source: branches/2016/dev_r6409_SIMPLIF_2_usrdef/NEMOGCM/CONFIG/LOCK_EXCHANGE/MY_SRC/usrdef_zgr.F90 @ 7188

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#1692 - branch SIMPLIF_2_usrdef: e3.=dk[dep.] (discret derivative)

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Line 
1MODULE usrdef_zgr
2   !!======================================================================
3   !!                   ***  MODULE  usrdef_zgr  ***
4   !!
5   !!                   ===  LOCK_EXCHANGE case  ===
6   !!
7   !! Ocean domain : user defined vertical coordinate system
8   !!======================================================================
9   !! History :  4.0  ! 2016-08  (G. Madec, S. Flavoni)  Original code
10   !!----------------------------------------------------------------------
11
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!   usr_def_zgr   : user defined vertical coordinate system (required)
14   !!       zgr_z1d   : reference 1D z-coordinate
15   !!---------------------------------------------------------------------
16   USE oce            ! ocean variables
17   USE dom_oce ,  ONLY: ln_zco, ln_zps, ln_sco   ! ocean space and time domain
18   USE usrdef_nam     ! User defined : namelist variables
19   !
20   USE in_out_manager ! I/O manager
21   USE lbclnk         ! ocean lateral boundary conditions (or mpp link)
22   USE lib_mpp        ! distributed memory computing library
23   USE wrk_nemo       ! Memory allocation
24   USE timing         ! Timing
25
26   IMPLICIT NONE
27   PRIVATE
28
29   PUBLIC   usr_def_zgr   ! called by domzgr.F90
30
31  !! * Substitutions
32#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
33   !!----------------------------------------------------------------------
34   !! NEMO/OPA 4.0 , NEMO Consortium (2016)
35   !! $Id$
36   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
37   !!----------------------------------------------------------------------
38CONTAINS             
39
40   SUBROUTINE usr_def_zgr( ld_zco  , ld_zps  , ld_sco  , ld_isfcav,    &   ! type of vertical coordinate
41      &                    pdept_1d, pdepw_1d, pe3t_1d , pe3w_1d  ,    &   ! 1D reference vertical coordinate
42      &                    pdept , pdepw ,                             &   ! 3D t & w-points depth
43      &                    pe3t  , pe3u  , pe3v , pe3f ,               &   ! vertical scale factors
44      &                    pe3w  , pe3uw , pe3vw,                      &   !     -      -      -
45      &                    k_top  , k_bot    )                             ! top & bottom ocean level
46      !!---------------------------------------------------------------------
47      !!              ***  ROUTINE usr_def_zgr  ***
48      !!
49      !! ** Purpose :   User defined the vertical coordinates
50      !!
51      !!----------------------------------------------------------------------
52      LOGICAL                   , INTENT(out) ::   ld_zco, ld_zps, ld_sco      ! vertical coordinate flags
53      LOGICAL                   , INTENT(out) ::   ld_isfcav                   ! under iceshelf cavity flag
54      REAL(wp), DIMENSION(:)    , INTENT(out) ::   pdept_1d, pdepw_1d          ! 1D grid-point depth     [m]
55      REAL(wp), DIMENSION(:)    , INTENT(out) ::   pe3t_1d , pe3w_1d           ! 1D grid-point depth     [m]
56      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(out) ::   pdept, pdepw                ! grid-point depth        [m]
57      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(out) ::   pe3t , pe3u , pe3v , pe3f   ! vertical scale factors  [m]
58      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(out) ::   pe3w , pe3uw, pe3vw         ! i-scale factors
59      INTEGER , DIMENSION(:,:)  , INTENT(out) ::   k_top, k_bot                ! first & last ocean level
60      !
61      INTEGER  ::   jk   ! dummy indices
62      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   z2d   ! 2D workspace
63      !!----------------------------------------------------------------------
64      !
65      IF(lwp) WRITE(numout,*)
66      IF(lwp) WRITE(numout,*) 'usr_def_zgr : LOCK_EXCHANGE configuration (z-coordinate closed box ocean without cavities)'
67      IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~'
68      !
69      !
70      ! type of vertical coordinate
71      ! ---------------------------
72      ! set in usrdef_nam.F90 by reading the namusr_def namelist only ln_zco
73      ln_zco    = .TRUE.       ! z-partial-step coordinate
74      ln_zps    = .FALSE.      ! z-partial-step coordinate
75      ln_sco    = .FALSE.      ! s-coordinate
76      ld_isfcav = .FALSE.      ! ISF Ice Shelves Flag
77      !
78      !
79      ! Build the vertical coordinate system
80      ! ------------------------------------
81      !
82      !                       !==  UNmasked meter bathymetry  ==!
83      !
84      ! flat bassin (20m deep and 64000m wide, set through the jpk and jpi (see userdef_nam.F90))
85      CALL zgr_z1d( pdept_1d, pdepw_1d, pe3t_1d , pe3w_1d )   ! Reference z-coordinate system
86      !
87      !
88      !                       !==  top masked level bathymetry  ==!  (all coordinates)
89      !
90      ! no ocean cavities : top ocean level is ONE, except over land
91      ! the ocean basin surrounded by land (1 grid-point) set through lbc_lnk call as jperio=0
92      z2d(:,:) = 1._wp                    ! surface ocean is the 1st level
93      CALL lbc_lnk( z2d, 'T', 1. )        ! closed basin since jperio = 0 (see userdef_nam.F90)
94      k_top(:,:) = NINT( z2d(:,:) )
95      !
96      !                             
97      !                       !==  z-coordinate  ==!   (step-like topography)
98      !
99      !                                !* bottom ocean compute from the depth of grid-points
100      k_bot(:,:) = jpkm1 * k_top(:,:)     ! here use k_top as a land mask
101      !                                !* horizontally uniform coordinate (reference z-co everywhere)
102      DO jk = 1, jpk
103         pdept(:,:,jk) = pdept_1d(jk)
104         pdepw(:,:,jk) = pdepw_1d(jk)
105         pe3t (:,:,jk) = pe3t_1d (jk)
106         pe3u (:,:,jk) = pe3t_1d (jk)
107         pe3v (:,:,jk) = pe3t_1d (jk)
108         pe3f (:,:,jk) = pe3t_1d (jk)
109         pe3w (:,:,jk) = pe3w_1d (jk)
110         pe3uw(:,:,jk) = pe3w_1d (jk)
111         pe3vw(:,:,jk) = pe3w_1d (jk)
112      END DO
113      !
114   END SUBROUTINE usr_def_zgr
115
116
117   SUBROUTINE zgr_z1d( pdept_1d, pdepw_1d, pe3t_1d , pe3w_1d )   ! 1D reference vertical coordinate
118      !!----------------------------------------------------------------------
119      !!                   ***  ROUTINE zgr_z1d  ***
120      !!
121      !! ** Purpose :   set the depth of model levels and the resulting
122      !!      vertical scale factors.
123      !!
124      !! ** Method  :   1D z-coordinate system (use in all type of coordinate)
125      !!       The depth of model levels is set from dep(k), an analytical function:
126      !!                   w-level: depw_1d  = dep(k)
127      !!                   t-level: dept_1d  = dep(k+0.5)
128      !!       The scale factors are the discrete derivative of the depth:
129      !!                   e3w_1d(jk) = dk[ dept_1d ]
130      !!                   e3t_1d(jk) = dk[ depw_1d ]
131      !!
132      !!            ===    Here constant vertical resolution   ===
133      !!
134      !! ** Action  : - pdept_1d, pdepw_1d : depth of T- and W-point (m)
135      !!              - pe3t_1d , pe3w_1d  : scale factors at T- and W-levels (m)
136      !!----------------------------------------------------------------------
137      REAL(wp), DIMENSION(:), INTENT(out) ::   pdept_1d, pdepw_1d   ! 1D grid-point depth        [m]
138      REAL(wp), DIMENSION(:), INTENT(out) ::   pe3t_1d , pe3w_1d    ! 1D vertical scale factors  [m]
139      !
140      INTEGER  ::   jk       ! dummy loop indices
141      REAL(wp) ::   zt, zw   ! local scalar
142      !!----------------------------------------------------------------------
143      !
144      IF(lwp) THEN                         ! Parameter print
145         WRITE(numout,*)
146         WRITE(numout,*) '    zgr_z1d : Reference vertical z-coordinates: uniform dz = ', rn_dz
147         WRITE(numout,*) '    ~~~~~~~'
148      ENDIF
149      !
150      ! Reference z-coordinate (depth - scale factor at T- and W-points)   ! Madec & Imbard 1996 function
151      ! ----------------------
152      DO jk = 1, jpk
153         zw = REAL( jk , wp )
154         zt = REAL( jk , wp ) + 0.5_wp
155         pdepw_1d(jk) =    rn_dz *   REAL( jk-1 , wp )
156         pdept_1d(jk) =    rn_dz * ( REAL( jk-1 , wp ) + 0.5_wp )
157         pe3w_1d (jk) =    rn_dz
158         pe3t_1d (jk) =    rn_dz
159      END DO
160      !
161      IF(lwp) THEN                        ! control print
162         WRITE(numout,*)
163         WRITE(numout,*) '              Reference 1D z-coordinate depth and scale factors:'
164         WRITE(numout, "(9x,' level  gdept_1d  gdepw_1d  e3t_1d   e3w_1d  ')" )
165         WRITE(numout, "(10x, i4, 4f9.2)" ) ( jk, pdept_1d(jk), pdepw_1d(jk), pe3t_1d(jk), pe3w_1d(jk), jk = 1, jpk )
166      ENDIF
167      !
168   END SUBROUTINE zgr_z1d
169   
170   !!======================================================================
171END MODULE usrdef_zgr
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.