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limhdf_2.F90 in branches/UKMO/CO5_package_branch/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_2 – NEMO

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[821]1MODULE limhdf_2
[3]2   !!======================================================================
[821]3   !!                    ***  MODULE limhdf_2   ***
4   !! LIM 2.0 ice model : horizontal diffusion of sea-ice quantities
[3]5   !!======================================================================
[2715]6   !! History :  LIM  !  2000-01 (LIM) Original code
7   !!             -   !  2001-05 (G. Madec, R. Hordoir) opa norm
8   !!            1.0  !  2002-08 (C. Ethe)  F90, free form
9   !!----------------------------------------------------------------------
[821]10#if defined key_lim2
[3]11   !!----------------------------------------------------------------------
[888]12   !!   'key_lim2'                                    LIM 2.0 sea-ice model
[88]13   !!----------------------------------------------------------------------
[821]14   !!   lim_hdf_2  : diffusion trend on sea-ice variable
[3]15   !!----------------------------------------------------------------------
[2715]16   USE dom_oce          ! ocean domain
17   USE ice_2            ! LIM-2: ice variables
18   USE lbclnk           ! lateral boundary condition - MPP exchanges
19   USE lib_mpp          ! MPP library
[3294]20   USE wrk_nemo         ! work arrays
[2715]21   USE prtctl           ! Print control
22   USE in_out_manager   ! I/O manager
[3]23
24   IMPLICIT NONE
25   PRIVATE
26
[2715]27   PUBLIC   lim_hdf_2         ! called by limtrp_2.F90
[3]28
[2715]29   LOGICAL  ::   linit = .TRUE.   ! ! initialization flag (set to flase after the 1st call)
30   REAL(wp) ::   epsi04 = 1e-04   ! constant
31   
32   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   efact   ! metric coefficient
[3]33
34   !! * Substitution
35#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
36   !!----------------------------------------------------------------------
[2715]37   !! NEMO/LIM2 4.0 , UCL - NEMO Consortium (2010)
[1156]38   !! $Id$
[2715]39   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
[3]40   !!----------------------------------------------------------------------
41CONTAINS
42
[821]43   SUBROUTINE lim_hdf_2( ptab )
[3]44      !!-------------------------------------------------------------------
[821]45      !!                  ***  ROUTINE lim_hdf_2  ***
[3]46      !!
[2715]47      !! ** purpose :   Compute and add the diffusive trend on sea-ice variables
[3]48      !!
49      !! ** method  :   Second order diffusive operator evaluated using a
[2715]50      !!              Cranck-Nicholson time Scheme.
[3]51      !!
52      !! ** Action  :    update ptab with the diffusive contribution
53      !!-------------------------------------------------------------------
[2715]54      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT( inout ) ::   ptab   ! Field on which the diffusion is applied 
55      !
56      INTEGER  ::   ji, jj            ! dummy loop indices
57      INTEGER  ::   its, iter, ierr   ! local integers
58      REAL(wp) ::   zalfa, zrlxint, zconv, zeps   ! local scalars
[3294]59      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER :: zrlx, zflu, zflv, zdiv0, zdiv, ztab0 
[258]60      CHARACTER (len=55) :: charout
[3]61      !!-------------------------------------------------------------------
62
[3294]63      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, zrlx, zflu, zflv, zdiv0, zdiv, ztab0 )
[3]64
[2715]65      !                       !==  Initialisation  ==!
66      !
67      IF( linit ) THEN              ! Metric coefficient (compute at the first call and saved in efact)
68         ALLOCATE( efact(jpi,jpj) , STAT=ierr )
69         IF( lk_mpp    )   CALL mpp_sum( ierr )
70         IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'lim_hdf_2 : unable to allocate standard arrays' )
[3]71         DO jj = 2, jpjm1 
72            DO ji = fs_2 , fs_jpim1   ! vector opt.
[2715]73               efact(ji,jj) = ( e2u(ji,jj) + e2u(ji-1,jj) + e1v(ji,jj) + e1v(ji,jj-1) ) / ( e1t(ji,jj) * e2t(ji,jj) )
[3]74            END DO
75         END DO
76         linit = .FALSE.
77      ENDIF
[2715]78      !
79      !                             ! Time integration parameters
80      zalfa = 0.5_wp                      ! =1.0/0.5/0.0 = implicit/Cranck-Nicholson/explicit
81      its   = 100                         ! Maximum number of iteration
82      zeps  =  2._wp * epsi04
83      !
84      ztab0(:, : ) = ptab(:,:)      ! Arrays initialization
85      zdiv0(:, 1 ) = 0._wp
86      zdiv0(:,jpj) = 0._wp
87      IF( .NOT.lk_vopt_loop ) THEN
88         zflu (jpi,:) = 0._wp   
89         zflv (jpi,:) = 0._wp
90         zdiv0(1,  :) = 0._wp
91         zdiv0(jpi,:) = 0._wp
92      ENDIF
[3]93
[2715]94      zconv = 1._wp           !==  horizontal diffusion using a Crant-Nicholson scheme  ==!
[3]95      iter  = 0
[2715]96      !
97      DO WHILE (  zconv > zeps  .AND.  iter <= its  )    ! Sub-time step loop
98         !
99         iter = iter + 1                                       ! incrementation of the sub-time step number
100         !
101         DO jj = 1, jpjm1                                      ! diffusive fluxes in U- and V- direction
[3]102            DO ji = 1 , fs_jpim1   ! vector opt.
103               zflu(ji,jj) = pahu(ji,jj) * e2u(ji,jj) / e1u(ji,jj) * ( ptab(ji+1,jj) - ptab(ji,jj) )
104               zflv(ji,jj) = pahv(ji,jj) * e1v(ji,jj) / e2v(ji,jj) * ( ptab(ji,jj+1) - ptab(ji,jj) )
105            END DO
106         END DO
[2715]107         !
108         DO jj= 2, jpjm1                                       ! diffusive trend : divergence of the fluxes
[3]109            DO ji = fs_2 , fs_jpim1   ! vector opt.
110               zdiv (ji,jj) = (  zflu(ji,jj) - zflu(ji-1,jj  )   &
111                  &            + zflv(ji,jj) - zflv(ji  ,jj-1)  ) / ( e1t (ji,jj) * e2t (ji,jj) )
112            END DO
113         END DO
[2715]114         !
115         IF( iter == 1 )   zdiv0(:,:) = zdiv(:,:)              ! save the 1st evaluation of the diffusive trend in zdiv0
116         !
117         DO jj = 2, jpjm1                                      ! iterative evaluation
[3]118            DO ji = fs_2 , fs_jpim1   ! vector opt.
[2715]119               zrlxint = (   ztab0(ji,jj)    &
120                  &       +  rdt_ice * (           zalfa   * ( zdiv(ji,jj) + efact(ji,jj) * ptab(ji,jj) )   &
[3]121                  &                      + ( 1.0 - zalfa ) *   zdiv0(ji,jj) )  )                             & 
[2715]122                  &    / ( 1.0 + zalfa * rdt_ice * efact(ji,jj) )
[3]123               zrlx(ji,jj) = ptab(ji,jj) + om * ( zrlxint - ptab(ji,jj) )
124            END DO
125         END DO
[2715]126         CALL lbc_lnk( zrlx, 'T', 1. )                         ! lateral boundary condition
[3]127
[2715]128         zconv = 0._wp                                         ! convergence test
[288]129
[3]130         DO jj = 2, jpjm1
131            DO ji = 2, jpim1
132               zconv = MAX( zconv, ABS( zrlx(ji,jj) - ptab(ji,jj) )  )
133            END DO
134         END DO
[2715]135         IF( lk_mpp )   CALL mpp_max( zconv )                  ! max over the global domain
[12]136
[303]137         ptab(:,:) = zrlx(:,:)
[2715]138         !
139      END DO                                             ! end of sub-time step loop
[303]140
[258]141      IF(ln_ctl)   THEN
[2715]142         zrlx(:,:) = ptab(:,:) - ztab0(:,:)
[258]143         WRITE(charout,FMT="(' lim_hdf  : zconv =',D23.16, ' iter =',I4,2X)") zconv, iter
[2715]144         CALL prt_ctl( tab2d_1=zrlx, clinfo1=charout )
[258]145      ENDIF
[2715]146      !
[3294]147      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, zrlx, zflu, zflv, zdiv0, zdiv, ztab0 )
[2715]148      !
[821]149   END SUBROUTINE lim_hdf_2
[88]150
[3]151#else
[88]152   !!----------------------------------------------------------------------
[821]153   !!   Default option          Dummy module       NO LIM 2.0 sea-ice model
[88]154   !!----------------------------------------------------------------------
[3]155CONTAINS
[821]156   SUBROUTINE lim_hdf_2       ! Empty routine
157   END SUBROUTINE lim_hdf_2
[3]158#endif
159
160   !!======================================================================
[821]161END MODULE limhdf_2
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.