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trc.F90 in branches/2015/dev_r5204_CNRS_PISCES_dcy/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC – NEMO

source: branches/2015/dev_r5204_CNRS_PISCES_dcy/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/trc.F90 @ 5373

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dev_r5204_CNRS_PISCES_dcy : add some corrections to improve passive tracers conservation
  • Property svn:keywords set to Id
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Line 
1MODULE trc
2   !!======================================================================
3   !!                      ***  MODULE  trc  ***
4   !! Passive tracers   :  module for tracers defined
5   !!======================================================================
6   !! History :   OPA  !  1996-01  (M. Levy)  Original code
7   !!              -   !  2000-04  (O. Aumont, M.A. Foujols)  HAMOCC3 and P3ZD
8   !!   NEMO      1.0  !  2004-03  (C. Ethe)  Free form and module
9   !!----------------------------------------------------------------------
10#if defined key_top
11   !!----------------------------------------------------------------------
12   !!   'key_top'                                                TOP models
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   USE par_oce
15   USE par_trc
16   
17   IMPLICIT NONE
18   PUBLIC
19
20   PUBLIC   trc_alloc   ! called by nemogcm.F90
21
22   !! parameters for the control of passive tracers
23   !! ---------------------------------------------   
24   INTEGER, PUBLIC                                                 ::   numnat_ref = -1   !: logical unit for the reference passive tracer namelist_top_ref
25   INTEGER, PUBLIC                                                 ::   numnat_cfg = -1   !: logical unit for the reference passive tracer namelist_top_cfg
26   INTEGER, PUBLIC                                                 ::   numont     = -1   !: logical unit for the reference passive tracer namelist output output.namelist.top
27   INTEGER, PUBLIC                                                 ::   numstr        !: logical unit for tracer statistics
28   INTEGER, PUBLIC                                                 ::   numrtr        !: logical unit for trc restart (read )
29   INTEGER, PUBLIC                                                 ::   numrtw        !: logical unit for trc restart ( write )
30
31   !! passive tracers fields (before,now,after)
32   !! --------------------------------------------------
33   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)               ::  trai           !: initial total tracer
34   REAL(wp), PUBLIC                                                ::  areatot        !: total volume
35   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:  )         ::  cvol           !: volume correction -degrad option-
36   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:)         ::  trn            !: tracer concentration for now time step
37   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:)         ::  tra            !: tracer concentration for next time step
38   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:)         ::  trb            !: tracer concentration for before time step
39   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:  )         ::  sbc_trc_b      !: Before sbc fluxes for tracers
40   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:  )         ::  sbc_trc        !: Now sbc fluxes for tracers
41
42   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:  )         ::  trc_i          !: prescribed tracer concentration in sea ice for SBC
43   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:  )         ::  trc_o          !: prescribed tracer concentration in ocean for SBC
44   INTEGER             , PUBLIC                                    ::  nn_ice_tr      !: handling of sea ice tracers
45
46   !! interpolated gradient
47   !!-------------------------------------------------- 
48   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)           ::  gtru           !: hor. gradient at u-points at bottom ocean level
49   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)           ::  gtrv           !: hor. gradient at v-points at bottom ocean level
50   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)           ::  gtrui          !: hor. gradient at u-points at top    ocean level
51   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)           ::  gtrvi          !: hor. gradient at v-points at top    ocean level
52   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)             ::  qsr_mean        !: daily mean qsr
53   
54   !! passive tracers  (input and output)
55   !! ------------------------------------------ 
56   LOGICAL             , PUBLIC                                    ::  ln_rsttr       !: boolean term for restart i/o for passive tracers (namelist)
57   LOGICAL             , PUBLIC                                    ::  lrst_trc       !: logical to control the trc restart write
58   INTEGER             , PUBLIC                                    ::  nn_writetrc    !: time step frequency for concentration outputs (namelist)
59   INTEGER             , PUBLIC                                    ::  nutwrs         !: output FILE for passive tracers restart
60   INTEGER             , PUBLIC                                    ::  nutrst         !: logical unit for restart FILE for passive tracers
61   INTEGER             , PUBLIC                                    ::  nn_rsttr       !: control of the time step ( 0 or 1 ) for pass. tr.
62   CHARACTER(len = 80) , PUBLIC                                    ::  cn_trcrst_in   !: suffix of pass. tracer restart name (input)
63   CHARACTER(len = 80) , PUBLIC                                    ::  cn_trcrst_out  !: suffix of pass. tracer restart name (output)
64   REAL(wp)            , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)   ::  rdttrc         !: vertical profile of passive tracer time step
65   LOGICAL             , PUBLIC                                    ::  ln_top_euler  !: boolean term for euler integration
66   LOGICAL             , PUBLIC                                    ::  ln_trcdta      !: Read inputs data from files
67   LOGICAL             , PUBLIC                                    ::  ln_trcdmp      !: internal damping flag
68   LOGICAL             , PUBLIC                                    ::  ln_trcdmp_clo  !: internal damping flag on closed seas
69   INTEGER             , PUBLIC                                    ::  nittrc000       !: first time step of passive tracers model
70   LOGICAL             , PUBLIC                                    ::  l_trcdm2dc     !: Diurnal cycle for TOP
71
72   !! Information for the ice module for tracers
73   !! ------------------------------------------
74   TYPE TRC_I_NML                    !--- Ice tracer namelist structure
75         REAL(wp)         :: trc_ratio  ! ice-ocean trc ratio
76         REAL(wp)         :: trc_prescr ! prescribed ice trc cc
77         CHARACTER(len=2) :: ctrc_o     ! choice of ocean trc cc
78   END TYPE
79
80   REAL(wp), DIMENSION(jptra), PUBLIC         :: trc_ice_ratio, & ! ice-ocean tracer ratio
81                                                 trc_ice_prescr   ! prescribed ice trc cc
82   CHARACTER(len=2), DIMENSION(jptra), PUBLIC :: cn_trc_o ! choice of ocean tracer cc
83
84   !! information for outputs
85   !! --------------------------------------------------
86   TYPE, PUBLIC :: PTRACER                                                            !: Passive tracer type
87       CHARACTER(len = 20)  :: clsname  !: short name
88       CHARACTER(len = 80)  :: cllname  !: long name
89       CHARACTER(len = 20)  :: clunit   !: unit
90       LOGICAL              :: llinit   !: read in a file or not
91       LOGICAL              :: llsave   !: save the tracer or not
92   END TYPE PTRACER
93   CHARACTER(len = 20), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)    ::  ctrcnm         !: tracer name
94   CHARACTER(len = 80), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)    ::  ctrcln         !: trccer field long name
95   CHARACTER(len = 20), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)    ::  ctrcun         !: tracer unit
96   LOGICAL            , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)    ::  ln_trc_wri     !: save the tracer or not
97
98   TYPE, PUBLIC :: DIAG                                                               !: passive trcacer ddditional diagnostic type
99      CHARACTER(len = 20)  :: sname    !: short name
100      CHARACTER(len = 80)  :: lname    !: long name
101      CHARACTER(len = 20)  :: units    !: unit
102   END TYPE DIAG
103
104   !! information for inputs
105   !! --------------------------------------------------
106   LOGICAL            , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)    ::  ln_trc_ini     !: Initialisation from data input file
107   LOGICAL            , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)    ::  ln_trc_obc     !: Use open boundary condition data
108   LOGICAL            , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)    ::  ln_trc_sbc     !: Use surface boundary condition data
109   LOGICAL            , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)    ::  ln_trc_cbc     !: Use coastal boundary condition data
110
111   !! additional 2D/3D outputs namelist
112   !! --------------------------------------------------
113   REAL(wp)           , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,  :) ::   trc2d         !: additional 2d outputs array
114   REAL(wp)           , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:) ::   trc3d         !: additional 3d outputs array
115   CHARACTER(len = 20), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)       ::   ctrc2d        !: 2d field short name
116   CHARACTER(len = 80), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)       ::   ctrc2l        !: 2d field long name
117   CHARACTER(len = 20), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)       ::   ctrc2u        !: 2d field unit
118   CHARACTER(len = 20), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)       ::   ctrc3d        !: 3d field short name
119   CHARACTER(len = 80), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)       ::   ctrc3l        !: 3d field long name
120   CHARACTER(len = 20), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)       ::   ctrc3u        !: 3d field unit
121   LOGICAL            , PUBLIC                                        ::  ln_diatrc      !: boolean term for additional diagnostic
122   INTEGER            , PUBLIC                                        ::  nn_writedia    !: frequency of additional outputs
123
124   !! Biological trends
125   !! -----------------
126   LOGICAL            , PUBLIC                                        ::  ln_diabio      !: boolean term for biological diagnostic
127   INTEGER            , PUBLIC                                        ::  nn_writebio    !: frequency of biological outputs
128   REAL(wp)           , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:) ::  trbio          !: biological trends
129   CHARACTER(len = 20), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)       ::  ctrbio         !: bio field short name
130   CHARACTER(len = 80), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)       ::  ctrbil         !: bio field long name
131   CHARACTER(len = 20), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)       ::  ctrbiu         !: bio field unit
132
133   !! variables to average over physics over passive tracer sub-steps.
134   !! ----------------------------------------------------------------
135   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::  un_tm       !: i-horizontal velocity average     [m/s]
136   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::  vn_tm       !: j-horizontal velocity average     [m/s]
137   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:) ::  tsn_tm      !: t/s average     [m/s]
138   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::  avt_tm      !: vertical diffusivity coeff. at  w-point   [m2/s]
139   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::  rhop_tm     !:
140# if defined key_zdfddm
141   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::  avs_tm      !: vertical double diffusivity coeff. at w-point   [m/s]
142# endif
143#if defined key_ldfslp
144   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::  wslpi_tm    !: i-direction slope at u-, w-points
145   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::  wslpj_tm    !: j-direction slope at u-, w-points
146   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::  uslp_tm     !: j-direction slope at u-, w-points
147   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::  vslp_tm     !: j-direction slope at u-, w-points
148#endif
149#if defined key_trabbl
150   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  ahu_bbl_tm  !: u-, w-points
151   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  ahv_bbl_tm  !: j-direction slope at u-, w-points
152   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  utr_bbl_tm  !: j-direction slope at u-, w-points
153   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  vtr_bbl_tm  !: j-direction slope at u-, w-points
154#endif
155   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  sshn_tm     !: average ssh for the now step [m]
156   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  sshb_hold   !:hold sshb from the beginning of each sub-stepping[m] 
157
158   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  rnf_tm     !: river runoff
159   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  h_rnf_tm   !: depth in metres to the bottom of the relevant grid box
160   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  hmld_tm    !: mixed layer depth average [m]
161   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  fr_i_tm    !: average ice fraction     [m/s]
162   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  emp_tm     !: freshwater budget: volume flux [Kg/m2/s]
163   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  fmmflx_tm  !: freshwater budget: freezing/melting [Kg/m2/s]
164   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  emp_b_hold !: hold emp from the beginning of each sub-stepping[m] 
165   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  qsr_tm     !: solar radiation average [m]
166   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  wndm_tm    !: 10m wind average [m]
167   !
168
169   ! Temporary physical arrays for sub_stepping
170   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:) ::  tsn_temp
171   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::  un_temp,vn_temp,wn_temp     !: hold current values of avt, un, vn, wn
172   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::  avt_temp, rhop_temp     !: hold current values of avt, un, vn, wn
173   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  sshn_temp, sshb_temp, ssha_temp, rnf_temp,h_rnf_temp
174   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::  hdivn_temp, rotn_temp
175   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::  hdivb_temp, rotb_temp
176   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  hmld_temp, qsr_temp, fr_i_temp,wndm_temp
177   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  emp_temp, fmmflx_temp, emp_b_temp
178   !
179#if defined key_trabbl
180   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  ahu_bbl_temp, ahv_bbl_temp, utr_bbl_temp, vtr_bbl_temp !: hold current values
181#endif
182   !
183#if defined key_ldfslp
184   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::  wslpi_temp, wslpj_temp, uslp_temp, vslp_temp    !: hold current values
185#endif
186   !
187# if defined key_zdfddm
188   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::  avs_temp      !: salinity vertical diffusivity coeff. at w-point   [m/s]
189# endif
190   !
191
192   !!----------------------------------------------------------------------
193   !! NEMO/TOP 3.3.1 , NEMO Consortium (2010)
194   !! $Id$
195   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
196   !!----------------------------------------------------------------------
197CONTAINS
198
199   INTEGER FUNCTION trc_alloc()
200      !!-------------------------------------------------------------------
201      !!                    *** ROUTINE trc_alloc ***
202      !!-------------------------------------------------------------------
203      USE lib_mpp, ONLY: ctl_warn
204      !!-------------------------------------------------------------------
205      !
206      ALLOCATE( trn(jpi,jpj,jpk,jptra), trb(jpi,jpj,jpk,jptra), tra(jpi,jpj,jpk,jptra),       & 
207         &      trc_i(jpi,jpj,jptra)  , trc_o(jpi,jpj,jptra)                          ,       &
208         &      gtru (jpi,jpj,jptra)  , gtrv (jpi,jpj,jptra)                          ,       &
209         &      gtrui(jpi,jpj,jptra)  , gtrvi(jpi,jpj,jptra)                          ,       &
210         &      sbc_trc_b(jpi,jpj,jptra), sbc_trc(jpi,jpj,jptra)                      ,       & 
211         &      cvol(jpi,jpj,jpk)     , rdttrc(jpk)           , trai(jptra)           ,       &
212         &      ctrcnm(jptra)         , ctrcln(jptra)         , ctrcun(jptra)         ,       & 
213         &      ln_trc_ini(jptra)     , ln_trc_wri(jptra)     , qsr_mean(jpi,jpj)     ,  STAT = trc_alloc  ) 
214
215      IF( trc_alloc /= 0 )   CALL ctl_warn('trc_alloc: failed to allocate arrays')
216      !
217   END FUNCTION trc_alloc
218
219#else
220   !!----------------------------------------------------------------------
221   !!  Empty module :                                     No passive tracer
222   !!----------------------------------------------------------------------
223#endif
224
225   !!======================================================================
226END MODULE trc
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.