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

source: branches/2017/dev_r8183_ICEMODEL/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_3/thd_ice.F90 @ 8325

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STEP4 (1): put all thermodynamics in 1D
  • Property svn:keywords set to Id
File size: 11.8 KB
Line 
1MODULE thd_ice
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE thd_ice  ***
4   !! LIM sea-ice :   Ice thermodynamics 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'                                      LIM3 sea-ice model
11   !!----------------------------------------------------------------------
12   USE in_out_manager ! I/O manager
13   USE lib_mpp        ! MPP library
14   USE ice, ONLY :   nlay_i, nlay_s
15
16   IMPLICIT NONE
17   PRIVATE
18
19   PUBLIC thd_ice_alloc ! Routine called by nemogcm.F90
20
21   !!-----------------------------
22   !! * Share 1D Module variables
23   !!-----------------------------
24   !: In ice thermodynamics, to spare memory, the vectors are folded
25   !: from 1D to 2D vectors. The following variables, with ending _1d
26   !: are the variables corresponding to 2d vectors
27
28   INTEGER , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   npb    !: address vector for 1d vertical thermo computations
29   INTEGER , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   nplm   !: address vector for mono-category lateral melting
30   INTEGER , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   npac   !: address vector for new ice formation
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(:) ::   fr1_i0_1d   
36   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   fr2_i0_1d   
37   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qns_ice_1d 
38   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   t_bo_1d     
39   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   rn_amax_1d
40
41   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_sum_1d
42   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_bom_1d
43   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_bog_1d
44   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_dif_1d
45   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_opw_1d
46   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_snw_1d
47   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_err_1d
48   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_err_rem_1d
49   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_err_dif_1d
50
51   ! heat flux associated with ice-atmosphere mass exchange
52   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_sub_1d
53   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_spr_1d
54
55   ! heat flux associated with ice-ocean mass exchange
56   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_thd_1d
57   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_res_1d
58
59   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_snw_1d 
60   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_snw_sum_1d
61   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_sub_1d
62   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_snw_sub_1d 
63   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_ice_sub_1d 
64
65   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_bog_1d   
66   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_bom_1d   
67   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_sum_1d 
68   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_sni_1d 
69   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_opw_1d
70   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_res_1d 
71   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_spr_1d
72
73   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_bri_1d
74   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_bog_1d   
75   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_bom_1d   
76   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_sum_1d   
77   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_sni_1d   
78   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_opw_1d   
79   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_res_1d 
80
81   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_sub_1d
82
83   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sprecip_1d    !: <==> the 2D  sprecip
84   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   at_i_1d        !: <==> the 2D  at_i
85   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   fhtur_1d      !: <==> the 2D  fhtur
86   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   fhld_1d       !: <==> the 2D  fhld
87   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dqns_ice_1d   !: <==> the 2D  dqns_ice
88   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   evap_ice_1d   !: <==> the 2D  evap_ice
89   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qprec_ice_1d  !: <==> the 2D  qprec_ice
90   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qevap_ice_1d  !: <==> the 3D  qevap_ice
91   !                                                     ! to reintegrate longwave flux inside the ice thermodynamics
92   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   i0            !: fraction of radiation transmitted to the ice
93   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hicol_1d      !: Ice collection thickness accumulated in leads
94
95   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   t_su_1d       !: <==> the 2D  t_su
96   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   t_si_1d       !: <==> the 2D  t_si
97   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   a_i_1d        !: <==> the 2D  a_i
98   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   ht_i_1d       !: <==> the 2D  ht_s
99   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   ht_s_1d       !: <==> the 2D  ht_i
100   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   fc_su         !: Surface Conduction flux
101   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   fc_bo_i       !: Bottom  Conduction flux
102   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_s_tot      !: Snow accretion/ablation        [m]
103   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_i_surf     !: Ice surface accretion/ablation [m]
104   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_i_sub      !: Ice surface sublimation [m]
105   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_i_bott     !: Ice bottom accretion/ablation  [m]
106   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_snowice    !: Snow ice formation             [m of ice]
107   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sm_i_1d       !: Ice bulk salinity [ppt]
108   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   s_i_new       !: Salinity of new ice at the bottom
109
110   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   t_s_1d   !: corresponding to the 2D var  t_s
111   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   t_i_1d   !: corresponding to the 2D var  t_i
112   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   s_i_1d   !: profiled ice salinity
113   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   e_i_1d   !:    Ice  enthalpy per unit volume
114   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   e_s_1d   !:    Snow enthalpy per unit volume
115
116   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   eh_i_old !: ice heat content (q*h, J.m-2)
117   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   h_i_old  !: ice thickness layer (m)
118
119   ! Conduction flux diagnostics (SIMIP)
120   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   diag_fc_bo_1d      !: <==> the 2D  diag_fc_bo
121   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   diag_fc_su_1d      !: <==> the 2D  diag_fc_su
122
123   INTEGER , PUBLIC ::   jiindex_1d   ! 1D index of debugging point
124
125   !!----------------------------------------------------------------------
126   !! NEMO/LIM3 4.0 , UCL - NEMO Consortium (2011)
127   !! $Id$
128   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
129   !!----------------------------------------------------------------------
130CONTAINS
131
132   FUNCTION thd_ice_alloc()
133      !!---------------------------------------------------------------------!
134      !!                ***  ROUTINE thd_ice_alloc ***
135      !!---------------------------------------------------------------------!
136      INTEGER ::   thd_ice_alloc   ! return value
137      INTEGER ::   ierr(5), ii
138      !!---------------------------------------------------------------------!
139      ierr(:) = 0
140
141      ii = 1
142      ALLOCATE( npb      (jpij) , nplm      (jpij) , npac       (jpij) ,   &
143         &      qlead_1d (jpij) , ftr_ice_1d(jpij) , qsr_ice_1d (jpij) ,   &
144         &      fr1_i0_1d(jpij) , fr2_i0_1d (jpij) , qns_ice_1d(jpij)  ,   &
145         &      t_bo_1d   (jpij) ,                                         &
146         &      hfx_sum_1d(jpij) , hfx_bom_1d(jpij) ,hfx_bog_1d(jpij) ,    & 
147         &      hfx_dif_1d(jpij) , hfx_opw_1d(jpij) ,                      &
148         &      rn_amax_1d(jpij) ,                                         &
149         &      hfx_thd_1d(jpij) , hfx_spr_1d(jpij) ,                      &
150         &      hfx_snw_1d(jpij) , hfx_sub_1d(jpij) , hfx_err_1d(jpij) ,   &
151         &      hfx_res_1d(jpij) , hfx_err_rem_1d(jpij) , hfx_err_dif_1d(jpij) , STAT=ierr(ii) )
152      !
153      ii = ii + 1
154      ALLOCATE( sprecip_1d (jpij) , at_i_1d    (jpij) ,                     &
155         &      fhtur_1d   (jpij) , wfx_snw_1d (jpij) , wfx_spr_1d (jpij) , wfx_snw_sum_1d(jpij) , &
156         &      fhld_1d    (jpij) , wfx_sub_1d (jpij) , wfx_bog_1d (jpij) , wfx_bom_1d(jpij) ,  &
157         &      wfx_sum_1d(jpij)  , wfx_sni_1d (jpij) , wfx_opw_1d (jpij) , wfx_res_1d(jpij) ,  &
158         &      wfx_snw_sub_1d(jpij), wfx_ice_sub_1d(jpij) ,                                    &
159         &      dqns_ice_1d(jpij) , evap_ice_1d (jpij),                                         &
160         &      qprec_ice_1d(jpij), qevap_ice_1d(jpij), i0         (jpij) ,                     & 
161         &      sfx_bri_1d (jpij) , sfx_bog_1d (jpij) , sfx_bom_1d (jpij) , sfx_sum_1d (jpij),  &
162         &      sfx_sni_1d (jpij) , sfx_opw_1d (jpij) , sfx_res_1d (jpij) , sfx_sub_1d (jpij),  &
163         &      hicol_1d   (jpij)                     , STAT=ierr(ii) )
164      !
165      ii = ii + 1
166      ALLOCATE( t_su_1d   (jpij) , t_si_1d  (jpij)  , a_i_1d   (jpij) , ht_i_1d  (jpij) ,    &
167         &      ht_s_1d   (jpij) , fc_su     (jpij) , fc_bo_i  (jpij) ,                      &   
168         &      dh_s_tot  (jpij) , dh_i_surf (jpij) , dh_i_sub (jpij) ,                      &   
169         &      dh_i_bott (jpij) , dh_snowice(jpij) , sm_i_1d  (jpij) , s_i_new  (jpij) ,    &
170         &      STAT=ierr(ii) )
171      !
172      ii = ii + 1
173      ALLOCATE( t_s_1d  (jpij,nlay_s)     , t_i_1d (jpij,nlay_i)     , s_i_1d(jpij,nlay_i) ,  &           
174         &      e_i_1d  (jpij,nlay_i+1)   , e_s_1d (jpij,nlay_s)     ,                        &
175         &      eh_i_old(jpij,0:nlay_i+1) , h_i_old(jpij,0:nlay_i+1) , STAT=ierr(ii) )
176      !
177      ii = ii + 1
178      ALLOCATE( diag_fc_bo_1d(jpij)      , diag_fc_su_1d(jpij)      , STAT=ierr(ii) )
179
180      thd_ice_alloc = MAXVAL( ierr(:) )
181      IF( thd_ice_alloc /= 0 )   CALL ctl_warn( 'thd_ice_alloc: failed to allocate arrays.' )
182      !
183   END FUNCTION thd_ice_alloc
184   
185#else
186   !!----------------------------------------------------------------------
187   !!   Default option :         Empty module          NO LIM sea-ice model
188   !!----------------------------------------------------------------------
189CONTAINS
190   SUBROUTINE thd_ice_alloc          ! Empty routine
191   END SUBROUTINE thd_ice_alloc
192#endif
193 
194   !!======================================================================
195END MODULE thd_ice
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.