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limtrp.F90 in branches/2015/dev_r5044_CNRS_LIM3CLEAN/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_3 – NEMO

source: branches/2015/dev_r5044_CNRS_LIM3CLEAN/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_3/limtrp.F90 @ 5055

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LIM3: removing par_ice and put jpl, nlay_i and nlay_s as namelist parameters
  • Property svn:keywords set to Id
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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, 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, zs0at
71      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:)    ::   zs0ice, zs0sn, zs0a, zs0c0 , zs0sm , zs0oi, zzs0e
72      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:)    ::   zs0ow
73      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:,:)  ::   zs0e
74      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:)    ::   zviold, zvsold           ! 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) :: zdv, zvi, zvs, zsmv, zes, zei
78      !
79      REAL(wp) :: zvi_b, zsmv_b, zei_b, zfs_b, zfw_b, zft_b
80      !!---------------------------------------------------------------------
81      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('limtrp')
82
83      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,           zsm, zs0at, zatold, zeiold, zesold )
84      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpl,       zs0ice, zs0sn, zs0a, zs0c0 , zs0sm , zs0oi, zzs0e )
85      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,1,         zs0ow )
86      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,nlay_i+1,jpl, zs0e )
87      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpl,       zhimax, zviold, zvsold )
88
89      IF( numit == nstart .AND. lwp ) THEN
90         WRITE(numout,*)
91         IF( ln_limdyn ) THEN   ;   WRITE(numout,*) 'lim_trp : Ice transport '
92         ELSE                   ;   WRITE(numout,*) 'lim_trp : No ice advection as ln_limdyn = ', ln_limdyn
93         ENDIF
94         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
95         ncfl = 0                ! nb of time step with CFL > 1/2
96      ENDIF
97
98      zsm(:,:) = area(:,:)
99     
100      !                             !-------------------------------------!
101      IF( ln_limdyn ) THEN          !   Advection of sea ice properties   !
102         !                          !-------------------------------------!
103
104         ! conservation test
105         IF( ln_limdiahsb )   CALL lim_cons_hsm(0, 'limtrp', zvi_b, zsmv_b, zei_b, zfw_b, zfs_b, zft_b)
106
107         ! mass and salt flux init
108         zviold(:,:,:) = v_i(:,:,:)
109         zeiold(:,:)   = SUM( SUM( e_i(:,:,1:nlay_i,:), dim=4 ), dim=3 ) 
110         zesold(:,:)   = SUM( SUM( e_s(:,:,1:nlay_s,:), dim=4 ), dim=3 ) 
111
112         !--- Thickness correction init. -------------------------------
113         CALL lim_var_glo2eqv
114         zatold(:,:) = SUM( a_i(:,:,:), dim=3 )
115         !---------------------------------------------------------------------
116         ! Record max of the surrounding ice thicknesses for correction in limupdate
117         ! in case advection creates ice too thick.
118         !---------------------------------------------------------------------
119         zhimax(:,:,:) = ht_i(:,:,:)
120         DO jl = 1, jpl
121            DO jj = 2, jpjm1
122               DO ji = 2, jpim1
123                  zhimax(ji,jj,jl) = MAXVAL( ht_i(ji-1:ji+1,jj-1:jj+1,jl) )
124                  !zhimax(ji,jj,jl) = ( ht_i(ji  ,jj  ,jl) * tmask(ji,  jj  ,1) + ht_i(ji-1,jj-1,jl) * tmask(ji-1,jj-1,1) + ht_i(ji+1,jj+1,jl) * tmask(ji+1,jj+1,1) &
125                  !     &             + ht_i(ji-1,jj  ,jl) * tmask(ji-1,jj  ,1) + ht_i(ji  ,jj-1,jl) * tmask(ji  ,jj-1,1) &
126                  !     &             + ht_i(ji+1,jj  ,jl) * tmask(ji+1,jj  ,1) + ht_i(ji  ,jj+1,jl) * tmask(ji  ,jj+1,1) &
127                  !     &             + ht_i(ji-1,jj+1,jl) * tmask(ji-1,jj+1,1) + ht_i(ji+1,jj-1,jl) * tmask(ji+1,jj-1,1) )
128               END DO
129            END DO
130            CALL lbc_lnk(zhimax(:,:,jl),'T',1.)
131         END DO
132         
133         !=============================!
134         !==      Prather scheme     ==!
135         !=============================!
136
137         ! If ice drift field is too fast, use an appropriate time step for advection.         
138         zcfl  =            MAXVAL( ABS( u_ice(:,:) ) * rdt_ice / e1u(:,:) )         ! CFL test for stability
139         zcfl  = MAX( zcfl, MAXVAL( ABS( v_ice(:,:) ) * rdt_ice / e2v(:,:) ) )
140         IF(lk_mpp )   CALL mpp_max( zcfl )
141!!gm more readability:
142!         IF( zcfl > 0.5 ) THEN   ;   initad = 2   ;   zusnit = 0.5_wp
143!         ELSE                    ;   initad = 1   ;   zusnit = 1.0_wp
144!         ENDIF
145!!gm end
146         initad = 1 + NINT( MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, zcfl-0.5 ) ) )
147         zusnit = 1.0 / REAL( initad ) 
148         IF( zcfl > 0.5_wp .AND. lwp )   ncfl = ncfl + 1
149         IF( numit == nlast .AND. lwp ) THEN
150            IF( ncfl > 0 ) THEN   
151             WRITE(cltmp,'(i6.1)') ncfl
152             CALL ctl_stop('STOP',TRIM(cltmp) )
153               CALL ctl_warn( 'lim_trp: ', TRIM(cltmp), 'advective ice time-step using a split in sub-time-step ')
154            ELSE
155               WRITE(numout,*) 'lim_trp : CFL criteria for ice advection is always smaller than 1/2 '
156            ENDIF
157         ENDIF
158
159         !-------------------------
160         ! transported fields                                       
161         !-------------------------
162         zs0ow(:,:,1) = ato_i(:,:) * area(:,:)               ! Open water area
163         DO jl = 1, jpl
164            zs0sn (:,:,jl)   = v_s  (:,:,jl) * area(:,:)    ! Snow volume
165            zs0ice(:,:,jl)   = v_i  (:,:,jl) * area(:,:)    ! Ice  volume
166            zs0a  (:,:,jl)   = a_i  (:,:,jl) * area(:,:)    ! Ice area
167            zs0sm (:,:,jl)   = smv_i(:,:,jl) * area(:,:)    ! Salt content
168            zs0oi (:,:,jl)   = oa_i (:,:,jl) * area(:,:)    ! Age content
169            zs0c0 (:,:,jl)   = e_s  (:,:,1,jl)              ! Snow heat content
170            zs0e  (:,:,:,jl) = e_i  (:,:,:,jl)              ! Ice  heat content
171         END DO
172
173
174         IF( MOD( ( kt - 1) / nn_fsbc , 2 ) == 0 ) THEN       !==  odd ice time step:  adv_x then adv_y  ==!
175            DO jt = 1, initad
176               CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 1._wp, zsm, zs0ow (:,:,1), sxopw(:,:),   &             !--- ice open water area
177                  &                                       sxxopw(:,:)  , syopw(:,:), syyopw(:,:), sxyopw(:,:)  )
178               CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 0._wp, zsm, zs0ow (:,:,1), sxopw(:,:),   &
179                  &                                       sxxopw(:,:)  , syopw(:,:), syyopw(:,:), sxyopw(:,:)  )
180               DO jl = 1, jpl
181                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 1._wp, zsm, zs0ice(:,:,jl), sxice(:,:,jl),   &    !--- ice volume  ---
182                     &                                       sxxice(:,:,jl), syice(:,:,jl), syyice(:,:,jl), sxyice(:,:,jl)  )
183                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 0._wp, zsm, zs0ice(:,:,jl), sxice(:,:,jl),   &
184                     &                                       sxxice(:,:,jl), syice(:,:,jl), syyice(:,:,jl), sxyice(:,:,jl)  )
185                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 1._wp, zsm, zs0sn (:,:,jl), sxsn (:,:,jl),   &    !--- snow volume  ---
186                     &                                       sxxsn (:,:,jl), sysn (:,:,jl), syysn (:,:,jl), sxysn (:,:,jl)  )
187                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 0._wp, zsm, zs0sn (:,:,jl), sxsn (:,:,jl),   &
188                     &                                       sxxsn (:,:,jl), sysn (:,:,jl), syysn (:,:,jl), sxysn (:,:,jl)  )
189                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 1._wp, zsm, zs0sm (:,:,jl), sxsal(:,:,jl),   &    !--- ice salinity ---
190                     &                                       sxxsal(:,:,jl), sysal(:,:,jl), syysal(:,:,jl), sxysal(:,:,jl)  )
191                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 0._wp, zsm, zs0sm (:,:,jl), sxsal(:,:,jl),   &
192                     &                                       sxxsal(:,:,jl), sysal(:,:,jl), syysal(:,:,jl), sxysal(:,:,jl)  )
193                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 1._wp, zsm, zs0oi (:,:,jl), sxage(:,:,jl),   &    !--- ice age      ---     
194                     &                                       sxxage(:,:,jl), syage(:,:,jl), syyage(:,:,jl), sxyage(:,:,jl)  )
195                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 0._wp, zsm, zs0oi (:,:,jl), sxage(:,:,jl),   &
196                     &                                       sxxage(:,:,jl), syage(:,:,jl), syyage(:,:,jl), sxyage(:,:,jl)  )
197                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 1._wp, zsm, zs0a  (:,:,jl), sxa  (:,:,jl),   &    !--- ice concentrations ---
198                     &                                       sxxa  (:,:,jl), sya  (:,:,jl), syya  (:,:,jl), sxya  (:,:,jl)  )
199                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 0._wp, zsm, zs0a  (:,:,jl), sxa  (:,:,jl),   & 
200                     &                                       sxxa  (:,:,jl), sya  (:,:,jl), syya  (:,:,jl), sxya  (:,:,jl)  )
201                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 1._wp, zsm, zs0c0 (:,:,jl), sxc0 (:,:,jl),   &    !--- snow heat contents ---
202                     &                                       sxxc0 (:,:,jl), syc0 (:,:,jl), syyc0 (:,:,jl), sxyc0 (:,:,jl)  )
203                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 0._wp, zsm, zs0c0 (:,:,jl), sxc0 (:,:,jl),   &
204                     &                                       sxxc0 (:,:,jl), syc0 (:,:,jl), syyc0 (:,:,jl), sxyc0 (:,:,jl)  )
205                  DO jk = 1, nlay_i                                                                !--- ice heat contents ---
206                     CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 1._wp, zsm, zs0e(:,:,jk,jl), sxe (:,:,jk,jl),   & 
207                        &                                       sxxe(:,:,jk,jl), sye (:,:,jk,jl),   &
208                        &                                       syye(:,:,jk,jl), sxye(:,:,jk,jl) )
209                     CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 0._wp, zsm, zs0e(:,:,jk,jl), sxe (:,:,jk,jl),   & 
210                        &                                       sxxe(:,:,jk,jl), sye (:,:,jk,jl),   &
211                        &                                       syye(:,:,jk,jl), sxye(:,:,jk,jl) )
212                  END DO
213               END DO
214            END DO
215         ELSE
216            DO jt = 1, initad
217               CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 1._wp, zsm, zs0ow (:,:,1), sxopw(:,:),   &             !--- ice open water area
218                  &                                       sxxopw(:,:)  , syopw(:,:), syyopw(:,:), sxyopw(:,:)  )
219               CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 0._wp, zsm, zs0ow (:,:,1), sxopw(:,:),   &
220                  &                                       sxxopw(:,:)  , syopw(:,:), syyopw(:,:), sxyopw(:,:)  )
221               DO jl = 1, jpl
222                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 1._wp, zsm, zs0ice(:,:,jl), sxice(:,:,jl),   &    !--- ice volume  ---
223                     &                                       sxxice(:,:,jl), syice(:,:,jl), syyice(:,:,jl), sxyice(:,:,jl)  )
224                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 0._wp, zsm, zs0ice(:,:,jl), sxice(:,:,jl),   &
225                     &                                       sxxice(:,:,jl), syice(:,:,jl), syyice(:,:,jl), sxyice(:,:,jl)  )
226                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 1._wp, zsm, zs0sn (:,:,jl), sxsn (:,:,jl),   &    !--- snow volume  ---
227                     &                                       sxxsn (:,:,jl), sysn (:,:,jl), syysn (:,:,jl), sxysn (:,:,jl)  )
228                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 0._wp, zsm, zs0sn (:,:,jl), sxsn (:,:,jl),   &
229                     &                                       sxxsn (:,:,jl), sysn (:,:,jl), syysn (:,:,jl), sxysn (:,:,jl)  )
230                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 1._wp, zsm, zs0sm (:,:,jl), sxsal(:,:,jl),   &    !--- ice salinity ---
231                     &                                       sxxsal(:,:,jl), sysal(:,:,jl), syysal(:,:,jl), sxysal(:,:,jl)  )
232                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 0._wp, zsm, zs0sm (:,:,jl), sxsal(:,:,jl),   &
233                     &                                       sxxsal(:,:,jl), sysal(:,:,jl), syysal(:,:,jl), sxysal(:,:,jl)  )
234
235                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 1._wp, zsm, zs0oi (:,:,jl), sxage(:,:,jl),   &   !--- ice age      ---
236                     &                                       sxxage(:,:,jl), syage(:,:,jl), syyage(:,:,jl), sxyage(:,:,jl)  )
237                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 0._wp, zsm, zs0oi (:,:,jl), sxage(:,:,jl),   &
238                     &                                       sxxage(:,:,jl), syage(:,:,jl), syyage(:,:,jl), sxyage(:,:,jl)  )
239                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 1._wp, zsm, zs0a  (:,:,jl), sxa  (:,:,jl),   &   !--- ice concentrations ---
240                     &                                       sxxa  (:,:,jl), sya  (:,:,jl), syya  (:,:,jl), sxya  (:,:,jl)  )
241                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 0._wp, zsm, zs0a  (:,:,jl), sxa  (:,:,jl),   &
242                     &                                       sxxa  (:,:,jl), sya  (:,:,jl), syya  (:,:,jl), sxya  (:,:,jl)  )
243                  CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 1._wp, zsm, zs0c0 (:,:,jl), sxc0 (:,:,jl),   &  !--- snow heat contents ---
244                     &                                       sxxc0 (:,:,jl), syc0 (:,:,jl), syyc0 (:,:,jl), sxyc0 (:,:,jl)  )
245                  CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 0._wp, zsm, zs0c0 (:,:,jl), sxc0 (:,:,jl),   &
246                     &                                       sxxc0 (:,:,jl), syc0 (:,:,jl), syyc0 (:,:,jl), sxyc0 (:,:,jl)  )
247                  DO jk = 1, nlay_i                                                           !--- ice heat contents ---
248                     CALL lim_adv_y( zusnit, v_ice, 1._wp, zsm, zs0e(:,:,jk,jl), sxe (:,:,jk,jl),   & 
249                        &                                       sxxe(:,:,jk,jl), sye (:,:,jk,jl),   &
250                        &                                       syye(:,:,jk,jl), sxye(:,:,jk,jl) )
251                     CALL lim_adv_x( zusnit, u_ice, 0._wp, zsm, zs0e(:,:,jk,jl), sxe (:,:,jk,jl),   & 
252                        &                                       sxxe(:,:,jk,jl), sye (:,:,jk,jl),   &
253                        &                                       syye(:,:,jk,jl), sxye(:,:,jk,jl) )
254                  END DO
255               END DO
256            END DO
257         ENDIF
258
259         !-------------------------------------------
260         ! Recover the properties from their contents
261         !-------------------------------------------
262         ato_i(:,:) = zs0ow(:,:,1) / area(:,:)
263         DO jl = 1, jpl
264            v_i  (:,:,jl)   = zs0ice(:,:,jl) / area(:,:)
265            v_s  (:,:,jl)   = zs0sn (:,:,jl) / area(:,:)
266            smv_i(:,:,jl)   = zs0sm (:,:,jl) / area(:,:)
267            oa_i (:,:,jl)   = zs0oi (:,:,jl) / area(:,:)
268            a_i  (:,:,jl)   = zs0a  (:,:,jl) / area(:,:)
269            e_s  (:,:,1,jl) = zs0c0 (:,:,jl)             
270            e_i  (:,:,:,jl) = zs0e  (:,:,:,jl)           
271         END DO
272
273         at_i(:,:) = a_i(:,:,1)      ! total ice fraction
274         DO jl = 2, jpl
275            at_i(:,:) = at_i(:,:) + a_i(:,:,jl)
276         END DO
277
278         !------------------------------------------------------------------------------!
279         ! 4) Diffusion of Ice fields                 
280         !------------------------------------------------------------------------------!
281
282         !
283         !--------------------------------
284         !  diffusion of open water area
285         !--------------------------------
286         !                             ! Masked eddy diffusivity coefficient at ocean U- and V-points
287         DO jj = 1, jpjm1                    ! NB: has not to be defined on jpj line and jpi row
288            DO ji = 1 , fs_jpim1   ! vector opt.
289               pahu(ji,jj) = ( 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, -at_i(ji  ,jj) ) ) )   &
290                  &        * ( 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, -at_i(ji+1,jj) ) ) ) * ahiu(ji,jj)
291               pahv(ji,jj) = ( 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, -at_i(ji,jj  ) ) ) )   &
292                  &        * ( 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp,- at_i(ji,jj+1) ) ) ) * ahiv(ji,jj)
293            END DO
294         END DO
295         !
296         CALL lim_hdf( ato_i (:,:) )   ! Diffusion
297
298         !------------------------------------
299         !  Diffusion of other ice variables
300         !------------------------------------
301         DO jl = 1, jpl
302         !                             ! Masked eddy diffusivity coefficient at ocean U- and V-points
303            DO jj = 1, jpjm1                 ! NB: has not to be defined on jpj line and jpi row
304               DO ji = 1 , fs_jpim1   ! vector opt.
305                  pahu(ji,jj) = ( 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, -a_i(ji  ,jj,jl) ) ) )   &
306                     &        * ( 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, -a_i(ji+1,jj,jl) ) ) ) * ahiu(ji,jj)
307                  pahv(ji,jj) = ( 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, -a_i(ji,jj  ,jl) ) ) )   &
308                     &        * ( 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp,- a_i(ji,jj+1,jl) ) ) ) * ahiv(ji,jj)
309               END DO
310            END DO
311
312            CALL lim_hdf( v_i  (:,:,  jl) )
313            CALL lim_hdf( v_s  (:,:,  jl) )
314            CALL lim_hdf( smv_i(:,:,  jl) )
315            CALL lim_hdf( oa_i (:,:,  jl) )
316            CALL lim_hdf( a_i  (:,:,  jl) )
317            CALL lim_hdf( e_s  (:,:,1,jl) )
318            DO jk = 1, nlay_i
319               CALL lim_hdf( e_i(:,:,jk,jl) )
320            END DO
321         END DO
322
323         !------------------------------------------------------------------------------!
324         ! 5) Update and limit ice properties after transport                           
325         !------------------------------------------------------------------------------!
326
327!!gm & cr   :  MAX should not be active if adv scheme is positive !
328         !--------------------------------------------------
329         ! 5.1) Recover mean values over the grid squares.
330         !--------------------------------------------------
331         DO jl = 1, jpl
332            DO jj = 1, jpj
333               DO ji = 1, jpi
334                  v_s  (ji,jj,jl)   = MAX( 0._wp, v_s  (ji,jj,jl) )
335                  v_i  (ji,jj,jl)   = MAX( 0._wp, v_i  (ji,jj,jl) )
336                  smv_i(ji,jj,jl)   = MAX( 0._wp, smv_i(ji,jj,jl) )
337                  oa_i (ji,jj,jl)   = MAX( 0._wp, oa_i (ji,jj,jl) )
338                  a_i  (ji,jj,jl)   = MAX( 0._wp, a_i  (ji,jj,jl) )
339                  e_s  (ji,jj,1,jl) = MAX( 0._wp, e_s  (ji,jj,1,jl) )
340               END DO
341            END DO
342         END DO
343         DO jl = 1, jpl
344            DO jk = 1, nlay_i
345               DO jj = 1, jpj
346                  DO ji = 1, jpi
347                     e_i(ji,jj,jk,jl) = MAX( 0._wp, e_i(ji,jj,jk,jl) )
348                  END DO
349               END DO
350            END DO
351         END DO
352!!gm & cr
353
354         ! zap small areas
355         CALL lim_var_zapsmall
356
357         !--- Thickness correction in case too high --------------------------------------------------------
358         CALL lim_var_glo2eqv
359         DO jl = 1, jpl
360            DO jj = 1, jpj
361               DO ji = 1, jpi
362
363                  IF ( v_i(ji,jj,jl) > 0._wp ) THEN
364                     zvi  = v_i  (ji,jj,jl)
365                     zvs  = v_s  (ji,jj,jl)
366                     zsmv = smv_i(ji,jj,jl)
367                     zes  = e_s  (ji,jj,1,jl)
368                     zei  = SUM( e_i(ji,jj,1:nlay_i,jl) )
369                     zdv  = v_i(ji,jj,jl) - zviold(ji,jj,jl)   
370                     
371                     rswitch = 1._wp
372                     IF ( ( zdv > 0.0 .AND. ht_i(ji,jj,jl) > zhimax(ji,jj,jl) .AND. zatold(ji,jj) < 0.80 ) .OR. &
373                        & ( zdv < 0.0 .AND. ht_i(ji,jj,jl) > zhimax(ji,jj,jl) ) ) THEN                                         
374                        ht_i(ji,jj,jl) = MIN( zhimax(ji,jj,jl), hi_max(jl) )
375                        rswitch        = MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, ht_i(ji,jj,jl) - epsi20 ) )
376                        a_i(ji,jj,jl)  = rswitch * v_i(ji,jj,jl) / MAX( ht_i(ji,jj,jl), epsi20 )
377                     ELSE
378                        ht_i(ji,jj,jl) = MAX( MIN( ht_i(ji,jj,jl), hi_max(jl) ), hi_max(jl-1) )
379                        rswitch        = MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, ht_i(ji,jj,jl) - epsi20 ) )
380                        a_i(ji,jj,jl)  = rswitch * v_i(ji,jj,jl) / MAX( ht_i(ji,jj,jl), epsi20 )
381                     ENDIF
382
383                     ! small correction due to *rswitch for a_i
384                     v_i  (ji,jj,jl) = rswitch * v_i  (ji,jj,jl)
385                     v_s  (ji,jj,jl) = rswitch * v_s  (ji,jj,jl)
386                     smv_i(ji,jj,jl) = rswitch * smv_i(ji,jj,jl)
387                     e_s(ji,jj,1,jl) = rswitch * e_s(ji,jj,1,jl)
388                     e_i(ji,jj,1:nlay_i,jl) = rswitch * e_i(ji,jj,1:nlay_i,jl)
389
390                     ! Update mass fluxes
391                     wfx_res(ji,jj) = wfx_res(ji,jj) - ( v_i(ji,jj,jl) - zvi ) * rhoic * r1_rdtice
392                     wfx_snw(ji,jj) = wfx_snw(ji,jj) - ( v_s(ji,jj,jl) - zvs ) * rhosn * r1_rdtice
393                     sfx_res(ji,jj) = sfx_res(ji,jj) - ( smv_i(ji,jj,jl) - zsmv ) * rhoic * r1_rdtice 
394                     hfx_res(ji,jj) = hfx_res(ji,jj) + ( e_s(ji,jj,1,jl) - zes ) * unit_fac / area(ji,jj) * r1_rdtice ! W.m-2 <0
395                     hfx_res(ji,jj) = hfx_res(ji,jj) + ( SUM( e_i(ji,jj,1:nlay_i,jl) ) - zei ) * unit_fac / area(ji,jj) * r1_rdtice ! W.m-2 <0
396                  ENDIF
397
398               END DO
399            END DO
400         END DO
401         ! -------------------------------------------------
402         
403         !--------------------------------------
404         ! Impose a_i < amax in mono-category
405         !--------------------------------------
406         !
407         IF ( ( nn_monocat == 2 ) .AND. ( jpl == 1 ) ) THEN ! simple conservative piling, comparable with LIM2
408            DO jj = 1, jpj
409               DO ji = 1, jpi
410                  a_i(ji,jj,1)  = MIN( a_i(ji,jj,1), amax )
411               END DO
412            END DO
413         ENDIF
414
415         ! --- diags ---
416         DO jj = 1, jpj
417            DO ji = 1, jpi
418               diag_trp_ei(ji,jj) = ( SUM( e_i(ji,jj,1:nlay_i,:) ) - zeiold(ji,jj) ) / area(ji,jj) * unit_fac * r1_rdtice
419               diag_trp_es(ji,jj) = ( SUM( e_s(ji,jj,1:nlay_s,:) ) - zesold(ji,jj) ) / area(ji,jj) * unit_fac * r1_rdtice
420
421               diag_trp_vi(ji,jj) = SUM( v_i(ji,jj,:) - zviold(ji,jj,:) ) * r1_rdtice
422               diag_trp_vs(ji,jj) = SUM( v_s(ji,jj,:) - zvsold(ji,jj,:) ) * r1_rdtice
423            END DO
424         END DO
425
426         ! --- agglomerate variables -----------------
427         vt_i (:,:) = 0._wp
428         vt_s (:,:) = 0._wp
429         at_i (:,:) = 0._wp
430         !
431         DO jl = 1, jpl
432            DO jj = 1, jpj
433               DO ji = 1, jpi
434                  !
435                  vt_i(ji,jj) = vt_i(ji,jj) + v_i(ji,jj,jl) ! ice volume
436                  vt_s(ji,jj) = vt_s(ji,jj) + v_s(ji,jj,jl) ! snow volume
437                  at_i(ji,jj) = at_i(ji,jj) + a_i(ji,jj,jl) ! ice concentration
438               END DO
439            END DO
440         END DO
441         ! -------------------------------------------------
442
443         ! open water
444         DO jj = 1, jpj
445            DO ji = 1, jpi
446               ! open water = 1 if at_i=0
447               rswitch      = MAX( 0._wp , SIGN( 1._wp, - at_i(ji,jj) ) )
448               ato_i(ji,jj) = rswitch + (1._wp - rswitch ) * ato_i(ji,jj)
449            END DO
450         END DO     
451
452         ! conservation test
453         IF( ln_limdiahsb ) CALL lim_cons_hsm(1, 'limtrp', zvi_b, zsmv_b, zei_b, zfw_b, zfs_b, zft_b)
454
455      ENDIF
456
457      CALL lim_var_glo2eqv            ! equivalent variables, requested for rafting
458
459      ! -------------------------------------------------
460      IF( ln_nicep )   CALL lim_prt( kt, jiindx, jjindx,-1, ' - ice dyn & trp - ' )   ! control print
461      ! -------------------------------------------------
462      IF(ln_ctl) THEN   ! Control print
463         CALL prt_ctl_info(' ')
464         CALL prt_ctl_info(' - Cell values : ')
465         CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~~~~~~~ ')
466         CALL prt_ctl(tab2d_1=area , clinfo1=' lim_trp  : cell area :')
467         CALL prt_ctl(tab2d_1=at_i , clinfo1=' lim_trp  : at_i      :')
468         CALL prt_ctl(tab2d_1=vt_i , clinfo1=' lim_trp  : vt_i      :')
469         CALL prt_ctl(tab2d_1=vt_s , clinfo1=' lim_trp  : vt_s      :')
470         DO jl = 1, jpl
471            CALL prt_ctl_info(' ')
472            CALL prt_ctl_info(' - Category : ', ivar1=jl)
473            CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~~~~')
474            CALL prt_ctl(tab2d_1=a_i   (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_trp  : a_i      : ')
475            CALL prt_ctl(tab2d_1=ht_i  (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_trp  : ht_i     : ')
476            CALL prt_ctl(tab2d_1=ht_s  (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_trp  : ht_s     : ')
477            CALL prt_ctl(tab2d_1=v_i   (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_trp  : v_i      : ')
478            CALL prt_ctl(tab2d_1=v_s   (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_trp  : v_s      : ')
479            CALL prt_ctl(tab2d_1=e_s   (:,:,1,jl) , clinfo1= ' lim_trp  : e_s      : ')
480            CALL prt_ctl(tab2d_1=t_su  (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_trp  : t_su     : ')
481            CALL prt_ctl(tab2d_1=t_s   (:,:,1,jl) , clinfo1= ' lim_trp  : t_snow   : ')
482            CALL prt_ctl(tab2d_1=sm_i  (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_trp  : sm_i     : ')
483            CALL prt_ctl(tab2d_1=smv_i (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_trp  : smv_i    : ')
484            DO jk = 1, nlay_i
485               CALL prt_ctl_info(' ')
486               CALL prt_ctl_info(' - Layer : ', ivar1=jk)
487               CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~')
488               CALL prt_ctl(tab2d_1=t_i(:,:,jk,jl) , clinfo1= ' lim_trp  : t_i      : ')
489               CALL prt_ctl(tab2d_1=e_i(:,:,jk,jl) , clinfo1= ' lim_trp  : e_i      : ')
490            END DO
491         END DO
492      ENDIF
493      !
494      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,           zsm, zs0at, zatold, zeiold, zesold )
495      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpl,       zs0ice, zs0sn, zs0a, zs0c0 , zs0sm , zs0oi, zzs0e )
496      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,1,         zs0ow )
497      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,nlay_i+1,jpl, zs0e )
498      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpl,       zviold, zvsold, zhimax )
499      !
500      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('limtrp')
501   END SUBROUTINE lim_trp
502
503#else
504   !!----------------------------------------------------------------------
505   !!   Default option         Empty Module                No sea-ice model
506   !!----------------------------------------------------------------------
507CONTAINS
508   SUBROUTINE lim_trp        ! Empty routine
509   END SUBROUTINE lim_trp
510#endif
511
512   !!======================================================================
513END MODULE limtrp
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.