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.
zdfmxl.F90 in branches/2015/nemo_v3_6_STABLE/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/ZDF – NEMO

source: branches/2015/nemo_v3_6_STABLE/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/ZDF/zdfmxl.F90 @ 9294

Last change on this file since 9294 was 6353, checked in by mathiot, 8 years ago

Fixe ticket #1662 about slope limitiation beneath an ice shelf in the 3.6_STABLE

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 7.4 KB
RevLine 
[3]1MODULE zdfmxl
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  zdfmxl  ***
4   !! Ocean physics: mixed layer depth
5   !!======================================================================
[1559]6   !! History :  1.0  ! 2003-08  (G. Madec)  original code
[1585]7   !!            3.2  ! 2009-07  (S. Masson, G. Madec)  IOM + merge of DO-loop
[4990]8   !!            3.7  ! 2012-03  (G. Madec)  make public the density criteria for trdmxl
9   !!             -   ! 2014-02  (F. Roquet)  mixed layer depth calculated using N2 instead of rhop
[3]10   !!----------------------------------------------------------------------
[1585]11   !!   zdf_mxl      : Compute the turbocline and mixed layer depths.
[3]12   !!----------------------------------------------------------------------
13   USE oce             ! ocean dynamics and tracers variables
14   USE dom_oce         ! ocean space and time domain variables
[1585]15   USE zdf_oce         ! ocean vertical physics
[3]16   USE in_out_manager  ! I/O manager
[258]17   USE prtctl          ! Print control
[4990]18   USE phycst          ! physical constants
[2715]19   USE iom             ! I/O library
20   USE lib_mpp         ! MPP library
[3294]21   USE wrk_nemo        ! work arrays
22   USE timing          ! Timing
[2758]23   USE trc_oce, ONLY : lk_offline ! offline flag
[3]24
25   IMPLICIT NONE
26   PRIVATE
27
[2715]28   PUBLIC   zdf_mxl       ! called by step.F90
[6204]29   PUBLIC   zdf_mxl_alloc ! Used in zdf_tke_init
[3]30
[2715]31   INTEGER , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   nmln    !: number of level in the mixed layer (used by TOP)
32   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hmld    !: mixing layer depth (turbocline)      [m]
33   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hmlp    !: mixed layer depth  (rho=rho0+zdcrit) [m]
34   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hmlpt   !: mixed layer depth at t-points        [m]
[3]35
[4990]36   REAL(wp), PUBLIC ::   rho_c = 0.01_wp    !: density criterion for mixed layer depth
37   REAL(wp)         ::   avt_c = 5.e-4_wp   ! Kz criterion for the turbocline depth
38
[3]39   !! * Substitutions
40#  include "domzgr_substitute.h90"
41   !!----------------------------------------------------------------------
[2715]42   !! NEMO/OPA 4.0 , NEMO Consortium (2011)
[1152]43   !! $Id$
[2715]44   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
[3]45   !!----------------------------------------------------------------------
46CONTAINS
47
[2715]48   INTEGER FUNCTION zdf_mxl_alloc()
49      !!----------------------------------------------------------------------
50      !!               ***  FUNCTION zdf_mxl_alloc  ***
51      !!----------------------------------------------------------------------
[2787]52      zdf_mxl_alloc = 0      ! set to zero if no array to be allocated
[2758]53      IF( .NOT. ALLOCATED( nmln ) ) THEN
54         ALLOCATE( nmln(jpi,jpj), hmld(jpi,jpj), hmlp(jpi,jpj), hmlpt(jpi,jpj), STAT= zdf_mxl_alloc )
55         !
56         IF( lk_mpp             )   CALL mpp_sum ( zdf_mxl_alloc )
57         IF( zdf_mxl_alloc /= 0 )   CALL ctl_warn('zdf_mxl_alloc: failed to allocate arrays.')
58         !
59      ENDIF
[2715]60   END FUNCTION zdf_mxl_alloc
61
62
[3]63   SUBROUTINE zdf_mxl( kt )
64      !!----------------------------------------------------------------------
65      !!                  ***  ROUTINE zdfmxl  ***
66      !!                   
[1585]67      !! ** Purpose :   Compute the turbocline depth and the mixed layer depth
68      !!              with density criteria.
[3]69      !!
[1577]70      !! ** Method  :   The mixed layer depth is the shallowest W depth with
71      !!      the density of the corresponding T point (just bellow) bellow a
[4245]72      !!      given value defined locally as rho(10m) + rho_c
[1585]73      !!               The turbocline depth is the depth at which the vertical
74      !!      eddy diffusivity coefficient (resulting from the vertical physics
75      !!      alone, not the isopycnal part, see trazdf.F) fall below a given
[4990]76      !!      value defined locally (avt_c here taken equal to 5 cm/s2 by default)
[3]77      !!
[1585]78      !! ** Action  :   nmln, hmld, hmlp, hmlpt
[1559]79      !!----------------------------------------------------------------------
[2715]80      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! ocean time-step index
[4990]81      !
[6353]82      INTEGER  ::   ji, jj, jk      ! dummy loop indices
83      INTEGER  ::   iikn, iiki, ikt ! local integer
84      REAL(wp) ::   zN2_c           ! local scalar
[4990]85      INTEGER, POINTER, DIMENSION(:,:) ::   imld   ! 2D workspace
[3]86      !!----------------------------------------------------------------------
[3294]87      !
88      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('zdf_mxl')
89      !
90      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, imld )
[3]91
92      IF( kt == nit000 ) THEN
93         IF(lwp) WRITE(numout,*)
94         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'zdf_mxl : mixed layer depth'
95         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
[2715]96         !                             ! allocate zdfmxl arrays
97         IF( zdf_mxl_alloc() /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'zdf_mxl : unable to allocate arrays' )
[3]98      ENDIF
99
[1559]100      ! w-level of the mixing and mixed layers
[4990]101      nmln(:,:)  = nlb10               ! Initialization to the number of w ocean point
102      hmlp(:,:)  = 0._wp               ! here hmlp used as a dummy variable, integrating vertically N^2
103      zN2_c = grav * rho_c * r1_rau0   ! convert density criteria into N^2 criteria
104      DO jk = nlb10, jpkm1
105         DO jj = 1, jpj                ! Mixed layer level: w-level
106            DO ji = 1, jpi
107               ikt = mbkt(ji,jj)
108               hmlp(ji,jj) = hmlp(ji,jj) + MAX( rn2b(ji,jj,jk) , 0._wp ) * fse3w(ji,jj,jk)
109               IF( hmlp(ji,jj) < zN2_c )   nmln(ji,jj) = MIN( jk , ikt ) + 1   ! Mixed layer level
110            END DO
111         END DO
112      END DO
113      !
114      ! w-level of the turbocline
115      imld(:,:) = mbkt(:,:) + 1        ! Initialization to the number of w ocean point
116      DO jk = jpkm1, nlb10, -1         ! from the bottom to nlb10
[3]117         DO jj = 1, jpj
118            DO ji = 1, jpi
[6353]119               IF( avt (ji,jj,jk) < avt_c * wmask(ji,jj,jk) )   imld(ji,jj) = jk      ! Turbocline
[3]120            END DO
121         END DO
122      END DO
[1559]123      ! depth of the mixing and mixed layers
[3]124      DO jj = 1, jpj
125         DO ji = 1, jpi
[1585]126            iiki = imld(ji,jj)
[1577]127            iikn = nmln(ji,jj)
[6353]128            hmld (ji,jj) = fsdepw(ji,jj,iiki  ) * ssmask(ji,jj)    ! Turbocline depth
129            hmlp (ji,jj) = fsdepw(ji,jj,iikn  ) * ssmask(ji,jj)    ! Mixed layer depth
130            hmlpt(ji,jj) = fsdept(ji,jj,iikn-1) * ssmask(ji,jj)    ! depth of the last T-point inside the mixed layer
[3]131         END DO
132      END DO
[6353]133      ! no need to output in offline mode
134      IF( .NOT.lk_offline ) THEN   
135         IF ( iom_use("mldr10_1") ) THEN
136            IF( ln_isfcav ) THEN
137               CALL iom_put( "mldr10_1", hmlp - risfdep)   ! mixed layer thickness
138            ELSE
139               CALL iom_put( "mldr10_1", hmlp )            ! mixed layer depth
140            END IF
141         END IF
142         IF ( iom_use("mldkz5") ) THEN
143            IF( ln_isfcav ) THEN
144               CALL iom_put( "mldkz5"  , hmld - risfdep )   ! turbocline thickness
145            ELSE
146               CALL iom_put( "mldkz5"  , hmld )             ! turbocline depth
147            END IF
148         END IF
[2758]149      ENDIF
[1482]150     
[1577]151      IF(ln_ctl)   CALL prt_ctl( tab2d_1=REAL(nmln,wp), clinfo1=' nmln : ', tab2d_2=hmlp, clinfo2=' hmlp : ', ovlap=1 )
[1559]152      !
[3294]153      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, imld )
[2715]154      !
[3294]155      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('zdf_mxl')
156      !
[3]157   END SUBROUTINE zdf_mxl
158
159   !!======================================================================
160END MODULE zdfmxl
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.