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tranpc.F90 in branches/DEV_r2106_LOCEAN2010/NEMO/OPA_SRC/TRA – NEMO

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First guess of NEMO_v3.3

  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Id
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Line 
1MODULE tranpc
2   !!==============================================================================
3   !!                       ***  MODULE  tranpc  ***
4   !! Ocean active tracers:  non penetrative convection scheme
5   !!==============================================================================
6   !! History :  1.0  ! 1990-09  (G. Madec)  Original code
7   !!                 ! 1996-01  (G. Madec)  statement function for e3
8   !!   NEMO     1.0  ! 2002-06  (G. Madec)  free form F90
9   !!            3.0  ! 2008-06  (G. Madec)  applied on ta, sa and called before tranxt in step.F90
10   !!            3.3  ! 2010-05  (C. Ethe, G. Madec)  merge TRC-TRA
11   !!----------------------------------------------------------------------
12
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   !!   tra_npc : apply the non penetrative convection scheme
15   !!----------------------------------------------------------------------
16   USE oce             ! ocean dynamics and active tracers
17   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
18   USE zdf_oce         ! ocean vertical physics
19   USE trdmod_oce      ! ocean active tracer trends
20   USE trdtra      ! ocean active tracer trends
21   USE eosbn2          ! equation of state (eos routine)
22   USE lbclnk          ! lateral boundary conditions (or mpp link)
23   USE in_out_manager  ! I/O manager
24
25   IMPLICIT NONE
26   PRIVATE
27
28   PUBLIC   tra_npc    ! routine called by step.F90
29
30   !! * Substitutions
31#  include "domzgr_substitute.h90"
32   !!----------------------------------------------------------------------
33   !! NEMO/OPA 3.2 , LOCEAN-IPSL (2009)
34   !! $Id$
35   !! Software governed by the CeCILL licence  (NEMOGCM/License_CeCILL.txt)
36   !!----------------------------------------------------------------------
37
38CONTAINS
39
40   SUBROUTINE tra_npc( kt )
41      !!----------------------------------------------------------------------
42      !!                  ***  ROUTINE tranpc  ***
43      !!
44      !! ** Purpose :   Non penetrative convective adjustment scheme. solve
45      !!      the static instability of the water column on after fields
46      !!      while conserving heat and salt contents.
47      !!
48      !! ** Method  :   The algorithm used converges in a maximium of jpk
49      !!      iterations. instabilities are treated when the vertical density
50      !!      gradient is less than 1.e-5.
51      !!      l_trdtra=T: the trend associated with this algorithm is saved.
52      !!
53      !! ** Action  : - (ta,sa) after the application od the npc scheme
54      !!              - save the associated trends (ttrd,strd) ('key_trdtra')
55      !!
56      !! References : Madec, et al., 1991, JPO, 21, 9, 1349-1371.
57      !!----------------------------------------------------------------------
58      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! ocean time-step index
59      !!
60      INTEGER  ::   ji, jj, jk   ! dummy loop indices
61      INTEGER  ::   inpcc        ! number of statically instable water column
62      INTEGER  ::   inpci        ! number of iteration for npc scheme
63      INTEGER  ::   jiter, jkdown, jkp        ! ???
64      INTEGER  ::   ikbot, ik, ikup, ikdown   ! ???
65      REAL(wp) ::   ze3tot, zta, zsa, zraua, ze3dwn
66      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpk)     ::   zwx, zwy, zwz   ! 2D arrays
67      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) ::   zrhop           ! 3D arrays
68      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  ztrdt, ztrds
69      !!----------------------------------------------------------------------
70
71      IF( MOD( kt, nn_npc ) == 0 ) THEN
72
73         inpcc = 0
74         inpci = 0
75
76         CALL eos( tsa, rhd, zrhop )         ! Potential density
77
78         IF( l_trdtra )   THEN                    !* Save ta and sa trends
79            ALLOCATE( ztrdt(jpi,jpj,jpk) )  ;    ztrdt(:,:,:) = tsa(:,:,:,jp_tem) 
80            ALLOCATE( ztrds(jpi,jpj,jpk) )  ;    ztrds(:,:,:) = tsa(:,:,:,jp_sal)
81         ENDIF
82
83         !                                                ! ===============
84         DO jj = 1, jpj                                   !  Vertical slab
85            !                                             ! ===============
86            !  Static instability pointer
87            ! ----------------------------
88            DO jk = 1, jpkm1
89               DO ji = 1, jpi
90                  zwx(ji,jk) = ( zrhop(ji,jj,jk) - zrhop(ji,jj,jk+1) ) * tmask(ji,jj,jk+1)
91               END DO
92            END DO
93
94            ! 1.1 do not consider the boundary points
95
96            ! even if east-west cyclic b. c. do not considere ji=1 or jpi
97            DO jk = 1, jpkm1
98               zwx( 1 ,jk) = 0.e0
99               zwx(jpi,jk) = 0.e0
100            END DO
101            ! even if south-symmetric b. c. used, do not considere jj=1
102            IF( jj == 1 )   zwx(:,:) = 0.e0
103
104            DO jk = 1, jpkm1
105               DO ji = 1, jpi
106                  zwx(ji,jk) = 1.
107                  IF( zwx(ji,jk) < 1.e-5 ) zwx(ji,jk) = 0.e0
108               END DO
109            END DO
110
111            zwy(:,1) = 0.e0
112            DO ji = 1, jpi
113               DO jk = 1, jpkm1
114                  zwy(ji,1) = zwy(ji,1) + zwx(ji,jk)
115               END DO
116            END DO
117
118            zwz(1,1) = 0.e0
119            DO ji = 1, jpi
120               zwz(1,1) = zwz(1,1) + zwy(ji,1)
121            END DO
122
123            inpcc = inpcc + NINT( zwz(1,1) )
124
125
126            ! 2. Vertical mixing for each instable portion of the density profil
127            ! ------------------------------------------------------------------
128
129            IF( zwz(1,1) /= 0.e0 ) THEN         ! -->> the density profil is statically instable :
130               DO ji = 1, jpi
131                  IF( zwy(ji,1) /= 0.e0 ) THEN
132                     !
133                     ikbot = mbathy(ji,jj)      ! ikbot: ocean bottom level
134                     !
135                     DO jiter = 1, jpk          ! vertical iteration
136                        !
137                        ! search of ikup : the first static instability from the sea surface
138                        !
139                        ik = 0
140220                     CONTINUE
141                        ik = ik + 1
142                        IF( ik >= ikbot-1 ) GO TO 200
143                        zwx(ji,ik) = zrhop(ji,jj,ik) - zrhop(ji,jj,ik+1)
144                        IF( zwx(ji,ik) <= 0.e0 ) GO TO 220
145                        ikup = ik
146                        ! the density profil is instable below ikup
147                        ! ikdown : bottom of the instable portion of the density profil
148                        ! search of ikdown and vertical mixing from ikup to ikdown
149                        !
150                        ze3tot= fse3t(ji,jj,ikup)
151                        zta   = tsa  (ji,jj,ikup,jp_tem)
152                        zsa   = tsa  (ji,jj,ikup,jp_sal)
153                        zraua = zrhop(ji,jj,ikup)
154                        !
155                        DO jkdown = ikup+1, ikbot-1
156                           IF( zraua <= zrhop(ji,jj,jkdown) ) THEN
157                              ikdown = jkdown
158                              GO TO 240
159                           ENDIF
160                           ze3dwn =  fse3t(ji,jj,jkdown)
161                           ze3tot =  ze3tot + ze3dwn
162                           zta   = ( zta*(ze3tot-ze3dwn) + tsa(ji,jj,jkdown,jp_tem)*ze3dwn )/ze3tot
163                           zsa   = ( zsa*(ze3tot-ze3dwn) + tsa(ji,jj,jkdown,jp_sal)*ze3dwn )/ze3tot
164                           zraua = ( zraua*(ze3tot-ze3dwn) + zrhop(ji,jj,jkdown)*ze3dwn )/ze3tot
165                           inpci = inpci+1
166                        END DO
167                        ikdown = ikbot-1
168240                     CONTINUE
169                        !
170                        DO jkp = ikup, ikdown-1
171                           tsa  (ji,jj,jkp,jp_tem) = zta
172                           tsa  (ji,jj,jkp,jp_sal) = zsa
173                           zrhop(ji,jj,jkp       ) = zraua
174                        END DO
175                        IF (ikdown == ikbot-1 .AND. zraua >= zrhop(ji,jj,ikdown) ) THEN
176                           tsa  (ji,jj,jkp,jp_tem) = zta
177                           tsa  (ji,jj,jkp,jp_sal) = zsa
178                           zrhop(ji,jj,ikdown    ) = zraua
179                        ENDIF
180                     END DO
181                  ENDIF
182200               CONTINUE
183               END DO
184               ! <<-- no more static instability on slab jj
185            ENDIF
186            !                                             ! ===============
187         END DO                                           !   End of slab
188         !                                                ! ===============
189         !
190         IF( l_trdtra )   THEN         ! save the Non penetrative mixing trends for diagnostic
191            ztrdt(:,:,:) = tsa(:,:,:,jp_tem) - ztrdt(:,:,:)
192            ztrds(:,:,:) = tsa(:,:,:,jp_sal) - ztrds(:,:,:)
193            CALL trd_tra( kt, 'TRA', jp_tem, jptra_trd_npc, ztrdt )
194            CALL trd_tra( kt, 'TRA', jp_sal, jptra_trd_npc, ztrds )
195            DEALLOCATE( ztrdt )      ;     DEALLOCATE( ztrds ) 
196         ENDIF
197     
198         ! Lateral boundary conditions on ( ta, sa )   ( Unchanged sign)
199         ! ------------------------------============
200         CALL lbc_lnk( tsa(:,:,:,jp_tem), 'T', 1. )
201         CALL lbc_lnk( tsa(:,:,:,jp_sal), 'T', 1. )
202     
203
204         !  2. non penetrative convective scheme statistics
205         !  -----------------------------------------------
206         IF( nn_npcp /= 0 .AND. MOD( kt, nn_npcp ) == 0 ) THEN
207            IF(lwp) WRITE(numout,*)' kt=',kt, ' number of statically instable',   &
208               &                   ' water column : ',inpcc, ' number of iteration : ',inpci
209         ENDIF
210         !
211      ENDIF
212      !
213   END SUBROUTINE tra_npc
214
215   !!======================================================================
216END MODULE tranpc
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.