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sbcice_lim.F90 in branches/2016/dev_CNRS_2016/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC – NEMO

source: branches/2016/dev_CNRS_2016/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC/sbcice_lim.F90 @ 7357

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fix lim_run_init name

  • 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   !!            4.0  ! 2016-06  (L. Brodeau) new unified bulk routine (based on AeroBulk)
16   !!----------------------------------------------------------------------
17#if defined key_lim3
18   !!----------------------------------------------------------------------
19   !!   'key_lim3' :                                  LIM 3.0 sea-ice model
20   !!----------------------------------------------------------------------
21   !!   sbc_ice_lim  : sea-ice model time-stepping and update ocean sbc over ice-covered area
22   !!----------------------------------------------------------------------
23   USE oce             ! ocean dynamics and tracers
24   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
25   USE ice             ! LIM-3: ice variables
26   USE thd_ice         ! LIM-3: thermodynamical variables
27   !
28   USE sbc_oce         ! Surface boundary condition: ocean fields
29   USE sbc_ice         ! Surface boundary condition: ice   fields
30   USE usrdef_sbc      ! user defined: surface boundary condition
31   USE sbcblk          ! Surface boundary condition: 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 limhdf          ! Ice horizontal diffusion
40   USE limthd          ! Ice thermodynamics
41   USE limitd_me       ! Mechanics on ice thickness distribution
42   USE limsbc          ! sea surface boundary condition
43   USE limdiahsb       ! Ice budget diagnostics
44   USE limwri          ! Ice outputs
45   USE limrst          ! Ice restarts
46   USE limupdate1      ! update of global variables
47   USE limupdate2      ! update of global variables
48   USE limvar          ! Ice variables switch
49   USE limctl          !
50   USE limistate       ! LIM initial state
51   USE limthd_sal      ! LIM ice thermodynamics: salinity
52   !
53   USE c1d             ! 1D vertical configuration
54   USE in_out_manager  ! I/O manager
55   USE iom             ! I/O manager library
56   USE prtctl          ! Print control
57   USE lib_fortran     !
58   USE lbclnk          ! lateral boundary condition - MPP link
59   USE lib_mpp         ! MPP library
60   USE wrk_nemo        ! work arrays
61   USE timing          ! Timing
62
63#if defined key_bdy
64   USE bdyice_lim       ! unstructured open boundary data  (bdy_ice_lim routine)
65#endif
66# if defined key_agrif
67   USE agrif_ice
68   USE agrif_lim3_update
69   USE agrif_lim3_interp
70# endif
71
72   IMPLICIT NONE
73   PRIVATE
74
75   PUBLIC sbc_ice_lim  ! routine called by sbcmod.F90
76   PUBLIC sbc_lim_init ! routine called by sbcmod.F90
77
78   !! * Substitutions
79#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
80   !!----------------------------------------------------------------------
81   !! NEMO/OPA 4.0 , UCL NEMO Consortium (2011)
82   !! $Id$
83   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
84   !!----------------------------------------------------------------------
85CONTAINS
86
87   SUBROUTINE sbc_ice_lim( kt, ksbc )
88      !!---------------------------------------------------------------------
89      !!                  ***  ROUTINE sbc_ice_lim  ***
90      !!
91      !! ** Purpose :   update the ocean surface boundary condition via the
92      !!                Louvain la Neuve Sea Ice Model time stepping
93      !!
94      !! ** Method  :   ice model time stepping
95      !!              - call the ice dynamics routine
96      !!              - call the ice advection/diffusion routine
97      !!              - call the ice thermodynamics routine
98      !!              - call the routine that computes mass and
99      !!                heat fluxes at the ice/ocean interface
100      !!              - save the outputs
101      !!              - save the outputs for restart when necessary
102      !!
103      !! ** Action  : - time evolution of the LIM sea-ice model
104      !!              - update all sbc variables below sea-ice:
105      !!                utau, vtau, taum, wndm, qns , qsr, emp , sfx
106      !!---------------------------------------------------------------------
107      INTEGER, INTENT(in) ::   kt      ! ocean time step
108      INTEGER, INTENT(in) ::   ksbc    ! type of sbc flux ( 1 = user defined formulation,
109                                       !                    3 = bulk formulation,
110                                       !                    4 = Pure Coupled formulation)
111      !!
112      INTEGER  ::   jl                 ! dummy loop index
113      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:)   ::   zalb_os, zalb_cs  ! ice albedo under overcast/clear sky
114      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  )   ::   zutau_ice, zvtau_ice
115      !!----------------------------------------------------------------------
116
117      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('sbc_ice_lim')
118
119      ! clem: it is important to initialize agrif_lim3 variables here and not in sbc_lim_init
120# if defined key_agrif
121      IF( kt == nit000 ) THEN
122         IF( .NOT. Agrif_Root() )   CALL Agrif_InitValues_cont_lim3
123      ENDIF
124# endif
125
126      !-----------------------!
127      ! --- Ice time step --- !
128      !-----------------------!
129      IF( MOD( kt-1, nn_fsbc ) == 0 ) THEN
130
131# if defined key_agrif
132         IF( .NOT. Agrif_Root() )  lim_nbstep = MOD( lim_nbstep, Agrif_irhot() * Agrif_Parent(nn_fsbc) / nn_fsbc ) + 1
133# endif
134
135         ! mean surface ocean current at ice velocity point (C-grid dynamics :  U- & V-points as the ocean)
136         u_oce(:,:) = ssu_m(:,:) * umask(:,:,1)
137         v_oce(:,:) = ssv_m(:,:) * vmask(:,:,1)
138
139         ! masked sea surface freezing temperature [Kelvin] (set to rt0 over land)
140         CALL eos_fzp( sss_m(:,:) , t_bo(:,:) )
141         t_bo(:,:) = ( t_bo(:,:) + rt0 ) * tmask(:,:,1) + rt0 * ( 1._wp - tmask(:,:,1) )
142
143         ! Mask sea ice surface temperature (set to rt0 over land)
144         DO jl = 1, jpl
145            t_su(:,:,jl) = t_su(:,:,jl) * tmask(:,:,1) + rt0 * ( 1._wp - tmask(:,:,1) )
146         END DO
147         !
148         !------------------------------------------------!
149         ! --- Dynamical coupling with the atmosphere --- !
150         !------------------------------------------------!
151         ! It provides the following fields:
152         ! utau_ice, vtau_ice : surface ice stress (U- & V-points)   [N/m2]
153         !-----------------------------------------------------------------
154         SELECT CASE( ksbc )
155            CASE( jp_usr     )   ;   CALL usrdef_sbc_ice_tau( kt )                 ! user defined formulation
156            CASE( jp_blk     )   ;   CALL blk_ice_tau                              ! Bulk formulation
157            CASE( jp_purecpl )   ;   CALL sbc_cpl_ice_tau( utau_ice , vtau_ice )   ! Coupled   formulation
158         END SELECT
159
160         IF( ln_mixcpl) THEN                                                       ! Case of a mixed Bulk/Coupled formulation
161            CALL wrk_alloc( jpi,jpj    , zutau_ice, zvtau_ice)
162                                      CALL sbc_cpl_ice_tau( zutau_ice , zvtau_ice )
163            utau_ice(:,:) = utau_ice(:,:) * xcplmask(:,:,0) + zutau_ice(:,:) * ( 1. - xcplmask(:,:,0) )
164            vtau_ice(:,:) = vtau_ice(:,:) * xcplmask(:,:,0) + zvtau_ice(:,:) * ( 1. - xcplmask(:,:,0) )
165            CALL wrk_dealloc( jpi,jpj  , zutau_ice, zvtau_ice)
166         ENDIF
167
168         !-------------------------------------------------------!
169         ! --- ice dynamics and transport (except in 1D case) ---!
170         !-------------------------------------------------------!
171         numit = numit + nn_fsbc                  ! Ice model time step
172         !
173                                      CALL sbc_lim_bef         ! Store previous ice values
174                                      CALL sbc_lim_diag0       ! set diag of mass, heat and salt fluxes to 0
175                                      CALL lim_rst_opn( kt )   ! Open Ice restart file
176         !
177         ! --- zap this if no ice dynamics --- !
178         IF( .NOT. lk_c1d .AND. ln_limdyn ) THEN
179            !
180            IF( nn_limdyn /= 0 ) THEN                          ! -- Ice dynamics
181                                      CALL lim_dyn( kt )       !     rheology 
182            ELSE
183               u_ice(:,:) = rn_uice * umask(:,:,1)             !     or prescribed velocity
184               v_ice(:,:) = rn_vice * vmask(:,:,1)
185            ENDIF
186                                      CALL lim_trp( kt )       ! -- Ice transport (Advection/diffusion)
187            IF( nn_limdyn == 2 .AND. nn_monocat /= 2 )  &      ! -- Mechanical redistribution (ridging/rafting)
188               &                      CALL lim_itd_me         
189            IF( nn_limdyn == 2 )      CALL lim_update1( kt )   ! -- Corrections
190            !
191         ENDIF
192
193         ! ---
194#if defined key_agrif
195         IF( .NOT. Agrif_Root() )     CALL agrif_interp_lim3('T')
196#endif
197#if defined key_bdy
198         IF( ln_limthd )              CALL bdy_ice_lim( kt )   ! -- bdy ice thermo
199#endif
200         ! previous lead fraction and ice volume for flux calculations
201                                      CALL sbc_lim_bef                       
202                                      CALL lim_var_glo2eqv     ! ht_i and ht_s for ice albedo calculation
203                                      CALL lim_var_agg(1)      ! at_i for coupling (via pfrld)
204         !
205         pfrld(:,:)   = 1._wp - at_i(:,:)
206         phicif(:,:)  = vt_i(:,:)
207
208         !------------------------------------------------------!
209         ! --- Thermodynamical coupling with the atmosphere --- !
210         !------------------------------------------------------!
211         ! It provides the following fields:
212         ! qsr_ice , qns_ice  : solar & non solar heat flux over ice   (T-point)         [W/m2]
213         ! qla_ice            : latent heat flux over ice              (T-point)         [W/m2]
214         ! dqns_ice, dqla_ice : non solar & latent heat sensistivity   (T-point)         [W/m2]
215         ! tprecip , sprecip  : total & solid precipitation            (T-point)         [Kg/m2/s]
216         ! fr1_i0  , fr2_i0   : 1sr & 2nd fraction of qsr penetration in ice             [%]
217         !----------------------------------------------------------------------------------------
218         CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpl, zalb_os, zalb_cs )
219         
220                                      CALL albedo_ice( t_su, ht_i, ht_s, zalb_cs, zalb_os ) ! cloud-sky and overcast-sky ice albedos
221         SELECT CASE( ksbc )
222            CASE( jp_usr )   ;      CALL usrdef_sbc_ice_flx( kt ) ! user defined formulation
223            CASE( jp_blk )                                       ! bulk formulation
224               ! albedo depends on cloud fraction because of non-linear spectral effects
225               alb_ice(:,:,:) = ( 1. - cldf_ice ) * zalb_cs(:,:,:) + cldf_ice * zalb_os(:,:,:)
226                                    CALL blk_ice_flx( t_su, alb_ice )
227               IF( ln_mixcpl      ) CALL sbc_cpl_ice_flx( p_frld=pfrld, palbi=alb_ice, psst=sst_m, pist=t_su )
228               IF( nn_limflx /= 2 ) CALL ice_lim_flx( t_su, alb_ice, qns_ice, qsr_ice, dqns_ice, evap_ice, devap_ice, nn_limflx )
229            CASE ( jp_purecpl )
230               ! albedo depends on cloud fraction because of non-linear spectral effects
231               alb_ice(:,:,:) = ( 1. - cldf_ice ) * zalb_cs(:,:,:) + cldf_ice * zalb_os(:,:,:)
232                                    CALL sbc_cpl_ice_flx( p_frld=pfrld, palbi=alb_ice, psst=sst_m, pist=t_su )
233               IF( nn_limflx == 2 ) CALL ice_lim_flx( t_su, alb_ice, qns_ice, qsr_ice, dqns_ice, evap_ice, devap_ice, nn_limflx )
234         END SELECT
235
236         CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpl, zalb_os, zalb_cs )
237
238         !----------------------------!
239         ! --- ice thermodynamics --- !
240         !----------------------------!
241         ! --- zap this if no ice thermo --- !
242         IF( ln_limthd )              CALL lim_thd( kt )        ! -- Ice thermodynamics     
243         IF( ln_limthd )              CALL lim_update2( kt )    ! -- Corrections
244         ! ---
245# if defined key_agrif
246         IF( .NOT. Agrif_Root() )     CALL agrif_update_lim3( kt )
247# endif
248                                      CALL lim_var_glo2eqv      ! necessary calls (at least for coupling)
249                                      CALL lim_var_agg( 2 )     ! necessary calls (at least for coupling)
250                                      !
251# if defined key_agrif
252!!         IF( .NOT. Agrif_Root() )     CALL Agrif_ChildGrid_To_ParentGrid()  ! clem: should be called at the update frequency only (cf agrif_lim3_update)
253# endif
254                                      CALL lim_sbc_flx( kt )    ! -- Update surface ocean mass, heat and salt fluxes
255# if defined key_agrif
256!!         IF( .NOT. Agrif_Root() )     CALL Agrif_ParentGrid_To_ChildGrid()  ! clem: should be called at the update frequency only (cf agrif_lim3_update)
257# endif
258         IF( ln_limdiahsb )           CALL lim_diahsb( kt )     ! -- Diagnostics and outputs
259         !
260                                      CALL lim_wri( 1 )         ! -- Ice outputs
261         !
262         IF( kt == nit000 .AND. ln_rstart )   &
263            &                         CALL iom_close( numrir )  ! close input ice restart file
264         !
265         IF( lrst_ice )               CALL lim_rst_write( kt )  ! -- Ice restart file
266         !
267         IF( ln_limctl )              CALL lim_ctl( kt )        ! alerts in case of model crash
268         !
269      ENDIF   ! End sea-ice time step only
270
271      !-------------------------!
272      ! --- Ocean time step --- !
273      !-------------------------!
274      ! Update surface ocean stresses (only in ice-dynamic case) otherwise the atm.-ocean stresses are used everywhere
275      !    using before instantaneous surf. currents
276      IF( ln_limdyn )                 CALL lim_sbc_tau( kt, ub(:,:,1), vb(:,:,1) )
277!!gm   remark, the ocean-ice stress is not saved in ice diag call above .....  find a solution!!!
278      !
279      IF( nn_timing == 1 ) CALL timing_stop('sbc_ice_lim')
280      !
281   END SUBROUTINE sbc_ice_lim
282
283
284   SUBROUTINE sbc_lim_init
285      !!----------------------------------------------------------------------
286      !!                  ***  ROUTINE sbc_lim_init  ***
287      !!
288      !! ** purpose :   Allocate all the dynamic arrays of the LIM-3 modules
289      !!----------------------------------------------------------------------
290      INTEGER :: ji, jj, ierr
291      !!----------------------------------------------------------------------
292      IF(lwp) WRITE(numout,*)
293      IF(lwp) WRITE(numout,*) 'sbc_lim_init : update ocean surface boudary condition' 
294      IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~   via Louvain la Neuve Ice Model (LIM-3) time stepping'
295      !
296      !                                ! Open the reference and configuration namelist files and namelist output file
297      CALL ctl_opn( numnam_ice_ref, 'namelist_ice_ref',    'OLD',     'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, numout, lwp )
298      CALL ctl_opn( numnam_ice_cfg, 'namelist_ice_cfg',    'OLD',     'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, numout, lwp )
299      IF(lwm) CALL ctl_opn( numoni, 'output.namelist.ice', 'UNKNOWN', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, numout, lwp, 1 )
300      !
301      CALL lim_run_init                ! set some ice run parameters
302      !
303      !                                ! Allocate the ice arrays
304      ierr =        ice_alloc        ()      ! ice variables
305      ierr = ierr + sbc_ice_alloc    ()      ! surface forcing
306      ierr = ierr + thd_ice_alloc    ()      ! thermodynamics
307      IF( ln_limdyn )   ierr = ierr + lim_itd_me_alloc ()      ! ice thickness distribution - mechanics
308      !
309      IF( lk_mpp    )   CALL mpp_sum( ierr )
310      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop('STOP', 'sbc_lim_init : unable to allocate ice arrays')
311      !
312      CALL lim_dyn_init                ! set ice dynamics parameters
313      !
314      CALL lim_itd_init                ! ice thickness distribution initialization
315      !
316      CALL lim_hdf_init                ! set ice horizontal diffusion computation parameters
317      !
318      CALL lim_thd_init                ! set ice thermodynics parameters
319      !
320      CALL lim_thd_sal_init            ! set ice salinity parameters
321      !
322      IF( ln_limdyn )   CALL lim_itd_me_init             ! ice thickness distribution initialization for mecanical deformation
323      !                                ! Initial sea-ice state
324      IF( .NOT. ln_rstart ) THEN              ! start from rest: sea-ice deduced from sst
325         numit = 0
326         numit = nit000 - 1
327         CALL lim_istate
328      ELSE                                    ! start from a restart file
329         CALL lim_rst_read
330         numit = nit000 - 1
331      ENDIF
332      CALL lim_var_agg(2)
333      CALL lim_var_glo2eqv
334      !
335      CALL lim_sbc_init                 ! ice surface boundary condition
336      !
337      IF( ln_limdiahsb) CALL lim_diahsb_init  ! initialization for diags
338      !
339      fr_i(:,:)     = at_i(:,:)         ! initialisation of sea-ice fraction
340      tn_ice(:,:,:) = t_su(:,:,:)       ! initialisation of surface temp for coupled simu
341      !
342      DO jj = 1, jpj
343         DO ji = 1, jpi
344            IF( gphit(ji,jj) > 0._wp ) THEN  ;  rn_amax_2d(ji,jj) = rn_amax_n  ! NH
345            ELSE                             ;  rn_amax_2d(ji,jj) = rn_amax_s  ! SH
346            ENDIF
347         END DO
348      END DO
349      !
350      nstart = numit  + nn_fsbc
351      nitrun = nitend - nit000 + 1
352      nlast  = numit  + nitrun
353      !
354      IF( nstock == 0 )   nstock = nlast + 1
355      !
356   END SUBROUTINE sbc_lim_init
357
358
359   SUBROUTINE lim_run_init
360      !!-------------------------------------------------------------------
361      !!                  ***  ROUTINE lim_run_init ***
362      !!
363      !! ** Purpose :   Definition some run parameter for ice model
364      !!
365      !! ** Method  :   Read the namicerun namelist and check the parameter
366      !!              values called at the first timestep (nit000)
367      !!
368      !! ** input   :   Namelist namicerun
369      !!-------------------------------------------------------------------
370      INTEGER  ::   ios                 ! Local integer output status for namelist read
371      NAMELIST/namicerun/ jpl, nlay_i, nlay_s, rn_amax_n, rn_amax_s, cn_icerst_in, cn_icerst_indir,   &
372         &                cn_icerst_out, cn_icerst_outdir, ln_limthd, ln_limdyn, nn_limdyn, rn_uice, rn_vice 
373      NAMELIST/namicediag/ ln_limdiachk, ln_limdiahsb, ln_limctl, iiceprt, jiceprt 
374      !!-------------------------------------------------------------------
375      !
376      REWIND( numnam_ice_ref )              ! Namelist namicerun in reference namelist : Parameters for ice
377      READ  ( numnam_ice_ref, namicerun, IOSTAT = ios, ERR = 901)
378901   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namicerun in reference namelist', lwp )
379
380      REWIND( numnam_ice_cfg )              ! Namelist namicerun in configuration namelist : Parameters for ice
381      READ  ( numnam_ice_cfg, namicerun, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
382902   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namicerun in configuration namelist', lwp )
383      IF(lwm) WRITE ( numoni, namicerun )
384      !
385      REWIND( numnam_ice_ref )              ! Namelist namicediag in reference namelist : Parameters for ice
386      READ  ( numnam_ice_ref, namicediag, IOSTAT = ios, ERR = 903)
387903   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namicediag in reference namelist', lwp )
388
389      REWIND( numnam_ice_cfg )              ! Namelist namicediag in configuration namelist : Parameters for ice
390      READ  ( numnam_ice_cfg, namicediag, IOSTAT = ios, ERR = 904 )
391904   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namicediag in configuration namelist', lwp )
392      IF(lwm) WRITE ( numoni, namicediag )
393      !
394      IF(lwp) THEN                        ! control print
395         WRITE(numout,*)
396         WRITE(numout,*) 'lim_run_init : ice share parameters for dynamics/advection/thermo of sea-ice'
397         WRITE(numout,*) ' ~~~~~~'
398         WRITE(numout,*) '   number of ice  categories                               = ', jpl
399         WRITE(numout,*) '   number of ice  layers                                   = ', nlay_i
400         WRITE(numout,*) '   number of snow layers                                   = ', nlay_s
401         WRITE(numout,*) '   maximum ice concentration for NH                        = ', rn_amax_n 
402         WRITE(numout,*) '   maximum ice concentration for SH                        = ', rn_amax_s
403         WRITE(numout,*) '   Ice thermodynamics (T) or not (F)            ln_limthd  = ', ln_limthd
404         WRITE(numout,*) '   Ice dynamics       (T) or not (F)            ln_limdyn  = ', ln_limdyn
405         WRITE(numout,*) '     (ln_limdyn=T) Ice dynamics switch          nn_limdyn  = ', nn_limdyn
406         WRITE(numout,*) '       2: total'
407         WRITE(numout,*) '       1: advection only (no diffusion, no ridging/rafting)'
408         WRITE(numout,*) '       0: advection only (as 1 + prescribed velocity, bypass rheology)'
409         WRITE(numout,*) '     (ln_limdyn=T) prescribed u-vel (case nn_limdyn=0)     = ', rn_uice
410         WRITE(numout,*) '     (ln_limdyn=T) prescribed v-vel (case nn_limdyn=0)     = ', rn_vice
411         WRITE(numout,*)
412         WRITE(numout,*) '...and ice diagnostics'
413         WRITE(numout,*) ' ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~'
414         WRITE(numout,*) '   Diagnose online heat/mass/salt budget     ln_limdiachk  = ', ln_limdiachk
415         WRITE(numout,*) '   Output          heat/mass/salt budget     ln_limdiahsb  = ', ln_limdiahsb
416         WRITE(numout,*) '   control prints in ocean.out for (i,j)=(iiceprt,jiceprt) = ', ln_limctl
417         WRITE(numout,*) '   i-index for control prints (ln_limctl=true)             = ', iiceprt
418         WRITE(numout,*) '   j-index for control prints (ln_limctl=true)             = ', jiceprt
419      ENDIF
420      !
421      ! sea-ice timestep and inverse
422      rdt_ice   = REAL(nn_fsbc) * rdt 
423      r1_rdtice = 1._wp / rdt_ice 
424
425      ! inverse of nlay_i and nlay_s
426      r1_nlay_i = 1._wp / REAL( nlay_i, wp )
427      r1_nlay_s = 1._wp / REAL( nlay_s, wp )
428      !
429#if defined key_bdy
430      IF( lwp .AND. ln_limdiachk )  CALL ctl_warn('online conservation check activated but it does not work with BDY')
431#endif
432      !
433      IF( lwp ) WRITE(numout,*) '   ice timestep rdt_ice  = ', rdt_ice
434      !
435   END SUBROUTINE lim_run_init
436
437
438   SUBROUTINE lim_itd_init
439      !!------------------------------------------------------------------
440      !!                ***  ROUTINE lim_itd_init ***
441      !!
442      !! ** Purpose :   Initializes the ice thickness distribution
443      !! ** Method  :   ...
444      !! ** input   :   Namelist namiceitd
445      !!-------------------------------------------------------------------
446      INTEGER  ::   ios                 ! Local integer output status for namelist read
447      NAMELIST/namiceitd/ nn_catbnd, rn_himean
448      !
449      INTEGER  ::   jl                   ! dummy loop index
450      REAL(wp) ::   zc1, zc2, zc3, zx1   ! local scalars
451      REAL(wp) ::   zhmax, znum, zden, zalpha !
452      !!------------------------------------------------------------------
453      !
454      REWIND( numnam_ice_ref )              ! Namelist namiceitd in reference namelist : Parameters for ice
455      READ  ( numnam_ice_ref, namiceitd, IOSTAT = ios, ERR = 905)
456905   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namiceitd in reference namelist', lwp )
457
458      REWIND( numnam_ice_cfg )              ! Namelist namiceitd in configuration namelist : Parameters for ice
459      READ  ( numnam_ice_cfg, namiceitd, IOSTAT = ios, ERR = 906 )
460906   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namiceitd in configuration namelist', lwp )
461      IF(lwm) WRITE ( numoni, namiceitd )
462      !
463      IF(lwp) THEN                        ! control print
464         WRITE(numout,*)
465         WRITE(numout,*) 'lim_itd_init : Initialization of ice cat distribution '
466         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
467         WRITE(numout,*) '   shape of ice categories distribution                          nn_catbnd = ', nn_catbnd
468         WRITE(numout,*) '   mean ice thickness in the domain (only active if nn_catbnd=2) rn_himean = ', rn_himean
469      ENDIF
470      !
471      !----------------------------------
472      !- Thickness categories boundaries
473      !----------------------------------
474      !
475      hi_max(:) = 0._wp
476      !
477      SELECT CASE ( nn_catbnd  )    ! type of ice categories distribution
478      !
479      CASE (1)                            !==  tanh function (CICE)  ==!
480         zc1 =  3._wp / REAL( jpl, wp )
481         zc2 = 10._wp * zc1
482         zc3 =  3._wp
483         DO jl = 1, jpl
484            zx1 = REAL( jl-1, wp ) / REAL( jpl, wp )
485            hi_max(jl) = hi_max(jl-1) + zc1 + zc2 * (1._wp + TANH( zc3 * (zx1 - 1._wp ) ) )
486         END DO
487         !
488      CASE (2)                            !==  h^(-alpha) function  ==!
489         zalpha = 0.05_wp
490         zhmax  = 3._wp * rn_himean
491         DO jl = 1, jpl
492            znum = jpl * ( zhmax+1 )**zalpha
493            zden = REAL( jpl-jl , wp ) * ( zhmax + 1._wp )**zalpha + REAL( jl , wp )
494            hi_max(jl) = ( znum / zden )**(1./zalpha) - 1
495         END DO
496         !
497      END SELECT
498      !
499      DO jl = 1, jpl                ! mean thickness by category
500         hi_mean(jl) = ( hi_max(jl) + hi_max(jl-1) ) * 0.5_wp
501      END DO
502      !
503      hi_max(jpl) = 99._wp          ! set to a big value to ensure that all ice is thinner than hi_max(jpl)
504      !
505      IF(lwp) WRITE(numout,*)
506      IF(lwp) WRITE(numout,*) '      Thickness category boundaries '
507      IF(lwp) WRITE(numout,*) '         hi_max ', hi_max(0:jpl)
508      !
509   END SUBROUTINE lim_itd_init
510
511
512   SUBROUTINE ice_lim_flx( ptn_ice, palb_ice, pqns_ice, pqsr_ice, pdqn_ice, pevap_ice, pdevap_ice, k_limflx )
513      !!---------------------------------------------------------------------
514      !!                  ***  ROUTINE ice_lim_flx  ***
515      !!
516      !! ** Purpose :   update the ice surface boundary condition by averaging and / or
517      !!                redistributing fluxes on ice categories
518      !!
519      !! ** Method  :   average then redistribute
520      !!
521      !! ** Action  :
522      !!---------------------------------------------------------------------
523      INTEGER                   , INTENT(in   ) ::   k_limflx   ! =-1 do nothing; =0 average ;
524      !                                                         ! = 1 average and redistribute ; =2 redistribute
525      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(in   ) ::   ptn_ice    ! ice surface temperature
526      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(in   ) ::   palb_ice   ! ice albedo
527      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(inout) ::   pqns_ice   ! non solar flux
528      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(inout) ::   pqsr_ice   ! net solar flux
529      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(inout) ::   pdqn_ice   ! non solar flux sensitivity
530      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(inout) ::   pevap_ice  ! sublimation
531      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(inout) ::   pdevap_ice ! sublimation sensitivity
532      !
533      INTEGER  ::   jl      ! dummy loop index
534      !
535      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) :: zalb_m    ! Mean albedo over all categories
536      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) :: ztem_m    ! Mean temperature over all categories
537      !
538      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) :: z_qsr_m   ! Mean solar heat flux over all categories
539      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) :: z_qns_m   ! Mean non solar heat flux over all categories
540      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) :: z_evap_m  ! Mean sublimation over all categories
541      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) :: z_dqn_m   ! Mean d(qns)/dT over all categories
542      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) :: z_devap_m ! Mean d(evap)/dT over all categories
543      !!----------------------------------------------------------------------
544      !
545      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('ice_lim_flx')
546      !
547      SELECT CASE( k_limflx )                              !==  averaged on all ice categories  ==!
548      CASE( 0 , 1 )
549         CALL wrk_alloc( jpi,jpj, z_qsr_m, z_qns_m, z_evap_m, z_dqn_m, z_devap_m)
550         !
551         z_qns_m  (:,:) = fice_ice_ave ( pqns_ice (:,:,:) )
552         z_qsr_m  (:,:) = fice_ice_ave ( pqsr_ice (:,:,:) )
553         z_dqn_m  (:,:) = fice_ice_ave ( pdqn_ice (:,:,:) )
554         z_evap_m (:,:) = fice_ice_ave ( pevap_ice (:,:,:) )
555         z_devap_m(:,:) = fice_ice_ave ( pdevap_ice (:,:,:) )
556         DO jl = 1, jpl
557            pdqn_ice  (:,:,jl) = z_dqn_m(:,:)
558            pdevap_ice(:,:,jl) = z_devap_m(:,:)
559         END DO
560         !
561         DO jl = 1, jpl
562            pqns_ice (:,:,jl) = z_qns_m(:,:)
563            pqsr_ice (:,:,jl) = z_qsr_m(:,:)
564            pevap_ice(:,:,jl) = z_evap_m(:,:)
565         END DO
566         !
567         CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, z_qsr_m, z_qns_m, z_evap_m, z_dqn_m, z_devap_m)
568      END SELECT
569      !
570      SELECT CASE( k_limflx )                              !==  redistribution on all ice categories  ==!
571      CASE( 1 , 2 )
572         CALL wrk_alloc( jpi,jpj, zalb_m, ztem_m )
573         !
574         zalb_m(:,:) = fice_ice_ave ( palb_ice (:,:,:) )
575         ztem_m(:,:) = fice_ice_ave ( ptn_ice  (:,:,:) )
576         DO jl = 1, jpl
577            pqns_ice (:,:,jl) = pqns_ice (:,:,jl) + pdqn_ice  (:,:,jl) * ( ptn_ice(:,:,jl) - ztem_m(:,:) )
578            pevap_ice(:,:,jl) = pevap_ice(:,:,jl) + pdevap_ice(:,:,jl) * ( ptn_ice(:,:,jl) - ztem_m(:,:) )
579            pqsr_ice (:,:,jl) = pqsr_ice (:,:,jl) * ( 1._wp - palb_ice(:,:,jl) ) / ( 1._wp - zalb_m(:,:) )
580         END DO
581         !
582         CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, zalb_m, ztem_m )
583      END SELECT
584      !
585      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('ice_lim_flx')
586      !
587   END SUBROUTINE ice_lim_flx
588
589
590   SUBROUTINE sbc_lim_bef
591      !!----------------------------------------------------------------------
592      !!                  ***  ROUTINE sbc_lim_bef  ***
593      !!
594      !! ** purpose :  store ice variables at "before" time step
595      !!----------------------------------------------------------------------
596      a_i_b  (:,:,:)   = a_i  (:,:,:)     ! ice area
597      e_i_b  (:,:,:,:) = e_i  (:,:,:,:)   ! ice thermal energy
598      v_i_b  (:,:,:)   = v_i  (:,:,:)     ! ice volume
599      v_s_b  (:,:,:)   = v_s  (:,:,:)     ! snow volume
600      e_s_b  (:,:,:,:) = e_s  (:,:,:,:)   ! snow thermal energy
601      smv_i_b(:,:,:)   = smv_i(:,:,:)     ! salt content
602      oa_i_b (:,:,:)   = oa_i (:,:,:)     ! areal age content
603      u_ice_b(:,:)     = u_ice(:,:)
604      v_ice_b(:,:)     = v_ice(:,:)
605      !
606      at_i_b (:,:)     = SUM( a_i_b(:,:,:), dim=3 )
607     
608   END SUBROUTINE sbc_lim_bef
609
610
611   SUBROUTINE sbc_lim_diag0
612      !!----------------------------------------------------------------------
613      !!                  ***  ROUTINE sbc_lim_diag0  ***
614      !!
615      !! ** purpose :  set ice-ocean and ice-atm. fluxes to zeros at the beggining
616      !!               of the time step
617      !!----------------------------------------------------------------------
618      sfx    (:,:) = 0._wp   ;
619      sfx_bri(:,:) = 0._wp   ;   sfx_lam(:,:) = 0._wp
620      sfx_sni(:,:) = 0._wp   ;   sfx_opw(:,:) = 0._wp
621      sfx_bog(:,:) = 0._wp   ;   sfx_dyn(:,:) = 0._wp
622      sfx_bom(:,:) = 0._wp   ;   sfx_sum(:,:) = 0._wp
623      sfx_res(:,:) = 0._wp   ;   sfx_sub(:,:) = 0._wp
624      !
625      wfx_snw(:,:) = 0._wp   ;   wfx_ice(:,:) = 0._wp
626      wfx_sni(:,:) = 0._wp   ;   wfx_opw(:,:) = 0._wp
627      wfx_bog(:,:) = 0._wp   ;   wfx_dyn(:,:) = 0._wp
628      wfx_bom(:,:) = 0._wp   ;   wfx_sum(:,:) = 0._wp
629      wfx_res(:,:) = 0._wp   ;   wfx_sub(:,:) = 0._wp
630      wfx_spr(:,:) = 0._wp   ;   wfx_lam(:,:) = 0._wp 
631     
632      hfx_thd(:,:) = 0._wp   ;
633      hfx_snw(:,:) = 0._wp   ;   hfx_opw(:,:) = 0._wp
634      hfx_bog(:,:) = 0._wp   ;   hfx_dyn(:,:) = 0._wp
635      hfx_bom(:,:) = 0._wp   ;   hfx_sum(:,:) = 0._wp
636      hfx_res(:,:) = 0._wp   ;   hfx_sub(:,:) = 0._wp
637      hfx_spr(:,:) = 0._wp   ;   hfx_dif(:,:) = 0._wp
638      hfx_err(:,:) = 0._wp   ;   hfx_err_rem(:,:) = 0._wp
639      hfx_err_dif(:,:) = 0._wp
640      wfx_err_sub(:,:) = 0._wp
641      !
642      afx_tot(:,:) = 0._wp   ;
643      afx_dyn(:,:) = 0._wp   ;   afx_thd(:,:) = 0._wp
644      !
645      diag_heat(:,:) = 0._wp ;   diag_smvi(:,:) = 0._wp
646      diag_vice(:,:) = 0._wp ;   diag_vsnw(:,:) = 0._wp
647
648      tau_icebfr(:,:) = 0._wp; ! landfast ice param only (clem: important to keep the init here)
649     
650   END SUBROUTINE sbc_lim_diag0
651
652
653   FUNCTION fice_cell_ave ( ptab )
654      !!--------------------------------------------------------------------------
655      !! * Compute average over categories, for grid cell (ice covered and free ocean)
656      !!--------------------------------------------------------------------------
657      REAL (wp), DIMENSION (jpi,jpj) :: fice_cell_ave
658      REAL (wp), DIMENSION (jpi,jpj,jpl), INTENT (in) :: ptab
659      INTEGER :: jl ! Dummy loop index
660
661      fice_cell_ave (:,:) = 0._wp
662      DO jl = 1, jpl
663         fice_cell_ave (:,:) = fice_cell_ave (:,:) + a_i (:,:,jl) * ptab (:,:,jl)
664      END DO
665
666   END FUNCTION fice_cell_ave
667
668
669   FUNCTION fice_ice_ave ( ptab )
670      !!--------------------------------------------------------------------------
671      !! * Compute average over categories, for ice covered part of grid cell
672      !!--------------------------------------------------------------------------
673      REAL (kind=wp), DIMENSION (jpi,jpj) :: fice_ice_ave
674      REAL (kind=wp), DIMENSION (jpi,jpj,jpl), INTENT(in) :: ptab
675
676      fice_ice_ave (:,:) = 0.0_wp
677      WHERE ( at_i (:,:) > 0.0_wp ) fice_ice_ave (:,:) = fice_cell_ave ( ptab (:,:,:)) / at_i (:,:)
678
679   END FUNCTION fice_ice_ave
680
681#else
682   !!----------------------------------------------------------------------
683   !!   Default option           Dummy module      NO LIM 3.0 sea-ice model
684   !!----------------------------------------------------------------------
685CONTAINS
686   SUBROUTINE sbc_ice_lim ( kt, ksbc )     ! Dummy routine
687      WRITE(*,*) 'sbc_ice_lim: You should not have seen this print! error?', kt
688   END SUBROUTINE sbc_ice_lim
689   SUBROUTINE sbc_lim_init                 ! Dummy routine
690   END SUBROUTINE sbc_lim_init
691#endif
692
693   !!======================================================================
694END MODULE sbcice_lim
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.