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.
step.F90 in branches/DEV_r2006_merge_TRA_TRC/NEMO/OPA_SRC – NEMO

source: branches/DEV_r2006_merge_TRA_TRC/NEMO/OPA_SRC/step.F90 @ 2084

Last change on this file since 2084 was 2082, checked in by cetlod, 14 years ago

Improve the merge of TRA-TRC, see ticket #717

  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Id
File size: 14.9 KB
RevLine 
[3]1MODULE step
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE step  ***
4   !! Time-stepping    : manager of the ocean, tracer and ice time stepping
5   !!======================================================================
[1438]6   !! History :  OPA  !  1991-03  (G. Madec)  Original code
[1492]7   !!             -   !  1991-11  (G. Madec)
8   !!             -   !  1992-06  (M. Imbard)  add a first output record
9   !!             -   !  1996-04  (G. Madec)  introduction of dynspg
10   !!             -   !  1996-04  (M.A. Foujols)  introduction of passive tracer
[1438]11   !!            8.0  !  1997-06  (G. Madec)  new architecture of call
12   !!            8.2  !  1997-06  (G. Madec, M. Imbard, G. Roullet)  free surface
13   !!             -   !  1999-02  (G. Madec, N. Grima)  hpg implicit
14   !!             -   !  2000-07  (J-M Molines, M. Imbard)  Open Bondary Conditions
15   !!   NEMO     1.0  !  2002-06  (G. Madec)  free form, suppress macro-tasking
16   !!             -   !  2004-08  (C. Talandier) New trends organization
[1492]17   !!             -   !  2005-01  (C. Ethe) Add the KPP closure scheme
18   !!             -   !  2005-11  (G. Madec)  Reorganisation of tra and dyn calls
19   !!             -   !  2006-01  (L. Debreu, C. Mazauric)  Agrif implementation
20   !!             -   !  2006-07  (S. Masson)  restart using iom
[1438]21   !!            3.2  !  2009-02  (G. Madec, R. Benshila)  reintroduicing z*-coordinate
[1533]22   !!             -   !  2009-06  (S. Masson, G. Madec)  TKE restart compatible with key_cpl
[3]23   !!----------------------------------------------------------------------
[888]24
25   !!----------------------------------------------------------------------
[3]26   !!   stp            : OPA system time-stepping
27   !!----------------------------------------------------------------------
[2027]28   USE step_oce         ! time stepping definition modules
[3]29
30   IMPLICIT NONE
31   PRIVATE
32
[1492]33   PUBLIC   stp        ! called by opa.F90
[3]34
35   !! * Substitutions
36#  include "domzgr_substitute.h90"
37#  include "zdfddm_substitute.h90"
38   !!----------------------------------------------------------------------
[1492]39   !! NEMO/OPA 3.2 , LOCEAN-IPSL (2009)
[888]40   !! $Id$
[508]41   !! Software governed by the CeCILL licence (modipsl/doc/NEMO_CeCILL.txt)
[3]42   !!----------------------------------------------------------------------
43
44CONTAINS
45
[508]46#if defined key_agrif
47   SUBROUTINE stp( )
[1438]48      INTEGER             ::   kstp   ! ocean time-step index
[508]49#else
[467]50   SUBROUTINE stp( kstp )
[1438]51      INTEGER, INTENT(in) ::   kstp   ! ocean time-step index
[467]52#endif
53      !!----------------------------------------------------------------------
[3]54      !!                     ***  ROUTINE stp  ***
55      !!                     
56      !! ** Purpose : - Time stepping of OPA (momentum and active tracer eqs.)
57      !!              - Time stepping of LIM (dynamic and thermodynamic eqs.)
58      !!              - Tme stepping  of TRC (passive tracer eqs.)
59      !!
60      !! ** Method  : -1- Update forcings and data 
61      !!              -2- Update ocean physics
62      !!              -3- Compute the t and s trends
63      !!              -4- Update t and s
64      !!              -5- Compute the momentum trends
65      !!              -6- Update the horizontal velocity
66      !!              -7- Compute the diagnostics variables (rd,N2, div,cur,w)
67      !!              -8- Outputs and diagnostics
68      !!----------------------------------------------------------------------
[888]69      INTEGER ::   jk       ! dummy loop indice
[3]70      INTEGER ::   indic    ! error indicator if < 0
71      !! ---------------------------------------------------------------------
72
[392]73#if defined key_agrif
[389]74      kstp = nit000 + Agrif_Nb_Step()
[1953]75!      IF( Agrif_Root() .and. lwp) Write(*,*) '---'
76!      IF(lwp) Write(*,*) 'Grid Number',Agrif_Fixed(),' time step ',kstp
77# if defined key_iomput
78      IF( Agrif_Nbstepint() == 0) CALL iom_swap
79# endif   
[389]80#endif   
[1725]81      indic = 1                                       ! reset to no error condition
[508]82
[1725]83      IF( kstp /= nit000 )   CALL day( kstp )         ! Calendar (day was already called at nit000 in day_init)
[3]84
[1725]85      CALL iom_setkt( kstp )                          ! say to iom that we are at time step kstp
[1359]86     
[1725]87      CALL rst_opn( kstp )                            ! Open the restart file
[508]88
[3]89      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
[888]90      ! Update data, open boundaries, surface boundary condition (including sea-ice)
[3]91      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
92      IF( lk_dtatem  )   CALL dta_tem( kstp )         ! update 3D temperature data
[888]93      IF( lk_dtasal  )   CALL dta_sal( kstp )         ! update 3D salinity data
94                         CALL sbc    ( kstp )         ! Sea Boundary Condition (including sea-ice)
[35]95      IF( lk_obc     )   CALL obc_dta( kstp )         ! update dynamic and tracer data at open boundaries
[3]96      IF( lk_obc     )   CALL obc_rad( kstp )         ! compute phase velocities at open boundaries
[911]97      IF( lk_bdy     )   CALL bdy_dta( kstp )         ! update dynamic and tracer data at unstructured open boundary
98
[1438]99      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
[1492]100      !  Ocean dynamics : ssh, wn, hdiv, rot                                 !
[1438]101      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
[1492]102                         CALL ssh_wzv( kstp )         ! after ssh & vertical velocity
[3]103
104      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
[1492]105      ! Ocean physics update                (ua, va, ta, sa used as workspace)
[3]106      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
[2082]107                         CALL bn2( tsb, rn2b )        ! before Brunt-Vaisala frequency
108                         CALL bn2( tsn, rn2  )        ! now    Brunt-Vaisala frequency
[1492]109      !
110      !  VERTICAL PHYSICS   
[1662]111                         CALL zdf_bfr( kstp )         ! bottom friction
[1492]112      !                                               ! Vertical eddy viscosity and diffusivity coefficients
[1531]113      IF( lk_zdfric     )   CALL zdf_ric    ( kstp )  ! Richardson number dependent Kz
114      IF( lk_zdftke_old )   CALL zdf_tke_old( kstp )  ! TKE closure scheme for Kz (old scheme)
115      IF( lk_zdftke     )   CALL zdf_tke    ( kstp )  ! TKE closure scheme for Kz
116      IF( lk_zdfkpp     )   CALL zdf_kpp    ( kstp )  ! KPP closure scheme for Kz
117      IF( lk_zdfcst     )   THEN                      ! Constant Kz (reset avt, avm[uv] to the background value)
[1537]118         avt (:,:,:) = rn_avt0 * tmask(:,:,:)
119         avmu(:,:,:) = rn_avm0 * umask(:,:,:)
120         avmv(:,:,:) = rn_avm0 * vmask(:,:,:)
[677]121      ENDIF
[1492]122      IF( ln_rnf_mouth ) THEN                         ! increase diffusivity at rivers mouths
[1246]123         DO jk = 2, nkrnf   ;   avt(:,:,jk) = avt(:,:,jk) + 2.e0 * rn_avt_rnf * rnfmsk(:,:) * tmask(:,:,jk)   ;   END DO
[3]124      ENDIF
[1492]125      IF( ln_zdfevd  )   CALL zdf_evd( kstp )         ! enhanced vertical eddy diffusivity
[3]126
[1492]127      IF( lk_zdftmx  )   CALL zdf_tmx( kstp )         ! tidal vertical mixing
[3]128
[888]129      IF( lk_zdfddm .AND. .NOT. lk_zdfkpp )   &
[1492]130         &               CALL zdf_ddm( kstp )         ! double diffusive mixing
131                         CALL zdf_mxl( kstp )         ! mixed layer depth
[3]132
[1531]133                                                      ! write tke information in the restart file
134      IF( lrst_oce .AND. lk_zdftke )   CALL tke_rst( kstp, 'WRITE' )
[1492]135      !
136      !  LATERAL  PHYSICS
137      !
138      IF( lk_ldfslp ) THEN                            ! slope of lateral mixing
[2082]139                         CALL eos( tsb, rhd )                ! before in situ density
140         IF( ln_zps )    CALL zps_hde( kstp, jpts, tsb, gtsu, gtsv,  &    ! Partial steps: before horizontal gradient
141            &                                      rhd, gru , grv  )      ! of t, s, rd at the last ocean level
[1492]142                         CALL ldf_slp( kstp, rhd, rn2b )        ! before slope of the lateral mixing
[1481]143      ENDIF
[3]144#if defined key_traldf_c2d
[1492]145      IF( lk_traldf_eiv )   CALL ldf_eiv( kstp )      ! eddy induced velocity coefficient
[1239]146#  endif
[3]147
[1482]148      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
[1492]149      ! diagnostics and outputs             (ua, va, ta, sa used as workspace)
[1482]150      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
[1492]151      IF( lk_floats  )   CALL flo_stp( kstp )         ! drifting Floats
152      IF( lk_diahth  )   CALL dia_hth( kstp )         ! Thermocline depth (20 degres isotherm depth)
153      IF( lk_diagap  )   CALL dia_gap( kstp )         ! basin averaged diagnostics
154      IF( lk_diahdy  )   CALL dia_hdy( kstp )         ! dynamical heigh diagnostics
155      IF( lk_diafwb  )   CALL dia_fwb( kstp )         ! Fresh water budget diagnostics
156      IF( ln_diaptr  )   CALL dia_ptr( kstp )         ! Poleward TRansports diagnostics
[1756]157      IF( lk_diaar5  )   CALL dia_ar5( kstp )         ! ar5 diag
[1635]158                         CALL dia_wri( kstp )         ! ocean model: outputs
[1482]159
[923]160#if defined key_top
[3]161      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
162      ! Passive Tracer Model
163      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
[1492]164                         CALL trc_stp( kstp )         ! time-stepping
[3]165#endif
166
167      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
[1492]168      ! Active tracers                              (ua, va used as workspace)
[3]169      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
[2082]170                             tsa(:,:,:,:) = 0.e0               ! set tracer trends to zero
[3]171
[467]172                             CALL tra_sbc    ( kstp )       ! surface boundary condition
173      IF( ln_traqsr      )   CALL tra_qsr    ( kstp )       ! penetrative solar radiation qsr
174      IF( lk_trabbc      )   CALL tra_bbc    ( kstp )       ! bottom heat flux
[2027]175      IF( lk_trabbl      )   CALL tra_bbl    ( kstp )       ! advective (and/or diffusive) bottom boundary layer scheme
[467]176      IF( lk_tradmp      )   CALL tra_dmp    ( kstp )       ! internal damping trends
177                             CALL tra_adv    ( kstp )       ! horizontal & vertical advection
178      IF( n_cla == 1     )   CALL tra_cla    ( kstp )       ! Cross Land Advection (Update Hor. advection)
179      IF( lk_zdfkpp )        CALL tra_kpp    ( kstp )       ! KPP non-local tracer fluxes
180                             CALL tra_ldf    ( kstp )       ! lateral mixing
[392]181#if defined key_agrif
[2027]182                             CALL tra_unswap
[782]183      IF(.NOT. Agrif_Root()) CALL Agrif_Sponge_tra          ! tracers sponge
[2027]184                             CALL tra_swap
[389]185#endif
[1111]186                             CALL tra_zdf    ( kstp )       ! vertical mixing and after tracer fields
[1239]187
[1492]188      IF( ln_dynhpg_imp  ) THEN                             ! semi-implicit hpg (time stepping then eos)
189         IF( ln_zdfnpc   )   CALL tra_npc    ( kstp )            ! update after fields by non-penetrative convection
190                             CALL tra_nxt    ( kstp )            ! tracer fields at next time step
[2082]191                             CALL eos( tsa, rhd, rhop )       ! Time-filtered in situ density for hpg computation
192         IF( ln_zps      )   CALL zps_hde( kstp, jpts, tsa, gtsu, gtsv,  &    ! Partial steps: time filtered hor. derivative
193            &                                          rhd, gru , grv  )      ! of t, s, rd at the last ocean level
[1492]194         
195      ELSE                                                  ! centered hpg  (eos then time stepping)
[2082]196                             CALL eos( tsn, rhd, rhop )       ! now in situ density for hpg computation
197         IF( ln_zps      )   CALL zps_hde( kstp, jpts, tsn, gtsu, gtsv,  &    ! Partial steps: now hor. derivative
198            &                                          rhd, gru , grv  )      ! of t, s, rd at the last ocean level
[1492]199         IF( ln_zdfnpc   )   CALL tra_npc    ( kstp )       ! update after fields by non-penetrative convection
200                             CALL tra_nxt    ( kstp )       ! tracer fields at next time step
[2082]201      ENDIF
[2027]202                             CALL tra_unswap
[1481]203
[3]204      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
[1492]205      ! Dynamics                                    (ta, sa used as workspace)
[3]206      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
[1492]207                               ua(:,:,:) = 0.e0             ! set dynamics trends to zero
[75]208                               va(:,:,:) = 0.e0
[3]209
[1492]210                               CALL dyn_adv( kstp )         ! advection (vector or flux form)
211                               CALL dyn_vor( kstp )         ! vorticity term including Coriolis
212                               CALL dyn_ldf( kstp )         ! lateral mixing
[392]213#if defined key_agrif
[1492]214      IF(.NOT. Agrif_Root())   CALL Agrif_Sponge_dyn        ! momemtum sponge
[389]215#endif
[1492]216                               CALL dyn_hpg( kstp )         ! horizontal gradient of Hydrostatic pressure
[1662]217                               CALL dyn_bfr( kstp )           ! bottom friction   
[1492]218                               CALL dyn_zdf( kstp )         ! vertical diffusion
[888]219                               indic=0
[1492]220                               CALL dyn_spg( kstp, indic )  ! surface pressure gradient
221                               CALL dyn_nxt( kstp )         ! lateral velocity at next time step
[3]222
[1492]223                               CALL ssh_nxt( kstp )         ! sea surface height at next time step
[593]224
[3]225      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
[888]226      ! Control and restarts
[3]227      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
[1492]228                               CALL stp_ctl( kstp, indic )
229      IF( indic < 0        )   THEN
230                               CALL ctl_stop( 'step: indic < 0' )
231                               CALL dia_wri_state( 'output.abort', kstp )
[1482]232      ENDIF
[1492]233      IF( kstp == nit000   )   CALL iom_close( numror )     ! close input  ocean restart file
234      IF( lrst_oce         )   CALL rst_write    ( kstp )   ! write output ocean restart file
235      IF( lk_obc           )   CALL obc_rst_write( kstp )   ! write open boundary restart file
[3]236
[508]237      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
[1492]238      ! Trends                              (ua, va, ta, sa used as workspace)
[508]239      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
[1492]240      IF( nstop == 0 ) THEN                         
241         IF( lk_trddyn     )   CALL trd_dwr( kstp )         ! trends: dynamics
242         IF( lk_trdtra     )   CALL trd_twr( kstp )         ! trends: active tracers
243         IF( lk_trdmld     )   CALL trd_mld( kstp )         ! trends: Mixed-layer
244         IF( lk_trdvor     )   CALL trd_vor( kstp )         ! trends: vorticity budget
[75]245      ENDIF
[3]246
[75]247      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
248      ! Coupled mode
249      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
[1492]250      IF( lk_cpl           )   CALL sbc_cpl_snd( kstp )     ! coupled mode : field exchanges
[508]251      !
[1481]252      !
[3]253   END SUBROUTINE stp
254
255   !!======================================================================
256END MODULE step
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.