source: branches/UKMO/dev_r5518_GO6_package_r8356_plus_form_drag/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC/sbcice_cice.F90 @ 8670

Last change on this file since 8670 was 8670, checked in by jamrae, 3 years ago

Added capability to weight sea ice roughness length before coupling.

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                uatm,vatm,wind,fsw,flw,Tair,potT,Qa,rhoa,zlvl,   &
59                swvdr,swvdf,swidr,swidf,Tf,                      &
60      !! When using NEMO with CICE, this change requires use of
61      !! one of the following two CICE branches:
62      !! - at CICE5.0,   hadax/r1015_GSI8_with_GSI7
63      !! - at CICE5.1.2, hadax/vn5.1.2_GSI8
64                keffn_top,Tn_top
65
66   USE ice_therm_shared, only: calc_Tsfc, heat_capacity
67   USE ice_shortwave, only: apeffn
68#endif
69   USE ice_forcing, only: frcvdr,frcvdf,frcidr,frcidf
70   USE ice_atmo, only: calc_strair, z0atm
71
72   USE CICE_InitMod
73   USE CICE_RunMod
74   USE CICE_FinalMod
75
76   IMPLICIT NONE
77   PRIVATE
78
79   !! * Routine accessibility
80   PUBLIC cice_sbc_init   ! routine called by sbc_init
81   PUBLIC cice_sbc_final  ! routine called by sbc_final
82   PUBLIC sbc_ice_cice    ! routine called by sbc
83
84   INTEGER             ::   ji_off
85   INTEGER             ::   jj_off
86
87   INTEGER , PARAMETER ::   jpfld   = 13   ! maximum number of files to read
88   INTEGER , PARAMETER ::   jp_snow = 1    ! index of snow file
89   INTEGER , PARAMETER ::   jp_rain = 2    ! index of rain file
90   INTEGER , PARAMETER ::   jp_sblm = 3    ! index of sublimation file
91   INTEGER , PARAMETER ::   jp_top1 = 4    ! index of category 1 topmelt file
92   INTEGER , PARAMETER ::   jp_top2 = 5    ! index of category 2 topmelt file
93   INTEGER , PARAMETER ::   jp_top3 = 6    ! index of category 3 topmelt file
94   INTEGER , PARAMETER ::   jp_top4 = 7    ! index of category 4 topmelt file
95   INTEGER , PARAMETER ::   jp_top5 = 8    ! index of category 5 topmelt file
96   INTEGER , PARAMETER ::   jp_bot1 = 9    ! index of category 1 botmelt file
97   INTEGER , PARAMETER ::   jp_bot2 = 10   ! index of category 2 botmelt file
98   INTEGER , PARAMETER ::   jp_bot3 = 11   ! index of category 3 botmelt file
99   INTEGER , PARAMETER ::   jp_bot4 = 12   ! index of category 4 botmelt file
100   INTEGER , PARAMETER ::   jp_bot5 = 13   ! index of category 5 botmelt file
101   TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf    ! structure of input fields (file informations, fields read)
102
103   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:), PRIVATE ::   png     ! local array used in sbc_cice_ice
104
105   !! * Substitutions
106#  include "domzgr_substitute.h90"
107
108   !! $Id$
109CONTAINS
110
111   INTEGER FUNCTION sbc_ice_cice_alloc()
112      !!----------------------------------------------------------------------
113      !!                ***  FUNCTION sbc_ice_cice_alloc  ***
114      !!----------------------------------------------------------------------
115      ALLOCATE( png(jpi,jpj,jpnij), STAT=sbc_ice_cice_alloc )
116      IF( lk_mpp                 )   CALL mpp_sum ( sbc_ice_cice_alloc )
117      IF( sbc_ice_cice_alloc > 0 )   CALL ctl_warn('sbc_ice_cice_alloc: allocation of arrays failed.')
118   END FUNCTION sbc_ice_cice_alloc
119
120   SUBROUTINE sbc_ice_cice( kt, ksbc )
121      !!---------------------------------------------------------------------
122      !!                  ***  ROUTINE sbc_ice_cice  ***
123      !!                   
124      !! ** Purpose :   update the ocean surface boundary condition via the
125      !!                CICE Sea Ice Model time stepping
126      !!
127      !! ** Method  : - Get any extra forcing fields for CICE 
128      !!              - Prepare forcing fields
129      !!              - CICE model time stepping
130      !!              - call the routine that computes mass and
131      !!                heat fluxes at the ice/ocean interface
132      !!
133      !! ** Action  : - time evolution of the CICE sea-ice model
134      !!              - update all sbc variables below sea-ice:
135      !!                utau, vtau, qns , qsr, emp , sfx
136      !!---------------------------------------------------------------------
137      INTEGER, INTENT(in) ::   kt      ! ocean time step
138      INTEGER, INTENT(in) ::   ksbc    ! surface forcing type
139      !!----------------------------------------------------------------------
140      !
141      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('sbc_ice_cice')
142      !
143      !                                        !----------------------!
144      IF( MOD( kt-1, nn_fsbc ) == 0 ) THEN     !  Ice time-step only  !
145         !                                     !----------------------!
146
147         ! Make sure any fluxes required for CICE are set
148         IF      ( ksbc == jp_flx ) THEN
149            CALL cice_sbc_force(kt)
150         ELSE IF ( ksbc == jp_purecpl ) THEN
151            CALL sbc_cpl_ice_flx( 1.0-fr_i  )
152         ENDIF
153
154         CALL cice_sbc_in  ( kt, ksbc )
155         CALL CICE_Run
156         CALL cice_sbc_out ( kt, ksbc )
157
158         IF ( ksbc == jp_purecpl )  CALL cice_sbc_hadgam(kt+1)
159
160      ENDIF                                          ! End sea-ice time step only
161      !
162      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('sbc_ice_cice')
163
164   END SUBROUTINE sbc_ice_cice
165
166   SUBROUTINE cice_sbc_init (ksbc)
167      !!---------------------------------------------------------------------
168      !!                    ***  ROUTINE cice_sbc_init  ***
169      !! ** Purpose: Initialise ice related fields for NEMO and coupling
170      !!
171      INTEGER, INTENT( in  ) ::   ksbc                ! surface forcing type
172      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER :: ztmp1, ztmp2
173      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER :: ztfrz3d
174      INTEGER  ::   ji, jj, jl, jk                    ! dummy loop indices
175      !!---------------------------------------------------------------------
176
177      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('cice_sbc_init')
178      !
179      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, ztmp1, ztmp2 )
180      !
181      IF(lwp) WRITE(numout,*)'cice_sbc_init'
182
183      ji_off = INT ( (jpiglo - nx_global) / 2 )
184      jj_off = INT ( (jpjglo - ny_global) / 2 )
185
186      ! Initialize CICE
187      CALL CICE_Initialize
188
189      IF(lwp) THEN                        ! control print
190        WRITE(numout,*)
191        WRITE(numout,*)'============================================================='
192        WRITE(numout,*)'In cice_sbc_init, after call to CICE_Initialize'
193        WRITE(numout,*)'MAXVAL(z0atm): ', MAXVAL(z0atm)
194        WRITE(numout,*)'MAXLOC(z0atm): ', MAXLOC(z0atm)
195        WRITE(numout,*)'MINVAL(z0atm): ', MINVAL(z0atm)
196        WRITE(numout,*)'MINLOC(z0atm): ', MINLOC(z0atm)
197        WRITE(numout,*)'============================================================='
198        WRITE(numout,*)
199      ENDIF
200
201      ! Do some CICE consistency checks
202      IF ( (ksbc == jp_flx) .OR. (ksbc == jp_purecpl) ) THEN
203         IF ( calc_strair .OR. calc_Tsfc ) THEN
204            CALL ctl_stop( 'STOP', 'cice_sbc_init : Forcing option requires calc_strair=F and calc_Tsfc=F in ice_in' )
205         ENDIF
206      ELSEIF (ksbc == jp_core) THEN
207         IF ( .NOT. (calc_strair .AND. calc_Tsfc) ) THEN
208            CALL ctl_stop( 'STOP', 'cice_sbc_init : Forcing option requires calc_strair=T and calc_Tsfc=T in ice_in' )
209         ENDIF
210      ENDIF
211
212
213      ! allocate sbc_ice and sbc_cice arrays
214      IF( sbc_ice_alloc()      /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_ice_alloc : unable to allocate arrays' )
215      IF( sbc_ice_cice_alloc() /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_ice_cice_alloc : unable to allocate cice arrays' )
216
217      ! Ensure that no temperature points are below freezing if not a NEMO restart
218      IF( .NOT. ln_rstart ) THEN
219
220         CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpk, ztfrz3d ) 
221         DO jk=1,jpk
222             CALL eos_fzp( tsn(:,:,jk,jp_sal), ztfrz3d(:,:,jk), fsdept_n(:,:,jk) )
223         ENDDO
224         tsn(:,:,:,jp_tem) = MAX( tsn(:,:,:,jp_tem), ztfrz3d )
225         tsb(:,:,:,jp_tem) = tsn(:,:,:,jp_tem)
226         CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpk, ztfrz3d ) 
227
228#if defined key_nemocice_decomp
229         ! Pass initial SST from NEMO to CICE so ice is initialised correctly if
230         ! there is no restart file.
231         ! Values from a CICE restart file would overwrite this
232         CALL nemo2cice( tsn(:,:,1,jp_tem) , sst , 'T' , 1.) 
233#endif
234
235      ENDIF 
236
237      ! calculate surface freezing temperature and send to CICE
238      CALL  eos_fzp(sss_m(:,:), sstfrz(:,:), fsdept_n(:,:,1)) 
239      CALL nemo2cice(sstfrz,Tf, 'T', 1. )
240
241      CALL cice2nemo(aice,fr_i, 'T', 1. )
242      IF ( (ksbc == jp_flx) .OR. (ksbc == jp_purecpl) ) THEN
243         DO jl=1,ncat
244            CALL cice2nemo(aicen(:,:,jl,:),a_i(:,:,jl), 'T', 1. )
245         ENDDO
246      ENDIF
247
248! T point to U point
249! T point to V point
250      fr_iu(:,:)=0.0
251      fr_iv(:,:)=0.0
252      DO jj=1,jpjm1
253         DO ji=1,jpim1
254            fr_iu(ji,jj)=0.5*(fr_i(ji,jj)+fr_i(ji+1,jj))*umask(ji,jj,1)
255            fr_iv(ji,jj)=0.5*(fr_i(ji,jj)+fr_i(ji,jj+1))*vmask(ji,jj,1)
256         ENDDO
257      ENDDO
258
259      CALL lbc_lnk ( fr_iu , 'U', 1. )
260      CALL lbc_lnk ( fr_iv , 'V', 1. )
261
262      !                                      ! embedded sea ice
263      IF( nn_ice_embd /= 0 ) THEN            ! mass exchanges between ice and ocean (case 1 or 2) set the snow+ice mass
264         CALL cice2nemo(vsno(:,:,:),ztmp1,'T', 1. )
265         CALL cice2nemo(vice(:,:,:),ztmp2,'T', 1. )
266         snwice_mass  (:,:) = ( rhosn * ztmp1(:,:) + rhoic * ztmp2(:,:)  )
267         snwice_mass_b(:,:) = snwice_mass(:,:)
268      ELSE
269         snwice_mass  (:,:) = 0.0_wp         ! no mass exchanges
270         snwice_mass_b(:,:) = 0.0_wp         ! no mass exchanges
271      ENDIF
272
273      CALL cice2nemo(z0atm,fmdice,'T', 1. )
274
275      IF( .NOT. ln_rstart ) THEN
276         IF( nn_ice_embd == 2 ) THEN            ! full embedment (case 2) deplete the initial ssh below sea-ice area
277            sshn(:,:) = sshn(:,:) - snwice_mass(:,:) * r1_rau0
278            sshb(:,:) = sshb(:,:) - snwice_mass(:,:) * r1_rau0
279#if defined key_vvl           
280           ! key_vvl necessary? clem: yes for compilation purpose
281            DO jk = 1,jpkm1                     ! adjust initial vertical scale factors
282               fse3t_n(:,:,jk) = e3t_0(:,:,jk)*( 1._wp + sshn(:,:)*tmask(:,:,1)/(ht_0(:,:) + 1.0 - tmask(:,:,1)) )
283               fse3t_b(:,:,jk) = e3t_0(:,:,jk)*( 1._wp + sshb(:,:)*tmask(:,:,1)/(ht_0(:,:) + 1.0 - tmask(:,:,1)) )
284            ENDDO
285            fse3t_a(:,:,:) = fse3t_b(:,:,:)
286            ! Reconstruction of all vertical scale factors at now and before time
287            ! steps
288            ! =============================================================================
289            ! Horizontal scale factor interpolations
290            ! --------------------------------------
291            CALL dom_vvl_interpol( fse3t_b(:,:,:), fse3u_b(:,:,:), 'U' )
292            CALL dom_vvl_interpol( fse3t_b(:,:,:), fse3v_b(:,:,:), 'V' )
293            CALL dom_vvl_interpol( fse3t_n(:,:,:), fse3u_n(:,:,:), 'U' )
294            CALL dom_vvl_interpol( fse3t_n(:,:,:), fse3v_n(:,:,:), 'V' )
295            CALL dom_vvl_interpol( fse3u_n(:,:,:), fse3f_n(:,:,:), 'F' )
296            ! Vertical scale factor interpolations
297            ! ------------------------------------
298            CALL dom_vvl_interpol( fse3t_n(:,:,:), fse3w_n (:,:,:), 'W'  )
299            CALL dom_vvl_interpol( fse3u_n(:,:,:), fse3uw_n(:,:,:), 'UW' )
300            CALL dom_vvl_interpol( fse3v_n(:,:,:), fse3vw_n(:,:,:), 'VW' )
301            CALL dom_vvl_interpol( fse3u_b(:,:,:), fse3uw_b(:,:,:), 'UW' )
302            CALL dom_vvl_interpol( fse3v_b(:,:,:), fse3vw_b(:,:,:), 'VW' )
303            ! t- and w- points depth
304            ! ----------------------
305            fsdept_n(:,:,1) = 0.5_wp * fse3w_n(:,:,1)
306            fsdepw_n(:,:,1) = 0.0_wp
307            fsde3w_n(:,:,1) = fsdept_n(:,:,1) - sshn(:,:)
308            DO jk = 2, jpk
309               fsdept_n(:,:,jk) = fsdept_n(:,:,jk-1) + fse3w_n(:,:,jk)
310               fsdepw_n(:,:,jk) = fsdepw_n(:,:,jk-1) + fse3t_n(:,:,jk-1)
311               fsde3w_n(:,:,jk) = fsdept_n(:,:,jk  ) - sshn   (:,:)
312            END DO
313#endif
314         ENDIF
315      ENDIF
316 
317      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, ztmp1, ztmp2 )
318      !
319      ! In coupled mode get extra fields from CICE for passing back to atmosphere
320 
321      IF ( ksbc == jp_purecpl ) CALL cice_sbc_hadgam(nit000)
322      !
323      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('cice_sbc_init')
324      !
325   END SUBROUTINE cice_sbc_init
326
327   
328   SUBROUTINE cice_sbc_in (kt, ksbc)
329      !!---------------------------------------------------------------------
330      !!                    ***  ROUTINE cice_sbc_in  ***
331      !! ** Purpose: Set coupling fields and pass to CICE
332      !!---------------------------------------------------------------------
333      INTEGER, INTENT(in   ) ::   kt   ! ocean time step
334      INTEGER, INTENT(in   ) ::   ksbc ! surface forcing type
335
336      INTEGER  ::   ji, jj, jl                   ! dummy loop indices     
337      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER :: ztmp, zpice
338      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER :: ztmpn
339      REAL(wp) ::   zintb, zintn  ! dummy argument
340      !!---------------------------------------------------------------------
341
342      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('cice_sbc_in')
343      !
344      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, ztmp, zpice )
345      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,ncat, ztmpn )
346
347      IF( kt == nit000 )  THEN
348         IF(lwp) WRITE(numout,*)'cice_sbc_in'
349      ENDIF
350
351      ztmp(:,:)=0.0
352
353! Aggregate ice concentration already set in cice_sbc_out (or cice_sbc_init on
354! the first time-step)
355
356! forced and coupled case
357
358      IF ( (ksbc == jp_flx).OR.(ksbc == jp_purecpl) ) THEN
359
360         ztmpn(:,:,:)=0.0
361
362! x comp of wind stress (CI_1)
363! U point to F point
364         DO jj=1,jpjm1
365            DO ji=1,jpi
366               ztmp(ji,jj) = 0.5 * (  fr_iu(ji,jj) * utau(ji,jj)      &
367                                    + fr_iu(ji,jj+1) * utau(ji,jj+1) ) * fmask(ji,jj,1)
368            ENDDO
369         ENDDO
370         CALL nemo2cice(ztmp,strax,'F', -1. )
371
372! y comp of wind stress (CI_2)
373! V point to F point
374         DO jj=1,jpj
375            DO ji=1,jpim1
376               ztmp(ji,jj) = 0.5 * (  fr_iv(ji,jj) * vtau(ji,jj)      &
377                                    + fr_iv(ji+1,jj) * vtau(ji+1,jj) ) * fmask(ji,jj,1)
378            ENDDO
379         ENDDO
380         CALL nemo2cice(ztmp,stray,'F', -1. )
381
382
383! Alex West: From configuration GSI8 onwards, when NEMO is used with CICE in
384! HadGEM3 the 'time-travelling ice' coupling approach is used, whereby
385! atmosphere-ice fluxes are passed as pseudo-local values, formed by dividing
386! gridbox mean fluxes in the UM by future ice concentration obtained through 
387! OASIS.  This allows for a much more realistic apportionment of energy through
388! the ice - and conserves energy.
389! Therefore the fluxes are now divided by ice concentration in the coupled
390! formulation (jp_purecpl) as well as for jp_flx.  This NEMO branch should only
391! be used at UM10.2 onwards (unless an explicit GSI8 UM branch is included), at
392! which point the GSI8 UM changes were committed.
393
394! Surface downward latent heat flux (CI_5)
395         IF (ksbc == jp_flx) THEN
396            DO jl=1,ncat
397               ztmpn(:,:,jl)=qla_ice(:,:,1)*a_i(:,:,jl)
398            ENDDO
399         ELSE IF (ksbc == jp_purecpl) THEN
400            DO jl=1,ncat
401               ztmpn(:,:,jl)=qla_ice(:,:,jl)*a_i(:,:,jl)
402            ENDDO
403    ELSE
404           !In coupled mode - qla_ice calculated in sbc_cpl for each category
405           ztmpn(:,:,1:ncat)=qla_ice(:,:,1:ncat)
406         ENDIF
407
408         DO jl=1,ncat
409            CALL nemo2cice(ztmpn(:,:,jl),flatn_f(:,:,jl,:),'T', 1. )
410
411! GBM conductive flux through ice (CI_6)
412!  Convert to GBM
413            IF (ksbc == jp_flx .OR. ksbc == jp_purecpl) THEN
414               ztmp(:,:) = botmelt(:,:,jl)*a_i(:,:,jl)
415            ELSE
416               ztmp(:,:) = botmelt(:,:,jl)
417            ENDIF
418            CALL nemo2cice(ztmp,fcondtopn_f(:,:,jl,:),'T', 1. )
419
420! GBM surface heat flux (CI_7)
421!  Convert to GBM
422            IF (ksbc == jp_flx .OR. ksbc == jp_purecpl) THEN
423               ztmp(:,:) = (topmelt(:,:,jl)+botmelt(:,:,jl))*a_i(:,:,jl) 
424            ELSE
425               ztmp(:,:) = (topmelt(:,:,jl)+botmelt(:,:,jl))
426            ENDIF
427            CALL nemo2cice(ztmp,fsurfn_f(:,:,jl,:),'T', 1. )
428         ENDDO
429
430      ELSE IF (ksbc == jp_core) THEN
431
432! Pass CORE forcing fields to CICE (which will calculate heat fluxes etc itself)
433! x comp and y comp of atmosphere surface wind (CICE expects on T points)
434         ztmp(:,:) = wndi_ice(:,:)
435         CALL nemo2cice(ztmp,uatm,'T', -1. )
436         ztmp(:,:) = wndj_ice(:,:)
437         CALL nemo2cice(ztmp,vatm,'T', -1. )
438         ztmp(:,:) = SQRT ( wndi_ice(:,:)**2 + wndj_ice(:,:)**2 )
439         CALL nemo2cice(ztmp,wind,'T', 1. )    ! Wind speed (m/s)
440         ztmp(:,:) = qsr_ice(:,:,1)
441         CALL nemo2cice(ztmp,fsw,'T', 1. )     ! Incoming short-wave (W/m^2)
442         ztmp(:,:) = qlw_ice(:,:,1)
443         CALL nemo2cice(ztmp,flw,'T', 1. )     ! Incoming long-wave (W/m^2)
444         ztmp(:,:) = tatm_ice(:,:)
445         CALL nemo2cice(ztmp,Tair,'T', 1. )    ! Air temperature (K)
446         CALL nemo2cice(ztmp,potT,'T', 1. )    ! Potential temp (K)
447! Following line uses MAX(....) to avoid problems if tatm_ice has unset halo rows 
448         ztmp(:,:) = 101000. / ( 287.04 * MAX(1.0,tatm_ice(:,:)) )   
449                                               ! Constant (101000.) atm pressure assumed
450         CALL nemo2cice(ztmp,rhoa,'T', 1. )    ! Air density (kg/m^3)
451         ztmp(:,:) = qatm_ice(:,:)
452         CALL nemo2cice(ztmp,Qa,'T', 1. )      ! Specific humidity (kg/kg)
453         ztmp(:,:)=10.0
454         CALL nemo2cice(ztmp,zlvl,'T', 1. )    ! Atmos level height (m)
455
456! May want to check all values are physically realistic (as in CICE routine
457! prepare_forcing)?
458
459! Divide shortwave into spectral bands (as in prepare_forcing)
460         ztmp(:,:)=qsr_ice(:,:,1)*frcvdr       ! visible direct
461         CALL nemo2cice(ztmp,swvdr,'T', 1. )             
462         ztmp(:,:)=qsr_ice(:,:,1)*frcvdf       ! visible diffuse
463         CALL nemo2cice(ztmp,swvdf,'T', 1. )             
464         ztmp(:,:)=qsr_ice(:,:,1)*frcidr       ! near IR direct
465         CALL nemo2cice(ztmp,swidr,'T', 1. )
466         ztmp(:,:)=qsr_ice(:,:,1)*frcidf       ! near IR diffuse
467         CALL nemo2cice(ztmp,swidf,'T', 1. )
468
469      ENDIF
470
471! Snowfall
472! Ensure fsnow is positive (as in CICE routine prepare_forcing)
473      IF( iom_use('snowpre') )   CALL iom_put('snowpre',MAX( (1.0-fr_i(:,:))*sprecip(:,:) ,0.0)) !!Joakim edit 
474      ztmp(:,:)=MAX(fr_i(:,:)*sprecip(:,:),0.0) 
475      CALL nemo2cice(ztmp,fsnow,'T', 1. ) 
476
477! Rainfall
478      IF( iom_use('precip') )   CALL iom_put('precip', (1.0-fr_i(:,:))*(tprecip(:,:)-sprecip(:,:)) ) !!Joakim edit
479      ztmp(:,:)=fr_i(:,:)*(tprecip(:,:)-sprecip(:,:))
480      CALL nemo2cice(ztmp,frain,'T', 1. ) 
481
482! Recalculate freezing temperature and send to CICE
483      CALL eos_fzp(sss_m(:,:), sstfrz(:,:), fsdept_n(:,:,1)) 
484      CALL nemo2cice(sstfrz,Tf,'T', 1. )
485
486! Freezing/melting potential
487! Calculated over NEMO leapfrog timestep (hence 2*dt)
488      nfrzmlt(:,:)=rau0*rcp*fse3t_m(:,:)*(sstfrz(:,:)-sst_m(:,:))/(2.0*dt) 
489      CALL nemo2cice(nfrzmlt,frzmlt,'T', 1. )
490
491! SST  and SSS
492
493      CALL nemo2cice(sst_m,sst,'T', 1. )
494      CALL nemo2cice(sss_m,sss,'T', 1. )
495
496      IF( ksbc == jp_purecpl ) THEN
497! Sea ice surface skin temperature
498         DO jl=1,ncat
499           CALL nemo2cice(tsfc_ice(:,:,jl), trcrn(:,:,nt_tsfc,jl,:),'T',1.)
500         ENDDO 
501      ENDIF
502
503! x comp and y comp of surface ocean current
504! U point to F point
505      DO jj=1,jpjm1
506         DO ji=1,jpi
507            ztmp(ji,jj)=0.5*(ssu_m(ji,jj)+ssu_m(ji,jj+1))*fmask(ji,jj,1)
508         ENDDO
509      ENDDO
510      CALL nemo2cice(ztmp,uocn,'F', -1. )
511
512! V point to F point
513      DO jj=1,jpj
514         DO ji=1,jpim1
515            ztmp(ji,jj)=0.5*(ssv_m(ji,jj)+ssv_m(ji+1,jj))*fmask(ji,jj,1)
516         ENDDO
517      ENDDO
518      CALL nemo2cice(ztmp,vocn,'F', -1. )
519
520      IF( nn_ice_embd == 2 ) THEN             !== embedded sea ice: compute representative ice top surface ==!
521          !
522          ! average interpolation coeff as used in dynspg = (1/nn_fsbc) * {SUM[n/nn_fsbc], n=0,nn_fsbc-1}
523          !                                               = (1/nn_fsbc)^2 * {SUM[n], n=0,nn_fsbc-1}
524         zintn = REAL( nn_fsbc - 1 ) / REAL( nn_fsbc ) * 0.5_wp
525          !
526          ! average interpolation coeff as used in dynspg = (1/nn_fsbc) * {SUM[1-n/nn_fsbc], n=0,nn_fsbc-1}
527          !                                               = (1/nn_fsbc)^2 * (nn_fsbc^2 - {SUM[n], n=0,nn_fsbc-1})
528         zintb = REAL( nn_fsbc + 1 ) / REAL( nn_fsbc ) * 0.5_wp
529          !
530         zpice(:,:) = ssh_m(:,:) + (  zintn * snwice_mass(:,:) +  zintb * snwice_mass_b(:,:)  ) * r1_rau0
531          !
532         !
533      ELSE                                    !== non-embedded sea ice: use ocean surface for slope calculation ==!
534         zpice(:,:) = ssh_m(:,:)
535      ENDIF
536
537! x comp and y comp of sea surface slope (on F points)
538! T point to F point
539      DO jj=1,jpjm1
540         DO ji=1,jpim1
541            ztmp(ji,jj)=0.5 * (  (zpice(ji+1,jj  )-zpice(ji,jj  ))/e1u(ji,jj  )   &
542                               + (zpice(ji+1,jj+1)-zpice(ji,jj+1))/e1u(ji,jj+1) ) & 
543                            *  fmask(ji,jj,1)
544         ENDDO
545      ENDDO
546      CALL nemo2cice(ztmp,ss_tltx,'F', -1. )
547
548! T point to F point
549      DO jj=1,jpjm1
550         DO ji=1,jpim1
551            ztmp(ji,jj)=0.5 * (  (zpice(ji  ,jj+1)-zpice(ji  ,jj))/e2v(ji  ,jj)   &
552                               + (zpice(ji+1,jj+1)-zpice(ji+1,jj))/e2v(ji+1,jj) ) &
553                            *  fmask(ji,jj,1)
554         ENDDO
555      ENDDO
556      CALL nemo2cice(ztmp,ss_tlty,'F', -1. )
557
558      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, ztmp, zpice )
559      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,ncat, ztmpn )
560      !
561      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('cice_sbc_in')
562      !
563   END SUBROUTINE cice_sbc_in
564
565
566   SUBROUTINE cice_sbc_out (kt,ksbc)
567      !!---------------------------------------------------------------------
568      !!                    ***  ROUTINE cice_sbc_out  ***
569      !! ** Purpose: Get fields from CICE and set surface fields for NEMO
570      !!---------------------------------------------------------------------
571      INTEGER, INTENT( in  ) ::   kt   ! ocean time step
572      INTEGER, INTENT( in  ) ::   ksbc ! surface forcing type
573     
574      INTEGER  ::   ji, jj, jl                 ! dummy loop indices
575      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER :: ztmp1, ztmp2
576      !!---------------------------------------------------------------------
577
578      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('cice_sbc_out')
579      !
580      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, ztmp1, ztmp2 )
581     
582      IF( kt == nit000 )  THEN
583         IF(lwp) WRITE(numout,*)'cice_sbc_out'
584      ENDIF
585     
586! x comp of ocean-ice stress
587      CALL cice2nemo(strocnx,ztmp1,'F', -1. )
588      ss_iou(:,:)=0.0
589! F point to U point
590      DO jj=2,jpjm1
591         DO ji=2,jpim1
592            ss_iou(ji,jj) = 0.5 * ( ztmp1(ji,jj-1) + ztmp1(ji,jj) ) * umask(ji,jj,1)
593         ENDDO
594      ENDDO
595      CALL lbc_lnk( ss_iou , 'U', -1. )
596
597! y comp of ocean-ice stress
598      CALL cice2nemo(strocny,ztmp1,'F', -1. )
599      ss_iov(:,:)=0.0
600! F point to V point
601
602      DO jj=1,jpjm1
603         DO ji=2,jpim1
604            ss_iov(ji,jj) = 0.5 * ( ztmp1(ji-1,jj) + ztmp1(ji,jj) ) * vmask(ji,jj,1)
605         ENDDO
606      ENDDO
607      CALL lbc_lnk( ss_iov , 'V', -1. )
608
609! x and y comps of surface stress
610! Combine wind stress and ocean-ice stress
611! [Note that fr_iu hasn't yet been updated, so still from start of CICE timestep]
612! strocnx and strocny already weighted by ice fraction in CICE so not done here
613
614      utau(:,:)=(1.0-fr_iu(:,:))*utau(:,:)-ss_iou(:,:)
615      vtau(:,:)=(1.0-fr_iv(:,:))*vtau(:,:)-ss_iov(:,:)     
616 
617! Also need ice/ocean stress on T points so that taum can be updated
618! This interpolation is already done in CICE so best to use those values
619      CALL cice2nemo(strocnxT,ztmp1,'T',-1.) 
620      CALL cice2nemo(strocnyT,ztmp2,'T',-1.) 
621 
622! Update taum with modulus of ice-ocean stress
623! strocnxT and strocnyT are not weighted by ice fraction in CICE so must be done here
624taum(:,:)=(1.0-fr_i(:,:))*taum(:,:)+fr_i(:,:)*SQRT(ztmp1**2. + ztmp2**2.) 
625
626! Freshwater fluxes
627
628      IF (ksbc == jp_flx) THEN
629! Note that emp from the forcing files is evap*(1-aice)-(tprecip-aice*sprecip)
630! What we want here is evap*(1-aice)-tprecip*(1-aice) hence manipulation below
631! Not ideal since aice won't be the same as in the atmosphere. 
632! Better to use evap and tprecip? (but for now don't read in evap in this case)
633         emp(:,:)  = emp(:,:)+fr_i(:,:)*(tprecip(:,:)-sprecip(:,:))
634      ELSE IF (ksbc == jp_core) THEN
635         emp(:,:)  = (1.0-fr_i(:,:))*emp(:,:)       
636      ELSE IF (ksbc == jp_purecpl) THEN
637! emp_tot is set in sbc_cpl_ice_flx (called from cice_sbc_in above)
638! This is currently as required with the coupling fields from the UM atmosphere
639         emp(:,:) = emp_tot(:,:)+tprecip(:,:)*fr_i(:,:) 
640      ENDIF
641
642#if defined key_cice4
643      CALL cice2nemo(fresh_gbm,ztmp1,'T', 1. )
644      CALL cice2nemo(fsalt_gbm,ztmp2,'T', 1. )
645#else
646      CALL cice2nemo(fresh_ai,ztmp1,'T', 1. )
647      CALL cice2nemo(fsalt_ai,ztmp2,'T', 1. )
648#endif
649
650! Check to avoid unphysical expression when ice is forming (ztmp1 negative)
651! Otherwise we are effectively allowing ice of higher salinity than the ocean to form
652! which has to be compensated for by the ocean salinity potentially going negative
653! This check breaks conservation but seems reasonable until we have prognostic ice salinity
654! Note the 1000.0 below is to convert from kg salt to g salt (needed for PSU)
655      WHERE (ztmp1(:,:).lt.0.0) ztmp2(:,:)=MAX(ztmp2(:,:),ztmp1(:,:)*sss_m(:,:)/1000.0)
656      sfx(:,:)=ztmp2(:,:)*1000.0
657      emp(:,:)=emp(:,:)-ztmp1(:,:)
658      fmmflx(:,:) = ztmp1(:,:) !!Joakim edit
659     
660      CALL lbc_lnk( emp , 'T', 1. )
661      CALL lbc_lnk( sfx , 'T', 1. )
662
663! Solar penetrative radiation and non solar surface heat flux
664
665! Scale qsr and qns according to ice fraction (bulk formulae only)
666
667      IF (ksbc == jp_core) THEN
668         qsr(:,:)=qsr(:,:)*(1.0-fr_i(:,:))
669         qns(:,:)=qns(:,:)*(1.0-fr_i(:,:))
670      ENDIF
671! Take into account snow melting except for fully coupled when already in qns_tot
672      IF (ksbc == jp_purecpl) THEN
673         qsr(:,:)= qsr_tot(:,:)
674         qns(:,:)= qns_tot(:,:)
675      ELSE
676         qns(:,:)= qns(:,:)-sprecip(:,:)*Lfresh*(1.0-fr_i(:,:))
677      ENDIF
678
679! Now add in ice / snow related terms
680! [fswthru will be zero unless running with calc_Tsfc=T in CICE]
681#if defined key_cice4
682      CALL cice2nemo(fswthru_gbm,ztmp1,'T', 1. )
683#else
684      CALL cice2nemo(fswthru_ai,ztmp1,'T', 1. )
685#endif
686      qsr(:,:)=qsr(:,:)+ztmp1(:,:)
687      CALL lbc_lnk( qsr , 'T', 1. )
688
689      DO jj=1,jpj
690         DO ji=1,jpi
691            nfrzmlt(ji,jj)=MAX(nfrzmlt(ji,jj),0.0)
692         ENDDO
693      ENDDO
694
695#if defined key_cice4
696      CALL cice2nemo(fhocn_gbm,ztmp1,'T', 1. )
697#else
698      CALL cice2nemo(fhocn_ai,ztmp1,'T', 1. )
699#endif
700      qns(:,:)=qns(:,:)+nfrzmlt(:,:)+ztmp1(:,:)
701
702      CALL lbc_lnk( qns , 'T', 1. )
703
704! Prepare for the following CICE time-step
705
706      CALL cice2nemo(aice,fr_i,'T', 1. )
707      IF ( (ksbc == jp_flx).OR.(ksbc == jp_purecpl) ) THEN
708         DO jl=1,ncat
709            CALL cice2nemo(aicen(:,:,jl,:),a_i(:,:,jl), 'T', 1. )
710         ENDDO
711      ENDIF
712
713! T point to U point
714! T point to V point
715      DO jj=1,jpjm1
716         DO ji=1,jpim1
717            fr_iu(ji,jj)=0.5*(fr_i(ji,jj)+fr_i(ji+1,jj))*umask(ji,jj,1)
718            fr_iv(ji,jj)=0.5*(fr_i(ji,jj)+fr_i(ji,jj+1))*vmask(ji,jj,1)
719         ENDDO
720      ENDDO
721
722      CALL lbc_lnk ( fr_iu , 'U', 1. )
723      CALL lbc_lnk ( fr_iv , 'V', 1. )
724
725      !                                      ! embedded sea ice
726      IF( nn_ice_embd /= 0 ) THEN            ! mass exchanges between ice and ocean (case 1 or 2) set the snow+ice mass
727         CALL cice2nemo(vsno(:,:,:),ztmp1,'T', 1. )
728         CALL cice2nemo(vice(:,:,:),ztmp2,'T', 1. )
729         snwice_mass  (:,:) = ( rhosn * ztmp1(:,:) + rhoic * ztmp2(:,:)  )
730         snwice_mass_b(:,:) = snwice_mass(:,:)
731         snwice_fmass (:,:) = ( snwice_mass(:,:) - snwice_mass_b(:,:) ) / dt
732      ENDIF
733
734! Release work space
735
736      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, ztmp1, ztmp2 )
737      !
738      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('cice_sbc_out')
739      !
740   END SUBROUTINE cice_sbc_out
741
742
743   SUBROUTINE cice_sbc_hadgam( kt )
744      !!---------------------------------------------------------------------
745      !!                    ***  ROUTINE cice_sbc_hadgam  ***
746      !! ** Purpose: Prepare fields needed to pass to HadGAM3 atmosphere
747      !!
748      !!
749      INTEGER, INTENT( in  ) ::   kt   ! ocean time step
750      !!---------------------------------------------------------------------
751
752      INTEGER  ::   jl                        ! dummy loop index
753      INTEGER  ::   ierror
754
755      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('cice_sbc_hadgam')
756      !
757      !                                         ! =========================== !
758      !                                         !   Prepare Coupling fields   !
759      !                                         ! =========================== !
760
761! x and y comp of ice velocity
762
763      CALL cice2nemo(uvel,u_ice,'F', -1. )
764      CALL cice2nemo(vvel,v_ice,'F', -1. )
765
766! Ice concentration (CO_1) = a_i calculated at end of cice_sbc_out 
767
768! Snow and ice thicknesses (CO_2 and CO_3)
769
770      DO jl = 1,ncat
771         CALL cice2nemo(vsnon(:,:,jl,:),ht_s(:,:,jl),'T', 1. )
772         CALL cice2nemo(vicen(:,:,jl,:),ht_i(:,:,jl),'T', 1. )
773      ENDDO
774
775#if ! defined key_cice4
776! Meltpond fraction and depth
777      DO jl = 1,ncat
778         CALL cice2nemo(apeffn(:,:,jl,:),a_p(:,:,jl),'T', 1. )
779         CALL cice2nemo(trcrn(:,:,nt_hpnd,jl,:),ht_p(:,:,jl),'T', 1. )
780      ENDDO
781#endif
782
783
784! If using multilayers thermodynamics in CICE then get top layer temperature
785! and effective conductivity       
786!! When using NEMO with CICE, this change requires use of
787!! one of the following two CICE branches:
788!! - at CICE5.0,   hadax/r1015_GSI8_with_GSI7
789!! - at CICE5.1.2, hadax/vn5.1.2_GSI8
790      IF (heat_capacity) THEN
791         DO jl = 1,ncat
792            CALL cice2nemo(Tn_top(:,:,jl,:),tn_ice(:,:,jl),'T', 1. )
793            CALL cice2nemo(keffn_top(:,:,jl,:),kn_ice(:,:,jl),'T', 1. )
794         ENDDO
795! Convert surface temperature to Kelvin
796         tn_ice(:,:,:)=tn_ice(:,:,:)+rt0
797      ELSE
798         tn_ice(:,:,:) = 0.0
799         kn_ice(:,:,:) = 0.0
800      ENDIF       
801
802! Surface roughness length for form drag
803      CALL cice2nemo(z0atm,fmdice,'T', 1. )
804
805      !
806      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('cice_sbc_hadgam')
807      !
808   END SUBROUTINE cice_sbc_hadgam
809
810
811   SUBROUTINE cice_sbc_final
812      !!---------------------------------------------------------------------
813      !!                    ***  ROUTINE cice_sbc_final  ***
814      !! ** Purpose: Finalize CICE
815      !!---------------------------------------------------------------------
816
817      IF(lwp) WRITE(numout,*)'cice_sbc_final'
818
819      CALL CICE_Finalize
820
821   END SUBROUTINE cice_sbc_final
822
823   SUBROUTINE cice_sbc_force (kt)
824      !!---------------------------------------------------------------------
825      !!                    ***  ROUTINE cice_sbc_force  ***
826      !! ** Purpose : Provide CICE forcing from files
827      !!
828      !!---------------------------------------------------------------------
829      !! ** Method  :   READ monthly flux file in NetCDF files
830      !!     
831      !!  snowfall   
832      !!  rainfall   
833      !!  sublimation rate   
834      !!  topmelt (category)
835      !!  botmelt (category)
836      !!
837      !! History :
838      !!----------------------------------------------------------------------
839      !! * Modules used
840      USE iom
841
842      !! * arguments
843      INTEGER, INTENT( in  ) ::   kt ! ocean time step
844
845      INTEGER  ::   ierror             ! return error code
846      INTEGER  ::   ifpr               ! dummy loop index
847      !!
848      CHARACTER(len=100) ::  cn_dir                            !   Root directory for location of CICE forcing files
849      TYPE(FLD_N), DIMENSION(jpfld) ::   slf_i                 ! array of namelist informations on the fields to read
850      TYPE(FLD_N) ::   sn_snow, sn_rain, sn_sblm               ! informations about the fields to be read
851      TYPE(FLD_N) ::   sn_top1, sn_top2, sn_top3, sn_top4, sn_top5
852      TYPE(FLD_N) ::   sn_bot1, sn_bot2, sn_bot3, sn_bot4, sn_bot5 
853
854      !!
855      NAMELIST/namsbc_cice/ cn_dir, sn_snow, sn_rain, sn_sblm,   &
856         &                          sn_top1, sn_top2, sn_top3, sn_top4, sn_top5,  &
857         &                          sn_bot1, sn_bot2, sn_bot3, sn_bot4, sn_bot5
858      INTEGER :: ios
859      !!---------------------------------------------------------------------
860
861      !                                         ! ====================== !
862      IF( kt == nit000 ) THEN                   !  First call kt=nit000  !
863         !                                      ! ====================== !
864         ! namsbc_cice is not yet in the reference namelist
865         ! set file information (default values)
866         cn_dir = './'       ! directory in which the model is executed
867
868         ! (NB: frequency positive => hours, negative => months)
869         !            !    file          ! frequency !  variable    ! time intep !  clim   ! 'yearly' or ! weights  ! rotation   ! landmask
870         !            !    name          !  (hours)  !   name       !   (T/F)    !  (T/F)  !  'monthly'  ! filename ! pairs      ! file
871         sn_snow = FLD_N( 'snowfall_1m'  ,    -1.    ,  'snowfall'  ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    ) 
872         sn_rain = FLD_N( 'rainfall_1m'  ,    -1.    ,  'rainfall'  ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    ) 
873         sn_sblm = FLD_N( 'sublim_1m'    ,    -1.    ,  'sublim'    ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
874         sn_top1 = FLD_N( 'topmeltn1_1m' ,    -1.    ,  'topmeltn1' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
875         sn_top2 = FLD_N( 'topmeltn2_1m' ,    -1.    ,  'topmeltn2' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
876         sn_top3 = FLD_N( 'topmeltn3_1m' ,    -1.    ,  'topmeltn3' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
877         sn_top4 = FLD_N( 'topmeltn4_1m' ,    -1.    ,  'topmeltn4' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
878         sn_top5 = FLD_N( 'topmeltn5_1m' ,    -1.    ,  'topmeltn5' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
879         sn_bot1 = FLD_N( 'botmeltn1_1m' ,    -1.    ,  'botmeltn1' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
880         sn_bot2 = FLD_N( 'botmeltn2_1m' ,    -1.    ,  'botmeltn2' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
881         sn_bot3 = FLD_N( 'botmeltn3_1m' ,    -1.    ,  'botmeltn3' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
882         sn_bot4 = FLD_N( 'botmeltn4_1m' ,    -1.    ,  'botmeltn4' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
883         sn_bot5 = FLD_N( 'botmeltn5_1m' ,    -1.    ,  'botmeltn5' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
884
885         REWIND( numnam_ref )              ! Namelist namsbc_cice in reference namelist :
886         READ  ( numnam_ref, namsbc_cice, IOSTAT = ios, ERR = 901)
887901      IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namsbc_cice in reference namelist', lwp )
888
889         REWIND( numnam_cfg )              ! Namelist namsbc_cice in configuration namelist : Parameters of the run
890         READ  ( numnam_cfg, namsbc_cice, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
891902      IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namsbc_cice in configuration namelist', lwp )
892         IF(lwm) WRITE ( numond, namsbc_cice )
893
894         ! store namelist information in an array
895         slf_i(jp_snow) = sn_snow   ;   slf_i(jp_rain) = sn_rain   ;   slf_i(jp_sblm) = sn_sblm
896         slf_i(jp_top1) = sn_top1   ;   slf_i(jp_top2) = sn_top2   ;   slf_i(jp_top3) = sn_top3
897         slf_i(jp_top4) = sn_top4   ;   slf_i(jp_top5) = sn_top5   ;   slf_i(jp_bot1) = sn_bot1
898         slf_i(jp_bot2) = sn_bot2   ;   slf_i(jp_bot3) = sn_bot3   ;   slf_i(jp_bot4) = sn_bot4
899         slf_i(jp_bot5) = sn_bot5
900         
901         ! set sf structure
902         ALLOCATE( sf(jpfld), STAT=ierror )
903         IF( ierror > 0 ) THEN
904            CALL ctl_stop( 'cice_sbc_force: unable to allocate sf structure' )   ;   RETURN
905         ENDIF
906
907         DO ifpr= 1, jpfld
908            ALLOCATE( sf(ifpr)%fnow(jpi,jpj,1) )
909            ALLOCATE( sf(ifpr)%fdta(jpi,jpj,1,2) )
910         END DO
911
912         ! fill sf with slf_i and control print
913         CALL fld_fill( sf, slf_i, cn_dir, 'cice_sbc_force', 'flux formulation for CICE', 'namsbc_cice' )
914         !
915      ENDIF
916
917      CALL fld_read( kt, nn_fsbc, sf )           ! Read input fields and provides the
918      !                                          ! input fields at the current time-step
919
920      ! set the fluxes from read fields
921      sprecip(:,:) = sf(jp_snow)%fnow(:,:,1)
922      tprecip(:,:) = sf(jp_snow)%fnow(:,:,1)+sf(jp_rain)%fnow(:,:,1)
923! May be better to do this conversion somewhere else
924      qla_ice(:,:,1) = -Lsub*sf(jp_sblm)%fnow(:,:,1)
925      topmelt(:,:,1) = sf(jp_top1)%fnow(:,:,1)
926      topmelt(:,:,2) = sf(jp_top2)%fnow(:,:,1)
927      topmelt(:,:,3) = sf(jp_top3)%fnow(:,:,1)
928      topmelt(:,:,4) = sf(jp_top4)%fnow(:,:,1)
929      topmelt(:,:,5) = sf(jp_top5)%fnow(:,:,1)
930      botmelt(:,:,1) = sf(jp_bot1)%fnow(:,:,1)
931      botmelt(:,:,2) = sf(jp_bot2)%fnow(:,:,1)
932      botmelt(:,:,3) = sf(jp_bot3)%fnow(:,:,1)
933      botmelt(:,:,4) = sf(jp_bot4)%fnow(:,:,1)
934      botmelt(:,:,5) = sf(jp_bot5)%fnow(:,:,1)
935
936      ! control print (if less than 100 time-step asked)
937      IF( nitend-nit000 <= 100 .AND. lwp ) THEN
938         WRITE(numout,*) 
939         WRITE(numout,*) '        read forcing fluxes for CICE OK'
940         CALL FLUSH(numout)
941      ENDIF
942
943   END SUBROUTINE cice_sbc_force
944
945   SUBROUTINE nemo2cice( pn, pc, cd_type, psgn)
946      !!---------------------------------------------------------------------
947      !!                    ***  ROUTINE nemo2cice  ***
948      !! ** Purpose :   Transfer field in NEMO array to field in CICE array. 
949#if defined key_nemocice_decomp
950      !!             
951      !!                NEMO and CICE PE sub domains are identical, hence
952      !!                there is no need to gather or scatter data from
953      !!                one PE configuration to another.
954#else
955      !!                Automatically gather/scatter between
956      !!                different processors and blocks
957      !! ** Method :    A. Ensure all haloes are filled in NEMO field (pn)
958      !!                B. Gather pn into global array (png)
959      !!                C. Map png into CICE global array (pcg)
960      !!                D. Scatter pcg to CICE blocks (pc) + update haloes 
961#endif
962      !!---------------------------------------------------------------------
963
964      CHARACTER(len=1), INTENT( in ) ::   &
965          cd_type       ! nature of pn grid-point
966          !             !   = T or F gridpoints
967      REAL(wp), INTENT( in ) ::   &
968          psgn          ! control of the sign change
969          !             !   =-1 , the sign is modified following the type of b.c. used
970          !             !   = 1 , no sign change
971      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: pn
972#if !defined key_nemocice_decomp
973      REAL(wp), DIMENSION(jpiglo,jpjglo) :: png2
974      REAL (kind=dbl_kind), dimension(nx_global,ny_global) :: pcg
975#endif
976      REAL (kind=dbl_kind), dimension(nx_block,ny_block,max_blocks) :: pc
977      INTEGER (int_kind) :: &
978         field_type,        &! id for type of field (scalar, vector, angle)
979         grid_loc            ! id for location on horizontal grid
980                            !  (center, NEcorner, Nface, Eface)
981
982      INTEGER  ::   ji, jj, jn                      ! dummy loop indices
983
984!     A. Ensure all haloes are filled in NEMO field (pn)
985
986      CALL lbc_lnk( pn , cd_type, psgn )
987
988#if defined key_nemocice_decomp
989
990      ! Copy local domain data from NEMO to CICE field
991      pc(:,:,1)=0.0
992      DO jj=2,ny_block-1
993         DO ji=2,nx_block-1
994            pc(ji,jj,1)=pn(ji-1+ji_off,jj-1+jj_off)
995         ENDDO
996      ENDDO
997
998#else
999
1000!     B. Gather pn into global array (png)
1001
1002      IF ( jpnij > 1) THEN
1003         CALL mppsync
1004         CALL mppgather (pn,0,png) 
1005         CALL mppsync
1006      ELSE
1007         png(:,:,1)=pn(:,:)
1008      ENDIF
1009
1010!     C. Map png into CICE global array (pcg)
1011
1012! Need to make sure this is robust to changes in NEMO halo rows....
1013! (may be OK but not 100% sure)
1014
1015      IF (nproc==0) THEN     
1016!        pcg(:,:)=0.0
1017         DO jn=1,jpnij
1018            DO jj=nldjt(jn),nlejt(jn)
1019               DO ji=nldit(jn),nleit(jn)
1020                  png2(ji+nimppt(jn)-1,jj+njmppt(jn)-1)=png(ji,jj,jn)
1021               ENDDO
1022            ENDDO
1023         ENDDO
1024         DO jj=1,ny_global
1025            DO ji=1,nx_global
1026               pcg(ji,jj)=png2(ji+ji_off,jj+jj_off)
1027            ENDDO
1028         ENDDO
1029      ENDIF
1030
1031#endif
1032
1033      SELECT CASE ( cd_type )
1034         CASE ( 'T' )
1035            grid_loc=field_loc_center
1036         CASE ( 'F' )                             
1037            grid_loc=field_loc_NEcorner
1038      END SELECT
1039
1040      SELECT CASE ( NINT(psgn) )
1041         CASE ( -1 )
1042            field_type=field_type_vector
1043         CASE ( 1 )                             
1044            field_type=field_type_scalar
1045      END SELECT
1046
1047#if defined key_nemocice_decomp
1048      ! Ensure CICE halos are up to date
1049      CALL ice_HaloUpdate (pc, halo_info, grid_loc, field_type)
1050#else
1051!     D. Scatter pcg to CICE blocks (pc) + update halos
1052      CALL scatter_global(pc, pcg, 0, distrb_info, grid_loc, field_type)
1053#endif
1054
1055   END SUBROUTINE nemo2cice
1056
1057   SUBROUTINE cice2nemo ( pc, pn, cd_type, psgn )
1058      !!---------------------------------------------------------------------
1059      !!                    ***  ROUTINE cice2nemo  ***
1060      !! ** Purpose :   Transfer field in CICE array to field in NEMO array.
1061#if defined key_nemocice_decomp
1062      !!             
1063      !!                NEMO and CICE PE sub domains are identical, hence
1064      !!                there is no need to gather or scatter data from
1065      !!                one PE configuration to another.
1066#else 
1067      !!                Automatically deal with scatter/gather between
1068      !!                different processors and blocks
1069      !! ** Method :    A. Gather CICE blocks (pc) into global array (pcg)
1070      !!                B. Map pcg into NEMO global array (png)
1071      !!                C. Scatter png into NEMO field (pn) for each processor
1072      !!                D. Ensure all haloes are filled in pn
1073#endif
1074      !!---------------------------------------------------------------------
1075
1076      CHARACTER(len=1), INTENT( in ) ::   &
1077          cd_type       ! nature of pn grid-point
1078          !             !   = T or F gridpoints
1079      REAL(wp), INTENT( in ) ::   &
1080          psgn          ! control of the sign change
1081          !             !   =-1 , the sign is modified following the type of b.c. used
1082          !             !   = 1 , no sign change
1083      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: pn
1084
1085#if defined key_nemocice_decomp
1086      INTEGER (int_kind) :: &
1087         field_type,        & ! id for type of field (scalar, vector, angle)
1088         grid_loc             ! id for location on horizontal grid
1089                              ! (center, NEcorner, Nface, Eface)
1090#else
1091      REAL (kind=dbl_kind), dimension(nx_global,ny_global) :: pcg
1092#endif
1093
1094      REAL (kind=dbl_kind), dimension(nx_block,ny_block,max_blocks) :: pc
1095
1096      INTEGER  ::   ji, jj, jn                      ! dummy loop indices
1097
1098
1099#if defined key_nemocice_decomp
1100
1101      SELECT CASE ( cd_type )
1102         CASE ( 'T' )
1103            grid_loc=field_loc_center
1104         CASE ( 'F' )                             
1105            grid_loc=field_loc_NEcorner
1106      END SELECT
1107
1108      SELECT CASE ( NINT(psgn) )
1109         CASE ( -1 )
1110            field_type=field_type_vector
1111         CASE ( 1 )                             
1112            field_type=field_type_scalar
1113      END SELECT
1114
1115      CALL ice_HaloUpdate (pc, halo_info, grid_loc, field_type)
1116
1117
1118      pn(:,:)=0.0
1119      DO jj=1,jpjm1
1120         DO ji=1,jpim1
1121            pn(ji,jj)=pc(ji+1-ji_off,jj+1-jj_off,1)
1122         ENDDO
1123      ENDDO
1124
1125#else
1126
1127!      A. Gather CICE blocks (pc) into global array (pcg)
1128
1129      CALL gather_global(pcg, pc, 0, distrb_info)
1130
1131!     B. Map pcg into NEMO global array (png)
1132
1133! Need to make sure this is robust to changes in NEMO halo rows....
1134! (may be OK but not spent much time thinking about it)
1135! Note that non-existent pcg elements may be used below, but
1136! the lbclnk call on pn will replace these with sensible values
1137
1138      IF (nproc==0) THEN
1139         png(:,:,:)=0.0
1140         DO jn=1,jpnij
1141            DO jj=nldjt(jn),nlejt(jn)
1142               DO ji=nldit(jn),nleit(jn)
1143                  png(ji,jj,jn)=pcg(ji+nimppt(jn)-1-ji_off,jj+njmppt(jn)-1-jj_off)
1144               ENDDO
1145            ENDDO
1146         ENDDO
1147      ENDIF
1148
1149!     C. Scatter png into NEMO field (pn) for each processor
1150
1151      IF ( jpnij > 1) THEN
1152         CALL mppsync
1153         CALL mppscatter (png,0,pn) 
1154         CALL mppsync
1155      ELSE
1156         pn(:,:)=png(:,:,1)
1157      ENDIF
1158
1159#endif
1160
1161!     D. Ensure all haloes are filled in pn
1162
1163      CALL lbc_lnk( pn , cd_type, psgn )
1164
1165   END SUBROUTINE cice2nemo
1166
1167#else
1168   !!----------------------------------------------------------------------
1169   !!   Default option           Dummy module         NO CICE sea-ice model
1170   !!----------------------------------------------------------------------
1171   !! $Id$
1172CONTAINS
1173
1174   SUBROUTINE sbc_ice_cice ( kt, ksbc )     ! Dummy routine
1175      WRITE(*,*) 'sbc_ice_cice: You should not have seen this print! error?', kt
1176   END SUBROUTINE sbc_ice_cice
1177
1178   SUBROUTINE cice_sbc_init (ksbc)    ! Dummy routine
1179      WRITE(*,*) 'cice_sbc_init: You should not have seen this print! error?'
1180   END SUBROUTINE cice_sbc_init
1181
1182   SUBROUTINE cice_sbc_final     ! Dummy routine
1183      WRITE(*,*) 'cice_sbc_final: You should not have seen this print! error?'
1184   END SUBROUTINE cice_sbc_final
1185
1186#endif
1187
1188   !!======================================================================
1189END MODULE sbcice_cice
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.