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sbc_ice.F90 in branches/2017/dev_r8183_ICEMODEL/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC – NEMO

source: branches/2017/dev_r8183_ICEMODEL/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC/sbc_ice.F90 @ 8331

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STEP3 (2): clean separation between sea-ice and ocean
  • Property svn:keywords set to Id
File size: 13.0 KB
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' :             LIM-3 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
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(:,:)   ::   utau_ice       !: atmos-ice u-stress. VP: I-pt ; EVP: U,V-pts   [N/m2]
51   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   vtau_ice       !: atmos-ice v-stress. VP: I-pt ; EVP: U,V-pts   [N/m2]
52   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   fr1_i0         !: Solar surface transmission parameter, thick ice  [-]
53   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   fr2_i0         !: Solar surface transmission parameter, thin ice   [-]
54   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   emp_ice        !: sublimation - precip over sea ice          [kg/m2/s]
55
56   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   topmelt            !: category topmelt
57   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   botmelt            !: category botmelt
58
59#if defined  key_lim3
60   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   evap_ice       !: sublimation                              [kg/m2/s]
61   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   devap_ice      !: sublimation sensitivity                [kg/m2/s/K]
62   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qns_oce        !: non solar heat flux over ocean              [W/m2]
63   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qsr_oce        !: non solar heat flux over ocean              [W/m2]
64   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qemp_oce       !: heat flux of precip and evap over ocean     [W/m2]
65   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qemp_ice       !: heat flux of precip and evap over ice       [W/m2]
66   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qevap_ice      !: heat flux of evap over ice                  [W/m2]
67   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qprec_ice      !: enthalpy of precip over ice                 [J/m3]
68   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   emp_oce        !: evap - precip over ocean                 [kg/m2/s]
69   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   wndm_ice       !: wind speed module at T-point                 [m/s]
70   INTEGER , PUBLIC                                      ::   nn_limflx      !: LIM3 Multi-category heat flux formulation
71   !                                                                            ! =-1  Use of per-category fluxes
72   !                                                                            ! = 0  Average per-category fluxes
73   !                                                                            ! = 1  Average then redistribute per-category fluxes
74   !                                                                            ! = 2  Redistribute a single flux over categories
75#endif
76
77#if defined key_cice
78   !
79   ! for consistency with LIM, these are declared with three dimensions
80   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qlw_ice            !: incoming long-wave
81   !
82   ! other forcing arrays are two dimensional
83   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   ss_iou             !: x ice-ocean surface stress at NEMO U point
84   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   ss_iov             !: y ice-ocean surface stress at NEMO V point
85   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qatm_ice           !: specific humidity
86   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   wndi_ice           !: i wind at T point
87   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   wndj_ice           !: j wind at T point
88   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   nfrzmlt            !: NEMO frzmlt
89   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   fr_iu              !: ice fraction at NEMO U point
90   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   fr_iv              !: ice fraction at NEMO V point
91   
92   ! variables used in the coupled interface
93   INTEGER , PUBLIC, PARAMETER ::   jpl = ncat
94   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   u_ice, v_ice          ! jpi, jpj
95   
96   ! already defined in ice.F90 for LIM3
97   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::  a_i
98   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::  ht_i, ht_s
99
100   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   tatm_ice       !: air temperature [K]
101#endif
102
103   REAL(wp), PUBLIC, SAVE ::   cldf_ice = 0.81    !: cloud fraction over sea ice, summer CLIO value   [-]
104
105   !! arrays relating to embedding ice in the ocean
106   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   snwice_mass        !: mass of snow and ice at current  ice time step   [Kg/m2]
107   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   snwice_mass_b      !: mass of snow and ice at previous ice time step   [Kg/m2]
108   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   snwice_fmass       !: time evolution of mass of snow+ice               [Kg/m2/s]
109
110   !!----------------------------------------------------------------------
111   !! NEMO/OPA 4.0 , NEMO Consortium (2011)
112   !! $Id$
113   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
114   !!----------------------------------------------------------------------
115CONTAINS
116
117   INTEGER FUNCTION sbc_ice_alloc()
118      !!----------------------------------------------------------------------
119      !!                     ***  FUNCTION sbc_ice_alloc  ***
120      !!----------------------------------------------------------------------
121      INTEGER :: ierr(4)
122      !!----------------------------------------------------------------------
123      ierr(:) = 0
124
125      ALLOCATE( snwice_mass(jpi,jpj) , snwice_mass_b(jpi,jpj), snwice_fmass(jpi,jpj) , STAT=ierr(1) )
126
127#if defined key_lim3
128      ALLOCATE( qns_ice (jpi,jpj,jpl) , qsr_ice (jpi,jpj,jpl) ,     &
129         &      qla_ice (jpi,jpj,jpl) , dqla_ice(jpi,jpj,jpl) ,     &
130         &      dqns_ice(jpi,jpj,jpl) , tn_ice  (jpi,jpj,jpl) , alb_ice (jpi,jpj,jpl) ,   &
131         &      utau_ice(jpi,jpj)     , vtau_ice(jpi,jpj)     , wndm_ice(jpi,jpj)     ,   &
132         &      fr1_i0  (jpi,jpj)     , fr2_i0  (jpi,jpj)     ,     &
133         &      evap_ice(jpi,jpj,jpl) , devap_ice(jpi,jpj,jpl) , qprec_ice(jpi,jpj) ,   &
134         &      qemp_ice(jpi,jpj)     , qevap_ice(jpi,jpj,jpl) , qemp_oce (jpi,jpj) ,   &
135         &      qns_oce (jpi,jpj)     , qsr_oce  (jpi,jpj)     , emp_oce (jpi,jpj)  ,   &
136         &      emp_ice(jpi,jpj)      ,  STAT= ierr(2) )
137#endif
138
139#if defined key_cice
140      ALLOCATE( qla_ice(jpi,jpj,1)    , qlw_ice(jpi,jpj,1)    , qsr_ice(jpi,jpj,1)    , &
141                wndi_ice(jpi,jpj)     , tatm_ice(jpi,jpj)     , qatm_ice(jpi,jpj)     , &
142                wndj_ice(jpi,jpj)     , nfrzmlt(jpi,jpj)      , ss_iou(jpi,jpj)       , &
143                ss_iov(jpi,jpj)       , fr_iu(jpi,jpj)        , fr_iv(jpi,jpj)        , &
144                a_i(jpi,jpj,ncat)     , topmelt(jpi,jpj,ncat) , botmelt(jpi,jpj,ncat) , &
145                STAT= ierr(2) )
146      IF( ln_cpl )   ALLOCATE( u_ice(jpi,jpj)        , fr1_i0(jpi,jpj)       , tn_ice (jpi,jpj,1)    , &
147         &                     v_ice(jpi,jpj)        , fr2_i0(jpi,jpj)       , alb_ice(jpi,jpj,1)    , &
148         &                     emp_ice(jpi,jpj)      , qns_ice(jpi,jpj,1)    , dqns_ice(jpi,jpj,1)   , &
149         &                     STAT= ierr(3) )     
150      IF( ln_cpl )   ALLOCATE( ht_i(jpi,jpj,jpl) , ht_s(jpi,jpj,jpl) , STAT=ierr(4) )
151#endif
152
153      sbc_ice_alloc = MAXVAL( ierr )
154      IF( lk_mpp            )   CALL mpp_sum ( sbc_ice_alloc )
155      IF( sbc_ice_alloc > 0 )   CALL ctl_warn('sbc_ice_alloc: allocation of arrays failed')
156   END FUNCTION sbc_ice_alloc
157
158#else
159   !!----------------------------------------------------------------------
160   !!   Default option                      NO LIM3 or CICE sea-ice model
161   !!----------------------------------------------------------------------
162   USE in_out_manager   ! I/O manager
163
164   PUBLIC sbc_ice_alloc
165
166   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_lim3    = .FALSE.  !: no LIM-3 ice model
167   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_cice    = .FALSE.  !: no CICE  ice model
168   CHARACTER(len=1), PUBLIC, PARAMETER ::   cp_ice_msh = '-'      !: no grid ice-velocity
169   REAL            , PUBLIC, PARAMETER ::   cldf_ice = 0.81       !: cloud fraction over sea ice, summer CLIO value   [-]
170   INTEGER         , PUBLIC, PARAMETER ::   jpl = 1 
171   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   u_ice, v_ice,fr1_i0,fr2_i0          ! jpi, jpj
172   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   tn_ice, alb_ice, qns_ice, dqns_ice  ! (jpi,jpj,jpl)
173   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   a_i
174   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   emp_ice
175   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qsr_ice
176   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   ht_i, ht_s
177   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   topmelt, botmelt
178   !
179   !! arrays relating to embedding ice in the ocean. These arrays need to be declared
180   !! even if no ice model is required. In the no ice model or traditional levitating
181   !! ice cases they contain only zeros
182   !! ---------------------
183   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   snwice_mass        !: mass of snow and ice at current  ice time step   [Kg/m2]
184   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   snwice_mass_b      !: mass of snow and ice at previous ice time step   [Kg/m2]
185   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   snwice_fmass       !: time evolution of mass of snow+ice               [Kg/m2/s]
186
187CONTAINS
188   INTEGER FUNCTION sbc_ice_alloc()
189      !!----------------------------------------------------------------------
190      !!                     ***  FUNCTION sbc_ice_alloc  ***
191      !!----------------------------------------------------------------------
192      INTEGER :: ierr(1)
193      !!----------------------------------------------------------------------
194      ierr(:) = 0
195      ALLOCATE( snwice_mass(jpi,jpj) , snwice_mass_b(jpi,jpj), snwice_fmass(jpi,jpj) , STAT=ierr(1) )
196      sbc_ice_alloc = MAXVAL( ierr )
197      IF( lk_mpp            )   CALL mpp_sum ( sbc_ice_alloc )
198      IF( sbc_ice_alloc > 0 )   CALL ctl_warn('sbc_ice_alloc: allocation of arrays failed')
199   END FUNCTION sbc_ice_alloc
200#endif
201
202   !!======================================================================
203END MODULE sbc_ice
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.