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.
sbcssm.F90 in branches/UKMO/dev_r5518_GO6_package/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC – NEMO

source: branches/UKMO/dev_r5518_GO6_package/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC/sbcssm.F90 @ 9321

Last change on this file since 9321 was 9321, checked in by davestorkey, 6 years ago

UKMO/dev_r5518_GO6_package branch: allow timing of I/O and coupling only.
See GMED ticket 374.
File size: 13.6 KB
Line 
1MODULE sbcssm
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  sbcssm  ***
4   !! Surface module :  provide time-mean ocean surface variables
5   !!======================================================================
6   !! History :  9.0  ! 2006-07  (G. Madec)  Original code
7   !!            3.3  ! 2010-10  (C. Bricaud, G. Madec)  add the Patm forcing for sea-ice
8   !!----------------------------------------------------------------------
9
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   !!   sbc_ssm        : calculate sea surface mean currents, temperature, 
12   !!                    and salinity over nn_fsbc time-step
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   USE oce             ! ocean dynamics and tracers
15   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
16   USE sbc_oce         ! surface boundary condition: ocean fields
17   USE sbcapr          ! surface boundary condition: atmospheric pressure
18   USE eosbn2          ! equation of state and related derivatives
19   !
20   USE in_out_manager  ! I/O manager
21   USE prtctl          ! Print control
22   USE iom             ! IOM library
23   USE timing
24
25   IMPLICIT NONE
26   PRIVATE
27
28   PUBLIC   sbc_ssm         ! routine called by step.F90
29   PUBLIC   sbc_ssm_init    ! routine called by sbcmod.F90
30
31   LOGICAL, SAVE  ::   l_ssm_mean = .FALSE.       ! keep track of whether means have been read
32                                                  ! from restart file
33   
34   !! * Substitutions
35#  include "domzgr_substitute.h90"
36   !!----------------------------------------------------------------------
37   !! NEMO/OPA 3.3 , NEMO Consortium (2010)
38   !! $Id$
39   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
40   !!----------------------------------------------------------------------
41CONTAINS
42
43   SUBROUTINE sbc_ssm( kt )
44      !!---------------------------------------------------------------------
45      !!                     ***  ROUTINE sbc_oce  ***
46      !!                     
47      !! ** Purpose :   provide ocean surface variable to sea-surface boundary
48      !!                condition computation
49      !!               
50      !! ** Method  :   compute mean surface velocity (2 components at U and
51      !!      V-points) [m/s], temperature [Celcius] and salinity [psu] over
52      !!      the periode (kt - nn_fsbc) to kt
53      !!         Note that the inverse barometer ssh (i.e. ssh associated with Patm)
54      !!      is add to ssh_m when ln_apr_dyn = T. Required for sea-ice dynamics.
55      !!---------------------------------------------------------------------
56      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! ocean time step
57      !
58      INTEGER  ::   ji, jj               ! loop index
59      REAL(wp) ::   zcoef, zf_sbc       ! local scalar
60      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpts) :: zts
61      !!---------------------------------------------------------------------
62
63      !                                        !* surface T-, U-, V- ocean level variables (T, S, depth, velocity)
64      DO jj = 1, jpj
65         DO ji = 1, jpi
66            zts(ji,jj,jp_tem) = tsn(ji,jj,mikt(ji,jj),jp_tem)
67            zts(ji,jj,jp_sal) = tsn(ji,jj,mikt(ji,jj),jp_sal)
68         END DO
69      END DO
70      !
71      IF( nn_fsbc == 1 ) THEN                             !   Instantaneous surface fields        !
72         !                                                ! ---------------------------------------- !
73         ssu_m(:,:) = ub(:,:,1)
74         ssv_m(:,:) = vb(:,:,1)
75         IF( ln_useCT )  THEN    ;   sst_m(:,:) = eos_pt_from_ct( zts(:,:,jp_tem), zts(:,:,jp_sal) )
76         ELSE                    ;   sst_m(:,:) = zts(:,:,jp_tem)
77         ENDIF
78         sss_m(:,:) = zts(:,:,jp_sal)
79         !                          ! removed inverse barometer ssh when Patm forcing is used (for sea-ice dynamics)
80         IF( ln_apr_dyn ) THEN   ;   ssh_m(:,:) = sshn(:,:) - 0.5 * ( ssh_ib(:,:) + ssh_ibb(:,:) )
81         ELSE                    ;   ssh_m(:,:) = sshn(:,:)
82         ENDIF
83         !
84         IF( lk_vvl )   e3t_m(:,:) = fse3t_n(:,:,1)
85         !
86         frq_m(:,:) = fraqsr_1lev(:,:)
87         !
88      ELSE
89         !                                                ! ----------------------------------------------- !
90         IF( kt == nit000 .AND. .NOT. l_ssm_mean ) THEN   !   Initialisation: 1st time-step, no input means !
91            !                                             ! ----------------------------------------------- !
92            IF(lwp) WRITE(numout,*)
93            IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~   mean fields initialised to instantaneous values'
94            zcoef = REAL( nn_fsbc - 1, wp )
95            ssu_m(:,:) = zcoef * ub(:,:,1)
96            ssv_m(:,:) = zcoef * vb(:,:,1)
97            IF( ln_useCT )  THEN    ;   sst_m(:,:) = zcoef * eos_pt_from_ct( zts(:,:,jp_tem), zts(:,:,jp_sal) )
98            ELSE                    ;   sst_m(:,:) = zcoef * zts(:,:,jp_tem)
99            ENDIF
100            sss_m(:,:) = zcoef * zts(:,:,jp_sal)
101            !                          ! removed inverse barometer ssh when Patm forcing is used (for sea-ice dynamics)
102            IF( ln_apr_dyn ) THEN   ;   ssh_m(:,:) = zcoef * ( sshn(:,:) - 0.5 * ( ssh_ib(:,:) + ssh_ibb(:,:) ) )
103            ELSE                    ;   ssh_m(:,:) = zcoef * sshn(:,:)
104            ENDIF
105            !
106            IF( lk_vvl )   e3t_m(:,:) = zcoef * fse3t_n(:,:,1)
107            !
108            frq_m(:,:) = zcoef * fraqsr_1lev(:,:)
109            !                                             ! ---------------------------------------- !
110         ELSEIF( MOD( kt - 2 , nn_fsbc ) == 0 ) THEN      !   Initialisation: New mean computation   !
111            !                                             ! ---------------------------------------- !
112            ssu_m(:,:) = 0.e0      ! reset to zero ocean mean sbc fields
113            ssv_m(:,:) = 0.e0
114            sst_m(:,:) = 0.e0
115            sss_m(:,:) = 0.e0
116            ssh_m(:,:) = 0.e0
117            IF( lk_vvl )   e3t_m(:,:) = 0.e0
118            frq_m(:,:) = 0.e0
119         ENDIF
120         !                                                ! ---------------------------------------- !
121         !                                                !        Cumulate at each time step        !
122         !                                                ! ---------------------------------------- !
123         ssu_m(:,:) = ssu_m(:,:) + ub(:,:,1)
124         ssv_m(:,:) = ssv_m(:,:) + vb(:,:,1)
125         IF( ln_useCT )  THEN    ;   sst_m(:,:) = sst_m(:,:) + eos_pt_from_ct( zts(:,:,jp_tem), zts(:,:,jp_sal) )
126         ELSE                    ;   sst_m(:,:) = sst_m(:,:) + zts(:,:,jp_tem)
127         ENDIF
128         sss_m(:,:) = sss_m(:,:) + zts(:,:,jp_sal)
129         !                          ! removed inverse barometer ssh when Patm forcing is used (for sea-ice dynamics)
130         IF( ln_apr_dyn ) THEN   ;   ssh_m(:,:) = ssh_m(:,:) + sshn(:,:) - 0.5 * ( ssh_ib(:,:) + ssh_ibb(:,:) )
131         ELSE                    ;   ssh_m(:,:) = ssh_m(:,:) + sshn(:,:)
132         ENDIF
133         !
134         IF( lk_vvl )   e3t_m(:,:) = fse3t_m(:,:) + fse3t_n(:,:,1)
135         !
136         frq_m(:,:) =   frq_m(:,:) + fraqsr_1lev(:,:)
137
138         !                                                ! ---------------------------------------- !
139         IF( MOD( kt - 1 , nn_fsbc ) == 0 ) THEN          !   Mean value at each nn_fsbc time-step   !
140            !                                             ! ---------------------------------------- !
141            zcoef = 1. / REAL( nn_fsbc, wp )
142            sst_m(:,:) = sst_m(:,:) * zcoef           ! mean SST             [Celcius]
143            sss_m(:,:) = sss_m(:,:) * zcoef           ! mean SSS             [psu]
144            ssu_m(:,:) = ssu_m(:,:) * zcoef           ! mean suface current  [m/s]
145            ssv_m(:,:) = ssv_m(:,:) * zcoef           !
146            ssh_m(:,:) = ssh_m(:,:) * zcoef           ! mean SSH             [m]
147            IF( lk_vvl )   e3t_m(:,:) = fse3t_m(:,:) * zcoef   ! mean vertical scale factor [m]
148            frq_m(:,:) = frq_m(:,:) * zcoef   ! mean fraction of solar net radiation absorbed in the 1st T level [-]
149            !
150         ENDIF
151         !                                                ! ---------------------------------------- !
152         IF( lrst_oce ) THEN                              !      Write in the ocean restart file     !
153            !                                             ! ---------------------------------------- !
154            IF(lwp) WRITE(numout,*)
155            IF(lwp) WRITE(numout,*) 'sbc_ssm : sea surface mean fields written in ocean restart file ',   &
156               &                    'at it= ', kt,' date= ', ndastp
157            IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~'
158            zf_sbc = REAL( nn_fsbc, wp )
159            IF(nn_timing == 2)  CALL timing_start('iom_rstput')
160            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'nn_fsbc', zf_sbc )    ! sbc frequency
161            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'ssu_m'  , ssu_m  )    ! sea surface mean fields
162            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'ssv_m'  , ssv_m  )
163            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'sst_m'  , sst_m  )
164            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'sss_m'  , sss_m  )
165            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'ssh_m'  , ssh_m  )
166            IF( lk_vvl )   CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'e3t_m'  , e3t_m  )
167            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'frq_m'  , frq_m  )
168            IF(nn_timing == 2)  CALL timing_stop('iom_rstput') 
169            !
170         ENDIF
171         !
172      ENDIF
173      !
174      IF( MOD( kt - 1 , nn_fsbc ) == 0 ) THEN          !   Mean value at each nn_fsbc time-step   !
175         CALL iom_put( 'ssu_m', ssu_m )
176         CALL iom_put( 'ssv_m', ssv_m )
177         CALL iom_put( 'sst_m', sst_m )
178         CALL iom_put( 'sss_m', sss_m )
179         CALL iom_put( 'ssh_m', ssh_m )
180         IF( lk_vvl )   CALL iom_put( 'e3t_m', e3t_m )
181         CALL iom_put( 'frq_m', frq_m )
182      ENDIF
183      !
184   END SUBROUTINE sbc_ssm
185
186   SUBROUTINE sbc_ssm_init
187      !!----------------------------------------------------------------------
188      !!                  ***  ROUTINE sbc_ssm_init  ***
189      !!
190      !! ** Purpose :   Initialisation of the sbc data
191      !!
192      !! ** Action  : - read parameters
193      !!----------------------------------------------------------------------
194      REAL(wp) ::   zcoef, zf_sbc       ! local scalar
195      !!----------------------------------------------------------------------
196
197      IF( nn_fsbc == 1 ) THEN
198         !
199         IF(lwp) WRITE(numout,*)
200         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'sbc_ssm : sea surface mean fields, nn_fsbc=1 : instantaneous values'
201         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
202         !
203      ELSE
204         !               
205         IF(lwp) WRITE(numout,*)
206         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'sbc_ssm : sea surface mean fields'
207         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
208         !
209         IF( ln_rstart .AND. iom_varid( numror, 'nn_fsbc', ldstop = .FALSE. ) > 0 ) THEN
210            l_ssm_mean = .TRUE.
211            IF(nn_timing == 2)  CALL timing_start('iom_rstget')
212            CALL iom_get( numror               , 'nn_fsbc', zf_sbc )   ! sbc frequency of previous run
213            CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'ssu_m'  , ssu_m  )   ! sea surface mean velocity    (T-point)
214            CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'ssv_m'  , ssv_m  )   !   "         "    velocity    (V-point)
215            CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'sst_m'  , sst_m  )   !   "         "    temperature (T-point)
216            CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'sss_m'  , sss_m  )   !   "         "    salinity    (T-point)
217            CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'ssh_m'  , ssh_m  )   !   "         "    height      (T-point)
218            IF( lk_vvl ) CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'e3t_m', e3t_m )
219            ! fraction of solar net radiation absorbed in 1st T level
220            IF( iom_varid( numror, 'frq_m', ldstop = .FALSE. ) > 0 ) THEN
221               CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'frq_m'  , frq_m  )
222            ELSE
223               frq_m(:,:) = 1._wp   ! default definition
224            ENDIF
225            IF(nn_timing == 2)  CALL timing_stop('iom_rstget')
226            !
227            IF( zf_sbc /= REAL( nn_fsbc, wp ) ) THEN      ! nn_fsbc has changed between 2 runs
228               IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~   restart with a change in the frequency of mean ',   &
229                  &                    'from ', zf_sbc, ' to ', nn_fsbc 
230               zcoef = REAL( nn_fsbc - 1, wp ) / zf_sbc 
231               ssu_m(:,:) = zcoef * ssu_m(:,:) 
232               ssv_m(:,:) = zcoef * ssv_m(:,:)
233               sst_m(:,:) = zcoef * sst_m(:,:)
234               sss_m(:,:) = zcoef * sss_m(:,:)
235               ssh_m(:,:) = zcoef * ssh_m(:,:)
236               IF( lk_vvl )   e3t_m(:,:) = zcoef * fse3t_m(:,:)
237               frq_m(:,:) = zcoef * frq_m(:,:)
238            ELSE
239               IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~   mean fields read in the ocean restart file'
240            ENDIF
241         ENDIF
242      ENDIF
243      !
244      IF( .NOT. l_ssm_mean ) THEN   ! default initialisation. needed by lim_istate
245         !
246         IF(lwp) WRITE(numout,*) '          default initialisation of ss?_m arrays'
247         ssu_m(:,:) = ub(:,:,1)
248         ssv_m(:,:) = vb(:,:,1)
249         IF( ln_useCT )  THEN    ;   sst_m(:,:) = eos_pt_from_ct( tsn(:,:,1,jp_tem), tsn(:,:,1,jp_sal) )
250         ELSE                    ;   sst_m(:,:) = tsn(:,:,1,jp_tem)
251         ENDIF
252         sss_m(:,:) = tsn(:,:,1,jp_sal)
253         ssh_m(:,:) = sshn(:,:)
254         IF( lk_vvl )   e3t_m(:,:) = fse3t_n(:,:,1)
255         frq_m(:,:) = 1._wp
256         !
257      ENDIF
258      !
259   END SUBROUTINE sbc_ssm_init
260
261   !!======================================================================
262END MODULE sbcssm
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.