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ice1d.F90 in branches/2017/dev_r8183_ICEMODEL/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_3 – NEMO

source: branches/2017/dev_r8183_ICEMODEL/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_3/ice1d.F90 @ 8726

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Jules coupler functionalities
File size: 14.6 KB
Line 
1MODULE ice1D
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE ice1D  ***
4   !! sea-ice :   Ice thermodynamics variables in 1D
5   !!=====================================================================
6   !! History :  3.0  !  2002-11  (C. Ethe)  F90: Free form and module
7   !!----------------------------------------------------------------------
8#if defined key_lim3
9   !!----------------------------------------------------------------------
10   !!   'key_lim3'                                       ESIM sea-ice model
11   !!----------------------------------------------------------------------
12   USE ice     , ONLY :   nlay_i, nlay_s, jpl   ! number of ice/snow layers and categories
13   !
14   USE in_out_manager ! I/O manager
15   USE lib_mpp        ! MPP library
16
17   IMPLICIT NONE
18   PRIVATE
19
20   PUBLIC   ice1D_alloc   ! called by icestp.F90
21
22   !!----------------------
23   !! * 1D Module variables
24   !!----------------------
25   !: In ice thermodynamics, to spare memory, the vectors are folded
26   !: from 1D to 2D vectors. The following variables, with ending _1d
27   !: are the variables corresponding to 2d vectors
28
29   INTEGER , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   nptidx !: selected points for ice thermo
30   INTEGER , PUBLIC                                  ::   npti   !  number of selected points
31
32   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qlead_1d     
33   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   ftr_ice_1d   
34   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qsr_ice_1d 
35   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qns_ice_1d 
36   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   t_bo_1d     
37   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   rn_amax_1d
38   
39   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qml_ice_1d     !: heat available for snow / ice surface melting [W/m2]
40   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qcn_ice_1d     !: heat available for snow / ice surface sublimation¬ [W/m2]
41   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qsr_ice_tr_1d  !: solar flux transmitted below the ice surface¬ [W/m2]
42
43   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_sum_1d
44   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_bom_1d
45   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_bog_1d
46   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_dif_1d
47   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_opw_1d
48   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_snw_1d
49   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_dyn_1d
50   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_err_rem_1d
51   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_err_dif_1d
52   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_out_1d
53
54   ! heat flux associated with ice-atmosphere mass exchange
55   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_sub_1d
56   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_spr_1d
57
58   ! heat flux associated with ice-ocean mass exchange
59   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_thd_1d
60   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_res_1d
61
62   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_snw_sni_1d 
63   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_snw_sum_1d
64   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_snw_dyn_1d
65   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_sub_1d
66   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_snw_sub_1d 
67   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_ice_sub_1d 
68   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_err_sub_1d 
69   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_lam_1d 
70
71   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_bog_1d   
72   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_bom_1d   
73   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_sum_1d 
74   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_sni_1d 
75   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_opw_1d
76   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_res_1d 
77   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_spr_1d
78   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_dyn_1d
79   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_pnd_1d
80
81   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_bri_1d
82   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_bog_1d   
83   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_bom_1d   
84   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_sum_1d   
85   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_sni_1d   
86   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_opw_1d   
87   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_res_1d 
88   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_sub_1d
89   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_lam_1d
90   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_dyn_1d
91
92   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sprecip_1d    !: <==> the 2D  sprecip
93   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   at_i_1d       !: <==> the 2D  at_i
94   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   ato_i_1d      !: <==> the 2D  ato_i
95   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   fhtur_1d      !: <==> the 2D  fhtur
96   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   fhld_1d       !: <==> the 2D  fhld
97   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dqns_ice_1d   !: <==> the 2D  dqns_ice
98   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   evap_ice_1d   !: <==> the 2D  evap_ice
99   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qprec_ice_1d  !: <==> the 2D  qprec_ice
100
101   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   t_su_1d       !: <==> the 2D  t_su
102   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   t_si_1d       !: <==> the 2D  t_si
103   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   a_i_1d        !: <==> the 2D  a_i
104   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   a_ib_1d       !: <==> the 2D  a_i_b
105   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   h_i_1d        !:
106   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   h_ib_1d       !:
107   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   h_s_1d        !:
108   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   fc_su         !: Surface Conduction flux
109   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   fc_bo_i       !: Bottom  Conduction flux
110   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_s_tot      !: Snow accretion/ablation        [m]
111   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_i_surf     !: Ice surface accretion/ablation [m]
112   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_i_sub      !: Ice surface sublimation [m]
113   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_i_bott     !: Ice bottom accretion/ablation  [m]
114   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_s_mlt      !: Snow melt [m]
115   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_snowice    !: Snow ice formation             [m of ice]
116   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   s_i_1d        !: Ice bulk salinity [ppt]
117   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   s_i_new       !: Salinity of new ice at the bottom
118   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   v_i_1d        !:
119   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   v_s_1d        !:
120   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sv_i_1d       !:
121   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   oa_i_1d       !:
122   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   a_ip_1d       !:
123   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   v_ip_1d       !:
124   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   h_ip_1d       !:
125   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   a_ip_frac_1d  !:
126
127   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   t_s_1d      !: corresponding to the 2D var  t_s
128   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   t_i_1d      !: corresponding to the 2D var  t_i
129   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sz_i_1d     !: profiled ice salinity
130   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   e_i_1d      !:    Ice  enthalpy per unit volume
131   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   e_s_1d      !:    Snow enthalpy per unit volume
132
133   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   eh_i_old    !: ice heat content (q*h, J.m-2)
134   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   h_i_old     !: ice thickness layer (m)
135
136   ! Conduction flux diagnostics (SIMIP)
137   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   diag_fc_bo_1d      !: <==> the 2D  diag_fc_bo
138   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   diag_fc_su_1d      !: <==> the 2D  diag_fc_su
139
140   ! surface fields from the ocean
141   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sst_1d
142   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sss_1d
143
144   !
145   !!----------------------
146   !! * 2D Module variables
147   !!----------------------
148   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   a_i_2d 
149   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   v_i_2d 
150   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   v_s_2d 
151   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   oa_i_2d 
152   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sv_i_2d 
153   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   a_ip_2d
154   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   v_ip_2d 
155   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   t_su_2d 
156   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   h_i_2d
157
158   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   a_ib_2d
159   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   h_ib_2d
160   
161   !!----------------------------------------------------------------------
162   !! NEMO/ICE 4.0 , NEMO Consortium (2017)
163   !! $Id: ice1D.F90 8379 2017-07-26 15:35:49Z clem $
164   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
165   !!----------------------------------------------------------------------
166CONTAINS
167
168   FUNCTION ice1D_alloc()
169      !!---------------------------------------------------------------------!
170      !!                ***  ROUTINE ice1D_alloc ***
171      !!---------------------------------------------------------------------!
172      INTEGER ::   ice1D_alloc   ! return value
173      INTEGER ::   ierr(7), ii
174      !!---------------------------------------------------------------------!
175      ierr(:) = 0
176
177      ii = 1
178      ALLOCATE( nptidx   (jpij) ,   &
179         &      qlead_1d (jpij) , ftr_ice_1d(jpij) , qsr_ice_1d (jpij) ,   &
180         &      qns_ice_1d(jpij)  ,   &
181         &      qml_ice_1d(jpij), qcn_ice_1d(jpij) , qsr_ice_tr_1d(jpij) , &
182         &      t_bo_1d   (jpij) ,                                         &
183         &      hfx_sum_1d(jpij) , hfx_bom_1d(jpij) ,hfx_bog_1d(jpij) ,    & 
184         &      hfx_dif_1d(jpij) , hfx_opw_1d(jpij) ,hfx_dyn_1d(jpij) ,    &
185         &      rn_amax_1d(jpij) ,                                         &
186         &      hfx_thd_1d(jpij) , hfx_spr_1d(jpij) ,                      &
187         &      hfx_snw_1d(jpij) , hfx_sub_1d(jpij) ,                      &
188         &      hfx_res_1d(jpij) , hfx_err_rem_1d(jpij) , hfx_err_dif_1d(jpij) , hfx_out_1d(jpij), STAT=ierr(ii) )
189      !
190      ii = ii + 1
191      ALLOCATE( sprecip_1d (jpij) , at_i_1d    (jpij) , ato_i_1d(jpij) ,                    &
192         &      fhtur_1d   (jpij) , wfx_snw_sni_1d (jpij) , wfx_spr_1d (jpij) , wfx_snw_sum_1d(jpij) , &
193         &      fhld_1d    (jpij) , wfx_sub_1d (jpij) , wfx_bog_1d (jpij) , wfx_bom_1d(jpij) ,  &
194         &      wfx_sum_1d(jpij)  , wfx_sni_1d (jpij) , wfx_opw_1d (jpij) , wfx_res_1d(jpij) ,  &
195         &      wfx_snw_sub_1d(jpij), wfx_snw_dyn_1d(jpij), wfx_ice_sub_1d(jpij), wfx_err_sub_1d(jpij) ,   &
196         &      wfx_lam_1d(jpij)  , wfx_dyn_1d(jpij), wfx_pnd_1d(jpij),dqns_ice_1d(jpij) , evap_ice_1d (jpij),   &
197         &      qprec_ice_1d(jpij),                                                             & 
198         &      sfx_bri_1d (jpij) , sfx_bog_1d (jpij) , sfx_bom_1d (jpij) , sfx_sum_1d (jpij),  &
199         &      sfx_sni_1d (jpij) , sfx_opw_1d (jpij) , sfx_res_1d (jpij) , sfx_sub_1d (jpij),  &
200         &      sfx_lam_1d (jpij) , sfx_dyn_1d(jpij)  , STAT=ierr(ii) )
201      !
202      ii = ii + 1
203      ALLOCATE( t_su_1d  (jpij) , t_si_1d   (jpij) , a_i_1d  (jpij) , a_ib_1d(jpij) ,                  &
204         &      h_i_1d  (jpij) , h_ib_1d  (jpij) , h_s_1d (jpij) , fc_su  (jpij) , fc_bo_i(jpij) ,  &   
205         &      dh_s_tot (jpij) , dh_i_surf (jpij) , dh_i_sub(jpij) ,                                  &   
206         &      dh_i_bott(jpij) , dh_s_mlt(jpij), dh_snowice(jpij) , s_i_1d (jpij) , s_i_new(jpij) , &
207         &      a_ip_1d  (jpij) , v_ip_1d   (jpij) , v_i_1d  (jpij) , v_s_1d (jpij) , &
208         &      h_ip_1d  (jpij) , a_ip_frac_1d(jpij) , &
209         &      sv_i_1d (jpij) , oa_i_1d   (jpij) , STAT=ierr(ii) )
210      !
211      ii = ii + 1
212      ALLOCATE( t_s_1d  (jpij,nlay_s)     , t_i_1d (jpij,nlay_i)     , sz_i_1d(jpij,nlay_i) ,  &           
213         &      e_i_1d  (jpij,nlay_i)     , e_s_1d (jpij,nlay_s)     ,                        &
214         &      eh_i_old(jpij,0:nlay_i+1) , h_i_old(jpij,0:nlay_i+1) , STAT=ierr(ii) )
215      !
216      ii = ii + 1
217      ALLOCATE( diag_fc_bo_1d(jpij)      , diag_fc_su_1d(jpij)      , STAT=ierr(ii) )
218      !
219      ii = ii + 1
220      ALLOCATE( sst_1d(jpij) , sss_1d(jpij) , STAT=ierr(ii) )
221      !
222      ii = ii + 1
223      ALLOCATE( a_i_2d(jpij,jpl) , a_ib_2d(jpij,jpl) , h_i_2d(jpij,jpl) , h_ib_2d(jpij,jpl) , &
224         &      v_i_2d(jpij,jpl) ,v_s_2d(jpij,jpl) ,oa_i_2d(jpij,jpl) ,sv_i_2d(jpij,jpl) ,  &
225         &      a_ip_2d(jpij,jpl) ,v_ip_2d(jpij,jpl) ,t_su_2d(jpij,jpl) ,  &
226         &      STAT=ierr(ii) )
227
228      ice1D_alloc = MAXVAL( ierr(:) )
229      IF( ice1D_alloc /= 0 )   CALL ctl_warn( 'ice1D_alloc: failed to allocate arrays.' )
230      !
231   END FUNCTION ice1D_alloc
232   
233#else
234   !!----------------------------------------------------------------------
235   !!   Default option :         Empty module         NO ESIM sea-ice model
236   !!----------------------------------------------------------------------
237CONTAINS
238   SUBROUTINE ice1D_alloc          ! Empty routine
239   END SUBROUTINE ice1D_alloc
240#endif
241 
242   !!======================================================================
243END MODULE ice1D
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.