source: branches/UKMO/dev_r5518_GO6_package_r8356_plus_form_drag/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC/sbc_ice.F90 @ 8384

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Implemented changes to pass sea ice form drag from CICE to coupler.

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Line 
1MODULE sbc_ice
2   !!======================================================================
3   !!                 ***  MODULE  sbc_ice  ***
4   !! Surface module - LIM-3: parameters & variables defined in memory
5   !!======================================================================
6   !! History :  3.0  ! 2006-08  (G. Madec)  Surface module
7   !!            3.2  ! 2009-06  (S. Masson) merge with ice_oce
8   !!            3.3.1! 2011-01  (A. R. Porter, STFC Daresbury) dynamical allocation
9   !!            3.4  ! 2011-11  (C. Harris) CICE added as an option
10   !!----------------------------------------------------------------------
11#if defined key_lim3 || defined key_lim2 || defined key_cice
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!   'key_lim2' or 'key_lim3' :             LIM-2 or LIM-3 sea-ice model
14   !!----------------------------------------------------------------------
15   USE par_oce          ! ocean parameters
16   USE sbc_oce          ! surface boundary condition: ocean
17# if defined key_lim3
18   USE ice              ! LIM-3 parameters
19# endif
20# if defined key_lim2
21   USE par_ice_2        ! LIM-2 parameters
22   USE ice_2
23# endif
24# if defined key_cice
25   USE ice_domain_size, only: ncat 
26#endif
27   USE lib_mpp          ! MPP library
28   USE in_out_manager   ! I/O manager
29
30   IMPLICIT NONE
31   PRIVATE
32
33   PUBLIC sbc_ice_alloc ! called in iceini(_2).F90
34
35# if defined  key_lim2
36   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_lim2    = .TRUE.   !: LIM-2 ice model
37   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_lim3    = .FALSE.  !: no LIM-3
38   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_cice    = .FALSE.  !: no CICE
39#  if defined key_lim2_vp
40   CHARACTER(len=1), PUBLIC, PARAMETER ::   cp_ice_msh = 'I'      !: VP : 'I'-grid ice-velocity (B-grid lower left corner)
41#  else
42   CHARACTER(len=1), PUBLIC, PARAMETER ::   cp_ice_msh = 'C'      !: EVP: 'C'-grid ice-velocity
43#  endif
44# endif
45# if defined  key_lim3
46   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_lim2    = .FALSE.  !: no LIM-2
47   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_lim3    = .TRUE.   !: LIM-3 ice model
48   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_cice    = .FALSE.  !: no CICE
49   CHARACTER(len=1), PUBLIC, PARAMETER ::   cp_ice_msh = 'C'      !: 'C'-grid ice-velocity
50# endif
51# if defined  key_cice
52   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_lim2    = .FALSE.  !: no LIM-2
53   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_lim3    = .FALSE.  !: no LIM-3
54   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_cice    = .TRUE.   !: CICE ice model
55   CHARACTER(len=1), PUBLIC            ::   cp_ice_msh = 'F'      !: 'F'-grid ice-velocity
56# endif
57
58   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qns_ice        !: non solar heat flux over ice                  [W/m2]
59   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qsr_ice        !: solar heat flux over ice                      [W/m2]
60   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qla_ice        !: latent flux over ice                          [W/m2]
61   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   dqla_ice       !: latent sensibility over ice                 [W/m2/K]
62   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   dqns_ice       !: non solar heat flux over ice (LW+SEN+LA)    [W/m2/K]
63   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   tn_ice         !: ice surface temperature                          [K]
64   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   alb_ice        !: ice albedo                                       [-]
65
66   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   utau_ice       !: atmos-ice u-stress. VP: I-pt ; EVP: U,V-pts   [N/m2]
67   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   vtau_ice       !: atmos-ice v-stress. VP: I-pt ; EVP: U,V-pts   [N/m2]
68   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   fr1_i0         !: Solar surface transmission parameter, thick ice  [-]
69   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   fr2_i0         !: Solar surface transmission parameter, thin ice   [-]
70   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   emp_ice        !: sublimation - precip over sea ice          [kg/m2/s]
71
72   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   topmelt            !: category topmelt
73   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   botmelt            !: category botmelt
74
75#if defined  key_lim3
76   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   evap_ice       !: sublimation                              [kg/m2/s]
77   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   devap_ice      !: sublimation sensitivity                [kg/m2/s/K]
78   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qns_oce        !: non solar heat flux over ocean              [W/m2]
79   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qsr_oce        !: non solar heat flux over ocean              [W/m2]
80   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qemp_oce       !: heat flux of precip and evap over ocean     [W/m2]
81   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qemp_ice       !: heat flux of precip and evap over ice       [W/m2]
82   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qevap_ice      !: heat flux of evap over ice                  [W/m2]
83   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qprec_ice      !: enthalpy of precip over ice                 [J/m3]
84   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   emp_oce        !: evap - precip over ocean                 [kg/m2/s]
85#endif
86#if defined key_lim3 || defined key_lim2
87   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   wndm_ice       !: wind speed module at T-point                 [m/s]
88#endif
89
90#if defined key_cice
91   !
92   ! for consistency with LIM, these are declared with three dimensions
93   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qlw_ice            !: incoming long-wave
94   !
95   ! other forcing arrays are two dimensional
96   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   ss_iou             !: x ice-ocean surface stress at NEMO U point
97   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   ss_iov             !: y ice-ocean surface stress at NEMO V point
98   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qatm_ice           !: specific humidity
99   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   wndi_ice           !: i wind at T point
100   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   wndj_ice           !: j wind at T point
101   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   nfrzmlt            !: NEMO frzmlt
102   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   fr_iu              !: ice fraction at NEMO U point
103   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   fr_iv              !: ice fraction at NEMO V point
104   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   sstfrz             !: sea surface freezing temperature
105   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   tsfc_ice           !: sea-ice surface skin temperature (on categories)
106   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   kn_ice             !: sea-ice surface layer thermal conductivity (on cats)
107
108   ! variables used in the coupled interface
109   INTEGER , PUBLIC, PARAMETER ::   jpl = ncat
110   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   u_ice, v_ice          ! jpi, jpj
111   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::  a_p, ht_p ! Meltpond fraction and depth
112#endif
113   
114#if defined key_lim2 || defined key_cice
115   ! already defined in ice.F90 for LIM3
116   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::  a_i
117   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::  ht_i, ht_s
118   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::  fmdice
119#endif
120
121#if defined key_cice
122   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   tatm_ice       !: air temperature [K]
123#endif
124
125   REAL(wp), PUBLIC, SAVE ::   cldf_ice = 0.81    !: cloud fraction over sea ice, summer CLIO value   [-]
126
127   !!----------------------------------------------------------------------
128   !! NEMO/OPA 4.0 , NEMO Consortium (2011)
129   !! $Id$
130   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
131   !!----------------------------------------------------------------------
132CONTAINS
133
134   INTEGER FUNCTION sbc_ice_alloc()
135      !!----------------------------------------------------------------------
136      !!                     ***  FUNCTION sbc_ice_alloc  ***
137      !!----------------------------------------------------------------------
138      INTEGER :: ierr(5)
139      !!----------------------------------------------------------------------
140      ierr(:) = 0
141
142#if defined key_lim3 || defined key_lim2
143      ALLOCATE( qns_ice (jpi,jpj,jpl) , qsr_ice (jpi,jpj,jpl) ,     &
144         &      qla_ice (jpi,jpj,jpl) , dqla_ice(jpi,jpj,jpl) ,     &
145         &      dqns_ice(jpi,jpj,jpl) , tn_ice  (jpi,jpj,jpl) , alb_ice (jpi,jpj,jpl) ,   &
146         &      utau_ice(jpi,jpj)     , vtau_ice(jpi,jpj)     , wndm_ice(jpi,jpj)     ,   &
147         &      fr1_i0  (jpi,jpj)     , fr2_i0  (jpi,jpj)     ,     &
148#if defined key_lim2
149         &      a_i(jpi,jpj,jpl)      ,                             &
150#endif
151#if defined key_lim3
152         &      evap_ice(jpi,jpj,jpl) , devap_ice(jpi,jpj,jpl) , qprec_ice(jpi,jpj) ,   &
153         &      qemp_ice(jpi,jpj)     , qevap_ice(jpi,jpj,jpl) , qemp_oce (jpi,jpj) ,   &
154         &      qns_oce (jpi,jpj)     , qsr_oce  (jpi,jpj)     , emp_oce (jpi,jpj)  ,   &
155#endif
156         &      emp_ice(jpi,jpj)      ,  STAT= ierr(1) )
157#endif
158
159#if defined key_cice
160      ALLOCATE( qla_ice(jpi,jpj,ncat) , qlw_ice(jpi,jpj,1)    , qsr_ice(jpi,jpj,1)    , &
161                wndi_ice(jpi,jpj)     , tatm_ice(jpi,jpj)     , qatm_ice(jpi,jpj)     , &
162                wndj_ice(jpi,jpj)     , nfrzmlt(jpi,jpj)      , ss_iou(jpi,jpj)       , &
163                ss_iov(jpi,jpj)       , fr_iu(jpi,jpj)        , fr_iv(jpi,jpj)        , &
164                a_i(jpi,jpj,ncat)     , topmelt(jpi,jpj,ncat) , botmelt(jpi,jpj,ncat) , &
165                sstfrz(jpi,jpj)       , STAT= ierr(1) )
166   ! Alex West: Allocating tn_ice with 5 categories.  When NEMO is used with CICE, this variable
167   ! represents top layer ice temperature, which is multi-category.
168      IF( ln_cpl )   ALLOCATE( u_ice(jpi,jpj)        , fr1_i0(jpi,jpj)       , tn_ice (jpi,jpj,jpl)  , &
169         &                     v_ice(jpi,jpj)        , fr2_i0(jpi,jpj)       , alb_ice(jpi,jpj,1)    , &
170         &                     emp_ice(jpi,jpj)      , qns_ice(jpi,jpj,1)    , dqns_ice(jpi,jpj,1)   , &
171         &                     a_p(jpi,jpj,jpl)      , ht_p(jpi,jpj,jpl)     , tsfc_ice(jpi,jpj,jpl) , &
172         &                     kn_ice(jpi,jpj,jpl) ,    STAT=ierr(2) )
173     
174#endif
175         !
176#if defined key_cice || defined key_lim2
177      IF( ln_cpl )   ALLOCATE( ht_i(jpi,jpj,jpl) , ht_s(jpi,jpj,jpl) , STAT=ierr(5) )
178      IF( ln_cpl )   ALLOCATE( fmdice(jpi,jpj) , STAT=ierr(5) ) 
179#endif
180
181      sbc_ice_alloc = MAXVAL( ierr )
182      IF( lk_mpp            )   CALL mpp_sum ( sbc_ice_alloc )
183      IF( sbc_ice_alloc > 0 )   CALL ctl_warn('sbc_ice_alloc: allocation of arrays failed')
184   END FUNCTION sbc_ice_alloc
185
186#else
187   !!----------------------------------------------------------------------
188   !!   Default option                      NO LIM 2.0 or 3.0 or CICE sea-ice model
189   !!----------------------------------------------------------------------
190   USE in_out_manager   ! I/O manager
191   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_lim2    = .FALSE.  !: no LIM-2 ice model
192   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_lim3    = .FALSE.  !: no LIM-3 ice model
193   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_cice    = .FALSE.  !: no CICE  ice model
194   CHARACTER(len=1), PUBLIC, PARAMETER ::   cp_ice_msh = '-'      !: no grid ice-velocity
195   REAL            , PUBLIC, PARAMETER ::   cldf_ice = 0.81       !: cloud fraction over sea ice, summer CLIO value   [-]
196   INTEGER         , PUBLIC, PARAMETER ::   jpl = 1 
197   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   u_ice, v_ice,fr1_i0,fr2_i0          ! jpi, jpj
198   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   tn_ice, alb_ice, qns_ice, dqns_ice  ! (jpi,jpj,jpl)
199   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   a_i
200   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   emp_ice
201   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qsr_ice
202   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   ht_i, ht_s
203   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   topmelt, botmelt
204#endif
205
206   !!======================================================================
207END MODULE sbc_ice
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.