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.
zdfmxl.F90 in branches/UKMO/dev_r5518_25hr_mean_assim_bkg/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/ZDF – NEMO

source: branches/UKMO/dev_r5518_25hr_mean_assim_bkg/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/ZDF/zdfmxl.F90 @ 6758

Last change on this file since 6758 was 6758, checked in by kingr, 8 years ago

Merged branches/UKMO/nemo_v3_6_STABLE_copy@6237

File size: 7.1 KB
RevLine 
[3]1MODULE zdfmxl
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  zdfmxl  ***
4   !! Ocean physics: mixed layer depth
5   !!======================================================================
[1559]6   !! History :  1.0  ! 2003-08  (G. Madec)  original code
[1585]7   !!            3.2  ! 2009-07  (S. Masson, G. Madec)  IOM + merge of DO-loop
[4990]8   !!            3.7  ! 2012-03  (G. Madec)  make public the density criteria for trdmxl
9   !!             -   ! 2014-02  (F. Roquet)  mixed layer depth calculated using N2 instead of rhop
[3]10   !!----------------------------------------------------------------------
[1585]11   !!   zdf_mxl      : Compute the turbocline and mixed layer depths.
[3]12   !!----------------------------------------------------------------------
13   USE oce             ! ocean dynamics and tracers variables
14   USE dom_oce         ! ocean space and time domain variables
[1585]15   USE zdf_oce         ! ocean vertical physics
[3]16   USE in_out_manager  ! I/O manager
[258]17   USE prtctl          ! Print control
[4990]18   USE phycst          ! physical constants
[2715]19   USE iom             ! I/O library
20   USE lib_mpp         ! MPP library
[3294]21   USE wrk_nemo        ! work arrays
22   USE timing          ! Timing
[2758]23   USE trc_oce, ONLY : lk_offline ! offline flag
[3]24
25   IMPLICIT NONE
26   PRIVATE
27
[2715]28   PUBLIC   zdf_mxl       ! called by step.F90
[6758]29   PUBLIC   zdf_mxl_alloc ! Used in zdf_tke_init
[3]30
[2715]31   INTEGER , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   nmln    !: number of level in the mixed layer (used by TOP)
32   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hmld    !: mixing layer depth (turbocline)      [m]
33   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hmlp    !: mixed layer depth  (rho=rho0+zdcrit) [m]
34   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hmlpt   !: mixed layer depth at t-points        [m]
[3]35
[4990]36   REAL(wp), PUBLIC ::   rho_c = 0.01_wp    !: density criterion for mixed layer depth
37   REAL(wp)         ::   avt_c = 5.e-4_wp   ! Kz criterion for the turbocline depth
38
[3]39   !! * Substitutions
40#  include "domzgr_substitute.h90"
41   !!----------------------------------------------------------------------
[2715]42   !! NEMO/OPA 4.0 , NEMO Consortium (2011)
[6757]43   !! $Id$
[2715]44   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
[3]45   !!----------------------------------------------------------------------
46CONTAINS
47
[2715]48   INTEGER FUNCTION zdf_mxl_alloc()
49      !!----------------------------------------------------------------------
50      !!               ***  FUNCTION zdf_mxl_alloc  ***
51      !!----------------------------------------------------------------------
[2787]52      zdf_mxl_alloc = 0      ! set to zero if no array to be allocated
[2758]53      IF( .NOT. ALLOCATED( nmln ) ) THEN
54         ALLOCATE( nmln(jpi,jpj), hmld(jpi,jpj), hmlp(jpi,jpj), hmlpt(jpi,jpj), STAT= zdf_mxl_alloc )
55         !
56         IF( lk_mpp             )   CALL mpp_sum ( zdf_mxl_alloc )
57         IF( zdf_mxl_alloc /= 0 )   CALL ctl_warn('zdf_mxl_alloc: failed to allocate arrays.')
58         !
59      ENDIF
[2715]60   END FUNCTION zdf_mxl_alloc
61
62
[3]63   SUBROUTINE zdf_mxl( kt )
64      !!----------------------------------------------------------------------
65      !!                  ***  ROUTINE zdfmxl  ***
66      !!                   
[1585]67      !! ** Purpose :   Compute the turbocline depth and the mixed layer depth
68      !!              with density criteria.
[3]69      !!
[1577]70      !! ** Method  :   The mixed layer depth is the shallowest W depth with
71      !!      the density of the corresponding T point (just bellow) bellow a
[4245]72      !!      given value defined locally as rho(10m) + rho_c
[1585]73      !!               The turbocline depth is the depth at which the vertical
74      !!      eddy diffusivity coefficient (resulting from the vertical physics
75      !!      alone, not the isopycnal part, see trazdf.F) fall below a given
[4990]76      !!      value defined locally (avt_c here taken equal to 5 cm/s2 by default)
[3]77      !!
[1585]78      !! ** Action  :   nmln, hmld, hmlp, hmlpt
[1559]79      !!----------------------------------------------------------------------
[2715]80      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! ocean time-step index
[4990]81      !
82      INTEGER  ::   ji, jj, jk   ! dummy loop indices
83      INTEGER  ::   iikn, iiki, ikt, imkt   ! local integer
84      REAL(wp) ::   zN2_c        ! local scalar
85      INTEGER, POINTER, DIMENSION(:,:) ::   imld   ! 2D workspace
[3]86      !!----------------------------------------------------------------------
[3294]87      !
88      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('zdf_mxl')
89      !
90      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, imld )
[3]91
92      IF( kt == nit000 ) THEN
93         IF(lwp) WRITE(numout,*)
94         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'zdf_mxl : mixed layer depth'
95         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
[2715]96         !                             ! allocate zdfmxl arrays
97         IF( zdf_mxl_alloc() /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'zdf_mxl : unable to allocate arrays' )
[3]98      ENDIF
99
[1559]100      ! w-level of the mixing and mixed layers
[4990]101      nmln(:,:)  = nlb10               ! Initialization to the number of w ocean point
102      hmlp(:,:)  = 0._wp               ! here hmlp used as a dummy variable, integrating vertically N^2
103      zN2_c = grav * rho_c * r1_rau0   ! convert density criteria into N^2 criteria
104      DO jk = nlb10, jpkm1
105         DO jj = 1, jpj                ! Mixed layer level: w-level
106            DO ji = 1, jpi
107               ikt = mbkt(ji,jj)
108               hmlp(ji,jj) = hmlp(ji,jj) + MAX( rn2b(ji,jj,jk) , 0._wp ) * fse3w(ji,jj,jk)
109               IF( hmlp(ji,jj) < zN2_c )   nmln(ji,jj) = MIN( jk , ikt ) + 1   ! Mixed layer level
110            END DO
111         END DO
112      END DO
113      !
114      ! w-level of the turbocline
115      imld(:,:) = mbkt(:,:) + 1        ! Initialization to the number of w ocean point
116      DO jk = jpkm1, nlb10, -1         ! from the bottom to nlb10
[3]117         DO jj = 1, jpj
118            DO ji = 1, jpi
[4990]119               imkt = mikt(ji,jj)
120               IF( avt (ji,jj,jk) < avt_c )   imld(ji,jj) = MAX( imkt, jk )      ! Turbocline
[3]121            END DO
122         END DO
123      END DO
[1559]124      ! depth of the mixing and mixed layers
[3]125      DO jj = 1, jpj
126         DO ji = 1, jpi
[1585]127            iiki = imld(ji,jj)
[1577]128            iikn = nmln(ji,jj)
[4990]129            imkt = mikt(ji,jj)
[6758]130            hmld (ji,jj) = ( fsdepw(ji,jj,iiki  ) - fsdepw(ji,jj,imkt ) ) * ssmask(ji,jj)    ! Turbocline depth
131            hmlp (ji,jj) = ( fsdepw(ji,jj,iikn  ) - fsdepw(ji,jj,imkt ) ) * ssmask(ji,jj)    ! Mixed layer depth
132            hmlpt(ji,jj) = ( fsdept(ji,jj,iikn-1) - fsdepw(ji,jj,imkt ) ) * ssmask(ji,jj)    ! depth of the last T-point inside the mixed layer
[3]133         END DO
134      END DO
[2758]135      IF( .NOT.lk_offline ) THEN            ! no need to output in offline mode
136         CALL iom_put( "mldr10_1", hmlp )   ! mixed layer depth
137         CALL iom_put( "mldkz5"  , hmld )   ! turbocline depth
138      ENDIF
[1482]139     
[1577]140      IF(ln_ctl)   CALL prt_ctl( tab2d_1=REAL(nmln,wp), clinfo1=' nmln : ', tab2d_2=hmlp, clinfo2=' hmlp : ', ovlap=1 )
[1559]141      !
[3294]142      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, imld )
[2715]143      !
[3294]144      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('zdf_mxl')
145      !
[3]146   END SUBROUTINE zdf_mxl
147
148   !!======================================================================
149END MODULE zdfmxl
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.