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.
zdftmx.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/zdftmx.F90 @ 7525

Last change on this file since 7525 was 7525, checked in by mocavero, 7 years ago

changes after review

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 60.5 KB
Line 
1MODULE zdftmx
2   !!========================================================================
3   !!                       ***  MODULE  zdftmx  ***
4   !! Ocean physics: vertical tidal mixing coefficient
5   !!========================================================================
6   !! History :  1.0  !  2004-04  (L. Bessieres, G. Madec)  Original code
7   !!             -   !  2006-08  (A. Koch-Larrouy) Indonesian strait
8   !!            3.3  !  2010-10  (C. Ethe, G. Madec) reorganisation of initialisation phase
9   !!----------------------------------------------------------------------
10#if defined key_zdftmx
11   !!----------------------------------------------------------------------
12   !!   'key_zdftmx'                                  Tidal vertical mixing
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   !!   zdf_tmx       : global     momentum & tracer Kz with tidal induced Kz
15   !!   tmx_itf       : Indonesian momentum & tracer Kz with tidal induced Kz
16   !!----------------------------------------------------------------------
17   USE oce            ! ocean dynamics and tracers variables
18   USE dom_oce        ! ocean space and time domain variables
19   USE zdf_oce        ! ocean vertical physics variables
20   USE lbclnk         ! ocean lateral boundary conditions (or mpp link)
21   USE eosbn2         ! ocean equation of state
22   USE phycst         ! physical constants
23   USE prtctl         ! Print control
24   USE in_out_manager ! I/O manager
25   USE iom            ! I/O Manager
26   USE lib_mpp        ! MPP library
27   USE wrk_nemo       ! work arrays
28   USE timing         ! Timing
29   USE lib_fortran    ! Fortran utilities (allows no signed zero when 'key_nosignedzero' defined) 
30
31   IMPLICIT NONE
32   PRIVATE
33
34   PUBLIC   zdf_tmx         ! called in step module
35   PUBLIC   zdf_tmx_init    ! called in opa module
36   PUBLIC   zdf_tmx_alloc   ! called in nemogcm module
37
38   LOGICAL, PUBLIC, PARAMETER ::   lk_zdftmx = .TRUE.    !: tidal mixing flag
39
40   !                       !!* Namelist  namzdf_tmx : tidal mixing *
41   REAL(wp) ::  rn_htmx     ! vertical decay scale for turbulence (meters)
42   REAL(wp) ::  rn_n2min    ! threshold of the Brunt-Vaisala frequency (s-1)
43   REAL(wp) ::  rn_tfe      ! tidal dissipation efficiency (St Laurent et al. 2002)
44   REAL(wp) ::  rn_me       ! mixing efficiency (Osborn 1980)
45   LOGICAL  ::  ln_tmx_itf  ! Indonesian Through Flow (ITF): Koch-Larrouy et al. (2007) parameterization
46   REAL(wp) ::  rn_tfe_itf  ! ITF tidal dissipation efficiency (St Laurent et al. 2002)
47
48   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   en_tmx     ! energy available for tidal mixing (W/m2)
49   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   mask_itf   ! mask to use over Indonesian area
50   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   az_tmx     ! coefficient used to evaluate the tidal induced Kz
51
52   !! * Substitutions
53#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
54   !!----------------------------------------------------------------------
55   !! NEMO/OPA 3.7 , NEMO Consortium (2014)
56   !! $Id$
57   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
58   !!----------------------------------------------------------------------
59CONTAINS
60
61   INTEGER FUNCTION zdf_tmx_alloc()
62      !!----------------------------------------------------------------------
63      !!                ***  FUNCTION zdf_tmx_alloc  ***
64      !!----------------------------------------------------------------------
65      ALLOCATE(en_tmx(jpi,jpj), mask_itf(jpi,jpj), az_tmx(jpi,jpj,jpk), STAT=zdf_tmx_alloc )
66      !
67      IF( lk_mpp             )   CALL mpp_sum ( zdf_tmx_alloc )
68      IF( zdf_tmx_alloc /= 0 )   CALL ctl_warn('zdf_tmx_alloc: failed to allocate arrays')
69   END FUNCTION zdf_tmx_alloc
70
71
72   SUBROUTINE zdf_tmx( kt )
73      !!----------------------------------------------------------------------
74      !!                  ***  ROUTINE zdf_tmx  ***
75      !!                   
76      !! ** Purpose :   add to the vertical mixing coefficients the effect of
77      !!              tidal mixing (Simmons et al 2004).
78      !!
79      !! ** Method  : - tidal-induced vertical mixing is given by:
80      !!                  Kz_tides = az_tmx / max( rn_n2min, N^2 )
81      !!              where az_tmx is a coefficient that specified the 3D space
82      !!              distribution of the faction of tidal energy taht is used
83      !!              for mixing. Its expression is set in zdf_tmx_init routine,
84      !!              following Simmons et al. 2004.
85      !!                NB: a specific bounding procedure is performed on av_tide
86      !!              so that the input tidal energy is actually almost used. The
87      !!              basic maximum value is 60 cm2/s, but values of 300 cm2/s
88      !!              can be reached in area where bottom stratification is too
89      !!              weak.
90      !!
91      !!              - update av_tide in the Indonesian Through Flow area
92      !!              following Koch-Larrouy et al. (2007) parameterisation
93      !!              (see tmx_itf routine).
94      !!
95      !!              - update the model vertical eddy viscosity and diffusivity:
96      !!                     avt  = avt  +    av_tides
97      !!                     avm  = avm  +    av_tides
98      !!                     avmu = avmu + mi(av_tides)
99      !!                     avmv = avmv + mj(av_tides)
100      !!
101      !! ** Action  :   avt, avm, avmu, avmv   increased by tidal mixing
102      !!
103      !! References : Simmons et al. 2004, Ocean Modelling, 6, 3-4, 245-263.
104      !!              Koch-Larrouy et al. 2007, GRL.
105      !!----------------------------------------------------------------------
106      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! ocean time-step
107      !
108      INTEGER  ::   ji, jj, jk   ! dummy loop indices
109      REAL(wp) ::   ztpc         ! scalar workspace
110      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:)   ::   zkz
111      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) ::   zav_tide
112      !!----------------------------------------------------------------------
113      !
114      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('zdf_tmx')
115      !
116      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,       zkz )
117      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpk,   zav_tide )
118      !
119      !                          ! ----------------------- !
120      !                          !  Standard tidal mixing  !  (compute zav_tide)
121      !                          ! ----------------------- !
122      !                             !* First estimation (with n2 bound by rn_n2min) bounded by 60 cm2/s
123!$OMP PARALLEL
124!$OMP DO schedule(static) private(jk,jj,ji)
125      DO jk = 1, jpk
126         DO jj = 1, jpj
127            DO ji = 1, jpi
128               zav_tide(ji,jj,jk) = MIN(  60.e-4, az_tmx(ji,jj,jk) / MAX( rn_n2min, rn2(ji,jj,jk) )  )
129            END DO
130         END DO
131      END DO
132!$OMP END DO NOWAIT
133
134!$OMP DO schedule(static) private(jj, ji)
135      DO jj = 1, jpj
136         DO ji = 1, jpi
137            zkz(ji,jj) = 0.e0               !* Associated potential energy consummed over the whole water column
138         END DO
139      END DO
140      DO jk = 2, jpkm1
141!$OMP DO schedule(static) private(jj, ji)
142         DO jj = 1, jpj
143            DO ji = 1, jpi
144               zkz(ji,jj) = zkz(ji,jj) + e3w_n(ji,jj,jk) * MAX( 0.e0, rn2(ji,jj,jk) ) * rau0 * zav_tide(ji,jj,jk) * wmask(ji,jj,jk)
145            END DO
146         END DO
147      END DO
148
149!$OMP DO schedule(static) private(jj, ji)
150      DO jj = 1, jpj                !* Here zkz should be equal to en_tmx ==> multiply by en_tmx/zkz to recover en_tmx
151         DO ji = 1, jpi
152            IF( zkz(ji,jj) /= 0.e0 )   zkz(ji,jj) = en_tmx(ji,jj) / zkz(ji,jj)
153         END DO
154      END DO
155
156      DO jk = 2, jpkm1     !* Mutiply by zkz to recover en_tmx, BUT bound by 30/6 ==> zav_tide bound by 300 cm2/s
157!$OMP DO schedule(static) private(jj, ji)
158         DO jj = 1, jpj
159            DO ji = 1, jpi
160               zav_tide(ji,jj,jk) = zav_tide(ji,jj,jk) * MIN( zkz(ji,jj), 30./6. ) * wmask(ji,jj,jk)  !kz max = 300 cm2/s
161            END DO
162         END DO
163!$OMP END DO NOWAIT
164      END DO
165!$OMP END PARALLEL
166
167      IF( kt == nit000 ) THEN       !* check at first time-step: diagnose the energy consumed by zav_tide
168         ztpc = 0._wp
169!$OMP PARALLEL DO schedule(static) private(jk,jj,ji,ztpc)
170         DO jk= 1, jpk
171            DO jj= 1, jpj
172               DO ji= 1, jpi
173                  ztpc = ztpc + e3w_n(ji,jj,jk) * e1e2t(ji,jj)                  &
174                     &        * MAX( 0.e0, rn2(ji,jj,jk) ) * zav_tide(ji,jj,jk) * tmask(ji,jj,jk) * tmask_i(ji,jj)
175               END DO
176            END DO
177         END DO
178         ztpc= rau0 / ( rn_tfe * rn_me ) * ztpc
179         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( ztpc )
180         IF(lwp) WRITE(numout,*) 
181         IF(lwp) WRITE(numout,*) '          N Total power consumption by av_tide    : ztpc = ', ztpc * 1.e-12 ,'TW'
182      ENDIF
183       
184      !                          ! ----------------------- !
185      !                          !    ITF  tidal mixing    !  (update zav_tide)
186      !                          ! ----------------------- !
187      IF( ln_tmx_itf )   CALL tmx_itf( kt, zav_tide )
188
189      !                          ! ----------------------- !
190      !                          !   Update  mixing coefs  !                         
191      !                          ! ----------------------- !
192!$OMP PARALLEL DO schedule(static) private(jk,jj,ji)
193      DO jk = 2, jpkm1              !* update momentum & tracer diffusivity with tidal mixing
194         DO jj = 1, jpj
195            DO ji = 1, jpi  ! vector opt.
196               avt(ji,jj,jk) = avt(ji,jj,jk) + zav_tide(ji,jj,jk) * wmask(ji,jj,jk)
197               avm(ji,jj,jk) = avm(ji,jj,jk) + zav_tide(ji,jj,jk) * wmask(ji,jj,jk)
198            END DO
199         END DO
200         DO jj = 2, jpjm1
201            DO ji = fs_2, fs_jpim1  ! vector opt.
202               avmu(ji,jj,jk) = avmu(ji,jj,jk) + 0.5 * ( zav_tide(ji,jj,jk) + zav_tide(ji+1,jj  ,jk) ) * wumask(ji,jj,jk)
203               avmv(ji,jj,jk) = avmv(ji,jj,jk) + 0.5 * ( zav_tide(ji,jj,jk) + zav_tide(ji  ,jj+1,jk) ) * wvmask(ji,jj,jk)
204            END DO
205         END DO
206      END DO
207      CALL lbc_lnk( avmu, 'U', 1. )   ;   CALL lbc_lnk( avmv, 'V', 1. )      ! lateral boundary condition
208
209      !                             !* output tidal mixing coefficient
210      CALL iom_put( "av_tide", zav_tide )
211
212      IF(ln_ctl)   CALL prt_ctl(tab3d_1=zav_tide , clinfo1=' tmx - av_tide: ', tab3d_2=avt, clinfo2=' avt: ', ovlap=1, kdim=jpk)
213      !
214      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,       zkz )
215      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpk,   zav_tide )
216      !
217      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('zdf_tmx')
218      !
219   END SUBROUTINE zdf_tmx
220
221
222   SUBROUTINE tmx_itf( kt, pav )
223      !!----------------------------------------------------------------------
224      !!                  ***  ROUTINE tmx_itf  ***
225      !!                   
226      !! ** Purpose :   modify the vertical eddy diffusivity coefficients
227      !!              (pav) in the Indonesian Through Flow area (ITF).
228      !!
229      !! ** Method  : - Following Koch-Larrouy et al. (2007), in the ITF defined
230      !!                by msk_itf (read in a file, see tmx_init), the tidal
231      !!                mixing coefficient is computed with :
232      !!                  * q=1 (i.e. all the tidal energy remains trapped in
233      !!                         the area and thus is used for mixing)
234      !!                  * the vertical distribution of the tifal energy is a
235      !!                    proportional to N above the thermocline (d(N^2)/dz > 0)
236      !!                    and to N^2 below the thermocline (d(N^2)/dz < 0)
237      !!
238      !! ** Action  :   av_tide   updated in the ITF area (msk_itf)
239      !!
240      !! References :  Koch-Larrouy et al. 2007, GRL
241      !!----------------------------------------------------------------------
242      INTEGER , INTENT(in   )                         ::   kt   ! ocean time-step
243      REAL(wp), INTENT(inout), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) ::   pav  ! Tidal mixing coef.
244      !!
245      INTEGER  ::   ji, jj, jk    ! dummy loop indices
246      REAL(wp) ::   zcoef, ztpc   ! temporary scalar
247      REAL(wp), DIMENSION(:,:)  , POINTER ::   zkz                        ! 2D workspace
248      REAL(wp), DIMENSION(:,:)  , POINTER ::   zsum1 , zsum2 , zsum       !  -      -
249      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::   zempba_3d_1, zempba_3d_2   ! 3D workspace
250      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::   zempba_3d  , zdn2dz        !  -      -
251      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::   zavt_itf                   !  -      -
252      !!----------------------------------------------------------------------
253      !
254      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('tmx_itf')
255      !
256      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, zkz, zsum1 , zsum2 , zsum )
257      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpk, zempba_3d_1, zempba_3d_2, zempba_3d, zdn2dz, zavt_itf )
258
259      !                             ! compute the form function using N2 at each time step
260!$OMP PARALLEL
261!$OMP DO schedule(static) private(jj, ji)
262      DO jj = 1, jpj
263         DO ji = 1, jpi
264            zempba_3d_1(ji,jj,jpk) = 0.e0
265            zempba_3d_2(ji,jj,jpk) = 0.e0
266         END DO
267      END DO
268!$OMP DO schedule(static) private(jk)
269      DO jk = 1, jpkm1             
270         zdn2dz     (:,:,jk) = rn2(:,:,jk) - rn2(:,:,jk+1)           ! Vertical profile of dN2/dz
271         zempba_3d_1(:,:,jk) = SQRT(  MAX( 0.e0, rn2(:,:,jk) )  )    !    -        -    of N
272         zempba_3d_2(:,:,jk) =        MAX( 0.e0, rn2(:,:,jk) )       !    -        -    of N^2
273      END DO
274!$OMP END DO NOWAIT
275      !
276!$OMP DO schedule(static) private(jj, ji)
277      DO jj = 1, jpj
278         DO ji = 1, jpi
279            zsum (ji,jj) = 0.e0
280            zsum1(ji,jj) = 0.e0
281            zsum2(ji,jj) = 0.e0
282         END DO
283      END DO
284      DO jk= 2, jpk
285!$OMP DO schedule(static) private(jj,ji)
286         DO jj= 1, jpj
287            DO ji= 1, jpi
288               zsum1(ji,jj) = zsum1(ji,jj) + zempba_3d_1(ji,jj,jk) * e3w_n(ji,jj,jk) * wmask(ji,jj,jk)
289               zsum2(ji,jj) = zsum2(ji,jj) + zempba_3d_2(ji,jj,jk) * e3w_n(ji,jj,jk) * wmask(ji,jj,jk)             
290            END DO
291        END DO
292      END DO
293!$OMP DO schedule(static) private(jj,ji)
294      DO jj = 1, jpj
295         DO ji = 1, jpi
296            IF( zsum1(ji,jj) /= 0.e0 )   zsum1(ji,jj) = 1.e0 / zsum1(ji,jj)
297            IF( zsum2(ji,jj) /= 0.e0 )   zsum2(ji,jj) = 1.e0 / zsum2(ji,jj)               
298         END DO
299      END DO
300
301      DO jk= 1, jpk
302!$OMP DO schedule(static) private(jj,ji,zcoef,ztpc)
303         DO jj = 1, jpj
304            DO ji = 1, jpi
305               zcoef = 0.5 - SIGN( 0.5, zdn2dz(ji,jj,jk) )       ! =0 if dN2/dz > 0, =1 otherwise
306               ztpc  = zempba_3d_1(ji,jj,jk) * zsum1(ji,jj) *        zcoef     &
307                  &  + zempba_3d_2(ji,jj,jk) * zsum2(ji,jj) * ( 1. - zcoef )
308               !
309               zempba_3d(ji,jj,jk) =               ztpc 
310               zsum     (ji,jj)    = zsum(ji,jj) + ztpc * e3w_n(ji,jj,jk)
311            END DO
312         END DO
313       END DO
314!$OMP DO schedule(static) private(jj,ji)
315       DO jj = 1, jpj
316          DO ji = 1, jpi
317             IF( zsum(ji,jj) > 0.e0 )   zsum(ji,jj) = 1.e0 / zsum(ji,jj)               
318          END DO
319       END DO
320
321      !                             ! first estimation bounded by 10 cm2/s (with n2 bounded by rn_n2min)
322      zcoef = rn_tfe_itf / ( rn_tfe * rau0 )
323!$OMP DO schedule(static) private(jk,jj,ji)
324      DO jk = 1, jpk
325         DO jj = 1, jpj
326            DO ji = 1, jpi
327               zavt_itf(ji,jj,jk) = MIN(  10.e-4, zcoef * en_tmx(ji,jj) * zsum(ji,jj) * zempba_3d(ji,jj,jk)   &
328            &                                      / MAX( rn_n2min, rn2(ji,jj,jk) ) * tmask(ji,jj,jk)  )
329            END DO
330         END DO
331      END DO
332
333!$OMP DO schedule(static) private(jj, ji)
334      DO jj = 1, jpj
335         DO ji = 1, jpi
336            zkz(ji,jj) = 0.e0               ! Associated potential energy consummed over the whole water column
337         END DO
338      END DO
339      DO jk = 2, jpkm1
340!$OMP DO schedule(static) private(jj,ji)
341         DO jj = 1, jpj
342            DO ji = 1, jpi
343               zkz(ji,jj) = zkz(ji,jj) + e3w_n(ji,jj,jk) * MAX( 0.e0, rn2(ji,jj,jk) ) * rau0 * zavt_itf(ji,jj,jk) * wmask(ji,jj,jk)
344            END DO
345         END DO
346      END DO
347
348!$OMP DO schedule(static) private(jj,ji)
349      DO jj = 1, jpj                ! Here zkz should be equal to en_tmx ==> multiply by en_tmx/zkz to recover en_tmx
350         DO ji = 1, jpi
351            IF( zkz(ji,jj) /= 0.e0 )   zkz(ji,jj) = en_tmx(ji,jj) * rn_tfe_itf / rn_tfe / zkz(ji,jj)
352         END DO
353      END DO
354
355!$OMP DO schedule(static) private(jk,jj,ji)
356      DO jk = 2, jpkm1              ! Mutiply by zkz to recover en_tmx, BUT bound by 30/6 ==> zavt_itf bound by 300 cm2/s
357         DO jj = 1, jpj
358            DO ji = 1, jpi
359               zavt_itf(ji,jj,jk) = zavt_itf(ji,jj,jk) * MIN( zkz(ji,jj), 120./10. ) * wmask(ji,jj,jk)   ! kz max = 120 cm2/s
360            END DO
361         END DO
362      END DO
363!$OMP END DO NOWAIT
364!$OMP END PARALLEL
365
366      IF( kt == nit000 ) THEN       ! diagnose the nergy consumed by zavt_itf
367         ztpc = 0.e0
368!$OMP PARALLEL DO schedule(static) private(jk,jj,ji,ztpc)
369         DO jk= 1, jpk
370            DO jj= 1, jpj
371               DO ji= 1, jpi
372                  ztpc = ztpc + e1e2t(ji,jj) * e3w_n(ji,jj,jk) * MAX( 0.e0, rn2(ji,jj,jk) )   &
373                     &                       * zavt_itf(ji,jj,jk) * tmask(ji,jj,jk) * tmask_i(ji,jj)
374               END DO
375            END DO
376         END DO
377         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( ztpc )
378         ztpc= rau0 * ztpc / ( rn_me * rn_tfe_itf )
379         IF(lwp) WRITE(numout,*) '          N Total power consumption by zavt_itf: ztpc = ', ztpc * 1.e-12 ,'TW'
380      ENDIF
381
382      !                             ! Update pav with the ITF mixing coefficient
383!$OMP PARALLEL DO schedule(static) private(jk)
384      DO jk = 2, jpkm1
385         pav(:,:,jk) = pav     (:,:,jk) * ( 1.e0 - mask_itf(:,:) )   &
386            &        + zavt_itf(:,:,jk) *          mask_itf(:,:) 
387      END DO
388      !
389      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, zkz, zsum1 , zsum2 , zsum )
390      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpk, zempba_3d_1, zempba_3d_2, zempba_3d, zdn2dz, zavt_itf )
391      !
392      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('tmx_itf')
393      !
394   END SUBROUTINE tmx_itf
395
396
397   SUBROUTINE zdf_tmx_init
398      !!----------------------------------------------------------------------
399      !!                  ***  ROUTINE zdf_tmx_init  ***
400      !!                     
401      !! ** Purpose :   Initialization of the vertical tidal mixing, Reading
402      !!              of M2 and K1 tidal energy in nc files
403      !!
404      !! ** Method  : - Read the namtmx namelist and check the parameters
405      !!
406      !!              - Read the input data in NetCDF files :
407      !!              M2 and K1 tidal energy. The total tidal energy, en_tmx,
408      !!              is the sum of M2, K1 and S2 energy where S2 is assumed
409      !!              to be: S2=(1/2)^2 * M2
410      !!              mask_itf, a mask array that determine where substituing
411      !!              the standard Simmons et al. (2005) formulation with the
412      !!              one of Koch_Larrouy et al. (2007).
413      !!
414      !!              - Compute az_tmx, a 3D coefficient that allows to compute
415      !!             the standard tidal-induced vertical mixing as follows:
416      !!                  Kz_tides = az_tmx / max( rn_n2min, N^2 )
417      !!             with az_tmx a bottom intensified coefficient is given by:
418      !!                 az_tmx(z) = en_tmx / ( rau0 * rn_htmx ) * EXP( -(H-z)/rn_htmx )
419      !!                                                  / ( 1. - EXP( - H   /rn_htmx ) )
420      !!             where rn_htmx the characteristic length scale of the bottom
421      !!             intensification, en_tmx the tidal energy, and H the ocean depth
422      !!
423      !! ** input   :   - Namlist namtmx
424      !!                - NetCDF file : M2_ORCA2.nc, K1_ORCA2.nc, and mask_itf.nc
425      !!
426      !! ** Action  : - Increase by 1 the nstop flag is setting problem encounter
427      !!              - defined az_tmx used to compute tidal-induced mixing
428      !!
429      !! References : Simmons et al. 2004, Ocean Modelling, 6, 3-4, 245-263.
430      !!              Koch-Larrouy et al. 2007, GRL.
431      !!----------------------------------------------------------------------
432      INTEGER  ::   ji, jj, jk   ! dummy loop indices
433      INTEGER  ::   inum         ! local integer
434      INTEGER  ::   ios
435      REAL(wp) ::   ztpc, ze_z   ! local scalars
436      REAL(wp), DIMENSION(:,:)  , POINTER ::  zem2, zek1     ! read M2 and K1 tidal energy
437      REAL(wp), DIMENSION(:,:)  , POINTER ::  zkz            ! total M2, K1 and S2 tidal energy
438      REAL(wp), DIMENSION(:,:)  , POINTER ::  zfact          ! used for vertical structure function
439      REAL(wp), DIMENSION(:,:)  , POINTER ::  zhdep          ! Ocean depth
440      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  zpc, zav_tide  ! power consumption
441      !!
442      NAMELIST/namzdf_tmx/ rn_htmx, rn_n2min, rn_tfe, rn_me, ln_tmx_itf, rn_tfe_itf
443      !!----------------------------------------------------------------------
444      !
445      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('zdf_tmx_init')
446      !
447      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,       zem2, zek1, zkz, zfact, zhdep )
448      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpk,   zpc, zav_tide )
449      !
450      REWIND( numnam_ref )             ! Namelist namzdf_tmx in reference namelist : Tidal Mixing
451      READ  ( numnam_ref, namzdf_tmx, IOSTAT = ios, ERR = 901)
452901   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namzdf_tmx in reference namelist', lwp )
453      !
454      REWIND( numnam_cfg )             ! Namelist namzdf_tmx in configuration namelist : Tidal Mixing
455      READ  ( numnam_cfg, namzdf_tmx, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
456902   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namzdf_tmx in configuration namelist', lwp )
457      IF(lwm) WRITE ( numond, namzdf_tmx )
458      !
459      IF(lwp) THEN                     ! Control print
460         WRITE(numout,*)
461         WRITE(numout,*) 'zdf_tmx_init : tidal mixing'
462         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
463         WRITE(numout,*) '   Namelist namzdf_tmx : set tidal mixing parameters'
464         WRITE(numout,*) '      Vertical decay scale for turbulence   = ', rn_htmx 
465         WRITE(numout,*) '      Brunt-Vaisala frequency threshold     = ', rn_n2min
466         WRITE(numout,*) '      Tidal dissipation efficiency          = ', rn_tfe
467         WRITE(numout,*) '      Mixing efficiency                     = ', rn_me
468         WRITE(numout,*) '      ITF specific parameterisation         = ', ln_tmx_itf
469         WRITE(numout,*) '      ITF tidal dissipation efficiency      = ', rn_tfe_itf
470      ENDIF
471      !                                ! allocate tmx arrays
472      IF( zdf_tmx_alloc() /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'zdf_tmx_init : unable to allocate tmx arrays' )
473
474      IF( ln_tmx_itf ) THEN            ! read the Indonesian Through Flow mask
475         CALL iom_open('mask_itf',inum)
476         CALL iom_get (inum, jpdom_data, 'tmaskitf',mask_itf,1) !
477         CALL iom_close(inum)
478      ENDIF
479      !                                ! read M2 tidal energy flux : W/m2  ( zem2 < 0 )
480      CALL iom_open('M2rowdrg',inum)
481      CALL iom_get (inum, jpdom_data, 'field',zem2,1) !
482      CALL iom_close(inum)
483      !                                ! read K1 tidal energy flux : W/m2  ( zek1 < 0 )
484      CALL iom_open('K1rowdrg',inum)
485      CALL iom_get (inum, jpdom_data, 'field',zek1,1) !
486      CALL iom_close(inum)
487      !                                ! Total tidal energy ( M2, S2 and K1  with S2=(1/2)^2 * M2 )
488      !                                ! only the energy available for mixing is taken into account,
489      !                                ! (mixing efficiency tidal dissipation efficiency)
490!$OMP PARALLEL
491
492!$OMP DO schedule(static) private(jj, ji)
493      DO jj = 1, jpj
494         DO ji = 1, jpi
495            en_tmx(ji,jj) = - rn_tfe * rn_me * ( zem2(ji,jj) * 1.25 + zek1(ji,jj) ) * ssmask(ji,jj)
496         END DO
497      END DO
498
499!============
500!TG: Bug for VVL? Should this section be moved out of _init and be updated at every timestep?
501!!gm : you are right, but tidal mixing acts in deep ocean (H>500m) where e3 is O(100m)
502!!     the error is thus ~1% which I feel comfortable with, compared to uncertainties in tidal energy dissipation.
503      !                                ! Vertical structure (az_tmx)
504!$OMP DO schedule(static) private(jj, ji)
505      DO jj = 1, jpj                         ! part independent of the level
506         DO ji = 1, jpi
507            zhdep(ji,jj) = gdepw_0(ji,jj,mbkt(ji,jj)+1)       ! depth of the ocean
508            zfact(ji,jj) = rau0 * rn_htmx * ( 1. - EXP( -zhdep(ji,jj) / rn_htmx ) )
509            IF( zfact(ji,jj) /= 0 )   zfact(ji,jj) = en_tmx(ji,jj) / zfact(ji,jj)
510         END DO
511      END DO
512!$OMP DO schedule(static) private(jk, jj, ji)
513      DO jk= 1, jpk                          ! complete with the level-dependent part
514         DO jj = 1, jpj
515            DO ji = 1, jpi
516               az_tmx(ji,jj,jk) = zfact(ji,jj) * EXP( -( zhdep(ji,jj)-gdepw_0(ji,jj,jk) ) / rn_htmx ) * tmask(ji,jj,jk)
517            END DO
518         END DO
519      END DO
520!$OMP END DO NOWAIT
521!$OMP END PARALLEL
522!===========
523      !
524      IF( nprint == 1 .AND. lwp ) THEN
525         ! Control print
526         ! Total power consumption due to vertical mixing
527         ! zpc = rau0 * 1/rn_me * rn2 * zav_tide
528         ztpc = 0._wp
529!$OMP PARALLEL
530!$OMP DO schedule(static) private(jk, jj, ji)
531         DO jk = 1, jpk
532            DO jj = 1, jpj
533               DO ji = 1, jpi
534                  zav_tide(ji,jj,jk) = 0.e0
535               END DO
536            END DO
537         END DO
538!$OMP DO schedule(static) private(jk)
539         DO jk = 2, jpkm1
540            zav_tide(:,:,jk) = az_tmx(:,:,jk) / MAX( rn_n2min, rn2(:,:,jk) )
541         END DO
542         !
543!$OMP DO schedule(static) private(jk, jj, ji)
544         DO jk= 1, jpk
545            DO jj = 1, jpj
546               DO ji = 1, jpi
547                  zpc(ji,jj,jk) = MAX(rn_n2min,rn2(ji,jj,jk)) * zav_tide(ji,jj,jk)
548               END DO
549            END DO
550         END DO
551!$OMP DO schedule(static) private(jk, jj, ji, ztpc)
552         DO jk= 2, jpkm1
553            DO jj = 1, jpj
554               DO ji = 1, jpi
555                  ztpc = ztpc + e3w_n(ji,jj,jk) * e1e2t(ji,jj) * zpc(ji,jj,jk) * wmask(ji,jj,jk) * tmask_i(ji,jj)
556               END DO
557            END DO
558         END DO
559!$OMP END DO NOWAIT
560!$OMP END PARALLEL
561         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( ztpc )
562         ztpc= rau0 * 1/(rn_tfe * rn_me) * ztpc
563         !
564         WRITE(numout,*) 
565         WRITE(numout,*) '          Total power consumption of the tidally driven part of Kz : ztpc = ', ztpc * 1.e-12 ,'TW'
566         !
567         ! control print 2
568!$OMP PARALLEL
569!$OMP DO schedule(static) private(jk, jj, ji)
570         DO jk= 1, jpk
571            DO jj = 1, jpj
572               DO ji = 1, jpi
573                  zav_tide(ji,jj,jk) = MIN( zav_tide(ji,jj,jk), 60.e-4 )   
574                  zkz(ji,jj) = 0._wp
575               END DO
576            END DO
577         END DO
578
579         DO jk = 2, jpkm1
580!$OMP DO schedule(static) private(jj, ji)
581            DO jj = 1, jpj
582               DO ji = 1, jpi
583                  zkz(ji,jj) = zkz(ji,jj) + e3w_n(ji,jj,jk) * MAX(0.e0, rn2(ji,jj,jk)) * rau0 * zav_tide(ji,jj,jk) * wmask(ji,jj,jk)
584               END DO
585            END DO
586         END DO
587         ! Here zkz should be equal to en_tmx ==> multiply by en_tmx/zkz
588!$OMP DO schedule(static) private(jj, ji)
589         DO jj = 1, jpj
590            DO ji = 1, jpi
591               IF( zkz(ji,jj) /= 0.e0 )   THEN
592                   zkz(ji,jj) = en_tmx(ji,jj) / zkz(ji,jj)
593               ENDIF
594            END DO
595         END DO
596         ztpc = 1.e50
597!$OMP DO schedule(static) private(jj, ji, ztpc)
598         DO jj = 1, jpj
599            DO ji = 1, jpi
600               IF( zkz(ji,jj) /= 0.e0 )   THEN
601                   ztpc = Min( zkz(ji,jj), ztpc)
602               ENDIF
603            END DO
604         END DO
605!$OMP END PARALLEL
606         WRITE(numout,*) '          Min de zkz ', ztpc, ' Max = ', maxval(zkz(:,:) )
607!$OMP PARALLEL
608         !
609!$OMP DO schedule(static) private(jk)
610         DO jk = 2, jpkm1
611            zav_tide(:,:,jk) = zav_tide(:,:,jk) * MIN( zkz(:,:), 30./6. ) * wmask(:,:,jk)  !kz max = 300 cm2/s
612         END DO
613         ztpc = 0._wp
614!$OMP DO schedule(static) private(jk, jj, ji)
615         DO jk= 1, jpk
616            DO jj = 1, jpj
617               DO ji = 1, jpi
618                  zpc(ji,jj,jk) = Max(0.e0,rn2(ji,jj,jk)) * zav_tide(ji,jj,jk)
619               END DO
620            END DO
621         END DO
622!$OMP DO schedule(static) private(jk, jj, ji, ztpc)
623         DO jk= 1, jpk
624            DO jj = 1, jpj
625               DO ji = 1, jpi
626                  ztpc = ztpc + e3w_n(ji,jj,jk) * e1e2t(ji,jj) * zpc(ji,jj,jk) * wmask(ji,jj,jk) * tmask_i(ji,jj)
627               END DO
628            END DO
629         END DO
630!$OMP END DO NOWAIT
631!$OMP END PARALLEL
632         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( ztpc )
633         ztpc= rau0 * 1/(rn_tfe * rn_me) * ztpc
634         WRITE(numout,*) '          2 Total power consumption of the tidally driven part of Kz : ztpc = ', ztpc * 1.e-12 ,'TW'
635!!gm bug mpp  in these diagnostics
636         DO jk = 1, jpk
637            ze_z =                  SUM( e1e2t(:,:) * zav_tide(:,:,jk) * tmask_i(:,:) )   &
638               &     / MAX( 1.e-20, SUM( e1e2t(:,:) * wmask   (:,:,jk) * tmask_i(:,:) ) )
639            ztpc = 1.e50
640!$OMP PARALLEL DO schedule(static) private(ztpc, jj, ji)
641            DO jj = 1, jpj
642               DO ji = 1, jpi
643                  IF( zav_tide(ji,jj,jk) /= 0.e0 )   ztpc = MIN( ztpc, zav_tide(ji,jj,jk) )
644               END DO
645            END DO
646            WRITE(numout,*) '            N2 min - jk= ', jk,'   ', ze_z * 1.e4,' cm2/s min= ',ztpc*1.e4,   &
647               &       'max= ', MAXVAL(zav_tide(:,:,jk) )*1.e4, ' cm2/s'
648         END DO
649
650         WRITE(numout,*) '          e_tide : ', SUM( e1e2t*en_tmx ) / ( rn_tfe * rn_me ) * 1.e-12, 'TW'
651         WRITE(numout,*) 
652         WRITE(numout,*) '          Initial profile of tidal vertical mixing'
653
654         DO jk = 1, jpk
655!$OMP PARALLEL DO schedule(static) private(jj, ji)
656            DO jj = 1,jpj
657               DO ji = 1,jpi
658                  zkz(ji,jj) = az_tmx(ji,jj,jk) /MAX( rn_n2min, rn2(ji,jj,jk) )
659               END DO
660            END DO
661
662            ze_z =                  SUM( e1e2t(:,:) * zkz  (:,:)    * tmask_i(:,:) )   &
663               &     / MAX( 1.e-20, SUM( e1e2t(:,:) * wmask(:,:,jk) * tmask_i(:,:) ) )
664            WRITE(numout,*) '                jk= ', jk,'   ', ze_z * 1.e4,' cm2/s'
665
666         END DO
667         DO jk = 1, jpk
668!$OMP PARALLEL DO schedule(static) private(jj, ji)
669            DO jj = 1,jpj
670               DO ji = 1,jpi
671                  zkz(ji,jj) = az_tmx(ji,jj,jk) /rn_n2min
672               END DO
673            END DO
674
675            ze_z =                  SUM( e1e2t(:,:) * zkz  (:,:)    * tmask_i(:,:) )   &
676               &     / MAX( 1.e-20, SUM( e1e2t(:,:) * wmask(:,:,jk) * tmask_i(:,:) ) )
677            WRITE(numout,*) 
678            WRITE(numout,*) '          N2 min - jk= ', jk,'   ', ze_z * 1.e4,' cm2/s min= ',MINVAL(zkz)*1.e4,   &
679               &       'max= ', MAXVAL(zkz)*1.e4, ' cm2/s'
680         END DO
681!!gm  end bug mpp
682         !
683      ENDIF
684      !
685      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, zem2, zek1, zkz, zfact, zhdep )
686      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpk, zpc )
687      !
688      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('zdf_tmx_init')
689      !
690   END SUBROUTINE zdf_tmx_init
691
692#elif defined key_zdftmx_new
693   !!----------------------------------------------------------------------
694   !!   'key_zdftmx_new'               Internal wave-driven vertical mixing
695   !!----------------------------------------------------------------------
696   !!   zdf_tmx       : global     momentum & tracer Kz with wave induced Kz
697   !!   zdf_tmx_init  : global     momentum & tracer Kz with wave induced Kz
698   !!----------------------------------------------------------------------
699   USE oce            ! ocean dynamics and tracers variables
700   USE dom_oce        ! ocean space and time domain variables
701   USE zdf_oce        ! ocean vertical physics variables
702   USE zdfddm         ! ocean vertical physics: double diffusive mixing
703   USE lbclnk         ! ocean lateral boundary conditions (or mpp link)
704   USE eosbn2         ! ocean equation of state
705   USE phycst         ! physical constants
706   USE prtctl         ! Print control
707   USE in_out_manager ! I/O manager
708   USE iom            ! I/O Manager
709   USE lib_mpp        ! MPP library
710   USE wrk_nemo       ! work arrays
711   USE timing         ! Timing
712   USE lib_fortran    ! Fortran utilities (allows no signed zero when 'key_nosignedzero' defined) 
713
714   IMPLICIT NONE
715   PRIVATE
716
717   PUBLIC   zdf_tmx         ! called in step module
718   PUBLIC   zdf_tmx_init    ! called in nemogcm module
719   PUBLIC   zdf_tmx_alloc   ! called in nemogcm module
720
721   LOGICAL, PUBLIC, PARAMETER ::   lk_zdftmx = .TRUE.    !: wave-driven mixing flag
722
723   !                       !!* Namelist  namzdf_tmx : internal wave-driven mixing *
724   INTEGER  ::  nn_zpyc     ! pycnocline-intensified mixing energy proportional to N (=1) or N^2 (=2)
725   LOGICAL  ::  ln_mevar    ! variable (=T) or constant (=F) mixing efficiency
726   LOGICAL  ::  ln_tsdiff   ! account for differential T/S wave-driven mixing (=T) or not (=F)
727
728   REAL(wp) ::  r1_6 = 1._wp / 6._wp
729
730   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   ebot_tmx     ! power available from high-mode wave breaking (W/m2)
731   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   epyc_tmx     ! power available from low-mode, pycnocline-intensified wave breaking (W/m2)
732   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   ecri_tmx     ! power available from low-mode, critical slope wave breaking (W/m2)
733   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   hbot_tmx     ! WKB decay scale for high-mode energy dissipation (m)
734   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   hcri_tmx     ! decay scale for low-mode critical slope dissipation (m)
735   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   emix_tmx     ! local energy density available for mixing (W/kg)
736   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   bflx_tmx     ! buoyancy flux Kz * N^2 (W/kg)
737   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   pcmap_tmx    ! vertically integrated buoyancy flux (W/m2)
738   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   zav_ratio    ! S/T diffusivity ratio (only for ln_tsdiff=T)
739   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   zav_wave     ! Internal wave-induced diffusivity
740
741   !! * Substitutions
742#  include "zdfddm_substitute.h90"
743#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
744   !!----------------------------------------------------------------------
745   !! NEMO/OPA 4.0 , NEMO Consortium (2016)
746   !! $Id$
747   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
748   !!----------------------------------------------------------------------
749CONTAINS
750
751   INTEGER FUNCTION zdf_tmx_alloc()
752      !!----------------------------------------------------------------------
753      !!                ***  FUNCTION zdf_tmx_alloc  ***
754      !!----------------------------------------------------------------------
755      ALLOCATE(     ebot_tmx(jpi,jpj),  epyc_tmx(jpi,jpj),  ecri_tmx(jpi,jpj)    ,   &
756      &             hbot_tmx(jpi,jpj),  hcri_tmx(jpi,jpj),  emix_tmx(jpi,jpj,jpk),   &
757      &         bflx_tmx(jpi,jpj,jpk), pcmap_tmx(jpi,jpj), zav_ratio(jpi,jpj,jpk),   & 
758      &         zav_wave(jpi,jpj,jpk), STAT=zdf_tmx_alloc     )
759      !
760      IF( lk_mpp             )   CALL mpp_sum ( zdf_tmx_alloc )
761      IF( zdf_tmx_alloc /= 0 )   CALL ctl_warn('zdf_tmx_alloc: failed to allocate arrays')
762   END FUNCTION zdf_tmx_alloc
763
764
765   SUBROUTINE zdf_tmx( kt )
766      !!----------------------------------------------------------------------
767      !!                  ***  ROUTINE zdf_tmx  ***
768      !!                   
769      !! ** Purpose :   add to the vertical mixing coefficients the effect of
770      !!              breaking internal waves.
771      !!
772      !! ** Method  : - internal wave-driven vertical mixing is given by:
773      !!                  Kz_wave = min(  100 cm2/s, f(  Reb = emix_tmx /( Nu * N^2 )  )
774      !!              where emix_tmx is the 3D space distribution of the wave-breaking
775      !!              energy and Nu the molecular kinematic viscosity.
776      !!              The function f(Reb) is linear (constant mixing efficiency)
777      !!              if the namelist parameter ln_mevar = F and nonlinear if ln_mevar = T.
778      !!
779      !!              - Compute emix_tmx, the 3D power density that allows to compute
780      !!              Reb and therefrom the wave-induced vertical diffusivity.
781      !!              This is divided into three components:
782      !!                 1. Bottom-intensified low-mode dissipation at critical slopes
783      !!                     emix_tmx(z) = ( ecri_tmx / rau0 ) * EXP( -(H-z)/hcri_tmx )
784      !!                                   / ( 1. - EXP( - H/hcri_tmx ) ) * hcri_tmx
785      !!              where hcri_tmx is the characteristic length scale of the bottom
786      !!              intensification, ecri_tmx a map of available power, and H the ocean depth.
787      !!                 2. Pycnocline-intensified low-mode dissipation
788      !!                     emix_tmx(z) = ( epyc_tmx / rau0 ) * ( sqrt(rn2(z))^nn_zpyc )
789      !!                                   / SUM( sqrt(rn2(z))^nn_zpyc * e3w(z) )
790      !!              where epyc_tmx is a map of available power, and nn_zpyc
791      !!              is the chosen stratification-dependence of the internal wave
792      !!              energy dissipation.
793      !!                 3. WKB-height dependent high mode dissipation
794      !!                     emix_tmx(z) = ( ebot_tmx / rau0 ) * rn2(z) * EXP(-z_wkb(z)/hbot_tmx)
795      !!                                   / SUM( rn2(z) * EXP(-z_wkb(z)/hbot_tmx) * e3w(z) )
796      !!              where hbot_tmx is the characteristic length scale of the WKB bottom
797      !!              intensification, ebot_tmx is a map of available power, and z_wkb is the
798      !!              WKB-stretched height above bottom defined as
799      !!                    z_wkb(z) = H * SUM( sqrt(rn2(z'>=z)) * e3w(z'>=z) )
800      !!                                 / SUM( sqrt(rn2(z'))    * e3w(z')    )
801      !!
802      !!              - update the model vertical eddy viscosity and diffusivity:
803      !!                     avt  = avt  +    av_wave
804      !!                     avm  = avm  +    av_wave
805      !!                     avmu = avmu + mi(av_wave)
806      !!                     avmv = avmv + mj(av_wave)
807      !!
808      !!              - if namelist parameter ln_tsdiff = T, account for differential mixing:
809      !!                     avs  = avt  +    av_wave * diffusivity_ratio(Reb)
810      !!
811      !! ** Action  : - Define emix_tmx used to compute internal wave-induced mixing
812      !!              - avt, avs, avm, avmu, avmv increased by internal wave-driven mixing   
813      !!
814      !! References :  de Lavergne et al. 2015, JPO; 2016, in prep.
815      !!----------------------------------------------------------------------
816      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! ocean time-step
817      !
818      INTEGER  ::   ji, jj, jk   ! dummy loop indices
819      REAL(wp) ::   ztpc         ! scalar workspace
820      REAL(wp), DIMENSION(:,:)  , POINTER ::  zfact     ! Used for vertical structure
821      REAL(wp), DIMENSION(:,:)  , POINTER ::  zhdep     ! Ocean depth
822      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  zwkb      ! WKB-stretched height above bottom
823      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  zweight   ! Weight for high mode vertical distribution
824      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  znu_t     ! Molecular kinematic viscosity (T grid)
825      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  znu_w     ! Molecular kinematic viscosity (W grid)
826      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  zReb      ! Turbulence intensity parameter
827      !!----------------------------------------------------------------------
828      !
829      IF( nn_timing == 1 )   CALL timing_start('zdf_tmx')
830      !
831      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,       zfact, zhdep )
832      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpk,   zwkb, zweight, znu_t, znu_w, zReb )
833
834      !                          ! ----------------------------- !
835      !                          !  Internal wave-driven mixing  !  (compute zav_wave)
836      !                          ! ----------------------------- !
837      !                             
838      !                        !* Critical slope mixing: distribute energy over the time-varying ocean depth,
839      !                                                 using an exponential decay from the seafloor.
840!$OMP PARALLEL
841!$OMP DO schedule(static) private(jj,ji)
842      DO jj = 1, jpj                ! part independent of the level
843         DO ji = 1, jpi
844            zhdep(ji,jj) = gdepw_0(ji,jj,mbkt(ji,jj)+1)       ! depth of the ocean
845            zfact(ji,jj) = rau0 * (  1._wp - EXP( -zhdep(ji,jj) / hcri_tmx(ji,jj) )  )
846            IF( zfact(ji,jj) /= 0 )   zfact(ji,jj) = ecri_tmx(ji,jj) / zfact(ji,jj)
847         END DO
848      END DO
849
850!$OMP DO schedule(static) private(jk)
851      DO jk = 2, jpkm1              ! complete with the level-dependent part
852         emix_tmx(:,:,jk) = zfact(:,:) * (  EXP( ( gde3w_n(:,:,jk  ) - zhdep(:,:) ) / hcri_tmx(:,:) )                      &
853            &                             - EXP( ( gde3w_n(:,:,jk-1) - zhdep(:,:) ) / hcri_tmx(:,:) )  ) * wmask(:,:,jk)   &
854            &                          / ( gde3w_n(:,:,jk) - gde3w_n(:,:,jk-1) )
855      END DO
856!$OMP END DO NOWAIT
857!$OMP END PARALLEL
858
859      !                        !* Pycnocline-intensified mixing: distribute energy over the time-varying
860      !                        !* ocean depth as proportional to sqrt(rn2)^nn_zpyc
861
862      SELECT CASE ( nn_zpyc )
863
864      CASE ( 1 )               ! Dissipation scales as N (recommended)
865
866!$OMP PARALLEL
867!$OMP DO schedule(static) private(jj, ji)
868         DO jj = 1, jpj
869            DO ji = 1, jpi
870               zfact(ji,jj) = 0._wp
871            END DO
872         END DO
873         DO jk = 2, jpkm1              ! part independent of the level
874!$OMP DO schedule(static) private(jj,ji)
875            DO jj = 1, jpj                ! part independent of the level
876               DO ji = 1, jpi
877                  zfact(ji,jj) = zfact(ji,jj) + e3w_n(ji,jj,jk) * SQRT(  MAX( 0._wp, rn2(ji,jj,jk) )  ) * wmask(ji,jj,jk)
878               END DO
879            END DO
880         END DO
881
882!$OMP DO schedule(static) private(jj,ji)
883         DO jj = 1, jpj
884            DO ji = 1, jpi
885               IF( zfact(ji,jj) /= 0 )   zfact(ji,jj) = epyc_tmx(ji,jj) / ( rau0 * zfact(ji,jj) )
886            END DO
887         END DO
888
889!$OMP DO schedule(static) private(jk)
890         DO jk = 2, jpkm1              ! complete with the level-dependent part
891            emix_tmx(:,:,jk) = emix_tmx(:,:,jk) + zfact(:,:) * SQRT(  MAX( 0._wp, rn2(:,:,jk) )  ) * wmask(:,:,jk)
892         END DO
893!$OMP END DO NOWAIT
894!$OMP END PARALLEL
895
896      CASE ( 2 )               ! Dissipation scales as N^2
897
898!$OMP PARALLEL
899!$OMP DO schedule(static) private(jj, ji)
900         DO jj = 1, jpj
901            DO ji = 1, jpi
902               zfact(ji,jj) = 0._wp
903            END DO
904         END DO
905
906         DO jk = 2, jpkm1           
907!$OMP DO schedule(static) private(jj,ji)
908            DO jj = 1, jpj           
909               DO ji = 1, jpi
910                  zfact(ji,jj) = zfact(ji,jj) + e3w_n(ji,jj,jk) * MAX( 0._wp, rn2(ji,jj,jk) ) * wmask(ji,jj,jk)
911               END DO
912            END DO
913         END DO
914
915!$OMP DO schedule(static) private(jj,ji)
916         DO jj= 1, jpj
917            DO ji = 1, jpi
918               IF( zfact(ji,jj) /= 0 )   zfact(ji,jj) = epyc_tmx(ji,jj) / ( rau0 * zfact(ji,jj) )
919            END DO
920         END DO
921
922!$OMP DO schedule(static) private(jk)
923         DO jk = 2, jpkm1              ! complete with the level-dependent part
924            emix_tmx(:,:,jk) = emix_tmx(:,:,jk) + zfact(:,:) * MAX( 0._wp, rn2(:,:,jk) ) * wmask(:,:,jk)
925         END DO
926!$OMP END DO NOWAIT
927!$OMP END PARALLEL
928
929      END SELECT
930
931      !                        !* WKB-height dependent mixing: distribute energy over the time-varying
932      !                        !* ocean depth as proportional to rn2 * exp(-z_wkb/rn_hbot)
933     
934!$OMP PARALLEL
935!$OMP DO schedule(static) private(jk,jj,ji)
936      DO jk = 1, jpk
937         DO jj = 1, jpj
938            DO ji = 1, jpi
939               zwkb(ji,jj,jk) = 0._wp
940            END DO
941         END DO
942      END DO
943!$OMP DO schedule(static) private(jj,ji)
944      DO jj = 1, jpj
945         DO ji = 1, jpi
946            zfact(ji,jj) = 0._wp
947         END DO
948      END DO
949      DO jk = 2, jpkm1
950!$OMP DO schedule(static) private(jj,ji)
951         DO jj = 1, jpj           
952            DO ji = 1, jpi
953               zfact(ji,jj) = zfact(ji,jj) + e3w_n(ji,jj,jk) * SQRT(  MAX( 0._wp, rn2(ji,jj,jk) )  ) * wmask(ji,jj,jk)
954               zwkb(ji,jj,jk) = zfact(ji,jj)
955            END DO
956         END DO
957      END DO
958
959!$OMP DO schedule(static) private(jk,jj,ji)
960      DO jk = 2, jpkm1
961         DO jj = 1, jpj
962            DO ji = 1, jpi
963               IF( zfact(ji,jj) /= 0 )   zwkb(ji,jj,jk) = zhdep(ji,jj) * ( zfact(ji,jj) - zwkb(ji,jj,jk) )   &
964                                            &           * tmask(ji,jj,jk) / zfact(ji,jj)
965            END DO
966         END DO
967      END DO
968
969!$OMP DO schedule(static) private(jj, ji)
970      DO jj = 1, jpj
971         DO ji = 1, jpi
972            zwkb(ji,jj,1) = zhdep(ji,jj) * tmask(ji,jj,1)
973         END DO
974      END DO
975!$OMP END DO NOWAIT
976!$OMP DO schedule(static) private(jk,jj,ji)
977      DO jk = 1, jpk
978         DO jj = 1, jpj
979            DO ji = 1, jpi
980               zweight(ji,jj,jk) = 0._wp
981            END DO
982         END DO
983      END DO
984
985!$OMP DO schedule(static) private(jk)
986      DO jk = 2, jpkm1
987         zweight(:,:,jk) = MAX( 0._wp, rn2(:,:,jk) ) * hbot_tmx(:,:) * wmask(:,:,jk)                    &
988            &   * (  EXP( -zwkb(:,:,jk) / hbot_tmx(:,:) ) - EXP( -zwkb(:,:,jk-1) / hbot_tmx(:,:) )  )
989      END DO
990
991!$OMP DO schedule(static) private(jj, ji)
992      DO jj = 1, jpj
993         DO ji = 1, jpi
994            zfact(ji,jj) = 0._wp
995         END DO
996      END DO
997
998      DO jk = 2, jpkm1              ! part independent of the level
999!$OMP DO schedule(static) private(jj,ji)
1000         DO jj = 1, jpj           
1001            DO ji = 1, jpi
1002               zfact(ji,jj) = zfact(ji,jj) + zweight(ji,jj,jk)
1003            END DO
1004         END DO
1005      END DO
1006
1007!$OMP DO schedule(static) private(jj,ji)
1008      DO jj = 1, jpj
1009         DO ji = 1, jpi
1010            IF( zfact(ji,jj) /= 0 )   zfact(ji,jj) = ebot_tmx(ji,jj) / ( rau0 * zfact(ji,jj) )
1011         END DO
1012      END DO
1013
1014!$OMP DO schedule(static) private(jk)
1015      DO jk = 2, jpkm1              ! complete with the level-dependent part
1016         emix_tmx(:,:,jk) = emix_tmx(:,:,jk) + zweight(:,:,jk) * zfact(:,:) * wmask(:,:,jk)   &
1017            &                                / ( gde3w_n(:,:,jk) - gde3w_n(:,:,jk-1) )
1018      END DO
1019!$OMP END DO NOWAIT
1020
1021
1022      ! Calculate molecular kinematic viscosity
1023!$OMP DO schedule(static) private(jj, ji)
1024      DO jj = 1, jpj
1025         DO ji = 1, jpi
1026            znu_t(ji,jj,jk) = 1.e-4_wp * (  17.91_wp - 0.53810_wp * tsn(ji,jj,jk,jp_tem) &
1027         &                                  + 0.00694_wp * tsn(ji,jj,jk,jp_tem) * tsn(ji,jj,jk,jp_tem)  &
1028         &                                  + 0.02305_wp * tsn(ji,jj,jk,jp_sal)  ) * tmask(ji,jj,jk) * r1_rau0
1029         END DO
1030      END DO
1031!$OMP DO schedule(static) private(jk)
1032      DO jk = 2, jpkm1
1033         znu_w(:,:,jk) = 0.5_wp * ( znu_t(:,:,jk-1) + znu_t(:,:,jk) ) * wmask(:,:,jk)
1034      END DO
1035
1036      ! Calculate turbulence intensity parameter Reb
1037!$OMP DO schedule(static) private(jk)
1038      DO jk = 2, jpkm1
1039         zReb(:,:,jk) = emix_tmx(:,:,jk) / MAX( 1.e-20_wp, znu_w(:,:,jk) * rn2(:,:,jk) )
1040      END DO
1041
1042      ! Define internal wave-induced diffusivity
1043!$OMP DO schedule(static) private(jk)
1044      DO jk = 2, jpkm1
1045         zav_wave(:,:,jk) = znu_w(:,:,jk) * zReb(:,:,jk) * r1_6   ! This corresponds to a constant mixing efficiency of 1/6
1046      END DO
1047!$OMP END DO NOWAIT
1048!$OMP END PARALLEL
1049
1050      IF( ln_mevar ) THEN              ! Variable mixing efficiency case : modify zav_wave in the
1051!$OMP PARALLEL DO schedule(static) private(jk,jj,ji)
1052         DO jk = 2, jpkm1              ! energetic (Reb > 480) and buoyancy-controlled (Reb <10.224 ) regimes
1053            DO jj = 1, jpj
1054               DO ji = 1, jpi
1055                  IF( zReb(ji,jj,jk) > 480.00_wp ) THEN
1056                     zav_wave(ji,jj,jk) = 3.6515_wp * znu_w(ji,jj,jk) * SQRT( zReb(ji,jj,jk) )
1057                  ELSEIF( zReb(ji,jj,jk) < 10.224_wp ) THEN
1058                     zav_wave(ji,jj,jk) = 0.052125_wp * znu_w(ji,jj,jk) * zReb(ji,jj,jk) * SQRT( zReb(ji,jj,jk) )
1059                  ENDIF
1060               END DO
1061            END DO
1062         END DO
1063      ENDIF
1064
1065!$OMP PARALLEL DO schedule(static) private(jk)
1066      DO jk = 2, jpkm1                 ! Bound diffusivity by molecular value and 100 cm2/s
1067         zav_wave(:,:,jk) = MIN(  MAX( 1.4e-7_wp, zav_wave(:,:,jk) ), 1.e-2_wp  ) * wmask(:,:,jk)
1068      END DO
1069
1070      IF( kt == nit000 ) THEN        !* Control print at first time-step: diagnose the energy consumed by zav_wave
1071         ztpc = 0._wp
1072!$OMP PARALLEL DO schedule(static) private(jk,jj,ji,ztpc)
1073         DO jk = 2, jpkm1
1074            DO jj = 1, jpj
1075               DO ji = 1, jpi
1076                  ztpc = ztpc + e3w_n(ji,jj,jk) * e1e2t(ji,jj)   &
1077                     &         * MAX( 0._wp, rn2(ji,jj,jk) ) * zav_wave(ji,jj,jk) * wmask(ji,jj,jk) * tmask_i(ji,jj)
1078               END DO
1079            END DO
1080         END DO
1081         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( ztpc )
1082         ztpc = rau0 * ztpc ! Global integral of rauo * Kz * N^2 = power contributing to mixing
1083 
1084         IF(lwp) THEN
1085            WRITE(numout,*)
1086            WRITE(numout,*) 'zdf_tmx : Internal wave-driven mixing (tmx)'
1087            WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
1088            WRITE(numout,*)
1089            WRITE(numout,*) '      Total power consumption by av_wave: ztpc =  ', ztpc * 1.e-12_wp, 'TW'
1090         ENDIF
1091      ENDIF
1092
1093      !                          ! ----------------------- !
1094      !                          !   Update  mixing coefs  !                         
1095      !                          ! ----------------------- !
1096      !     
1097      IF( ln_tsdiff ) THEN          !* Option for differential mixing of salinity and temperature
1098!$OMP PARALLEL
1099!$OMP DO schedule(static) private(jk,jj,ji)
1100         DO jk = 2, jpkm1              ! Calculate S/T diffusivity ratio as a function of Reb
1101            DO jj = 1, jpj
1102               DO ji = 1, jpi
1103                  zav_ratio(ji,jj,jk) = ( 0.505_wp + 0.495_wp *                                                                  &
1104                      &   TANH(    0.92_wp * (   LOG10(  MAX( 1.e-20_wp, zReb(ji,jj,jk) * 5._wp * r1_6 )  ) - 0.60_wp   )    )   &
1105                      &                 ) * wmask(ji,jj,jk)
1106               END DO
1107            END DO
1108         END DO
1109!$OMP DO schedule(static) private(jk)
1110         DO jk = 2, jpkm1           !* update momentum & tracer diffusivity with wave-driven mixing
1111            fsavs(:,:,jk) = avt(:,:,jk) + zav_wave(:,:,jk) * zav_ratio(:,:,jk)
1112            avt  (:,:,jk) = avt(:,:,jk) + zav_wave(:,:,jk)
1113            avm  (:,:,jk) = avm(:,:,jk) + zav_wave(:,:,jk)
1114         END DO
1115!$OMP END DO NOWAIT
1116!$OMP END PARALLEL
1117         CALL iom_put( "av_ratio", zav_ratio )
1118         !
1119      ELSE                          !* update momentum & tracer diffusivity with wave-driven mixing
1120!$OMP PARALLEL DO schedule(static) private(jk)
1121         DO jk = 2, jpkm1
1122            fsavs(:,:,jk) = avt(:,:,jk) + zav_wave(:,:,jk)
1123            avt  (:,:,jk) = avt(:,:,jk) + zav_wave(:,:,jk)
1124            avm  (:,:,jk) = avm(:,:,jk) + zav_wave(:,:,jk)
1125         END DO
1126      ENDIF
1127
1128!$OMP PARALLEL DO schedule(static) private(jk,jj,ji)
1129      DO jk = 2, jpkm1              !* update momentum diffusivity at wu and wv points
1130         DO jj = 2, jpjm1
1131            DO ji = fs_2, fs_jpim1  ! vector opt.
1132               avmu(ji,jj,jk) = avmu(ji,jj,jk) + 0.5_wp * ( zav_wave(ji,jj,jk) + zav_wave(ji+1,jj  ,jk) ) * wumask(ji,jj,jk)
1133               avmv(ji,jj,jk) = avmv(ji,jj,jk) + 0.5_wp * ( zav_wave(ji,jj,jk) + zav_wave(ji  ,jj+1,jk) ) * wvmask(ji,jj,jk)
1134            END DO
1135         END DO
1136      END DO
1137      CALL lbc_lnk( avmu, 'U', 1. )   ;   CALL lbc_lnk( avmv, 'V', 1. )      ! lateral boundary condition
1138
1139      !                             !* output internal wave-driven mixing coefficient
1140      CALL iom_put( "av_wave", zav_wave )
1141                                    !* output useful diagnostics: N^2, Kz * N^2 (bflx_tmx),
1142                                    !  vertical integral of rau0 * Kz * N^2 (pcmap_tmx), energy density (emix_tmx)
1143      IF( iom_use("bflx_tmx") .OR. iom_use("pcmap_tmx") ) THEN
1144!$OMP PARALLEL
1145!$OMP DO schedule(static) private(jk,jj,ji)
1146      DO jk = 1, jpk
1147         DO jj = 1, jpj
1148            DO ji = 1, jpi
1149               bflx_tmx(ji,jj,jk) = MAX( 0._wp, rn2(ji,jj,jk) ) * zav_wave(ji,jj,jk)
1150            END DO
1151         END DO
1152      END DO
1153!$OMP END DO NOWAIT
1154!$OMP DO schedule(static) private(jj, ji)
1155      DO jj = 1, jpj
1156         DO ji = 1, jpi
1157            pcmap_tmx(ji,jj) = 0._wp
1158         END DO
1159      END DO
1160      DO jk = 2, jpkm1
1161!$OMP DO schedule(static) private(jj, ji)
1162         DO jj = 1, jpj
1163            DO ji = 1, jpi
1164               pcmap_tmx(ji,jj) = pcmap_tmx(ji,jj) + e3w_n(ji,jj,jk) * bflx_tmx(ji,jj,jk) * wmask(ji,jj,jk)
1165            END DO
1166         END DO
1167      END DO
1168!$OMP DO schedule(static) private(jj, ji)
1169      DO jj = 1, jpj
1170         DO ji = 1, jpi
1171            pcmap_tmx(ji,jj) = rau0 * pcmap_tmx(ji,jj)
1172         END DO
1173      END DO
1174!$OMP END PARALLEL
1175         CALL iom_put( "bflx_tmx", bflx_tmx )
1176         CALL iom_put( "pcmap_tmx", pcmap_tmx )
1177      ENDIF
1178      CALL iom_put( "bn2", rn2 )
1179      CALL iom_put( "emix_tmx", emix_tmx )
1180     
1181      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,       zfact, zhdep )
1182      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpk,   zwkb, zweight, znu_t, znu_w, zReb )
1183
1184      IF(ln_ctl)   CALL prt_ctl(tab3d_1=zav_wave , clinfo1=' tmx - av_wave: ', tab3d_2=avt, clinfo2=' avt: ', ovlap=1, kdim=jpk)
1185      !
1186      IF( nn_timing == 1 )   CALL timing_stop('zdf_tmx')
1187      !
1188   END SUBROUTINE zdf_tmx
1189
1190
1191   SUBROUTINE zdf_tmx_init
1192      !!----------------------------------------------------------------------
1193      !!                  ***  ROUTINE zdf_tmx_init  ***
1194      !!                     
1195      !! ** Purpose :   Initialization of the wave-driven vertical mixing, reading
1196      !!              of input power maps and decay length scales in netcdf files.
1197      !!
1198      !! ** Method  : - Read the namzdf_tmx namelist and check the parameters
1199      !!
1200      !!              - Read the input data in NetCDF files :
1201      !!              power available from high-mode wave breaking (mixing_power_bot.nc)
1202      !!              power available from pycnocline-intensified wave-breaking (mixing_power_pyc.nc)
1203      !!              power available from critical slope wave-breaking (mixing_power_cri.nc)
1204      !!              WKB decay scale for high-mode wave-breaking (decay_scale_bot.nc)
1205      !!              decay scale for critical slope wave-breaking (decay_scale_cri.nc)
1206      !!
1207      !! ** input   : - Namlist namzdf_tmx
1208      !!              - NetCDF files : mixing_power_bot.nc, mixing_power_pyc.nc, mixing_power_cri.nc,
1209      !!              decay_scale_bot.nc decay_scale_cri.nc
1210      !!
1211      !! ** Action  : - Increase by 1 the nstop flag is setting problem encounter
1212      !!              - Define ebot_tmx, epyc_tmx, ecri_tmx, hbot_tmx, hcri_tmx
1213      !!
1214      !! References : de Lavergne et al. 2015, JPO; 2016, in prep.
1215      !!         
1216      !!----------------------------------------------------------------------
1217      INTEGER  ::   ji, jj, jk   ! dummy loop indices
1218      INTEGER  ::   inum         ! local integer
1219      INTEGER  ::   ios
1220      REAL(wp) ::   zbot, zpyc, zcri   ! local scalars
1221      !!
1222      NAMELIST/namzdf_tmx_new/ nn_zpyc, ln_mevar, ln_tsdiff
1223      !!----------------------------------------------------------------------
1224      !
1225      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('zdf_tmx_init')
1226      !
1227      REWIND( numnam_ref )              ! Namelist namzdf_tmx in reference namelist : Wave-driven mixing
1228      READ  ( numnam_ref, namzdf_tmx_new, IOSTAT = ios, ERR = 901)
1229901   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namzdf_tmx in reference namelist', lwp )
1230      !
1231      REWIND( numnam_cfg )              ! Namelist namzdf_tmx in configuration namelist : Wave-driven mixing
1232      READ  ( numnam_cfg, namzdf_tmx_new, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
1233902   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namzdf_tmx in configuration namelist', lwp )
1234      IF(lwm) WRITE ( numond, namzdf_tmx_new )
1235      !
1236      IF(lwp) THEN                  ! Control print
1237         WRITE(numout,*)
1238         WRITE(numout,*) 'zdf_tmx_init : internal wave-driven mixing'
1239         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
1240         WRITE(numout,*) '   Namelist namzdf_tmx_new : set wave-driven mixing parameters'
1241         WRITE(numout,*) '      Pycnocline-intensified diss. scales as N (=1) or N^2 (=2) = ', nn_zpyc
1242         WRITE(numout,*) '      Variable (T) or constant (F) mixing efficiency            = ', ln_mevar
1243         WRITE(numout,*) '      Differential internal wave-driven mixing (T) or not (F)   = ', ln_tsdiff
1244      ENDIF
1245     
1246      ! The new wave-driven mixing parameterization elevates avt and avm in the interior, and
1247      ! ensures that avt remains larger than its molecular value (=1.4e-7). Therefore, avtb should
1248      ! be set here to a very small value, and avmb to its (uniform) molecular value (=1.4e-6).
1249      avmb(:) = 1.4e-6_wp        ! viscous molecular value
1250      avtb(:) = 1.e-10_wp        ! very small diffusive minimum (background avt is specified in zdf_tmx)   
1251
1252!$OMP PARALLEL DO schedule(static) private(jj, ji)
1253      DO jj = 1, jpj
1254         DO ji = 1, jpi
1255            avtb_2d(ji,jj) = 1.e0_wp     ! uniform
1256         END DO
1257      END DO
1258
1259      IF(lwp) THEN                  ! Control print
1260         WRITE(numout,*)
1261         WRITE(numout,*) '   Force the background value applied to avm & avt in TKE to be everywhere ',   &
1262            &               'the viscous molecular value & a very small diffusive value, resp.'
1263      ENDIF
1264     
1265      IF( .NOT.lk_zdfddm )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'zdf_tmx_init_new : key_zdftmx_new requires key_zdfddm' )
1266     
1267      !                             ! allocate tmx arrays
1268      IF( zdf_tmx_alloc() /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'zdf_tmx_init : unable to allocate tmx arrays' )
1269      !
1270      !                             ! read necessary fields
1271      CALL iom_open('mixing_power_bot',inum)       ! energy flux for high-mode wave breaking [W/m2]
1272      CALL iom_get  (inum, jpdom_data, 'field', ebot_tmx, 1 ) 
1273      CALL iom_close(inum)
1274      !
1275      CALL iom_open('mixing_power_pyc',inum)       ! energy flux for pynocline-intensified wave breaking [W/m2]
1276      CALL iom_get  (inum, jpdom_data, 'field', epyc_tmx, 1 )
1277      CALL iom_close(inum)
1278      !
1279      CALL iom_open('mixing_power_cri',inum)       ! energy flux for critical slope wave breaking [W/m2]
1280      CALL iom_get  (inum, jpdom_data, 'field', ecri_tmx, 1 )
1281      CALL iom_close(inum)
1282      !
1283      CALL iom_open('decay_scale_bot',inum)        ! spatially variable decay scale for high-mode wave breaking [m]
1284      CALL iom_get  (inum, jpdom_data, 'field', hbot_tmx, 1 )
1285      CALL iom_close(inum)
1286      !
1287      CALL iom_open('decay_scale_cri',inum)        ! spatially variable decay scale for critical slope wave breaking [m]
1288      CALL iom_get  (inum, jpdom_data, 'field', hcri_tmx, 1 )
1289      CALL iom_close(inum)
1290
1291!$OMP PARALLEL DO schedule(static) private(jj, ji)
1292      DO jj = 1, jpj
1293         DO ji = 1, jpi
1294            ebot_tmx(ji,jj) = ebot_tmx(ji,jj) * ssmask(ji,jj)
1295            epyc_tmx(ji,jj) = epyc_tmx(ji,jj) * ssmask(ji,jj)
1296            ecri_tmx(ji,jj) = ecri_tmx(ji,jj) * ssmask(ji,jj)
1297           
1298            ! Set once for all to zero the first and last vertical levels of appropriate variables
1299            emix_tmx (ji,jj, 1 ) = 0._wp
1300            emix_tmx (ji,jj,jpk) = 0._wp
1301            zav_ratio(ji,jj, 1 ) = 0._wp
1302            zav_ratio(ji,jj,jpk) = 0._wp
1303            zav_wave (ji,jj, 1 ) = 0._wp
1304            zav_wave (ji,jj,jpk) = 0._wp
1305         END DO
1306      END DO
1307
1308      zbot = glob_sum( e1e2t(:,:) * ebot_tmx(:,:) )
1309      zpyc = glob_sum( e1e2t(:,:) * epyc_tmx(:,:) )
1310      zcri = glob_sum( e1e2t(:,:) * ecri_tmx(:,:) )
1311      IF(lwp) THEN
1312         WRITE(numout,*) '      High-mode wave-breaking energy:             ', zbot * 1.e-12_wp, 'TW'
1313         WRITE(numout,*) '      Pycnocline-intensifed wave-breaking energy: ', zpyc * 1.e-12_wp, 'TW'
1314         WRITE(numout,*) '      Critical slope wave-breaking energy:        ', zcri * 1.e-12_wp, 'TW'
1315      ENDIF
1316      !
1317      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('zdf_tmx_init')
1318      !
1319   END SUBROUTINE zdf_tmx_init
1320
1321#else
1322   !!----------------------------------------------------------------------
1323   !!   Default option          Dummy module                NO Tidal MiXing
1324   !!----------------------------------------------------------------------
1325   LOGICAL, PUBLIC, PARAMETER ::   lk_zdftmx = .FALSE.   !: tidal mixing flag
1326CONTAINS
1327   SUBROUTINE zdf_tmx_init           ! Dummy routine
1328      WRITE(*,*) 'zdf_tmx: You should not have seen this print! error?'
1329   END SUBROUTINE zdf_tmx_init
1330   SUBROUTINE zdf_tmx( kt )          ! Dummy routine
1331      WRITE(*,*) 'zdf_tmx: You should not have seen this print! error?', kt
1332   END SUBROUTINE zdf_tmx
1333#endif
1334
1335   !!======================================================================
1336END MODULE zdftmx
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.