) ) ) * ahiu(ji,jj)
302         !         pahv(ji,jj) = ( 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, -a_i(ji,jj  ,jl) ) ) )   &
303         !            &        * ( 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp,- a_i(ji,jj+1,jl) ) ) ) * ahiv(ji,jj)
304         !      END DO
305         !   END DO
306            DO jj = 1, jpjm1                 ! NB: has not to be defined on jpj line and jpi row
307               DO ji = 1 , fs_jpim1   ! vector opt.
308                  pahu3D(ji,jj,jl) = ( 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, -a_i(ji  ,jj,  jl ) ) ) )   &
309                  &                * ( 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, -a_i(ji+1,jj,  jl ) ) ) ) * ahiu(ji,jj)
310                  pahv3D(ji,jj,jl) = ( 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, -a_i(ji,  jj,  jl ) ) ) )   &
311                  &                * ( 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp,- a_i(ji,  jj+1,jl ) ) ) ) * ahiv(ji,jj)
312               END DO
313            END DO
314
315            zhdfptab(:,:,jm)= a_i  (:,:,  jl); jm = jm + 1   
316            zhdfptab(:,:,jm)= v_i  (:,:,  jl); jm = jm + 1
317            zhdfptab(:,:,jm)= v_s  (:,:,  jl); jm = jm + 1 
318            zhdfptab(:,:,jm)= smv_i(:,:,  jl); jm = jm + 1
319            zhdfptab(:,:,jm)= oa_i (:,:,  jl); jm = jm + 1
320            zhdfptab(:,:,jm)= e_s  (:,:,1,jl); jm = jm + 1
321         ! Sample of adding more variables to apply lim_hdf using lim_hdf optimization---
322         !   zhdfptab(:,:,jm) = variable_1 (:,:,1,jl); jm = jm + 1 
323         !   zhdfptab(:,:,jm) = variable_2 (:,:,1,jl); jm = jm + 1
324         !
325         ! and in this example the parameter ihdf_vars musb be changed to 8 (necessary for allocation)
326         !----------------------------------------------------------------------------------------
327            DO jk = 1, nlay_i
328              zhdfptab(:,:,jm)=e_i(:,:,jk,jl); jm= jm+1
329            END DO
330         END DO
331         !
332         !--------------------------------
333         !  diffusion of open water area
334         !--------------------------------
335         !                             ! Masked eddy diffusivity coefficient at ocean U- and V-points
336         !DO jj = 1, jpjm1                    ! NB: has not to be defined on jpj line and jpi row
337         !   DO ji = 1 , fs_jpim1   ! vector opt.
338         !      pahu(ji,jj) = ( 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, -at_i(ji  ,jj) ) ) )   &
339         !         &        * ( 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, -at_i(ji+1,jj) ) ) ) * ahiu(ji,jj)
340         !      pahv(ji,jj) = ( 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, -at_i(ji,jj  ) ) ) )   &
341         !         &        * ( 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp,- at_i(ji,jj+1) ) ) ) * ahiv(ji,jj)
342         !   END DO
343         !END DO
344         
345         DO jj = 1, jpjm1                    ! NB: has not to be defined on jpj line and jpi row
346            DO ji = 1 , fs_jpim1   ! vector opt.
347               pahu3D(ji,jj,jpl+1) = ( 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, -at_i(ji  ,jj) ) ) )   &
348                  &                * ( 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, -at_i(ji+1,jj) ) ) ) * ahiu(ji,jj)
349               pahv3D(ji,jj,jpl+1) = ( 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, -at_i(ji,jj  ) ) ) )   &
350                  &                * ( 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp,- at_i(ji,jj+1) ) ) ) * ahiv(ji,jj)
351            END DO
352         END DO
353         !
354         zhdfptab(:,:,jm)= ato_i  (:,:);
355         CALL lim_hdf( zhdfptab, ihdf_vars, jpl, nlay_i) 
356
357         jm=1
358         DO jl = 1, jpl
359            a_i  (:,:,  jl) = zhdfptab(:,:,jm); jm = jm + 1     
360            v_i  (:,:,  jl) = zhdfptab(:,:,jm); jm = jm + 1 
361            v_s  (:,:,  jl) = zhdfptab(:,:,jm); jm = jm + 1 
362            smv_i(:,:,  jl) = zhdfptab(:,:,jm); jm = jm + 1 
363            oa_i (:,:,  jl) = zhdfptab(:,:,jm); jm = jm + 1 
364            e_s  (:,:,1,jl) = zhdfptab(:,:,jm); jm = jm + 1 
365         ! Sample of adding more variables to apply lim_hdf---------
366         !   variable_1  (:,:,1,jl) = zhdfptab(:,:, jm  ) ; jm + 1
367         !   variable_2  (:,:,1,jl) = zhdfptab(:,:, jm  ) ; jm + 1
368         !-----------------------------------------------------------
369            DO jk = 1, nlay_i
370               e_i(:,:,jk,jl) = zhdfptab(:,:,jm);jm= jm + 1 
371            END DO
372         END DO
373
374         ato_i  (:,:) = zhdfptab(:,:,jm)
375
376         !------------------------------------------------------------------------------!
377         ! limit ice properties after transport                           
378         !------------------------------------------------------------------------------!
379!!gm & cr   :  MAX should not be active if adv scheme is positive !
380         DO jl = 1, jpl
381            DO jj = 1, jpj
382               DO ji = 1, jpi
383                  v_s  (ji,jj,jl)   = MAX( 0._wp, v_s  (ji,jj,jl) )
384                  v_i  (ji,jj,jl)   = MAX( 0._wp, v_i  (ji,jj,jl) )
385                  smv_i(ji,jj,jl)   = MAX( 0._wp, smv_i(ji,jj,jl) )
386                  oa_i (ji,jj,jl)   = MAX( 0._wp, oa_i (ji,jj,jl) )
387                  a_i  (ji,jj,jl)   = MAX( 0._wp, a_i  (ji,jj,jl) )
388                  e_s  (ji,jj,1,jl) = MAX( 0._wp, e_s  (ji,jj,1,jl) )
389               END DO
390            END DO
391
392            DO jk = 1, nlay_i
393               DO jj = 1, jpj
394                  DO ji = 1, jpi
395                     e_i(ji,jj,jk,jl) = MAX( 0._wp, e_i(ji,jj,jk,jl) )
396                  END DO
397               END DO
398            END DO
399         END DO
400!!gm & cr
401
402         ! --- diags ---
403         DO jj = 1, jpj
404            DO ji = 1, jpi
405               diag_trp_ei(ji,jj) = ( SUM( e_i(ji,jj,1:nlay_i,:) ) - zeiold(ji,jj) ) * r1_rdtice
406               diag_trp_es(ji,jj) = ( SUM( e_s(ji,jj,1:nlay_s,:) ) - zesold(ji,jj) ) * r1_rdtice
407
408               diag_trp_vi (ji,jj) = SUM(   v_i(ji,jj,:) -  zviold(ji,jj,:) ) * r1_rdtice
409               diag_trp_vs (ji,jj) = SUM(   v_s(ji,jj,:) -  zvsold(ji,jj,:) ) * r1_rdtice
410               diag_trp_smv(ji,jj) = SUM( smv_i(ji,jj,:) - zsmvold(ji,jj,:) ) * r1_rdtice
411            END DO
412         END DO
413
414         ! zap small areas
415         CALL lim_var_zapsmall
416
417         !--- Thickness correction in case too high --------------------------------------------------------
418         DO jl = 1, jpl
419            DO jj = 1, jpj
420               DO ji = 1, jpi
421
422                  IF ( v_i(ji,jj,jl) > 0._wp ) THEN
423
424                     rswitch          = MAX( 0._wp , SIGN( 1._wp, a_i(ji,jj,jl) - epsi20 ) )
425                     ht_i  (ji,jj,jl) = v_i (ji,jj,jl) / MAX( a_i(ji,jj,jl) , epsi20 ) * rswitch
426                     ht_s  (ji,jj,jl) = v_s (ji,jj,jl) / MAX( a_i(ji,jj,jl) , epsi20 ) * rswitch
427                     
428                     zvi  = v_i  (ji,jj,jl)
429                     zvs  = v_s  (ji,jj,jl)
430                     zsmv = smv_i(ji,jj,jl)
431                     zes  = e_s  (ji,jj,1,jl)
432                     zei  = SUM( e_i(ji,jj,1:nlay_i,jl) )
433
434                     zdv  = v_i(ji,jj,jl) + v_s(ji,jj,jl) - zviold(ji,jj,jl) - zvsold(ji,jj,jl) 
435
436                     IF ( ( zdv >  0.0 .AND. (ht_i(ji,jj,jl)+ht_s(ji,jj,jl)) > zhimax(ji,jj,jl) .AND. zatold(ji,jj) < 0.80 ) .OR. &
437                        & ( zdv <= 0.0 .AND. (ht_i(ji,jj,jl)+ht_s(ji,jj,jl)) > zhimax(ji,jj,jl) ) ) THEN
438
439                        rswitch        = MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, zhimax(ji,jj,jl) - epsi20 ) )
440                        a_i(ji,jj,jl)  = rswitch * ( v_i(ji,jj,jl) + v_s(ji,jj,jl) ) / MAX( zhimax(ji,jj,jl), epsi20 )
441
442                        ! small correction due to *rswitch for a_i
443                        v_i  (ji,jj,jl)        = rswitch * v_i  (ji,jj,jl)
444                        v_s  (ji,jj,jl)        = rswitch * v_s  (ji,jj,jl)
445                        smv_i(ji,jj,jl)        = rswitch * smv_i(ji,jj,jl)
446                        e_s(ji,jj,1,jl)        = rswitch * e_s(ji,jj,1,jl)
447                        e_i(ji,jj,1:nlay_i,jl) = rswitch * e_i(ji,jj,1:nlay_i,jl)
448
449                        ! Update mass fluxes
450                        wfx_res(ji,jj) = wfx_res(ji,jj) - ( v_i(ji,jj,jl) - zvi ) * rhoic * r1_rdtice
451                        wfx_snw(ji,jj) = wfx_snw(ji,jj) - ( v_s(ji,jj,jl) - zvs ) * rhosn * r1_rdtice
452                        sfx_res(ji,jj) = sfx_res(ji,jj) - ( smv_i(ji,jj,jl) - zsmv ) * rhoic * r1_rdtice 
453                        hfx_res(ji,jj) = hfx_res(ji,jj) + ( e_s(ji,jj,1,jl) - zes ) * r1_rdtice ! W.m-2 <0
454                        hfx_res(ji,jj) = hfx_res(ji,jj) + ( SUM( e_i(ji,jj,1:nlay_i,jl) ) - zei ) * r1_rdtice ! W.m-2 <0
455
456                     ENDIF
457
458                  ENDIF
459
460               END DO
461            END DO
462         END DO
463         ! -------------------------------------------------
464         
465         !--------------------------------------
466         ! Impose a_i < amax in mono-category
467         !--------------------------------------
468         !
469         IF ( ( nn_monocat == 2 ) .AND. ( jpl == 1 ) ) THEN ! simple conservative piling, comparable with LIM2
470            DO jj = 1, jpj
471               DO ji = 1, jpi
472                  a_i(ji,jj,1)  = MIN( a_i(ji,jj,1), rn_amax_2d(ji,jj) )
473               END DO
474            END DO
475         ENDIF
476
477         ! --- agglomerate variables -----------------
478         vt_i (:,:) = 0._wp
479         vt_s (:,:) = 0._wp
480         at_i (:,:) = 0._wp
481         DO jl = 1, jpl
482            DO jj = 1, jpj
483               DO ji = 1, jpi
484                  vt_i(ji,jj) = vt_i(ji,jj) + v_i(ji,jj,jl)
485                  vt_s(ji,jj) = vt_s(ji,jj) + v_s(ji,jj,jl)
486                  at_i(ji,jj) = at_i(ji,jj) + a_i(ji,jj,jl)
487               END DO
488            END DO
489         END DO
490
491         ! --- open water = 1 if at_i=0 --------------------------------
492         DO jj = 1, jpj
493            DO ji = 1, jpi
494               rswitch      = MAX( 0._wp , SIGN( 1._wp, - at_i(ji,jj) ) )
495               ato_i(ji,jj) = rswitch + (1._wp - rswitch ) * ato_i(ji,jj)
496            END DO
497         END DO     
498
499         ! conservation test
500         IF( ln_limdiahsb ) CALL lim_cons_hsm(1, 'limtrp', zvi_b, zsmv_b, zei_b, zfw_b, zfs_b, zft_b)
501
502      ENDIF
503
504      ! -------------------------------------------------
505      ! control prints
506      ! -------------------------------------------------
507      IF( ln_icectl )   CALL lim_prt( kt, iiceprt, jiceprt,-1, ' - ice dyn & trp - ' )
508      !
509      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,            zsm, zatold, zeiold, zesold )
510      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpl,        z0ice, z0snw, z0ai, z0es , z0smi , z0oi )
511      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,1,          z0opw )
512      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,nlay_i,jpl, z0ei )
513      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpl,        zviold, zvsold, zhimax, zsmvold )
514      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpl*(ihdf_vars+nlay_i)+1,zhdfptab)
515      !
516      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('limtrp')
517
518   END SUBROUTINE lim_trp
519
520#else
521   !!----------------------------------------------------------------------
522   !!   Default option         Empty Module                No sea-ice model
523   !!----------------------------------------------------------------------
524CONTAINS
525   SUBROUTINE lim_trp        ! Empty routine
526   END SUBROUTINE lim_trp
527#endif
528   !!======================================================================
529END MODULE limtrp
530
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.