source: branches/NERC/dev_r5518_GO6_CO2_cmip/NEMOGCM/NEMO/OFF_SRC/dtadyn.F90 @ 9309

Last change on this file since 9309 was 6487, checked in by davestorkey, 5 years ago

Changes from nemo_v3_6_STABLE_copy branch.
Custom merge into /branches/UKMO/dev_r5518_GO6_package/NEMOGCM: r6237 cf. r5781 of /branches/UKMO/nemo_v3_6_STABLE_copy/NEMOGCM@6486

File size: 31.3 KB
Line 
1MODULE dtadyn
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  dtadyn  ***
4   !! Off-line : interpolation of the physical fields
5   !!======================================================================
6   !! History :   OPA  ! 1992-01 (M. Imbard) Original code
7   !!             8.0  ! 1998-04 (L.Bopp MA Foujols) slopes for isopyc.
8   !!              -   ! 1998-05 (L. Bopp) read output of coupled run
9   !!             8.2  ! 2001-01 (M. Levy et M. Benjelloul) add netcdf FORMAT
10   !!   NEMO      1.0  ! 2005-03 (O. Aumont and A. El Moussaoui) F90
11   !!              -   ! 2005-12 (C. Ethe) Adapted for DEGINT
12   !!             3.0  ! 2007-06 (C. Ethe) use of iom module
13   !!             3.3  ! 2010-11 (C. Ethe) Full reorganization of the off-line: phasing with the on-line
14   !!             3.4  ! 2011-05 (C. Ethe) Use of fldread
15   !!----------------------------------------------------------------------
16
17   !!----------------------------------------------------------------------
18   !!   dta_dyn_init : initialization, namelist read, and SAVEs control
19   !!   dta_dyn      : Interpolation of the fields
20   !!----------------------------------------------------------------------
21   USE oce             ! ocean dynamics and tracers variables
22   USE c1d             ! 1D configuration: lk_c1d
23   USE dom_oce         ! ocean domain: variables
24   USE zdf_oce         ! ocean vertical physics: variables
25   USE sbc_oce         ! surface module: variables
26   USE trc_oce         ! share ocean/biogeo variables
27   USE phycst          ! physical constants
28   USE trabbl          ! active tracer: bottom boundary layer
29   USE ldfslp          ! lateral diffusion: iso-neutral slopes
30   USE ldfeiv          ! eddy induced velocity coef.
31   USE ldftra_oce      ! ocean tracer   lateral physics
32   USE zdfmxl          ! vertical physics: mixed layer depth
33   USE eosbn2          ! equation of state - Brunt Vaisala frequency
34   USE lbclnk          ! ocean lateral boundary conditions (or mpp link)
35   USE zpshde          ! z-coord. with partial steps: horizontal derivatives
36   USE in_out_manager  ! I/O manager
37   USE iom             ! I/O library
38   USE lib_mpp         ! distributed memory computing library
39   USE prtctl          ! print control
40   USE fldread         ! read input fields
41   USE timing          ! Timing
42
43   IMPLICIT NONE
44   PRIVATE
45
46   PUBLIC   dta_dyn_init   ! called by opa.F90
47   PUBLIC   dta_dyn        ! called by step.F90
48
49   CHARACTER(len=100) ::   cn_dir       !: Root directory for location of ssr files
50   LOGICAL            ::   ln_dynwzv    !: vertical velocity read in a file (T) or computed from u/v (F)
51   LOGICAL            ::   ln_dynbbl    !: bbl coef read in a file (T) or computed (F)
52   LOGICAL            ::   ln_degrad    !: degradation option enabled or not
53   LOGICAL            ::   ln_dynrnf    !: read runoff data in file (T) or set to zero (F)
54
55   INTEGER  , PARAMETER ::   jpfld = 21     ! maximum number of fields to read
56   INTEGER  , SAVE      ::   jf_tem         ! index of temperature
57   INTEGER  , SAVE      ::   jf_sal         ! index of salinity
58   INTEGER  , SAVE      ::   jf_uwd         ! index of u-wind
59   INTEGER  , SAVE      ::   jf_vwd         ! index of v-wind
60   INTEGER  , SAVE      ::   jf_wwd         ! index of w-wind
61   INTEGER  , SAVE      ::   jf_avt         ! index of Kz
62   INTEGER  , SAVE      ::   jf_mld         ! index of mixed layer deptht
63   INTEGER  , SAVE      ::   jf_emp         ! index of water flux
64   INTEGER  , SAVE      ::   jf_qsr         ! index of solar radiation
65   INTEGER  , SAVE      ::   jf_wnd         ! index of wind speed
66   INTEGER  , SAVE      ::   jf_ice         ! index of sea ice cover
67   INTEGER  , SAVE      ::   jf_rnf         ! index of river runoff
68   INTEGER  , SAVE      ::   jf_ubl         ! index of u-bbl coef
69   INTEGER  , SAVE      ::   jf_vbl         ! index of v-bbl coef
70   INTEGER  , SAVE      ::   jf_ahu         ! index of u-diffusivity coef
71   INTEGER  , SAVE      ::   jf_ahv         ! index of v-diffusivity coef
72   INTEGER  , SAVE      ::   jf_ahw         ! index of w-diffusivity coef
73   INTEGER  , SAVE      ::   jf_eiu         ! index of u-eiv
74   INTEGER  , SAVE      ::   jf_eiv         ! index of v-eiv
75   INTEGER  , SAVE      ::   jf_eiw         ! index of w-eiv
76   INTEGER  , SAVE      ::   jf_fmf         ! index of downward salt flux
77
78   TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) :: sf_dyn  ! structure of input fields (file informations, fields read)
79   !                                               !
80   REAL(wp) , ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:) :: wdta       ! vertical velocity at 2 time step
81   REAL(wp) , ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:  ) :: wnow       ! vertical velocity at 2 time step
82   REAL(wp) , ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:) :: uslpdta    ! zonal isopycnal slopes
83   REAL(wp) , ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:) :: vslpdta    ! meridional isopycnal slopes
84   REAL(wp) , ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:) :: wslpidta   ! zonal diapycnal slopes
85   REAL(wp) , ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:) :: wslpjdta   ! meridional diapycnal slopes
86   REAL(wp) , ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   :: uslpnow    ! zonal isopycnal slopes
87   REAL(wp) , ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   :: vslpnow    ! meridional isopycnal slopes
88   REAL(wp) , ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   :: wslpinow   ! zonal diapycnal slopes
89   REAL(wp) , ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   :: wslpjnow   ! meridional diapycnal slopes
90
91   INTEGER :: nrecprev_tem , nrecprev_uwd
92
93   !! * Substitutions
94#  include "domzgr_substitute.h90"
95#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
96   !!----------------------------------------------------------------------
97   !! NEMO/OFF 3.3 , NEMO Consortium (2010)
98   !! $Id$
99   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
100   !!----------------------------------------------------------------------
101CONTAINS
102
103   SUBROUTINE dta_dyn( kt )
104      !!----------------------------------------------------------------------
105      !!                  ***  ROUTINE dta_dyn  ***
106      !!
107      !! ** Purpose :  Prepares dynamics and physics fields from a NEMO run
108      !!               for an off-line simulation of passive tracers
109      !!
110      !! ** Method : calculates the position of data
111      !!             - computes slopes if needed
112      !!             - interpolates data if needed
113      !!----------------------------------------------------------------------
114      !
115      USE oce, ONLY:  zts    => tsa 
116      USE oce, ONLY:  zuslp  => ua   , zvslp  => va
117      USE oce, ONLY:  zwslpi => rotb , zwslpj => rotn
118      USE oce, ONLY:  zu     => ub   , zv     => vb,  zw => hdivb
119      !
120      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! ocean time-step index
121      !
122      INTEGER  ::   ji, jj     ! dummy loop indices
123      INTEGER  ::   isecsbc    ! number of seconds between Jan. 1st 00h of nit000 year and the middle of time step
124      REAL(wp) ::   ztinta     ! ratio applied to after  records when doing time interpolation
125      REAL(wp) ::   ztintb     ! ratio applied to before records when doing time interpolation
126      INTEGER  ::   iswap_tem, iswap_uwd    !
127      !!----------------------------------------------------------------------
128     
129      !
130      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start( 'dta_dyn')
131      !
132      isecsbc = nsec_year + nsec1jan000 
133      !
134      IF( kt == nit000 ) THEN
135         nrecprev_tem = 0
136         nrecprev_uwd = 0
137         !
138         CALL fld_read( kt, 1, sf_dyn )      !==   read data at kt time step   ==!
139         !
140         IF( lk_ldfslp .AND. .NOT.lk_c1d .AND. sf_dyn(jf_tem)%ln_tint ) THEN    ! Computes slopes (here avt is used as workspace)                       
141            zts(:,:,:,jp_tem) = sf_dyn(jf_tem)%fdta(:,:,:,1) * tmask(:,:,:)   ! temperature
142            zts(:,:,:,jp_sal) = sf_dyn(jf_sal)%fdta(:,:,:,1) * tmask(:,:,:)   ! salinity
143            avt(:,:,:)        = sf_dyn(jf_avt)%fdta(:,:,:,1) * tmask(:,:,:)   ! vertical diffusive coef.
144            CALL dta_dyn_slp( kt, zts, zuslp, zvslp, zwslpi, zwslpj )
145            uslpdta (:,:,:,1) = zuslp (:,:,:) 
146            vslpdta (:,:,:,1) = zvslp (:,:,:) 
147            wslpidta(:,:,:,1) = zwslpi(:,:,:) 
148            wslpjdta(:,:,:,1) = zwslpj(:,:,:) 
149         ENDIF
150         IF( ln_dynwzv .AND. sf_dyn(jf_uwd)%ln_tint )  THEN    ! compute vertical velocity from u/v
151            zu(:,:,:) = sf_dyn(jf_uwd)%fdta(:,:,:,1)
152            zv(:,:,:) = sf_dyn(jf_vwd)%fdta(:,:,:,1)
153            CALL dta_dyn_wzv( zu, zv, zw )
154            wdta(:,:,:,1) = zw(:,:,:) * tmask(:,:,:)
155         ENDIF
156      ELSE
157         nrecprev_tem = sf_dyn(jf_tem)%nrec_a(2)
158         nrecprev_uwd = sf_dyn(jf_uwd)%nrec_a(2)
159         !
160         CALL fld_read( kt, 1, sf_dyn )      !==   read data at kt time step   ==!
161         !
162      ENDIF
163      !
164      IF( lk_ldfslp .AND. .NOT.lk_c1d ) THEN    ! Computes slopes (here avt is used as workspace)                       
165         iswap_tem = 0
166         IF(  kt /= nit000 .AND. ( sf_dyn(jf_tem)%nrec_a(2) - nrecprev_tem ) /= 0 )  iswap_tem = 1
167         IF( ( isecsbc > sf_dyn(jf_tem)%nrec_b(2) .AND. iswap_tem == 1 ) .OR. kt == nit000 )  THEN    ! read/update the after data
168            IF(lwp) WRITE(numout,*) ' Compute new slopes at kt = ', kt
169            IF( sf_dyn(jf_tem)%ln_tint ) THEN                 ! time interpolation of data
170               IF( kt /= nit000 ) THEN
171                  uslpdta (:,:,:,1) =  uslpdta (:,:,:,2)         ! swap the data
172                  vslpdta (:,:,:,1) =  vslpdta (:,:,:,2) 
173                  wslpidta(:,:,:,1) =  wslpidta(:,:,:,2) 
174                  wslpjdta(:,:,:,1) =  wslpjdta(:,:,:,2) 
175               ENDIF
176               !
177               zts(:,:,:,jp_tem) = sf_dyn(jf_tem)%fdta(:,:,:,2) * tmask(:,:,:)   ! temperature
178               zts(:,:,:,jp_sal) = sf_dyn(jf_sal)%fdta(:,:,:,2) * tmask(:,:,:)   ! salinity
179               avt(:,:,:)        = sf_dyn(jf_avt)%fdta(:,:,:,2) * tmask(:,:,:)   ! vertical diffusive coef.
180               CALL dta_dyn_slp( kt, zts, zuslp, zvslp, zwslpi, zwslpj )
181               !
182               uslpdta (:,:,:,2) = zuslp (:,:,:) 
183               vslpdta (:,:,:,2) = zvslp (:,:,:) 
184               wslpidta(:,:,:,2) = zwslpi(:,:,:) 
185               wslpjdta(:,:,:,2) = zwslpj(:,:,:) 
186            ELSE
187               zts(:,:,:,jp_tem) = sf_dyn(jf_tem)%fnow(:,:,:) * tmask(:,:,:)
188               zts(:,:,:,jp_sal) = sf_dyn(jf_sal)%fnow(:,:,:) * tmask(:,:,:)
189               avt(:,:,:)        = sf_dyn(jf_avt)%fnow(:,:,:) * tmask(:,:,:)
190               CALL dta_dyn_slp( kt, zts, zuslp, zvslp, zwslpi, zwslpj )
191               uslpnow (:,:,:)   = zuslp (:,:,:) 
192               vslpnow (:,:,:)   = zvslp (:,:,:) 
193               wslpinow(:,:,:)   = zwslpi(:,:,:) 
194               wslpjnow(:,:,:)   = zwslpj(:,:,:) 
195            ENDIF
196         ENDIF
197         IF( sf_dyn(jf_tem)%ln_tint )  THEN
198            ztinta =  REAL( isecsbc - sf_dyn(jf_tem)%nrec_b(2), wp )  &
199               &    / REAL( sf_dyn(jf_tem)%nrec_a(2) - sf_dyn(jf_tem)%nrec_b(2), wp )
200            ztintb =  1. - ztinta
201            uslp (:,:,:) = ztintb * uslpdta (:,:,:,1)  + ztinta * uslpdta (:,:,:,2) 
202            vslp (:,:,:) = ztintb * vslpdta (:,:,:,1)  + ztinta * vslpdta (:,:,:,2) 
203            wslpi(:,:,:) = ztintb * wslpidta(:,:,:,1)  + ztinta * wslpidta(:,:,:,2) 
204            wslpj(:,:,:) = ztintb * wslpjdta(:,:,:,1)  + ztinta * wslpjdta(:,:,:,2) 
205         ELSE
206            uslp (:,:,:) = uslpnow (:,:,:)
207            vslp (:,:,:) = vslpnow (:,:,:)
208            wslpi(:,:,:) = wslpinow(:,:,:)
209            wslpj(:,:,:) = wslpjnow(:,:,:)
210         ENDIF
211      ENDIF
212      !
213      IF( ln_dynwzv )  THEN    ! compute vertical velocity from u/v
214         iswap_uwd = 0
215         IF(  kt /= nit000 .AND. ( sf_dyn(jf_uwd)%nrec_a(2) - nrecprev_uwd ) /= 0 )  iswap_uwd = 1
216         IF( ( isecsbc > sf_dyn(jf_uwd)%nrec_b(2) .AND. iswap_uwd == 1 ) .OR. kt == nit000 )  THEN    ! read/update the after data
217            IF(lwp) WRITE(numout,*) ' Compute new vertical velocity at kt = ', kt
218            IF(lwp) WRITE(numout,*)
219            IF( sf_dyn(jf_uwd)%ln_tint ) THEN                 ! time interpolation of data
220               IF( kt /= nit000 )  THEN
221                  wdta(:,:,:,1) =  wdta(:,:,:,2)     ! swap the data for initialisation
222               ENDIF
223               zu(:,:,:) = sf_dyn(jf_uwd)%fdta(:,:,:,2)
224               zv(:,:,:) = sf_dyn(jf_vwd)%fdta(:,:,:,2)
225               CALL dta_dyn_wzv( zu, zv, zw )
226               wdta(:,:,:,2) = zw(:,:,:) * tmask(:,:,:)
227            ELSE
228               zu(:,:,:) = sf_dyn(jf_uwd)%fnow(:,:,:) 
229               zv(:,:,:) = sf_dyn(jf_vwd)%fnow(:,:,:)
230               CALL dta_dyn_wzv( zu, zv, zw )
231               wnow(:,:,:)  = zw(:,:,:) * tmask(:,:,:)
232            ENDIF
233         ENDIF
234         IF( sf_dyn(jf_uwd)%ln_tint )  THEN
235            ztinta =  REAL( isecsbc - sf_dyn(jf_uwd)%nrec_b(2), wp )  &
236               &    / REAL( sf_dyn(jf_uwd)%nrec_a(2) - sf_dyn(jf_uwd)%nrec_b(2), wp )
237            ztintb =  1. - ztinta
238            wn(:,:,:) = ztintb * wdta(:,:,:,1)  + ztinta * wdta(:,:,:,2) 
239         ELSE
240            wn(:,:,:) = wnow(:,:,:)
241         ENDIF
242      ENDIF
243      !
244      tsn(:,:,:,jp_tem) = sf_dyn(jf_tem)%fnow(:,:,:)  * tmask(:,:,:)    ! temperature
245      tsn(:,:,:,jp_sal) = sf_dyn(jf_sal)%fnow(:,:,:)  * tmask(:,:,:)    ! salinity
246      !
247      !
248      CALL eos    ( tsn, rhd, rhop, gdept_0(:,:,:) ) ! In any case, we need rhop
249      CALL eos_rab( tsn, rab_n )       ! now    local thermal/haline expension ratio at T-points
250      CALL bn2    ( tsn, rab_n, rn2 ) ! before Brunt-Vaisala frequency need for zdfmxl
251
252      rn2b(:,:,:) = rn2(:,:,:)         ! need for zdfmxl
253      CALL zdf_mxl( kt )                                                   ! In any case, we need mxl
254      !
255      avt(:,:,:)       = sf_dyn(jf_avt)%fnow(:,:,:)  * tmask(:,:,:)    ! vertical diffusive coefficient
256      un (:,:,:)       = sf_dyn(jf_uwd)%fnow(:,:,:)  * umask(:,:,:)    ! u-velocity
257      vn (:,:,:)       = sf_dyn(jf_vwd)%fnow(:,:,:)  * vmask(:,:,:)    ! v-velocity
258      IF( .NOT.ln_dynwzv ) &                                          ! w-velocity read in file
259         wn (:,:,:)    = sf_dyn(jf_wwd)%fnow(:,:,:) * tmask(:,:,:)   
260      hmld(:,:)        = sf_dyn(jf_mld)%fnow(:,:,1) * tmask(:,:,1)    ! mixed layer depht
261      wndm(:,:)        = sf_dyn(jf_wnd)%fnow(:,:,1) * tmask(:,:,1)    ! wind speed - needed for gas exchange
262      emp (:,:)        = sf_dyn(jf_emp)%fnow(:,:,1) * tmask(:,:,1)    ! E-P
263      fmmflx(:,:)      = sf_dyn(jf_fmf)%fnow(:,:,1) * tmask(:,:,1)    ! downward salt flux (v3.5+)
264      fr_i(:,:)        = sf_dyn(jf_ice)%fnow(:,:,1) * tmask(:,:,1)    ! Sea-ice fraction
265      qsr (:,:)        = sf_dyn(jf_qsr)%fnow(:,:,1) * tmask(:,:,1)    ! solar radiation
266      IF( ln_dynrnf ) &
267      rnf (:,:)        = sf_dyn(jf_rnf)%fnow(:,:,1) * tmask(:,:,1)    ! river runoffs
268
269      !                                                      ! bbl diffusive coef
270#if defined key_trabbl && ! defined key_c1d
271      IF( ln_dynbbl ) THEN                                        ! read in a file
272         ahu_bbl(:,:)  = sf_dyn(jf_ubl)%fnow(:,:,1) * umask(:,:,1)
273         ahv_bbl(:,:)  = sf_dyn(jf_vbl)%fnow(:,:,1) * vmask(:,:,1)
274      ELSE                                                        ! Compute bbl coefficients if needed
275         tsb(:,:,:,:) = tsn(:,:,:,:)
276         CALL bbl( kt, nit000, 'TRC')
277      END IF
278#endif
279#if ( ! defined key_degrad && defined key_traldf_c2d && defined key_traldf_eiv ) && ! defined key_c1d
280      aeiw(:,:)        = sf_dyn(jf_eiw)%fnow(:,:,1) * tmask(:,:,1)    ! w-eiv
281      !                                                           ! Computes the horizontal values from the vertical value
282      DO jj = 2, jpjm1
283         DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
284            aeiu(ji,jj) = .5 * ( aeiw(ji,jj) + aeiw(ji+1,jj  ) )  ! Average the diffusive coefficient at u- v- points
285            aeiv(ji,jj) = .5 * ( aeiw(ji,jj) + aeiw(ji  ,jj+1) )  ! at u- v- points
286         END DO
287      END DO
288      CALL lbc_lnk( aeiu, 'U', 1. )   ;   CALL lbc_lnk( aeiv, 'V', 1. )    ! lateral boundary condition
289#endif
290     
291#if defined key_degrad && ! defined key_c1d
292      !                                          ! degrad option : diffusive and eiv coef are 3D
293      ahtu(:,:,:) = sf_dyn(jf_ahu)%fnow(:,:,:) * umask(:,:,:)
294      ahtv(:,:,:) = sf_dyn(jf_ahv)%fnow(:,:,:) * vmask(:,:,:)
295      ahtw(:,:,:) = sf_dyn(jf_ahw)%fnow(:,:,:) * tmask(:,:,:)
296#  if defined key_traldf_eiv 
297      aeiu(:,:,:) = sf_dyn(jf_eiu)%fnow(:,:,:) * umask(:,:,:)
298      aeiv(:,:,:) = sf_dyn(jf_eiv)%fnow(:,:,:) * vmask(:,:,:)
299      aeiw(:,:,:) = sf_dyn(jf_eiw)%fnow(:,:,:) * tmask(:,:,:)
300#  endif
301#endif
302      !
303      IF(ln_ctl) THEN                  ! print control
304         CALL prt_ctl(tab3d_1=tsn(:,:,:,jp_tem), clinfo1=' tn      - : ', mask1=tmask, ovlap=1, kdim=jpk   )
305         CALL prt_ctl(tab3d_1=tsn(:,:,:,jp_sal), clinfo1=' sn      - : ', mask1=tmask, ovlap=1, kdim=jpk   )
306         CALL prt_ctl(tab3d_1=un               , clinfo1=' un      - : ', mask1=umask, ovlap=1, kdim=jpk   )
307         CALL prt_ctl(tab3d_1=vn               , clinfo1=' vn      - : ', mask1=vmask, ovlap=1, kdim=jpk   )
308         CALL prt_ctl(tab3d_1=wn               , clinfo1=' wn      - : ', mask1=tmask, ovlap=1, kdim=jpk   )
309         CALL prt_ctl(tab3d_1=avt              , clinfo1=' kz      - : ', mask1=tmask, ovlap=1, kdim=jpk   )
310         CALL prt_ctl(tab2d_1=fr_i             , clinfo1=' fr_i    - : ', mask1=tmask, ovlap=1 )
311         CALL prt_ctl(tab2d_1=hmld             , clinfo1=' hmld    - : ', mask1=tmask, ovlap=1 )
312         CALL prt_ctl(tab2d_1=fmmflx           , clinfo1=' fmmflx  - : ', mask1=tmask, ovlap=1 )
313         CALL prt_ctl(tab2d_1=emp              , clinfo1=' emp     - : ', mask1=tmask, ovlap=1 )
314         CALL prt_ctl(tab2d_1=wndm             , clinfo1=' wspd    - : ', mask1=tmask, ovlap=1 )
315         CALL prt_ctl(tab2d_1=qsr              , clinfo1=' qsr     - : ', mask1=tmask, ovlap=1 )
316      ENDIF
317      !
318      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop( 'dta_dyn')
319      !
320   END SUBROUTINE dta_dyn
321
322
323   SUBROUTINE dta_dyn_init
324      !!----------------------------------------------------------------------
325      !!                  ***  ROUTINE dta_dyn_init  ***
326      !!
327      !! ** Purpose :   Initialisation of the dynamical data     
328      !! ** Method  : - read the data namdta_dyn namelist
329      !!
330      !! ** Action  : - read parameters
331      !!----------------------------------------------------------------------
332      INTEGER  :: ierr, ierr0, ierr1, ierr2, ierr3   ! return error code
333      INTEGER  :: ifpr                               ! dummy loop indice
334      INTEGER  :: jfld                               ! dummy loop arguments
335      INTEGER  :: inum, idv, idimv                   ! local integer
336      INTEGER  :: ios                                ! Local integer output status for namelist read
337      !!
338      CHARACTER(len=100)            ::  cn_dir   !   Root directory for location of core files
339      TYPE(FLD_N), DIMENSION(jpfld) ::  slf_d    ! array of namelist informations on the fields to read
340      TYPE(FLD_N) :: sn_tem, sn_sal, sn_mld, sn_emp, sn_ice, sn_qsr, sn_wnd, sn_rnf  ! informations about the fields to be read
341      TYPE(FLD_N) :: sn_uwd, sn_vwd, sn_wwd, sn_avt, sn_ubl, sn_vbl          !   "                                 "
342      TYPE(FLD_N) :: sn_ahu, sn_ahv, sn_ahw, sn_eiu, sn_eiv, sn_eiw, sn_fmf  !   "                                 "
343      !!----------------------------------------------------------------------
344      !
345      NAMELIST/namdta_dyn/cn_dir, ln_dynwzv, ln_dynbbl, ln_degrad, ln_dynrnf,    &
346         &                sn_tem, sn_sal, sn_mld, sn_emp, sn_ice, sn_qsr, sn_wnd, sn_rnf,  &
347         &                sn_uwd, sn_vwd, sn_wwd, sn_avt, sn_ubl, sn_vbl,          &
348         &                sn_ahu, sn_ahv, sn_ahw, sn_eiu, sn_eiv, sn_eiw, sn_fmf
349      !
350      REWIND( numnam_ref )              ! Namelist namdta_dyn in reference namelist : Offline: init. of dynamical data
351      READ  ( numnam_ref, namdta_dyn, IOSTAT = ios, ERR = 901)
352901   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namdta_dyn in reference namelist', lwp )
353
354      REWIND( numnam_cfg )              ! Namelist namdta_dyn in configuration namelist : Offline: init. of dynamical data
355      READ  ( numnam_cfg, namdta_dyn, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
356902   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namdta_dyn in configuration namelist', lwp )
357      IF(lwm) WRITE ( numond, namdta_dyn )
358      !                                         ! store namelist information in an array
359      !                                         ! Control print
360      IF(lwp) THEN
361         WRITE(numout,*)
362         WRITE(numout,*) 'dta_dyn : offline dynamics '
363         WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
364         WRITE(numout,*) '   Namelist namdta_dyn'
365         WRITE(numout,*) '      vertical velocity read from file (T) or computed (F) ln_dynwzv  = ', ln_dynwzv
366         WRITE(numout,*) '      bbl coef read from file (T) or computed (F)          ln_dynbbl  = ', ln_dynbbl
367         WRITE(numout,*) '      degradation option enabled (T) or not (F)            ln_degrad  = ', ln_degrad
368         WRITE(numout,*) '      river runoff option enabled (T) or not (F)           ln_dynrnf  = ', ln_dynrnf
369         WRITE(numout,*)
370      ENDIF
371      !
372      IF( ln_degrad .AND. .NOT.lk_degrad ) THEN
373         CALL ctl_warn( 'dta_dyn_init: degradation option requires key_degrad activated ; force ln_degrad to false' )
374         ln_degrad = .FALSE.
375      ENDIF
376      IF( ln_dynbbl .AND. ( .NOT.lk_trabbl .OR. lk_c1d ) ) THEN
377         CALL ctl_warn( 'dta_dyn_init: bbl option requires key_trabbl activated ; force ln_dynbbl to false' )
378         ln_dynbbl = .FALSE.
379      ENDIF
380
381      jf_tem = 1   ;   jf_sal = 2   ;  jf_mld = 3   ;  jf_emp = 4   ;   jf_fmf  = 5   ;  jf_ice = 6   ;   jf_qsr = 7
382      jf_wnd = 8   ;   jf_uwd = 9   ;  jf_vwd = 10  ;  jf_wwd = 11  ;   jf_avt  = 12  ;  jfld  = jf_avt
383      !
384      slf_d(jf_tem) = sn_tem   ;   slf_d(jf_sal)  = sn_sal   ;   slf_d(jf_mld) = sn_mld
385      slf_d(jf_emp) = sn_emp   ;   slf_d(jf_fmf ) = sn_fmf   ;   slf_d(jf_ice) = sn_ice 
386      slf_d(jf_qsr) = sn_qsr   ;   slf_d(jf_wnd)  = sn_wnd   ;   slf_d(jf_avt) = sn_avt 
387      slf_d(jf_uwd) = sn_uwd   ;   slf_d(jf_vwd)  = sn_vwd   ;   slf_d(jf_wwd) = sn_wwd
388
389      !
390      IF( ln_dynrnf ) THEN
391                jf_rnf = jfld + 1  ;  jfld  = jf_rnf
392         slf_d(jf_rnf) = sn_rnf
393      ELSE
394         rnf (:,:) = 0._wp
395      ENDIF
396
397      !
398      IF( .NOT.ln_degrad ) THEN     ! no degrad option
399         IF( lk_traldf_eiv .AND. ln_dynbbl ) THEN        ! eiv & bbl
400                 jf_ubl  = jfld + 1 ;        jf_vbl  = jfld + 2 ;        jf_eiw  = jfld + 3   ;   jfld = jf_eiw
401           slf_d(jf_ubl) = sn_ubl  ;   slf_d(jf_vbl) = sn_vbl  ;   slf_d(jf_eiw) = sn_eiw
402         ENDIF
403         IF( .NOT.lk_traldf_eiv .AND. ln_dynbbl ) THEN   ! no eiv & bbl
404                 jf_ubl  = jfld + 1 ;        jf_vbl  = jfld + 2 ;  jfld = jf_vbl
405           slf_d(jf_ubl) = sn_ubl  ;   slf_d(jf_vbl) = sn_vbl
406         ENDIF
407         IF( lk_traldf_eiv .AND. .NOT.ln_dynbbl ) THEN   ! eiv & no bbl
408           jf_eiw = jfld + 1 ; jfld = jf_eiw ; slf_d(jf_eiw) = sn_eiw
409         ENDIF
410      ELSE
411              jf_ahu  = jfld + 1 ;        jf_ahv  = jfld + 2 ;        jf_ahw  = jfld + 3  ;  jfld = jf_ahw
412        slf_d(jf_ahu) = sn_ahu  ;   slf_d(jf_ahv) = sn_ahv  ;   slf_d(jf_ahw) = sn_ahw
413        IF( lk_traldf_eiv .AND. ln_dynbbl ) THEN         ! eiv & bbl
414                 jf_ubl  = jfld + 1 ;        jf_vbl  = jfld + 2 ;
415           slf_d(jf_ubl) = sn_ubl  ;   slf_d(jf_vbl) = sn_vbl
416                 jf_eiu  = jfld + 3 ;        jf_eiv  = jfld + 4 ;    jf_eiw  = jfld + 5   ;  jfld = jf_eiw 
417           slf_d(jf_eiu) = sn_eiu  ;   slf_d(jf_eiv) = sn_eiv  ;    slf_d(jf_eiw) = sn_eiw
418        ENDIF
419        IF( .NOT.lk_traldf_eiv .AND. ln_dynbbl ) THEN    ! no eiv & bbl
420                 jf_ubl  = jfld + 1 ;        jf_vbl  = jfld + 2 ;  jfld = jf_vbl
421           slf_d(jf_ubl) = sn_ubl  ;   slf_d(jf_vbl) = sn_vbl
422        ENDIF
423        IF( lk_traldf_eiv .AND. .NOT.ln_dynbbl ) THEN    ! eiv & no bbl
424                 jf_eiu  = jfld + 1 ;         jf_eiv  = jfld + 2 ;    jf_eiw  = jfld + 3   ; jfld = jf_eiw 
425           slf_d(jf_eiu) = sn_eiu  ;   slf_d(jf_eiv) = sn_eiv  ;   slf_d(jf_eiw) = sn_eiw
426        ENDIF
427      ENDIF
428 
429      ALLOCATE( sf_dyn(jfld), STAT=ierr )         ! set sf structure
430      IF( ierr > 0 ) THEN
431         CALL ctl_stop( 'dta_dyn: unable to allocate sf structure' )   ;   RETURN
432      ENDIF
433      !                                         ! fill sf with slf_i and control print
434      CALL fld_fill( sf_dyn, slf_d, cn_dir, 'dta_dyn_init', 'Data in file', 'namdta_dyn' )
435      ! Open file for each variable to get his number of dimension
436      DO ifpr = 1, jfld
437         CALL fld_clopn( sf_dyn(ifpr), nyear, nmonth, nday )
438         idv   = iom_varid( sf_dyn(ifpr)%num , slf_d(ifpr)%clvar )        ! id of the variable sdjf%clvar
439         idimv = iom_file ( sf_dyn(ifpr)%num )%ndims(idv)                 ! number of dimension for variable sdjf%clvar
440         IF( sf_dyn(ifpr)%num /= 0 )   CALL iom_close( sf_dyn(ifpr)%num ) ! close file if already open
441         ierr1=0
442         IF( idimv == 3 ) THEN    ! 2D variable
443                                      ALLOCATE( sf_dyn(ifpr)%fnow(jpi,jpj,1)    , STAT=ierr0 )
444            IF( slf_d(ifpr)%ln_tint ) ALLOCATE( sf_dyn(ifpr)%fdta(jpi,jpj,1,2)  , STAT=ierr1 )
445         ELSE                     ! 3D variable
446                                      ALLOCATE( sf_dyn(ifpr)%fnow(jpi,jpj,jpk)  , STAT=ierr0 )
447            IF( slf_d(ifpr)%ln_tint ) ALLOCATE( sf_dyn(ifpr)%fdta(jpi,jpj,jpk,2), STAT=ierr1 )
448         ENDIF
449         IF( ierr0 + ierr1 > 0 ) THEN
450            CALL ctl_stop( 'dta_dyn_init : unable to allocate sf_dyn array structure' )   ;   RETURN
451         ENDIF
452      END DO
453      !
454      IF( lk_ldfslp .AND. .NOT.lk_c1d ) THEN                  ! slopes
455         IF( sf_dyn(jf_tem)%ln_tint ) THEN      ! time interpolation
456            ALLOCATE( uslpdta (jpi,jpj,jpk,2), vslpdta (jpi,jpj,jpk,2),    &
457            &         wslpidta(jpi,jpj,jpk,2), wslpjdta(jpi,jpj,jpk,2), STAT=ierr2 )
458         ELSE
459            ALLOCATE( uslpnow (jpi,jpj,jpk)  , vslpnow (jpi,jpj,jpk)  ,    &
460            &         wslpinow(jpi,jpj,jpk)  , wslpjnow(jpi,jpj,jpk)  , STAT=ierr2 )
461         ENDIF
462         IF( ierr2 > 0 ) THEN
463            CALL ctl_stop( 'dta_dyn_init : unable to allocate slope arrays' )   ;   RETURN
464         ENDIF
465      ENDIF
466      IF( ln_dynwzv ) THEN                  ! slopes
467         IF( sf_dyn(jf_uwd)%ln_tint ) THEN      ! time interpolation
468            ALLOCATE( wdta(jpi,jpj,jpk,2), STAT=ierr3 )
469         ELSE
470            ALLOCATE( wnow(jpi,jpj,jpk)  , STAT=ierr3 )
471         ENDIF
472         IF( ierr3 > 0 ) THEN
473            CALL ctl_stop( 'dta_dyn_init : unable to allocate wdta arrays' )   ;   RETURN
474         ENDIF
475      ENDIF
476      !
477      CALL dta_dyn( nit000 )
478      !
479   END SUBROUTINE dta_dyn_init
480
481   SUBROUTINE dta_dyn_wzv( pu, pv, pw )
482      !!----------------------------------------------------------------------
483      !!                    ***  ROUTINE wzv  ***
484      !!
485      !! ** Purpose :   Compute the now vertical velocity after the array swap
486      !!
487      !! ** Method  : - compute the now divergence given by :
488      !!         * z-coordinate ONLY !!!!
489      !!         hdiv = 1/(e1t*e2t) [ di(e2u  u) + dj(e1v  v) ]
490      !!     - Using the incompressibility hypothesis, the vertical
491      !!      velocity is computed by integrating the horizontal divergence
492      !!      from the bottom to the surface.
493      !!        The boundary conditions are w=0 at the bottom (no flux).
494      !!----------------------------------------------------------------------
495      USE oce, ONLY:  zhdiv => hdivn
496      !
497      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(in   ) :: pu, pv    !:  horizontal velocities
498      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(  out) :: pw        !:  vertical velocity
499      !!
500      INTEGER  ::  ji, jj, jk
501      REAL(wp) ::  zu, zu1, zv, zv1, zet
502      !!----------------------------------------------------------------------
503      !
504      ! Computation of vertical velocity using horizontal divergence
505      zhdiv(:,:,:) = 0._wp
506      DO jk = 1, jpkm1
507         DO jj = 2, jpjm1
508            DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
509               zu  = pu(ji  ,jj  ,jk) * umask(ji  ,jj  ,jk) * e2u(ji  ,jj  ) * fse3u(ji  ,jj  ,jk)
510               zu1 = pu(ji-1,jj  ,jk) * umask(ji-1,jj  ,jk) * e2u(ji-1,jj  ) * fse3u(ji-1,jj  ,jk)
511               zv  = pv(ji  ,jj  ,jk) * vmask(ji  ,jj  ,jk) * e1v(ji  ,jj  ) * fse3v(ji  ,jj  ,jk)
512               zv1 = pv(ji  ,jj-1,jk) * vmask(ji  ,jj-1,jk) * e1v(ji  ,jj-1) * fse3v(ji  ,jj-1,jk)
513               zet = 1. / ( e1t(ji,jj) * e2t(ji,jj) * fse3t(ji,jj,jk) )
514               zhdiv(ji,jj,jk) = ( zu - zu1 + zv - zv1 ) * zet 
515            END DO
516         END DO
517      END DO
518      CALL lbc_lnk( zhdiv, 'T', 1. )      ! Lateral boundary conditions on zhdiv
519      !
520      ! computation of vertical velocity from the bottom
521      pw(:,:,jpk) = 0._wp
522      DO jk = jpkm1, 1, -1
523         pw(:,:,jk) = pw(:,:,jk+1) - fse3t(:,:,jk) * zhdiv(:,:,jk)
524      END DO
525      !
526   END SUBROUTINE dta_dyn_wzv
527
528   SUBROUTINE dta_dyn_slp( kt, pts, puslp, pvslp, pwslpi, pwslpj )
529      !!---------------------------------------------------------------------
530      !!                    ***  ROUTINE dta_dyn_slp  ***
531      !!
532      !! ** Purpose : Computation of slope
533      !!
534      !!---------------------------------------------------------------------
535      INTEGER ,                              INTENT(in ) :: kt       ! time step
536      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,jpts), INTENT(in ) :: pts      ! temperature/salinity
537      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk)     , INTENT(out) :: puslp    ! zonal isopycnal slopes
538      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk)     , INTENT(out) :: pvslp    ! meridional isopycnal slopes
539      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk)     , INTENT(out) :: pwslpi   ! zonal diapycnal slopes
540      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk)     , INTENT(out) :: pwslpj   ! meridional diapycnal slopes
541      !!---------------------------------------------------------------------
542#if defined key_ldfslp && ! defined key_c1d
543      CALL eos    ( pts, rhd, rhop, gdept_0(:,:,:) )
544      CALL eos_rab( pts, rab_n )       ! now local thermal/haline expension ratio at T-points
545      CALL bn2    ( pts, rab_n, rn2  ) ! now    Brunt-Vaisala
546
547      ! Partial steps: before Horizontal DErivative
548      IF( ln_zps  .AND. .NOT. ln_isfcav)                            &
549         &            CALL zps_hde    ( kt, jpts, pts, gtsu, gtsv,  &  ! Partial steps: before horizontal gradient
550         &                                        rhd, gru , grv    )  ! of t, s, rd at the last ocean level
551      IF( ln_zps .AND.        ln_isfcav)                            &
552         &            CALL zps_hde_isf( kt, jpts, pts, gtsu, gtsv,  &    ! Partial steps for top cell (ISF)
553         &                                        rhd, gru , grv , aru , arv , gzu , gzv , ge3ru , ge3rv ,   &
554         &                                 gtui, gtvi, grui, grvi, arui, arvi, gzui, gzvi, ge3rui, ge3rvi    ) ! of t, s, rd at the first ocean level
555
556      rn2b(:,:,:) = rn2(:,:,:)         ! need for zdfmxl
557      CALL zdf_mxl( kt )            ! mixed layer depth
558      CALL ldf_slp( kt, rhd, rn2 )  ! slopes
559      puslp (:,:,:) = uslp (:,:,:) 
560      pvslp (:,:,:) = vslp (:,:,:) 
561      pwslpi(:,:,:) = wslpi(:,:,:) 
562      pwslpj(:,:,:) = wslpj(:,:,:) 
563#else
564      puslp (:,:,:) = 0.            ! to avoid warning when compiling
565      pvslp (:,:,:) = 0.
566      pwslpi(:,:,:) = 0.
567      pwslpj(:,:,:) = 0.
568#endif
569      !
570   END SUBROUTINE dta_dyn_slp
571   !!======================================================================
572END MODULE dtadyn
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.