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.
sbcblk_core.F90 in branches/2015/dev_r5003_MERCATOR6_CRS/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC – NEMO

source: branches/2015/dev_r5003_MERCATOR6_CRS/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC/sbcblk_core.F90 @ 6772

Last change on this file since 6772 was 6772, checked in by cbricaud, 8 years ago

clean in coarsening branch

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 58.4 KB
Line 
1MODULE sbcblk_core
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  sbcblk_core  ***
4   !! Ocean forcing:  momentum, heat and freshwater flux formulation
5   !!=====================================================================
6   !! History :  1.0  !  2004-08  (U. Schweckendiek)  Original code
7   !!            2.0  !  2005-04  (L. Brodeau, A.M. Treguier) additions:
8   !!                           -  new bulk routine for efficiency
9   !!                           -  WINDS ARE NOW ASSUMED TO BE AT T POINTS in input files !!!!
10   !!                           -  file names and file characteristics in namelist
11   !!                           -  Implement reading of 6-hourly fields
12   !!            3.0  !  2006-06  (G. Madec) sbc rewritting
13   !!             -   !  2006-12  (L. Brodeau) Original code for turb_core_2z
14   !!            3.2  !  2009-04  (B. Lemaire)  Introduce iom_put
15   !!            3.3  !  2010-10  (S. Masson)  add diurnal cycle
16   !!            3.4  !  2011-11  (C. Harris) Fill arrays required by CICE
17   !!            3.7  !  2014-06  (L. Brodeau) simplification and optimization of CORE bulk
18   !!----------------------------------------------------------------------
19
20   !!----------------------------------------------------------------------
21   !!   sbc_blk_core    : bulk formulation as ocean surface boundary condition (forced mode, CORE bulk formulea)
22   !!   blk_oce_core    : computes momentum, heat and freshwater fluxes over ocean
23   !!   blk_ice_core    : computes momentum, heat and freshwater fluxes over ice
24   !!   turb_core_2z    : Computes turbulent transfert coefficients
25   !!   cd_neutral_10m  : Estimate of the neutral drag coefficient at 10m
26   !!   psi_m           : universal profile stability function for momentum
27   !!   psi_h           : universal profile stability function for temperature and humidity
28   !!----------------------------------------------------------------------
29   USE oce             ! ocean dynamics and tracers
30   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
31   USE phycst          ! physical constants
32   USE fldread         ! read input fields
33   USE sbc_oce         ! Surface boundary condition: ocean fields
34   USE cyclone         ! Cyclone 10m wind form trac of cyclone centres
35   USE sbcdcy          ! surface boundary condition: diurnal cycle
36   USE iom             ! I/O manager library
37   USE in_out_manager  ! I/O manager
38   USE lib_mpp         ! distribued memory computing library
39   USE wrk_nemo        ! work arrays
40   USE timing          ! Timing
41   USE lbclnk          ! ocean lateral boundary conditions (or mpp link)
42   USE prtctl          ! Print control
43   USE sbcwave, ONLY   :  cdn_wave ! wave module
44   USE sbc_ice         ! Surface boundary condition: ice fields
45   USE lib_fortran     ! to use key_nosignedzero
46   USE sbcapr
47#if defined key_lim3
48   USE ice, ONLY       : u_ice, v_ice, jpl, pfrld, a_i_b
49   USE limthd_dh       ! for CALL lim_thd_snwblow
50#elif defined key_lim2
51   USE ice_2, ONLY     : u_ice, v_ice, pfrld
52   USE par_ice_2
53#endif
54
55   IMPLICIT NONE
56   PRIVATE
57
58   PUBLIC   sbc_blk_core         ! routine called in sbcmod module
59#if defined key_lim2 || defined key_lim3
60   PUBLIC   blk_ice_core_tau     ! routine called in sbc_ice_lim module
61   PUBLIC   blk_ice_core_flx     ! routine called in sbc_ice_lim module
62#endif
63   PUBLIC   turb_core_2z         ! routine calles in sbcblk_mfs module
64
65   INTEGER , PARAMETER ::   jpfld   = 9           ! maximum number of files to read
66   INTEGER , PARAMETER ::   jp_wndi = 1           ! index of 10m wind velocity (i-component) (m/s)    at T-point
67   INTEGER , PARAMETER ::   jp_wndj = 2           ! index of 10m wind velocity (j-component) (m/s)    at T-point
68   INTEGER , PARAMETER ::   jp_humi = 3           ! index of specific humidity               ( % )
69   INTEGER , PARAMETER ::   jp_qsr  = 4           ! index of solar heat                      (W/m2)
70   INTEGER , PARAMETER ::   jp_qlw  = 5           ! index of Long wave                       (W/m2)
71   INTEGER , PARAMETER ::   jp_tair = 6           ! index of 10m air temperature             (Kelvin)
72   INTEGER , PARAMETER ::   jp_prec = 7           ! index of total precipitation (rain+snow) (Kg/m2/s)
73   INTEGER , PARAMETER ::   jp_snow = 8           ! index of snow (solid prcipitation)       (kg/m2/s)
74   INTEGER , PARAMETER ::   jp_tdif = 9           ! index of tau diff associated to HF tau   (N/m2)   at T-point
75
76   TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf   ! structure of input fields (file informations, fields read)
77
78   !                                             !!! CORE bulk parameters
79   REAL(wp), PARAMETER ::   rhoa =    1.22        ! air density
80   REAL(wp), PARAMETER ::   cpa  = 1000.5         ! specific heat of air
81   REAL(wp), PARAMETER ::   Lv   =    2.5e6       ! latent heat of vaporization
82   REAL(wp), PARAMETER ::   Ls   =    2.839e6     ! latent heat of sublimation
83   REAL(wp), PARAMETER ::   Stef =    5.67e-8     ! Stefan Boltzmann constant
84   REAL(wp), PARAMETER ::   Cice =    1.4e-3      ! iovi 1.63e-3     ! transfer coefficient over ice
85   REAL(wp), PARAMETER ::   albo =    0.066       ! ocean albedo assumed to be constant
86   REAL(wp), PARAMETER ::   rgas =  287.1         ! gas const. dry air (J/kg/K)
87   REAL(wp), PARAMETER ::   rvap =  461.51        ! gas const. vapour  (J/kg/K)
88
89   !                                  !!* Namelist namsbc_core : CORE bulk parameters
90   LOGICAL  ::   ln_taudif   ! logical flag to use the "mean of stress module - module of mean stress" data
91   REAL(wp) ::   rn_pfac     ! multiplication factor for precipitation
92   REAL(wp) ::   rn_efac     ! multiplication factor for evaporation (clem)
93   REAL(wp) ::   rn_vfac     ! multiplication factor for ice/ocean velocity in the calculation of wind stress (clem)
94   REAL(wp) ::   rn_zqt      ! z(q,t) : height of humidity and temperature measurements
95   REAL(wp) ::   rn_zu       ! z(u)   : height of wind measurements
96   !
97   LOGICAL  ::   ln_tair_celsius  !: logical flag for Read Tair: Tair in NEMO is Kelvin
98   LOGICAL  ::   ln_humi_rel      !: logical flag for Read relative humidity (T) or specific humidity (F)
99   LOGICAL  ::   ln_cohum_arc     !: logical flag for Correction of Humidity in the Arctic Ocean
100   LOGICAL  ::   ln_cotair_arc    !: logical flag for Correction of Air Temperature in the Arctic Ocean
101   LOGICAL  ::   ln_corad_antar   !: logical flag for Correction of radiatives fluxes in the Southern Ocean
102
103
104   !! * Substitutions
105#  include "domzgr_substitute.h90"
106#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
107   !!----------------------------------------------------------------------
108   !! NEMO/OPA 3.7 , NEMO-consortium (2014)
109   !! $Id$
110   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
111   !!----------------------------------------------------------------------
112CONTAINS
113
114   SUBROUTINE sbc_blk_core( kt )
115      !!---------------------------------------------------------------------
116      !!                    ***  ROUTINE sbc_blk_core  ***
117      !!
118      !! ** Purpose :   provide at each time step the surface ocean fluxes
119      !!      (momentum, heat, freshwater and runoff)
120      !!
121      !! ** Method  : (1) READ each fluxes in NetCDF files:
122      !!      the 10m wind velocity (i-component) (m/s)    at T-point
123      !!      the 10m wind velocity (j-component) (m/s)    at T-point
124      !!      the 10m or 2m specific humidity     ( % )
125      !!      the solar heat                      (W/m2)
126      !!      the Long wave                       (W/m2)
127      !!      the 10m or 2m air temperature       (Kelvin)
128      !!      the total precipitation (rain+snow) (Kg/m2/s)
129      !!      the snow (solid prcipitation)       (kg/m2/s)
130      !!      the tau diff associated to HF tau   (N/m2)   at T-point   (ln_taudif=T)
131      !!              (2) CALL blk_oce_core
132      !!
133      !!      C A U T I O N : never mask the surface stress fields
134      !!                      the stress is assumed to be in the (i,j) mesh referential
135      !!
136      !! ** Action  :   defined at each time-step at the air-sea interface
137      !!              - utau, vtau  i- and j-component of the wind stress
138      !!              - taum        wind stress module at T-point
139      !!              - wndm        wind speed  module at T-point over free ocean or leads in presence of sea-ice
140      !!              - qns, qsr    non-solar and solar heat fluxes
141      !!              - emp         upward mass flux (evapo. - precip.)
142      !!              - sfx         salt flux due to freezing/melting (non-zero only if ice is present)
143      !!                            (set in limsbc(_2).F90)
144      !!
145      !! ** References :   Large & Yeager, 2004 / Large & Yeager, 2008
146      !!                   Brodeau et al. Ocean Modelling 2010
147      !!----------------------------------------------------------------------
148      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! ocean time step
149      !
150      INTEGER  ::   ierror   ! return error code
151      INTEGER  ::   ifpr     ! dummy loop indice
152      INTEGER  ::   jfld     ! dummy loop arguments
153      INTEGER  ::   ios      ! Local integer output status for namelist read
154      !
155      INTEGER  ::   ji,jj
156      REAL(wp) ::   zzlat, zzlat1, zzlat2, zfm, zfrld
157      REAL(wp) ::   zmin,zmax
158      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER :: xyt,z_qsr,z_qlw,z_qsr1,z_qlw1, z_hum, z_tair
159      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER :: zqsr_lr, zqsr_hr, zqlw_lr, zqlw_hr
160     
161      CHARACTER(len=100) ::  cn_dir   !   Root directory for location of core files
162      TYPE(FLD_N), DIMENSION(jpfld) ::   slf_i     ! array of namelist informations on the fields to read
163      TYPE(FLD_N) ::   sn_wndi, sn_wndj, sn_humi, sn_qsr       ! informations about the fields to be read
164      TYPE(FLD_N) ::   sn_qlw , sn_tair, sn_prec, sn_snow      !   "                                 "
165      TYPE(FLD_N) ::   sn_tdif                                 !   "                                 "
166      NAMELIST/namsbc_core/ cn_dir , ln_taudif, rn_pfac, rn_efac, rn_vfac,  &
167         &                  sn_wndi, sn_wndj, sn_humi  , sn_qsr ,           &
168         &                  sn_qlw , sn_tair, sn_prec  , sn_snow,           &
169         &                  sn_tdif, rn_zqt,  rn_zu , ln_tair_celsius,   &
170         &                  ln_humi_rel  , ln_cohum_arc,      &
171         &                  ln_cotair_arc, ln_corad_antar
172
173      !!---------------------------------------------------------------------
174      !
175      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, xyt,z_qsr,z_qlw,z_qsr1,z_qlw1, z_hum, z_tair )
176      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, zqsr_lr, zqsr_hr, zqlw_lr, zqlw_hr )
177      !                                         ! ====================== !
178      IF( kt == nit000 ) THEN                   !  First call kt=nit000  !
179         !                                      ! ====================== !
180         !
181         REWIND( numnam_ref )              ! Namelist namsbc_core in reference namelist : CORE bulk parameters
182         READ  ( numnam_ref, namsbc_core, IOSTAT = ios, ERR = 901)
183901      IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namsbc_core in reference namelist', lwp )
184         !
185         REWIND( numnam_cfg )              ! Namelist namsbc_core in configuration namelist : CORE bulk parameters
186         READ  ( numnam_cfg, namsbc_core, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
187902      IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namsbc_core in configuration namelist', lwp )
188
189         IF(lwm) WRITE( numond, namsbc_core )
190         !                                         ! check: do we plan to use ln_dm2dc with non-daily forcing?
191         IF( ln_dm2dc .AND. sn_qsr%nfreqh /= 24 )   &
192            &   CALL ctl_stop( 'sbc_blk_core: ln_dm2dc can be activated only with daily short-wave forcing' )
193         IF( ln_dm2dc .AND. sn_qsr%ln_tint ) THEN
194            CALL ctl_warn( 'sbc_blk_core: ln_dm2dc is taking care of the temporal interpolation of daily qsr',   &
195               &         '              ==> We force time interpolation = .false. for qsr' )
196            sn_qsr%ln_tint = .false.
197         ENDIF
198         !                                         ! store namelist information in an array
199         slf_i(jp_wndi) = sn_wndi   ;   slf_i(jp_wndj) = sn_wndj
200         slf_i(jp_qsr ) = sn_qsr    ;   slf_i(jp_qlw ) = sn_qlw
201         slf_i(jp_tair) = sn_tair   ;   slf_i(jp_humi) = sn_humi
202         slf_i(jp_prec) = sn_prec   ;   slf_i(jp_snow) = sn_snow
203         slf_i(jp_tdif) = sn_tdif
204         !
205         lhftau = ln_taudif                        ! do we use HF tau information?
206         jfld = jpfld - COUNT( (/.NOT. lhftau/) )
207         !
208         ALLOCATE( sf(jfld), STAT=ierror )         ! set sf structure
209         IF( ierror > 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_blk_core: unable to allocate sf structure' )
210         DO ifpr= 1, jfld
211            ALLOCATE( sf(ifpr)%fnow(jpi,jpj,1) )
212            IF( slf_i(ifpr)%ln_tint )   ALLOCATE( sf(ifpr)%fdta(jpi,jpj,1,2) )
213         END DO
214         !                                         ! fill sf with slf_i and control print
215         CALL fld_fill( sf, slf_i, cn_dir, 'sbc_blk_core', 'flux formulation for ocean surface boundary condition', 'namsbc_core' )
216         !
217         !
218         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'sbc_blk_core: jfld = ',jfld
219         IF( ln_cohum_arc   ) CALL ctl_warn( 'sbc_blk_core: correction of humidity in arctic' )
220         IF( ln_cotair_arc  ) CALL ctl_warn( 'sbc_blk_core: correction of air temperature in arctic' )
221         IF( ln_corad_antar ) CALL ctl_warn( 'sbc_blk_core: correction of short radiation in antartic' )
222         IF( ln_humi_rel    ) CALL ctl_warn( 'sbc_blk_core: use relative humidity instead of specific humidity')
223         IF( ln_tair_celsius) CALL ctl_warn( 'sbc_blk_core: Tair is read in Celsius')
224         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'sbc_blk_core: rn_pfac = ',rn_pfac
225         !
226         sfx(:,:) = 0._wp                          ! salt flux; zero unless ice is present (computed in limsbc(_2).F90)
227         !
228      ENDIF
229
230      CALL fld_read( kt, nn_fsbc, sf )             ! input fields provided at the current time-step
231
232      !=========================================
233      !  ONLINE CORRECTIONS
234      !=========================================
235      !
236      ! Correction of Tair
237      !
238      IF( ln_tair_celsius .AND. MOD( kt-1, nn_fsbc ) == 0 ) THEN
239         sf(jp_tair)%fnow = sf(jp_tair)%fnow + 273.15_wp  ! Conversion of the Temperature °C --> Kelvin
240      ENDIF
241      !
242      ! Correction of SW and LW in the Southern Ocean
243      !
244      IF( ln_corad_antar .AND. .NOT. sf(jp_qsr)%ln_tint .AND. MOD( kt-1, 86400/INT(rdt) ) == 0 ) THEN
245         z_qsr(:,:) = 0.8 * sf(jp_qsr)%fnow(:,:,1)
246         xyt(:,:) = 0.e0 ; zzlat1 = -65. ; zzlat2 = -60.
247         DO jj = 1, jpj
248            DO ji = 1, jpi
249               zzlat = gphit(ji,jj)
250               IF( zzlat >= zzlat1 .AND. zzlat <= zzlat2 ) THEN
251                  xyt(ji,jj) = (zzlat2-zzlat)/(zzlat2-zzlat1)
252               ELSE IF ( zzlat < zzlat1 ) THEN
253                  xyt(ji,jj) = 1
254               ENDIF
255            END DO
256         END DO
257         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'Correc ln_corad_antar'
258         z_qsr1(:,:) = z_qsr(:,:) * xyt(:,:) + ( 1.0 - xyt(:,:) ) * sf(jp_qsr)%fnow(:,:,1)
259         sf(jp_qsr)%fnow(:,:,1) = z_qsr1(:,:)
260      ENDIF
261
262      IF( MOD( kt-1, nn_fsbc ) == 0 )THEN
263         !
264         IF ( nmonth >= 5 .AND. nmonth <= 9 ) THEN
265            !
266            ! Correction of Humidity in the Arctic Ocean
267            !
268            IF( ln_cohum_arc ) THEN
269               z_hum(:,:) = 0.85 * sf(jp_humi)%fnow(:,:,1)
270               xyt(:,:) = 0.e0 ; zzlat1 = 78. ; zzlat2 = 82.
271               DO jj = 1, jpj
272                  DO ji = 1, jpi
273                     zzlat = gphit(ji,jj)
274#if defined key_lim2 ||  defined key_lim3 
275                     IF ( ALLOCATED(pfrld) ) THEN ; zfrld = pfrld(ji,jj) ; ELSE ; zfrld = 0 ; ENDIF
276#endif
277                     IF( zzlat >= zzlat1 .AND. zzlat <= zzlat2 .AND. zfrld < 0.85 ) THEN
278                        xyt(ji,jj) = ( zzlat - zzlat1 ) / ( zzlat2 - zzlat1 )
279                     ELSE IF ( zzlat > zzlat2 .AND. zfrld < 0.85 ) THEN
280                        xyt(ji,jj) = 1._wp
281                     ENDIF
282                  ENDDO
283               ENDDO
284               IF(lwp) WRITE(numout,*) 'Correc ln_cohum_arc'
285               sf(jp_humi)%fnow(:,:,1) = z_hum(:,:) * xyt(:,:) + ( 1.0 - xyt(:,:) ) * sf(jp_humi)%fnow(:,:,1)
286            ENDIF
287            !
288            ! Correction of Air Temperature in the Arctic Ocean
289            !
290            IF( ln_cotair_arc ) THEN
291               z_tair(:,:) = sf(jp_tair)%fnow(:,:,1) - 2.0
292               xyt(:,:) = 0.e0 ; zzlat1 = 78. ; zzlat2 = 82.
293               DO jj = 1, jpj
294                  DO ji = 1, jpi
295                     zzlat = gphit(ji,jj)
296#if defined key_lim2 ||  defined key_lim3 
297                     IF( ALLOCATED(pfrld) ) THEN ; zfrld = pfrld(ji,jj) ; ELSE ; zfrld=0 ; ENDIF
298#endif
299                     IF( zzlat >= zzlat1 .AND. zzlat <= zzlat2 .AND. zfrld < 0.85 ) THEN
300                        xyt(ji,jj) = ( zzlat - zzlat1 ) / ( zzlat2 - zzlat1 )
301                     ELSE IF( zzlat > zzlat2 .AND. zfrld < 0.85 ) THEN
302                        xyt(ji,jj) = 1._wp
303                     ENDIF
304                  END DO
305               ENDDO
306               IF(lwp) WRITE(numout,*) 'Correc ln_cotair_arc'
307               sf(jp_tair)%fnow(:,:,1) = z_tair(:,:) * xyt(:,:) + ( 1.0 - xyt(:,:) ) * sf(jp_tair)%fnow(:,:,1)
308            ENDIF
309            !
310         ENDIF ! 5 <= nmonth <= 9
311
312         !
313      ENDIF ! IF MOD( kt-1, nn_fsbc )
314
315      DO jj=1,jpj
316         DO ji=1,jpi
317            sf(jp_humi)%fnow(ji,jj,1) = MAX( MIN( sf(jp_humi)%fnow(ji,jj,1) ,1.0 ) , 0.0 )
318            sf(jp_prec)%fnow(ji,jj,1) = MAX(      sf(jp_prec)%fnow(ji,jj,1) ,0.0 )
319            sf(jp_qsr )%fnow(ji,jj,1) = MAX(      sf(jp_qsr )%fnow(ji,jj,1) ,0.0 )
320            sf(jp_qlw )%fnow(ji,jj,1) = MAX(      sf(jp_qlw )%fnow(ji,jj,1) ,0.0 )
321         ENDDO
322      END DO
323
324      !
325      !=========================================
326      ! END OF ONLINE CORRECTIONS
327      !=========================================
328      !
329
330      !                                            ! compute the surface ocean fluxes using CORE bulk formulea
331      IF( MOD( kt - 1, nn_fsbc ) == 0 )   CALL blk_oce_core( kt, sf, sst_m, ssu_m, ssv_m )
332
333#if defined key_cice
334      IF( MOD( kt - 1, nn_fsbc ) == 0 )   THEN
335         qlw_ice(:,:,1)   = sf(jp_qlw)%fnow(:,:,1) 
336         qsr_ice(:,:,1)   = sf(jp_qsr)%fnow(:,:,1)
337         tatm_ice(:,:)    = sf(jp_tair)%fnow(:,:,1)         
338         qatm_ice(:,:)    = sf(jp_humi)%fnow(:,:,1)
339         tprecip(:,:)     = sf(jp_prec)%fnow(:,:,1) * rn_pfac
340         sprecip(:,:)     = sf(jp_snow)%fnow(:,:,1) * rn_pfac
341         wndi_ice(:,:)    = sf(jp_wndi)%fnow(:,:,1)
342         wndj_ice(:,:)    = sf(jp_wndj)%fnow(:,:,1)
343      ENDIF
344#endif
345      !
346      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, xyt,z_qsr,z_qlw,z_qsr1,z_qlw1, z_hum, z_tair )
347      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, zqsr_lr, zqsr_hr, zqlw_lr, zqlw_hr )
348      !
349   END SUBROUTINE sbc_blk_core
350   
351   
352   SUBROUTINE blk_oce_core( kt, sf, pst, pu, pv )
353      !!---------------------------------------------------------------------
354      !!                     ***  ROUTINE blk_core  ***
355      !!
356      !! ** Purpose :   provide the momentum, heat and freshwater fluxes at
357      !!      the ocean surface at each time step
358      !!
359      !! ** Method  :   CORE bulk formulea for the ocean using atmospheric
360      !!      fields read in sbc_read
361      !!
362      !! ** Outputs : - utau    : i-component of the stress at U-point  (N/m2)
363      !!              - vtau    : j-component of the stress at V-point  (N/m2)
364      !!              - taum    : Wind stress module at T-point         (N/m2)
365      !!              - wndm    : Wind speed module at T-point          (m/s)
366      !!              - qsr     : Solar heat flux over the ocean        (W/m2)
367      !!              - qns     : Non Solar heat flux over the ocean    (W/m2)
368      !!              - emp     : evaporation minus precipitation       (kg/m2/s)
369      !!
370      !!  ** Nota  :   sf has to be a dummy argument for AGRIF on NEC
371      !!---------------------------------------------------------------------
372      INTEGER  , INTENT(in   )                 ::   kt    ! time step index
373      TYPE(fld), INTENT(inout), DIMENSION(:)   ::   sf    ! input data
374      REAL(wp) , INTENT(in)   , DIMENSION(:,:) ::   pst   ! surface temperature                      [Celcius]
375      REAL(wp) , INTENT(in)   , DIMENSION(:,:) ::   pu    ! surface current at U-point (i-component) [m/s]
376      REAL(wp) , INTENT(in)   , DIMENSION(:,:) ::   pv    ! surface current at V-point (j-component) [m/s]
377      !
378      INTEGER  ::   ji, jj               ! dummy loop indices
379      REAL(wp) ::   zcoef_qsatw, zztmp   ! local variable
380      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER ::   zwnd_i, zwnd_j    ! wind speed components at T-point
381      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER ::   zqsatw            ! specific humidity at pst
382      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER ::   zqlw, zqsb        ! long wave and sensible heat fluxes
383      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER ::   zqla, zevap       ! latent heat fluxes and evaporation
384      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER ::   Cd                ! transfer coefficient for momentum      (tau)
385      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER ::   Ch                ! transfer coefficient for sensible heat (Q_sens)
386      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER ::   Ce                ! tansfert coefficient for evaporation   (Q_lat)
387      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER ::   zst               ! surface temperature in Kelvin
388      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER ::   zt_zu             ! air temperature at wind speed height
389      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER ::   zq_zu             ! air spec. hum.  at wind speed height
390      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER ::   zqatm , zpatm     ! specific humidity and mean sea level pressure (Pa)
391      REAL(wp) :: vt, vp, vq, zqa, zq0, zq1, zq2, zee
392      !!---------------------------------------------------------------------
393      !
394      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('blk_oce_core')
395      !
396      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, zwnd_i, zwnd_j, zqsatw, zqlw, zqsb, zqla, zevap )
397      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, Cd, Ch, Ce, zst, zt_zu, zq_zu ,zqatm, zpatm )
398      !
399      ! local scalars ( place there for vector optimisation purposes)
400      zcoef_qsatw = 0.98 * 640380. / rhoa
401     
402      zst(:,:) = pst(:,:) + rt0      ! convert SST from Celcius to Kelvin (and set minimum value far above 0 K)
403
404      ! ----------------------------------------------------------------------------- !
405      !      0   Wind components and module at T-point relative to the moving ocean   !
406      ! ----------------------------------------------------------------------------- !
407
408      ! ... components ( U10m - U_oce ) at T-point (unmasked)
409      zwnd_i(:,:) = 0.e0 
410      zwnd_j(:,:) = 0.e0
411#if defined key_cyclone
412      CALL wnd_cyc( kt, zwnd_i, zwnd_j )    ! add analytical tropical cyclone (Vincent et al. JGR 2012)
413      DO jj = 2, jpjm1
414         DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vect. opt.
415            sf(jp_wndi)%fnow(ji,jj,1) = sf(jp_wndi)%fnow(ji,jj,1) + zwnd_i(ji,jj)
416            sf(jp_wndj)%fnow(ji,jj,1) = sf(jp_wndj)%fnow(ji,jj,1) + zwnd_j(ji,jj)
417         END DO
418      END DO
419#endif
420      DO jj = 2, jpjm1
421         DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vect. opt.
422            zwnd_i(ji,jj) = (  sf(jp_wndi)%fnow(ji,jj,1) - rn_vfac * 0.5 * ( pu(ji-1,jj  ) + pu(ji,jj) )  )
423            zwnd_j(ji,jj) = (  sf(jp_wndj)%fnow(ji,jj,1) - rn_vfac * 0.5 * ( pv(ji  ,jj-1) + pv(ji,jj) )  )
424         END DO
425      END DO
426      CALL lbc_lnk( zwnd_i(:,:) , 'T', -1. )
427      CALL lbc_lnk( zwnd_j(:,:) , 'T', -1. )
428      ! ... scalar wind ( = | U10m - U_oce | ) at T-point (masked)
429      wndm(:,:) = SQRT(  zwnd_i(:,:) * zwnd_i(:,:)   &
430         &             + zwnd_j(:,:) * zwnd_j(:,:)  ) * tmask(:,:,1)
431
432      ! ----------------------------------------------------------------------------- !
433      !      I   Radiative FLUXES                                                     !
434      ! ----------------------------------------------------------------------------- !
435
436      ! ocean albedo assumed to be constant + modify now Qsr to include the diurnal cycle                    ! Short Wave
437      zztmp = 1. - albo
438      IF( ln_dm2dc ) THEN   ;   qsr(:,:) = zztmp * sbc_dcy( sf(jp_qsr)%fnow(:,:,1) ) * tmask(:,:,1)
439      ELSE                  ;   qsr(:,:) = zztmp *          sf(jp_qsr)%fnow(:,:,1)   * tmask(:,:,1)
440      ENDIF
441
442      zqlw(:,:) = (  sf(jp_qlw)%fnow(:,:,1) - Stef * zst(:,:)*zst(:,:)*zst(:,:)*zst(:,:)  ) * tmask(:,:,1)   ! Long  Wave
443      ! ----------------------------------------------------------------------------- !
444      !     II    Turbulent FLUXES                                                    !
445      ! ----------------------------------------------------------------------------- !
446
447      ! ... specific humidity at SST and IST
448      zqsatw(:,:) = zcoef_qsatw * EXP( -5107.4 / zst(:,:) )
449      !
450      IF ( ln_humi_rel ) THEN
451         zq0    = rvap / rgas - 1.0
452         zq1    = rgas / rvap
453         zq2    = 1.0 - zq1
454         zpatm(:,:) = 100800.                   ! atmospheric pressure (assumed constant  here)
455         IF ( ln_apr_dyn ) zpatm(:,:) = apr(:,:)
456         DO jj = 1 , jpj
457            DO ji = 1 , jpi
458               vt  = sf(jp_tair)%fnow(ji,jj,1) - rt0  ! air temperature (Celsius)
459               vp  = zpatm(ji,jj) / 100.              ! mean sea level pressure (mb or hPa)
460               vq  = sf(jp_humi)%fnow(ji,jj,1)        ! relative humidity (fraction of 1)
461               ! Convert RH at the air/sea interface in specific humidity (kg/kg)
462               ! Teten's formula for qsat (mb)
463               zqa = ( 1.0007 + 3.46e-6 * vp) * 6.1121 * EXP( 17.502 * vt / ( 240.97+vt ) )
464               zee = zqa * vq                         ! vapour partial pressure (mb)
465               vq  = zq1 * zee / ( vp - zq2 * zee )   ! specific humidity (kg/kg)
466               zqatm(ji,jj) = vq
467            ENDDO
468         ENDDO
469      ELSE
470         zqatm(:,:)=sf(jp_humi)%fnow(:,:,1)
471      ENDIF
472      !
473      ! ... NCAR Bulk formulae, computation of Cd, Ch, Ce at T-point :
474      CALL turb_core_2z( rn_zqt, rn_zu, zst, sf(jp_tair)%fnow, zqsatw, zqatm, wndm,   &
475         &               Cd, Ch, Ce, zt_zu, zq_zu )
476   
477      ! ... tau module, i and j component
478      DO jj = 1, jpj
479         DO ji = 1, jpi
480            zztmp = rhoa * wndm(ji,jj) * Cd(ji,jj)
481            taum  (ji,jj) = zztmp * wndm  (ji,jj)
482            zwnd_i(ji,jj) = zztmp * zwnd_i(ji,jj)
483            zwnd_j(ji,jj) = zztmp * zwnd_j(ji,jj)
484         END DO
485      END DO
486
487      ! ... add the HF tau contribution to the wind stress module?
488      IF( lhftau ) THEN
489         taum(:,:) = taum(:,:) + sf(jp_tdif)%fnow(:,:,1)
490      ENDIF
491      CALL iom_put( "taum_oce", taum )   ! output wind stress module
492
493      ! ... utau, vtau at U- and V_points, resp.
494      !     Note the use of 0.5*(2-umask) in order to unmask the stress along coastlines
495      !     Note the use of MAX(tmask(i,j),tmask(i+1,j) is to mask tau over ice shelves
496      DO jj = 1, jpjm1
497         DO ji = 1, fs_jpim1
498            utau(ji,jj) = 0.5 * ( 2. - umask(ji,jj,1) ) * ( zwnd_i(ji,jj) + zwnd_i(ji+1,jj  ) ) &
499               &          * MAX(tmask(ji,jj,1),tmask(ji+1,jj,1))
500            vtau(ji,jj) = 0.5 * ( 2. - vmask(ji,jj,1) ) * ( zwnd_j(ji,jj) + zwnd_j(ji  ,jj+1) ) &
501               &          * MAX(tmask(ji,jj,1),tmask(ji,jj+1,1))
502         END DO
503      END DO
504      CALL lbc_lnk( utau(:,:), 'U', -1. )
505      CALL lbc_lnk( vtau(:,:), 'V', -1. )
506
507   
508      !  Turbulent fluxes over ocean
509      ! -----------------------------
510      IF( ABS( rn_zu - rn_zqt) < 0.01_wp ) THEN
511         !! q_air and t_air are (or "are almost") given at 10m (wind reference height)
512         !zevap(:,:) = rn_efac*MAX( 0._wp,     rhoa*Ce(:,:)*( zqsatw(:,:) - sf(jp_humi)%fnow(:,:,1) )*wndm(:,:) ) ! Evaporation
513          zevap(:,:) = rn_efac*MAX( 0._wp,     rhoa*Ce(:,:)*( zqsatw(:,:) - zqatm(:,:)              )*wndm(:,:) ) ! Evaporation
514         zqsb (:,:) =                     cpa*rhoa*Ch(:,:)*( zst   (:,:) - sf(jp_tair)%fnow(:,:,1) )*wndm(:,:)   ! Sensible Heat
515      ELSE
516         !! q_air and t_air are not given at 10m (wind reference height)
517         ! Values of temp. and hum. adjusted to height of wind during bulk algorithm iteration must be used!!!
518         zevap(:,:) = rn_efac*MAX( 0._wp,     rhoa*Ce(:,:)*( zqsatw(:,:) - zq_zu(:,:) )*wndm(:,:) )   ! Evaporation
519         zqsb (:,:) =                     cpa*rhoa*Ch(:,:)*( zst   (:,:) - zt_zu(:,:) )*wndm(:,:)     ! Sensible Heat
520      ENDIF
521      zqla (:,:) = Lv * zevap(:,:)                                                              ! Latent Heat
522
523      IF(ln_ctl) THEN
524         CALL prt_ctl( tab2d_1=zqla  , clinfo1=' blk_oce_core: zqla   : ', tab2d_2=Ce , clinfo2=' Ce  : ' )
525         CALL prt_ctl( tab2d_1=zqsb  , clinfo1=' blk_oce_core: zqsb   : ', tab2d_2=Ch , clinfo2=' Ch  : ' )
526         CALL prt_ctl( tab2d_1=zqlw  , clinfo1=' blk_oce_core: zqlw   : ', tab2d_2=qsr, clinfo2=' qsr : ' )
527         CALL prt_ctl( tab2d_1=zqsatw, clinfo1=' blk_oce_core: zqsatw : ', tab2d_2=zst, clinfo2=' zst : ' )
528         CALL prt_ctl( tab2d_1=utau  , clinfo1=' blk_oce_core: utau   : ', mask1=umask,   &
529            &          tab2d_2=vtau  , clinfo2=              ' vtau : '  , mask2=vmask )
530         CALL prt_ctl( tab2d_1=wndm  , clinfo1=' blk_oce_core: wndm   : ')
531         CALL prt_ctl( tab2d_1=zst   , clinfo1=' blk_oce_core: zst    : ')
532      ENDIF
533       
534      ! ----------------------------------------------------------------------------- !
535      !     III    Total FLUXES                                                       !
536      ! ----------------------------------------------------------------------------- !
537      !
538      emp (:,:) = (  zevap(:,:)                                          &   ! mass flux (evap. - precip.)
539         &         - sf(jp_prec)%fnow(:,:,1) * rn_pfac  ) * tmask(:,:,1)
540      !
541      qns(:,:) = zqlw(:,:) - zqsb(:,:) - zqla(:,:)                                &   ! Downward Non Solar
542         &     - sf(jp_snow)%fnow(:,:,1) * rn_pfac * lfus                         &   ! remove latent melting heat for solid precip
543         &     - zevap(:,:) * pst(:,:) * rcp                                      &   ! remove evap heat content at SST
544         &     + ( sf(jp_prec)%fnow(:,:,1) - sf(jp_snow)%fnow(:,:,1) ) * rn_pfac  &   ! add liquid precip heat content at Tair
545         &     * ( sf(jp_tair)%fnow(:,:,1) - rt0 ) * rcp                          &
546         &     + sf(jp_snow)%fnow(:,:,1) * rn_pfac                                &   ! add solid  precip heat content at min(Tair,Tsnow)
547         &     * ( MIN( sf(jp_tair)%fnow(:,:,1), rt0_snow ) - rt0 ) * cpic * tmask(:,:,1)
548      !
549#if defined key_lim3
550      qns_oce(:,:) = zqlw(:,:) - zqsb(:,:) - zqla(:,:)                                ! non solar without emp (only needed by LIM3)
551      qsr_oce(:,:) = qsr(:,:)
552#endif
553      !
554      IF ( nn_ice == 0 ) THEN
555         CALL iom_put( "qlw_oce" ,   zqlw )                 ! output downward longwave heat over the ocean
556         CALL iom_put( "qsb_oce" , - zqsb )                 ! output downward sensible heat over the ocean
557         CALL iom_put( "qla_oce" , - zqla )                 ! output downward latent   heat over the ocean
558         CALL iom_put( "qemp_oce",   qns-zqlw+zqsb+zqla )   ! output downward heat content of E-P over the ocean
559         CALL iom_put( "qns_oce" ,   qns  )                 ! output downward non solar heat over the ocean
560         CALL iom_put( "qsr_oce" ,   qsr  )                 ! output downward solar heat over the ocean
561         CALL iom_put( "qt_oce"  ,   qns+qsr )              ! output total downward heat over the ocean
562      ENDIF
563      !
564      IF(ln_ctl) THEN
565         CALL prt_ctl(tab2d_1=zqsb , clinfo1=' blk_oce_core: zqsb   : ', tab2d_2=zqlw , clinfo2=' zqlw  : ')
566         CALL prt_ctl(tab2d_1=zqla , clinfo1=' blk_oce_core: zqla   : ', tab2d_2=qsr  , clinfo2=' qsr   : ')
567         CALL prt_ctl(tab2d_1=pst  , clinfo1=' blk_oce_core: pst    : ', tab2d_2=emp  , clinfo2=' emp   : ')
568         CALL prt_ctl(tab2d_1=utau , clinfo1=' blk_oce_core: utau   : ', mask1=umask,   &
569            &         tab2d_2=vtau , clinfo2=              ' vtau  : ' , mask2=vmask )
570      ENDIF
571      !
572      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, zwnd_i, zwnd_j, zqsatw, zqlw, zqsb, zqla, zevap )
573      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, Cd, Ch, Ce, zst, zt_zu, zq_zu, zqatm, zpatm )
574      !
575      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('blk_oce_core')
576      !
577   END SUBROUTINE blk_oce_core
578 
579   
580#if defined key_lim2 || defined key_lim3
581   SUBROUTINE blk_ice_core_tau
582      !!---------------------------------------------------------------------
583      !!                     ***  ROUTINE blk_ice_core_tau  ***
584      !!
585      !! ** Purpose :   provide the surface boundary condition over sea-ice
586      !!
587      !! ** Method  :   compute momentum using CORE bulk
588      !!                formulea, ice variables and read atmospheric fields.
589      !!                NB: ice drag coefficient is assumed to be a constant
590      !!---------------------------------------------------------------------
591      INTEGER  ::   ji, jj    ! dummy loop indices
592      REAL(wp) ::   zcoef_wnorm, zcoef_wnorm2
593      REAL(wp) ::   zwnorm_f, zwndi_f , zwndj_f               ! relative wind module and components at F-point
594      REAL(wp) ::             zwndi_t , zwndj_t               ! relative wind components at T-point
595      !!---------------------------------------------------------------------
596
597      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('blk_ice_core_tau')
598      !
599      ! local scalars ( place there for vector optimisation purposes)
600      zcoef_wnorm  = rhoa * Cice
601      zcoef_wnorm2 = rhoa * Cice * 0.5
602
603!!gm brutal....
604      utau_ice  (:,:) = 0._wp
605      vtau_ice  (:,:) = 0._wp
606      wndm_ice  (:,:) = 0._wp
607!!gm end
608
609      ! ----------------------------------------------------------------------------- !
610      !    Wind components and module relative to the moving ocean ( U10m - U_ice )   !
611      ! ----------------------------------------------------------------------------- !
612      SELECT CASE( cp_ice_msh )
613      CASE( 'I' )                  ! B-grid ice dynamics :   I-point (i.e. F-point with sea-ice indexation)
614         !                           and scalar wind at T-point ( = | U10m - U_ice | ) (masked)
615         DO jj = 2, jpjm1
616            DO ji = 2, jpim1   ! B grid : NO vector opt
617               ! ... scalar wind at I-point (fld being at T-point)
618               zwndi_f = 0.25 * (  sf(jp_wndi)%fnow(ji-1,jj  ,1) + sf(jp_wndi)%fnow(ji  ,jj  ,1)   &
619                  &              + sf(jp_wndi)%fnow(ji-1,jj-1,1) + sf(jp_wndi)%fnow(ji  ,jj-1,1)  ) - rn_vfac * u_ice(ji,jj)
620               zwndj_f = 0.25 * (  sf(jp_wndj)%fnow(ji-1,jj  ,1) + sf(jp_wndj)%fnow(ji  ,jj  ,1)   &
621                  &              + sf(jp_wndj)%fnow(ji-1,jj-1,1) + sf(jp_wndj)%fnow(ji  ,jj-1,1)  ) - rn_vfac * v_ice(ji,jj)
622               zwnorm_f = zcoef_wnorm * SQRT( zwndi_f * zwndi_f + zwndj_f * zwndj_f )
623               ! ... ice stress at I-point
624               utau_ice(ji,jj) = zwnorm_f * zwndi_f
625               vtau_ice(ji,jj) = zwnorm_f * zwndj_f
626               ! ... scalar wind at T-point (fld being at T-point)
627               zwndi_t = sf(jp_wndi)%fnow(ji,jj,1) - rn_vfac * 0.25 * (  u_ice(ji,jj+1) + u_ice(ji+1,jj+1)   &
628                  &                                                    + u_ice(ji,jj  ) + u_ice(ji+1,jj  )  )
629               zwndj_t = sf(jp_wndj)%fnow(ji,jj,1) - rn_vfac * 0.25 * (  v_ice(ji,jj+1) + v_ice(ji+1,jj+1)   &
630                  &                                                    + v_ice(ji,jj  ) + v_ice(ji+1,jj  )  )
631               wndm_ice(ji,jj)  = SQRT( zwndi_t * zwndi_t + zwndj_t * zwndj_t ) * tmask(ji,jj,1)
632            END DO
633         END DO
634         CALL lbc_lnk( utau_ice, 'I', -1. )
635         CALL lbc_lnk( vtau_ice, 'I', -1. )
636         CALL lbc_lnk( wndm_ice, 'T',  1. )
637         !
638      CASE( 'C' )                  ! C-grid ice dynamics :   U & V-points (same as ocean)
639         DO jj = 2, jpj
640            DO ji = fs_2, jpi   ! vect. opt.
641               zwndi_t = (  sf(jp_wndi)%fnow(ji,jj,1) - rn_vfac * 0.5 * ( u_ice(ji-1,jj  ) + u_ice(ji,jj) )  )
642               zwndj_t = (  sf(jp_wndj)%fnow(ji,jj,1) - rn_vfac * 0.5 * ( v_ice(ji  ,jj-1) + v_ice(ji,jj) )  )
643               wndm_ice(ji,jj) = SQRT( zwndi_t * zwndi_t + zwndj_t * zwndj_t ) * tmask(ji,jj,1)
644            END DO
645         END DO
646         DO jj = 2, jpjm1
647            DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vect. opt.
648               utau_ice(ji,jj) = zcoef_wnorm2 * ( wndm_ice(ji+1,jj  ) + wndm_ice(ji,jj) )                          &
649                  &          * ( 0.5 * (sf(jp_wndi)%fnow(ji+1,jj,1) + sf(jp_wndi)%fnow(ji,jj,1) ) - rn_vfac * u_ice(ji,jj) )
650               vtau_ice(ji,jj) = zcoef_wnorm2 * ( wndm_ice(ji,jj+1  ) + wndm_ice(ji,jj) )                          &
651                  &          * ( 0.5 * (sf(jp_wndj)%fnow(ji,jj+1,1) + sf(jp_wndj)%fnow(ji,jj,1) ) - rn_vfac * v_ice(ji,jj) )
652            END DO
653         END DO
654         CALL lbc_lnk( utau_ice, 'U', -1. )
655         CALL lbc_lnk( vtau_ice, 'V', -1. )
656         CALL lbc_lnk( wndm_ice, 'T',  1. )
657         !
658      END SELECT
659
660      IF(ln_ctl) THEN
661         CALL prt_ctl(tab2d_1=utau_ice  , clinfo1=' blk_ice_core: utau_ice : ', tab2d_2=vtau_ice  , clinfo2=' vtau_ice : ')
662         CALL prt_ctl(tab2d_1=wndm_ice  , clinfo1=' blk_ice_core: wndm_ice : ')
663      ENDIF
664
665      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('blk_ice_core_tau')
666     
667   END SUBROUTINE blk_ice_core_tau
668
669
670   SUBROUTINE blk_ice_core_flx( ptsu, palb )
671      !!---------------------------------------------------------------------
672      !!                     ***  ROUTINE blk_ice_core_flx  ***
673      !!
674      !! ** Purpose :   provide the surface boundary condition over sea-ice
675      !!
676      !! ** Method  :   compute heat and freshwater exchanged
677      !!                between atmosphere and sea-ice using CORE bulk
678      !!                formulea, ice variables and read atmmospheric fields.
679      !!
680      !! caution : the net upward water flux has with mm/day unit
681      !!---------------------------------------------------------------------
682      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(in)  ::   ptsu          ! sea ice surface temperature
683      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(in)  ::   palb          ! ice albedo (all skies)
684      !!
685      INTEGER  ::   ji, jj, jl    ! dummy loop indices
686      REAL(wp) ::   zst2, zst3
687      REAL(wp) ::   zcoef_dqlw, zcoef_dqla, zcoef_dqsb
688      REAL(wp) ::   zztmp, z1_lsub                               ! temporary variable
689      REAL(wp) ::   ztamr,zmt1,zmt2,zmt3,zev,zes
690      !!
691      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::   z_qlw             ! long wave heat flux over ice
692      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::   z_qsb             ! sensible  heat flux over ice
693      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::   z_dqlw            ! long wave heat sensitivity over ice
694      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::   z_dqsb            ! sensible  heat sensitivity over ice
695      REAL(wp), DIMENSION(:,:)  , POINTER ::   zevap, zsnw       ! evaporation and snw distribution after wind blowing (LIM3)
696      REAL(wp), DIMENSION(:,:)  , POINTER ::   zqatm, zpatm , ztatm            ! specific humidity
697      !!---------------------------------------------------------------------
698      !
699      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('blk_ice_core_flx')
700      !
701      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpl, z_qlw, z_qsb, z_dqlw, z_dqsb ) 
702      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, zqatm, zpatm, ztatm )
703 
704     IF ( ln_humi_rel ) THEN
705         zpatm(:,:) = 100800.                   ! atmospheric pressure (assumed constant here)
706         IF (ln_apr_dyn) zpatm(:,:) = apr(:,:)
707         DO jj=1,jpj
708            DO ji=1,jpi
709               ztatm (ji,jj) = sf(jp_tair)%fnow(ji,jj,1)                   ! air temperature in Kelvins
710               ztamr = ztatm(ji,jj) - rtt                                  ! Saturation water vapour
711               zmt1  = SIGN( 17.269,  ztamr )
712               zmt2  = SIGN( 21.875,  ztamr )
713               zmt3  = SIGN( 28.200, -ztamr )
714               zes   = 611.0 * EXP(  ABS( ztamr ) * MIN ( zmt1, zmt2 )   &
715                  &                / ( ztatm(ji,jj) - 35.86  + MAX( 0.e0, zmt3 ) )  )
716               zev = sf(jp_humi)%fnow(ji,jj,1) * zes                       ! vapour pressure
717               zqatm(ji,jj) = 0.622 * zev / ( zpatm(ji,jj) - 0.378 * zev ) ! specific humidity
718            ENDDO
719         ENDDO
720      ELSE
721         zqatm(:,:) = sf(jp_humi)%fnow(:,:,1)
722      ENDIF
723
724      ! local scalars ( place there for vector optimisation purposes)
725      zcoef_dqlw   = 4.0 * 0.95 * Stef
726      zcoef_dqla   = -Ls * Cice * 11637800. * (-5897.8)
727      zcoef_dqsb   = rhoa * cpa * Cice
728
729      zztmp = 1. / ( 1. - albo )
730      !                                     ! ========================== !
731      DO jl = 1, jpl                        !  Loop over ice categories  !
732         !                                  ! ========================== !
733         DO jj = 1 , jpj
734            DO ji = 1, jpi
735               ! ----------------------------!
736               !      I   Radiative FLUXES   !
737               ! ----------------------------!
738               zst2 = ptsu(ji,jj,jl) * ptsu(ji,jj,jl)
739               zst3 = ptsu(ji,jj,jl) * zst2
740               ! Short Wave (sw)
741               qsr_ice(ji,jj,jl) = zztmp * ( 1. - palb(ji,jj,jl) ) * qsr(ji,jj)
742               ! Long  Wave (lw)
743               z_qlw(ji,jj,jl) = 0.95 * ( sf(jp_qlw)%fnow(ji,jj,1) - Stef * ptsu(ji,jj,jl) * zst3 ) * tmask(ji,jj,1)
744               ! lw sensitivity
745               z_dqlw(ji,jj,jl) = zcoef_dqlw * zst3                                               
746
747               ! ----------------------------!
748               !     II    Turbulent FLUXES  !
749               ! ----------------------------!
750
751               ! ... turbulent heat fluxes
752               ! Sensible Heat
753               z_qsb(ji,jj,jl) = rhoa * cpa * Cice * wndm_ice(ji,jj) * ( ptsu(ji,jj,jl) - sf(jp_tair)%fnow(ji,jj,1) )
754               ! Latent Heat
755               qla_ice(ji,jj,jl) = rn_efac * MAX( 0.e0, rhoa * Ls  * Cice * wndm_ice(ji,jj)   &                           
756                  &                         * (  11637800. * EXP( -5897.8 / ptsu(ji,jj,jl) ) / rhoa - zqatm(ji,jj)  ) )
757              ! Latent heat sensitivity for ice (Dqla/Dt)
758               IF( qla_ice(ji,jj,jl) > 0._wp ) THEN
759                  dqla_ice(ji,jj,jl) = rn_efac * zcoef_dqla * wndm_ice(ji,jj) / ( zst2 ) * EXP( -5897.8 / ptsu(ji,jj,jl) )
760               ELSE
761                  dqla_ice(ji,jj,jl) = 0._wp
762               ENDIF
763
764               ! Sensible heat sensitivity (Dqsb_ice/Dtn_ice)
765               z_dqsb(ji,jj,jl) = zcoef_dqsb * wndm_ice(ji,jj)
766
767               ! ----------------------------!
768               !     III    Total FLUXES     !
769               ! ----------------------------!
770               ! Downward Non Solar flux
771               qns_ice (ji,jj,jl) =     z_qlw (ji,jj,jl) - z_qsb (ji,jj,jl) - qla_ice (ji,jj,jl)
772               ! Total non solar heat flux sensitivity for ice
773               dqns_ice(ji,jj,jl) = - ( z_dqlw(ji,jj,jl) + z_dqsb(ji,jj,jl) + dqla_ice(ji,jj,jl) )
774            END DO
775            !
776         END DO
777         !
778      END DO
779      !
780      tprecip(:,:) = sf(jp_prec)%fnow(:,:,1) * rn_pfac      ! total precipitation [kg/m2/s]
781      sprecip(:,:) = sf(jp_snow)%fnow(:,:,1) * rn_pfac      ! solid precipitation [kg/m2/s]
782      CALL iom_put( 'snowpre', sprecip * 86400. )                  ! Snow precipitation
783      CALL iom_put( 'precip' , tprecip * 86400. )                  ! Total precipitation
784
785#if defined  key_lim3
786      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, zevap, zsnw ) 
787
788      ! --- evaporation --- !
789      z1_lsub = 1._wp / Lsub
790      evap_ice (:,:,:) = qla_ice (:,:,:) * z1_lsub ! sublimation
791      devap_ice(:,:,:) = dqla_ice(:,:,:) * z1_lsub
792      zevap    (:,:)   = emp(:,:) + tprecip(:,:)   ! evaporation over ocean
793
794      ! --- evaporation minus precipitation --- !
795      zsnw(:,:) = 0._wp
796      CALL lim_thd_snwblow( pfrld, zsnw )  ! snow distribution over ice after wind blowing
797      emp_oce(:,:) = pfrld(:,:) * zevap(:,:) - ( tprecip(:,:) - sprecip(:,:) ) - sprecip(:,:) * (1._wp - zsnw )
798      emp_ice(:,:) = SUM( a_i_b(:,:,:) * evap_ice(:,:,:), dim=3 ) - sprecip(:,:) * zsnw
799      emp_tot(:,:) = emp_oce(:,:) + emp_ice(:,:)
800
801      ! --- heat flux associated with emp --- !
802      qemp_oce(:,:) = - pfrld(:,:) * zevap(:,:) * sst_m(:,:) * rcp                               & ! evap at sst
803         &          + ( tprecip(:,:) - sprecip(:,:) ) * ( sf(jp_tair)%fnow(:,:,1) - rt0 ) * rcp  & ! liquid precip at Tair
804         &          +   sprecip(:,:) * ( 1._wp - zsnw ) *                                        & ! solid precip at min(Tair,Tsnow)
805         &              ( ( MIN( sf(jp_tair)%fnow(:,:,1), rt0_snow ) - rt0 ) * cpic * tmask(:,:,1) - lfus )
806      qemp_ice(:,:) =   sprecip(:,:) * zsnw *                                                    & ! solid precip (only)
807         &              ( ( MIN( sf(jp_tair)%fnow(:,:,1), rt0_snow ) - rt0 ) * cpic * tmask(:,:,1) - lfus )
808
809      ! --- total solar and non solar fluxes --- !
810      qns_tot(:,:) = pfrld(:,:) * qns_oce(:,:) + SUM( a_i_b(:,:,:) * qns_ice(:,:,:), dim=3 ) + qemp_ice(:,:) + qemp_oce(:,:)
811      qsr_tot(:,:) = pfrld(:,:) * qsr_oce(:,:) + SUM( a_i_b(:,:,:) * qsr_ice(:,:,:), dim=3 )
812
813      ! --- heat content of precip over ice in J/m3 (to be used in 1D-thermo) --- !
814      qprec_ice(:,:) = rhosn * ( ( MIN( sf(jp_tair)%fnow(:,:,1), rt0_snow ) - rt0 ) * cpic * tmask(:,:,1) - lfus )
815
816      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, zevap, zsnw ) 
817#endif
818
819      !--------------------------------------------------------------------
820      ! FRACTIONs of net shortwave radiation which is not absorbed in the
821      ! thin surface layer and penetrates inside the ice cover
822      ! ( Maykut and Untersteiner, 1971 ; Ebert and Curry, 1993 )
823      !
824      fr1_i0(:,:) = ( 0.18 * ( 1.0 - cldf_ice ) + 0.35 * cldf_ice )
825      fr2_i0(:,:) = ( 0.82 * ( 1.0 - cldf_ice ) + 0.65 * cldf_ice )
826      !
827      !
828      IF(ln_ctl) THEN
829         CALL prt_ctl(tab3d_1=qla_ice , clinfo1=' blk_ice_core: qla_ice  : ', tab3d_2=z_qsb   , clinfo2=' z_qsb    : ', kdim=jpl)
830         CALL prt_ctl(tab3d_1=z_qlw   , clinfo1=' blk_ice_core: z_qlw    : ', tab3d_2=dqla_ice, clinfo2=' dqla_ice : ', kdim=jpl)
831         CALL prt_ctl(tab3d_1=z_dqsb  , clinfo1=' blk_ice_core: z_dqsb   : ', tab3d_2=z_dqlw  , clinfo2=' z_dqlw   : ', kdim=jpl)
832         CALL prt_ctl(tab3d_1=dqns_ice, clinfo1=' blk_ice_core: dqns_ice : ', tab3d_2=qsr_ice , clinfo2=' qsr_ice  : ', kdim=jpl)
833         CALL prt_ctl(tab3d_1=ptsu    , clinfo1=' blk_ice_core: ptsu     : ', tab3d_2=qns_ice , clinfo2=' qns_ice  : ', kdim=jpl)
834         CALL prt_ctl(tab2d_1=tprecip , clinfo1=' blk_ice_core: tprecip  : ', tab2d_2=sprecip , clinfo2=' sprecip  : ')
835      ENDIF
836
837      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpl, z_qlw, z_qsb, z_dqlw, z_dqsb )
838      !
839      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('blk_ice_core_flx')
840     
841      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, zqatm, zpatm, ztatm )
842   END SUBROUTINE blk_ice_core_flx
843#endif
844
845   SUBROUTINE turb_core_2z( zt, zu, sst, T_zt, q_sat, q_zt, dU,    &
846      &                      Cd, Ch, Ce , T_zu, q_zu )
847      !!----------------------------------------------------------------------
848      !!                      ***  ROUTINE  turb_core  ***
849      !!
850      !! ** Purpose :   Computes turbulent transfert coefficients of surface
851      !!                fluxes according to Large & Yeager (2004) and Large & Yeager (2008)
852      !!                If relevant (zt /= zu), adjust temperature and humidity from height zt to zu
853      !!
854      !! ** Method : Monin Obukhov Similarity Theory
855      !!             + Large & Yeager (2004,2008) closure: CD_n10 = f(U_n10)
856      !!
857      !! ** References :   Large & Yeager, 2004 / Large & Yeager, 2008
858      !!
859      !! ** Last update: Laurent Brodeau, June 2014:
860      !!    - handles both cases zt=zu and zt/=zu
861      !!    - optimized: less 2D arrays allocated and less operations
862      !!    - better first guess of stability by checking air-sea difference of virtual temperature
863      !!       rather than temperature difference only...
864      !!    - added function "cd_neutral_10m" that uses the improved parametrization of
865      !!      Large & Yeager 2008. Drag-coefficient reduction for Cyclone conditions!
866      !!    - using code-wide physical constants defined into "phycst.mod" rather than redifining them
867      !!      => 'vkarmn' and 'grav'
868      !!----------------------------------------------------------------------
869      REAL(wp), INTENT(in   )                     ::   zt       ! height for T_zt and q_zt                   [m]
870      REAL(wp), INTENT(in   )                     ::   zu       ! height for dU                              [m]
871      REAL(wp), INTENT(in   ), DIMENSION(jpi,jpj) ::   sst      ! sea surface temperature              [Kelvin]
872      REAL(wp), INTENT(in   ), DIMENSION(jpi,jpj) ::   T_zt     ! potential air temperature            [Kelvin]
873      REAL(wp), INTENT(in   ), DIMENSION(jpi,jpj) ::   q_sat    ! sea surface specific humidity         [kg/kg]
874      REAL(wp), INTENT(in   ), DIMENSION(jpi,jpj) ::   q_zt     ! specific air humidity                 [kg/kg]
875      REAL(wp), INTENT(in   ), DIMENSION(jpi,jpj) ::   dU       ! relative wind module at zu            [m/s]
876      REAL(wp), INTENT(  out), DIMENSION(jpi,jpj) ::   Cd       ! transfer coefficient for momentum         (tau)
877      REAL(wp), INTENT(  out), DIMENSION(jpi,jpj) ::   Ch       ! transfer coefficient for sensible heat (Q_sens)
878      REAL(wp), INTENT(  out), DIMENSION(jpi,jpj) ::   Ce       ! transfert coefficient for evaporation   (Q_lat)
879      REAL(wp), INTENT(  out), DIMENSION(jpi,jpj) ::   T_zu     ! air temp. shifted at zu                     [K]
880      REAL(wp), INTENT(  out), DIMENSION(jpi,jpj) ::   q_zu     ! spec. hum.  shifted at zu               [kg/kg]
881      !
882      INTEGER ::   j_itt
883      INTEGER , PARAMETER ::   nb_itt = 5       ! number of itterations
884      LOGICAL ::   l_zt_equal_zu = .FALSE.      ! if q and t are given at different height than U
885      !
886      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER ::   U_zu          ! relative wind at zu                            [m/s]
887      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER ::   Ce_n10        ! 10m neutral latent coefficient
888      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER ::   Ch_n10        ! 10m neutral sensible coefficient
889      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER ::   sqrt_Cd_n10   ! root square of Cd_n10
890      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER ::   sqrt_Cd       ! root square of Cd
891      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER ::   zeta_u        ! stability parameter at height zu
892      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER ::   zeta_t        ! stability parameter at height zt
893      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER ::   zpsi_h_u, zpsi_m_u
894      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER ::   ztmp0, ztmp1, ztmp2
895      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER ::   stab          ! 1st stability test integer
896      !!----------------------------------------------------------------------
897
898      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('turb_core_2z')
899   
900      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, U_zu, Ce_n10, Ch_n10, sqrt_Cd_n10, sqrt_Cd )
901      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, zeta_u, stab )
902      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, zpsi_h_u, zpsi_m_u, ztmp0, ztmp1, ztmp2 )
903
904      l_zt_equal_zu = .FALSE.
905      IF( ABS(zu - zt) < 0.01 ) l_zt_equal_zu = .TRUE.    ! testing "zu == zt" is risky with double precision
906
907      IF( .NOT. l_zt_equal_zu )   CALL wrk_alloc( jpi,jpj, zeta_t )
908
909      U_zu = MAX( 0.5 , dU )   !  relative wind speed at zu (normally 10m), we don't want to fall under 0.5 m/s
910
911      !! First guess of stability:
912      ztmp0 = T_zt*(1. + 0.608*q_zt) - sst*(1. + 0.608*q_sat) ! air-sea difference of virtual pot. temp. at zt
913      stab  = 0.5 + sign(0.5,ztmp0)                           ! stab = 1 if dTv > 0  => STABLE, 0 if unstable
914
915      !! Neutral coefficients at 10m:
916      IF( ln_cdgw ) THEN      ! wave drag case
917         cdn_wave(:,:) = cdn_wave(:,:) + rsmall * ( 1._wp - tmask(:,:,1) )
918         ztmp0   (:,:) = cdn_wave(:,:)
919      ELSE
920         ztmp0 = cd_neutral_10m( U_zu )
921      ENDIF
922      sqrt_Cd_n10 = SQRT( ztmp0 )
923      Ce_n10  = 1.e-3*( 34.6 * sqrt_Cd_n10 )
924      Ch_n10  = 1.e-3*sqrt_Cd_n10*(18.*stab + 32.7*(1. - stab))
925   
926      !! Initializing transf. coeff. with their first guess neutral equivalents :
927      Cd = ztmp0   ;   Ce = Ce_n10   ;   Ch = Ch_n10   ;   sqrt_Cd = sqrt_Cd_n10
928
929      !! Initializing values at z_u with z_t values:
930      T_zu = T_zt   ;   q_zu = q_zt
931
932      !!  * Now starting iteration loop
933      DO j_itt=1, nb_itt
934         !
935         ztmp1 = T_zu - sst   ! Updating air/sea differences
936         ztmp2 = q_zu - q_sat 
937
938         ! Updating turbulent scales :   (L&Y 2004 eq. (7))
939         ztmp1  = Ch/sqrt_Cd*ztmp1    ! theta*
940         ztmp2  = Ce/sqrt_Cd*ztmp2    ! q*
941       
942         ztmp0 = T_zu*(1. + 0.608*q_zu) ! virtual potential temperature at zu
943
944         ! Estimate the inverse of Monin-Obukov length (1/L) at height zu:
945         ztmp0 =  (vkarmn*grav/ztmp0*(ztmp1*(1.+0.608*q_zu) + 0.608*T_zu*ztmp2)) / (Cd*U_zu*U_zu) 
946         !                                                                     ( Cd*U_zu*U_zu is U*^2 at zu)
947
948         !! Stability parameters :
949         zeta_u   = zu*ztmp0   ;  zeta_u = sign( min(abs(zeta_u),10.0), zeta_u )
950         zpsi_h_u = psi_h( zeta_u )
951         zpsi_m_u = psi_m( zeta_u )
952       
953         !! Shifting temperature and humidity at zu (L&Y 2004 eq. (9b-9c))
954         IF ( .NOT. l_zt_equal_zu ) THEN
955            zeta_t = zt*ztmp0 ;  zeta_t = sign( min(abs(zeta_t),10.0), zeta_t )
956            stab = LOG(zu/zt) - zpsi_h_u + psi_h(zeta_t)  ! stab just used as temp array!!!
957            T_zu = T_zt + ztmp1/vkarmn*stab    ! ztmp1 is still theta*
958            q_zu = q_zt + ztmp2/vkarmn*stab    ! ztmp2 is still q*
959            q_zu = max(0., q_zu)
960         END IF
961       
962         IF( ln_cdgw ) THEN      ! surface wave case
963            sqrt_Cd = vkarmn / ( vkarmn / sqrt_Cd_n10 - zpsi_m_u ) 
964            Cd      = sqrt_Cd * sqrt_Cd
965         ELSE
966           ! Update neutral wind speed at 10m and neutral Cd at 10m (L&Y 2004 eq. 9a)...
967           !   In very rare low-wind conditions, the old way of estimating the
968           !   neutral wind speed at 10m leads to a negative value that causes the code
969           !   to crash. To prevent this a threshold of 0.25m/s is imposed.
970           ztmp0 = MAX( 0.25 , U_zu/(1. + sqrt_Cd_n10/vkarmn*(LOG(zu/10.) - zpsi_m_u)) ) !  U_n10
971           ztmp0 = cd_neutral_10m(ztmp0)                                                 ! Cd_n10
972           sqrt_Cd_n10 = sqrt(ztmp0)
973       
974           Ce_n10  = 1.e-3 * (34.6 * sqrt_Cd_n10)                     ! L&Y 2004 eq. (6b)
975           stab    = 0.5 + sign(0.5,zeta_u)                           ! update stability
976           Ch_n10  = 1.e-3*sqrt_Cd_n10*(18.*stab + 32.7*(1. - stab))  ! L&Y 2004 eq. (6c-6d)
977
978           !! Update of transfer coefficients:
979           ztmp1 = 1. + sqrt_Cd_n10/vkarmn*(LOG(zu/10.) - zpsi_m_u)   ! L&Y 2004 eq. (10a)
980           Cd      = ztmp0 / ( ztmp1*ztmp1 )   
981           sqrt_Cd = SQRT( Cd )
982         ENDIF
983         !
984         ztmp0 = (LOG(zu/10.) - zpsi_h_u) / vkarmn / sqrt_Cd_n10
985         ztmp2 = sqrt_Cd / sqrt_Cd_n10
986         ztmp1 = 1. + Ch_n10*ztmp0               
987         Ch  = Ch_n10*ztmp2 / ztmp1  ! L&Y 2004 eq. (10b)
988         !
989         ztmp1 = 1. + Ce_n10*ztmp0               
990         Ce  = Ce_n10*ztmp2 / ztmp1  ! L&Y 2004 eq. (10c)
991         !
992      END DO
993
994      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, U_zu, Ce_n10, Ch_n10, sqrt_Cd_n10, sqrt_Cd )
995      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, zeta_u, stab )
996      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, zpsi_h_u, zpsi_m_u, ztmp0, ztmp1, ztmp2 )
997
998      IF( .NOT. l_zt_equal_zu ) CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, zeta_t )
999
1000      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('turb_core_2z')
1001      !
1002   END SUBROUTINE turb_core_2z
1003
1004
1005   FUNCTION cd_neutral_10m( zw10 )
1006      !!----------------------------------------------------------------------
1007      !! Estimate of the neutral drag coefficient at 10m as a function
1008      !! of neutral wind  speed at 10m
1009      !!
1010      !! Origin: Large & Yeager 2008 eq.(11a) and eq.(11b)
1011      !!
1012      !! Author: L. Brodeau, june 2014
1013      !!----------------------------------------------------------------------   
1014      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(in) ::   zw10           ! scalar wind speed at 10m (m/s)
1015      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj)             ::   cd_neutral_10m
1016      !
1017      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER ::   rgt33
1018      !!----------------------------------------------------------------------   
1019      !
1020      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, rgt33 )
1021      !
1022      !! When wind speed > 33 m/s => Cyclone conditions => special treatment
1023      rgt33 = 0.5_wp + SIGN( 0.5_wp, (zw10 - 33._wp) )   ! If zw10 < 33. => 0, else => 1 
1024      cd_neutral_10m = 1.e-3 * ( &
1025         &       (1._wp - rgt33)*( 2.7_wp/zw10 + 0.142_wp + zw10/13.09_wp - 3.14807E-10*zw10**6) & ! zw10< 33.
1026         &      + rgt33         *      2.34   )                                                    ! zw10 >= 33.
1027      !
1028      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, rgt33)
1029      !
1030   END FUNCTION cd_neutral_10m
1031
1032
1033   FUNCTION psi_m(pta)   !! Psis, L&Y 2004 eq. (8c), (8d), (8e)
1034      !-------------------------------------------------------------------------------
1035      ! universal profile stability function for momentum
1036      !-------------------------------------------------------------------------------
1037      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(in) :: pta
1038      !
1039      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj)             :: psi_m
1040      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER        :: X2, X, stabit
1041      !-------------------------------------------------------------------------------
1042      !
1043      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, X2, X, stabit )
1044      !
1045      X2 = SQRT( ABS( 1. - 16.*pta ) )  ;  X2 = MAX( X2 , 1. )   ;   X = SQRT( X2 )
1046      stabit = 0.5 + SIGN( 0.5 , pta )
1047      psi_m = -5.*pta*stabit  &                                                          ! Stable
1048         &    + (1. - stabit)*(2.*LOG((1. + X)*0.5) + LOG((1. + X2)*0.5) - 2.*ATAN(X) + rpi*0.5)  ! Unstable
1049      !
1050      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, X2, X, stabit )
1051      !
1052   END FUNCTION psi_m
1053
1054
1055   FUNCTION psi_h( pta )    !! Psis, L&Y 2004 eq. (8c), (8d), (8e)
1056      !-------------------------------------------------------------------------------
1057      ! universal profile stability function for temperature and humidity
1058      !-------------------------------------------------------------------------------
1059      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(in) ::   pta
1060      !
1061      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj)             ::   psi_h
1062      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER        ::   X2, X, stabit
1063      !-------------------------------------------------------------------------------
1064      !
1065      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, X2, X, stabit )
1066      !
1067      X2 = SQRT( ABS( 1. - 16.*pta ) )   ;   X2 = MAX( X2 , 1. )   ;   X = SQRT( X2 )
1068      stabit = 0.5 + SIGN( 0.5 , pta )
1069      psi_h = -5.*pta*stabit   &                                       ! Stable
1070         &    + (1. - stabit)*(2.*LOG( (1. + X2)*0.5 ))                ! Unstable
1071      !
1072      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, X2, X, stabit )
1073      !
1074   END FUNCTION psi_h
1075
1076   !!======================================================================
1077END MODULE sbcblk_core
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.