source: branches/UKMO/dev_r5518_GO6_fix_diaar5/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/DIA/diaar5.F90 @ 10871

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Missing ENDIF, correct logical var name for 3.6 compatibility not 4.0

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1MODULE diaar5
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  diaar5  ***
4   !! AR5 diagnostics
5   !!======================================================================
6   !! History :  3.2  !  2009-11  (S. Masson)  Original code
7   !!            3.3  !  2010-10  (C. Ethe, G. Madec) reorganisation of initialisation phase + merge TRC-TRA
8   !!----------------------------------------------------------------------
9#if defined key_diaar5   || defined key_esopa
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   !!   'key_diaar5'  :                           activate ar5 diagnotics
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!   dia_ar5       : AR5 diagnostics
14   !!   dia_ar5_init  : initialisation of AR5 diagnostics
15   !!----------------------------------------------------------------------
16   USE oce            ! ocean dynamics and active tracers
17   USE dom_oce        ! ocean space and time domain
18   USE eosbn2         ! equation of state                (eos_bn2 routine)
19   USE lib_mpp        ! distribued memory computing library
20   USE iom            ! I/O manager library
21   USE timing         ! preformance summary
22   USE wrk_nemo       ! working arrays
23   USE fldread        ! type FLD_N
24   USE phycst         ! physical constant
25   USE in_out_manager  ! I/O manager
26   USE zdfddm
27   USE zdf_oce
28
29   IMPLICIT NONE
30   PRIVATE
31
32   PUBLIC   dia_ar5        ! routine called in step.F90 module
33   PUBLIC   dia_ar5_init   ! routine called in opa.F90 module
34   PUBLIC   dia_ar5_alloc  ! routine called in nemogcm.F90 module
35
36   LOGICAL, PUBLIC, PARAMETER :: lk_diaar5 = .TRUE.   ! coupled flag
37
38   REAL(wp)                         ::   vol0         ! ocean volume (interior domain)
39   REAL(wp)                         ::   area_tot     ! total ocean surface (interior domain)
40   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:  ) ::   area         ! cell surface (interior domain)
41   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:  ) ::   thick0       ! ocean thickness (interior domain)
42   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   sn0          ! initial salinity
43     
44   !! * Substitutions
45#  include "domzgr_substitute.h90"
46#  include "zdfddm_substitute.h90"
47   !!----------------------------------------------------------------------
48   !! NEMO/OPA 3.3 , NEMO Consortium (2010)
49   !! $Id$
50   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
51   !!----------------------------------------------------------------------
52CONTAINS
53
54   FUNCTION dia_ar5_alloc()
55      !!----------------------------------------------------------------------
56      !!                    ***  ROUTINE dia_ar5_alloc  ***
57      !!----------------------------------------------------------------------
58      INTEGER :: dia_ar5_alloc
59      !!----------------------------------------------------------------------
60      !
61      ALLOCATE( area(jpi,jpj), thick0(jpi,jpj) , sn0(jpi,jpj,jpk) , STAT=dia_ar5_alloc )
62      !
63      IF( lk_mpp             )   CALL mpp_sum ( dia_ar5_alloc )
64      IF( dia_ar5_alloc /= 0 )   CALL ctl_warn('dia_ar5_alloc: failed to allocate arrays')
65      !
66   END FUNCTION dia_ar5_alloc
67
68
69   SUBROUTINE dia_ar5( kt )
70      !!----------------------------------------------------------------------
71      !!                    ***  ROUTINE dia_ar5  ***
72      !!
73      !! ** Purpose :   compute and output some AR5 diagnostics
74      !!----------------------------------------------------------------------
75      !
76      INTEGER, INTENT( in ) ::   kt   ! ocean time-step index
77      !
78      INTEGER  ::   ji, jj, jk                      ! dummy loop arguments
79      REAL(wp) ::   zvolssh, zvol, zssh_steric, zztmp, zarho, ztemp, zsal, zmass
80      REAL(wp) ::   zaw, zbw, zrw
81      !
82      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:)     :: zarea_ssh , zbotpres       ! 2D workspace
83      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) :: zpe                        ! 2D workspace
84      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:)   :: zrhd , zrhop               ! 3D workspace
85      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:,:) :: ztsn                       ! 4D workspace
86      !!--------------------------------------------------------------------
87      IF( nn_timing == 1 )   CALL timing_start('dia_ar5')
88
89      !Call to init moved to here so that we can call iom_use in the
90      !initialisation
91      IF( kt == nit000 )     CALL dia_ar5_init
92 
93      CALL wrk_alloc( jpi , jpj              , zarea_ssh , zbotpres, zpe)
94      CALL wrk_alloc( jpi , jpj , jpk        , zrhd      , zrhop    )
95      CALL wrk_alloc( jpi , jpj , jpk , jpts , ztsn                 )
96
97      zarea_ssh(:,:) = area(:,:) * sshn(:,:)
98
99      !                                         ! total volume of liquid seawater
100      zvolssh = SUM( zarea_ssh(:,:) ) 
101      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zvolssh )
102      zvol = vol0 + zvolssh
103     
104      CALL iom_put( 'voltot', zvol               )
105      CALL iom_put( 'sshtot', zvolssh / area_tot )
106      CALL iom_put( 'sshdyn', sshn(:,:) - (zvolssh / area_tot) )
107
108      !                     
109      IF( iom_use('sshthster')) THEN
110         ztsn(:,:,:,jp_tem) = tsn(:,:,:,jp_tem)                    ! thermosteric ssh
111         ztsn(:,:,:,jp_sal) = sn0(:,:,:)
112         CALL eos( ztsn, zrhd, fsdept_n(:,:,:) )                       ! now in situ density using initial salinity
113         !
114         zbotpres(:,:) = 0._wp                        ! no atmospheric surface pressure, levitating sea-ice
115         DO jk = 1, jpkm1
116            zbotpres(:,:) = zbotpres(:,:) + fse3t(:,:,jk) * zrhd(:,:,jk)
117         END DO
118         IF( .NOT.lk_vvl ) THEN
119            IF ( ln_isfcav ) THEN
120               DO ji=1,jpi
121                  DO jj=1,jpj
122                     zbotpres(ji,jj) = zbotpres(ji,jj) + sshn(ji,jj) * zrhd(ji,jj,mikt(ji,jj)) + riceload(ji,jj)
123                  END DO
124               END DO
125            ELSE
126               zbotpres(:,:) = zbotpres(:,:) + sshn(:,:) * zrhd(:,:,1)
127            END IF
128         END IF
129      !                                         
130         zarho = SUM( area(:,:) * zbotpres(:,:) ) 
131         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zarho )
132         zssh_steric = - zarho / area_tot
133         CALL iom_put( 'sshthster', zssh_steric )
134      ENDIF
135     
136      !                                         ! steric sea surface height
137      CALL eos( tsn, zrhd, zrhop, fsdept_n(:,:,:) )                 ! now in situ and potential density
138      zrhop(:,:,jpk) = 0._wp
139      CALL iom_put( 'rhop', zrhop )
140      !
141      zbotpres(:,:) = 0._wp                        ! no atmospheric surface pressure, levitating sea-ice
142      DO jk = 1, jpkm1
143         zbotpres(:,:) = zbotpres(:,:) + fse3t(:,:,jk) * zrhd(:,:,jk)
144      END DO
145      IF( .NOT.lk_vvl ) THEN
146         IF ( ln_isfcav ) THEN
147            DO ji=1,jpi
148               DO jj=1,jpj
149                  zbotpres(ji,jj) = zbotpres(ji,jj) + sshn(ji,jj) * zrhd(ji,jj,mikt(ji,jj)) + riceload(ji,jj)
150               END DO
151            END DO
152         ELSE
153            zbotpres(:,:) = zbotpres(:,:) + sshn(:,:) * zrhd(:,:,1)
154         END IF
155      END IF
156      !   
157      zarho = SUM( area(:,:) * zbotpres(:,:) ) 
158      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zarho )
159      zssh_steric = - zarho / area_tot
160      CALL iom_put( 'sshsteric', zssh_steric )
161     
162      !                                         ! ocean bottom pressure
163      zztmp = rau0 * grav * 1.e-4_wp               ! recover pressure from pressure anomaly and cover to dbar = 1.e4 Pa
164      zbotpres(:,:) = zztmp * ( zbotpres(:,:) + sshn(:,:) + thick0(:,:) )
165      CALL iom_put( 'botpres', zbotpres )
166
167      !                                         ! Mean density anomalie, temperature and salinity
168      ztemp = 0._wp
169      zsal  = 0._wp
170      DO jk = 1, jpkm1
171         DO jj = 1, jpj
172            DO ji = 1, jpi
173               zztmp = area(ji,jj) * fse3t(ji,jj,jk)
174               ztemp = ztemp + zztmp * tsn(ji,jj,jk,jp_tem)
175               zsal  = zsal  + zztmp * tsn(ji,jj,jk,jp_sal)
176            END DO
177         END DO
178      END DO
179      IF( .NOT.lk_vvl ) THEN
180         IF ( ln_isfcav ) THEN
181            DO ji=1,jpi
182               DO jj=1,jpj
183                  ztemp = ztemp + zarea_ssh(ji,jj) * tsn(ji,jj,mikt(ji,jj),jp_tem) 
184                  zsal  = zsal  + zarea_ssh(ji,jj) * tsn(ji,jj,mikt(ji,jj),jp_sal) 
185               END DO
186            END DO
187         ELSE
188            ztemp = ztemp + SUM( zarea_ssh(:,:) * tsn(:,:,1,jp_tem) )
189            zsal  = zsal  + SUM( zarea_ssh(:,:) * tsn(:,:,1,jp_sal) )
190         END IF
191      ENDIF
192      IF( lk_mpp ) THEN 
193         CALL mpp_sum( ztemp )
194         CALL mpp_sum( zsal  )
195      END IF
196      !
197      zmass = rau0 * ( zarho + zvol )                 ! total mass of liquid seawater
198      ztemp = ztemp / zvol                            ! potential temperature in liquid seawater
199      zsal  = zsal  / zvol                            ! Salinity of liquid seawater
200      !
201      CALL iom_put( 'masstot', zmass )
202      CALL iom_put( 'temptot', ztemp )
203      CALL iom_put( 'saltot' , zsal  )
204
205      IF( iom_use( 'tnpeo' )) THEN   
206      ! Work done against stratification by vertical mixing
207      ! Exclude points where rn2 is negative as convection kicks in here and
208      ! work is not being done against stratification
209          zpe(:,:) = 0._wp
210          IF( lk_zdfddm ) THEN
211             DO jk = 2, jpk
212                DO jj = 1, jpj
213                   DO ji = 1, jpi
214                     IF( rn2(ji,jj,jk) > 0._wp ) THEN
215
216                        zrw =   ( fsdepw(ji,jj,jk  ) - fsdept(ji,jj,jk) )   &
217                           &  / ( fsdept(ji,jj,jk-1) - fsdept(ji,jj,jk) )
218                        !
219                        zaw = rab_n(ji,jj,jk,jp_tem) * (1. - zrw) + rab_n(ji,jj,jk-1,jp_tem)* zrw
220                        zbw = rab_n(ji,jj,jk,jp_sal) * (1. - zrw) + rab_n(ji,jj,jk-1,jp_sal)* zrw
221                        !
222
223                        zpe(ji, jj) = zpe(ji, jj)            &
224                                    -  grav * (  avt(ji,jj,jk) * zaw * (tsn(ji,jj,jk-1,jp_tem) - tsn(ji,jj,jk,jp_tem) )  &
225                                               - avs(ji,jj,jk) * zbw * (tsn(ji,jj,jk-1,jp_sal) - tsn(ji,jj,jk,jp_sal) ) )
226
227                      ENDIF
228                   ENDDO
229                ENDDO
230             ENDDO
231          ELSE
232             DO jk=1,jpk
233                DO ji=1,jpi
234                   DO jj=1,jpj
235                      zpe(ji,jj) = zpe(ji,jj) + avt(ji, jj, jk) * MIN(0._wp,rn2(ji, jj, jk)) * rau0 * e3w_n(ji, jj, jk)
236                   ENDDO
237                ENDDO
238             ENDDO
239          ENDIF
240          CALL lbc_lnk(zpe, 'T', 1._wp) 
241          CALL iom_put( 'tnpeo', zpe )         
242      ENDIF
243      !
244      CALL wrk_dealloc( jpi , jpj              , zarea_ssh , zbotpres, zpe )
245      CALL wrk_dealloc( jpi , jpj , jpk        , zrhd      , zrhop    )
246      CALL wrk_dealloc( jpi , jpj , jpk , jpts , ztsn                 )
247      !
248      IF( nn_timing == 1 )   CALL timing_stop('dia_ar5')
249      !
250   END SUBROUTINE dia_ar5
251
252
253   SUBROUTINE dia_ar5_init
254      !!----------------------------------------------------------------------
255      !!                  ***  ROUTINE dia_ar5_init  ***
256      !!                   
257      !! ** Purpose :   initialization for AR5 diagnostic computation
258      !!----------------------------------------------------------------------
259      INTEGER  ::   inum
260      INTEGER  ::   ik
261      INTEGER  ::   ji, jj, jk  ! dummy loop indices
262      REAL(wp) ::   zztmp 
263      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:,:) ::   zsaldta   ! Jan/Dec levitus salinity
264      !
265      !!----------------------------------------------------------------------
266      !
267      IF( nn_timing == 1 )   CALL timing_start('dia_ar5_init')
268      !
269      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, 2, zsaldta )
270      !                                      ! allocate dia_ar5 arrays
271      IF( dia_ar5_alloc() /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'dia_ar5_init : unable to allocate arrays' )
272
273      area(:,:) = e1t(:,:) * e2t(:,:) * tmask_i(:,:)
274
275      area_tot = SUM( area(:,:) )   ;   IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( area_tot )
276
277      vol0        = 0._wp
278      thick0(:,:) = 0._wp
279      DO jk = 1, jpkm1
280         vol0        = vol0        + SUM( area (:,:) * tmask(:,:,jk) * e3t_0(:,:,jk) )
281         thick0(:,:) = thick0(:,:) +    tmask_i(:,:) * tmask(:,:,jk) * e3t_0(:,:,jk)
282      END DO
283      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( vol0 )
284
285      IF( iom_use('sshthster')) THEN
286         CALL iom_open ( 'sali_ref_clim_monthly', inum )
287         CALL iom_get  ( inum, jpdom_data, 'vosaline' , zsaldta(:,:,:,1), 1  )
288         CALL iom_get  ( inum, jpdom_data, 'vosaline' , zsaldta(:,:,:,2), 12 )
289         CALL iom_close( inum )
290
291         sn0(:,:,:) = 0.5_wp * ( zsaldta(:,:,:,1) + zsaldta(:,:,:,2) )       
292         sn0(:,:,:) = sn0(:,:,:) * tmask(:,:,:)
293         IF( ln_zps ) THEN               ! z-coord. partial steps
294            DO jj = 1, jpj               ! interpolation of salinity at the last ocean level (i.e. the partial step)
295               DO ji = 1, jpi
296                  ik = mbkt(ji,jj)
297                  IF( ik > 1 ) THEN
298                     zztmp = ( gdept_1d(ik) - gdept_0(ji,jj,ik) ) / ( gdept_1d(ik) - gdept_1d(ik-1) )
299                     sn0(ji,jj,ik) = ( 1._wp - zztmp ) * sn0(ji,jj,ik) + zztmp * sn0(ji,jj,ik-1)
300                  ENDIF
301               END DO
302            END DO
303         ENDIF
304      ENDIF
305      !
306      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, 2, zsaldta )
307      !
308      IF( nn_timing == 1 )   CALL timing_stop('dia_ar5_init')
309      !
310   END SUBROUTINE dia_ar5_init
311
312#else
313   !!----------------------------------------------------------------------
314   !!   Default option :                                         NO diaar5
315   !!----------------------------------------------------------------------
316   LOGICAL, PUBLIC, PARAMETER :: lk_diaar5 = .FALSE.   ! coupled flag
317CONTAINS
318   SUBROUTINE dia_ar5_init    ! Dummy routine
319   END SUBROUTINE dia_ar5_init
320   SUBROUTINE dia_ar5( kt )   ! Empty routine
321      INTEGER ::   kt
322      WRITE(*,*) 'dia_ar5: You should not have seen this print! error?', kt
323   END SUBROUTINE dia_ar5
324#endif
325
326   !!======================================================================
327END MODULE diaar5
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