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sbc_ice.F90 in branches/2017/dev_CNRS_2017/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC – NEMO

source: branches/2017/dev_CNRS_2017/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC/sbc_ice.F90 @ 8882

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dev_CNRS_2017 branch: merged dev_r7881_ENHANCE09_RK3 with trunk r8864
  • Property svn:keywords set to Id
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Line 
1MODULE sbc_ice
2   !!======================================================================
3   !!                 ***  MODULE  sbc_ice  ***
4   !! Surface module - LIM-3: parameters & variables defined in memory
5   !!======================================================================
6   !! History :  3.0  ! 2006-08  (G. Madec)  Surface module
7   !!            3.2  ! 2009-06  (S. Masson) merge with ice_oce
8   !!            3.3.1! 2011-01  (A. R. Porter, STFC Daresbury) dynamical allocation
9   !!            3.4  ! 2011-11  (C. Harris) CICE added as an option
10   !!----------------------------------------------------------------------
11#if defined key_lim3 || defined key_cice
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!   'key_lim3' or 'key_cice' :              LIM-3 or CICE sea-ice model
14   !!----------------------------------------------------------------------
15   USE par_oce          ! ocean parameters
16   USE sbc_oce          ! surface boundary condition: ocean
17# if defined key_lim3
18   USE ice              ! LIM-3 parameters
19# endif
20# if defined key_cice
21   USE ice_domain_size, only: ncat 
22#endif
23   USE lib_mpp          ! MPP library
24   USE in_out_manager   ! I/O manager
25
26   IMPLICIT NONE
27   PRIVATE
28
29   PUBLIC   sbc_ice_alloc   ! called in sbcmod.F90 or sbcice_cice.F90
30
31# if defined  key_lim3
32   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_lim3    = .TRUE.   !: LIM-3 ice model
33   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_cice    = .FALSE.  !: no CICE
34   CHARACTER(len=1), PUBLIC, PARAMETER ::   cp_ice_msh = 'C'      !: 'C'-grid ice-velocity
35# endif
36# if defined  key_cice
37   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_lim3    = .FALSE.  !: no LIM-3
38   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_cice    = .TRUE.   !: CICE ice model
39   CHARACTER(len=1), PUBLIC            ::   cp_ice_msh = 'F'      !: 'F'-grid ice-velocity
40# endif
41
42   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qns_ice        !: non solar heat flux over ice                  [W/m2]
43   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qsr_ice        !: solar heat flux over ice                      [W/m2]
44   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qla_ice        !: latent flux over ice                          [W/m2]
45   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   dqla_ice       !: latent sensibility over ice                 [W/m2/K]
46   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   dqns_ice       !: non solar heat flux over ice (LW+SEN+LA)    [W/m2/K]
47   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   tn_ice         !: ice surface temperature                          [K]
48   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   alb_ice        !: ice albedo                                       [-]
49
50   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qml_ice        !: heat available for snow / ice surface melting     [W/m2]
51   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qcn_ice        !: heat conduction flux in the layer below surface   [W/m2]
52   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qsr_ice_tr     !: solar flux transmitted below the ice surface      [W/m2]
53
54   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   utau_ice       !: atmos-ice u-stress. VP: I-pt ; EVP: U,V-pts   [N/m2]
55   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   vtau_ice       !: atmos-ice v-stress. VP: I-pt ; EVP: U,V-pts   [N/m2]
56   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   emp_ice        !: sublimation - precip over sea ice          [kg/m2/s]
57
58   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   topmelt            !: category topmelt
59   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   botmelt            !: category botmelt
60
61#if defined  key_lim3
62   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   evap_ice       !: sublimation                              [kg/m2/s]
63   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   devap_ice      !: sublimation sensitivity                [kg/m2/s/K]
64   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qns_oce        !: non solar heat flux over ocean              [W/m2]
65   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qsr_oce        !: non solar heat flux over ocean              [W/m2]
66   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qemp_oce       !: heat flux of precip and evap over ocean     [W/m2]
67   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qemp_ice       !: heat flux of precip and evap over ice       [W/m2]
68   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qevap_ice      !: heat flux of evap over ice                  [W/m2]
69   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qprec_ice      !: enthalpy of precip over ice                 [J/m3]
70   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   emp_oce        !: evap - precip over ocean                 [kg/m2/s]
71   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   wndm_ice       !: wind speed module at T-point                 [m/s]
72#endif
73
74#if defined key_cice
75   !
76   ! for consistency with LIM, these are declared with three dimensions
77   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qlw_ice            !: incoming long-wave
78   !
79   ! other forcing arrays are two dimensional
80   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   ss_iou             !: x ice-ocean surface stress at NEMO U point
81   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   ss_iov             !: y ice-ocean surface stress at NEMO V point
82   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qatm_ice           !: specific humidity
83   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   wndi_ice           !: i wind at T point
84   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   wndj_ice           !: j wind at T point
85   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   nfrzmlt            !: NEMO frzmlt
86   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   fr_iu              !: ice fraction at NEMO U point
87   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   fr_iv              !: ice fraction at NEMO V point
88   
89   ! variables used in the coupled interface
90   INTEGER , PUBLIC, PARAMETER ::   jpl = ncat
91   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   u_ice, v_ice          ! jpi, jpj
92   
93   ! already defined in ice.F90 for LIM3
94   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::  a_i
95   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::  h_i, h_s
96
97   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   tatm_ice       !: air temperature [K]
98#endif
99
100   REAL(wp), PUBLIC, SAVE ::   cldf_ice = 0.81    !: cloud fraction over sea ice, summer CLIO value   [-]
101
102   !! arrays relating to embedding ice in the ocean
103   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   snwice_mass        !: mass of snow and ice at current  ice time step   [Kg/m2]
104   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   snwice_mass_b      !: mass of snow and ice at previous ice time step   [Kg/m2]
105   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   snwice_fmass       !: time evolution of mass of snow+ice               [Kg/m2/s]
106
107   !!----------------------------------------------------------------------
108   !! NEMO/OPA 4.0 , NEMO Consortium (2011)
109   !! $Id$
110   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
111   !!----------------------------------------------------------------------
112CONTAINS
113
114   INTEGER FUNCTION sbc_ice_alloc()
115      !!----------------------------------------------------------------------
116      !!                     ***  FUNCTION sbc_ice_alloc  ***
117      !!----------------------------------------------------------------------
118      INTEGER :: ierr(4)
119      !!----------------------------------------------------------------------
120      ierr(:) = 0
121
122      ALLOCATE( snwice_mass(jpi,jpj) , snwice_mass_b(jpi,jpj), snwice_fmass(jpi,jpj) , STAT=ierr(1) )
123
124#if defined key_lim3
125      ALLOCATE( qns_ice (jpi,jpj,jpl) , qsr_ice (jpi,jpj,jpl) ,     &
126         &      qla_ice (jpi,jpj,jpl) , dqla_ice(jpi,jpj,jpl) ,     &
127         &      dqns_ice(jpi,jpj,jpl) , tn_ice  (jpi,jpj,jpl)  , alb_ice (jpi,jpj,jpl) ,   &
128         &      qml_ice(jpi,jpj,jpl)  , qcn_ice(jpi,jpj,jpl)   , qsr_ice_tr(jpi,jpj,jpl),  &
129         &      utau_ice(jpi,jpj)     , vtau_ice(jpi,jpj)     , wndm_ice(jpi,jpj)     ,   &
130         &      evap_ice(jpi,jpj,jpl) , devap_ice(jpi,jpj,jpl) , qprec_ice(jpi,jpj) ,   &
131         &      qemp_ice(jpi,jpj)     , qevap_ice(jpi,jpj,jpl) , qemp_oce (jpi,jpj) ,   &
132         &      qns_oce (jpi,jpj)     , qsr_oce  (jpi,jpj)     , emp_oce (jpi,jpj)  ,   &
133         &      emp_ice(jpi,jpj)      ,  STAT= ierr(2) )
134#endif
135
136#if defined key_cice
137      ALLOCATE( qla_ice(jpi,jpj,1)    , qlw_ice(jpi,jpj,1)    , qsr_ice(jpi,jpj,1)    , &
138                wndi_ice(jpi,jpj)     , tatm_ice(jpi,jpj)     , qatm_ice(jpi,jpj)     , &
139                wndj_ice(jpi,jpj)     , nfrzmlt(jpi,jpj)      , ss_iou(jpi,jpj)       , &
140                ss_iov(jpi,jpj)       , fr_iu(jpi,jpj)        , fr_iv(jpi,jpj)        , &
141                a_i(jpi,jpj,ncat)     , topmelt(jpi,jpj,ncat) , botmelt(jpi,jpj,ncat) , &
142                STAT= ierr(2) )
143      IF( ln_cpl )   ALLOCATE( u_ice(jpi,jpj)        , tn_ice (jpi,jpj,1)    , &
144         &                     v_ice(jpi,jpj)        , alb_ice(jpi,jpj,1)    , &
145         &                     emp_ice(jpi,jpj)      , qns_ice(jpi,jpj,1)    , dqns_ice(jpi,jpj,1)   , &
146         &                     STAT= ierr(3) )     
147      IF( ln_cpl )   ALLOCATE( h_i(jpi,jpj,jpl) , h_s(jpi,jpj,jpl) , STAT=ierr(4) )
148#endif
149
150      sbc_ice_alloc = MAXVAL( ierr )
151      IF( lk_mpp            )   CALL mpp_sum ( sbc_ice_alloc )
152      IF( sbc_ice_alloc > 0 )   CALL ctl_warn('sbc_ice_alloc: allocation of arrays failed')
153   END FUNCTION sbc_ice_alloc
154
155#else
156   !!----------------------------------------------------------------------
157   !!   Default option                      NO LIM3 or CICE sea-ice model
158   !!----------------------------------------------------------------------
159   USE lib_mpp          ! MPP library
160   USE in_out_manager   ! I/O manager
161
162   IMPLICIT NONE
163   PRIVATE
164
165   PUBLIC   sbc_ice_alloc   !
166
167   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_lim3    = .FALSE.  !: no LIM-3 ice model
168   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_cice    = .FALSE.  !: no CICE  ice model
169   CHARACTER(len=1), PUBLIC, PARAMETER ::   cp_ice_msh = '-'      !: no grid ice-velocity
170   REAL(wp)        , PUBLIC, PARAMETER ::   cldf_ice = 0.81       !: cloud fraction over sea ice, summer CLIO value   [-]
171   INTEGER         , PUBLIC, PARAMETER ::   jpl = 1 
172   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   u_ice, v_ice                        ! jpi, jpj
173   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   tn_ice, alb_ice, qns_ice, dqns_ice  ! (jpi,jpj,jpl)
174   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   a_i
175   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   emp_ice
176   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qsr_ice
177   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   h_i, h_s
178   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   topmelt, botmelt
179   !
180   !! arrays related to embedding ice in the ocean.
181   !! These arrays need to be declared even if no ice model is required.
182   !! In the no ice model or traditional levitating ice cases they contain only zeros
183   !! ---------------------
184   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   snwice_mass        !: mass of snow and ice at current  ice time step   [Kg/m2]
185   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   snwice_mass_b      !: mass of snow and ice at previous ice time step   [Kg/m2]
186   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   snwice_fmass       !: time evolution of mass of snow+ice               [Kg/m2/s]
187   !!----------------------------------------------------------------------
188CONTAINS
189
190   INTEGER FUNCTION sbc_ice_alloc()
191      !!----------------------------------------------------------------------
192      !!                     ***  FUNCTION sbc_ice_alloc  ***
193      !!----------------------------------------------------------------------
194      INTEGER :: ierr(1)
195      !!----------------------------------------------------------------------
196      ierr(:) = 0
197      ALLOCATE( snwice_mass(jpi,jpj) , snwice_mass_b(jpi,jpj), snwice_fmass(jpi,jpj) , STAT=ierr(1) )
198      sbc_ice_alloc = MAXVAL( ierr )
199      IF( lk_mpp            )   CALL mpp_sum ( sbc_ice_alloc )
200      IF( sbc_ice_alloc > 0 )   CALL ctl_warn('sbc_ice_alloc: allocation of arrays failed')
201   END FUNCTION sbc_ice_alloc
202#endif
203
204   !!======================================================================
205END MODULE sbc_ice
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.