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trc.F90 in branches/2016/dev_r7012_ROBUST5_CNRS/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC – NEMO

source: branches/2016/dev_r7012_ROBUST5_CNRS/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/trc.F90 @ 7041

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ROBUST5_CNRS : implementation of part I of new TOP interface - 1st step -, see ticket #1782
  • Property svn:keywords set to Id
File size: 15.8 KB
Line 
1MODULE trc
2   !!======================================================================
3   !!                      ***  MODULE  trc  ***
4   !! Passive tracers   :  module for tracers defined
5   !!======================================================================
6   !! History :   OPA  !  1996-01  (M. Levy)  Original code
7   !!              -   !  2000-04  (O. Aumont, M.A. Foujols)  HAMOCC3 and P3ZD
8   !!   NEMO      1.0  !  2004-03  (C. Ethe)  Free form and module
9   !!----------------------------------------------------------------------
10#if defined key_top
11   !!----------------------------------------------------------------------
12   !!   'key_top'                                                TOP models
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   USE par_oce
15   USE par_trc
16#if defined key_bdy
17   USE bdy_oce, only: nb_bdy, OBC_DATA
18#endif
19   
20   IMPLICIT NONE
21   PUBLIC
22
23   PUBLIC   trc_alloc   ! called by nemogcm.F90
24
25   !! parameters for the control of passive tracers
26   !! ---------------------------------------------   
27   INTEGER, PUBLIC                                                 ::   numnat_ref = -1   !: logical unit for the reference passive tracer namelist_top_ref
28   INTEGER, PUBLIC                                                 ::   numnat_cfg = -1   !: logical unit for the reference passive tracer namelist_top_cfg
29   INTEGER, PUBLIC                                                 ::   numont     = -1   !: logical unit for the reference passive tracer namelist output output.namelist.top
30   INTEGER, PUBLIC                                                 ::   numtrc_ref = -1   !: logical unit for the reference passive tracer namelist_top_ref
31   INTEGER, PUBLIC                                                 ::   numtrc_cfg = -1   !: logical unit for the reference passive tracer namelist_top_cfg
32   INTEGER, PUBLIC                                                 ::   numonr     = -1   !: logical unit for the reference passive tracer namelist output output.namelist.top
33   INTEGER, PUBLIC                                                 ::   numstr        !: logical unit for tracer statistics
34   INTEGER, PUBLIC                                                 ::   numrtr        !: logical unit for trc restart (read )
35   INTEGER, PUBLIC                                                 ::   numrtw        !: logical unit for trc restart ( write )
36
37   !! passive tracers fields (before,now,after)
38   !! --------------------------------------------------
39   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)               ::  trai           !: initial total tracer
40   REAL(wp), PUBLIC                                                ::  areatot        !: total volume
41   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:  )         ::  cvol           !: volume correction -degrad option-
42   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:)         ::  trn            !: tracer concentration for now time step
43   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:)         ::  tra            !: tracer concentration for next time step
44   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:)         ::  trb            !: tracer concentration for before time step
45   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:  )         ::  sbc_trc_b      !: Before sbc fluxes for tracers
46   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:  )         ::  sbc_trc        !: Now sbc fluxes for tracers
47
48   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:  )         ::  trc_i          !: prescribed tracer concentration in sea ice for SBC
49   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:  )         ::  trc_o          !: prescribed tracer concentration in ocean for SBC
50   INTEGER             , PUBLIC                                    ::  nn_ice_tr      !: handling of sea ice tracers
51
52   !! interpolated gradient
53   !!-------------------------------------------------- 
54   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)           ::  gtru           !: hor. gradient at u-points at bottom ocean level
55   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)           ::  gtrv           !: hor. gradient at v-points at bottom ocean level
56   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)           ::  gtrui          !: hor. gradient at u-points at top    ocean level
57   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)           ::  gtrvi          !: hor. gradient at v-points at top    ocean level
58   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)             ::  qsr_mean        !: daily mean qsr
59   
60   !! passive tracers  (input and output)
61   !! ------------------------------------------ 
62   LOGICAL             , PUBLIC                                    ::  ln_rsttr       !: boolean term for restart i/o for passive tracers (namelist)
63   LOGICAL             , PUBLIC                                    ::  lrst_trc       !: logical to control the trc restart write
64   INTEGER             , PUBLIC                                    ::  nn_writetrc    !: time step frequency for concentration outputs (namelist)
65   INTEGER             , PUBLIC                                    ::  nutwrs         !: output FILE for passive tracers restart
66   INTEGER             , PUBLIC                                    ::  nutrst         !: logical unit for restart FILE for passive tracers
67   INTEGER             , PUBLIC                                    ::  nn_rsttr       !: control of the time step ( 0 or 1 ) for pass. tr.
68   CHARACTER(len = 80) , PUBLIC                                    ::  cn_trcrst_in   !: suffix of pass. tracer restart name (input)
69   CHARACTER(len = 256), PUBLIC                                    ::  cn_trcrst_indir  !: restart input directory
70   CHARACTER(len = 80) , PUBLIC                                    ::  cn_trcrst_out  !: suffix of pass. tracer restart name (output)
71   CHARACTER(len = 256), PUBLIC                                    ::  cn_trcrst_outdir  !: restart output directory
72   REAL(wp)            , PUBLIC                                    ::  rdttrc         !: passive tracer time step
73   LOGICAL             , PUBLIC                                    ::  ln_top_euler  !: boolean term for euler integration
74   LOGICAL             , PUBLIC                                    ::  ln_trcdta      !: Read inputs data from files
75   LOGICAL             , PUBLIC                                    ::  ln_trcdmp      !: internal damping flag
76   LOGICAL             , PUBLIC                                    ::  ln_trcdmp_clo  !: internal damping flag on closed seas
77   INTEGER             , PUBLIC                                    ::  nittrc000       !: first time step of passive tracers model
78   LOGICAL             , PUBLIC                                    ::  l_trcdm2dc     !: Diurnal cycle for TOP
79
80   !! Information for the ice module for tracers
81   !! ------------------------------------------
82   TYPE TRC_I_NML                    !--- Ice tracer namelist structure
83         REAL(wp)         :: trc_ratio  ! ice-ocean trc ratio
84         REAL(wp)         :: trc_prescr ! prescribed ice trc cc
85         CHARACTER(len=2) :: ctrc_o     ! choice of ocean trc cc
86   END TYPE
87
88   REAL(wp)        , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)  :: trc_ice_ratio      ! ice-ocean tracer ratio
89   REAL(wp)        , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)  :: trc_ice_prescr     ! prescribed ice trc cc
90   CHARACTER(len=2), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)  :: cn_trc_o ! choice of ocean tracer cc
91
92
93   !! information for outputs
94   !! --------------------------------------------------
95   TYPE, PUBLIC :: PTRACER                                                            !: Passive tracer type
96       CHARACTER(len = 20)  :: clsname  !: short name
97       CHARACTER(len = 80)  :: cllname  !: long name
98       CHARACTER(len = 20)  :: clunit   !: unit
99       LOGICAL              :: llinit   !: read in a file or not
100#if defined  key_my_trc
101       LOGICAL              :: llsbc   !: read in a file or not
102       LOGICAL              :: llcbc   !: read in a file or not
103       LOGICAL              :: llobc   !: read in a file or not
104#endif
105   END TYPE PTRACER
106   CHARACTER(len = 20), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)    ::  ctrcnm         !: tracer name
107   CHARACTER(len = 80), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)    ::  ctrcln         !: trccer field long name
108   CHARACTER(len = 20), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)    ::  ctrcun         !: tracer unit
109
110   TYPE, PUBLIC :: DIAG                                                               !: passive trcacer ddditional diagnostic type
111      CHARACTER(len = 20)  :: sname    !: short name
112      CHARACTER(len = 80)  :: lname    !: long name
113      CHARACTER(len = 20)  :: units    !: unit
114   END TYPE DIAG
115
116   !! information for inputs
117   !! --------------------------------------------------
118   LOGICAL            , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)    ::  ln_trc_ini     !: Initialisation from data input file
119   LOGICAL            , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)    ::  ln_trc_obc     !: Use open boundary condition data
120   LOGICAL            , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)    ::  ln_trc_sbc     !: Use surface boundary condition data
121   LOGICAL            , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)    ::  ln_trc_cbc     !: Use coastal boundary condition data
122
123
124   !! variables to average over physics over passive tracer sub-steps.
125   !! ----------------------------------------------------------------
126   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::  un_tm       !: i-horizontal velocity average     [m/s]
127   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::  vn_tm       !: j-horizontal velocity average     [m/s]
128   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:) ::  tsn_tm      !: t/s average     [m/s]
129   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::  avt_tm      !: vertical diffusivity coeff. at  w-point   [m2/s]
130   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::  rhop_tm     !:
131# if defined key_zdfddm
132   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::  avs_tm      !: vertical double diffusivity coeff. at w-point   [m/s]
133# endif
134#if defined key_trabbl
135   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  ahu_bbl_tm  !: u-, w-points
136   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  ahv_bbl_tm  !: j-direction slope at u-, w-points
137   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  utr_bbl_tm  !: j-direction slope at u-, w-points
138   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  vtr_bbl_tm  !: j-direction slope at u-, w-points
139#endif
140   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  sshn_tm     !: average ssh for the now step [m]
141   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  sshb_hold   !:hold sshb from the beginning of each sub-stepping[m] 
142
143   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  rnf_tm     !: river runoff
144   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  h_rnf_tm   !: depth in metres to the bottom of the relevant grid box
145   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  hmld_tm    !: mixed layer depth average [m]
146   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  fr_i_tm    !: average ice fraction     [m/s]
147   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  emp_tm     !: freshwater budget: volume flux [Kg/m2/s]
148   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  fmmflx_tm  !: freshwater budget: freezing/melting [Kg/m2/s]
149   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  emp_b_hold !: hold emp from the beginning of each sub-stepping[m] 
150   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  qsr_tm     !: solar radiation average [m]
151   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  wndm_tm    !: 10m wind average [m]
152   !
153
154   ! Temporary physical arrays for sub_stepping
155   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:) ::  tsn_temp
156   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::  un_temp,vn_temp,wn_temp     !: hold current values of avt, un, vn, wn
157   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::  avt_temp, rhop_temp     !: hold current values of avt, un, vn, wn
158   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  sshn_temp, sshb_temp, ssha_temp, rnf_temp,h_rnf_temp
159   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::  hdivn_temp, rotn_temp
160   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::  hdivb_temp, rotb_temp
161   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  hmld_temp, qsr_temp, fr_i_temp,wndm_temp
162   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  emp_temp, fmmflx_temp, emp_b_temp
163   !
164#if defined key_trabbl
165   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::  ahu_bbl_temp, ahv_bbl_temp, utr_bbl_temp, vtr_bbl_temp !: hold current values
166#endif
167   !
168# if defined key_zdfddm
169   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::  avs_temp      !: salinity vertical diffusivity coeff. at w-point   [m/s]
170# endif
171   !
172#if defined key_bdy
173   CHARACTER(len=20), PUBLIC, ALLOCATABLE,  SAVE,  DIMENSION(:)   ::  cn_trc_dflt          ! Default OBC condition for all tracers
174   CHARACTER(len=20), PUBLIC, ALLOCATABLE,  SAVE,  DIMENSION(:)   ::  cn_trc               ! Choice of boundary condition for tracers
175   INTEGER,           PUBLIC, ALLOCATABLE,  SAVE,  DIMENSION(:)   ::  nn_trcdmp_bdy        !: =T Tracer damping
176   ! External data structure of BDY for TOP. Available elements: cn_obc, ll_trc, trcnow, dmp
177   TYPE(OBC_DATA),    PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:), TARGET ::  trcdta_bdy           !: bdy external data (local process)
178#endif
179   !
180
181   !!----------------------------------------------------------------------
182   !! NEMO/TOP 3.3.1 , NEMO Consortium (2010)
183   !! $Id$
184   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
185   !!----------------------------------------------------------------------
186CONTAINS
187
188   INTEGER FUNCTION trc_alloc()
189      !!-------------------------------------------------------------------
190      !!                    *** ROUTINE trc_alloc ***
191      !!-------------------------------------------------------------------
192      USE lib_mpp, ONLY: ctl_warn
193      !!-------------------------------------------------------------------
194      !
195      ALLOCATE( trn(jpi,jpj,jpk,jptra), trb(jpi,jpj,jpk,jptra), tra(jpi,jpj,jpk,jptra),       & 
196         &      trc_i(jpi,jpj,jptra)  , trc_o(jpi,jpj,jptra)                          ,       &
197         &      gtru (jpi,jpj,jptra)  , gtrv (jpi,jpj,jptra)                          ,       &
198         &      gtrui(jpi,jpj,jptra)  , gtrvi(jpi,jpj,jptra)                          ,       &
199         &      sbc_trc_b(jpi,jpj,jptra), sbc_trc(jpi,jpj,jptra)                      ,       & 
200         &      cvol(jpi,jpj,jpk)     , trai(jptra)           ,  qsr_mean(jpi,jpj)    ,       &
201         &      ctrcnm(jptra)         , ctrcln(jptra)         , ctrcun(jptra)         ,       & 
202         &      ln_trc_ini(jptra)     ,                                                       &
203         &      trc_ice_ratio(jptra)  , trc_ice_prescr(jptra) , cn_trc_o(jptra)       ,       & 
204#if defined key_my_trc
205         &      ln_trc_sbc(jptra)     , ln_trc_cbc(jptra)     , ln_trc_obc(jptra)     ,       &
206#endif
207#if defined key_bdy
208         &      cn_trc_dflt(nb_bdy)   , cn_trc(nb_bdy)        , nn_trcdmp_bdy(nb_bdy) ,       &
209         &      trcdta_bdy(jptra,nb_bdy)                                              ,       &
210#endif
211         &      STAT = trc_alloc  )
212
213      IF( trc_alloc /= 0 )   CALL ctl_warn('trc_alloc: failed to allocate arrays')
214      !
215   END FUNCTION trc_alloc
216
217#else
218   !!----------------------------------------------------------------------
219   !!  Empty module :                                     No passive tracer
220   !!----------------------------------------------------------------------
221#endif
222
223   !!======================================================================
224END MODULE trc
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.