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Since March 2022 along with NEMO 4.2 release, the code development moved to a self-hosted GitLab.
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limthd_2.F90 in branches/2015/dev_r5836_NOC3_vvl_by_default/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_2 – NEMO

source: branches/2015/dev_r5836_NOC3_vvl_by_default/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_2/limthd_2.F90 @ 5845

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#1613: vvl by default: suppression of domzgr_substitute.h90

  • Property svn:keywords set to Id
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Line 
1MODULE limthd_2
2   !!======================================================================
3   !!                  ***  MODULE limthd_2   ***
4   !!              LIM thermo ice model : ice thermodynamic
5   !!======================================================================
6   !! History :  1.0  ! 2000-01 (LIM)
7   !!            2.0  ! 2002-07 (C. Ethe, G. Madec) F90
8   !!            2.0  ! 2003-08 (C. Ethe)  add lim_thd_init
9   !!             -   ! 2008-2008  (A. Caubel, G. Madec, E. Maisonnave, S. Masson ) generic coupled interface
10   !!---------------------------------------------------------------------
11#if defined key_lim2
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!   'key_lim2' :                                  LIM 2.0 sea-ice model
14   !!----------------------------------------------------------------------
15   !!   lim_thd_2       : thermodynamic of sea ice
16   !!   lim_thd_init_2  : initialisation of sea-ice thermodynamic
17   !!----------------------------------------------------------------------
18   USE phycst           ! physical constants
19   USE dom_oce          ! ocean space and time domain variables
20   USE domvvl
21   USE lbclnk
22   USE in_out_manager   ! I/O manager
23   USE lib_mpp
24   USE wrk_nemo         ! work arrays
25   USE iom              ! IOM library
26   USE ice_2            ! LIM sea-ice variables
27   USE sbc_oce          !
28   USE sbc_ice          !
29   USE thd_ice_2        ! LIM thermodynamic sea-ice variables
30   USE dom_ice_2        ! LIM sea-ice domain
31   USE limthd_zdf_2
32   USE limthd_lac_2
33   USE limtab_2
34   USE prtctl           ! Print control
35   USE lib_fortran      ! Fortran utilities (allows no signed zero when 'key_nosignedzero' defined) 
36   
37   IMPLICIT NONE
38   PRIVATE
39
40   PUBLIC   lim_thd_2  ! called by lim_step
41
42   REAL(wp) ::   epsi20 = 1.e-20   ! constant values
43   REAL(wp) ::   epsi16 = 1.e-16   !
44   REAL(wp) ::   epsi04 = 1.e-04   !
45   REAL(wp) ::   rzero  = 0.e0     !
46   REAL(wp) ::   rone   = 1.e0     !
47
48   !! * Substitutions
49#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
50   !!-------- -------------------------------------------------------------
51   !! NEMO/LIM2 3.3 , UCL - NEMO Consortium (2010)
52   !! $Id$
53   !! Software governed by the CeCILL licence (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
54   !!----------------------------------------------------------------------
55CONTAINS
56
57   SUBROUTINE lim_thd_2( kt )
58      !!-------------------------------------------------------------------
59      !!                ***  ROUTINE lim_thd_2  ***       
60      !! 
61      !! ** Purpose : This routine manages the ice thermodynamic.
62      !!         
63      !! ** Action : - Initialisation of some variables
64      !!             - Some preliminary computation (oceanic heat flux
65      !!               at the ice base, snow acc.,heat budget of the leads)
66      !!             - selection of the icy points and put them in an array
67      !!             - call lim_vert_ther for vert ice thermodynamic
68      !!             - back to the geographic grid
69      !!             - selection of points for lateral accretion
70      !!             - call lim_lat_acc  for the ice accretion
71      !!             - back to the geographic grid
72      !!
73      !! References :   Goosse et al. 1996, Bul. Soc. Roy. Sc. Liege, 65, 87-90
74      !!---------------------------------------------------------------------
75      INTEGER, INTENT(in) ::   kt     ! number of iteration
76      !!
77      INTEGER  ::   ji, jj               ! dummy loop indices
78      INTEGER  ::   nbpb                 ! nb of icy pts for thermo. cal.
79      INTEGER  ::   nbpac                ! nb of pts for lateral accretion
80      CHARACTER (len=22) :: charout
81      REAL(wp) ::   zfric_umin = 5e-03   ! lower bound for the friction velocity
82      REAL(wp) ::   zfric_umax = 2e-02   ! upper bound for the friction velocity
83      REAL(wp) ::   zinda                ! switch for test. the val. of concen.
84      REAL(wp) ::   zindb, zindg         ! switches for test. the val of arg
85      REAL(wp) ::   zfricp               ! temporary scalar
86      REAL(wp) ::   za , zh, zthsnice    !
87      REAL(wp) ::   zfric_u              ! friction velocity
88      REAL(wp) ::   zfntlat, zpareff     ! test. the val. of lead heat budget
89
90      REAL(wp) ::   zuice_m, zvice_m     ! Sea-ice velocities at U & V-points
91      REAL(wp) ::   zhice_u, zhice_v     ! Sea-ice volume at U & V-points
92      REAL(wp) ::   ztr_fram             ! Sea-ice transport through Fram strait
93      REAL(wp) ::   zrhoij, zrhoijm1     ! temporary scalars
94      REAL(wp) ::   zztmp                ! temporary scalars within a loop
95      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:)     ::   ztmp      ! 2D workspace
96      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:)     ::   zqlbsbq   ! link with lead energy budget qldif
97      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:)     ::   zlicegr   ! link with lateral ice growth
98!!$      REAL(wp), DIMENSION(:,:) ::   firic         ! IR flux over the ice            (outputs only)
99!!$      REAL(wp), DIMENSION(:,:) ::   fcsic         ! Sensible heat flux over the ice (outputs only)
100!!$      REAL(wp), DIMENSION(:,:) ::   fleic         ! Latent heat flux over the ice   (outputs only)
101!!$      REAL(wp), DIMENSION(:,:) ::   qlatic        ! latent flux                     (outputs only)
102      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) ::   zdvosif       ! Variation of volume at surface                (outputs only)
103      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) ::   zdvobif       ! Variation of ice volume at the bottom ice     (outputs only)
104      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) ::   zdvolif       ! Total variation of ice volume                 (outputs only)
105      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) ::   zdvonif       ! Surface accretion Snow to Ice transformation  (outputs only)
106      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) ::   zdvomif       ! Bottom variation of ice volume due to melting (outputs only)
107      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) ::   zu_imasstr    ! Sea-ice transport along i-axis at U-point     (outputs only)
108      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) ::   zv_imasstr    ! Sea-ice transport along j-axis at V-point     (outputs only)
109      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) ::   zmsk        ! 3D workspace
110      !!-------------------------------------------------------------------
111
112      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, ztmp, zqlbsbq, zlicegr, zdvosif, zdvobif, zdvolif, zdvonif, zdvomif, zu_imasstr, zv_imasstr )
113      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zmsk )
114
115      IF( kt == nit000 )   CALL lim_thd_init_2   ! Initialization (first time-step only)
116   
117      !-------------------------------------------!
118      !   Initilization of diagnostic variables   !
119      !-------------------------------------------!
120     
121!!gm needed?  yes at least for some of these arrays
122      zdvosif(:,:) = 0.e0   ! variation of ice volume at surface
123      zdvobif(:,:) = 0.e0   ! variation of ice volume at bottom
124      zdvolif(:,:) = 0.e0   ! total variation of ice volume
125      zdvonif(:,:) = 0.e0   ! transformation of snow to sea-ice volume
126      zlicegr(:,:) = 0.e0   ! lateral variation of ice volume
127      zdvomif(:,:) = 0.e0   ! variation of ice volume at bottom due to melting only
128      ztr_fram     = 0.e0   ! sea-ice transport through Fram strait
129      fstric (:,:) = 0.e0   ! part of solar radiation absorbing inside the ice
130      fscmbq (:,:) = 0.e0   ! linked with fstric
131      ffltbif(:,:) = 0.e0   ! linked with fstric
132      qfvbq  (:,:) = 0.e0   ! linked with fstric
133      rdm_snw(:,:) = 0.e0   ! variation of snow mass over 1 time step
134      rdq_snw(:,:) = 0.e0   ! heat content associated with rdm_snw
135      rdm_ice(:,:) = 0.e0   ! variation of ice mass over 1 time step
136      rdq_ice(:,:) = 0.e0   ! heat content associated with rdm_ice
137      zmsk (:,:,:) = 0.e0
138
139      ! set to zero snow thickness smaller than epsi04
140      DO jj = 1, jpj
141         DO ji = 1, jpi
142            hsnif(ji,jj)  = hsnif(ji,jj) *  MAX( rzero, SIGN( rone , hsnif(ji,jj) - epsi04 ) )
143         END DO
144      END DO
145!!gm better coded (do not use SIGN...)
146!     WHERE( hsnif(:,:) < epsi04 )   hsnif(:,:) = 0.e0
147!!gm
148
149      IF(ln_ctl)   CALL prt_ctl( tab2d_1=hsnif, clinfo1=' lim_thd: hsnif   : ' )
150     
151      !-----------------------------------!
152      !   Treatment of particular cases   !
153      !-----------------------------------!
154     
155      DO jj = 1, jpj
156         DO ji = 1, jpi
157            !  snow is transformed into ice if the original ice cover disappears.
158            zindg         = tms(ji,jj) *  MAX( rzero , SIGN( rone , -hicif(ji,jj) ) )
159            hicif(ji,jj)  = hicif(ji,jj) + zindg * rhosn * hsnif(ji,jj) / rau0
160            hsnif(ji,jj)  = ( rone - zindg ) * hsnif(ji,jj) + zindg * hicif(ji,jj) * ( rau0 - rhoic ) / rhosn
161            dmgwi(ji,jj)  = zindg * (1.0 - frld(ji,jj)) * rhoic * hicif(ji,jj)   ! snow/ice mass
162           
163            !  the lead fraction, frld, must be little than or equal to amax (ice ridging).
164            zthsnice      = hsnif(ji,jj) + hicif(ji,jj)
165            zindb         = tms(ji,jj) * ( 1.0 - MAX( rzero , SIGN( rone , - zthsnice ) ) ) 
166            za            = zindb * MIN( rone, ( 1.0 - frld(ji,jj) ) * uscomi )
167            hsnif (ji,jj) = hsnif(ji,jj)  * za
168            hicif (ji,jj) = hicif(ji,jj)  * za
169            qstoif(ji,jj) = qstoif(ji,jj) * za
170            frld  (ji,jj) = 1.0 - zindb * ( 1.0 - frld(ji,jj) ) / MAX( za, epsi20 )
171           
172            !  the in situ ice thickness, hicif, must be equal to or greater than hiclim.
173            zh            = MAX( rone , zindb * hiclim  / MAX( hicif(ji,jj), epsi20 ) )
174            hsnif (ji,jj) = hsnif(ji,jj)  * zh
175            hicif (ji,jj) = hicif(ji,jj)  * zh
176            qstoif(ji,jj) = qstoif(ji,jj) * zh
177            frld  (ji,jj) = ( frld(ji,jj) + ( zh - 1.0 ) ) / zh
178         END DO
179      END DO
180
181      IF(ln_ctl) THEN
182         CALL prt_ctl( tab2d_1=hicif , clinfo1=' lim_thd: hicif   : ' )
183         CALL prt_ctl( tab2d_1=hsnif , clinfo1=' lim_thd: hsnif   : ' )
184         CALL prt_ctl( tab2d_1=dmgwi , clinfo1=' lim_thd: dmgwi   : ' )
185         CALL prt_ctl( tab2d_1=qstoif, clinfo1=' lim_thd: qstoif  : ' )
186         CALL prt_ctl( tab2d_1=frld  , clinfo1=' lim_thd: frld    : ' )
187      ENDIF
188
189     
190      !-------------------------------!
191      !   Thermodynamics of sea ice   !
192      !-------------------------------!
193     
194      !      Partial computation of forcing for the thermodynamic sea ice model.
195      !--------------------------------------------------------------------------
196
197      DO jj = 1, jpj
198         DO ji = 1, jpi
199            zthsnice       = hsnif(ji,jj) + hicif(ji,jj)
200            zindb          = tms(ji,jj) * ( 1.0 - MAX( rzero , SIGN( rone , - zthsnice ) ) ) 
201            pfrld(ji,jj)   = frld(ji,jj)
202            zfricp         = 1.0 - frld(ji,jj)
203            zinda          = 1.0 - MAX( rzero , SIGN( rone , - zfricp ) )
204           
205            !  solar irradiance transmission at the mixed layer bottom and used in the lead heat budget
206            thcm(ji,jj)    = 0.e0 
207           
208            !  net downward heat flux from the ice to the ocean, expressed as a function of ocean
209            !  temperature and turbulent mixing (McPhee, 1992)
210            zfric_u        = MAX ( MIN( SQRT( ust2s(ji,jj) ) , zfric_umax ) , zfric_umin )  ! friction velocity
211            fdtcn(ji,jj)  = zindb * rau0 * rcp * 0.006  * zfric_u * ( sst_m(ji,jj) + rt0 - tfu(ji,jj) ) 
212            qdtcn(ji,jj)  = zindb * fdtcn(ji,jj) * frld(ji,jj) * rdt_ice
213                       
214            !  partial computation of the lead energy budget (qldif)
215            IF( ln_cpl ) THEN
216               qldif(ji,jj)   = tms(ji,jj) * rdt_ice                                                  &
217                  &    * (   ( qsr_tot(ji,jj) - qsr_ice(ji,jj,1) * zfricp ) * ( 1.0 - thcm(ji,jj) )   &
218                  &        + ( qns_tot(ji,jj) - qns_ice(ji,jj,1) * zfricp )                           &
219                  &        + frld(ji,jj) * ( fdtcn(ji,jj) + ( 1.0 - zindb ) * fsbbq(ji,jj) )   )
220            ELSE
221               qldif(ji,jj)   = tms(ji,jj) * rdt_ice * frld(ji,jj)                    &
222                  &                        * (  qsr(ji,jj) * ( 1.0 - thcm(ji,jj) )    &
223                  &                           + qns(ji,jj)  +  fdtcn(ji,jj)           &
224                  &                           + ( 1.0 - zindb ) * fsbbq(ji,jj)      )
225            ENDIF
226            !  parlat : percentage of energy used for lateral ablation (0.0)
227            zfntlat        = 1.0 - MAX( rzero , SIGN( rone ,  - qldif(ji,jj) ) )
228            zpareff        = 1.0 + ( parlat - 1.0 ) * zinda * zfntlat
229            zqlbsbq(ji,jj) = qldif(ji,jj) * ( 1.0 - zpareff ) / MAX( (1.0 - frld(ji,jj)) * rdt_ice , epsi16 )
230            qldif  (ji,jj) = zpareff *  qldif(ji,jj)
231            qdtcn  (ji,jj) = zpareff * qdtcn(ji,jj)
232           
233            !  energy needed to bring ocean surface layer until its freezing
234            qcmif  (ji,jj) =  rau0 * rcp * e3t_m(ji,jj) * ( tfu(ji,jj) - sst_m(ji,jj) - rt0 ) * ( 1 - zinda )
235           
236            !  calculate oceanic heat flux.
237            fbif   (ji,jj) = zindb * (  fsbbq(ji,jj) / MAX( (1.0 - frld(ji,jj)) , epsi20 ) + fdtcn(ji,jj) )
238           
239            ! computation of the thermodynamic ice production (only needed for output)
240            hicifp(ji,jj) = hicif(ji,jj) * ( 1.0 - frld(ji,jj) )
241         END DO
242      END DO
243     
244      !         Select icy points and fulfill arrays for the vectorial grid.
245      !----------------------------------------------------------------------
246      nbpb = 0
247      DO jj = 1, jpj
248         DO ji = 1, jpi
249            IF ( frld(ji,jj) < 1.0 ) THEN     
250               nbpb      = nbpb + 1
251               npb(nbpb) = (jj - 1) * jpi + ji
252            ENDIF
253         END DO
254      END DO
255
256      IF(ln_ctl) THEN
257         CALL prt_ctl(tab2d_1=pfrld, clinfo1=' lim_thd: pfrld   : ', tab2d_2=thcm   , clinfo2='  thcm    : ')
258         CALL prt_ctl(tab2d_1=fdtcn, clinfo1=' lim_thd: fdtcn   : ', tab2d_2=qdtcn  , clinfo2='  qdtcn   : ')
259         CALL prt_ctl(tab2d_1=qldif, clinfo1=' lim_thd: qldif   : ', tab2d_2=zqlbsbq, clinfo2='  zqlbsbq : ')
260         CALL prt_ctl(tab2d_1=qcmif, clinfo1=' lim_thd: qcmif   : ', tab2d_2=fbif   , clinfo2='  fbif    : ')
261         zmsk(:,:,1) = tms(:,:)
262         CALL prt_ctl(tab2d_1=qcmif , clinfo1=' lim_thd: qcmif  : ', mask1=zmsk)
263         CALL prt_ctl(tab2d_1=hicifp, clinfo1=' lim_thd: hicifp : ')
264         WRITE(charout, FMT="('lim_thd: nbpb = ',I4)") nbpb
265         CALL prt_ctl_info(charout)
266      ENDIF
267     
268     
269      ! If there is no ice, do nothing. Otherwise, compute Top and Bottom accretion/ablation
270      !------------------------------------------------------------------------------------
271
272      IF( nbpb > 0 ) THEN
273         !   
274         !  put the variable in a 1-D array for thermodynamics process
275         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, frld_1d    (1:nbpb)     , frld           , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
276         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, h_ice_1d   (1:nbpb)     , hicif          , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
277         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, h_snow_1d  (1:nbpb)     , hsnif          , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
278         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, sist_1d    (1:nbpb)     , sist           , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
279         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, tbif_1d    (1:nbpb , 1 ), tbif(:,:,1)    , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
280         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, tbif_1d    (1:nbpb , 2 ), tbif(:,:,2)    , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
281         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, tbif_1d    (1:nbpb , 3 ), tbif(:,:,3)    , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
282         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, qsr_ice_1d (1:nbpb)     , qsr_ice(:,:,1) , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
283         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, fr1_i0_1d  (1:nbpb)     , fr1_i0         , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
284         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, fr2_i0_1d  (1:nbpb)     , fr2_i0         , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
285         CALL tab_2d_1d_2( nbpb,  qns_ice_1d(1:nbpb)     ,  qns_ice(:,:,1), jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
286         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, dqns_ice_1d(1:nbpb)     , dqns_ice(:,:,1), jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
287         IF( .NOT. ln_cpl ) THEN
288            CALL tab_2d_1d_2( nbpb, qla_ice_1d (1:nbpb)     ,  qla_ice(:,:,1), jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
289            CALL tab_2d_1d_2( nbpb, dqla_ice_1d(1:nbpb)     , dqla_ice(:,:,1), jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
290         ENDIF
291         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, tfu_1d     (1:nbpb)     , tfu        , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
292         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, sprecip_1d (1:nbpb)     , sprecip    , jpi, jpj, npb(1:nbpb) ) 
293         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, fbif_1d    (1:nbpb)     , fbif       , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
294         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, thcm_1d    (1:nbpb)     , thcm       , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
295         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, qldif_1d   (1:nbpb)     , qldif      , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
296         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, qstbif_1d  (1:nbpb)     , qstoif     , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
297         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, rdm_ice_1d (1:nbpb)     , rdm_ice    , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
298         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, rdq_ice_1d (1:nbpb)     , rdq_ice    , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
299         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, dmgwi_1d   (1:nbpb)     , dmgwi      , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
300         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, rdm_snw_1d (1:nbpb)     , rdm_snw    , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
301         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, rdq_snw_1d (1:nbpb)     , rdq_snw    , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
302         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, qlbbq_1d   (1:nbpb)     , zqlbsbq    , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
303         !
304         CALL lim_thd_zdf_2( 1, nbpb )       !  compute ice growth
305         !
306         !  back to the geographic grid.
307         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, frld       , npb, frld_1d   (1:nbpb)     , jpi, jpj )
308         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, hicif      , npb, h_ice_1d  (1:nbpb)     , jpi, jpj )
309         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, hsnif      , npb, h_snow_1d (1:nbpb)     , jpi, jpj )
310         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, sist       , npb, sist_1d   (1:nbpb)     , jpi, jpj )
311         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, tbif(:,:,1), npb, tbif_1d   (1:nbpb , 1 ), jpi, jpj )   
312         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, tbif(:,:,2), npb, tbif_1d   (1:nbpb , 2 ), jpi, jpj )   
313         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, tbif(:,:,3), npb, tbif_1d   (1:nbpb , 3 ), jpi, jpj )   
314         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, fscmbq     , npb, fscbq_1d  (1:nbpb)     , jpi, jpj )
315         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, ffltbif    , npb, fltbif_1d (1:nbpb)     , jpi, jpj )
316         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, fstric     , npb, fstbif_1d (1:nbpb)     , jpi, jpj )
317         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, qldif      , npb, qldif_1d  (1:nbpb)     , jpi, jpj )
318         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, qfvbq      , npb, qfvbq_1d  (1:nbpb)     , jpi, jpj )
319         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, qstoif     , npb, qstbif_1d (1:nbpb)     , jpi, jpj )
320         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, rdm_ice    , npb, rdm_ice_1d(1:nbpb)     , jpi, jpj )
321         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, rdq_ice    , npb, rdq_ice_1d(1:nbpb)     , jpi, jpj )
322         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, dmgwi      , npb, dmgwi_1d  (1:nbpb)     , jpi, jpj )
323         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, rdm_snw    , npb, rdm_snw_1d(1:nbpb)     , jpi, jpj )
324         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, rdq_snw    , npb, rdq_snw_1d(1:nbpb)     , jpi, jpj )
325         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, zdvosif    , npb, dvsbq_1d  (1:nbpb)     , jpi, jpj )
326         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, zdvobif    , npb, dvbbq_1d  (1:nbpb)     , jpi, jpj )
327         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, zdvomif    , npb, rdvomif_1d(1:nbpb)     , jpi, jpj )
328         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, zdvolif    , npb, dvlbq_1d  (1:nbpb)     , jpi, jpj )
329         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, zdvonif    , npb, dvnbq_1d  (1:nbpb)     , jpi, jpj ) 
330         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, qsr_ice(:,:,1), npb, qsr_ice_1d(1:nbpb)  , jpi, jpj )
331         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, qns_ice(:,:,1), npb, qns_ice_1d(1:nbpb)  , jpi, jpj )
332         IF( .NOT. ln_cpl )   CALL tab_1d_2d_2( nbpb, qla_ice(:,:,1), npb, qla_ice_1d(1:nbpb), jpi, jpj )
333         !
334      ENDIF
335
336      ! Up-date sea ice thickness
337      !--------------------------
338      DO jj = 1, jpj
339         DO ji = 1, jpi
340            phicif(ji,jj) = hicif(ji,jj) 
341            hicif(ji,jj)  = hicif(ji,jj) *  ( rone -  MAX( rzero, SIGN( rone, - ( 1.0 - frld(ji,jj) ) ) ) )
342         END DO
343      END DO
344
345     
346      ! Tricky trick : add 2 to frld in the Southern Hemisphere
347      !--------------------------------------------------------
348      IF( fcor(1,1) < 0.e0 ) THEN
349         DO jj = 1, njeqm1
350            DO ji = 1, jpi
351               frld(ji,jj) = frld(ji,jj) + 2.0
352            END DO
353         END DO
354      ENDIF
355
356      CALL lbc_lnk( frld , 'T', 1. )     
357     
358      ! Select points for lateral accretion (this occurs when heat exchange
359      ! between ice and ocean is negative; ocean losing heat)
360      !-----------------------------------------------------------------
361      nbpac = 0
362      DO jj = 1, jpj
363         DO ji = 1, jpi
364!i yes!     IF ( ( qcmif(ji,jj) - qldif(ji,jj) ) > 0.e0 ) THEN
365            IF ( tms(ji,jj) * ( qcmif(ji,jj) - qldif(ji,jj) ) > 0.e0 ) THEN
366               nbpac = nbpac + 1
367               npac( nbpac ) = (jj - 1) * jpi + ji
368            ENDIF
369         END DO
370      END DO
371     
372      IF(ln_ctl) THEN
373         CALL prt_ctl(tab2d_1=phicif, clinfo1=' lim_thd: phicif  : ', tab2d_2=hicif, clinfo2=' hicif : ')
374         WRITE(charout, FMT="('lim_thd: nbpac = ',I4)") nbpac
375         CALL prt_ctl_info(charout)
376      ENDIF
377
378
379      ! If ocean gains heat do nothing ; otherwise, one performs lateral accretion
380      !--------------------------------------------------------------------------------
381      IF( nbpac > 0 ) THEN
382         !
383         zlicegr(:,:) = rdm_ice(:,:)      ! to output the lateral sea-ice growth
384         !...Put the variable in a 1-D array for lateral accretion
385         CALL tab_2d_1d_2( nbpac, frld_1d   (1:nbpac)     , frld       , jpi, jpj, npac(1:nbpac) )
386         CALL tab_2d_1d_2( nbpac, h_snow_1d (1:nbpac)     , hsnif      , jpi, jpj, npac(1:nbpac) )
387         CALL tab_2d_1d_2( nbpac, h_ice_1d  (1:nbpac)     , hicif      , jpi, jpj, npac(1:nbpac) )
388         CALL tab_2d_1d_2( nbpac, tbif_1d   (1:nbpac , 1 ), tbif(:,:,1), jpi, jpj, npac(1:nbpac) )   
389         CALL tab_2d_1d_2( nbpac, tbif_1d   (1:nbpac , 2 ), tbif(:,:,2), jpi, jpj, npac(1:nbpac) )   
390         CALL tab_2d_1d_2( nbpac, tbif_1d   (1:nbpac , 3 ), tbif(:,:,3), jpi, jpj, npac(1:nbpac) )   
391         CALL tab_2d_1d_2( nbpac, qldif_1d  (1:nbpac)     , qldif      , jpi, jpj, npac(1:nbpac) )
392         CALL tab_2d_1d_2( nbpac, qcmif_1d  (1:nbpac)     , qcmif      , jpi, jpj, npac(1:nbpac) )
393         CALL tab_2d_1d_2( nbpac, qstbif_1d (1:nbpac)     , qstoif     , jpi, jpj, npac(1:nbpac) )
394         CALL tab_2d_1d_2( nbpac, rdm_ice_1d(1:nbpac)     , rdm_ice    , jpi, jpj, npac(1:nbpac) )
395         CALL tab_2d_1d_2( nbpac, rdq_ice_1d(1:nbpac)     , rdq_ice    , jpi, jpj, npac(1:nbpac) )
396         CALL tab_2d_1d_2( nbpac, dvlbq_1d  (1:nbpac)     , zdvolif    , jpi, jpj, npac(1:nbpac) )
397         CALL tab_2d_1d_2( nbpac, tfu_1d    (1:nbpac)     , tfu        , jpi, jpj, npac(1:nbpac) )
398         !
399         CALL lim_thd_lac_2( 1 , nbpac )         ! lateral accretion routine.
400         !
401         !   back to the geographic grid
402         CALL tab_1d_2d_2( nbpac, frld       , npac(1:nbpac), frld_1d   (1:nbpac)     , jpi, jpj )
403         CALL tab_1d_2d_2( nbpac, hsnif      , npac(1:nbpac), h_snow_1d (1:nbpac)     , jpi, jpj )
404         CALL tab_1d_2d_2( nbpac, hicif      , npac(1:nbpac), h_ice_1d  (1:nbpac)     , jpi, jpj )
405         CALL tab_1d_2d_2( nbpac, tbif(:,:,1), npac(1:nbpac), tbif_1d   (1:nbpac , 1 ), jpi, jpj )
406         CALL tab_1d_2d_2( nbpac, tbif(:,:,2), npac(1:nbpac), tbif_1d   (1:nbpac , 2 ), jpi, jpj )
407         CALL tab_1d_2d_2( nbpac, tbif(:,:,3), npac(1:nbpac), tbif_1d   (1:nbpac , 3 ), jpi, jpj )
408         CALL tab_1d_2d_2( nbpac, qstoif     , npac(1:nbpac), qstbif_1d (1:nbpac)     , jpi, jpj )
409         CALL tab_1d_2d_2( nbpac, rdm_ice    , npac(1:nbpac), rdm_ice_1d(1:nbpac)     , jpi, jpj )
410         CALL tab_1d_2d_2( nbpac, rdq_ice    , npac(1:nbpac), rdq_ice_1d(1:nbpac)     , jpi, jpj )
411         CALL tab_1d_2d_2( nbpac, zdvolif    , npac(1:nbpac), dvlbq_1d  (1:nbpac)     , jpi, jpj )
412         !
413      ENDIF
414       
415       
416      ! Recover frld values between 0 and 1 in the Southern Hemisphere (tricky trick)
417      ! Update daily thermodynamic ice production.   
418      !------------------------------------------------------------------------------
419      DO jj = 1, jpj
420         DO ji = 1, jpi
421            frld  (ji,jj) = MIN( frld(ji,jj), ABS( frld(ji,jj) - 2.0 ) )
422            fr_i  (ji,jj) = 1.0 - frld(ji,jj) 
423            hicifp(ji,jj) = hicif(ji,jj) * fr_i(ji,jj) - hicifp(ji,jj)
424         END DO
425      END DO
426
427      ! Outputs
428      !--------------------------------------------------------------------------------
429      ztmp(:,:) = 1. - pfrld(:,:)                                ! fraction of ice after the dynamic, before the thermodynamic
430      IF( iom_use('ist_cea'    ) )   CALL iom_put( 'ist_cea', (sist(:,:) - rt0) * ztmp(:,:) )   ! Ice surface temperature   [Celius]
431      IF( iom_use('qsr_ai_cea' ) )   CALL iom_put( 'qsr_ai_cea', qsr_ice(:,:,1) * ztmp(:,:) )   ! Solar flux over the ice     [W/m2]
432      IF( iom_use('qns_ai_cea' ) )   CALL iom_put( 'qns_ai_cea', qns_ice(:,:,1) * ztmp(:,:) )   ! Non-solar flux over the ice [W/m2]
433      IF( iom_use('qla_ai_cea' ) .AND. .NOT. ln_cpl ) &
434         &                           CALL iom_put( 'qla_ai_cea', qla_ice(:,:,1) * ztmp(:,:) )   ! Latent flux over the ice [W/m2]
435      !
436      IF( iom_use('snowthic_cea'))   CALL iom_put( 'snowthic_cea', hsnif  (:,:) * fr_i(:,:) )   ! Snow thickness           [m]
437      IF( iom_use('icethic_cea' ))   CALL iom_put( 'icethic_cea' , hicif  (:,:) * fr_i(:,:) )   ! Ice thickness            [m]
438      zztmp = 1.0 / rdt_ice
439      IF( iom_use('iceprod_cea') )   CALL iom_put( 'iceprod_cea' , hicifp (:,:) * zztmp     )   ! Ice produced             [m/s]
440      IF( iom_use('iiceconc'   ) )   CALL iom_put( 'iiceconc'    , fr_i(:,:)                )   ! Ice concentration        [-]
441      IF( iom_use('snowmel_cea') )   CALL iom_put( 'snowmel_cea' , rdm_snw(:,:) * zztmp     )   ! Snow melt                [kg/m2/s]
442      zztmp = rhoic / rdt_ice
443      IF( iom_use('sntoice_cea') )   CALL iom_put( 'sntoice_cea' , zdvonif(:,:) * zztmp     ) ! Snow to Ice transformation [kg/m2/s]
444      IF( iom_use('ticemel_cea') )   CALL iom_put( 'ticemel_cea' , zdvosif(:,:) * zztmp     )   ! Melt at Sea Ice top      [kg/m2/s]
445      IF( iom_use('bicemel_cea') )   CALL iom_put( 'bicemel_cea' , zdvomif(:,:) * zztmp     )   ! Melt at Sea Ice bottom   [kg/m2/s]
446      IF( iom_use('licepro_cea') ) THEN
447         zlicegr(:,:) = MAX( 0.e0, rdm_ice(:,:)-zlicegr(:,:) )
448                                     CALL iom_put( 'licepro_cea' , zlicegr(:,:) * zztmp     )   ! Lateral sea ice growth   [kg/m2/s]
449      ENDIF
450      !
451      ! Compute the Eastward & Northward sea-ice transport
452      IF( iom_use('u_imasstr') ) THEN
453         zztmp = 0.25 * rhoic
454         DO jj = 1, jpjm1 
455            DO ji = 1, jpim1   ! NO vector opt.
456               ! Ice velocities, volume & transport at U-points
457               zuice_m = u_ice(ji+1,jj+1) + u_ice(ji+1,jj )
458               zhice_u = hicif(ji,jj)*e2t(ji,jj)*fr_i(ji,jj) + hicif(ji+1,jj  )*e2t(ji+1,jj  )*fr_i(ji+1,jj  )
459               zu_imasstr(ji,jj) = zztmp * zhice_u * zuice_m 
460            END DO
461         END DO
462         CALL lbc_lnk( zu_imasstr, 'U', -1. )
463         CALL iom_put( 'u_imasstr',  zu_imasstr(:,:) )   ! Ice transport along i-axis at U-point [kg/s]
464      ENDIF
465      IF( iom_use('v_imasstr') ) THEN
466         zztmp = 0.25 * rhoic
467         DO jj = 1, jpjm1 
468            DO ji = 1, jpim1   ! NO vector opt.
469               ! Ice velocities, volume & transport at V-points
470               zvice_m = v_ice(ji+1,jj+1) + v_ice(ji ,jj+1)
471               zhice_v = hicif(ji,jj)*e1t(ji,jj)*fr_i(ji,jj) + hicif(ji  ,jj+1)*e1t(ji  ,jj+1)*fr_i(ji  ,jj+1)
472               zv_imasstr(ji,jj) = zztmp * zhice_v * zvice_m 
473            END DO
474         END DO
475         CALL lbc_lnk( zv_imasstr, 'V', -1. )
476         CALL iom_put( 'v_imasstr',  zv_imasstr(:,:) )   ! Ice transport along j-axis at V-point [kg/s]
477      ENDIF
478
479      !! Fram Strait sea-ice transport (sea-ice + snow)  (in ORCA2 = 5 points)
480      IF( iom_use('fram_trans') .and. cp_cfg == "orca" .AND. jp_cfg == 2 ) THEN    ! ORCA R2 configuration
481         DO jj = mj0(137), mj1(137) ! B grid
482            IF( mj0(jj-1) >= nldj ) THEN
483               DO ji = MAX(mi0(134),nldi), MIN(mi1(138),nlei)
484                  zrhoij    = e1t(ji,jj  ) * fr_i(ji,jj  ) * ( rhoic*hicif(ji,jj  ) + rhosn*hsnif(ji,jj  ) ) 
485                  zrhoijm1  = e1t(ji,jj-1) * fr_i(ji,jj-1) * ( rhoic*hicif(ji,jj-1) + rhosn*hsnif(ji,jj-1) ) 
486                  ztr_fram  = ztr_fram - 0.25 * ( v_ice(ji,jj)+ v_ice(ji+1,jj) ) * ( zrhoij + zrhoijm1 )
487               END DO
488            ENDIF
489         END DO
490         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( ztr_fram )
491         CALL iom_put( 'fram_trans', ztr_fram )   ! Ice transport through Fram strait     [kg/s]
492      ENDIF
493
494      IF( iom_use('ice_pres') .OR. iom_use('ist_ipa') .OR. iom_use('uice_ipa') .OR. iom_use('vice_ipa') ) THEN
495!! ce     ztmp(:,:) = 1. - AINT( frld(:,:), wp )                        ! return 1 as soon as there is ice
496!! ce     A big warning because the model crashes on IDRIS/IBM SP6 with xlf 13.1.0.3, see ticket #761
497!! ce     We Unroll the loop and everything works fine     
498         DO jj = 1, jpj
499            DO ji = 1, jpi
500               ztmp(ji,jj) = 1. - AINT( frld(ji,jj), wp )                ! return 1 as soon as there is ice
501            END DO
502         END DO
503         !
504         IF( iom_use('ice_pres') ) CALL iom_put( 'ice_pres', ztmp                            )   ! Ice presence                 [-]
505         IF( iom_use('ist_ipa' ) ) CALL iom_put( 'ist_ipa' , ( sist(:,:) - rt0 ) * ztmp(:,:) )   ! Ice surface temperature [Celius]
506         IF( iom_use('uice_ipa') ) CALL iom_put( 'uice_ipa', u_ice(:,:) * ztmp(:,:) ) ! Ice velocity along i-axis at I-point  [m/s]
507         IF( iom_use('vice_ipa') ) CALL iom_put( 'vice_ipa', v_ice(:,:) * ztmp(:,:) ) ! Ice velocity along j-axis at I-point  [m/s]
508      ENDIF
509
510      IF(ln_ctl) THEN
511         CALL prt_ctl_info(' lim_thd  end  ')
512         CALL prt_ctl( tab2d_1=hicif      , clinfo1=' lim_thd: hicif   : ', tab2d_2=hsnif , clinfo2=' hsnif  : ' )
513         CALL prt_ctl( tab2d_1=frld       , clinfo1=' lim_thd: frld    : ', tab2d_2=hicifp, clinfo2=' hicifp : ' )
514         CALL prt_ctl( tab2d_1=phicif     , clinfo1=' lim_thd: phicif  : ', tab2d_2=pfrld , clinfo2=' pfrld  : ' )
515         CALL prt_ctl( tab2d_1=sist       , clinfo1=' lim_thd: sist    : ' )
516         CALL prt_ctl( tab2d_1=tbif(:,:,1), clinfo1=' lim_thd: tbif 1  : ' )
517         CALL prt_ctl( tab2d_1=tbif(:,:,2), clinfo1=' lim_thd: tbif 2  : ' )
518         CALL prt_ctl( tab2d_1=tbif(:,:,3), clinfo1=' lim_thd: tbif 3  : ' )
519         CALL prt_ctl( tab2d_1=fdtcn      , clinfo1=' lim_thd: fdtcn   : ', tab2d_2=qdtcn , clinfo2=' qdtcn  : ' )
520         CALL prt_ctl( tab2d_1=qstoif     , clinfo1=' lim_thd: qstoif  : ', tab2d_2=fsbbq , clinfo2=' fsbbq  : ' )
521      ENDIF
522       !
523      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, ztmp, zqlbsbq, zlicegr, zdvosif, zdvobif, zdvolif, zdvonif, zdvomif, zu_imasstr, zv_imasstr )
524      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zmsk )
525      !
526    END SUBROUTINE lim_thd_2
527
528
529    SUBROUTINE lim_thd_init_2
530      !!-------------------------------------------------------------------
531      !!                   ***  ROUTINE lim_thd_init_2 ***
532      !!                 
533      !! ** Purpose :   Physical constants and parameters linked to the ice
534      !!      thermodynamics
535      !!
536      !! ** Method  :   Read the namicethd namelist and check the ice-thermo
537      !!       parameter values called at the first timestep (nit000)
538      !!
539      !! ** input   :   Namelist namicether
540      !!-------------------------------------------------------------------
541      INTEGER  ::   ios                 ! Local integer output status for namelist read
542      NAMELIST/namicethd/ hmelt , hiccrit, hicmin, hiclim, amax  ,        &
543         &                swiqst, sbeta  , parlat, hakspl, hibspl, exld,  &
544         &                hakdif, hnzst  , thth  , parsub, alphs
545      !!-------------------------------------------------------------------
546                   
547      REWIND( numnam_ice_ref )              ! Namelist namicethd in reference namelist : Ice thermodynamics
548      READ  ( numnam_ice_ref, namicethd, IOSTAT = ios, ERR = 901)
549901   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namicethd in reference namelist', lwp )
550
551      REWIND( numnam_ice_cfg )              ! Namelist namicethd in configuration namelist : Ice thermodynamics
552      READ  ( numnam_ice_cfg, namicethd, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
553902   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namicethd in configuration namelist', lwp )
554      IF(lwm) WRITE ( numoni, namicethd )
555
556      IF( ln_cpl .AND. parsub /= 0.0 )   CALL ctl_stop( 'In coupled mode, use parsub = 0. or send dqla' )
557      !
558      IF(lwp) THEN                          ! control print
559         WRITE(numout,*)
560         WRITE(numout,*)'lim_thd_init_2: ice parameters for ice thermodynamic computation '
561         WRITE(numout,*)'~~~~~~~~~~~~~~'
562         WRITE(numout,*)'       maximum melting at the bottom                           hmelt        = ', hmelt
563         WRITE(numout,*)'       ice thick. for lateral accretion in NH (SH)             hiccrit(1/2) = ', hiccrit
564         WRITE(numout,*)'       ice thick. corr. to max. energy stored in brine pocket  hicmin       = ', hicmin 
565         WRITE(numout,*)'       minimum ice thickness                                   hiclim       = ', hiclim 
566         WRITE(numout,*)'       maximum lead fraction                                   amax         = ', amax
567         WRITE(numout,*)'       energy stored in brine pocket (=1) or not (=0)          swiqst       = ', swiqst 
568         WRITE(numout,*)'       numerical carac. of the scheme for diffusion in ice '
569         WRITE(numout,*)'       Cranck-Nicholson (=0.5), implicit (=1), explicit (=0)   sbeta        = ', sbeta
570         WRITE(numout,*)'       percentage of energy used for lateral ablation          parlat       = ', parlat
571         WRITE(numout,*)'       slope of distr. for Hakkinen-Mellor lateral melting     hakspl       = ', hakspl 
572         WRITE(numout,*)'       slope of distribution for Hibler lateral melting        hibspl       = ', hibspl
573         WRITE(numout,*)'       exponent for leads-closure rate                         exld         = ', exld
574         WRITE(numout,*)'       coefficient for diffusions of ice and snow              hakdif       = ', hakdif
575         WRITE(numout,*)'       threshold thick. for comp. of eq. thermal conductivity  zhth         = ', thth 
576         WRITE(numout,*)'       thickness of the surf. layer in temp. computation       hnzst        = ', hnzst
577         WRITE(numout,*)'       switch for snow sublimation  (=1) or not (=0)           parsub       = ', parsub 
578         WRITE(numout,*)'       coefficient for snow density when snow ice formation    alphs        = ', alphs
579      ENDIF
580      !         
581      uscomi = 1.0 / ( 1.0 - amax )   ! inverse of minimum lead fraction
582      rcdsn = hakdif * rcdsn 
583      rcdic = hakdif * rcdic
584      !
585      IF( hsndif > 100.e0 .OR. hicdif > 100.e0 ) THEN
586         cnscg = 0.e0
587      ELSE
588         cnscg = rcpsn / rcpic   ! ratio  rcpsn/rcpic
589      ENDIF
590      !
591   END SUBROUTINE lim_thd_init_2
592
593#else
594   !!----------------------------------------------------------------------
595   !!   Default option          Dummy module       NO LIM 2.0 sea-ice model
596   !!----------------------------------------------------------------------
597CONTAINS
598   SUBROUTINE lim_thd_2         ! Dummy routine
599   END SUBROUTINE lim_thd_2
600#endif
601
602   !!======================================================================
603END MODULE limthd_2
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.