source: branches/UKMO/dev_r5518_GO6_package/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_3/thd_ice.F90 @ 6498

Last change on this file since 6498 was 6498, checked in by timgraham, 5 years ago

Merge head of nemo_v3_6_STABLE into package branch

File size: 11.7 KB
Line 
1MODULE thd_ice
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE thd_ice  ***
4   !! LIM sea-ice :   Ice thermodynamics in 1D
5   !!=====================================================================
6   !! History :  3.0  !  2002-11  (C. Ethe)  F90: Free form and module
7   !!----------------------------------------------------------------------
8   USE in_out_manager ! I/O manager
9   USE lib_mpp        ! MPP library
10   USE ice, ONLY :   nlay_i, nlay_s
11
12   IMPLICIT NONE
13   PRIVATE
14
15   PUBLIC thd_ice_alloc ! Routine called by nemogcm.F90
16
17   !!---------------------------
18   !! * Share Module variables
19   !!---------------------------
20   !                               !!! ** ice-thermo namelist (namicethd) **
21   REAL(wp), PUBLIC ::   rn_himin    !: minimum ice thickness
22   REAL(wp), PUBLIC ::   rn_maxfrazb !: maximum portion of frazil ice collecting at the ice bottom
23   REAL(wp), PUBLIC ::   rn_vfrazb   !: threshold drift speed for collection of bottom frazil ice
24   REAL(wp), PUBLIC ::   rn_Cfrazb   !: squeezing coefficient for collection of bottom frazil ice
25   REAL(wp), PUBLIC ::   rn_hnewice  !: thickness for new ice formation (m)
26
27   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_frazil   !: use of frazil ice collection as function of wind (T) or not (F)
28
29   !!-----------------------------
30   !! * Share 1D Module variables
31   !!-----------------------------
32   !: In ice thermodynamics, to spare memory, the vectors are folded
33   !: from 1D to 2D vectors. The following variables, with ending _1d
34   !: are the variables corresponding to 2d vectors
35
36   INTEGER , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   npb    !: address vector for 1d vertical thermo computations
37   INTEGER , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   nplm   !: address vector for mono-category lateral melting
38   INTEGER , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   npac   !: address vector for new ice formation
39
40   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qlead_1d     
41   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   ftr_ice_1d   
42   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qsr_ice_1d 
43   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   fr1_i0_1d   
44   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   fr2_i0_1d   
45   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qns_ice_1d 
46   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   t_bo_1d     
47   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   rn_amax_1d
48
49   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_sum_1d
50   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_bom_1d
51   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_bog_1d
52   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_dif_1d
53   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_opw_1d
54   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_snw_1d
55   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_err_1d
56   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_err_rem_1d
57   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_err_dif_1d
58
59   ! heat flux associated with ice-atmosphere mass exchange
60   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_sub_1d
61   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_spr_1d
62
63   ! heat flux associated with ice-ocean mass exchange
64   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_thd_1d
65   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_res_1d
66
67   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_snw_1d 
68   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_sub_1d
69
70   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_bog_1d   
71   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_bom_1d   
72   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_sum_1d 
73   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_sni_1d 
74   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_opw_1d
75   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_res_1d 
76   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_spr_1d
77
78   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_bri_1d
79   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_bog_1d   
80   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_bom_1d   
81   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_sum_1d   
82   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_sni_1d   
83   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_opw_1d   
84   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_res_1d 
85
86   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_sub_1d
87
88   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sprecip_1d    !: <==> the 2D  sprecip
89   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   frld_1d       !: <==> the 2D  frld
90   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   at_i_1d        !: <==> the 2D  at_i
91   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   fhtur_1d      !: <==> the 2D  fhtur
92   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   fhld_1d       !: <==> the 2D  fhld
93   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dqns_ice_1d   !: <==> the 2D  dqns_ice
94   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   evap_ice_1d   !: <==> the 2D  evap_ice
95   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qprec_ice_1d  !: <==> the 2D  qprec_ice
96   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qevap_ice_1d  !: <==> the 3D  qevap_ice
97   !                                                     ! to reintegrate longwave flux inside the ice thermodynamics
98   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   i0            !: fraction of radiation transmitted to the ice
99   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dsm_i_fl_1d   !: Ice salinity variations due to flushing
100   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dsm_i_gd_1d   !: Ice salinity variations due to gravity drainage
101   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dsm_i_se_1d   !: Ice salinity variations due to basal salt entrapment
102   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dsm_i_si_1d   !: Ice salinity variations due to lateral accretion   
103   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hicol_1d      !: Ice collection thickness accumulated in leads
104
105   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   t_su_1d       !: <==> the 2D  t_su
106   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   a_i_1d        !: <==> the 2D  a_i
107   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   ht_i_1d       !: <==> the 2D  ht_s
108   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   ht_s_1d       !: <==> the 2D  ht_i
109   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   fc_su         !: Surface Conduction flux
110   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   fc_bo_i       !: Bottom  Conduction flux
111   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_s_tot      !: Snow accretion/ablation        [m]
112   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_i_surf     !: Ice surface accretion/ablation [m]
113   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_i_sub      !: Ice surface sublimation [m]
114   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_i_bott     !: Ice bottom accretion/ablation  [m]
115   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_snowice    !: Snow ice formation             [m of ice]
116   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sm_i_1d       !: Ice bulk salinity [ppt]
117   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   s_i_new       !: Salinity of new ice at the bottom
118
119   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   t_s_1d   !: corresponding to the 2D var  t_s
120   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   t_i_1d   !: corresponding to the 2D var  t_i
121   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   s_i_1d   !: profiled ice salinity
122   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   q_i_1d   !:    Ice  enthalpy per unit volume
123   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   q_s_1d   !:    Snow enthalpy per unit volume
124
125   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   qh_i_old !: ice heat content (q*h, J.m-2)
126   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   h_i_old  !: ice thickness layer (m)
127
128   INTEGER , PUBLIC ::   jiindex_1d   ! 1D index of debugging point
129
130   !!----------------------------------------------------------------------
131   !! NEMO/LIM3 4.0 , UCL - NEMO Consortium (2011)
132   !! $Id$
133   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
134   !!----------------------------------------------------------------------
135CONTAINS
136
137   FUNCTION thd_ice_alloc()
138      !!---------------------------------------------------------------------!
139      !!                ***  ROUTINE thd_ice_alloc ***
140      !!---------------------------------------------------------------------!
141      INTEGER ::   thd_ice_alloc   ! return value
142      INTEGER ::   ierr(3)
143      !!---------------------------------------------------------------------!
144
145      ALLOCATE( npb      (jpij) , nplm      (jpij) , npac       (jpij) ,   &
146         &      qlead_1d (jpij) , ftr_ice_1d(jpij) , qsr_ice_1d (jpij) ,   &
147         &      fr1_i0_1d(jpij) , fr2_i0_1d (jpij) , qns_ice_1d(jpij)  ,   &
148         &      t_bo_1d   (jpij) ,                                         &
149         &      hfx_sum_1d(jpij) , hfx_bom_1d(jpij) ,hfx_bog_1d(jpij) ,    & 
150         &      hfx_dif_1d(jpij) , hfx_opw_1d(jpij) ,                      &
151         &      rn_amax_1d(jpij) ,                                         &
152         &      hfx_thd_1d(jpij) , hfx_spr_1d(jpij) ,                      &
153         &      hfx_snw_1d(jpij) , hfx_sub_1d(jpij) , hfx_err_1d(jpij) ,   &
154         &      hfx_res_1d(jpij) , hfx_err_rem_1d(jpij) , hfx_err_dif_1d(jpij) , STAT=ierr(1) )
155      !
156      ALLOCATE( sprecip_1d (jpij) , frld_1d    (jpij) , at_i_1d    (jpij) ,                     &
157         &      fhtur_1d   (jpij) , wfx_snw_1d (jpij) , wfx_spr_1d (jpij) ,                     &
158         &      fhld_1d    (jpij) , wfx_sub_1d (jpij) , wfx_bog_1d (jpij) , wfx_bom_1d(jpij) ,  &
159         &      wfx_sum_1d(jpij)  , wfx_sni_1d (jpij) , wfx_opw_1d (jpij) , wfx_res_1d(jpij) ,  &
160         &      dqns_ice_1d(jpij) , evap_ice_1d (jpij),                                         &
161         &      qprec_ice_1d(jpij), qevap_ice_1d(jpij), i0         (jpij) ,                     & 
162         &      sfx_bri_1d (jpij) , sfx_bog_1d (jpij) , sfx_bom_1d (jpij) , sfx_sum_1d (jpij),  &
163         &      sfx_sni_1d (jpij) , sfx_opw_1d (jpij) , sfx_res_1d (jpij) , sfx_sub_1d (jpij),  &
164         &      dsm_i_fl_1d(jpij) , dsm_i_gd_1d(jpij) , dsm_i_se_1d(jpij) ,                     &     
165         &      dsm_i_si_1d(jpij) , hicol_1d    (jpij)                     , STAT=ierr(2) )
166      !
167      ALLOCATE( t_su_1d   (jpij) , a_i_1d   (jpij) , ht_i_1d  (jpij) ,    &   
168         &      ht_s_1d   (jpij) , fc_su    (jpij) , fc_bo_i  (jpij) ,    &   
169         &      dh_s_tot  (jpij) , dh_i_surf(jpij) , dh_i_sub (jpij) ,    &   
170         &      dh_i_bott (jpij) ,dh_snowice(jpij) , sm_i_1d  (jpij) , s_i_new  (jpij) ,    &
171         &      t_s_1d(jpij,nlay_s) , t_i_1d(jpij,nlay_i) , s_i_1d(jpij,nlay_i) ,  &           
172         &      q_i_1d(jpij,nlay_i+1) , q_s_1d(jpij,nlay_s) ,                        &
173         &      qh_i_old(jpij,0:nlay_i+1), h_i_old(jpij,0:nlay_i+1) , STAT=ierr(3))
174      !
175      thd_ice_alloc = MAXVAL( ierr )
176
177      IF( thd_ice_alloc /= 0 )   CALL ctl_warn( 'thd_ice_alloc: failed to allocate arrays.' )
178      !
179   END FUNCTION thd_ice_alloc
180   
181   !!======================================================================
182END MODULE thd_ice
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.