source: branches/2015/dev_r5021_UKMO1_CICE_coupling/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC/sbcwave.F90 @ 5443

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Line 
1MODULE sbcwave
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  sbcwave  ***
4   !! Wave module
5   !!======================================================================
6   !! History :  3.3.1  !   2011-09  (Adani M)  Original code: Drag Coefficient
7   !!         :  3.4    !   2012-10  (Adani M)                 Stokes Drift
8   !!----------------------------------------------------------------------
9   USE iom             ! I/O manager library
10   USE in_out_manager  ! I/O manager
11   USE lib_mpp         ! distribued memory computing library
12   USE fldread        ! read input fields
13   USE oce
14   USE sbc_oce        ! Surface boundary condition: ocean fields
15   USE domvvl
16
17   
18   !!----------------------------------------------------------------------
19   !!   sbc_wave       : read drag coefficient from wave model in netcdf files
20   !!----------------------------------------------------------------------
21
22   IMPLICIT NONE
23   PRIVATE
24
25   PUBLIC   sbc_wave    ! routine called in sbc_blk_core or sbc_blk_mfs
26   
27   INTEGER , PARAMETER ::   jpfld  = 3           ! maximum number of files to read for srokes drift
28   INTEGER , PARAMETER ::   jp_usd = 1           ! index of stokes drift  (i-component) (m/s)    at T-point
29   INTEGER , PARAMETER ::   jp_vsd = 2           ! index of stokes drift  (j-component) (m/s)    at T-point
30   INTEGER , PARAMETER ::   jp_wn  = 3           ! index of wave number                 (1/m)    at T-point
31   TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:)  :: sf_cd    ! structure of input fields (file informations, fields read) Drag Coefficient
32   TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:)  :: sf_sd    ! structure of input fields (file informations, fields read) Stokes Drift
33   REAL(wp),PUBLIC,ALLOCATABLE,DIMENSION (:,:)       :: cdn_wave 
34   REAL(wp),ALLOCATABLE,DIMENSION (:,:)              :: usd2d,vsd2d,uwavenum,vwavenum 
35   REAL(wp),PUBLIC,ALLOCATABLE,DIMENSION (:,:,:)     :: usd3d,vsd3d,wsd3d 
36
37   !! * Substitutions
38#  include "domzgr_substitute.h90"
39   !!----------------------------------------------------------------------
40   !! NEMO/OPA 4.0 , NEMO Consortium (2011)
41   !! $Id$
42   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
43   !!----------------------------------------------------------------------
44CONTAINS
45
46   SUBROUTINE sbc_wave( kt )
47      !!---------------------------------------------------------------------
48      !!                     ***  ROUTINE sbc_apr  ***
49      !!
50      !! ** Purpose :   read drag coefficient from wave model  in netcdf files.
51      !!
52      !! ** Method  : - Read namelist namsbc_wave
53      !!              - Read Cd_n10 fields in netcdf files
54      !!              - Read stokes drift 2d in netcdf files
55      !!              - Read wave number      in netcdf files
56      !!              - Compute 3d stokes drift using monochromatic
57      !! ** action  :   
58      !!               
59      !!---------------------------------------------------------------------
60      USE oce,  ONLY : un,vn,hdivn,rotn
61      USE divcur
62      USE wrk_nemo
63#if defined key_bdy
64      USE bdy_oce, ONLY : bdytmask
65#endif
66      INTEGER, INTENT( in  ) ::  kt       ! ocean time step
67      INTEGER                ::  ierror   ! return error code
68      INTEGER                ::  ifpr, jj,ji,jk 
69      INTEGER                ::   ios     ! Local integer output status for namelist read
70      REAL(wp),DIMENSION(:,:,:),POINTER             ::  udummy,vdummy,hdivdummy,rotdummy
71      REAL                                          ::  z2dt,z1_2dt
72      TYPE(FLD_N), DIMENSION(jpfld) ::   slf_i     ! array of namelist informations on the fields to read
73      CHARACTER(len=100)     ::  cn_dir                          ! Root directory for location of drag coefficient files
74      TYPE(FLD_N)            ::  sn_cdg, sn_usd, sn_vsd, sn_wn   ! informations about the fields to be read
75      !!---------------------------------------------------------------------
76      NAMELIST/namsbc_wave/  sn_cdg, cn_dir, sn_usd, sn_vsd, sn_wn
77      !!---------------------------------------------------------------------
78
79      !!----------------------------------------------------------------------
80      !
81      !
82      !                                         ! -------------------- !
83      IF( kt == nit000 ) THEN                   ! First call kt=nit000 !
84         !                                      ! -------------------- !
85         REWIND( numnam_ref )              ! Namelist namsbc_wave in reference namelist : File for drag coeff. from wave model
86         READ  ( numnam_ref, namsbc_wave, IOSTAT = ios, ERR = 901)
87901      IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namsbc_wave in reference namelist', lwp )
88
89         REWIND( numnam_cfg )              ! Namelist namsbc_wave in configuration namelist : File for drag coeff. from wave model
90         READ  ( numnam_cfg, namsbc_wave, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
91902      IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namsbc_wave in configuration namelist', lwp )
92         IF(lwm) WRITE ( numond, namsbc_wave )
93         !
94
95         IF ( ln_cdgw ) THEN
96            ALLOCATE( sf_cd(1), STAT=ierror )           !* allocate and fill sf_wave with sn_cdg
97            IF( ierror > 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_wave: unable to allocate sf_wave structure' )
98            !
99                                   ALLOCATE( sf_cd(1)%fnow(jpi,jpj,1)   )
100            IF( sn_cdg%ln_tint )   ALLOCATE( sf_cd(1)%fdta(jpi,jpj,1,2) )
101            CALL fld_fill( sf_cd, (/ sn_cdg /), cn_dir, 'sbc_wave', 'Wave module ', 'namsbc_wave' )
102            ALLOCATE( cdn_wave(jpi,jpj) )
103            cdn_wave(:,:) = 0.0
104        ENDIF
105         IF ( ln_sdw ) THEN
106            slf_i(jp_usd) = sn_usd ; slf_i(jp_vsd) = sn_vsd; slf_i(jp_wn) = sn_wn
107            ALLOCATE( sf_sd(3), STAT=ierror )           !* allocate and fill sf_wave with sn_cdg
108            IF( ierror > 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_wave: unable to allocate sf_wave structure' )
109            !
110            DO ifpr= 1, jpfld
111               ALLOCATE( sf_sd(ifpr)%fnow(jpi,jpj,1) )
112               IF( slf_i(ifpr)%ln_tint )   ALLOCATE( sf_sd(ifpr)%fdta(jpi,jpj,1,2) )
113            END DO
114            CALL fld_fill( sf_sd, slf_i, cn_dir, 'sbc_wave', 'Wave module ', 'namsbc_wave' )
115            ALLOCATE( usd2d(jpi,jpj),vsd2d(jpi,jpj),uwavenum(jpi,jpj),vwavenum(jpi,jpj) )
116            ALLOCATE( usd3d(jpi,jpj,jpk),vsd3d(jpi,jpj,jpk),wsd3d(jpi,jpj,jpk) )
117            usd2d(:,:) = 0.0 ;  vsd2d(:,:) = 0.0 ; uwavenum(:,:) = 0.0 ; vwavenum(:,:) = 0.0
118            usd3d(:,:,:) = 0.0 ;vsd3d(:,:,:) = 0.0 ; wsd3d(:,:,:) = 0.0
119         ENDIF
120      ENDIF
121         !
122         !
123      IF ( ln_cdgw ) THEN
124         CALL fld_read( kt, nn_fsbc, sf_cd )      !* read drag coefficient from external forcing
125         cdn_wave(:,:) = sf_cd(1)%fnow(:,:,1)
126      ENDIF
127      IF ( ln_sdw )  THEN
128          CALL fld_read( kt, nn_fsbc, sf_sd )      !* read drag coefficient from external forcing
129
130         ! Interpolate wavenumber, stokes drift into the grid_V and grid_V
131         !-------------------------------------------------
132
133         DO jj = 1, jpjm1
134            DO ji = 1, jpim1
135               uwavenum(ji,jj)=0.5 * ( 2. - umask(ji,jj,1) ) * ( sf_sd(3)%fnow(ji,jj,1) * tmask(ji,jj,1) &
136               &                                + sf_sd(3)%fnow(ji+1,jj,1) * tmask(ji+1,jj,1) )
137
138               vwavenum(ji,jj)=0.5 * ( 2. - vmask(ji,jj,1) ) * ( sf_sd(3)%fnow(ji,jj,1) * tmask(ji,jj,1) &
139               &                                + sf_sd(3)%fnow(ji,jj+1,1) * tmask(ji,jj+1,1) )
140
141               usd2d(ji,jj) = 0.5 * ( 2. - umask(ji,jj,1) ) * ( sf_sd(1)%fnow(ji,jj,1) * tmask(ji,jj,1) &
142               &                                + sf_sd(1)%fnow(ji+1,jj,1) * tmask(ji+1,jj,1) )
143
144               vsd2d(ji,jj) = 0.5 * ( 2. - vmask(ji,jj,1) ) * ( sf_sd(2)%fnow(ji,jj,1) * tmask(ji,jj,1) &
145               &                                + sf_sd(2)%fnow(ji,jj+1,1) * tmask(ji,jj+1,1) )
146            END DO
147         END DO
148
149          !Computation of the 3d Stokes Drift
150          DO jk = 1, jpk
151             DO jj = 1, jpj-1
152                DO ji = 1, jpi-1
153                   usd3d(ji,jj,jk) = usd2d(ji,jj)*exp(2.0*uwavenum(ji,jj)*(-MIN( gdept_0(ji,jj,jk) , gdept_0(ji+1,jj  ,jk))))
154                   vsd3d(ji,jj,jk) = vsd2d(ji,jj)*exp(2.0*vwavenum(ji,jj)*(-MIN( gdept_0(ji,jj,jk) , gdept_0(ji  ,jj+1,jk))))
155                END DO
156             END DO
157             usd3d(jpi,:,jk) = usd2d(jpi,:)*exp( 2.0*uwavenum(jpi,:)*(-gdept_0(jpi,:,jk)) )
158             vsd3d(:,jpj,jk) = vsd2d(:,jpj)*exp( 2.0*vwavenum(:,jpj)*(-gdept_0(:,jpj,jk)) )
159          END DO
160
161          CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpk,udummy,vdummy,hdivdummy,rotdummy)
162         
163          udummy(:,:,:)=un(:,:,:)
164          vdummy(:,:,:)=vn(:,:,:)
165          hdivdummy(:,:,:)=hdivn(:,:,:)
166          rotdummy(:,:,:)=rotn(:,:,:)
167          un(:,:,:)=usd3d(:,:,:)
168          vn(:,:,:)=vsd3d(:,:,:)
169          CALL div_cur(kt)
170      !                                           !------------------------------!
171      !                                           !     Now Vertical Velocity    !
172      !                                           !------------------------------!
173          z2dt = 2._wp * rdt                              ! set time step size (Euler/Leapfrog)
174
175          z1_2dt = 1.e0 / z2dt
176          DO jk = jpkm1, 1, -1                             ! integrate from the bottom the hor. divergence
177             ! - ML - need 3 lines here because replacement of fse3t by its expression yields too long lines otherwise
178             wsd3d(:,:,jk) = wsd3d(:,:,jk+1) -   fse3t_n(:,:,jk) * hdivn(:,:,jk)        &
179                &                      - ( fse3t_a(:,:,jk) - fse3t_b(:,:,jk) )    &
180                &                         * tmask(:,:,jk) * z1_2dt
181#if defined key_bdy
182             wsd3d(:,:,jk) = wsd3d(:,:,jk) * bdytmask(:,:)
183#endif
184          END DO
185          hdivn(:,:,:)=hdivdummy(:,:,:)
186          rotn(:,:,:)=rotdummy(:,:,:)
187          vn(:,:,:)=vdummy(:,:,:)
188          un(:,:,:)=udummy(:,:,:)
189          CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpk,udummy,vdummy,hdivdummy,rotdummy)
190      ENDIF
191   END SUBROUTINE sbc_wave
192     
193   !!======================================================================
194END MODULE sbcwave
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.