source: branches/2017/dev_r8600_xios_write/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/TRA/trasbc.F90 @ 8662

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#1962 change variable names to follow NEMO coding convention

  • Property svn:keywords set to Id
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Line 
1MODULE trasbc
2   !!==============================================================================
3   !!                       ***  MODULE  trasbc  ***
4   !! Ocean active tracers:  surface boundary condition
5   !!==============================================================================
6   !! History :  OPA  !  1998-10  (G. Madec, G. Roullet, M. Imbard)  Original code
7   !!            8.2  !  2001-02  (D. Ludicone)  sea ice and free surface
8   !!  NEMO      1.0  !  2002-06  (G. Madec)  F90: Free form and module
9   !!            3.3  !  2010-04  (M. Leclair, G. Madec)  Forcing averaged over 2 time steps
10   !!             -   !  2010-09  (C. Ethe, G. Madec) Merge TRA-TRC
11   !!            3.6  !  2014-11  (P. Mathiot) isf melting forcing
12   !!----------------------------------------------------------------------
13
14   !!----------------------------------------------------------------------
15   !!   tra_sbc       : update the tracer trend at ocean surface
16   !!----------------------------------------------------------------------
17   USE oce            ! ocean dynamics and active tracers
18   USE sbc_oce        ! surface boundary condition: ocean
19   USE dom_oce        ! ocean space domain variables
20   USE phycst         ! physical constant
21   USE eosbn2         ! Equation Of State
22   USE sbcmod         ! ln_rnf 
23   USE sbcrnf         ! River runoff 
24   USE sbcisf         ! Ice shelf   
25   USE iscplini       ! Ice sheet coupling
26   USE traqsr         ! solar radiation penetration
27   USE trd_oce        ! trends: ocean variables
28   USE trdtra         ! trends manager: tracers
29   !
30   USE in_out_manager ! I/O manager
31   USE prtctl         ! Print control
32   USE iom            ! xIOS server
33   USE lbclnk         ! ocean lateral boundary conditions (or mpp link)
34   USE wrk_nemo       ! Memory Allocation
35   USE timing         ! Timing
36   USE iom_def, ONLY : lwxios
37
38   IMPLICIT NONE
39   PRIVATE
40
41   PUBLIC   tra_sbc   ! routine called by step.F90
42
43   !! * Substitutions
44#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
45   !!----------------------------------------------------------------------
46   !! NEMO/OPA 3.7 , NEMO Consortium (2014)
47   !! $Id$
48   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
49   !!----------------------------------------------------------------------
50CONTAINS
51
52   SUBROUTINE tra_sbc ( kt )
53      !!----------------------------------------------------------------------
54      !!                  ***  ROUTINE tra_sbc  ***
55      !!                   
56      !! ** Purpose :   Compute the tracer surface boundary condition trend of
57      !!      (flux through the interface, concentration/dilution effect)
58      !!      and add it to the general trend of tracer equations.
59      !!
60      !! ** Method :   The (air+ice)-sea flux has two components:
61      !!      (1) Fext, external forcing (i.e. flux through the (air+ice)-sea interface);
62      !!      (2) Fwe , tracer carried with the water that is exchanged with air+ice.
63      !!               The input forcing fields (emp, rnf, sfx, isf) contain Fext+Fwe,
64      !!             they are simply added to the tracer trend (tsa).
65      !!               In linear free surface case (ln_linssh=T), the volume of the
66      !!             ocean does not change with the water exchanges at the (air+ice)-sea
67      !!             interface. Therefore another term has to be added, to mimic the
68      !!             concentration/dilution effect associated with water exchanges.
69      !!
70      !! ** Action  : - Update tsa with the surface boundary condition trend
71      !!              - send trends to trdtra module for further diagnostics(l_trdtra=T)
72      !!----------------------------------------------------------------------
73      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! ocean time-step index
74      !
75      INTEGER  ::   ji, jj, jk, jn        ! dummy loop indices 
76      INTEGER  ::   ikt, ikb              ! local integers
77      REAL(wp) ::   zfact, z1_e3t, zdep   ! local scalar
78      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) ::  ztrdt, ztrds
79      !!----------------------------------------------------------------------
80      !
81      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('tra_sbc')
82      !
83      IF( kt == nit000 ) THEN
84         IF(lwp) WRITE(numout,*)
85         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'tra_sbc : TRAcer Surface Boundary Condition'
86         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
87      ENDIF
88      !
89      IF( l_trdtra ) THEN                    !* Save ta and sa trends
90         CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, ztrdt, ztrds ) 
91         ztrdt(:,:,:) = tsa(:,:,:,jp_tem)
92         ztrds(:,:,:) = tsa(:,:,:,jp_sal)
93      ENDIF
94      !
95!!gm  This should be moved into sbcmod.F90 module ? (especially now that ln_traqsr is read in namsbc namelist)
96      IF( .NOT.ln_traqsr ) THEN     ! no solar radiation penetration
97         qns(:,:) = qns(:,:) + qsr(:,:)      ! total heat flux in qns
98         qsr(:,:) = 0._wp                     ! qsr set to zero
99      ENDIF
100
101      !----------------------------------------
102      !        EMP, SFX and QNS effects
103      !----------------------------------------
104      !                             !==  Set before sbc tracer content fields  ==!
105      IF( kt == nit000 ) THEN             !* 1st time-step
106         IF( ln_rstart .AND.    &               ! Restart: read in restart file
107              & iom_varid( numror, 'sbc_hc_b', ldstop = .FALSE. ) > 0 ) THEN
108            IF(lwp) WRITE(numout,*) '          nit000-1 sbc tracer content field read in the restart file'
109            zfact = 0.5_wp
110            sbc_tsc(:,:,:) = 0._wp
111            CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'sbc_hc_b', sbc_tsc_b(:,:,jp_tem) )   ! before heat content sbc trend
112            CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'sbc_sc_b', sbc_tsc_b(:,:,jp_sal) )   ! before salt content sbc trend
113         ELSE                                   ! No restart or restart not found: Euler forward time stepping
114            zfact = 1._wp
115            sbc_tsc(:,:,:) = 0._wp
116            sbc_tsc_b(:,:,:) = 0._wp
117         ENDIF
118      ELSE                                !* other time-steps: swap of forcing fields
119         zfact = 0.5_wp
120         sbc_tsc_b(:,:,:) = sbc_tsc(:,:,:)
121      ENDIF
122      !                             !==  Now sbc tracer content fields  ==!
123      DO jj = 2, jpj
124         DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
125            sbc_tsc(ji,jj,jp_tem) = r1_rau0_rcp * qns(ji,jj)   ! non solar heat flux
126            sbc_tsc(ji,jj,jp_sal) = r1_rau0     * sfx(ji,jj)   ! salt flux due to freezing/melting
127         END DO
128      END DO
129      IF( ln_linssh ) THEN                !* linear free surface 
130         DO jj = 2, jpj                         !==>> add concentration/dilution effect due to constant volume cell
131            DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
132               sbc_tsc(ji,jj,jp_tem) = sbc_tsc(ji,jj,jp_tem) + r1_rau0 * emp(ji,jj) * tsn(ji,jj,1,jp_tem)
133               sbc_tsc(ji,jj,jp_sal) = sbc_tsc(ji,jj,jp_sal) + r1_rau0 * emp(ji,jj) * tsn(ji,jj,1,jp_sal)
134            END DO
135         END DO                                 !==>> output c./d. term
136         IF( iom_use('emp_x_sst') )   CALL iom_put( "emp_x_sst", emp (:,:) * tsn(:,:,1,jp_tem) )
137         IF( iom_use('emp_x_sss') )   CALL iom_put( "emp_x_sss", emp (:,:) * tsn(:,:,1,jp_sal) )
138      ENDIF
139      !
140      DO jn = 1, jpts               !==  update tracer trend  ==!
141         DO jj = 2, jpj
142            DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt. 
143               tsa(ji,jj,1,jn) = tsa(ji,jj,1,jn) + zfact * ( sbc_tsc_b(ji,jj,jn) + sbc_tsc(ji,jj,jn) ) / e3t_n(ji,jj,1)
144            END DO
145         END DO
146      END DO
147      !                 
148      IF( lrst_oce ) THEN           !==  write sbc_tsc in the ocean restart file  ==!
149         IF( lwxios ) CALL iom_swap(      wxios_context          )
150         CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'sbc_hc_b', sbc_tsc(:,:,jp_tem), ldxios = lwxios )
151         CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'sbc_sc_b', sbc_tsc(:,:,jp_sal), ldxios = lwxios )
152         IF( lwxios ) CALL iom_swap(      cxios_context          )
153      ENDIF
154      !
155      !----------------------------------------
156      !       Ice Shelf effects (ISF)
157      !     tbl treated as in Losh (2008) JGR
158      !----------------------------------------
159      !
160!!gm BUG ?   Why no differences between non-linear and linear free surface ?
161!!gm         probably taken into account in r1_hisf_tbl : to be verified
162      IF( ln_isf ) THEN
163         zfact = 0.5_wp
164         DO jj = 2, jpj
165            DO ji = fs_2, fs_jpim1
166               !
167               ikt = misfkt(ji,jj)
168               ikb = misfkb(ji,jj)
169               !
170               ! level fully include in the ice shelf boundary layer
171               ! sign - because fwf sign of evapo (rnf sign of precip)
172               DO jk = ikt, ikb - 1
173               ! compute trend
174                  tsa(ji,jj,jk,jp_tem) = tsa(ji,jj,jk,jp_tem)                                                &
175                     &           + zfact * ( risf_tsc_b(ji,jj,jp_tem) + risf_tsc(ji,jj,jp_tem) )             &
176                     &           * r1_hisf_tbl(ji,jj)
177               END DO
178   
179               ! level partially include in ice shelf boundary layer
180               ! compute trend
181               tsa(ji,jj,ikb,jp_tem) = tsa(ji,jj,ikb,jp_tem)                                                 &
182                  &              + zfact * ( risf_tsc_b(ji,jj,jp_tem) + risf_tsc(ji,jj,jp_tem) )             &
183                  &              * r1_hisf_tbl(ji,jj) * ralpha(ji,jj)
184
185            END DO
186         END DO
187      END IF
188      !
189      !----------------------------------------
190      !        River Runoff effects
191      !----------------------------------------
192      !
193      IF( ln_rnf ) THEN         ! input of heat and salt due to river runoff
194         zfact = 0.5_wp
195         DO jj = 2, jpj 
196            DO ji = fs_2, fs_jpim1
197               IF( rnf(ji,jj) /= 0._wp ) THEN
198                  zdep = zfact / h_rnf(ji,jj)
199                  DO jk = 1, nk_rnf(ji,jj)
200                                        tsa(ji,jj,jk,jp_tem) = tsa(ji,jj,jk,jp_tem)                                 &
201                                           &                 +  ( rnf_tsc_b(ji,jj,jp_tem) + rnf_tsc(ji,jj,jp_tem) ) * zdep
202                     IF( ln_rnf_sal )   tsa(ji,jj,jk,jp_sal) = tsa(ji,jj,jk,jp_sal)                                 &
203                                           &                 +  ( rnf_tsc_b(ji,jj,jp_sal) + rnf_tsc(ji,jj,jp_sal) ) * zdep 
204                  END DO
205               ENDIF
206            END DO 
207         END DO 
208      ENDIF
209
210      IF( iom_use('rnf_x_sst') )   CALL iom_put( "rnf_x_sst", rnf*tsn(:,:,1,jp_tem) )   ! runoff term on sst
211      IF( iom_use('rnf_x_sss') )   CALL iom_put( "rnf_x_sss", rnf*tsn(:,:,1,jp_sal) )   ! runoff term on sss
212
213      !
214      !----------------------------------------
215      !        Ice Sheet coupling imbalance correction to have conservation
216      !----------------------------------------
217      !
218      IF( ln_iscpl .AND. ln_hsb) THEN         ! input of heat and salt due to river runoff
219         DO jk = 1,jpk
220            DO jj = 2, jpj 
221               DO ji = fs_2, fs_jpim1
222                  zdep = 1._wp / e3t_n(ji,jj,jk) 
223                  tsa(ji,jj,jk,jp_tem) = tsa(ji,jj,jk,jp_tem) - htsc_iscpl(ji,jj,jk,jp_tem)                       &
224                      &                                         * zdep
225                  tsa(ji,jj,jk,jp_sal) = tsa(ji,jj,jk,jp_sal) - htsc_iscpl(ji,jj,jk,jp_sal)                       &
226                      &                                         * zdep 
227               END DO 
228            END DO 
229         END DO
230      ENDIF
231
232      IF( l_trdtra )   THEN                      ! save the horizontal diffusive trends for further diagnostics
233         ztrdt(:,:,:) = tsa(:,:,:,jp_tem) - ztrdt(:,:,:)
234         ztrds(:,:,:) = tsa(:,:,:,jp_sal) - ztrds(:,:,:)
235         CALL trd_tra( kt, 'TRA', jp_tem, jptra_nsr, ztrdt )
236         CALL trd_tra( kt, 'TRA', jp_sal, jptra_nsr, ztrds )
237         CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, ztrdt, ztrds ) 
238      ENDIF
239      !
240      IF(ln_ctl)   CALL prt_ctl( tab3d_1=tsa(:,:,:,jp_tem), clinfo1=' sbc  - Ta: ', mask1=tmask,   &
241         &                       tab3d_2=tsa(:,:,:,jp_sal), clinfo2=       ' Sa: ', mask2=tmask, clinfo3='tra' )
242      !
243      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('tra_sbc')
244      !
245   END SUBROUTINE tra_sbc
246
247   !!======================================================================
248END MODULE trasbc
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.