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.
dommsk.F90 in branches/2016/dev_merge_2016/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/DOM – NEMO

source: branches/2016/dev_merge_2016/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/DOM/dommsk.F90 @ 7427

Last change on this file since 7427 was 7421, checked in by flavoni, 8 years ago

#1811 merge dev_CNRS_MERATOR_2016 with dev_merge_2016 branch

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 13.3 KB
Line 
1MODULE dommsk
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE dommsk   ***
4   !! Ocean initialization : domain land/sea mask
5   !!======================================================================
6   !! History :  OPA  ! 1987-07  (G. Madec)  Original code
7   !!            6.0  ! 1993-03  (M. Guyon)  symetrical conditions (M. Guyon)
8   !!            7.0  ! 1996-01  (G. Madec)  suppression of common work arrays
9   !!             -   ! 1996-05  (G. Madec)  mask computed from tmask
10   !!            8.0  ! 1997-02  (G. Madec)  mesh information put in domhgr.F
11   !!            8.1  ! 1997-07  (G. Madec)  modification of kbat and fmask
12   !!             -   ! 1998-05  (G. Roullet)  free surface
13   !!            8.2  ! 2000-03  (G. Madec)  no slip accurate
14   !!             -   ! 2001-09  (J.-M. Molines)  Open boundaries
15   !!   NEMO     1.0  ! 2002-08  (G. Madec)  F90: Free form and module
16   !!             -   ! 2005-11  (V. Garnier) Surface pressure gradient organization
17   !!            3.2  ! 2009-07  (R. Benshila) Suppression of rigid-lid option
18   !!            3.6  ! 2015-05  (P. Mathiot) ISF: add wmask,wumask and wvmask
19   !!            4.0  ! 2016-06  (G. Madec, S. Flavoni)  domain configuration / user defined interface
20   !!----------------------------------------------------------------------
21
22   !!----------------------------------------------------------------------
23   !!   dom_msk       : compute land/ocean mask
24   !!----------------------------------------------------------------------
25   USE oce            ! ocean dynamics and tracers
26   USE dom_oce        ! ocean space and time domain
27   USE usrdef_fmask   ! user defined fmask
28   USE bdy_oce     
29   USE in_out_manager ! I/O manager
30   USE lbclnk         ! ocean lateral boundary conditions (or mpp link)
31   USE lib_mpp        ! Massively Parallel Processing library
32   USE wrk_nemo       ! Memory allocation
33   USE timing         ! Timing
34
35   IMPLICIT NONE
36   PRIVATE
37
38   PUBLIC   dom_msk    ! routine called by inidom.F90
39
40   !                            !!* Namelist namlbc : lateral boundary condition *
41   REAL(wp)        :: rn_shlat   ! type of lateral boundary condition on velocity
42   LOGICAL, PUBLIC :: ln_vorlat  !  consistency of vorticity boundary condition
43   !                                            with analytical eqs.
44
45   !! * Substitutions
46#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
47   !!----------------------------------------------------------------------
48   !! NEMO/OPA 3.2 , LODYC-IPSL  (2009)
49   !! $Id$
50   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
51   !!----------------------------------------------------------------------
52CONTAINS
53
54   SUBROUTINE dom_msk( k_top, k_bot )
55      !!---------------------------------------------------------------------
56      !!                 ***  ROUTINE dom_msk  ***
57      !!
58      !! ** Purpose :   Compute land/ocean mask arrays at tracer points, hori-
59      !!      zontal velocity points (u & v), vorticity points (f) points.
60      !!
61      !! ** Method  :   The ocean/land mask  at t-point is deduced from ko_top
62      !!      and ko_bot, the indices of the fist and last ocean t-levels which
63      !!      are either defined in usrdef_zgr or read in zgr_read.
64      !!                The velocity masks (umask, vmask, wmask, wumask, wvmask)
65      !!      are deduced from a product of the two neighboring tmask.
66      !!                The vorticity mask (fmask) is deduced from tmask taking
67      !!      into account the choice of lateral boundary condition (rn_shlat) :
68      !!         rn_shlat = 0, free slip  (no shear along the coast)
69      !!         rn_shlat = 2, no slip  (specified zero velocity at the coast)
70      !!         0 < rn_shlat < 2, partial slip   | non-linear velocity profile
71      !!         2 < rn_shlat, strong slip        | in the lateral boundary layer
72      !!
73      !!      tmask_i : interior ocean mask at t-point, i.e. excluding duplicated
74      !!                rows/lines due to cyclic or North Fold boundaries as well
75      !!                as MPP halos.
76      !!      tmask_h : halo mask at t-point, i.e. excluding duplicated rows/lines
77      !!                due to cyclic or North Fold boundaries as well as MPP halos.
78      !!
79      !! ** Action :   tmask, umask, vmask, wmask, wumask, wvmask : land/ocean mask
80      !!                         at t-, u-, v- w, wu-, and wv-points (=0. or 1.)
81      !!               fmask   : land/ocean mask at f-point (=0., or =1., or
82      !!                         =rn_shlat along lateral boundaries)
83      !!               tmask_i : interior ocean mask
84      !!               tmask_h : halo mask
85      !!               ssmask , ssumask, ssvmask, ssfmask : 2D ocean mask
86      !!----------------------------------------------------------------------
87      INTEGER, DIMENSION(:,:), INTENT(in) ::   k_top, k_bot   ! first and last ocean level
88      !
89      INTEGER  ::   ji, jj, jk     ! dummy loop indices
90      INTEGER  ::   iif, iil       ! local integers
91      INTEGER  ::   ijf, ijl       !   -       -
92      INTEGER  ::   iktop, ikbot   !   -       -
93      INTEGER  ::   ios, inum
94      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) ::   zwf   ! 2D workspace
95      !!
96      NAMELIST/namlbc/ rn_shlat, ln_vorlat
97      NAMELIST/nambdy/ ln_bdy ,nb_bdy, ln_coords_file, cn_coords_file,         &
98         &             ln_mask_file, cn_mask_file, cn_dyn2d, nn_dyn2d_dta,     &
99         &             cn_dyn3d, nn_dyn3d_dta, cn_tra, nn_tra_dta,             &
100         &             ln_tra_dmp, ln_dyn3d_dmp, rn_time_dmp, rn_time_dmp_out, &
101         &             cn_ice_lim, nn_ice_lim_dta,                           &
102         &             rn_ice_tem, rn_ice_sal, rn_ice_age,                 &
103         &             ln_vol, nn_volctl, nn_rimwidth, nb_jpk_bdy
104      !!---------------------------------------------------------------------
105      !
106      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('dom_msk')
107      !
108      REWIND( numnam_ref )              ! Namelist namlbc in reference namelist : Lateral momentum boundary condition
109      READ  ( numnam_ref, namlbc, IOSTAT = ios, ERR = 901 )
110901   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namlbc in reference namelist', lwp )
111
112      REWIND( numnam_cfg )              ! Namelist namlbc in configuration namelist : Lateral momentum boundary condition
113      READ  ( numnam_cfg, namlbc, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
114902   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namlbc in configuration namelist', lwp )
115      IF(lwm) WRITE ( numond, namlbc )
116     
117      IF(lwp) THEN                  ! control print
118         WRITE(numout,*)
119         WRITE(numout,*) 'dommsk : ocean mask '
120         WRITE(numout,*) '~~~~~~'
121         WRITE(numout,*) '   Namelist namlbc'
122         WRITE(numout,*) '      lateral momentum boundary cond.    rn_shlat  = ',rn_shlat
123         WRITE(numout,*) '      consistency with analytical form   ln_vorlat = ',ln_vorlat 
124      ENDIF
125
126      IF     (      rn_shlat == 0.               ) THEN   ;   IF(lwp) WRITE(numout,*) '   ocean lateral  free-slip '
127      ELSEIF (      rn_shlat == 2.               ) THEN   ;   IF(lwp) WRITE(numout,*) '   ocean lateral  no-slip '
128      ELSEIF ( 0. < rn_shlat .AND. rn_shlat < 2. ) THEN   ;   IF(lwp) WRITE(numout,*) '   ocean lateral  partial-slip '
129      ELSEIF ( 2. < rn_shlat                     ) THEN   ;   IF(lwp) WRITE(numout,*) '   ocean lateral  strong-slip '
130      ELSE
131         WRITE(ctmp1,*) ' rn_shlat is negative = ', rn_shlat
132         CALL ctl_stop( ctmp1 )
133      ENDIF
134
135
136      !  Ocean/land mask at t-point  (computed from ko_top and ko_bot)
137      ! ----------------------------
138      !
139      tmask(:,:,:) = 0._wp
140      DO jj = 1, jpj
141         DO ji = 1, jpi
142            iktop = k_top(ji,jj)
143            ikbot = k_bot(ji,jj)
144            IF( iktop /= 0 ) THEN       ! water in the column
145               tmask(ji,jj,iktop:ikbot  ) = 1._wp
146            ENDIF
147         END DO 
148      END DO 
149!SF  add here lbc_lnk: bug not still understood : cause now domain configuration is read !
150!!gm I don't understand why... 
151   CALL lbc_lnk( tmask  , 'T', 1._wp )      ! Lateral boundary conditions
152     
153      !  Ocean/land mask at u-, v-, and f-points   (computed from tmask)
154      ! ----------------------------------------
155      ! NB: at this point, fmask is designed for free slip lateral boundary condition
156      DO jk = 1, jpk
157         DO jj = 1, jpjm1
158            DO ji = 1, fs_jpim1   ! vector loop
159               umask(ji,jj,jk) = tmask(ji,jj  ,jk) * tmask(ji+1,jj  ,jk)
160               vmask(ji,jj,jk) = tmask(ji,jj  ,jk) * tmask(ji  ,jj+1,jk)
161            END DO
162            DO ji = 1, jpim1      ! NO vector opt.
163               fmask(ji,jj,jk) = tmask(ji,jj  ,jk) * tmask(ji+1,jj  ,jk)   &
164                  &            * tmask(ji,jj+1,jk) * tmask(ji+1,jj+1,jk)
165            END DO
166         END DO
167      END DO
168      CALL lbc_lnk( umask  , 'U', 1._wp )      ! Lateral boundary conditions
169      CALL lbc_lnk( vmask  , 'V', 1._wp )
170      CALL lbc_lnk( fmask  , 'F', 1._wp )
171
172 
173      ! Ocean/land mask at wu-, wv- and w points    (computed from tmask)
174      !-----------------------------------------
175      wmask (:,:,1) = tmask(:,:,1)     ! surface
176      wumask(:,:,1) = umask(:,:,1)
177      wvmask(:,:,1) = vmask(:,:,1)
178      DO jk = 2, jpk                   ! interior values
179         wmask (:,:,jk) = tmask(:,:,jk) * tmask(:,:,jk-1)
180         wumask(:,:,jk) = umask(:,:,jk) * umask(:,:,jk-1)   
181         wvmask(:,:,jk) = vmask(:,:,jk) * vmask(:,:,jk-1)
182      END DO
183
184
185      ! Ocean/land column mask at t-, u-, and v-points   (i.e. at least 1 wet cell in the vertical)
186      ! ----------------------------------------------
187      ssmask (:,:) = MAXVAL( tmask(:,:,:), DIM=3 )
188      ssumask(:,:) = MAXVAL( umask(:,:,:), DIM=3 )
189      ssvmask(:,:) = MAXVAL( vmask(:,:,:), DIM=3 )
190
191
192      ! Interior domain mask  (used for global sum)
193      ! --------------------
194      !
195      iif = jpreci   ;   iil = nlci - jpreci + 1
196      ijf = jprecj   ;   ijl = nlcj - jprecj + 1
197      !
198      !                          ! halo mask : 0 on the halo and 1 elsewhere
199      tmask_h(:,:) = 1._wp                 
200      tmask_h( 1 :iif,   :   ) = 0._wp      ! first columns
201      tmask_h(iil:jpi,   :   ) = 0._wp      ! last  columns (including mpp extra columns)
202      tmask_h(   :   , 1 :ijf) = 0._wp      ! first rows
203      tmask_h(   :   ,ijl:jpj) = 0._wp      ! last  rows (including mpp extra rows)
204      !
205      !                          ! north fold mask
206      tpol(1:jpiglo) = 1._wp 
207      fpol(1:jpiglo) = 1._wp
208      IF( jperio == 3 .OR. jperio == 4 ) THEN      ! T-point pivot
209         tpol(jpiglo/2+1:jpiglo) = 0._wp
210         fpol(     1    :jpiglo) = 0._wp
211         IF( mjg(nlej) == jpjglo ) THEN                  ! only half of the nlcj-1 row for tmask_h
212            DO ji = iif+1, iil-1
213               tmask_h(ji,nlej-1) = tmask_h(ji,nlej-1) * tpol(mig(ji))
214            END DO
215         ENDIF
216      ENDIF
217      !
218      IF( jperio == 5 .OR. jperio == 6 ) THEN      ! F-point pivot
219         tpol(     1    :jpiglo) = 0._wp
220         fpol(jpiglo/2+1:jpiglo) = 0._wp
221      ENDIF
222      !
223      !                          ! interior mask : 2D ocean mask x halo mask
224      tmask_i(:,:) = ssmask(:,:) * tmask_h(:,:)
225
226
227      ! Lateral boundary conditions on velocity (modify fmask)
228      ! --------------------------------------- 
229      IF( rn_shlat /= 0 ) THEN      ! Not free-slip lateral boundary condition
230         !
231         CALL wrk_alloc( jpi,jpj,   zwf )
232         !
233         DO jk = 1, jpk
234            zwf(:,:) = fmask(:,:,jk)         
235            DO jj = 2, jpjm1
236               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
237                  IF( fmask(ji,jj,jk) == 0._wp ) THEN
238                     fmask(ji,jj,jk) = rn_shlat * MIN( 1._wp , MAX( zwf(ji+1,jj), zwf(ji,jj+1),   &
239                        &                                           zwf(ji-1,jj), zwf(ji,jj-1)  )  )
240                  ENDIF
241               END DO
242            END DO
243            DO jj = 2, jpjm1
244               IF( fmask(1,jj,jk) == 0._wp ) THEN
245                  fmask(1  ,jj,jk) = rn_shlat * MIN( 1._wp , MAX( zwf(2,jj), zwf(1,jj+1), zwf(1,jj-1) ) )
246               ENDIF
247               IF( fmask(jpi,jj,jk) == 0._wp ) THEN
248                  fmask(jpi,jj,jk) = rn_shlat * MIN( 1._wp , MAX( zwf(jpi,jj+1), zwf(jpim1,jj), zwf(jpi,jj-1) ) )
249               ENDIF
250            END DO         
251            DO ji = 2, jpim1
252               IF( fmask(ji,1,jk) == 0._wp ) THEN
253                  fmask(ji, 1 ,jk) = rn_shlat * MIN( 1._wp , MAX( zwf(ji+1,1), zwf(ji,2), zwf(ji-1,1) ) )
254               ENDIF
255               IF( fmask(ji,jpj,jk) == 0._wp ) THEN
256                  fmask(ji,jpj,jk) = rn_shlat * MIN( 1._wp , MAX( zwf(ji+1,jpj), zwf(ji-1,jpj), zwf(ji,jpjm1) ) )
257               ENDIF
258            END DO
259         END DO
260         !
261         CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,   zwf )
262         !
263         CALL lbc_lnk( fmask, 'F', 1._wp )      ! Lateral boundary conditions on fmask
264         !
265         ! CAUTION : The fmask may be further modified in dyn_vor_init ( dynvor.F90 ) depending on ln_vorlat
266         !
267      ENDIF
268     
269      ! User defined alteration of fmask (use to reduce ocean transport in specified straits)
270      ! --------------------------------
271      !
272      CALL usr_def_fmask( cn_cfg, nn_cfg, fmask )
273      !
274      !
275      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('dom_msk')
276      !
277   END SUBROUTINE dom_msk
278   
279   !!======================================================================
280END MODULE dommsk
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.