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/2016/dev_r6519_HPC_4/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/ZDF – NEMO

source: branches/2016/dev_r6519_HPC_4/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/ZDF/zdfmxl.F90 @ 6748

Last change on this file since 6748 was 6748, checked in by mocavero, 8 years ago

GYRE hybrid parallelization

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 7.5 KB
Line 
1MODULE zdfmxl
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  zdfmxl  ***
4   !! Ocean physics: mixed layer depth
5   !!======================================================================
6   !! History :  1.0  ! 2003-08  (G. Madec)  original code
7   !!            3.2  ! 2009-07  (S. Masson, G. Madec)  IOM + merge of DO-loop
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
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   !!   zdf_mxl      : Compute the turbocline and mixed layer depths.
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   USE oce             ! ocean dynamics and tracers variables
14   USE dom_oce         ! ocean space and time domain variables
15   USE zdf_oce         ! ocean vertical physics
16   USE in_out_manager  ! I/O manager
17   USE prtctl          ! Print control
18   USE phycst          ! physical constants
19   USE iom             ! I/O library
20   USE lib_mpp         ! MPP library
21   USE wrk_nemo        ! work arrays
22   USE timing          ! Timing
23   USE trc_oce, ONLY : lk_offline ! offline flag
24
25   IMPLICIT NONE
26   PRIVATE
27
28   PUBLIC   zdf_mxl       ! called by step.F90
29
30   INTEGER , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   nmln    !: number of level in the mixed layer (used by TOP)
31   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hmld    !: mixing layer depth (turbocline)      [m]
32   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hmlp    !: mixed layer depth  (rho=rho0+zdcrit) [m]
33   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hmlpt   !: depth of the last T-point inside the mixed layer [m]
34
35   REAL(wp), PUBLIC ::   rho_c = 0.01_wp    !: density criterion for mixed layer depth
36   REAL(wp)         ::   avt_c = 5.e-4_wp   ! Kz criterion for the turbocline depth
37
38   !!----------------------------------------------------------------------
39   !! NEMO/OPA 4.0 , NEMO Consortium (2011)
40   !! $Id$
41   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
42   !!----------------------------------------------------------------------
43CONTAINS
44
45   INTEGER FUNCTION zdf_mxl_alloc()
46      !!----------------------------------------------------------------------
47      !!               ***  FUNCTION zdf_mxl_alloc  ***
48      !!----------------------------------------------------------------------
49      zdf_mxl_alloc = 0      ! set to zero if no array to be allocated
50      IF( .NOT. ALLOCATED( nmln ) ) THEN
51         ALLOCATE( nmln(jpi,jpj), hmld(jpi,jpj), hmlp(jpi,jpj), hmlpt(jpi,jpj), STAT= zdf_mxl_alloc )
52         !
53         IF( lk_mpp             )   CALL mpp_sum ( zdf_mxl_alloc )
54         IF( zdf_mxl_alloc /= 0 )   CALL ctl_warn('zdf_mxl_alloc: failed to allocate arrays.')
55         !
56      ENDIF
57   END FUNCTION zdf_mxl_alloc
58
59
60   SUBROUTINE zdf_mxl( kt )
61      !!----------------------------------------------------------------------
62      !!                  ***  ROUTINE zdfmxl  ***
63      !!                   
64      !! ** Purpose :   Compute the turbocline depth and the mixed layer depth
65      !!              with density criteria.
66      !!
67      !! ** Method  :   The mixed layer depth is the shallowest W depth with
68      !!      the density of the corresponding T point (just bellow) bellow a
69      !!      given value defined locally as rho(10m) + rho_c
70      !!               The turbocline depth is the depth at which the vertical
71      !!      eddy diffusivity coefficient (resulting from the vertical physics
72      !!      alone, not the isopycnal part, see trazdf.F) fall below a given
73      !!      value defined locally (avt_c here taken equal to 5 cm/s2 by default)
74      !!
75      !! ** Action  :   nmln, hmld, hmlp, hmlpt
76      !!----------------------------------------------------------------------
77      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! ocean time-step index
78      !
79      INTEGER  ::   ji, jj, jk      ! dummy loop indices
80      INTEGER  ::   iikn, iiki, ikt ! local integer
81      REAL(wp) ::   zN2_c           ! local scalar
82      INTEGER, POINTER, DIMENSION(:,:) ::   imld   ! 2D workspace
83      !!----------------------------------------------------------------------
84      !
85      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('zdf_mxl')
86      !
87      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, imld )
88
89      IF( kt == nit000 ) THEN
90         IF(lwp) WRITE(numout,*)
91         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'zdf_mxl : mixed layer depth'
92         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
93         !                             ! allocate zdfmxl arrays
94         IF( zdf_mxl_alloc() /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'zdf_mxl : unable to allocate arrays' )
95      ENDIF
96
97      ! w-level of the mixing and mixed layers
98!$OMP PARALLEL WORKSHARE
99      nmln(:,:)  = nlb10               ! Initialization to the number of w ocean point
100      hmlp(:,:)  = 0._wp               ! here hmlp used as a dummy variable, integrating vertically N^2
101!$OMP END PARALLEL WORKSHARE
102      zN2_c = grav * rho_c * r1_rau0   ! convert density criteria into N^2 criteria
103      DO jk = nlb10, jpkm1
104         DO jj = 1, jpj                ! Mixed layer level: w-level
105            DO ji = 1, jpi
106               ikt = mbkt(ji,jj)
107               hmlp(ji,jj) = hmlp(ji,jj) + MAX( rn2b(ji,jj,jk) , 0._wp ) * e3w_n(ji,jj,jk)
108               IF( hmlp(ji,jj) < zN2_c )   nmln(ji,jj) = MIN( jk , ikt ) + 1   ! Mixed layer level
109            END DO
110         END DO
111      END DO
112      !
113      ! w-level of the turbocline and mixing layer (iom_use)
114!$OMP PARALLEL WORKSHARE
115      imld(:,:) = mbkt(:,:) + 1        ! Initialization to the number of w ocean point
116!$OMP END PARALLEL WORKSHARE
117
118      DO jk = jpkm1, nlb10, -1         ! from the bottom to nlb10
119         DO jj = 1, jpj
120            DO ji = 1, jpi
121               IF( avt (ji,jj,jk) < avt_c * wmask(ji,jj,jk) )   imld(ji,jj) = jk      ! Turbocline
122            END DO
123         END DO
124      END DO
125      ! depth of the mixing and mixed layers
126!$OMP PARALLEL DO schedule(static) private(jj, ji, iiki, iikn)
127      DO jj = 1, jpj
128         DO ji = 1, jpi
129            iiki = imld(ji,jj)
130            iikn = nmln(ji,jj)
131            hmld (ji,jj) = gdepw_n(ji,jj,iiki  ) * ssmask(ji,jj)    ! Turbocline depth
132            hmlp (ji,jj) = gdepw_n(ji,jj,iikn  ) * ssmask(ji,jj)    ! Mixed layer depth
133            hmlpt(ji,jj) = gdept_n(ji,jj,iikn-1) * ssmask(ji,jj)    ! depth of the last T-point inside the mixed layer
134         END DO
135      END DO
136      ! no need to output in offline mode
137      IF( .NOT.lk_offline ) THEN   
138         IF ( iom_use("mldr10_1") ) THEN
139            IF( ln_isfcav ) THEN
140               CALL iom_put( "mldr10_1", hmlp - risfdep)   ! mixed layer thickness
141            ELSE
142               CALL iom_put( "mldr10_1", hmlp )            ! mixed layer depth
143            END IF
144         END IF
145         IF ( iom_use("mldkz5") ) THEN
146            IF( ln_isfcav ) THEN
147               CALL iom_put( "mldkz5"  , hmld - risfdep )   ! turbocline thickness
148            ELSE
149               CALL iom_put( "mldkz5"  , hmld )             ! turbocline depth
150            END IF
151         END IF
152      ENDIF
153     
154      IF(ln_ctl)   CALL prt_ctl( tab2d_1=REAL(nmln,wp), clinfo1=' nmln : ', tab2d_2=hmlp, clinfo2=' hmlp : ', ovlap=1 )
155      !
156      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, imld )
157      !
158      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('zdf_mxl')
159      !
160   END SUBROUTINE zdf_mxl
161
162   !!======================================================================
163END MODULE zdfmxl
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.