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.
sbcice_cice.F90 in branches/UKMO/dev_r5518_GO6_package_05sprecip/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC – NEMO

source: branches/UKMO/dev_r5518_GO6_package_05sprecip/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC/sbcice_cice.F90 @ 9281

Last change on this file since 9281 was 9281, checked in by anaguiar, 6 years ago

Correct default value and add print out the value of snow precip

File size: 47.6 KB
Line 
1MODULE sbcice_cice
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  sbcice_cice  ***
4   !! To couple with sea ice model CICE (LANL)
5   !!=====================================================================
6#if defined key_cice
7   !!----------------------------------------------------------------------
8   !!   'key_cice' :                                     CICE sea-ice model
9   !!----------------------------------------------------------------------
10   !!   sbc_ice_cice  : sea-ice model time-stepping and update ocean sbc over ice-covered area
11   !!   
12   !!   
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   USE oce             ! ocean dynamics and tracers
15   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
16   USE domvvl
17   USE eosbn2, only : eos_fzp ! Function to calculate freezing point of seawater
18   USE phycst, only : rcp, rau0, r1_rau0, rhosn, rhoic, rt0
19   USE in_out_manager  ! I/O manager
20   USE iom, ONLY : iom_put,iom_use              ! I/O manager library !!Joakim edit
21   USE lib_mpp         ! distributed memory computing library
22   USE lbclnk          ! ocean lateral boundary conditions (or mpp link)
23   USE wrk_nemo        ! work arrays
24   USE timing          ! Timing
25   USE daymod          ! calendar
26   USE fldread         ! read input fields
27   USE sbc_oce         ! Surface boundary condition: ocean fields
28   USE sbc_ice         ! Surface boundary condition: ice   fields
29   USE sbcblk_core     ! Surface boundary condition: CORE bulk
30   USE sbccpl
31
32   USE ice_kinds_mod
33   USE ice_blocks
34   USE ice_domain
35   USE ice_domain_size
36   USE ice_boundary
37   USE ice_constants
38   USE ice_gather_scatter
39   USE ice_calendar, only: dt
40# if defined key_cice4
41   USE ice_state, only: aice,aicen,uvel,vvel,vsno,vsnon,vice,vicen
42   USE ice_flux, only: strax,stray,strocnx,strocny,frain,fsnow,  &
43                strocnxT,strocnyT,                               & 
44                sst,sss,uocn,vocn,ss_tltx,ss_tlty,fsalt_gbm,     &
45                fresh_gbm,fhocn_gbm,fswthru_gbm,frzmlt,          &
46                flatn_f,fsurfn_f,fcondtopn_f,                    &
47                uatm,vatm,wind,fsw,flw,Tair,potT,Qa,rhoa,zlvl,   &
48                swvdr,swvdf,swidr,swidf,Tf
49   USE ice_therm_vertical, only: calc_Tsfc
50#else
51   USE ice_state, only: aice,aicen,uvel,nt_hpnd,trcrn,vvel,vsno,&
52                vsnon,vice,vicen,nt_Tsfc
53   USE ice_flux, only: strax,stray,strocnx,strocny,frain,fsnow,  &
54                strocnxT,strocnyT,                               & 
55                sst,sss,uocn,vocn,ss_tltx,ss_tlty,fsalt_ai,      &
56                fresh_ai,fhocn_ai,fswthru_ai,frzmlt,             &
57                flatn_f,fsurfn_f,fcondtopn_f,                    &
58#ifdef key_asminc
59                daice_da,fresh_da,fsalt_da,                    &
60#endif
61                uatm,vatm,wind,fsw,flw,Tair,potT,Qa,rhoa,zlvl,   &
62                swvdr,swvdf,swidr,swidf,Tf,                      &
63      !! When using NEMO with CICE, this change requires use of
64      !! one of the following two CICE branches:
65      !! - at CICE5.0,   hadax/r1015_GSI8_with_GSI7
66      !! - at CICE5.1.2, hadax/vn5.1.2_GSI8
67                keffn_top,Tn_top
68
69   USE ice_therm_shared, only: calc_Tsfc, heat_capacity
70   USE ice_shortwave, only: apeffn
71#endif
72   USE ice_forcing, only: frcvdr,frcvdf,frcidr,frcidf
73   USE ice_atmo, only: calc_strair
74
75   USE CICE_InitMod
76   USE CICE_RunMod
77   USE CICE_FinalMod
78
79   IMPLICIT NONE
80   PRIVATE
81
82   !! * Routine accessibility
83   PUBLIC cice_sbc_init   ! routine called by sbc_init
84   PUBLIC cice_sbc_final  ! routine called by sbc_final
85   PUBLIC sbc_ice_cice    ! routine called by sbc
86
87   INTEGER             ::   ji_off
88   INTEGER             ::   jj_off
89
90   INTEGER , PARAMETER ::   jpfld   = 13   ! maximum number of files to read
91   INTEGER , PARAMETER ::   jp_snow = 1    ! index of snow file
92   INTEGER , PARAMETER ::   jp_rain = 2    ! index of rain file
93   INTEGER , PARAMETER ::   jp_sblm = 3    ! index of sublimation file
94   INTEGER , PARAMETER ::   jp_top1 = 4    ! index of category 1 topmelt file
95   INTEGER , PARAMETER ::   jp_top2 = 5    ! index of category 2 topmelt file
96   INTEGER , PARAMETER ::   jp_top3 = 6    ! index of category 3 topmelt file
97   INTEGER , PARAMETER ::   jp_top4 = 7    ! index of category 4 topmelt file
98   INTEGER , PARAMETER ::   jp_top5 = 8    ! index of category 5 topmelt file
99   INTEGER , PARAMETER ::   jp_bot1 = 9    ! index of category 1 botmelt file
100   INTEGER , PARAMETER ::   jp_bot2 = 10   ! index of category 2 botmelt file
101   INTEGER , PARAMETER ::   jp_bot3 = 11   ! index of category 3 botmelt file
102   INTEGER , PARAMETER ::   jp_bot4 = 12   ! index of category 4 botmelt file
103   INTEGER , PARAMETER ::   jp_bot5 = 13   ! index of category 5 botmelt file
104   TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf    ! structure of input fields (file informations, fields read)
105
106   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:), PRIVATE ::   png     ! local array used in sbc_cice_ice
107
108   !! * Substitutions
109#  include "domzgr_substitute.h90"
110
111   !! $Id$
112CONTAINS
113
114   INTEGER FUNCTION sbc_ice_cice_alloc()
115      !!----------------------------------------------------------------------
116      !!                ***  FUNCTION sbc_ice_cice_alloc  ***
117      !!----------------------------------------------------------------------
118      ALLOCATE( png(jpi,jpj,jpnij), STAT=sbc_ice_cice_alloc )
119      IF( lk_mpp                 )   CALL mpp_sum ( sbc_ice_cice_alloc )
120      IF( sbc_ice_cice_alloc > 0 )   CALL ctl_warn('sbc_ice_cice_alloc: allocation of arrays failed.')
121   END FUNCTION sbc_ice_cice_alloc
122
123   SUBROUTINE sbc_ice_cice( kt, ksbc )
124      !!---------------------------------------------------------------------
125      !!                  ***  ROUTINE sbc_ice_cice  ***
126      !!                   
127      !! ** Purpose :   update the ocean surface boundary condition via the
128      !!                CICE Sea Ice Model time stepping
129      !!
130      !! ** Method  : - Get any extra forcing fields for CICE 
131      !!              - Prepare forcing fields
132      !!              - CICE model time stepping
133      !!              - call the routine that computes mass and
134      !!                heat fluxes at the ice/ocean interface
135      !!
136      !! ** Action  : - time evolution of the CICE sea-ice model
137      !!              - update all sbc variables below sea-ice:
138      !!                utau, vtau, qns , qsr, emp , sfx
139      !!---------------------------------------------------------------------
140      INTEGER, INTENT(in) ::   kt      ! ocean time step
141      INTEGER, INTENT(in) ::   ksbc    ! surface forcing type
142      !!----------------------------------------------------------------------
143      !
144      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('sbc_ice_cice')
145      !
146      !                                        !----------------------!
147      IF( MOD( kt-1, nn_fsbc ) == 0 ) THEN     !  Ice time-step only  !
148         !                                     !----------------------!
149
150         ! Make sure any fluxes required for CICE are set
151         IF      ( ksbc == jp_flx ) THEN
152            CALL cice_sbc_force(kt)
153         ELSE IF ( ksbc == jp_purecpl ) THEN
154            CALL sbc_cpl_ice_flx( 1.0-fr_i  )
155         ENDIF
156
157         CALL cice_sbc_in  ( kt, ksbc )
158         CALL CICE_Run
159         CALL cice_sbc_out ( kt, ksbc )
160
161         IF ( ksbc == jp_purecpl )  CALL cice_sbc_hadgam(kt+1)
162
163      ENDIF                                          ! End sea-ice time step only
164      !
165      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('sbc_ice_cice')
166
167   END SUBROUTINE sbc_ice_cice
168
169   SUBROUTINE cice_sbc_init (ksbc)
170      !!---------------------------------------------------------------------
171      !!                    ***  ROUTINE cice_sbc_init  ***
172      !! ** Purpose: Initialise ice related fields for NEMO and coupling
173      !!
174      INTEGER, INTENT( in  ) ::   ksbc                ! surface forcing type
175      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER :: ztmp1, ztmp2
176      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER :: ztfrz3d
177      INTEGER  ::   ji, jj, jl, jk                    ! dummy loop indices
178      !!---------------------------------------------------------------------
179
180      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('cice_sbc_init')
181      !
182      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, ztmp1, ztmp2 )
183      !
184      IF(lwp) WRITE(numout,*)'cice_sbc_init'
185
186      ji_off = INT ( (jpiglo - nx_global) / 2 )
187      jj_off = INT ( (jpjglo - ny_global) / 2 )
188
189      ! Initialize CICE
190      CALL CICE_Initialize
191
192      ! Do some CICE consistency checks
193      IF ( (ksbc == jp_flx) .OR. (ksbc == jp_purecpl) ) THEN
194         IF ( calc_strair .OR. calc_Tsfc ) THEN
195            CALL ctl_stop( 'STOP', 'cice_sbc_init : Forcing option requires calc_strair=F and calc_Tsfc=F in ice_in' )
196         ENDIF
197      ELSEIF (ksbc == jp_core) THEN
198         IF ( .NOT. (calc_strair .AND. calc_Tsfc) ) THEN
199            CALL ctl_stop( 'STOP', 'cice_sbc_init : Forcing option requires calc_strair=T and calc_Tsfc=T in ice_in' )
200         ENDIF
201      ENDIF
202
203
204      ! allocate sbc_ice and sbc_cice arrays
205      IF( sbc_ice_alloc()      /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_ice_alloc : unable to allocate arrays' )
206      IF( sbc_ice_cice_alloc() /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_ice_cice_alloc : unable to allocate cice arrays' )
207
208      ! Ensure that no temperature points are below freezing if not a NEMO restart
209      IF( .NOT. ln_rstart ) THEN
210
211         CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpk, ztfrz3d ) 
212         DO jk=1,jpk
213             CALL eos_fzp( tsn(:,:,jk,jp_sal), ztfrz3d(:,:,jk), fsdept_n(:,:,jk) )
214         ENDDO
215         tsn(:,:,:,jp_tem) = MAX( tsn(:,:,:,jp_tem), ztfrz3d )
216         tsb(:,:,:,jp_tem) = tsn(:,:,:,jp_tem)
217         CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpk, ztfrz3d ) 
218
219#if defined key_nemocice_decomp
220         ! Pass initial SST from NEMO to CICE so ice is initialised correctly if
221         ! there is no restart file.
222         ! Values from a CICE restart file would overwrite this
223         CALL nemo2cice( tsn(:,:,1,jp_tem) , sst , 'T' , 1.) 
224#endif
225
226      ENDIF 
227
228      ! calculate surface freezing temperature and send to CICE
229      CALL  eos_fzp(sss_m(:,:), sstfrz(:,:), fsdept_n(:,:,1)) 
230      CALL nemo2cice(sstfrz,Tf, 'T', 1. )
231
232      CALL cice2nemo(aice,fr_i, 'T', 1. )
233      IF ( (ksbc == jp_flx) .OR. (ksbc == jp_purecpl) ) THEN
234         DO jl=1,ncat
235            CALL cice2nemo(aicen(:,:,jl,:),a_i(:,:,jl), 'T', 1. )
236         ENDDO
237      ENDIF
238
239! T point to U point
240! T point to V point
241      fr_iu(:,:)=0.0
242      fr_iv(:,:)=0.0
243      DO jj=1,jpjm1
244         DO ji=1,jpim1
245            fr_iu(ji,jj)=0.5*(fr_i(ji,jj)+fr_i(ji+1,jj))*umask(ji,jj,1)
246            fr_iv(ji,jj)=0.5*(fr_i(ji,jj)+fr_i(ji,jj+1))*vmask(ji,jj,1)
247         ENDDO
248      ENDDO
249
250      CALL lbc_lnk ( fr_iu , 'U', 1. )
251      CALL lbc_lnk ( fr_iv , 'V', 1. )
252
253      !                                      ! embedded sea ice
254      IF( nn_ice_embd /= 0 ) THEN            ! mass exchanges between ice and ocean (case 1 or 2) set the snow+ice mass
255         CALL cice2nemo(vsno(:,:,:),ztmp1,'T', 1. )
256         CALL cice2nemo(vice(:,:,:),ztmp2,'T', 1. )
257         snwice_mass  (:,:) = ( rhosn * ztmp1(:,:) + rhoic * ztmp2(:,:)  )
258         snwice_mass_b(:,:) = snwice_mass(:,:)
259      ELSE
260         snwice_mass  (:,:) = 0.0_wp         ! no mass exchanges
261         snwice_mass_b(:,:) = 0.0_wp         ! no mass exchanges
262      ENDIF
263      IF( .NOT. ln_rstart ) THEN
264         IF( nn_ice_embd == 2 ) THEN            ! full embedment (case 2) deplete the initial ssh below sea-ice area
265            sshn(:,:) = sshn(:,:) - snwice_mass(:,:) * r1_rau0
266            sshb(:,:) = sshb(:,:) - snwice_mass(:,:) * r1_rau0
267#if defined key_vvl           
268           ! key_vvl necessary? clem: yes for compilation purpose
269            DO jk = 1,jpkm1                     ! adjust initial vertical scale factors
270               fse3t_n(:,:,jk) = e3t_0(:,:,jk)*( 1._wp + sshn(:,:)*tmask(:,:,1)/(ht_0(:,:) + 1.0 - tmask(:,:,1)) )
271               fse3t_b(:,:,jk) = e3t_0(:,:,jk)*( 1._wp + sshb(:,:)*tmask(:,:,1)/(ht_0(:,:) + 1.0 - tmask(:,:,1)) )
272            ENDDO
273            fse3t_a(:,:,:) = fse3t_b(:,:,:)
274            ! Reconstruction of all vertical scale factors at now and before time
275            ! steps
276            ! =============================================================================
277            ! Horizontal scale factor interpolations
278            ! --------------------------------------
279            CALL dom_vvl_interpol( fse3t_b(:,:,:), fse3u_b(:,:,:), 'U' )
280            CALL dom_vvl_interpol( fse3t_b(:,:,:), fse3v_b(:,:,:), 'V' )
281            CALL dom_vvl_interpol( fse3t_n(:,:,:), fse3u_n(:,:,:), 'U' )
282            CALL dom_vvl_interpol( fse3t_n(:,:,:), fse3v_n(:,:,:), 'V' )
283            CALL dom_vvl_interpol( fse3u_n(:,:,:), fse3f_n(:,:,:), 'F' )
284            ! Vertical scale factor interpolations
285            ! ------------------------------------
286            CALL dom_vvl_interpol( fse3t_n(:,:,:), fse3w_n (:,:,:), 'W'  )
287            CALL dom_vvl_interpol( fse3u_n(:,:,:), fse3uw_n(:,:,:), 'UW' )
288            CALL dom_vvl_interpol( fse3v_n(:,:,:), fse3vw_n(:,:,:), 'VW' )
289            CALL dom_vvl_interpol( fse3u_b(:,:,:), fse3uw_b(:,:,:), 'UW' )
290            CALL dom_vvl_interpol( fse3v_b(:,:,:), fse3vw_b(:,:,:), 'VW' )
291            ! t- and w- points depth
292            ! ----------------------
293            fsdept_n(:,:,1) = 0.5_wp * fse3w_n(:,:,1)
294            fsdepw_n(:,:,1) = 0.0_wp
295            fsde3w_n(:,:,1) = fsdept_n(:,:,1) - sshn(:,:)
296            DO jk = 2, jpk
297               fsdept_n(:,:,jk) = fsdept_n(:,:,jk-1) + fse3w_n(:,:,jk)
298               fsdepw_n(:,:,jk) = fsdepw_n(:,:,jk-1) + fse3t_n(:,:,jk-1)
299               fsde3w_n(:,:,jk) = fsdept_n(:,:,jk  ) - sshn   (:,:)
300            END DO
301#endif
302         ENDIF
303      ENDIF
304 
305      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, ztmp1, ztmp2 )
306
307#if defined key_asminc
308      ! Initialize fresh water and salt fluxes from data assim   
309      !  and data assimilation index to cice
310      nfresh_da(:,:) = 0.0   
311      nfsalt_da(:,:) = 0.0   
312      ndaice_da(:,:) = 0.0         
313#endif
314      !
315      ! In coupled mode get extra fields from CICE for passing back to atmosphere
316 
317      IF ( ksbc == jp_purecpl ) CALL cice_sbc_hadgam(nit000)
318      !
319      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('cice_sbc_init')
320      !
321   END SUBROUTINE cice_sbc_init
322
323   
324   SUBROUTINE cice_sbc_in (kt, ksbc)
325      !!---------------------------------------------------------------------
326      !!                    ***  ROUTINE cice_sbc_in  ***
327      !! ** Purpose: Set coupling fields and pass to CICE
328      !!---------------------------------------------------------------------
329      INTEGER, INTENT(in   ) ::   kt   ! ocean time step
330      INTEGER, INTENT(in   ) ::   ksbc ! surface forcing type
331
332      INTEGER  ::   ji, jj, jl                   ! dummy loop indices     
333      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER :: ztmp, zpice
334      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER :: ztmpn
335      REAL(wp) ::   zintb, zintn  ! dummy argument
336      !!---------------------------------------------------------------------
337
338      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('cice_sbc_in')
339      !
340      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, ztmp, zpice )
341      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,ncat, ztmpn )
342
343      IF( kt == nit000 )  THEN
344         IF(lwp) WRITE(numout,*)'cice_sbc_in'
345      ENDIF
346
347      ztmp(:,:)=0.0
348
349! Aggregate ice concentration already set in cice_sbc_out (or cice_sbc_init on
350! the first time-step)
351
352! forced and coupled case
353
354      IF ( (ksbc == jp_flx).OR.(ksbc == jp_purecpl) ) THEN
355
356         ztmpn(:,:,:)=0.0
357
358! x comp of wind stress (CI_1)
359! U point to F point
360         DO jj=1,jpjm1
361            DO ji=1,jpi
362               ztmp(ji,jj) = 0.5 * (  fr_iu(ji,jj) * utau(ji,jj)      &
363                                    + fr_iu(ji,jj+1) * utau(ji,jj+1) ) * fmask(ji,jj,1)
364            ENDDO
365         ENDDO
366         CALL nemo2cice(ztmp,strax,'F', -1. )
367
368! y comp of wind stress (CI_2)
369! V point to F point
370         DO jj=1,jpj
371            DO ji=1,jpim1
372               ztmp(ji,jj) = 0.5 * (  fr_iv(ji,jj) * vtau(ji,jj)      &
373                                    + fr_iv(ji+1,jj) * vtau(ji+1,jj) ) * fmask(ji,jj,1)
374            ENDDO
375         ENDDO
376         CALL nemo2cice(ztmp,stray,'F', -1. )
377
378
379! Alex West: From configuration GSI8 onwards, when NEMO is used with CICE in
380! HadGEM3 the 'time-travelling ice' coupling approach is used, whereby
381! atmosphere-ice fluxes are passed as pseudo-local values, formed by dividing
382! gridbox mean fluxes in the UM by future ice concentration obtained through 
383! OASIS.  This allows for a much more realistic apportionment of energy through
384! the ice - and conserves energy.
385! Therefore the fluxes are now divided by ice concentration in the coupled
386! formulation (jp_purecpl) as well as for jp_flx.  This NEMO branch should only
387! be used at UM10.2 onwards (unless an explicit GSI8 UM branch is included), at
388! which point the GSI8 UM changes were committed.
389
390! Surface downward latent heat flux (CI_5)
391         IF (ksbc == jp_flx) THEN
392            DO jl=1,ncat
393               ztmpn(:,:,jl)=qla_ice(:,:,1)*a_i(:,:,jl)
394            ENDDO
395         ELSE IF (ksbc == jp_purecpl) THEN
396            DO jl=1,ncat
397               ztmpn(:,:,jl)=qla_ice(:,:,jl)*a_i(:,:,jl)
398            ENDDO
399    ELSE
400           !In coupled mode - qla_ice calculated in sbc_cpl for each category
401           ztmpn(:,:,1:ncat)=qla_ice(:,:,1:ncat)
402         ENDIF
403
404         DO jl=1,ncat
405            CALL nemo2cice(ztmpn(:,:,jl),flatn_f(:,:,jl,:),'T', 1. )
406
407! GBM conductive flux through ice (CI_6)
408!  Convert to GBM
409            IF (ksbc == jp_flx .OR. ksbc == jp_purecpl) THEN
410               ztmp(:,:) = botmelt(:,:,jl)*a_i(:,:,jl)
411            ELSE
412               ztmp(:,:) = botmelt(:,:,jl)
413            ENDIF
414            CALL nemo2cice(ztmp,fcondtopn_f(:,:,jl,:),'T', 1. )
415
416! GBM surface heat flux (CI_7)
417!  Convert to GBM
418            IF (ksbc == jp_flx .OR. ksbc == jp_purecpl) THEN
419               ztmp(:,:) = (topmelt(:,:,jl)+botmelt(:,:,jl))*a_i(:,:,jl) 
420            ELSE
421               ztmp(:,:) = (topmelt(:,:,jl)+botmelt(:,:,jl))
422            ENDIF
423            CALL nemo2cice(ztmp,fsurfn_f(:,:,jl,:),'T', 1. )
424         ENDDO
425
426      ELSE IF (ksbc == jp_core) THEN
427
428! Pass CORE forcing fields to CICE (which will calculate heat fluxes etc itself)
429! x comp and y comp of atmosphere surface wind (CICE expects on T points)
430         ztmp(:,:) = wndi_ice(:,:)
431         CALL nemo2cice(ztmp,uatm,'T', -1. )
432         ztmp(:,:) = wndj_ice(:,:)
433         CALL nemo2cice(ztmp,vatm,'T', -1. )
434         ztmp(:,:) = SQRT ( wndi_ice(:,:)**2 + wndj_ice(:,:)**2 )
435         CALL nemo2cice(ztmp,wind,'T', 1. )    ! Wind speed (m/s)
436         ztmp(:,:) = qsr_ice(:,:,1)
437         CALL nemo2cice(ztmp,fsw,'T', 1. )     ! Incoming short-wave (W/m^2)
438         ztmp(:,:) = qlw_ice(:,:,1)
439         CALL nemo2cice(ztmp,flw,'T', 1. )     ! Incoming long-wave (W/m^2)
440         ztmp(:,:) = tatm_ice(:,:)
441         CALL nemo2cice(ztmp,Tair,'T', 1. )    ! Air temperature (K)
442         CALL nemo2cice(ztmp,potT,'T', 1. )    ! Potential temp (K)
443! Following line uses MAX(....) to avoid problems if tatm_ice has unset halo rows 
444         ztmp(:,:) = 101000. / ( 287.04 * MAX(1.0,tatm_ice(:,:)) )   
445                                               ! Constant (101000.) atm pressure assumed
446         CALL nemo2cice(ztmp,rhoa,'T', 1. )    ! Air density (kg/m^3)
447         ztmp(:,:) = qatm_ice(:,:)
448         CALL nemo2cice(ztmp,Qa,'T', 1. )      ! Specific humidity (kg/kg)
449         ztmp(:,:)=10.0
450         CALL nemo2cice(ztmp,zlvl,'T', 1. )    ! Atmos level height (m)
451
452! May want to check all values are physically realistic (as in CICE routine
453! prepare_forcing)?
454
455! Divide shortwave into spectral bands (as in prepare_forcing)
456         ztmp(:,:)=qsr_ice(:,:,1)*frcvdr       ! visible direct
457         CALL nemo2cice(ztmp,swvdr,'T', 1. )             
458         ztmp(:,:)=qsr_ice(:,:,1)*frcvdf       ! visible diffuse
459         CALL nemo2cice(ztmp,swvdf,'T', 1. )             
460         ztmp(:,:)=qsr_ice(:,:,1)*frcidr       ! near IR direct
461         CALL nemo2cice(ztmp,swidr,'T', 1. )
462         ztmp(:,:)=qsr_ice(:,:,1)*frcidf       ! near IR diffuse
463         CALL nemo2cice(ztmp,swidf,'T', 1. )
464
465      ENDIF
466
467#if defined key_asminc
468!Ice concentration change (from assimilation)
469      ztmp(:,:)=ndaice_da(:,:)*tmask(:,:,1)
470      Call nemo2cice(ztmp,daice_da,'T', 1. )
471#endif 
472
473! Snowfall
474! Ensure fsnow is positive (as in CICE routine prepare_forcing)
475      IF( kt == nit000 .AND. lwp )  THEN
476         WRITE(numout,*) 'sprecip weight, rn_sfac=', rn_sfac
477      ENDIF
478
479      IF( iom_use('snowpre') )   CALL iom_put('snowpre',MAX( (1.0-fr_i(:,:))*sprecip(:,:) ,0.0)) !!Joakim edit 
480      ztmp(:,:)=MAX(fr_i(:,:)*rn_sfac*sprecip(:,:),0.0) 
481      CALL nemo2cice(ztmp,fsnow,'T', 1. ) 
482
483! Rainfall
484      IF( iom_use('precip') )   CALL iom_put('precip', (1.0-fr_i(:,:))*(tprecip(:,:)-sprecip(:,:)) ) !!Joakim edit
485      ztmp(:,:)=fr_i(:,:)*(tprecip(:,:)-sprecip(:,:))
486      CALL nemo2cice(ztmp,frain,'T', 1. ) 
487
488! Recalculate freezing temperature and send to CICE
489      CALL eos_fzp(sss_m(:,:), sstfrz(:,:), fsdept_n(:,:,1)) 
490      CALL nemo2cice(sstfrz,Tf,'T', 1. )
491
492! Freezing/melting potential
493! Calculated over NEMO leapfrog timestep (hence 2*dt)
494      nfrzmlt(:,:)=rau0*rcp*fse3t_m(:,:)*(sstfrz(:,:)-sst_m(:,:))/(2.0*dt) 
495      CALL nemo2cice(nfrzmlt,frzmlt,'T', 1. )
496
497! SST  and SSS
498
499      CALL nemo2cice(sst_m,sst,'T', 1. )
500      CALL nemo2cice(sss_m,sss,'T', 1. )
501
502      IF( ksbc == jp_purecpl ) THEN
503! Sea ice surface skin temperature
504         DO jl=1,ncat
505           CALL nemo2cice(tsfc_ice(:,:,jl), trcrn(:,:,nt_tsfc,jl,:),'T',1.)
506         ENDDO 
507      ENDIF
508
509! x comp and y comp of surface ocean current
510! U point to F point
511      DO jj=1,jpjm1
512         DO ji=1,jpi
513            ztmp(ji,jj)=0.5*(ssu_m(ji,jj)+ssu_m(ji,jj+1))*fmask(ji,jj,1)
514         ENDDO
515      ENDDO
516      CALL nemo2cice(ztmp,uocn,'F', -1. )
517
518! V point to F point
519      DO jj=1,jpj
520         DO ji=1,jpim1
521            ztmp(ji,jj)=0.5*(ssv_m(ji,jj)+ssv_m(ji+1,jj))*fmask(ji,jj,1)
522         ENDDO
523      ENDDO
524      CALL nemo2cice(ztmp,vocn,'F', -1. )
525
526      IF( nn_ice_embd == 2 ) THEN             !== embedded sea ice: compute representative ice top surface ==!
527          !
528          ! average interpolation coeff as used in dynspg = (1/nn_fsbc) * {SUM[n/nn_fsbc], n=0,nn_fsbc-1}
529          !                                               = (1/nn_fsbc)^2 * {SUM[n], n=0,nn_fsbc-1}
530         zintn = REAL( nn_fsbc - 1 ) / REAL( nn_fsbc ) * 0.5_wp
531          !
532          ! average interpolation coeff as used in dynspg = (1/nn_fsbc) * {SUM[1-n/nn_fsbc], n=0,nn_fsbc-1}
533          !                                               = (1/nn_fsbc)^2 * (nn_fsbc^2 - {SUM[n], n=0,nn_fsbc-1})
534         zintb = REAL( nn_fsbc + 1 ) / REAL( nn_fsbc ) * 0.5_wp
535          !
536         zpice(:,:) = ssh_m(:,:) + (  zintn * snwice_mass(:,:) +  zintb * snwice_mass_b(:,:)  ) * r1_rau0
537          !
538         !
539      ELSE                                    !== non-embedded sea ice: use ocean surface for slope calculation ==!
540         zpice(:,:) = ssh_m(:,:)
541      ENDIF
542
543! x comp and y comp of sea surface slope (on F points)
544! T point to F point
545      DO jj=1,jpjm1
546         DO ji=1,jpim1
547            ztmp(ji,jj)=0.5 * (  (zpice(ji+1,jj  )-zpice(ji,jj  ))/e1u(ji,jj  )   &
548                               + (zpice(ji+1,jj+1)-zpice(ji,jj+1))/e1u(ji,jj+1) ) & 
549                            *  fmask(ji,jj,1)
550         ENDDO
551      ENDDO
552      CALL nemo2cice(ztmp,ss_tltx,'F', -1. )
553
554! T point to F point
555      DO jj=1,jpjm1
556         DO ji=1,jpim1
557            ztmp(ji,jj)=0.5 * (  (zpice(ji  ,jj+1)-zpice(ji  ,jj))/e2v(ji  ,jj)   &
558                               + (zpice(ji+1,jj+1)-zpice(ji+1,jj))/e2v(ji+1,jj) ) &
559                            *  fmask(ji,jj,1)
560         ENDDO
561      ENDDO
562      CALL nemo2cice(ztmp,ss_tlty,'F', -1. )
563
564      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, ztmp, zpice )
565      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,ncat, ztmpn )
566      !
567      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('cice_sbc_in')
568      !
569   END SUBROUTINE cice_sbc_in
570
571
572   SUBROUTINE cice_sbc_out (kt,ksbc)
573      !!---------------------------------------------------------------------
574      !!                    ***  ROUTINE cice_sbc_out  ***
575      !! ** Purpose: Get fields from CICE and set surface fields for NEMO
576      !!---------------------------------------------------------------------
577      INTEGER, INTENT( in  ) ::   kt   ! ocean time step
578      INTEGER, INTENT( in  ) ::   ksbc ! surface forcing type
579     
580      INTEGER  ::   ji, jj, jl                 ! dummy loop indices
581      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER :: ztmp1, ztmp2
582      !!---------------------------------------------------------------------
583
584      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('cice_sbc_out')
585      !
586      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, ztmp1, ztmp2 )
587     
588      IF( kt == nit000 )  THEN
589         IF(lwp) WRITE(numout,*)'cice_sbc_out'
590      ENDIF
591     
592! x comp of ocean-ice stress
593      CALL cice2nemo(strocnx,ztmp1,'F', -1. )
594      ss_iou(:,:)=0.0
595! F point to U point
596      DO jj=2,jpjm1
597         DO ji=2,jpim1
598            ss_iou(ji,jj) = 0.5 * ( ztmp1(ji,jj-1) + ztmp1(ji,jj) ) * umask(ji,jj,1)
599         ENDDO
600      ENDDO
601      CALL lbc_lnk( ss_iou , 'U', -1. )
602
603! y comp of ocean-ice stress
604      CALL cice2nemo(strocny,ztmp1,'F', -1. )
605      ss_iov(:,:)=0.0
606! F point to V point
607
608      DO jj=1,jpjm1
609         DO ji=2,jpim1
610            ss_iov(ji,jj) = 0.5 * ( ztmp1(ji-1,jj) + ztmp1(ji,jj) ) * vmask(ji,jj,1)
611         ENDDO
612      ENDDO
613      CALL lbc_lnk( ss_iov , 'V', -1. )
614
615! x and y comps of surface stress
616! Combine wind stress and ocean-ice stress
617! [Note that fr_iu hasn't yet been updated, so still from start of CICE timestep]
618! strocnx and strocny already weighted by ice fraction in CICE so not done here
619
620      utau(:,:)=(1.0-fr_iu(:,:))*utau(:,:)-ss_iou(:,:)
621      vtau(:,:)=(1.0-fr_iv(:,:))*vtau(:,:)-ss_iov(:,:)     
622 
623! Also need ice/ocean stress on T points so that taum can be updated
624! This interpolation is already done in CICE so best to use those values
625      CALL cice2nemo(strocnxT,ztmp1,'T',-1.) 
626      CALL cice2nemo(strocnyT,ztmp2,'T',-1.) 
627 
628! Update taum with modulus of ice-ocean stress
629! strocnxT and strocnyT are not weighted by ice fraction in CICE so must be done here
630taum(:,:)=(1.0-fr_i(:,:))*taum(:,:)+fr_i(:,:)*SQRT(ztmp1**2. + ztmp2**2.) 
631
632! Freshwater fluxes
633
634      IF (ksbc == jp_flx) THEN
635! Note that emp from the forcing files is evap*(1-aice)-(tprecip-aice*sprecip)
636! What we want here is evap*(1-aice)-tprecip*(1-aice) hence manipulation below
637! Not ideal since aice won't be the same as in the atmosphere. 
638! Better to use evap and tprecip? (but for now don't read in evap in this case)
639         emp(:,:)  = emp(:,:)+fr_i(:,:)*(tprecip(:,:)-sprecip(:,:))
640      ELSE IF (ksbc == jp_core) THEN
641         emp(:,:)  = (1.0-fr_i(:,:))*emp(:,:)       
642      ELSE IF (ksbc == jp_purecpl) THEN
643! emp_tot is set in sbc_cpl_ice_flx (called from cice_sbc_in above)
644! This is currently as required with the coupling fields from the UM atmosphere
645         emp(:,:) = emp_tot(:,:)+tprecip(:,:)*fr_i(:,:) 
646      ENDIF
647
648#if defined key_cice4
649      CALL cice2nemo(fresh_gbm,ztmp1,'T', 1. )
650      CALL cice2nemo(fsalt_gbm,ztmp2,'T', 1. )
651#else
652      CALL cice2nemo(fresh_ai,ztmp1,'T', 1. )
653      CALL cice2nemo(fsalt_ai,ztmp2,'T', 1. )
654#endif
655
656! Check to avoid unphysical expression when ice is forming (ztmp1 negative)
657! Otherwise we are effectively allowing ice of higher salinity than the ocean to form
658! which has to be compensated for by the ocean salinity potentially going negative
659! This check breaks conservation but seems reasonable until we have prognostic ice salinity
660! Note the 1000.0 below is to convert from kg salt to g salt (needed for PSU)
661      WHERE (ztmp1(:,:).lt.0.0) ztmp2(:,:)=MAX(ztmp2(:,:),ztmp1(:,:)*sss_m(:,:)/1000.0)
662      sfx(:,:)=ztmp2(:,:)*1000.0
663      emp(:,:)=emp(:,:)-ztmp1(:,:)
664      fmmflx(:,:) = ztmp1(:,:) !!Joakim edit
665     
666      CALL lbc_lnk( emp , 'T', 1. )
667      CALL lbc_lnk( sfx , 'T', 1. )
668
669! Solar penetrative radiation and non solar surface heat flux
670
671! Scale qsr and qns according to ice fraction (bulk formulae only)
672
673      IF (ksbc == jp_core) THEN
674         qsr(:,:)=qsr(:,:)*(1.0-fr_i(:,:))
675         qns(:,:)=qns(:,:)*(1.0-fr_i(:,:))
676      ENDIF
677! Take into account snow melting except for fully coupled when already in qns_tot
678      IF (ksbc == jp_purecpl) THEN
679         qsr(:,:)= qsr_tot(:,:)
680         qns(:,:)= qns_tot(:,:)
681      ELSE
682         qns(:,:)= qns(:,:)-sprecip(:,:)*Lfresh*(1.0-fr_i(:,:))
683      ENDIF
684
685! Now add in ice / snow related terms
686! [fswthru will be zero unless running with calc_Tsfc=T in CICE]
687#if defined key_cice4
688      CALL cice2nemo(fswthru_gbm,ztmp1,'T', 1. )
689#else
690      CALL cice2nemo(fswthru_ai,ztmp1,'T', 1. )
691#endif
692      qsr(:,:)=qsr(:,:)+ztmp1(:,:)
693      CALL lbc_lnk( qsr , 'T', 1. )
694
695      DO jj=1,jpj
696         DO ji=1,jpi
697            nfrzmlt(ji,jj)=MAX(nfrzmlt(ji,jj),0.0)
698         ENDDO
699      ENDDO
700
701#if defined key_cice4
702      CALL cice2nemo(fhocn_gbm,ztmp1,'T', 1. )
703#else
704      CALL cice2nemo(fhocn_ai,ztmp1,'T', 1. )
705#endif
706      qns(:,:)=qns(:,:)+nfrzmlt(:,:)+ztmp1(:,:)
707
708      CALL lbc_lnk( qns , 'T', 1. )
709
710! Prepare for the following CICE time-step
711
712      CALL cice2nemo(aice,fr_i,'T', 1. )
713      IF ( (ksbc == jp_flx).OR.(ksbc == jp_purecpl) ) THEN
714         DO jl=1,ncat
715            CALL cice2nemo(aicen(:,:,jl,:),a_i(:,:,jl), 'T', 1. )
716         ENDDO
717      ENDIF
718
719! T point to U point
720! T point to V point
721      DO jj=1,jpjm1
722         DO ji=1,jpim1
723            fr_iu(ji,jj)=0.5*(fr_i(ji,jj)+fr_i(ji+1,jj))*umask(ji,jj,1)
724            fr_iv(ji,jj)=0.5*(fr_i(ji,jj)+fr_i(ji,jj+1))*vmask(ji,jj,1)
725         ENDDO
726      ENDDO
727
728      CALL lbc_lnk ( fr_iu , 'U', 1. )
729      CALL lbc_lnk ( fr_iv , 'V', 1. )
730
731      !                                      ! embedded sea ice
732      IF( nn_ice_embd /= 0 ) THEN            ! mass exchanges between ice and ocean (case 1 or 2) set the snow+ice mass
733         CALL cice2nemo(vsno(:,:,:),ztmp1,'T', 1. )
734         CALL cice2nemo(vice(:,:,:),ztmp2,'T', 1. )
735         snwice_mass  (:,:) = ( rhosn * ztmp1(:,:) + rhoic * ztmp2(:,:)  )
736         snwice_mass_b(:,:) = snwice_mass(:,:)
737         snwice_fmass (:,:) = ( snwice_mass(:,:) - snwice_mass_b(:,:) ) / dt
738      ENDIF
739
740#if defined key_asminc
741! Import fresh water and salt flux due to seaice da
742      CALL cice2nemo(fresh_da, nfresh_da,'T',1.0)
743      CALL cice2nemo(fsalt_da, nfsalt_da,'T',1.0)
744#endif
745
746! Release work space
747
748      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, ztmp1, ztmp2 )
749      !
750      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('cice_sbc_out')
751      !
752   END SUBROUTINE cice_sbc_out
753
754
755   SUBROUTINE cice_sbc_hadgam( kt )
756      !!---------------------------------------------------------------------
757      !!                    ***  ROUTINE cice_sbc_hadgam  ***
758      !! ** Purpose: Prepare fields needed to pass to HadGAM3 atmosphere
759      !!
760      !!
761      INTEGER, INTENT( in  ) ::   kt   ! ocean time step
762      !!---------------------------------------------------------------------
763
764      INTEGER  ::   jl                        ! dummy loop index
765      INTEGER  ::   ierror
766
767      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('cice_sbc_hadgam')
768      !
769      !                                         ! =========================== !
770      !                                         !   Prepare Coupling fields   !
771      !                                         ! =========================== !
772
773! x and y comp of ice velocity
774
775      CALL cice2nemo(uvel,u_ice,'F', -1. )
776      CALL cice2nemo(vvel,v_ice,'F', -1. )
777
778! Ice concentration (CO_1) = a_i calculated at end of cice_sbc_out 
779
780! Snow and ice thicknesses (CO_2 and CO_3)
781
782      DO jl = 1,ncat
783         CALL cice2nemo(vsnon(:,:,jl,:),ht_s(:,:,jl),'T', 1. )
784         CALL cice2nemo(vicen(:,:,jl,:),ht_i(:,:,jl),'T', 1. )
785      ENDDO
786
787#if ! defined key_cice4
788! Meltpond fraction and depth
789      DO jl = 1,ncat
790         CALL cice2nemo(apeffn(:,:,jl,:),a_p(:,:,jl),'T', 1. )
791         CALL cice2nemo(trcrn(:,:,nt_hpnd,jl,:),ht_p(:,:,jl),'T', 1. )
792      ENDDO
793#endif
794
795
796! If using multilayers thermodynamics in CICE then get top layer temperature
797! and effective conductivity       
798!! When using NEMO with CICE, this change requires use of
799!! one of the following two CICE branches:
800!! - at CICE5.0,   hadax/r1015_GSI8_with_GSI7
801!! - at CICE5.1.2, hadax/vn5.1.2_GSI8
802      IF (heat_capacity) THEN
803         DO jl = 1,ncat
804            CALL cice2nemo(Tn_top(:,:,jl,:),tn_ice(:,:,jl),'T', 1. )
805            CALL cice2nemo(keffn_top(:,:,jl,:),kn_ice(:,:,jl),'T', 1. )
806         ENDDO
807! Convert surface temperature to Kelvin
808         tn_ice(:,:,:)=tn_ice(:,:,:)+rt0
809      ELSE
810         tn_ice(:,:,:) = 0.0
811         kn_ice(:,:,:) = 0.0
812      ENDIF       
813
814      !
815      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('cice_sbc_hadgam')
816      !
817   END SUBROUTINE cice_sbc_hadgam
818
819
820   SUBROUTINE cice_sbc_final
821      !!---------------------------------------------------------------------
822      !!                    ***  ROUTINE cice_sbc_final  ***
823      !! ** Purpose: Finalize CICE
824      !!---------------------------------------------------------------------
825
826      IF(lwp) WRITE(numout,*)'cice_sbc_final'
827
828      CALL CICE_Finalize
829
830   END SUBROUTINE cice_sbc_final
831
832   SUBROUTINE cice_sbc_force (kt)
833      !!---------------------------------------------------------------------
834      !!                    ***  ROUTINE cice_sbc_force  ***
835      !! ** Purpose : Provide CICE forcing from files
836      !!
837      !!---------------------------------------------------------------------
838      !! ** Method  :   READ monthly flux file in NetCDF files
839      !!     
840      !!  snowfall   
841      !!  rainfall   
842      !!  sublimation rate   
843      !!  topmelt (category)
844      !!  botmelt (category)
845      !!
846      !! History :
847      !!----------------------------------------------------------------------
848      !! * Modules used
849      USE iom
850
851      !! * arguments
852      INTEGER, INTENT( in  ) ::   kt ! ocean time step
853
854      INTEGER  ::   ierror             ! return error code
855      INTEGER  ::   ifpr               ! dummy loop index
856      !!
857      CHARACTER(len=100) ::  cn_dir                            !   Root directory for location of CICE forcing files
858      TYPE(FLD_N), DIMENSION(jpfld) ::   slf_i                 ! array of namelist informations on the fields to read
859      TYPE(FLD_N) ::   sn_snow, sn_rain, sn_sblm               ! informations about the fields to be read
860      TYPE(FLD_N) ::   sn_top1, sn_top2, sn_top3, sn_top4, sn_top5
861      TYPE(FLD_N) ::   sn_bot1, sn_bot2, sn_bot3, sn_bot4, sn_bot5 
862
863      !!
864      NAMELIST/namsbc_cice/ cn_dir, sn_snow, sn_rain, sn_sblm,   &
865         &                          sn_top1, sn_top2, sn_top3, sn_top4, sn_top5,  &
866         &                          sn_bot1, sn_bot2, sn_bot3, sn_bot4, sn_bot5
867      INTEGER :: ios
868      !!---------------------------------------------------------------------
869
870      !                                         ! ====================== !
871      IF( kt == nit000 ) THEN                   !  First call kt=nit000  !
872         !                                      ! ====================== !
873         ! namsbc_cice is not yet in the reference namelist
874         ! set file information (default values)
875         cn_dir = './'       ! directory in which the model is executed
876
877         ! (NB: frequency positive => hours, negative => months)
878         !            !    file          ! frequency !  variable    ! time intep !  clim   ! 'yearly' or ! weights  ! rotation   ! landmask
879         !            !    name          !  (hours)  !   name       !   (T/F)    !  (T/F)  !  'monthly'  ! filename ! pairs      ! file
880         sn_snow = FLD_N( 'snowfall_1m'  ,    -1.    ,  'snowfall'  ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    ) 
881         sn_rain = FLD_N( 'rainfall_1m'  ,    -1.    ,  'rainfall'  ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    ) 
882         sn_sblm = FLD_N( 'sublim_1m'    ,    -1.    ,  'sublim'    ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
883         sn_top1 = FLD_N( 'topmeltn1_1m' ,    -1.    ,  'topmeltn1' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
884         sn_top2 = FLD_N( 'topmeltn2_1m' ,    -1.    ,  'topmeltn2' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
885         sn_top3 = FLD_N( 'topmeltn3_1m' ,    -1.    ,  'topmeltn3' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
886         sn_top4 = FLD_N( 'topmeltn4_1m' ,    -1.    ,  'topmeltn4' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
887         sn_top5 = FLD_N( 'topmeltn5_1m' ,    -1.    ,  'topmeltn5' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
888         sn_bot1 = FLD_N( 'botmeltn1_1m' ,    -1.    ,  'botmeltn1' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
889         sn_bot2 = FLD_N( 'botmeltn2_1m' ,    -1.    ,  'botmeltn2' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
890         sn_bot3 = FLD_N( 'botmeltn3_1m' ,    -1.    ,  'botmeltn3' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
891         sn_bot4 = FLD_N( 'botmeltn4_1m' ,    -1.    ,  'botmeltn4' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
892         sn_bot5 = FLD_N( 'botmeltn5_1m' ,    -1.    ,  'botmeltn5' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
893
894         REWIND( numnam_ref )              ! Namelist namsbc_cice in reference namelist :
895         READ  ( numnam_ref, namsbc_cice, IOSTAT = ios, ERR = 901)
896901      IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namsbc_cice in reference namelist', lwp )
897
898         REWIND( numnam_cfg )              ! Namelist namsbc_cice in configuration namelist : Parameters of the run
899         READ  ( numnam_cfg, namsbc_cice, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
900902      IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namsbc_cice in configuration namelist', lwp )
901         IF(lwm) WRITE ( numond, namsbc_cice )
902
903         ! store namelist information in an array
904         slf_i(jp_snow) = sn_snow   ;   slf_i(jp_rain) = sn_rain   ;   slf_i(jp_sblm) = sn_sblm
905         slf_i(jp_top1) = sn_top1   ;   slf_i(jp_top2) = sn_top2   ;   slf_i(jp_top3) = sn_top3
906         slf_i(jp_top4) = sn_top4   ;   slf_i(jp_top5) = sn_top5   ;   slf_i(jp_bot1) = sn_bot1
907         slf_i(jp_bot2) = sn_bot2   ;   slf_i(jp_bot3) = sn_bot3   ;   slf_i(jp_bot4) = sn_bot4
908         slf_i(jp_bot5) = sn_bot5
909         
910         ! set sf structure
911         ALLOCATE( sf(jpfld), STAT=ierror )
912         IF( ierror > 0 ) THEN
913            CALL ctl_stop( 'cice_sbc_force: unable to allocate sf structure' )   ;   RETURN
914         ENDIF
915
916         DO ifpr= 1, jpfld
917            ALLOCATE( sf(ifpr)%fnow(jpi,jpj,1) )
918            ALLOCATE( sf(ifpr)%fdta(jpi,jpj,1,2) )
919         END DO
920
921         ! fill sf with slf_i and control print
922         CALL fld_fill( sf, slf_i, cn_dir, 'cice_sbc_force', 'flux formulation for CICE', 'namsbc_cice' )
923         !
924      ENDIF
925
926      CALL fld_read( kt, nn_fsbc, sf )           ! Read input fields and provides the
927      !                                          ! input fields at the current time-step
928
929      ! set the fluxes from read fields
930      sprecip(:,:) = sf(jp_snow)%fnow(:,:,1)
931      tprecip(:,:) = sf(jp_snow)%fnow(:,:,1)+sf(jp_rain)%fnow(:,:,1)
932! May be better to do this conversion somewhere else
933      qla_ice(:,:,1) = -Lsub*sf(jp_sblm)%fnow(:,:,1)
934      topmelt(:,:,1) = sf(jp_top1)%fnow(:,:,1)
935      topmelt(:,:,2) = sf(jp_top2)%fnow(:,:,1)
936      topmelt(:,:,3) = sf(jp_top3)%fnow(:,:,1)
937      topmelt(:,:,4) = sf(jp_top4)%fnow(:,:,1)
938      topmelt(:,:,5) = sf(jp_top5)%fnow(:,:,1)
939      botmelt(:,:,1) = sf(jp_bot1)%fnow(:,:,1)
940      botmelt(:,:,2) = sf(jp_bot2)%fnow(:,:,1)
941      botmelt(:,:,3) = sf(jp_bot3)%fnow(:,:,1)
942      botmelt(:,:,4) = sf(jp_bot4)%fnow(:,:,1)
943      botmelt(:,:,5) = sf(jp_bot5)%fnow(:,:,1)
944
945      ! control print (if less than 100 time-step asked)
946      IF( nitend-nit000 <= 100 .AND. lwp ) THEN
947         WRITE(numout,*) 
948         WRITE(numout,*) '        read forcing fluxes for CICE OK'
949         CALL FLUSH(numout)
950      ENDIF
951
952   END SUBROUTINE cice_sbc_force
953
954   SUBROUTINE nemo2cice( pn, pc, cd_type, psgn)
955      !!---------------------------------------------------------------------
956      !!                    ***  ROUTINE nemo2cice  ***
957      !! ** Purpose :   Transfer field in NEMO array to field in CICE array. 
958#if defined key_nemocice_decomp
959      !!             
960      !!                NEMO and CICE PE sub domains are identical, hence
961      !!                there is no need to gather or scatter data from
962      !!                one PE configuration to another.
963#else
964      !!                Automatically gather/scatter between
965      !!                different processors and blocks
966      !! ** Method :    A. Ensure all haloes are filled in NEMO field (pn)
967      !!                B. Gather pn into global array (png)
968      !!                C. Map png into CICE global array (pcg)
969      !!                D. Scatter pcg to CICE blocks (pc) + update haloes 
970#endif
971      !!---------------------------------------------------------------------
972
973      CHARACTER(len=1), INTENT( in ) ::   &
974          cd_type       ! nature of pn grid-point
975          !             !   = T or F gridpoints
976      REAL(wp), INTENT( in ) ::   &
977          psgn          ! control of the sign change
978          !             !   =-1 , the sign is modified following the type of b.c. used
979          !             !   = 1 , no sign change
980      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: pn
981#if !defined key_nemocice_decomp
982      REAL(wp), DIMENSION(jpiglo,jpjglo) :: png2
983      REAL (kind=dbl_kind), dimension(nx_global,ny_global) :: pcg
984#endif
985      REAL (kind=dbl_kind), dimension(nx_block,ny_block,max_blocks) :: pc
986      INTEGER (int_kind) :: &
987         field_type,        &! id for type of field (scalar, vector, angle)
988         grid_loc            ! id for location on horizontal grid
989                            !  (center, NEcorner, Nface, Eface)
990
991      INTEGER  ::   ji, jj, jn                      ! dummy loop indices
992
993!     A. Ensure all haloes are filled in NEMO field (pn)
994
995      CALL lbc_lnk( pn , cd_type, psgn )
996
997#if defined key_nemocice_decomp
998
999      ! Copy local domain data from NEMO to CICE field
1000      pc(:,:,1)=0.0
1001      DO jj=2,ny_block-1
1002         DO ji=2,nx_block-1
1003            pc(ji,jj,1)=pn(ji-1+ji_off,jj-1+jj_off)
1004         ENDDO
1005      ENDDO
1006
1007#else
1008
1009!     B. Gather pn into global array (png)
1010
1011      IF ( jpnij > 1) THEN
1012         CALL mppsync
1013         CALL mppgather (pn,0,png) 
1014         CALL mppsync
1015      ELSE
1016         png(:,:,1)=pn(:,:)
1017      ENDIF
1018
1019!     C. Map png into CICE global array (pcg)
1020
1021! Need to make sure this is robust to changes in NEMO halo rows....
1022! (may be OK but not 100% sure)
1023
1024      IF (nproc==0) THEN     
1025!        pcg(:,:)=0.0
1026         DO jn=1,jpnij
1027            DO jj=nldjt(jn),nlejt(jn)
1028               DO ji=nldit(jn),nleit(jn)
1029                  png2(ji+nimppt(jn)-1,jj+njmppt(jn)-1)=png(ji,jj,jn)
1030               ENDDO
1031            ENDDO
1032         ENDDO
1033         DO jj=1,ny_global
1034            DO ji=1,nx_global
1035               pcg(ji,jj)=png2(ji+ji_off,jj+jj_off)
1036            ENDDO
1037         ENDDO
1038      ENDIF
1039
1040#endif
1041
1042      SELECT CASE ( cd_type )
1043         CASE ( 'T' )
1044            grid_loc=field_loc_center
1045         CASE ( 'F' )                             
1046            grid_loc=field_loc_NEcorner
1047      END SELECT
1048
1049      SELECT CASE ( NINT(psgn) )
1050         CASE ( -1 )
1051            field_type=field_type_vector
1052         CASE ( 1 )                             
1053            field_type=field_type_scalar
1054      END SELECT
1055
1056#if defined key_nemocice_decomp
1057      ! Ensure CICE halos are up to date
1058      CALL ice_HaloUpdate (pc, halo_info, grid_loc, field_type)
1059#else
1060!     D. Scatter pcg to CICE blocks (pc) + update halos
1061      CALL scatter_global(pc, pcg, 0, distrb_info, grid_loc, field_type)
1062#endif
1063
1064   END SUBROUTINE nemo2cice
1065
1066   SUBROUTINE cice2nemo ( pc, pn, cd_type, psgn )
1067      !!---------------------------------------------------------------------
1068      !!                    ***  ROUTINE cice2nemo  ***
1069      !! ** Purpose :   Transfer field in CICE array to field in NEMO array.
1070#if defined key_nemocice_decomp
1071      !!             
1072      !!                NEMO and CICE PE sub domains are identical, hence
1073      !!                there is no need to gather or scatter data from
1074      !!                one PE configuration to another.
1075#else 
1076      !!                Automatically deal with scatter/gather between
1077      !!                different processors and blocks
1078      !! ** Method :    A. Gather CICE blocks (pc) into global array (pcg)
1079      !!                B. Map pcg into NEMO global array (png)
1080      !!                C. Scatter png into NEMO field (pn) for each processor
1081      !!                D. Ensure all haloes are filled in pn
1082#endif
1083      !!---------------------------------------------------------------------
1084
1085      CHARACTER(len=1), INTENT( in ) ::   &
1086          cd_type       ! nature of pn grid-point
1087          !             !   = T or F gridpoints
1088      REAL(wp), INTENT( in ) ::   &
1089          psgn          ! control of the sign change
1090          !             !   =-1 , the sign is modified following the type of b.c. used
1091          !             !   = 1 , no sign change
1092      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: pn
1093
1094#if defined key_nemocice_decomp
1095      INTEGER (int_kind) :: &
1096         field_type,        & ! id for type of field (scalar, vector, angle)
1097         grid_loc             ! id for location on horizontal grid
1098                              ! (center, NEcorner, Nface, Eface)
1099#else
1100      REAL (kind=dbl_kind), dimension(nx_global,ny_global) :: pcg
1101#endif
1102
1103      REAL (kind=dbl_kind), dimension(nx_block,ny_block,max_blocks) :: pc
1104
1105      INTEGER  ::   ji, jj, jn                      ! dummy loop indices
1106
1107
1108#if defined key_nemocice_decomp
1109
1110      SELECT CASE ( cd_type )
1111         CASE ( 'T' )
1112            grid_loc=field_loc_center
1113         CASE ( 'F' )                             
1114            grid_loc=field_loc_NEcorner
1115      END SELECT
1116
1117      SELECT CASE ( NINT(psgn) )
1118         CASE ( -1 )
1119            field_type=field_type_vector
1120         CASE ( 1 )                             
1121            field_type=field_type_scalar
1122      END SELECT
1123
1124      CALL ice_HaloUpdate (pc, halo_info, grid_loc, field_type)
1125
1126
1127      pn(:,:)=0.0
1128      DO jj=1,jpjm1
1129         DO ji=1,jpim1
1130            pn(ji,jj)=pc(ji+1-ji_off,jj+1-jj_off,1)
1131         ENDDO
1132      ENDDO
1133
1134#else
1135
1136!      A. Gather CICE blocks (pc) into global array (pcg)
1137
1138      CALL gather_global(pcg, pc, 0, distrb_info)
1139
1140!     B. Map pcg into NEMO global array (png)
1141
1142! Need to make sure this is robust to changes in NEMO halo rows....
1143! (may be OK but not spent much time thinking about it)
1144! Note that non-existent pcg elements may be used below, but
1145! the lbclnk call on pn will replace these with sensible values
1146
1147      IF (nproc==0) THEN
1148         png(:,:,:)=0.0
1149         DO jn=1,jpnij
1150            DO jj=nldjt(jn),nlejt(jn)
1151               DO ji=nldit(jn),nleit(jn)
1152                  png(ji,jj,jn)=pcg(ji+nimppt(jn)-1-ji_off,jj+njmppt(jn)-1-jj_off)
1153               ENDDO
1154            ENDDO
1155         ENDDO
1156      ENDIF
1157
1158!     C. Scatter png into NEMO field (pn) for each processor
1159
1160      IF ( jpnij > 1) THEN
1161         CALL mppsync
1162         CALL mppscatter (png,0,pn) 
1163         CALL mppsync
1164      ELSE
1165         pn(:,:)=png(:,:,1)
1166      ENDIF
1167
1168#endif
1169
1170!     D. Ensure all haloes are filled in pn
1171
1172      CALL lbc_lnk( pn , cd_type, psgn )
1173
1174   END SUBROUTINE cice2nemo
1175
1176#else
1177   !!----------------------------------------------------------------------
1178   !!   Default option           Dummy module         NO CICE sea-ice model
1179   !!----------------------------------------------------------------------
1180   !! $Id$
1181CONTAINS
1182
1183   SUBROUTINE sbc_ice_cice ( kt, ksbc )     ! Dummy routine
1184      WRITE(*,*) 'sbc_ice_cice: You should not have seen this print! error?', kt
1185   END SUBROUTINE sbc_ice_cice
1186
1187   SUBROUTINE cice_sbc_init (ksbc)    ! Dummy routine
1188      WRITE(*,*) 'cice_sbc_init: You should not have seen this print! error?'
1189   END SUBROUTINE cice_sbc_init
1190
1191   SUBROUTINE cice_sbc_final     ! Dummy routine
1192      WRITE(*,*) 'cice_sbc_final: You should not have seen this print! error?'
1193   END SUBROUTINE cice_sbc_final
1194
1195#endif
1196
1197   !!======================================================================
1198END MODULE sbcice_cice
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.