source: branches/2015/dev_r5204_CNRS_PISCES_dcy/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC/sbcice_lim.F90 @ 5206

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First improvment of diurnal cycle for passive tracers, see ticket #1484

  • Property svn:keywords set to Id
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Line 
1MODULE sbcice_lim
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  sbcice_lim  ***
4   !! Surface module :  update the ocean surface boundary condition over ice
5   !!       &           covered area using LIM sea-ice model
6   !! Sea-Ice model  :  LIM-3 Sea ice model time-stepping
7   !!=====================================================================
8   !! History :  2.0  ! 2006-12  (M. Vancoppenolle) Original code
9   !!            3.0  ! 2008-02  (C. Talandier)  Surface module from icestp.F90
10   !!             -   ! 2008-04  (G. Madec)  sltyle and lim_ctl routine
11   !!            3.3  ! 2010-11  (G. Madec) ice-ocean stress always computed at each ocean time-step
12   !!            3.4  ! 2011-01  (A Porter)  dynamical allocation
13   !!             -   ! 2012-10  (C. Rousset)  add lim_diahsb
14   !!            3.6  ! 2014-07  (M. Vancoppenolle, G. Madec, O. Marti) revise coupled interface
15   !!----------------------------------------------------------------------
16#if defined key_lim3
17   !!----------------------------------------------------------------------
18   !!   'key_lim3' :                                  LIM 3.0 sea-ice model
19   !!----------------------------------------------------------------------
20   !!   sbc_ice_lim  : sea-ice model time-stepping and update ocean sbc over ice-covered area
21   !!----------------------------------------------------------------------
22   USE oce             ! ocean dynamics and tracers
23   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
24   USE ice             ! LIM-3: ice variables
25   USE thd_ice         ! LIM-3: thermodynamical variables
26   USE dom_ice         ! LIM-3: ice domain
27
28   USE sbc_oce         ! Surface boundary condition: ocean fields
29   USE sbc_ice         ! Surface boundary condition: ice   fields
30   USE sbcblk_core     ! Surface boundary condition: CORE bulk
31   USE sbcblk_clio     ! Surface boundary condition: CLIO bulk
32   USE sbccpl          ! Surface boundary condition: coupled interface
33   USE albedo          ! ocean & ice albedo
34
35   USE phycst          ! Define parameters for the routines
36   USE eosbn2          ! equation of state
37   USE limdyn          ! Ice dynamics
38   USE limtrp          ! Ice transport
39   USE limthd          ! Ice thermodynamics
40   USE limitd_me       ! Mechanics on ice thickness distribution
41   USE limsbc          ! sea surface boundary condition
42   USE limdiahsb       ! Ice budget diagnostics
43   USE limwri          ! Ice outputs
44   USE limrst          ! Ice restarts
45   USE limupdate1      ! update of global variables
46   USE limupdate2      ! update of global variables
47   USE limvar          ! Ice variables switch
48
49   USE limmsh          ! LIM mesh
50   USE limistate       ! LIM initial state
51   USE limthd_sal      ! LIM ice thermodynamics: salinity
52
53   USE c1d             ! 1D vertical configuration
54   USE lbclnk          ! lateral boundary condition - MPP link
55   USE lib_mpp         ! MPP library
56   USE wrk_nemo        ! work arrays
57   USE timing          ! Timing
58   USE iom             ! I/O manager library
59   USE in_out_manager  ! I/O manager
60   USE prtctl          ! Print control
61   USE lib_fortran     !
62   USE limctl
63
64#if defined key_bdy 
65   USE bdyice_lim       ! unstructured open boundary data  (bdy_ice_lim routine)
66#endif
67
68   IMPLICIT NONE
69   PRIVATE
70
71   PUBLIC sbc_ice_lim  ! routine called by sbcmod.F90
72   PUBLIC sbc_lim_init ! routine called by sbcmod.F90
73   
74   !! * Substitutions
75#  include "domzgr_substitute.h90"
76#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
77   !!----------------------------------------------------------------------
78   !! NEMO/OPA 4.0 , UCL NEMO Consortium (2011)
79   !! $Id$
80   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
81   !!----------------------------------------------------------------------
82CONTAINS
83
84   !!======================================================================
85
86   SUBROUTINE sbc_ice_lim( kt, kblk )
87      !!---------------------------------------------------------------------
88      !!                  ***  ROUTINE sbc_ice_lim  ***
89      !!                   
90      !! ** Purpose :   update the ocean surface boundary condition via the
91      !!                Louvain la Neuve Sea Ice Model time stepping
92      !!
93      !! ** Method  :   ice model time stepping
94      !!              - call the ice dynamics routine
95      !!              - call the ice advection/diffusion routine
96      !!              - call the ice thermodynamics routine
97      !!              - call the routine that computes mass and
98      !!                heat fluxes at the ice/ocean interface
99      !!              - save the outputs
100      !!              - save the outputs for restart when necessary
101      !!
102      !! ** Action  : - time evolution of the LIM sea-ice model
103      !!              - update all sbc variables below sea-ice:
104      !!                utau, vtau, taum, wndm, qns , qsr, emp , sfx
105      !!---------------------------------------------------------------------
106      INTEGER, INTENT(in) ::   kt      ! ocean time step
107      INTEGER, INTENT(in) ::   kblk    ! type of bulk (=3 CLIO, =4 CORE, =5 COUPLED)
108      !!
109      INTEGER  ::   jl                 ! dummy loop index
110      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:)   ::   zalb_os, zalb_cs  ! ice albedo under overcast/clear sky
111      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:)   ::   zalb_ice          ! mean ice albedo (for coupled)
112      !!----------------------------------------------------------------------
113
114      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('sbc_ice_lim')
115
116      IF( MOD( kt-1, nn_fsbc ) == 0 ) THEN     !  Ice time-step only
117         !-----------------------!                                           
118         ! --- Bulk Formulae --- !                                           
119         !-----------------------!
120         u_oce(:,:) = ssu_m(:,:) * umask(:,:,1)      ! mean surface ocean current at ice velocity point
121         v_oce(:,:) = ssv_m(:,:) * vmask(:,:,1)      ! (C-grid dynamics :  U- & V-points as the ocean)
122         
123         ! masked sea surface freezing temperature [Kelvin] (set to rt0 over land)
124         t_bo(:,:) = ( eos_fzp( sss_m ) + rt0 ) * tmask(:,:,1) + rt0 * ( 1._wp - tmask(:,:,1) ) 
125         !                                                                                     
126         ! Ice albedo
127         CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpl, zalb_os, zalb_cs, zalb_ice )
128         CALL albedo_ice( t_su, ht_i, ht_s, zalb_cs, zalb_os )  ! cloud-sky and overcast-sky ice albedos
129
130         ! CORE and COUPLED bulk formulations
131         SELECT CASE( kblk )
132         CASE( jp_core , jp_cpl )
133
134            ! albedo depends on cloud fraction because of non-linear spectral effects
135            zalb_ice(:,:,:) = ( 1. - cldf_ice ) * zalb_cs(:,:,:) + cldf_ice * zalb_os(:,:,:)
136            ! In CLIO the cloud fraction is read in the climatology and the all-sky albedo
137            ! (zalb_ice) is computed within the bulk routine
138           
139         END SELECT
140         
141         ! Mask sea ice surface temperature (set to rt0 over land)
142         DO jl = 1, jpl
143            t_su(:,:,jl) = t_su(:,:,jl) * tmask(:,:,1) + rt0 * ( 1._wp - tmask(:,:,1) )
144         END DO
145     
146         ! Bulk formulae  - provides the following fields:
147         ! utau_ice, vtau_ice : surface ice stress                     (U- & V-points)   [N/m2]
148         ! qsr_ice , qns_ice  : solar & non solar heat flux over ice   (T-point)         [W/m2]
149         ! qla_ice            : latent heat flux over ice              (T-point)         [W/m2]
150         ! dqns_ice, dqla_ice : non solar & latent heat sensistivity   (T-point)         [W/m2]
151         ! tprecip , sprecip  : total & solid precipitation            (T-point)         [Kg/m2/s]
152         ! fr1_i0  , fr2_i0   : 1sr & 2nd fraction of qsr penetration in ice             [%]
153         !
154         SELECT CASE( kblk )
155         CASE( jp_clio )                                       ! CLIO bulk formulation
156            CALL blk_ice_clio( t_su , zalb_cs    , zalb_os    , zalb_ice  ,               &
157               &                      utau_ice   , vtau_ice   , qns_ice   , qsr_ice   ,   &
158               &                      qla_ice    , dqns_ice   , dqla_ice  ,               &
159               &                      tprecip    , sprecip    ,                           &
160               &                      fr1_i0     , fr2_i0     , cp_ice_msh, jpl  )
161            !         
162            IF( nn_limflx /= 2 )   CALL ice_lim_flx( t_su, zalb_ice, qns_ice, qsr_ice ,   &
163               &                                           dqns_ice, qla_ice, dqla_ice, nn_limflx )
164
165         CASE( jp_core )                                       ! CORE bulk formulation
166            CALL blk_ice_core( t_su , u_ice     , v_ice     , zalb_ice   ,               &
167               &                      utau_ice  , vtau_ice  , qns_ice    , qsr_ice   ,   &
168               &                      qla_ice   , dqns_ice  , dqla_ice   ,               &
169               &                      tprecip   , sprecip   ,                            &
170               &                      fr1_i0    , fr2_i0    , cp_ice_msh, jpl  )
171               !
172            IF( nn_limflx /= 2 )   CALL ice_lim_flx( t_su, zalb_ice, qns_ice, qsr_ice ,   &
173               &                                           dqns_ice, qla_ice, dqla_ice, nn_limflx )
174
175            IF( l_trcdm2dc )       CALL blk_ice_meanqsr( zalb_ice, qsr_ice_mean, jpl )
176            !
177         CASE ( jp_cpl )
178           
179            CALL sbc_cpl_ice_tau( utau_ice , vtau_ice )
180
181         END SELECT
182         
183         !------------------------------!
184         ! --- LIM-3 main time-step --- !
185         !------------------------------!
186         numit = numit + nn_fsbc                     ! Ice model time step
187         !                                                   
188         CALL sbc_lim_bef                   ! Store previous ice values
189
190         CALL sbc_lim_diag0                 ! set diag of mass, heat and salt fluxes to 0
191         
192         CALL lim_rst_opn( kt )             ! Open Ice restart file
193         !
194         ! ----------------------------------------------
195         ! ice dynamics and transport (except in 1D case)
196         ! ----------------------------------------------
197         IF( .NOT. lk_c1d ) THEN
198           
199            CALL lim_dyn( kt )              ! Ice dynamics    ( rheology/dynamics )
200           
201            CALL lim_trp( kt )              ! Ice transport   ( Advection/diffusion )
202           
203            IF( nn_monocat /= 2 ) CALL lim_itd_me  ! Mechanical redistribution ! (ridging/rafting)
204
205#if defined key_bdy
206            CALL bdy_ice_lim( kt )         ! bdy ice thermo
207            IF( ln_icectl )   CALL lim_prt( kt, iiceprt, jiceprt, 1, ' - ice thermo bdy - ' )
208#endif
209            CALL lim_update1( kt )
210           
211         ENDIF
212         
213         CALL sbc_lim_bef                  ! Store previous ice values
214 
215         ! ----------------------------------------------
216         ! ice thermodynamics
217         ! ----------------------------------------------
218         CALL lim_var_agg(1)
219         
220         ! previous lead fraction and ice volume for flux calculations
221         pfrld(:,:)   = 1._wp - at_i(:,:)
222         phicif(:,:)  = vt_i(:,:)
223         
224         SELECT CASE( kblk )
225         CASE ( jp_cpl )
226            CALL sbc_cpl_ice_flx( p_frld=pfrld, palbi=zalb_ice, psst=sst_m, pist=t_su    )
227            IF( nn_limflx == 2 )   CALL ice_lim_flx( t_su, zalb_ice, qns_ice, qsr_ice ,   &
228               &                                           dqns_ice, qla_ice, dqla_ice, nn_limflx )
229            ! Latent heat flux is forced to 0 in coupled: it is included in qns (non-solar heat flux)
230            qla_ice  (:,:,:) = 0._wp
231            dqla_ice (:,:,:) = 0._wp
232         END SELECT
233         !
234         CALL lim_thd( kt )                         ! Ice thermodynamics
235         
236         CALL lim_update2( kt )                     ! Corrections
237         !
238         CALL lim_sbc_flx( kt )                     ! Update surface ocean mass, heat and salt fluxes
239         !
240         IF(ln_limdiaout) CALL lim_diahsb           ! Diagnostics and outputs
241         
242         CALL lim_wri( 1 )                          ! Ice outputs
243         
244         IF( kt == nit000 .AND. ln_rstart )   &
245            &             CALL iom_close( numrir )  ! close input ice restart file
246         !
247         IF( lrst_ice )   CALL lim_rst_write( kt )  ! Ice restart file
248         !
249         IF( ln_icectl )  CALL lim_ctl( kt )        ! alerts in case of model crash
250         !
251         CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpl, zalb_os, zalb_cs, zalb_ice )
252         !
253      ENDIF   ! End sea-ice time step only
254
255      !--------------------------------!
256      ! --- at all ocean time step --- !
257      !--------------------------------!
258      ! Update surface ocean stresses (only in ice-dynamic case)
259      !    otherwise the atm.-ocean stresses are used everywhere
260      IF( ln_limdyn )     CALL lim_sbc_tau( kt, ub(:,:,1), vb(:,:,1) )  ! using before instantaneous surf. currents
261!!gm   remark, the ocean-ice stress is not saved in ice diag call above .....  find a solution!!!
262      !
263      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('sbc_ice_lim')
264      !
265   END SUBROUTINE sbc_ice_lim
266   
267
268   SUBROUTINE sbc_lim_init
269      !!----------------------------------------------------------------------
270      !!                  ***  ROUTINE sbc_lim_init  ***
271      !!
272      !! ** purpose :   Allocate all the dynamic arrays of the LIM-3 modules
273      !!----------------------------------------------------------------------
274      INTEGER :: ierr
275      !!----------------------------------------------------------------------
276      IF(lwp) WRITE(numout,*)
277      IF(lwp) WRITE(numout,*) 'sbc_ice_lim : update ocean surface boudary condition' 
278      IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~   via Louvain la Neuve Ice Model (LIM-3) time stepping'
279      !
280                                       ! Open the reference and configuration namelist files and namelist output file
281      CALL ctl_opn( numnam_ice_ref, 'namelist_ice_ref',    'OLD',     'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, numout, lwp ) 
282      CALL ctl_opn( numnam_ice_cfg, 'namelist_ice_cfg',    'OLD',     'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, numout, lwp )
283      IF(lwm) CALL ctl_opn( numoni, 'output.namelist.ice', 'UNKNOWN', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, numout, lwp, 1 )
284
285      CALL ice_run                     ! set some ice run parameters
286      !
287      !                                ! Allocate the ice arrays
288      ierr =        ice_alloc        ()      ! ice variables
289      ierr = ierr + dom_ice_alloc    ()      ! domain
290      ierr = ierr + sbc_ice_alloc    ()      ! surface forcing
291      ierr = ierr + thd_ice_alloc    ()      ! thermodynamics
292      ierr = ierr + lim_itd_me_alloc ()      ! ice thickness distribution - mechanics
293      !
294      IF( lk_mpp    )   CALL mpp_sum( ierr )
295      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop('STOP', 'sbc_lim_init : unable to allocate ice arrays')
296      !
297      !                                ! adequation jpk versus ice/snow layers/categories
298      IF( jpl > jpk .OR. (nlay_i+1) > jpk .OR. nlay_s > jpk )   &
299         &      CALL ctl_stop( 'STOP',                          &
300         &     'sbc_lim_init: the 3rd dimension of workspace arrays is too small.',   &
301         &     'use more ocean levels or less ice/snow layers/categories.' )
302      !
303      CALL lim_itd_init                ! ice thickness distribution initialization
304      !
305      CALL lim_thd_init                ! set ice thermodynics parameters
306      !
307      CALL lim_thd_sal_init            ! set ice salinity parameters
308      !
309      CALL lim_msh                     ! ice mesh initialization
310      !
311      CALL lim_itd_me_init             ! ice thickness distribution initialization for mecanical deformation
312      !                                ! Initial sea-ice state
313      IF( .NOT. ln_rstart ) THEN              ! start from rest: sea-ice deduced from sst
314         numit = 0
315         numit = nit000 - 1
316         CALL lim_istate
317      ELSE                                    ! start from a restart file
318         CALL lim_rst_read
319         numit = nit000 - 1
320      ENDIF
321      CALL lim_var_agg(1)
322      CALL lim_var_glo2eqv
323      !
324      CALL lim_sbc_init                 ! ice surface boundary condition   
325      !
326      fr_i(:,:)     = at_i(:,:)         ! initialisation of sea-ice fraction
327      tn_ice(:,:,:) = t_su(:,:,:)       ! initialisation of surface temp for coupled simu
328      !
329      nstart = numit  + nn_fsbc     
330      nitrun = nitend - nit000 + 1 
331      nlast  = numit  + nitrun 
332      !
333      IF( nstock == 0 )   nstock = nlast + 1
334      !
335   END SUBROUTINE sbc_lim_init
336
337
338   SUBROUTINE ice_run
339      !!-------------------------------------------------------------------
340      !!                  ***  ROUTINE ice_run ***
341      !!                 
342      !! ** Purpose :   Definition some run parameter for ice model
343      !!
344      !! ** Method  :   Read the namicerun namelist and check the parameter
345      !!              values called at the first timestep (nit000)
346      !!
347      !! ** input   :   Namelist namicerun
348      !!-------------------------------------------------------------------
349      INTEGER  ::   ios                 ! Local integer output status for namelist read
350      NAMELIST/namicerun/ jpl, nlay_i, nlay_s, cn_icerst_in, cn_icerst_out,   &
351         &                ln_limdyn, rn_amax, ln_limdiahsb, ln_limdiaout, ln_icectl, iiceprt, jiceprt 
352      !!-------------------------------------------------------------------
353      !                   
354      REWIND( numnam_ice_ref )              ! Namelist namicerun in reference namelist : Parameters for ice
355      READ  ( numnam_ice_ref, namicerun, IOSTAT = ios, ERR = 901)
356901   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namicerun in reference namelist', lwp )
357
358      REWIND( numnam_ice_cfg )              ! Namelist namicerun in configuration namelist : Parameters for ice
359      READ  ( numnam_ice_cfg, namicerun, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
360902   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namicerun in configuration namelist', lwp )
361      IF(lwm) WRITE ( numoni, namicerun )
362      !
363      !
364      IF(lwp) THEN                        ! control print
365         WRITE(numout,*)
366         WRITE(numout,*) 'ice_run : ice share parameters for dynamics/advection/thermo of sea-ice'
367         WRITE(numout,*) ' ~~~~~~'
368         WRITE(numout,*) '   number of ice  categories                               = ', jpl
369         WRITE(numout,*) '   number of ice  layers                                   = ', nlay_i
370         WRITE(numout,*) '   number of snow layers                                   = ', nlay_s
371         WRITE(numout,*) '   switch for ice dynamics (1) or not (0)      ln_limdyn   = ', ln_limdyn
372         WRITE(numout,*) '   maximum ice concentration                               = ', rn_amax 
373         WRITE(numout,*) '   Diagnose heat/salt budget or not          ln_limdiahsb  = ', ln_limdiahsb
374         WRITE(numout,*) '   Output   heat/salt budget or not          ln_limdiaout  = ', ln_limdiaout
375         WRITE(numout,*) '   control prints in ocean.out for (i,j)=(iiceprt,jiceprt) = ', ln_icectl
376         WRITE(numout,*) '   i-index for control prints (ln_icectl=true)             = ', iiceprt
377         WRITE(numout,*) '   j-index for control prints (ln_icectl=true)             = ', jiceprt
378      ENDIF
379      !
380      ! sea-ice timestep and inverse
381      rdt_ice   = nn_fsbc * rdttra(1) 
382      r1_rdtice = 1._wp / rdt_ice 
383
384      ! inverse of nlay_i and nlay_s
385      r1_nlay_i = 1._wp / REAL( nlay_i, wp )
386      r1_nlay_s = 1._wp / REAL( nlay_s, wp )
387      !
388#if defined key_bdy
389      IF( lwp .AND. ln_limdiahsb )  CALL ctl_warn('online conservation check activated but it does not work with BDY')
390#endif
391      !
392   END SUBROUTINE ice_run
393
394
395   SUBROUTINE lim_itd_init
396      !!------------------------------------------------------------------
397      !!                ***  ROUTINE lim_itd_init ***
398      !!
399      !! ** Purpose :   Initializes the ice thickness distribution
400      !! ** Method  :   ...
401      !! ** input   :   Namelist namiceitd
402      !!-------------------------------------------------------------------
403      INTEGER  ::   ios                 ! Local integer output status for namelist read
404      NAMELIST/namiceitd/ nn_catbnd, rn_himean
405      !
406      INTEGER  ::   jl                   ! dummy loop index
407      REAL(wp) ::   zc1, zc2, zc3, zx1   ! local scalars
408      REAL(wp) ::   zhmax, znum, zden, zalpha !
409      !!------------------------------------------------------------------
410      !
411      REWIND( numnam_ice_ref )              ! Namelist namiceitd in reference namelist : Parameters for ice
412      READ  ( numnam_ice_ref, namiceitd, IOSTAT = ios, ERR = 903)
413903   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namiceitd in reference namelist', lwp )
414
415      REWIND( numnam_ice_cfg )              ! Namelist namiceitd in configuration namelist : Parameters for ice
416      READ  ( numnam_ice_cfg, namiceitd, IOSTAT = ios, ERR = 904 )
417904   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namiceitd in configuration namelist', lwp )
418      IF(lwm) WRITE ( numoni, namiceitd )
419      !
420      !
421      IF(lwp) THEN                        ! control print
422         WRITE(numout,*)
423         WRITE(numout,*) 'ice_itd : ice cat distribution'
424         WRITE(numout,*) ' ~~~~~~'
425         WRITE(numout,*) '   shape of ice categories distribution                          nn_catbnd = ', nn_catbnd
426         WRITE(numout,*) '   mean ice thickness in the domain (only active if nn_catbnd=2) rn_himean = ', rn_himean
427      ENDIF
428
429      !----------------------------------
430      !- Thickness categories boundaries
431      !----------------------------------
432      IF(lwp) WRITE(numout,*)
433      IF(lwp) WRITE(numout,*) 'lim_itd_init : Initialization of ice cat distribution '
434      IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
435
436      hi_max(:) = 0._wp
437
438      SELECT CASE ( nn_catbnd  )       
439                                   !----------------------
440         CASE (1)                  ! tanh function (CICE)
441                                   !----------------------
442         zc1 =  3._wp / REAL( jpl, wp )
443         zc2 = 10._wp * zc1
444         zc3 =  3._wp
445
446         DO jl = 1, jpl
447            zx1 = REAL( jl-1, wp ) / REAL( jpl, wp )
448            hi_max(jl) = hi_max(jl-1) + zc1 + zc2 * (1._wp + TANH( zc3 * (zx1 - 1._wp ) ) )
449         END DO
450
451                                   !----------------------
452         CASE (2)                  ! h^(-alpha) function
453                                   !----------------------
454         zalpha = 0.05             ! exponent of the transform function
455
456         zhmax  = 3.*rn_himean
457
458         DO jl = 1, jpl 
459            znum = jpl * ( zhmax+1 )**zalpha
460            zden = ( jpl - jl ) * ( zhmax+1 )**zalpha + jl
461            hi_max(jl) = ( znum / zden )**(1./zalpha) - 1
462         END DO
463
464      END SELECT
465
466      DO jl = 1, jpl
467         hi_mean(jl) = ( hi_max(jl) + hi_max(jl-1) ) * 0.5_wp
468      END DO
469
470      ! Set hi_max(jpl) to a big value to ensure that all ice is thinner than hi_max(jpl)
471      hi_max(jpl) = 99._wp
472
473      IF(lwp) WRITE(numout,*) ' Thickness category boundaries '
474      IF(lwp) WRITE(numout,*) ' hi_max ', hi_max(0:jpl)
475      !
476   END SUBROUTINE lim_itd_init
477
478   
479   SUBROUTINE ice_lim_flx( ptn_ice, palb_ice, pqns_ice, pqsr_ice,   &
480         &                          pdqn_ice, pqla_ice, pdql_ice, k_limflx )
481      !!---------------------------------------------------------------------
482      !!                  ***  ROUTINE ice_lim_flx  ***
483      !!                   
484      !! ** Purpose :   update the ice surface boundary condition by averaging and / or
485      !!                redistributing fluxes on ice categories                   
486      !!
487      !! ** Method  :   average then redistribute
488      !!
489      !! ** Action  :   
490      !!---------------------------------------------------------------------
491      INTEGER                   , INTENT(in   ) ::   k_limflx   ! =-1 do nothing; =0 average ;
492                                                                ! =1 average and redistribute ; =2 redistribute
493      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(in   ) ::   ptn_ice    ! ice surface temperature
494      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(in   ) ::   palb_ice   ! ice albedo
495      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(inout) ::   pqns_ice   ! non solar flux
496      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(inout) ::   pqsr_ice   ! net solar flux
497      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(inout) ::   pdqn_ice   ! non solar flux sensitivity
498      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(inout) ::   pqla_ice   ! latent heat flux
499      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(inout) ::   pdql_ice   ! latent heat flux sensitivity
500      !
501      INTEGER  ::   jl      ! dummy loop index
502      !
503      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) :: zalb_m    ! Mean albedo over all categories
504      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) :: ztem_m    ! Mean temperature over all categories
505      !
506      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) :: z_qsr_m   ! Mean solar heat flux over all categories
507      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) :: z_qns_m   ! Mean non solar heat flux over all categories
508      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) :: z_qla_m   ! Mean latent heat flux over all categories
509      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) :: z_dqn_m   ! Mean d(qns)/dT over all categories
510      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) :: z_dql_m   ! Mean d(qla)/dT over all categories
511      !!----------------------------------------------------------------------
512
513      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('ice_lim_flx')
514      !
515      !
516      SELECT CASE( k_limflx )                              !==  averaged on all ice categories  ==!
517      CASE( 0 , 1 )
518         CALL wrk_alloc( jpi,jpj, z_qsr_m, z_qns_m, z_qla_m, z_dqn_m, z_dql_m)
519         !
520         z_qns_m(:,:) = fice_ice_ave ( pqns_ice (:,:,:) )
521         z_qsr_m(:,:) = fice_ice_ave ( pqsr_ice (:,:,:) )
522         z_dqn_m(:,:) = fice_ice_ave ( pdqn_ice (:,:,:) )
523         z_qla_m(:,:) = fice_ice_ave ( pqla_ice (:,:,:) )
524         z_dql_m(:,:) = fice_ice_ave ( pdql_ice (:,:,:) )
525         DO jl = 1, jpl
526            pdqn_ice(:,:,jl) = z_dqn_m(:,:)
527            pdql_ice(:,:,jl) = z_dql_m(:,:)
528         END DO
529         !
530         DO jl = 1, jpl
531            pqns_ice(:,:,jl) = z_qns_m(:,:)
532            pqsr_ice(:,:,jl) = z_qsr_m(:,:)
533            pqla_ice(:,:,jl) = z_qla_m(:,:)
534         END DO
535         !
536         CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, z_qsr_m, z_qns_m, z_qla_m, z_dqn_m, z_dql_m)
537      END SELECT
538
539      SELECT CASE( k_limflx )                              !==  redistribution on all ice categories  ==!
540      CASE( 1 , 2 )
541         CALL wrk_alloc( jpi,jpj, zalb_m, ztem_m )
542         !
543         zalb_m(:,:) = fice_ice_ave ( palb_ice (:,:,:) ) 
544         ztem_m(:,:) = fice_ice_ave ( ptn_ice  (:,:,:) ) 
545         DO jl = 1, jpl
546            pqns_ice(:,:,jl) = pqns_ice(:,:,jl) + pdqn_ice(:,:,jl) * (ptn_ice(:,:,jl) - ztem_m(:,:))
547            pqla_ice(:,:,jl) = pqla_ice(:,:,jl) + pdql_ice(:,:,jl) * (ptn_ice(:,:,jl) - ztem_m(:,:))
548            pqsr_ice(:,:,jl) = pqsr_ice(:,:,jl) * ( 1._wp - palb_ice(:,:,jl) ) / ( 1._wp - zalb_m(:,:) ) 
549         END DO
550         !
551         CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, zalb_m, ztem_m )
552      END SELECT
553      !
554      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('ice_lim_flx')
555      !
556   END SUBROUTINE ice_lim_flx
557
558   SUBROUTINE sbc_lim_bef
559      !!----------------------------------------------------------------------
560      !!                  ***  ROUTINE sbc_lim_bef  ***
561      !!
562      !! ** purpose :  store ice variables at "before" time step
563      !!----------------------------------------------------------------------
564      a_i_b  (:,:,:)   = a_i  (:,:,:)     ! ice area
565      e_i_b  (:,:,:,:) = e_i  (:,:,:,:)   ! ice thermal energy
566      v_i_b  (:,:,:)   = v_i  (:,:,:)     ! ice volume
567      v_s_b  (:,:,:)   = v_s  (:,:,:)     ! snow volume
568      e_s_b  (:,:,:,:) = e_s  (:,:,:,:)   ! snow thermal energy
569      smv_i_b(:,:,:)   = smv_i(:,:,:)     ! salt content
570      oa_i_b (:,:,:)   = oa_i (:,:,:)     ! areal age content
571      u_ice_b(:,:)     = u_ice(:,:)
572      v_ice_b(:,:)     = v_ice(:,:)
573     
574   END SUBROUTINE sbc_lim_bef
575
576   SUBROUTINE sbc_lim_diag0
577      !!----------------------------------------------------------------------
578      !!                  ***  ROUTINE sbc_lim_diag0  ***
579      !!
580      !! ** purpose :  set ice-ocean and ice-atm. fluxes to zeros at the beggining
581      !!               of the time step
582      !!----------------------------------------------------------------------
583      sfx    (:,:) = 0._wp   ;
584      sfx_bri(:,:) = 0._wp   ; 
585      sfx_sni(:,:) = 0._wp   ;   sfx_opw(:,:) = 0._wp
586      sfx_bog(:,:) = 0._wp   ;   sfx_dyn(:,:) = 0._wp
587      sfx_bom(:,:) = 0._wp   ;   sfx_sum(:,:) = 0._wp
588      sfx_res(:,:) = 0._wp
589     
590      wfx_snw(:,:) = 0._wp   ;   wfx_ice(:,:) = 0._wp
591      wfx_sni(:,:) = 0._wp   ;   wfx_opw(:,:) = 0._wp
592      wfx_bog(:,:) = 0._wp   ;   wfx_dyn(:,:) = 0._wp
593      wfx_bom(:,:) = 0._wp   ;   wfx_sum(:,:) = 0._wp
594      wfx_res(:,:) = 0._wp   ;   wfx_sub(:,:) = 0._wp
595      wfx_spr(:,:) = 0._wp   ;   
596     
597      hfx_in (:,:) = 0._wp   ;   hfx_out(:,:) = 0._wp
598      hfx_thd(:,:) = 0._wp   ;   
599      hfx_snw(:,:) = 0._wp   ;   hfx_opw(:,:) = 0._wp
600      hfx_bog(:,:) = 0._wp   ;   hfx_dyn(:,:) = 0._wp
601      hfx_bom(:,:) = 0._wp   ;   hfx_sum(:,:) = 0._wp
602      hfx_res(:,:) = 0._wp   ;   hfx_sub(:,:) = 0._wp
603      hfx_spr(:,:) = 0._wp   ;   hfx_dif(:,:) = 0._wp 
604      hfx_err(:,:) = 0._wp   ;   hfx_err_rem(:,:) = 0._wp
605      hfx_err_dif(:,:) = 0._wp   ;
606
607      afx_tot(:,:) = 0._wp   ;
608      afx_dyn(:,:) = 0._wp   ;   afx_thd(:,:) = 0._wp
609
610      diag_heat(:,:) = 0._wp ;   diag_smvi(:,:) = 0._wp ;
611      diag_vice(:,:) = 0._wp ;   diag_vsnw(:,:) = 0._wp ;
612     
613   END SUBROUTINE sbc_lim_diag0
614     
615   FUNCTION fice_cell_ave ( ptab )
616      !!--------------------------------------------------------------------------
617      !! * Compute average over categories, for grid cell (ice covered and free ocean)
618      !!--------------------------------------------------------------------------
619      REAL (wp), DIMENSION (jpi,jpj) :: fice_cell_ave
620      REAL (wp), DIMENSION (jpi,jpj,jpl), INTENT (in) :: ptab
621      INTEGER :: jl ! Dummy loop index
622     
623      fice_cell_ave (:,:) = 0.0_wp
624     
625      DO jl = 1, jpl
626         fice_cell_ave (:,:) = fice_cell_ave (:,:) + a_i (:,:,jl) * ptab (:,:,jl)
627      END DO
628     
629   END FUNCTION fice_cell_ave
630   
631   
632   FUNCTION fice_ice_ave ( ptab )
633      !!--------------------------------------------------------------------------
634      !! * Compute average over categories, for ice covered part of grid cell
635      !!--------------------------------------------------------------------------
636      REAL (kind=wp), DIMENSION (jpi,jpj) :: fice_ice_ave
637      REAL (kind=wp), DIMENSION (jpi,jpj,jpl), INTENT(in) :: ptab
638
639      fice_ice_ave (:,:) = 0.0_wp
640      WHERE ( at_i (:,:) > 0.0_wp ) fice_ice_ave (:,:) = fice_cell_ave ( ptab (:,:,:)) / at_i (:,:)
641
642   END FUNCTION fice_ice_ave
643
644
645#else
646   !!----------------------------------------------------------------------
647   !!   Default option           Dummy module      NO LIM 3.0 sea-ice model
648   !!----------------------------------------------------------------------
649CONTAINS
650   SUBROUTINE sbc_ice_lim ( kt, kblk )     ! Dummy routine
651      WRITE(*,*) 'sbc_ice_lim: You should not have seen this print! error?', kt, kblk
652   END SUBROUTINE sbc_ice_lim
653   SUBROUTINE sbc_lim_init                 ! Dummy routine
654   END SUBROUTINE sbc_lim_init
655#endif
656
657   !!======================================================================
658END MODULE sbcice_lim
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.