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.
limupdate2.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/limupdate2.F90 @ 5051

Last change on this file since 5051 was 5051, checked in by clem, 9 years ago

LIM3 initialization is now called at the same time as other sbc fields
File size: 13.8 KB
Line 
1MODULE limupdate2
2   !!======================================================================
3   !!                     ***  MODULE  limupdate2  ***
4   !!   LIM-3 : Update of sea-ice global variables at the end of the time step
5   !!======================================================================
6   !! History :  3.0  !  2006-04  (M. Vancoppenolle) Original code
7   !!            3.6  !  2014-06  (C. Rousset)       Complete rewriting/cleaning
8   !!----------------------------------------------------------------------
9#if defined key_lim3
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   !!   'key_lim3'                                      LIM3 sea-ice model
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!    lim_update2   : computes update of sea-ice global variables from trend terms
14   !!----------------------------------------------------------------------
15   USE limrhg          ! ice rheology
16
17   USE dom_oce
18   USE oce             ! dynamics and tracers variables
19   USE in_out_manager
20   USE sbc_oce         ! Surface boundary condition: ocean fields
21   USE sbc_ice         ! Surface boundary condition: ice fields
22   USE dom_ice
23   USE phycst          ! physical constants
24   USE ice
25   USE limdyn
26   USE limtrp
27   USE limthd
28   USE limsbc
29   USE limdiahsb
30   USE limwri
31   USE limrst
32   USE thd_ice         ! LIM thermodynamic sea-ice variables
33   USE par_ice
34   USE limitd_th
35   USE limitd_me
36   USE limvar
37   USE prtctl           ! Print control
38   USE lbclnk           ! lateral boundary condition - MPP exchanges
39   USE wrk_nemo         ! work arrays
40   USE lib_fortran     ! glob_sum
41   USE timing          ! Timing
42   USE limcons        ! conservation tests
43
44   IMPLICIT NONE
45   PRIVATE
46
47   PUBLIC   lim_update2   ! routine called by ice_step
48
49   !! * Substitutions
50#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
51   !!----------------------------------------------------------------------
52   !! NEMO/LIM3 4.0 , UCL - NEMO Consortium (2011)
53   !! $Id: limupdate.F90 3294 2012-01-28 16:44:18Z rblod $
54   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
55   !!----------------------------------------------------------------------
56CONTAINS
57
58   SUBROUTINE lim_update2
59      !!-------------------------------------------------------------------
60      !!               ***  ROUTINE lim_update2  ***
61      !!               
62      !! ** Purpose :  Computes update of sea-ice global variables at
63      !!               the end of the time step.
64      !!
65      !!---------------------------------------------------------------------
66      INTEGER  ::   ji, jj, jk, jl    ! dummy loop indices
67      INTEGER  ::   i_ice_switch
68      REAL(wp) ::   zh, zsal
69      !
70      REAL(wp) :: zvi_b, zsmv_b, zei_b, zfs_b, zfw_b, zft_b 
71      !!-------------------------------------------------------------------
72      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('limupdate2')
73
74      ! conservation test
75      IF( ln_limdiahsb ) CALL lim_cons_hsm(0, 'limupdate2', zvi_b, zsmv_b, zei_b, zfw_b, zfs_b, zft_b)
76
77      !-----------------
78      ! zap small values
79      !-----------------
80      CALL lim_var_agg( 1 )
81      CALL lim_var_zapsmall
82      CALL lim_var_glo2eqv
83
84      !----------------------------------------------------
85      ! Rebin categories with thickness out of bounds
86      !----------------------------------------------------
87      IF ( jpl > 1 )   CALL lim_itd_th_reb(1, jpl)
88
89      !----------------------------------------------------------------------
90      ! Constrain the thickness of the smallest category above hiclim
91      !----------------------------------------------------------------------
92      DO jj = 1, jpj 
93         DO ji = 1, jpi
94            IF( v_i(ji,jj,1) > 0._wp .AND. ht_i(ji,jj,1) < hiclim ) THEN
95               zh             = hiclim / ht_i(ji,jj,1)
96               ht_s(ji,jj,1) = ht_s(ji,jj,1) * zh
97               ht_i(ji,jj,1) = ht_i(ji,jj,1) * zh
98               a_i (ji,jj,1) = a_i(ji,jj,1)  / zh
99            ENDIF
100         END DO
101      END DO
102     
103      !-----------------------------------------------------
104      ! ice concentration should not exceed amax
105      !-----------------------------------------------------
106      at_i(:,:) = 0._wp
107      DO jl = 1, jpl
108         at_i(:,:) = a_i(:,:,jl) + at_i(:,:)
109      END DO
110
111      DO jl  = 1, jpl
112         DO jj = 1, jpj
113            DO ji = 1, jpi
114               IF( at_i(ji,jj) > amax .AND. a_i(ji,jj,jl) > 0._wp ) THEN
115                  a_i(ji,jj,jl)  = a_i(ji,jj,jl) * ( 1._wp - ( 1._wp - amax / at_i(ji,jj) ) )
116                  ht_i(ji,jj,jl) = v_i(ji,jj,jl) / a_i(ji,jj,jl)
117               ENDIF
118            END DO
119         END DO
120      END DO
121
122      at_i(:,:) = 0.0
123      DO jl = 1, jpl
124         at_i(:,:) = a_i(:,:,jl) + at_i(:,:)
125      END DO
126
127      ! --------------------------------------
128      ! Final thickness distribution rebinning
129      ! --------------------------------------
130      IF ( jpl > 1 ) CALL lim_itd_th_reb( 1, jpl )
131
132      !-----------------
133      ! zap small values
134      !-----------------
135      CALL lim_var_zapsmall
136
137      !---------------------
138      ! 2.11) Ice salinity
139      !---------------------
140      IF (  num_sal == 2  ) THEN
141         DO jl = 1, jpl
142            DO jj = 1, jpj 
143               DO ji = 1, jpi
144                  zsal            = smv_i(ji,jj,jl)
145                  smv_i(ji,jj,jl) = sm_i(ji,jj,jl) * v_i(ji,jj,jl)
146                  ! salinity stays in bounds
147                  i_ice_switch    = 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, - v_i(ji,jj,jl) ) )
148                  smv_i(ji,jj,jl) = i_ice_switch * MAX( MIN( s_i_max * v_i(ji,jj,jl), smv_i(ji,jj,jl) ), s_i_min * v_i(ji,jj,jl) ) !+ s_i_min * ( 1._wp - i_ice_switch ) * v_i(ji,jj,jl)
149                  ! associated salt flux
150                  sfx_res(ji,jj) = sfx_res(ji,jj) - ( smv_i(ji,jj,jl) - zsal ) * rhoic * r1_rdtice
151               END DO ! ji
152            END DO ! jj
153         END DO !jl
154      ENDIF
155
156      !------------------------------------------------------------------------------
157      ! 2) Corrections to avoid wrong values                                        |
158      !------------------------------------------------------------------------------
159      ! Ice drift
160      !------------
161      DO jj = 2, jpjm1
162         DO ji = 2, jpim1
163            IF ( at_i(ji,jj) == 0._wp ) THEN ! what to do if there is no ice
164               IF ( at_i(ji+1,jj) == 0._wp ) u_ice(ji,jj)   = 0._wp ! right side
165               IF ( at_i(ji-1,jj) == 0._wp ) u_ice(ji-1,jj) = 0._wp ! left side
166               IF ( at_i(ji,jj+1) == 0._wp ) v_ice(ji,jj)   = 0._wp ! upper side
167               IF ( at_i(ji,jj-1) == 0._wp ) v_ice(ji,jj-1) = 0._wp ! bottom side
168            ENDIF
169         END DO
170      END DO
171      !lateral boundary conditions
172      CALL lbc_lnk( u_ice(:,:), 'U', -1. )
173      CALL lbc_lnk( v_ice(:,:), 'V', -1. )
174      !mask velocities
175      u_ice(:,:) = u_ice(:,:) * tmu(:,:)
176      v_ice(:,:) = v_ice(:,:) * tmv(:,:)
177 
178      ! for outputs
179      CALL lim_var_glo2eqv            ! equivalent variables (outputs)
180      CALL lim_var_agg(2)             ! aggregate ice thickness categories
181
182      ! -------------------------------------------------
183      ! Diagnostics
184      ! -------------------------------------------------
185      DO jl  = 1, jpl
186         afx_thd(:,:) = afx_thd(:,:) + ( a_i(:,:,jl) - a_i_b(:,:,jl) ) * r1_rdtice
187      END DO
188      afx_tot = afx_thd + afx_dyn
189
190      d_a_i_thd(:,:,:)   = a_i(:,:,:)   - a_i_b(:,:,:) 
191      d_v_s_thd(:,:,:)   = v_s(:,:,:)   - v_s_b(:,:,:)
192      d_v_i_thd(:,:,:)   = v_i(:,:,:)   - v_i_b(:,:,:) 
193      d_e_s_thd(:,:,:,:) = e_s(:,:,:,:) - e_s_b(:,:,:,:) 
194      d_e_i_thd(:,:,1:nlay_i,:) = e_i(:,:,1:nlay_i,:) - e_i_b(:,:,1:nlay_i,:)
195      !?? d_oa_i_thd(:,:,:)  = oa_i (:,:,:) - oa_i_b (:,:,:)
196      d_smv_i_thd(:,:,:) = 0._wp
197      IF( num_sal == 2 )   d_smv_i_thd(:,:,:) = smv_i(:,:,:) - smv_i_b(:,:,:)
198
199      ! heat content variation (W.m-2)
200      DO jj = 1, jpj
201         DO ji = 1, jpi           
202            diag_heat_dhc(ji,jj) = ( SUM( d_e_i_trp(ji,jj,1:nlay_i,:) + d_e_i_thd(ji,jj,1:nlay_i,:) ) +  & 
203               &                     SUM( d_e_s_trp(ji,jj,1:nlay_s,:) + d_e_s_thd(ji,jj,1:nlay_s,:) )    &
204               &                   ) * unit_fac * r1_rdtice / area(ji,jj)   
205         END DO
206      END DO
207
208      ! conservation test
209      IF( ln_limdiahsb ) CALL lim_cons_hsm(0, 'limupdate2', zvi_b, zsmv_b, zei_b, zfw_b, zfs_b, zft_b)
210
211      IF(ln_ctl) THEN   ! Control print
212         CALL prt_ctl_info(' ')
213         CALL prt_ctl_info(' - Cell values : ')
214         CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~~~~~~~ ')
215         CALL prt_ctl(tab2d_1=area       , clinfo1=' lim_update2  : cell area   :')
216         CALL prt_ctl(tab2d_1=at_i       , clinfo1=' lim_update2  : at_i        :')
217         CALL prt_ctl(tab2d_1=vt_i       , clinfo1=' lim_update2  : vt_i        :')
218         CALL prt_ctl(tab2d_1=vt_s       , clinfo1=' lim_update2  : vt_s        :')
219         CALL prt_ctl(tab2d_1=strength   , clinfo1=' lim_update2  : strength    :')
220         CALL prt_ctl(tab2d_1=u_ice      , clinfo1=' lim_update2  : u_ice       :', tab2d_2=v_ice      , clinfo2=' v_ice       :')
221         CALL prt_ctl(tab2d_1=u_ice_b    , clinfo1=' lim_update2  : u_ice_b     :', tab2d_2=v_ice_b    , clinfo2=' v_ice_b     :')
222
223         DO jl = 1, jpl
224            CALL prt_ctl_info(' ')
225            CALL prt_ctl_info(' - Category : ', ivar1=jl)
226            CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~~~~')
227            CALL prt_ctl(tab2d_1=ht_i       (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : ht_i        : ')
228            CALL prt_ctl(tab2d_1=ht_s       (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : ht_s        : ')
229            CALL prt_ctl(tab2d_1=t_su       (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : t_su        : ')
230            CALL prt_ctl(tab2d_1=t_s        (:,:,1,jl)      , clinfo1= ' lim_update2  : t_snow      : ')
231            CALL prt_ctl(tab2d_1=sm_i       (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : sm_i        : ')
232            CALL prt_ctl(tab2d_1=o_i        (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : o_i         : ')
233            CALL prt_ctl(tab2d_1=a_i        (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : a_i         : ')
234            CALL prt_ctl(tab2d_1=a_i_b      (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : a_i_b       : ')
235            CALL prt_ctl(tab2d_1=d_a_i_thd  (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : d_a_i_thd   : ')
236            CALL prt_ctl(tab2d_1=v_i        (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : v_i         : ')
237            CALL prt_ctl(tab2d_1=v_i_b      (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : v_i_b       : ')
238            CALL prt_ctl(tab2d_1=d_v_i_thd  (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : d_v_i_thd   : ')
239            CALL prt_ctl(tab2d_1=v_s        (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : v_s         : ')
240            CALL prt_ctl(tab2d_1=v_s_b      (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : v_s_b       : ')
241            CALL prt_ctl(tab2d_1=d_v_s_thd  (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : d_v_s_thd   : ')
242            CALL prt_ctl(tab2d_1=e_i        (:,:,1,jl)/1.0e9, clinfo1= ' lim_update2  : e_i1        : ')
243            CALL prt_ctl(tab2d_1=e_i_b      (:,:,1,jl)/1.0e9, clinfo1= ' lim_update2  : e_i1_b      : ')
244            CALL prt_ctl(tab2d_1=d_e_i_thd  (:,:,1,jl)/1.0e9, clinfo1= ' lim_update2  : de_i1_thd   : ')
245            CALL prt_ctl(tab2d_1=e_i        (:,:,2,jl)/1.0e9, clinfo1= ' lim_update2  : e_i2        : ')
246            CALL prt_ctl(tab2d_1=e_i_b      (:,:,2,jl)/1.0e9, clinfo1= ' lim_update2  : e_i2_b      : ')
247            CALL prt_ctl(tab2d_1=d_e_i_thd  (:,:,2,jl)/1.0e9, clinfo1= ' lim_update2  : de_i2_thd   : ')
248            CALL prt_ctl(tab2d_1=e_s        (:,:,1,jl)      , clinfo1= ' lim_update2  : e_snow      : ')
249            CALL prt_ctl(tab2d_1=e_s_b      (:,:,1,jl)      , clinfo1= ' lim_update2  : e_snow_b    : ')
250            CALL prt_ctl(tab2d_1=d_e_s_thd  (:,:,1,jl)/1.0e9, clinfo1= ' lim_update2  : d_e_s_thd   : ')
251            CALL prt_ctl(tab2d_1=smv_i      (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : smv_i       : ')
252            CALL prt_ctl(tab2d_1=smv_i_b    (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : smv_i_b     : ')
253            CALL prt_ctl(tab2d_1=d_smv_i_thd(:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : d_smv_i_thd : ')
254            CALL prt_ctl(tab2d_1=oa_i       (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : oa_i        : ')
255            CALL prt_ctl(tab2d_1=oa_i_b     (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : oa_i_b      : ')
256            CALL prt_ctl(tab2d_1=d_oa_i_thd (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update2  : d_oa_i_thd  : ')
257
258            DO jk = 1, nlay_i
259               CALL prt_ctl_info(' - Layer : ', ivar1=jk)
260               CALL prt_ctl(tab2d_1=t_i(:,:,jk,jl) , clinfo1= ' lim_update2  : t_i       : ')
261            END DO
262         END DO
263
264         CALL prt_ctl_info(' ')
265         CALL prt_ctl_info(' - Heat / FW fluxes : ')
266         CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ')
267         CALL prt_ctl(tab2d_1=sst_m  , clinfo1= ' lim_update2 : sst   : ', tab2d_2=sss_m     , clinfo2= ' sss       : ')
268
269         CALL prt_ctl_info(' ')
270         CALL prt_ctl_info(' - Stresses : ')
271         CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~~~~ ')
272         CALL prt_ctl(tab2d_1=utau       , clinfo1= ' lim_update2 : utau      : ', tab2d_2=vtau       , clinfo2= ' vtau      : ')
273         CALL prt_ctl(tab2d_1=utau_ice   , clinfo1= ' lim_update2 : utau_ice  : ', tab2d_2=vtau_ice   , clinfo2= ' vtau_ice  : ')
274         CALL prt_ctl(tab2d_1=u_oce      , clinfo1= ' lim_update2 : u_oce     : ', tab2d_2=v_oce      , clinfo2= ' v_oce     : ')
275      ENDIF
276   
277      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('limupdate2')
278
279   END SUBROUTINE lim_update2
280#else
281   !!----------------------------------------------------------------------
282   !!   Default option         Empty Module               No sea-ice model
283   !!----------------------------------------------------------------------
284CONTAINS
285   SUBROUTINE lim_update2     ! Empty routine
286   END SUBROUTINE lim_update2
287
288#endif
289
290END MODULE limupdate2
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.