New URL for NEMO forge!   http://forge.nemo-ocean.eu

Since March 2022 along with NEMO 4.2 release, the code development moved to a self-hosted GitLab.
This present forge is now archived and remained online for history.
zdfmxl.F90 in branches/2017/dev_r7881_no_wrk_alloc/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/ZDF – NEMO

source: branches/2017/dev_r7881_no_wrk_alloc/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/ZDF/zdfmxl.F90 @ 7910

Last change on this file since 7910 was 7910, checked in by timgraham, 7 years ago

All wrk_alloc removed

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 7.2 KB
Line 
1MODULE zdfmxl
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  zdfmxl  ***
4   !! Ocean physics: mixed layer depth
5   !!======================================================================
6   !! History :  1.0  ! 2003-08  (G. Madec)  original code
7   !!            3.2  ! 2009-07  (S. Masson, G. Madec)  IOM + merge of DO-loop
8   !!            3.7  ! 2012-03  (G. Madec)  make public the density criteria for trdmxl
9   !!             -   ! 2014-02  (F. Roquet)  mixed layer depth calculated using N2 instead of rhop
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   !!   zdf_mxl      : Compute the turbocline and mixed layer depths.
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   USE oce             ! ocean dynamics and tracers variables
14   USE dom_oce         ! ocean space and time domain variables
15   USE trc_oce, ONLY: l_offline         ! ocean space and time domain variables
16   USE zdf_oce         ! ocean vertical physics
17   USE in_out_manager  ! I/O manager
18   USE prtctl          ! Print control
19   USE phycst          ! physical constants
20   USE iom             ! I/O library
21   USE lib_mpp         ! MPP library
22   USE timing          ! Timing
23
24   IMPLICIT NONE
25   PRIVATE
26
27   PUBLIC   zdf_mxl       ! called by step.F90
28
29   INTEGER , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   nmln    !: number of level in the mixed layer (used by TOP)
30   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hmld    !: mixing layer depth (turbocline)      [m]
31   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hmlp    !: mixed layer depth  (rho=rho0+zdcrit) [m]
32   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hmlpt   !: depth of the last T-point inside the mixed layer [m]
33
34   REAL(wp), PUBLIC ::   rho_c = 0.01_wp    !: density criterion for mixed layer depth
35   REAL(wp)         ::   avt_c = 5.e-4_wp   ! Kz criterion for the turbocline depth
36
37   !!----------------------------------------------------------------------
38   !! NEMO/OPA 4.0 , NEMO Consortium (2011)
39   !! $Id$
40   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
41   !!----------------------------------------------------------------------
42CONTAINS
43
44   INTEGER FUNCTION zdf_mxl_alloc()
45      !!----------------------------------------------------------------------
46      !!               ***  FUNCTION zdf_mxl_alloc  ***
47      !!----------------------------------------------------------------------
48      zdf_mxl_alloc = 0      ! set to zero if no array to be allocated
49      IF( .NOT. ALLOCATED( nmln ) ) THEN
50         ALLOCATE( nmln(jpi,jpj), hmld(jpi,jpj), hmlp(jpi,jpj), hmlpt(jpi,jpj), STAT= zdf_mxl_alloc )
51         !
52         IF( lk_mpp             )   CALL mpp_sum ( zdf_mxl_alloc )
53         IF( zdf_mxl_alloc /= 0 )   CALL ctl_warn('zdf_mxl_alloc: failed to allocate arrays.')
54         !
55      ENDIF
56   END FUNCTION zdf_mxl_alloc
57
58
59   SUBROUTINE zdf_mxl( kt )
60      !!----------------------------------------------------------------------
61      !!                  ***  ROUTINE zdfmxl  ***
62      !!                   
63      !! ** Purpose :   Compute the turbocline depth and the mixed layer depth
64      !!              with density criteria.
65      !!
66      !! ** Method  :   The mixed layer depth is the shallowest W depth with
67      !!      the density of the corresponding T point (just bellow) bellow a
68      !!      given value defined locally as rho(10m) + rho_c
69      !!               The turbocline depth is the depth at which the vertical
70      !!      eddy diffusivity coefficient (resulting from the vertical physics
71      !!      alone, not the isopycnal part, see trazdf.F) fall below a given
72      !!      value defined locally (avt_c here taken equal to 5 cm/s2 by default)
73      !!
74      !! ** Action  :   nmln, hmld, hmlp, hmlpt
75      !!----------------------------------------------------------------------
76      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! ocean time-step index
77      !
78      INTEGER  ::   ji, jj, jk      ! dummy loop indices
79      INTEGER  ::   iikn, iiki, ikt ! local integer
80      REAL(wp) ::   zN2_c           ! local scalar
81      INTEGER, DIMENSION(jpi,jpj) ::   imld   ! 2D workspace
82      !!----------------------------------------------------------------------
83      !
84      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('zdf_mxl')
85      !
86
87      IF( kt == nit000 ) THEN
88         IF(lwp) WRITE(numout,*)
89         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'zdf_mxl : mixed layer depth'
90         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
91         !                             ! allocate zdfmxl arrays
92         IF( zdf_mxl_alloc() /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'zdf_mxl : unable to allocate arrays' )
93      ENDIF
94
95      ! w-level of the mixing and mixed layers
96      nmln(:,:)  = nlb10               ! Initialization to the number of w ocean point
97      hmlp(:,:)  = 0._wp               ! here hmlp used as a dummy variable, integrating vertically N^2
98      zN2_c = grav * rho_c * r1_rau0   ! convert density criteria into N^2 criteria
99      DO jk = nlb10, jpkm1
100         DO jj = 1, jpj                ! Mixed layer level: w-level
101            DO ji = 1, jpi
102               ikt = mbkt(ji,jj)
103               hmlp(ji,jj) = hmlp(ji,jj) + MAX( rn2b(ji,jj,jk) , 0._wp ) * e3w_n(ji,jj,jk)
104               IF( hmlp(ji,jj) < zN2_c )   nmln(ji,jj) = MIN( jk , ikt ) + 1   ! Mixed layer level
105            END DO
106         END DO
107      END DO
108      !
109      ! w-level of the turbocline and mixing layer (iom_use)
110      imld(:,:) = mbkt(:,:) + 1        ! Initialization to the number of w ocean point
111      DO jk = jpkm1, nlb10, -1         ! from the bottom to nlb10
112         DO jj = 1, jpj
113            DO ji = 1, jpi
114               IF( avt (ji,jj,jk) < avt_c * wmask(ji,jj,jk) )   imld(ji,jj) = jk      ! Turbocline
115            END DO
116         END DO
117      END DO
118      ! depth of the mixing and mixed layers
119      DO jj = 1, jpj
120         DO ji = 1, jpi
121            iiki = imld(ji,jj)
122            iikn = nmln(ji,jj)
123            hmld (ji,jj) = gdepw_n(ji,jj,iiki  ) * ssmask(ji,jj)    ! Turbocline depth
124            hmlp (ji,jj) = gdepw_n(ji,jj,iikn  ) * ssmask(ji,jj)    ! Mixed layer depth
125            hmlpt(ji,jj) = gdept_n(ji,jj,iikn-1) * ssmask(ji,jj)    ! depth of the last T-point inside the mixed layer
126         END DO
127      END DO
128      !
129      IF( .NOT.l_offline ) THEN
130         IF( iom_use("mldr10_1") ) THEN
131            IF( ln_isfcav ) THEN  ;  CALL iom_put( "mldr10_1", hmlp - risfdep)   ! mixed layer thickness
132            ELSE                  ;  CALL iom_put( "mldr10_1", hmlp )            ! mixed layer depth
133            END IF
134         END IF
135         IF( iom_use("mldkz5") ) THEN
136            IF( ln_isfcav ) THEN  ;  CALL iom_put( "mldkz5"  , hmld - risfdep )   ! turbocline thickness
137            ELSE                  ;  CALL iom_put( "mldkz5"  , hmld )             ! turbocline depth
138            END IF
139         ENDIF
140      ENDIF
141     
142      IF(ln_ctl)   CALL prt_ctl( tab2d_1=REAL(nmln,wp), clinfo1=' nmln : ', tab2d_2=hmlp, clinfo2=' hmlp : ', ovlap=1 )
143      !
144      !
145      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('zdf_mxl')
146      !
147   END SUBROUTINE zdf_mxl
148
149   !!======================================================================
150END MODULE zdfmxl
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.