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.
sbcisf.F90 in branches/2017/dev_merge_2017/NEMOGCM/NEMO/OCE_SRC/SBC – NEMO

source: branches/2017/dev_merge_2017/NEMOGCM/NEMO/OCE_SRC/SBC/sbcisf.F90 @ 9580

Last change on this file since 9580 was 9570, checked in by nicolasmartin, 6 years ago

Global renaming for core routines (./NEMO)

  • Folders
    • LIM_SRC_3 -> ICE_SRC
    • OPA_SRC -> OCE_SRC
  • CPP key: key_lim3 -> key_si3
  • Modules, (sub)routines and variables names
    • MPI: mpi_comm_opa -> mpi_comm_oce, MPI_COMM_OPA -> MPI_COMM_OCE, mpi_init_opa -> mpi_init_oce
    • AGRIF: agrif_opa_* -> agrif_oce_*, agrif_lim3_* -> agrif_si3_* and few more
    • TOP-PISCES: p.zlim -> p.zice, namp.zlim -> namp.zice
  • Comments
    • NEMO/OPA -> NEMO/OCE
    • ESIM|LIM3 -> SI3
  • Property svn:keywords set to Id
File size: 45.1 KB
RevLine 
[4666]1MODULE sbcisf
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  sbcisf  ***
4   !! Surface module :  update surface ocean boundary condition under ice
5   !!                   shelf
6   !!======================================================================
[9019]7   !! History :  3.2  !  2011-02  (C.Harris  ) Original code isf cav
8   !!            X.X  !  2006-02  (C. Wang   ) Original code bg03
9   !!            3.4  !  2013-03  (P. Mathiot) Merging + parametrization
[4666]10   !!----------------------------------------------------------------------
11
12   !!----------------------------------------------------------------------
[9019]13   !!   sbc_isf       : update sbc under ice shelf
[4666]14   !!----------------------------------------------------------------------
[9019]15   USE oce            ! ocean dynamics and tracers
16   USE dom_oce        ! ocean space and time domain
17   USE phycst         ! physical constants
18   USE eosbn2         ! equation of state
19   USE sbc_oce        ! surface boundary condition: ocean fields
20   USE zdfdrg         ! vertical physics: top/bottom drag coef.
[5836]21   !
[9019]22   USE in_out_manager ! I/O manager
23   USE iom            ! I/O library
24   USE fldread        ! read input field at current time step
25   USE lbclnk         !
26   USE lib_fortran    ! glob_sum
[4666]27
28   IMPLICIT NONE
29   PRIVATE
30
[7816]31   PUBLIC   sbc_isf, sbc_isf_init, sbc_isf_div, sbc_isf_alloc  ! routine called in sbcmod and divhor
[4666]32
33   ! public in order to be able to output then
34
35   REAL(wp), PUBLIC ::   rn_hisf_tbl                 !: thickness of top boundary layer [m]
[6140]36   INTEGER , PUBLIC ::   nn_isf                      !: flag to choose between explicit/param/specified 
37   INTEGER , PUBLIC ::   nn_isfblk                   !: flag to choose the bulk formulation to compute the ice shelf melting
38   INTEGER , PUBLIC ::   nn_gammablk                 !: flag to choose how the exchange coefficient is computed
39   REAL(wp), PUBLIC ::   rn_gammat0                  !: temperature exchange coeficient []
40   REAL(wp), PUBLIC ::   rn_gammas0                  !: salinity    exchange coeficient []
[4666]41
[9019]42   INTEGER , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   misfkt   , misfkb        !: Level of ice shelf base
43   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   rzisf_tbl                !: depth of calving front (shallowest point) nn_isf ==2/3
44   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   rhisf_tbl, rhisf_tbl_0   !: thickness of tbl  [m]
45   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   r1_hisf_tbl              !: 1/thickness of tbl
46   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   ralpha                   !: proportion of bottom cell influenced by tbl
47   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   risfLeff                 !: effective length (Leff) BG03 nn_isf==2
48   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   ttbl, stbl, utbl, vtbl   !: top boundary layer variable at T point
49   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qisf                     !: net heat flux from ice shelf      [W/m2]
50   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   risf_tsc_b, risf_tsc     !: before and now T & S isf contents [K.m/s & PSU.m/s] 
[4666]51
[9019]52   LOGICAL, PUBLIC ::   l_isfcpl = .false.       !: isf recieved from oasis
[7788]53
[9019]54   REAL(wp), PUBLIC, SAVE ::   rcpi     = 2000.0_wp     !: specific heat of ice shelf             [J/kg/K]
55   REAL(wp), PUBLIC, SAVE ::   rkappa   = 1.54e-6_wp    !: heat diffusivity through the ice-shelf [m2/s]
56   REAL(wp), PUBLIC, SAVE ::   rhoisf   = 920.0_wp      !: volumic mass of ice shelf              [kg/m3]
57   REAL(wp), PUBLIC, SAVE ::   tsurf    = -20.0_wp      !: air temperature on top of ice shelf    [C]
58   REAL(wp), PUBLIC, SAVE ::   rlfusisf = 0.334e6_wp    !: latent heat of fusion of ice shelf     [J/kg]
[4666]59
60!: Variable used in fldread to read the forcing file (nn_isf == 4 .OR. nn_isf == 3)
[6140]61   CHARACTER(len=100), PUBLIC           :: cn_dirisf  = './' !: Root directory for location of ssr files
62   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC           :: sn_fwfisf         !: information about the isf melting file to be read
63   TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) :: sf_fwfisf
64   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC           :: sn_rnfisf         !: information about the isf melting param.   file to be read
65   TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) :: sf_rnfisf           
66   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC           :: sn_depmax_isf     !: information about the grounding line depth file to be read
67   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC           :: sn_depmin_isf     !: information about the calving   line depth file to be read
68   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC           :: sn_Leff_isf       !: information about the effective length     file to be read
[4666]69   
70   !!----------------------------------------------------------------------
[9570]71   !! NEMO/OCE 4.0 , LOCEAN-IPSL (2017)
[5215]72   !! $Id$
[4666]73   !! Software governed by the CeCILL licence (modipsl/doc/NEMO_CeCILL.txt)
74   !!----------------------------------------------------------------------
75CONTAINS
76 
[9019]77  SUBROUTINE sbc_isf( kt )
[5836]78      !!---------------------------------------------------------------------
[6140]79      !!                  ***  ROUTINE sbc_isf  ***
80      !!
81      !! ** Purpose : Compute Salt and Heat fluxes related to ice_shelf
82      !!              melting and freezing
83      !!
84      !! ** Method  :  4 parameterizations are available according to nn_isf
85      !!               nn_isf = 1 : Realistic ice_shelf formulation
86      !!                        2 : Beckmann & Goose parameterization
87      !!                        3 : Specified runoff in deptht (Mathiot & al. )
88      !!                        4 : specified fwf and heat flux forcing beneath the ice shelf
89      !!----------------------------------------------------------------------
[9019]90      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! ocean time step
[4666]91      !
[9019]92      INTEGER ::   ji, jj, jk   ! loop index
93      INTEGER ::   ikt, ikb     ! local integers
94      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zt_frz, zdep   ! freezing temperature (zt_frz) at depth (zdep)
95      REAL(wp), DIMENSION(:,:)  , ALLOCATABLE ::   zqhcisf2d
96      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::   zfwfisf3d, zqhcisf3d, zqlatisf3d
[4666]97      !!---------------------------------------------------------------------
98      !
[9019]99      IF( MOD( kt-1, nn_fsbc) == 0 ) THEN    ! compute salt and heat flux
100         !
[6140]101         SELECT CASE ( nn_isf )
102         CASE ( 1 )    ! realistic ice shelf formulation
[4666]103            ! compute T/S/U/V for the top boundary layer
104            CALL sbc_isf_tbl(tsn(:,:,:,jp_tem),ttbl(:,:),'T')
105            CALL sbc_isf_tbl(tsn(:,:,:,jp_sal),stbl(:,:),'T')
[6140]106            CALL sbc_isf_tbl(un(:,:,:)        ,utbl(:,:),'U')
107            CALL sbc_isf_tbl(vn(:,:,:)        ,vtbl(:,:),'V')
[4666]108            ! iom print
109            CALL iom_put('ttbl',ttbl(:,:))
110            CALL iom_put('stbl',stbl(:,:))
[6140]111            CALL iom_put('utbl',utbl(:,:) * (1._wp - tmask(:,:,1)) * ssmask(:,:))
112            CALL iom_put('vtbl',vtbl(:,:) * (1._wp - tmask(:,:,1)) * ssmask(:,:))
[4666]113            ! compute fwf and heat flux
[7788]114            ! compute fwf and heat flux
115            IF( .NOT.l_isfcpl ) THEN    ;   CALL sbc_isf_cav (kt)
116            ELSE                        ;   qisf(:,:)  = fwfisf(:,:) * rlfusisf  ! heat        flux
117            ENDIF
[9019]118            !
[6140]119         CASE ( 2 )    ! Beckmann and Goosse parametrisation
[4666]120            stbl(:,:)   = soce
121            CALL sbc_isf_bg03(kt)
[9019]122            !
[6140]123         CASE ( 3 )    ! specified runoff in depth (Mathiot et al., XXXX in preparation)
[7788]124            ! specified runoff in depth (Mathiot et al., XXXX in preparation)
125            IF( .NOT.l_isfcpl ) THEN
126               CALL fld_read ( kt, nn_fsbc, sf_rnfisf   )
127               fwfisf(:,:) = - sf_rnfisf(1)%fnow(:,:,1)         ! fresh water flux from the isf (fwfisf <0 mean melting)
128            ENDIF
[6140]129            qisf(:,:)   = fwfisf(:,:) * rlfusisf             ! heat flux
[4666]130            stbl(:,:)   = soce
[9019]131            !
[6140]132         CASE ( 4 )    ! specified fwf and heat flux forcing beneath the ice shelf
[9019]133            !          ! specified fwf and heat flux forcing beneath the ice shelf
[7788]134            IF( .NOT.l_isfcpl ) THEN
135               CALL fld_read ( kt, nn_fsbc, sf_fwfisf   )
136               !CALL fld_read ( kt, nn_fsbc, sf_qisf   )
137               fwfisf(:,:) = -sf_fwfisf(1)%fnow(:,:,1)            ! fwf
138            ENDIF
[6140]139            qisf(:,:)   = fwfisf(:,:) * rlfusisf               ! heat flux
[4666]140            stbl(:,:)   = soce
[9019]141            !
[6140]142         END SELECT
143
[4666]144         ! compute tsc due to isf
[6140]145         ! isf melting implemented as a volume flux and we assume that melt water is at 0 PSU.
146         ! WARNING water add at temp = 0C, need to add a correction term (fwfisf * tfreez / rau0).
147         ! compute freezing point beneath ice shelf (or top cell if nn_isf = 3)
148         DO jj = 1,jpj
149            DO ji = 1,jpi
150               zdep(ji,jj)=gdepw_n(ji,jj,misfkt(ji,jj))
151            END DO
152         END DO
153         CALL eos_fzp( stbl(:,:), zt_frz(:,:), zdep(:,:) )
[4666]154         
[6140]155         risf_tsc(:,:,jp_tem) = qisf(:,:) * r1_rau0_rcp - fwfisf(:,:) * zt_frz(:,:) * r1_rau0 !
156         risf_tsc(:,:,jp_sal) = 0.0_wp
[5643]157
[4666]158         ! lbclnk
[9098]159         CALL lbc_lnk_multi( risf_tsc(:,:,jp_tem), 'T', 1., risf_tsc(:,:,jp_sal), 'T', 1., fwfisf,'T', 1., qisf, 'T', 1.)
[7788]160         ! output
[7968]161         IF( iom_use('iceshelf_cea') )   CALL iom_put( 'iceshelf_cea', -fwfisf(:,:)                      )   ! isf mass flux
162         IF( iom_use('hflx_isf_cea') )   CALL iom_put( 'hflx_isf_cea', risf_tsc(:,:,jp_tem) * rau0 * rcp )   ! isf sensible+latent heat (W/m2)
163         IF( iom_use('qlatisf' ) )       CALL iom_put( 'qlatisf'     , qisf(:,:)                         )   ! isf latent heat
164         IF( iom_use('fwfisf'  ) )       CALL iom_put( 'fwfisf'      , fwfisf(:,:)                       )   ! isf mass flux (opposite sign)
[7788]165
[9019]166         ! Diagnostics
167         IF( iom_use('fwfisf3d') .OR. iom_use('qlatisf3d') .OR. iom_use('qhcisf3d') .OR. iom_use('qhcisf')) THEN
168            ALLOCATE( zfwfisf3d(jpi,jpj,jpk) , zqhcisf3d(jpi,jpj,jpk) , zqlatisf3d(jpi,jpj,jpk) )
169            ALLOCATE( zqhcisf2d(jpi,jpj) )
170            !
171            zfwfisf3d (:,:,:) = 0._wp                         ! 3d ice shelf melting (kg/m2/s)
172            zqhcisf3d (:,:,:) = 0._wp                         ! 3d heat content flux (W/m2)
173            zqlatisf3d(:,:,:) = 0._wp                         ! 3d ice shelf melting latent heat flux (W/m2)
174            zqhcisf2d (:,:)   = fwfisf(:,:) * zt_frz * rcp    ! 2d heat content flux (W/m2)
175            !
[7646]176            DO jj = 1,jpj
177               DO ji = 1,jpi
178                  ikt = misfkt(ji,jj)
179                  ikb = misfkb(ji,jj)
180                  DO jk = ikt, ikb - 1
181                     zfwfisf3d (ji,jj,jk) = zfwfisf3d (ji,jj,jk) + fwfisf   (ji,jj) * r1_hisf_tbl(ji,jj) * e3t_n(ji,jj,jk)
182                     zqhcisf3d (ji,jj,jk) = zqhcisf3d (ji,jj,jk) + zqhcisf2d(ji,jj) * r1_hisf_tbl(ji,jj) * e3t_n(ji,jj,jk)
183                     zqlatisf3d(ji,jj,jk) = zqlatisf3d(ji,jj,jk) + qisf     (ji,jj) * r1_hisf_tbl(ji,jj) * e3t_n(ji,jj,jk)
184                  END DO
[8329]185                  zfwfisf3d (ji,jj,jk) = zfwfisf3d (ji,jj,jk) + fwfisf   (ji,jj) * r1_hisf_tbl(ji,jj)   & 
186                     &                                                                   * ralpha(ji,jj) * e3t_n(ji,jj,jk)
187                  zqhcisf3d (ji,jj,jk) = zqhcisf3d (ji,jj,jk) + zqhcisf2d(ji,jj) * r1_hisf_tbl(ji,jj)   & 
188                     &                                                                   * ralpha(ji,jj) * e3t_n(ji,jj,jk)
189                  zqlatisf3d(ji,jj,jk) = zqlatisf3d(ji,jj,jk) + qisf     (ji,jj) * r1_hisf_tbl(ji,jj)   & 
190                     &                                                                   * ralpha(ji,jj) * e3t_n(ji,jj,jk)
[7646]191               END DO
192            END DO
[9019]193            !
[7646]194            CALL iom_put('fwfisf3d' , zfwfisf3d (:,:,:))
195            CALL iom_put('qlatisf3d', zqlatisf3d(:,:,:))
196            CALL iom_put('qhcisf3d' , zqhcisf3d (:,:,:))
197            CALL iom_put('qhcisf'   , zqhcisf2d (:,:  ))
[9019]198            !
199            DEALLOCATE( zfwfisf3d, zqhcisf3d, zqlatisf3d )
200            DEALLOCATE( zqhcisf2d )
[7788]201         ENDIF
202         !
[9019]203      ENDIF
[4666]204
[9019]205      IF( kt == nit000 ) THEN                         !   set the forcing field at nit000 - 1    !
206         IF( ln_rstart .AND.    &                     ! Restart: read in restart file
207            &   iom_varid( numror, 'fwf_isf_b', ldstop = .FALSE. ) > 0 ) THEN
208            IF(lwp) WRITE(numout,*) '          nit000-1 isf tracer content forcing fields read in the restart file'
[9367]209            CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'fwf_isf_b', fwfisf_b(:,:)         , ldxios = lrxios )   ! before salt content isf_tsc trend
210            CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'isf_sc_b' , risf_tsc_b(:,:,jp_sal), ldxios = lrxios )   ! before salt content isf_tsc trend
211            CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'isf_hc_b' , risf_tsc_b(:,:,jp_tem), ldxios = lrxios )   ! before salt content isf_tsc trend
[9019]212         ELSE
213            fwfisf_b(:,:)    = fwfisf(:,:)
214            risf_tsc_b(:,:,:)= risf_tsc(:,:,:)
215         ENDIF
216      ENDIF
217      !
218      IF( lrst_oce ) THEN
219         IF(lwp) WRITE(numout,*)
220         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'sbc : isf surface tracer content forcing fields written in ocean restart file ',   &
221            &                    'at it= ', kt,' date= ', ndastp
222         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~'
[9367]223         IF( lwxios ) CALL iom_swap(      cwxios_context          )
224         CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'fwf_isf_b', fwfisf(:,:)         , ldxios = lwxios )
225         CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'isf_hc_b' , risf_tsc(:,:,jp_tem), ldxios = lwxios )
226         CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'isf_sc_b' , risf_tsc(:,:,jp_sal), ldxios = lwxios )
227         IF( lwxios ) CALL iom_swap(      cxios_context          )
[9019]228      ENDIF
229      !
230   END SUBROUTINE sbc_isf
[5836]231
[9019]232
233   INTEGER FUNCTION sbc_isf_alloc()
[4666]234      !!----------------------------------------------------------------------
235      !!               ***  FUNCTION sbc_isf_rnf_alloc  ***
236      !!----------------------------------------------------------------------
237      sbc_isf_alloc = 0       ! set to zero if no array to be allocated
238      IF( .NOT. ALLOCATED( qisf ) ) THEN
[5120]239         ALLOCATE(  risf_tsc(jpi,jpj,jpts), risf_tsc_b(jpi,jpj,jpts), qisf(jpi,jpj)   , &
240               &    rhisf_tbl(jpi,jpj)    , r1_hisf_tbl(jpi,jpj), rzisf_tbl(jpi,jpj)  , &
241               &    ttbl(jpi,jpj)         , stbl(jpi,jpj)       , utbl(jpi,jpj)       , &
242               &    vtbl(jpi, jpj)        , risfLeff(jpi,jpj)   , rhisf_tbl_0(jpi,jpj), &
243               &    ralpha(jpi,jpj)       , misfkt(jpi,jpj)     , misfkb(jpi,jpj)     , &
[4946]244               &    STAT= sbc_isf_alloc )
[4666]245         !
[6140]246         IF( lk_mpp             )   CALL mpp_sum ( sbc_isf_alloc )
[4666]247         IF( sbc_isf_alloc /= 0 )   CALL ctl_warn('sbc_isf_alloc: failed to allocate arrays.')
248         !
[9019]249      ENDIF
250   END FUNCTION
[4666]251
[9019]252
[6140]253  SUBROUTINE sbc_isf_init
254      !!---------------------------------------------------------------------
255      !!                  ***  ROUTINE sbc_isf_init  ***
256      !!
257      !! ** Purpose : Initialisation of variables for iceshelf fluxes formulation
258      !!
259      !! ** Method  :  4 parameterizations are available according to nn_isf
260      !!               nn_isf = 1 : Realistic ice_shelf formulation
261      !!                        2 : Beckmann & Goose parameterization
262      !!                        3 : Specified runoff in deptht (Mathiot & al. )
263      !!                        4 : specified fwf and heat flux forcing beneath the ice shelf
[5836]264      !!----------------------------------------------------------------------
[6140]265      INTEGER               :: ji, jj, jk           ! loop index
266      INTEGER               :: ik                   ! current level index
267      INTEGER               :: ikt, ikb             ! top and bottom level of the isf boundary layer
268      INTEGER               :: inum, ierror
269      INTEGER               :: ios                  ! Local integer output status for namelist read
270      REAL(wp)              :: zhk
271      CHARACTER(len=256)    :: cvarzisf, cvarhisf   ! name for isf file
272      CHARACTER(LEN=32 )    :: cvarLeff             ! variable name for efficient Length scale
[5836]273      !!----------------------------------------------------------------------
[6140]274      NAMELIST/namsbc_isf/ nn_isfblk, rn_hisf_tbl, rn_gammat0, rn_gammas0, nn_gammablk, nn_isf, &
275                         & sn_fwfisf, sn_rnfisf, sn_depmax_isf, sn_depmin_isf, sn_Leff_isf
276      !!----------------------------------------------------------------------
277
278      REWIND( numnam_ref )              ! Namelist namsbc_rnf in reference namelist : Runoffs
279      READ  ( numnam_ref, namsbc_isf, IOSTAT = ios, ERR = 901)
[9168]280901   IF( ios /= 0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namsbc_isf in reference namelist', lwp )
[6140]281
282      REWIND( numnam_cfg )              ! Namelist namsbc_rnf in configuration namelist : Runoffs
283      READ  ( numnam_cfg, namsbc_isf, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
[9168]284902   IF( ios >  0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namsbc_isf in configuration namelist', lwp )
[6140]285      IF(lwm) WRITE ( numond, namsbc_isf )
286
[9168]287      IF(lwp) WRITE(numout,*)
288      IF(lwp) WRITE(numout,*) 'sbc_isf_init : heat flux of the ice shelf'
289      IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
290      IF(lwp) WRITE(numout,*) '   Namelist namsbc_isf :'
291      IF(lwp) WRITE(numout,*) '      type ice shelf melting/freezing         nn_isf      = ', nn_isf
292      IF(lwp) WRITE(numout,*) '      bulk formulation (nn_isf=1 only)        nn_isfblk   = ', nn_isfblk
293      IF(lwp) WRITE(numout,*) '      thickness of the top boundary layer     rn_hisf_tbl = ', rn_hisf_tbl
294      IF(lwp) WRITE(numout,*) '      gamma formulation                       nn_gammablk = ', nn_gammablk 
295      IF(lwp) WRITE(numout,*) '      gammat coefficient                      rn_gammat0  = ', rn_gammat0 
296      IF(lwp) WRITE(numout,*) '      gammas coefficient                      rn_gammas0  = ', rn_gammas0 
297      IF(lwp) WRITE(numout,*) '      top drag coef. used (from namdrg_top)   rn_Cd0      = ', r_Cdmin_top 
298
299
300                           !  1 = presence of ISF    2 = bg03 parametrisation
301                           !  3 = rnf file for isf   4 = ISF fwf specified
302                           !  option 1 and 4 need ln_isfcav = .true. (domzgr)
[6140]303      !
304      ! Allocate public variable
305      IF ( sbc_isf_alloc()  /= 0 )         CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_isf : unable to allocate arrays' )
306      !
307      ! initialisation
[9019]308      qisf    (:,:)    = 0._wp   ;   fwfisf  (:,:) = 0._wp
309      risf_tsc(:,:,:)  = 0._wp   ;   fwfisf_b(:,:) = 0._wp
[6140]310      !
311      ! define isf tbl tickness, top and bottom indice
312      SELECT CASE ( nn_isf )
313      CASE ( 1 ) 
[9168]314         IF(lwp) WRITE(numout,*)
315         IF(lwp) WRITE(numout,*) '      ==>>>   presence of under iceshelf seas (nn_isf = 1)'
[6140]316         rhisf_tbl(:,:) = rn_hisf_tbl
[9019]317         misfkt   (:,:) = mikt(:,:)         ! same indice for bg03 et cav => used in isfdiv
[9168]318         !
[6140]319      CASE ( 2 , 3 )
[7788]320         IF( .NOT.l_isfcpl ) THEN
321             ALLOCATE( sf_rnfisf(1), STAT=ierror )
322             ALLOCATE( sf_rnfisf(1)%fnow(jpi,jpj,1), sf_rnfisf(1)%fdta(jpi,jpj,1,2) )
323             CALL fld_fill( sf_rnfisf, (/ sn_rnfisf /), cn_dirisf, 'sbc_isf_init', 'read fresh water flux isf data', 'namsbc_isf' )
324          ENDIF
325          !  read effective lenght (BG03)
[9168]326          IF( nn_isf == 2 ) THEN
327            IF(lwp) WRITE(numout,*)
328            IF(lwp) WRITE(numout,*) '      ==>>>   bg03 parametrisation (nn_isf = 2)'
[6140]329            CALL iom_open( sn_Leff_isf%clname, inum )
330            cvarLeff = TRIM(sn_Leff_isf%clvar)
331            CALL iom_get( inum, jpdom_data, cvarLeff, risfLeff , 1)
332            CALL iom_close(inum)
333            !
334            risfLeff = risfLeff*1000.0_wp           !: convertion in m
[9168]335         ELSE
336            IF(lwp) WRITE(numout,*)
337            IF(lwp) WRITE(numout,*) '      ==>>>   rnf file for isf (nn_isf = 3)'
338         ENDIF
[6140]339         ! read depth of the top and bottom of the isf top boundary layer (in this case, isf front depth and grounding line depth)
340         CALL iom_open( sn_depmax_isf%clname, inum )
341         cvarhisf = TRIM(sn_depmax_isf%clvar)
342         CALL iom_get( inum, jpdom_data, cvarhisf, rhisf_tbl, 1) !: depth of deepest point of the ice shelf base
343         CALL iom_close(inum)
344         !
345         CALL iom_open( sn_depmin_isf%clname, inum )
346         cvarzisf = TRIM(sn_depmin_isf%clvar)
347         CALL iom_get( inum, jpdom_data, cvarzisf, rzisf_tbl, 1) !: depth of shallowest point of the ice shelves base
348         CALL iom_close(inum)
349         !
350         rhisf_tbl(:,:) = rhisf_tbl(:,:) - rzisf_tbl(:,:)        !: tickness isf boundary layer
351
352         !! compute first level of the top boundary layer
353         DO ji = 1, jpi
354            DO jj = 1, jpj
355                ik = 2
[9019]356!!gm potential bug: use gdepw_0 not _n
[6140]357                DO WHILE ( ik <= mbkt(ji,jj) .AND. gdepw_n(ji,jj,ik) < rzisf_tbl(ji,jj) ) ;  ik = ik + 1 ;  END DO
358                misfkt(ji,jj) = ik-1
359            END DO
360         END DO
[9168]361         !
[6140]362      CASE ( 4 ) 
[9168]363         IF(lwp) WRITE(numout,*)
364         IF(lwp) WRITE(numout,*) '      ==>>>   specified fresh water flux in ISF (nn_isf = 4)'
[6140]365         ! as in nn_isf == 1
366         rhisf_tbl(:,:) = rn_hisf_tbl
[9019]367         misfkt   (:,:) = mikt(:,:)         ! same indice for bg03 et cav => used in isfdiv
[9168]368         !
[6140]369         ! load variable used in fldread (use for temporal interpolation of isf fwf forcing)
[7788]370         IF( .NOT.l_isfcpl ) THEN
371           ALLOCATE( sf_fwfisf(1), STAT=ierror )
372           ALLOCATE( sf_fwfisf(1)%fnow(jpi,jpj,1), sf_fwfisf(1)%fdta(jpi,jpj,1,2) )
373           CALL fld_fill( sf_fwfisf, (/ sn_fwfisf /), cn_dirisf, 'sbc_isf_init', 'read fresh water flux isf data', 'namsbc_isf' )
374         ENDIF
[9168]375         !
376      CASE DEFAULT
377         CALL ctl_stop( 'sbc_isf_init: wrong value of nn_isf' )
[6140]378      END SELECT
379         
380      rhisf_tbl_0(:,:) = rhisf_tbl(:,:)
381
382      ! compute bottom level of isf tbl and thickness of tbl below the ice shelf
383      DO jj = 1,jpj
384         DO ji = 1,jpi
385            ikt = misfkt(ji,jj)
386            ikb = misfkt(ji,jj)
387            ! thickness of boundary layer at least the top level thickness
388            rhisf_tbl(ji,jj) = MAX(rhisf_tbl_0(ji,jj), e3t_n(ji,jj,ikt))
389
390            ! determine the deepest level influenced by the boundary layer
391            DO jk = ikt+1, mbkt(ji,jj)
[9019]392               IF( (SUM(e3t_n(ji,jj,ikt:jk-1)) < rhisf_tbl(ji,jj)) .AND. (tmask(ji,jj,jk) == 1) )   ikb = jk
[6140]393            END DO
394            rhisf_tbl(ji,jj) = MIN(rhisf_tbl(ji,jj), SUM(e3t_n(ji,jj,ikt:ikb))) ! limit the tbl to water thickness.
395            misfkb(ji,jj) = ikb                                                   ! last wet level of the tbl
396            r1_hisf_tbl(ji,jj) = 1._wp / rhisf_tbl(ji,jj)
397
398            zhk           = SUM( e3t_n(ji, jj, ikt:ikb - 1)) * r1_hisf_tbl(ji,jj) ! proportion of tbl cover by cell from ikt to ikb - 1
399            ralpha(ji,jj) = rhisf_tbl(ji,jj) * (1._wp - zhk ) / e3t_n(ji,jj,ikb)  ! proportion of bottom cell influenced by boundary layer
400         END DO
401      END DO
402
[9367]403      IF( lwxios ) THEN
404          CALL iom_set_rstw_var_active('fwf_isf_b')
405          CALL iom_set_rstw_var_active('isf_hc_b')
406          CALL iom_set_rstw_var_active('isf_sc_b')
407      ENDIF
408
409
[6140]410  END SUBROUTINE sbc_isf_init
411
[9019]412
[6140]413  SUBROUTINE sbc_isf_bg03(kt)
414      !!---------------------------------------------------------------------
415      !!                  ***  ROUTINE sbc_isf_bg03  ***
[5836]416      !!
[6140]417      !! ** Purpose : add net heat and fresh water flux from ice shelf melting
418      !!          into the adjacent ocean
[5836]419      !!
[6140]420      !! ** Method  :   See reference
421      !!
422      !! ** Reference : Beckmann and Goosse (2003), "A parameterization of ice shelf-ocean
423      !!         interaction for climate models", Ocean Modelling 5(2003) 157-170.
424      !!         (hereafter BG)
[9019]425      !! History :  06-02  (C. Wang) Original code
[5836]426      !!----------------------------------------------------------------------
427      INTEGER, INTENT ( in ) :: kt
428      !
[6140]429      INTEGER  :: ji, jj, jk ! dummy loop index
430      INTEGER  :: ik         ! current level
431      REAL(wp) :: zt_sum     ! sum of the temperature between 200m and 600m
432      REAL(wp) :: zt_ave     ! averaged temperature between 200m and 600m
433      REAL(wp) :: zt_frz     ! freezing point temperature at depth z
434      REAL(wp) :: zpress     ! pressure to compute the freezing point in depth
435      !!----------------------------------------------------------------------
436      !
437      DO ji = 1, jpi
438         DO jj = 1, jpj
439            ik = misfkt(ji,jj)
440            !! Initialize arrays to 0 (each step)
441            zt_sum = 0.e0_wp
442            IF ( ik > 1 ) THEN
443               ! 1. -----------the average temperature between 200m and 600m ---------------------
444               DO jk = misfkt(ji,jj),misfkb(ji,jj)
445                  ! freezing point temperature  at ice shelf base BG eq. 2 (JMM sign pb ??? +7.64e-4 !!!)
446                  ! after verif with UNESCO, wrong sign in BG eq. 2
447                  ! Calculate freezing temperature
448                  CALL eos_fzp(stbl(ji,jj), zt_frz, zpress) 
449                  zt_sum = zt_sum + (tsn(ji,jj,jk,jp_tem)-zt_frz) * e3t_n(ji,jj,jk) * tmask(ji,jj,jk)  ! sum temp
450               END DO
451               zt_ave = zt_sum/rhisf_tbl(ji,jj) ! calcul mean value
452               ! 2. ------------Net heat flux and fresh water flux due to the ice shelf
453               ! For those corresponding to zonal boundary   
454               qisf(ji,jj) = - rau0 * rcp * rn_gammat0 * risfLeff(ji,jj) * e1t(ji,jj) * zt_ave  &
455                           & * r1_e1e2t(ji,jj) * tmask(ji,jj,jk)
[4666]456             
[6140]457               fwfisf(ji,jj) = qisf(ji,jj) / rlfusisf          !fresh water flux kg/(m2s)                 
458               fwfisf(ji,jj) = fwfisf(ji,jj) * ( soce / stbl(ji,jj) )
459               !add to salinity trend
460            ELSE
[9019]461               qisf(ji,jj) = 0._wp   ;   fwfisf(ji,jj) = 0._wp
[6140]462            END IF
463         END DO
464      END DO
[5836]465      !
[4666]466  END SUBROUTINE sbc_isf_bg03
467
[9019]468
[6140]469  SUBROUTINE sbc_isf_cav( kt )
[4666]470      !!---------------------------------------------------------------------
471      !!                     ***  ROUTINE sbc_isf_cav  ***
472      !!
473      !! ** Purpose :   handle surface boundary condition under ice shelf
474      !!
475      !! ** Method  : -
476      !!
477      !! ** Action  :   utau, vtau : remain unchanged
478      !!                taum, wndm : remain unchanged
479      !!                qns        : update heat flux below ice shelf
480      !!                emp, emps  : update freshwater flux below ice shelf
481      !!---------------------------------------------------------------------
[9019]482      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! ocean time step
[4666]483      !
[6140]484      INTEGER  ::   ji, jj     ! dummy loop indices
485      INTEGER  ::   nit
[9019]486      LOGICAL  ::   lit
[4666]487      REAL(wp) ::   zlamb1, zlamb2, zlamb3
488      REAL(wp) ::   zeps1,zeps2,zeps3,zeps4,zeps6,zeps7
489      REAL(wp) ::   zaqe,zbqe,zcqe,zaqer,zdis,zsfrz,zcfac
[6140]490      REAL(wp) ::   zeps = 1.e-20_wp       
491      REAL(wp) ::   zerr
[9019]492      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zfrz
493      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zgammat, zgammas 
494      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zfwflx, zhtflx, zhtflx_b
[4666]495      !!---------------------------------------------------------------------
[9124]496      !
[6140]497      ! coeficient for linearisation of potential tfreez
498      ! Crude approximation for pressure (but commonly used)
499      zlamb1 =-0.0573_wp
500      zlamb2 = 0.0832_wp
501      zlamb3 =-7.53e-08_wp * grav * rau0
[4666]502      !
[6140]503      ! initialisation
504      zgammat(:,:) = rn_gammat0 ; zgammas (:,:) = rn_gammas0
505      zhtflx (:,:) = 0.0_wp     ; zhtflx_b(:,:) = 0.0_wp   
506      zfwflx (:,:) = 0.0_wp
[4666]507
[6140]508      ! compute ice shelf melting
509      nit = 1 ; lit = .TRUE.
510      DO WHILE ( lit )    ! maybe just a constant number of iteration as in blk_core is fine
511         SELECT CASE ( nn_isfblk )
512         CASE ( 1 )   !  ISOMIP formulation (2 equations) for volume flux (Hunter et al., 2006)
513            ! Calculate freezing temperature
514            CALL eos_fzp( stbl(:,:), zfrz(:,:), risfdep(:,:) )
[4666]515
[6140]516            ! compute gammat every where (2d)
517            CALL sbc_isf_gammats(zgammat, zgammas, zhtflx, zfwflx)
518           
519            ! compute upward heat flux zhtflx and upward water flux zwflx
520            DO jj = 1, jpj
521               DO ji = 1, jpi
522                  zhtflx(ji,jj) =   zgammat(ji,jj)*rcp*rau0*(ttbl(ji,jj)-zfrz(ji,jj))
523                  zfwflx(ji,jj) = - zhtflx(ji,jj)/rlfusisf
524               END DO
525            END DO
[4666]526
[6140]527            ! Compute heat flux and upward fresh water flux
528            qisf  (:,:) = - zhtflx(:,:) * (1._wp - tmask(:,:,1)) * ssmask(:,:)
529            fwfisf(:,:) =   zfwflx(:,:) * (1._wp - tmask(:,:,1)) * ssmask(:,:)
[5721]530
[6140]531         CASE ( 2 )  ! ISOMIP+ formulation (3 equations) for volume flux (Asay-Davis et al., 2015)
532            ! compute gammat every where (2d)
533            CALL sbc_isf_gammats(zgammat, zgammas, zhtflx, zfwflx)
[4666]534
[6140]535            ! compute upward heat flux zhtflx and upward water flux zwflx
536            ! Resolution of a 2d equation from equation 21, 22 and 23 to find Sb (Asay-Davis et al., 2015)
537            DO jj = 1, jpj
538               DO ji = 1, jpi
539                  ! compute coeficient to solve the 2nd order equation
540                  zeps1 = rcp*rau0*zgammat(ji,jj)
541                  zeps2 = rlfusisf*rau0*zgammas(ji,jj)
542                  zeps3 = rhoisf*rcpi*rkappa/MAX(risfdep(ji,jj),zeps)
543                  zeps4 = zlamb2+zlamb3*risfdep(ji,jj)
544                  zeps6 = zeps4-ttbl(ji,jj)
545                  zeps7 = zeps4-tsurf
546                  zaqe  = zlamb1 * (zeps1 + zeps3)
547                  zaqer = 0.5_wp/MIN(zaqe,-zeps)
548                  zbqe  = zeps1*zeps6+zeps3*zeps7-zeps2
549                  zcqe  = zeps2*stbl(ji,jj)
550                  zdis  = zbqe*zbqe-4.0_wp*zaqe*zcqe               
551
552                  ! Presumably zdis can never be negative because gammas is very small compared to gammat
553                  ! compute s freeze
554                  zsfrz=(-zbqe-SQRT(zdis))*zaqer
555                  IF ( zsfrz < 0.0_wp ) zsfrz=(-zbqe+SQRT(zdis))*zaqer
556
557                  ! compute t freeze (eq. 22)
558                  zfrz(ji,jj)=zeps4+zlamb1*zsfrz
559 
560                  ! zfwflx is upward water flux
561                  ! zhtflx is upward heat flux (out of ocean)
562                  ! compute the upward water and heat flux (eq. 28 and eq. 29)
563                  zfwflx(ji,jj) = rau0 * zgammas(ji,jj) * (zsfrz-stbl(ji,jj)) / MAX(zsfrz,zeps)
564                  zhtflx(ji,jj) = zgammat(ji,jj) * rau0 * rcp * (ttbl(ji,jj) - zfrz(ji,jj) ) 
565               END DO
[4666]566            END DO
567
[6140]568            ! compute heat and water flux
569            qisf  (:,:) = - zhtflx(:,:) * (1._wp - tmask(:,:,1)) * ssmask(:,:)
570            fwfisf(:,:) =   zfwflx(:,:) * (1._wp - tmask(:,:,1)) * ssmask(:,:)
[4666]571
[6140]572         END SELECT
[4666]573
[6140]574         ! define if we need to iterate (nn_gammablk 0/1 do not need iteration)
575         IF ( nn_gammablk <  2 ) THEN ; lit = .FALSE.
576         ELSE                           
577            ! check total number of iteration
578            IF (nit >= 100) THEN ; CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_isf_hol99 : too many iteration ...' )
579            ELSE                 ; nit = nit + 1
580            END IF
[4666]581
[6140]582            ! compute error between 2 iterations
583            ! if needed save gammat and compute zhtflx_b for next iteration
584            zerr = MAXVAL(ABS(zhtflx-zhtflx_b))
585            IF ( zerr <= 0.01_wp ) THEN ; lit = .FALSE.
586            ELSE                        ; zhtflx_b(:,:) = zhtflx(:,:)
587            END IF
588         END IF
589      END DO
[5302]590      !
[6140]591      CALL iom_put('isfgammat', zgammat)
592      CALL iom_put('isfgammas', zgammas)
593      !
[4666]594   END SUBROUTINE sbc_isf_cav
595
[7646]596
[6140]597   SUBROUTINE sbc_isf_gammats(pgt, pgs, pqhisf, pqwisf )
[4666]598      !!----------------------------------------------------------------------
599      !! ** Purpose    : compute the coefficient echange for heat flux
600      !!
601      !! ** Method     : gamma assume constant or depends of u* and stability
602      !!
603      !! ** References : Holland and Jenkins, 1999, JPO, p1787-1800, eq 14
604      !!                Jenkins et al., 2010, JPO, p2298-2312
605      !!---------------------------------------------------------------------
[9124]606      REAL(wp), DIMENSION(:,:), INTENT(  out) ::   pgt   , pgs      !
607      REAL(wp), DIMENSION(:,:), INTENT(in   ) ::   pqhisf, pqwisf   !
[6140]608      !
609      INTEGER  :: ji, jj                     ! loop index
[9124]610      INTEGER  :: ikt                        ! local integer
[4666]611      REAL(wp) :: zdku, zdkv                 ! U, V shear
612      REAL(wp) :: zPr, zSc, zRc              ! Prandtl, Scmidth and Richardson number
613      REAL(wp) :: zmob, zmols                ! Monin Obukov length, coriolis factor at T point
614      REAL(wp) :: zbuofdep, zhnu             ! Bouyancy length scale, sublayer tickness
615      REAL(wp) :: zhmax                      ! limitation of mol
616      REAL(wp) :: zetastar                   ! stability parameter
617      REAL(wp) :: zgmolet, zgmoles, zgturb   ! contribution of modelecular sublayer and turbulence
618      REAL(wp) :: zcoef                      ! temporary coef
[4946]619      REAL(wp) :: zdep
[6140]620      REAL(wp) :: zeps = 1.0e-20_wp   
621      REAL(wp), PARAMETER :: zxsiN = 0.052_wp   ! dimensionless constant
622      REAL(wp), PARAMETER :: znu   = 1.95e-6_wp ! kinamatic viscosity of sea water (m2.s-1)
[4946]623      REAL(wp), DIMENSION(2) :: zts, zab
[9019]624      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: zustar   ! U, V at T point and friction velocity
[4666]625      !!---------------------------------------------------------------------
626      !
[6140]627      SELECT CASE ( nn_gammablk )
628      CASE ( 0 ) ! gamma is constant (specified in namelist)
629         !! ISOMIP formulation (Hunter et al, 2006)
630         pgt(:,:) = rn_gammat0
631         pgs(:,:) = rn_gammas0
[4666]632
[6140]633      CASE ( 1 ) ! gamma is assume to be proportional to u*
634         !! Jenkins et al., 2010, JPO, p2298-2312
635         !! Adopted by Asay-Davis et al. (2015)
[9124]636         !! compute ustar (eq. 24)
637!!gm  NB  use pCdU here so that it will incorporate local boost of Cd0 and log layer case :
638!!         zustar(:,:) = SQRT( rCdU_top(:,:) * SQRT(utbl(:,:) * utbl(:,:) + vtbl(:,:) * vtbl(:,:) + r_ke0_top) )
639!! or better :  compute ustar in zdfdrg  and use it here as well as in TKE, GLS and Co
640!!
641!!     ===>>>>    GM  to be done this chrismas
642!!         
643!!gm end
[9019]644         zustar(:,:) = SQRT( r_Cdmin_top * (utbl(:,:) * utbl(:,:) + vtbl(:,:) * vtbl(:,:) + r_ke0_top) )
[4666]645
[6140]646         !! Compute gammats
647         pgt(:,:) = zustar(:,:) * rn_gammat0
648         pgs(:,:) = zustar(:,:) * rn_gammas0
649     
650      CASE ( 2 ) ! gamma depends of stability of boundary layer
651         !! Holland and Jenkins, 1999, JPO, p1787-1800, eq 14
652         !! as MOL depends of flux and flux depends of MOL, best will be iteration (TO DO)
653         !! compute ustar
[9019]654         zustar(:,:) = SQRT( r_Cdmin_top * (utbl(:,:) * utbl(:,:) + vtbl(:,:) * vtbl(:,:) + r_ke0_top) )
[4666]655
[6140]656         !! compute Pr and Sc number (can be improved)
657         zPr =   13.8_wp
658         zSc = 2432.0_wp
[4666]659
[6140]660         !! compute gamma mole
661         zgmolet = 12.5_wp * zPr ** (2.0/3.0) - 6.0_wp
662         zgmoles = 12.5_wp * zSc ** (2.0/3.0) - 6.0_wp
[4666]663
[6140]664         !! compute gamma
[9019]665         DO ji = 2, jpi
666            DO jj = 2, jpj
[6140]667               ikt = mikt(ji,jj)
[4666]668
[9019]669               IF( zustar(ji,jj) == 0._wp ) THEN           ! only for kt = 1 I think
[6140]670                  pgt = rn_gammat0
671                  pgs = rn_gammas0
672               ELSE
673                  !! compute Rc number (as done in zdfric.F90)
[9019]674!!gm better to do it like in the new zdfric.F90   i.e. avm weighted Ri computation
675!!gm moreover, use Max(rn2,0) to take care of static instabilities....
[6140]676                  zcoef = 0.5_wp / e3w_n(ji,jj,ikt)
677                  !                                            ! shear of horizontal velocity
678                  zdku = zcoef * (  un(ji-1,jj  ,ikt  ) + un(ji,jj,ikt  )  &
679                     &             -un(ji-1,jj  ,ikt+1) - un(ji,jj,ikt+1)  )
680                  zdkv = zcoef * (  vn(ji  ,jj-1,ikt  ) + vn(ji,jj,ikt  )  &
681                     &             -vn(ji  ,jj-1,ikt+1) - vn(ji,jj,ikt+1)  )
682                  !                                            ! richardson number (minimum value set to zero)
683                  zRc = rn2(ji,jj,ikt+1) / MAX( zdku*zdku + zdkv*zdkv, zeps )
684
685                  !! compute bouyancy
686                  zts(jp_tem) = ttbl(ji,jj)
687                  zts(jp_sal) = stbl(ji,jj)
688                  zdep        = gdepw_n(ji,jj,ikt)
[4946]689                  !
[6140]690                  CALL eos_rab( zts, zdep, zab )
691                  !
692                  !! compute length scale
693                  zbuofdep = grav * ( zab(jp_tem) * pqhisf(ji,jj) - zab(jp_sal) * pqwisf(ji,jj) )  !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
[4666]694
[6140]695                  !! compute Monin Obukov Length
696                  ! Maximum boundary layer depth
697                  zhmax = gdept_n(ji,jj,mbkt(ji,jj)) - gdepw_n(ji,jj,mikt(ji,jj)) -0.001_wp
698                  ! Compute Monin obukhov length scale at the surface and Ekman depth:
699                  zmob   = zustar(ji,jj) ** 3 / (vkarmn * (zbuofdep + zeps))
700                  zmols  = SIGN(1._wp, zmob) * MIN(ABS(zmob), zhmax) * tmask(ji,jj,ikt)
[4666]701
[6140]702                  !! compute eta* (stability parameter)
[7646]703                  zetastar = 1._wp / ( SQRT(1._wp + MAX(zxsiN * zustar(ji,jj) / ( ABS(ff_f(ji,jj)) * zmols * zRc ), 0._wp)))
[4666]704
[6140]705                  !! compute the sublayer thickness
706                  zhnu = 5 * znu / zustar(ji,jj)
[4666]707
[6140]708                  !! compute gamma turb
[7646]709                  zgturb = 1._wp / vkarmn * LOG(zustar(ji,jj) * zxsiN * zetastar * zetastar / ( ABS(ff_f(ji,jj)) * zhnu )) &
[6140]710                  &      + 1._wp / ( 2 * zxsiN * zetastar ) - 1._wp / vkarmn
711
712                  !! compute gammats
713                  pgt(ji,jj) = zustar(ji,jj) / (zgturb + zgmolet)
714                  pgs(ji,jj) = zustar(ji,jj) / (zgturb + zgmoles)
[4666]715               END IF
[6140]716            END DO
717         END DO
[9098]718         CALL lbc_lnk_multi( pgt, 'T', 1., pgs, 'T', 1.)
[6140]719      END SELECT
[5836]720      !
[6140]721   END SUBROUTINE sbc_isf_gammats
[4666]722
[9019]723
[6140]724   SUBROUTINE sbc_isf_tbl( pvarin, pvarout, cd_ptin )
[4666]725      !!----------------------------------------------------------------------
726      !!                  ***  SUBROUTINE sbc_isf_tbl  ***
727      !!
[6140]728      !! ** Purpose : compute mean T/S/U/V in the boundary layer at T- point
[4666]729      !!
730      !!----------------------------------------------------------------------
[9019]731      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(in   ) :: pvarin
732      REAL(wp), DIMENSION(:,:)  , INTENT(  out) :: pvarout
733      CHARACTER(len=1),           INTENT(in   ) :: cd_ptin ! point of variable in/out
[6140]734      !
[9019]735      INTEGER ::   ji, jj, jk                ! loop index
736      INTEGER ::   ikt, ikb                    ! top and bottom index of the tbl
737      REAL(wp) ::   ze3, zhk
738      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: zhisf_tbl ! thickness of the tbl
[6140]739      !!----------------------------------------------------------------------
[4666]740     
[6140]741      ! initialisation
742      pvarout(:,:)=0._wp
743   
744      SELECT CASE ( cd_ptin )
745      CASE ( 'U' ) ! compute U in the top boundary layer at T- point
746         DO jj = 1,jpj
747            DO ji = 1,jpi
748               ikt = miku(ji,jj) ; ikb = miku(ji,jj)
749               ! thickness of boundary layer at least the top level thickness
[9019]750               zhisf_tbl(ji,jj) = MAX( rhisf_tbl_0(ji,jj) , e3u_n(ji,jj,ikt) )
[4666]751
[6140]752               ! determine the deepest level influenced by the boundary layer
753               DO jk = ikt+1, mbku(ji,jj)
754                  IF ( (SUM(e3u_n(ji,jj,ikt:jk-1)) < zhisf_tbl(ji,jj)) .AND. (umask(ji,jj,jk) == 1) ) ikb = jk
755               END DO
756               zhisf_tbl(ji,jj) = MIN(zhisf_tbl(ji,jj), SUM(e3u_n(ji,jj,ikt:ikb)))  ! limit the tbl to water thickness.
[4666]757
[6140]758               ! level fully include in the ice shelf boundary layer
759               DO jk = ikt, ikb - 1
760                  ze3 = e3u_n(ji,jj,jk)
761                  pvarout(ji,jj) = pvarout(ji,jj) + pvarin(ji,jj,jk) / zhisf_tbl(ji,jj) * ze3
762               END DO
[4666]763
[6140]764               ! level partially include in ice shelf boundary layer
765               zhk = SUM( e3u_n(ji, jj, ikt:ikb - 1)) / zhisf_tbl(ji,jj)
766               pvarout(ji,jj) = pvarout(ji,jj) + pvarin(ji,jj,ikb) * (1._wp - zhk)
767            END DO
768         END DO
[9019]769         DO jj = 2, jpj
770            DO ji = 2, jpi
771!!gm a wet-point only average should be used here !!!
[6140]772               pvarout(ji,jj) = 0.5_wp * (pvarout(ji,jj) + pvarout(ji-1,jj))
773            END DO
774         END DO
775         CALL lbc_lnk(pvarout,'T',-1.)
776     
777      CASE ( 'V' ) ! compute V in the top boundary layer at T- point
778         DO jj = 1,jpj
779            DO ji = 1,jpi
780               ikt = mikv(ji,jj) ; ikb = mikv(ji,jj)
781               ! thickness of boundary layer at least the top level thickness
782               zhisf_tbl(ji,jj) = MAX(rhisf_tbl_0(ji,jj), e3v_n(ji,jj,ikt))
[4666]783
[6140]784               ! determine the deepest level influenced by the boundary layer
785               DO jk = ikt+1, mbkv(ji,jj)
786                  IF ( (SUM(e3v_n(ji,jj,ikt:jk-1)) < zhisf_tbl(ji,jj)) .AND. (vmask(ji,jj,jk) == 1) ) ikb = jk
787               END DO
788               zhisf_tbl(ji,jj) = MIN(zhisf_tbl(ji,jj), SUM(e3v_n(ji,jj,ikt:ikb)))  ! limit the tbl to water thickness.
[4666]789
[6140]790               ! level fully include in the ice shelf boundary layer
791               DO jk = ikt, ikb - 1
792                  ze3 = e3v_n(ji,jj,jk)
793                  pvarout(ji,jj) = pvarout(ji,jj) + pvarin(ji,jj,jk) / zhisf_tbl(ji,jj) * ze3
794               END DO
[4666]795
[6140]796               ! level partially include in ice shelf boundary layer
797               zhk = SUM( e3v_n(ji, jj, ikt:ikb - 1)) / zhisf_tbl(ji,jj)
798               pvarout(ji,jj) = pvarout(ji,jj) + pvarin(ji,jj,ikb) * (1._wp - zhk)
799            END DO
800         END DO
[9019]801         DO jj = 2, jpj
802            DO ji = 2, jpi
803!!gm a wet-point only average should be used here !!!
[6140]804               pvarout(ji,jj) = 0.5_wp * (pvarout(ji,jj) + pvarout(ji,jj-1))
805            END DO
806         END DO
807         CALL lbc_lnk(pvarout,'T',-1.)
808
809      CASE ( 'T' ) ! compute T in the top boundary layer at T- point
810         DO jj = 1,jpj
811            DO ji = 1,jpi
812               ikt = misfkt(ji,jj)
813               ikb = misfkb(ji,jj)
814
[4666]815               ! level fully include in the ice shelf boundary layer
816               DO jk = ikt, ikb - 1
[6140]817                  ze3 = e3t_n(ji,jj,jk)
818                  pvarout(ji,jj) = pvarout(ji,jj) + pvarin(ji,jj,jk) * r1_hisf_tbl(ji,jj) * ze3
[4666]819               END DO
820
821               ! level partially include in ice shelf boundary layer
[6140]822               zhk = SUM( e3t_n(ji, jj, ikt:ikb - 1)) * r1_hisf_tbl(ji,jj)
823               pvarout(ji,jj) = pvarout(ji,jj) + pvarin(ji,jj,ikb) * (1._wp - zhk)
824            END DO
[4666]825         END DO
[6140]826      END SELECT
[9019]827      !
[6140]828      ! mask mean tbl value
829      pvarout(:,:) = pvarout(:,:) * ssmask(:,:)
[5836]830      !
[4666]831   END SUBROUTINE sbc_isf_tbl
832     
833
834   SUBROUTINE sbc_isf_div( phdivn )
835      !!----------------------------------------------------------------------
836      !!                  ***  SUBROUTINE sbc_isf_div  ***
837      !!       
838      !! ** Purpose :   update the horizontal divergence with the runoff inflow
839      !!
840      !! ** Method  :   
841      !!                CAUTION : risf_tsc(:,:,jp_sal) is negative (outflow) increase the
842      !!                          divergence and expressed in m/s
843      !!
844      !! ** Action  :   phdivn   decreased by the runoff inflow
845      !!----------------------------------------------------------------------
[6140]846      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT( inout ) ::   phdivn   ! horizontal divergence
847      !
[4946]848      INTEGER  ::   ji, jj, jk   ! dummy loop indices
849      INTEGER  ::   ikt, ikb 
[6140]850      REAL(wp) ::   zhk
851      REAL(wp) ::   zfact     ! local scalar
[4666]852      !!----------------------------------------------------------------------
853      !
854      zfact   = 0.5_wp
855      !
[6140]856      IF(.NOT.ln_linssh ) THEN     ! need to re compute level distribution of isf fresh water
[4666]857         DO jj = 1,jpj
858            DO ji = 1,jpi
859               ikt = misfkt(ji,jj)
860               ikb = misfkt(ji,jj)
861               ! thickness of boundary layer at least the top level thickness
[6140]862               rhisf_tbl(ji,jj) = MAX(rhisf_tbl_0(ji,jj), e3t_n(ji,jj,ikt))
[4666]863
864               ! determine the deepest level influenced by the boundary layer
865               DO jk = ikt, mbkt(ji,jj)
[6140]866                  IF ( (SUM(e3t_n(ji,jj,ikt:jk-1)) .LT. rhisf_tbl(ji,jj)) .AND. (tmask(ji,jj,jk) == 1) ) ikb = jk
[4666]867               END DO
[6140]868               rhisf_tbl(ji,jj) = MIN(rhisf_tbl(ji,jj), SUM(e3t_n(ji,jj,ikt:ikb)))  ! limit the tbl to water thickness.
[4666]869               misfkb(ji,jj) = ikb                                                  ! last wet level of the tbl
870               r1_hisf_tbl(ji,jj) = 1._wp / rhisf_tbl(ji,jj)
[4726]871
[6140]872               zhk           = SUM( e3t_n(ji, jj, ikt:ikb - 1)) * r1_hisf_tbl(ji,jj)  ! proportion of tbl cover by cell from ikt to ikb - 1
873               ralpha(ji,jj) = rhisf_tbl(ji,jj) * (1._wp - zhk ) / e3t_n(ji,jj,ikb)  ! proportion of bottom cell influenced by boundary layer
[4666]874            END DO
875         END DO
[6140]876      END IF 
[4666]877      !
[6140]878      !==   ice shelf melting distributed over several levels   ==!
[4666]879      DO jj = 1,jpj
880         DO ji = 1,jpi
881               ikt = misfkt(ji,jj)
882               ikb = misfkb(ji,jj)
883               ! level fully include in the ice shelf boundary layer
884               DO jk = ikt, ikb - 1
[4946]885                  phdivn(ji,jj,jk) = phdivn(ji,jj,jk) + ( fwfisf(ji,jj) + fwfisf_b(ji,jj) ) &
[6140]886                    &              * r1_hisf_tbl(ji,jj) * r1_rau0 * zfact
[4666]887               END DO
888               ! level partially include in ice shelf boundary layer
[4946]889               phdivn(ji,jj,ikb) = phdivn(ji,jj,ikb) + ( fwfisf(ji,jj) &
[6140]890                    &            + fwfisf_b(ji,jj) ) * r1_hisf_tbl(ji,jj) * r1_rau0 * zfact * ralpha(ji,jj) 
[4666]891         END DO
892      END DO
893      !
894   END SUBROUTINE sbc_isf_div
[9019]895
[6140]896   !!======================================================================
[4666]897END MODULE sbcisf
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.