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1MODULE dtatsd
2   !!======================================================================
3   !!                     ***  MODULE  dtatsd  ***
4   !! Ocean data  :  read ocean Temperature & Salinity Data from gridded data
5   !!======================================================================
6   !! History :  OPA  ! 1991-03  ()  Original code
7   !!             -   ! 1992-07  (M. Imbard)
8   !!            8.0  ! 1999-10  (M.A. Foujols, M. Imbard)  NetCDF FORMAT
9   !!   NEMO     1.0  ! 2002-06  (G. Madec)  F90: Free form and module
10   !!            3.3  ! 2010-10  (C. Bricaud, S. Masson)  use of fldread
11   !!            3.4  ! 2010-11  (G. Madec, C. Ethe) Merge of dtatem and dtasal + suppression of CPP keys
12   !!----------------------------------------------------------------------
13
14   !!----------------------------------------------------------------------
15   !!   dta_tsd      : read and time interpolated ocean Temperature & Salinity Data
16   !!----------------------------------------------------------------------
17   USE oce             ! ocean dynamics and tracers
18   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
19   USE fldread         ! read input fields
20   USE in_out_manager  ! I/O manager
21   USE phycst          ! physical constants
22   USE lib_mpp         ! MPP library
23   USE wrk_nemo        ! Memory allocation
24   USE timing          ! Timing
25
26   IMPLICIT NONE
27   PRIVATE
28
29   PUBLIC   dta_tsd_init   ! called by opa.F90
30   PUBLIC   dta_tsd        ! called by istate.F90 and tradmp.90
31
32   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_tsd_init      !: T & S data flag
33   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_tsd_tradmp    !: internal damping toward input data flag
34
35   TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf_tsd   ! structure of input SST (file informations, fields read)
36
37   !! * Substitutions
38#  include "domzgr_substitute.h90"
39   !!----------------------------------------------------------------------
40   !! NEMO/OPA 3.3 , NEMO Consortium (2010)
41   !! $Id$
42   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
43   !!----------------------------------------------------------------------
44CONTAINS
45
46   SUBROUTINE dta_tsd_init( ld_tradmp )
47      !!----------------------------------------------------------------------
48      !!                   ***  ROUTINE dta_tsd_init  ***
49      !!                   
50      !! ** Purpose :   initialisation of T & S input data
51      !!
52      !! ** Method  : - Read namtsd namelist
53      !!              - allocates T & S data structure
54      !!----------------------------------------------------------------------
55      LOGICAL, INTENT(in), OPTIONAL ::   ld_tradmp   ! force the initialization when tradp is used
56      !
57      INTEGER ::   ierr0, ierr1, ierr2, ierr3   ! temporary integers
58      !
59      CHARACTER(len=100)            ::   cn_dir          ! Root directory for location of ssr files
60      TYPE(FLD_N), DIMENSION( jpts) ::   slf_i           ! array of namelist informations on the fields to read
61      TYPE(FLD_N)                   ::   sn_tem, sn_sal
62      !!
63      NAMELIST/namtsd/   ln_tsd_init, ln_tsd_tradmp, cn_dir, sn_tem, sn_sal
64      INTEGER  ::   ios
65      !!----------------------------------------------------------------------
66      !
67      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('dta_tsd_init')
68      !
69      !  Initialisation
70      ierr0 = 0  ;  ierr1 = 0  ;  ierr2 = 0  ;  ierr3 = 0
71      !
72      REWIND( numnam_ref )              ! Namelist namtsd in reference namelist :
73      READ  ( numnam_ref, namtsd, IOSTAT = ios, ERR = 901)
74901   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namtsd in reference namelist', lwp )
75
76      REWIND( numnam_cfg )              ! Namelist namtsd in configuration namelist : Parameters of the run
77      READ  ( numnam_cfg, namtsd, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
78902   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namtsd in configuration namelist', lwp )
79      IF(lwm .AND. nprint > 2) WRITE ( numond, namtsd )
80
81      IF( PRESENT( ld_tradmp ) )   ln_tsd_tradmp = .TRUE.     ! forces the initialization when tradmp is used
82     
83      IF(lwp) THEN                  ! control print
84         WRITE(numout,*)
85         WRITE(numout,*) 'dta_tsd_init : Temperature & Salinity data '
86         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~ '
87         WRITE(numout,*) '   Namelist namtsd'
88         WRITE(numout,*) '      Initialisation of ocean T & S with T &S input data   ln_tsd_init   = ', ln_tsd_init
89         WRITE(numout,*) '      damping of ocean T & S toward T &S input data        ln_tsd_tradmp = ', ln_tsd_tradmp
90         WRITE(numout,*)
91         IF( .NOT.ln_tsd_init .AND. .NOT.ln_tsd_tradmp ) THEN
92            WRITE(numout,*)
93            WRITE(numout,*) '   T & S data not used'
94         ENDIF
95         IF(lflush) CALL flush(numout)
96      ENDIF
97      !
98      IF( ln_rstart .AND. ln_tsd_init ) THEN
99         CALL ctl_warn( 'dta_tsd_init: ocean restart and T & S data intialisation, ',   &
100            &           'we keep the restart T & S values and set ln_tsd_init to FALSE' )
101         ln_tsd_init = .FALSE.
102      ENDIF
103      !
104      !                             ! allocate the arrays (if necessary)
105      IF(  ln_tsd_init .OR. ln_tsd_tradmp  ) THEN
106         !
107         ALLOCATE( sf_tsd(jpts), STAT=ierr0 )
108         IF( ierr0 > 0 ) THEN
109            CALL ctl_stop( 'dta_tsd_init: unable to allocate sf_tsd structure' )   ;   RETURN
110         ENDIF
111         !
112                                ALLOCATE( sf_tsd(jp_tem)%fnow(jpi,jpj,jpk)   , STAT=ierr0 )
113         IF( sn_tem%ln_tint )   ALLOCATE( sf_tsd(jp_tem)%fdta(jpi,jpj,jpk,2) , STAT=ierr1 )
114                                ALLOCATE( sf_tsd(jp_sal)%fnow(jpi,jpj,jpk)   , STAT=ierr2 )
115         IF( sn_sal%ln_tint )   ALLOCATE( sf_tsd(jp_sal)%fdta(jpi,jpj,jpk,2) , STAT=ierr3 )
116         !
117         IF( ierr0 + ierr1 + ierr2 + ierr3 > 0 ) THEN
118            CALL ctl_stop( 'dta_tsd : unable to allocate T & S data arrays' )   ;   RETURN
119         ENDIF
120         !                         ! fill sf_tsd with sn_tem & sn_sal and control print
121         slf_i(jp_tem) = sn_tem   ;   slf_i(jp_sal) = sn_sal
122         CALL fld_fill( sf_tsd, slf_i, cn_dir, 'dta_tsd', 'Temperature & Salinity data', 'namtsd' )
123         !
124      ENDIF
125      !
126      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('dta_tsd_init')
127      !
128   END SUBROUTINE dta_tsd_init
129
130
131   SUBROUTINE dta_tsd( kt, ptsd )
132      !!----------------------------------------------------------------------
133      !!                   ***  ROUTINE dta_tsd  ***
134      !!                   
135      !! ** Purpose :   provides T and S data at kt
136      !!
137      !! ** Method  : - call fldread routine
138      !!              - ORCA_R2: add some hand made alteration to read data 
139      !!              - 'key_orca_lev10' interpolates on 10 times more levels
140      !!              - s- or mixed z-s coordinate: vertical interpolation on model mesh
141      !!              - ln_tsd_tradmp=F: deallocates the T-S data structure
142      !!                as T-S data are no are used
143      !!
144      !! ** Action  :   ptsd   T-S data on medl mesh and interpolated at time-step kt
145      !!----------------------------------------------------------------------
146      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kt     ! ocean time-step
147      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,jpts), INTENT(  out) ::   ptsd   ! T & S data
148      !
149      INTEGER ::   ji, jj, jk, jl, jkk   ! dummy loop indicies
150      INTEGER ::   ik, il0, il1, ii0, ii1, ij0, ij1   ! local integers
151      REAL(wp)::   zl, zi
152      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::  ztp, zsp   ! 1D workspace
153      !!----------------------------------------------------------------------
154      !
155      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('dta_tsd')
156      !
157      CALL fld_read( kt, 1, sf_tsd )      !==   read T & S data at kt time step   ==!
158      !
159      !
160      !                                   !==   ORCA_R2 configuration and T & S damping   ==!
161      IF( cp_cfg == "orca" .AND. jp_cfg == 2 .AND. ln_tsd_tradmp ) THEN    ! some hand made alterations
162         !
163         ij0 = 101   ;   ij1 = 109                       ! Reduced T & S in the Alboran Sea
164         ii0 = 141   ;   ii1 = 155
165         DO jj = mj0(ij0), mj1(ij1)
166            DO ji = mi0(ii0), mi1(ii1)
167               sf_tsd(jp_tem)%fnow(ji,jj,13:13) = sf_tsd(jp_tem)%fnow(ji,jj,13:13) - 0.20_wp
168               sf_tsd(jp_tem)%fnow(ji,jj,14:15) = sf_tsd(jp_tem)%fnow(ji,jj,14:15) - 0.35_wp
169               sf_tsd(jp_tem)%fnow(ji,jj,16:25) = sf_tsd(jp_tem)%fnow(ji,jj,16:25) - 0.40_wp
170               !
171               sf_tsd(jp_sal)%fnow(ji,jj,13:13) = sf_tsd(jp_sal)%fnow(ji,jj,13:13) - 0.15_wp
172               sf_tsd(jp_sal)%fnow(ji,jj,14:15) = sf_tsd(jp_sal)%fnow(ji,jj,14:15) - 0.25_wp
173               sf_tsd(jp_sal)%fnow(ji,jj,16:17) = sf_tsd(jp_sal)%fnow(ji,jj,16:17) - 0.30_wp
174               sf_tsd(jp_sal)%fnow(ji,jj,18:25) = sf_tsd(jp_sal)%fnow(ji,jj,18:25) - 0.35_wp
175            END DO
176         END DO
177         IF( nn_cla == 1 ) THEN                          ! Cross Land advection
178            il0 = 138   ;   il1 = 138                          ! set T & S profile at Gibraltar Strait
179            ij0 = 101   ;   ij1 = 102
180            ii0 = 139   ;   ii1 = 139
181            DO jl = mi0(il0), mi1(il1)
182               DO jj = mj0(ij0), mj1(ij1)
183                  DO ji = mi0(ii0), mi1(ii1)
184                     sf_tsd(jp_tem)%fnow(ji,jj,:) = sf_tsd(jp_tem)%fnow(jl,jj,:)
185                     sf_tsd(jp_sal)%fnow(ji,jj,:) = sf_tsd(jp_sal)%fnow(jl,jj,:)
186                  END DO
187               END DO
188            END DO
189            il0 = 164   ;   il1 = 164                          ! set T & S profile at Bab el Mandeb Strait
190            ij0 =  87   ;   ij1 =  88
191            ii0 = 161   ;   ii1 = 163
192            DO jl = mi0(il0), mi1(il1)
193               DO jj = mj0(ij0), mj1(ij1)
194                  DO ji = mi0(ii0), mi1(ii1)
195                     sf_tsd(jp_tem)%fnow(ji,jj,:) = sf_tsd(jp_tem)%fnow(jl,jj,:)
196                     sf_tsd(jp_sal)%fnow(ji,jj,:) = sf_tsd(jp_sal)%fnow(jl,jj,:)
197                  END DO
198               END DO
199            END DO
200         ELSE                                            ! No Cross Land advection
201            ij0 =  87   ;   ij1 =  96                          ! Reduced temperature in Red Sea
202            ii0 = 148   ;   ii1 = 160
203            sf_tsd(jp_tem)%fnow( mi0(ii0):mi1(ii1) , mj0(ij0):mj1(ij1) ,  4:10 ) = 7.0_wp
204            sf_tsd(jp_tem)%fnow( mi0(ii0):mi1(ii1) , mj0(ij0):mj1(ij1) , 11:13 ) = 6.5_wp
205            sf_tsd(jp_tem)%fnow( mi0(ii0):mi1(ii1) , mj0(ij0):mj1(ij1) , 14:20 ) = 6.0_wp
206         ENDIF
207      ENDIF
208      !
209      ptsd(:,:,:,jp_tem) = sf_tsd(jp_tem)%fnow(:,:,:)    ! NO mask
210      ptsd(:,:,:,jp_sal) = sf_tsd(jp_sal)%fnow(:,:,:) 
211      !
212      IF( ln_sco ) THEN                   !==   s- or mixed s-zps-coordinate   ==!
213         !
214         CALL wrk_alloc( jpk, ztp, zsp )
215         !
216         IF( kt == nit000 .AND. lwp )THEN
217            WRITE(numout,*)
218            WRITE(numout,*) 'dta_tsd: interpolates T & S data onto the s- or mixed s-z-coordinate mesh'
219            IF(lflush) CALL flush(numout)
220         ENDIF
221         !
222         DO jj = 1, jpj                         ! vertical interpolation of T & S
223            DO ji = 1, jpi
224               DO jk = 1, jpk                        ! determines the intepolated T-S profiles at each (i,j) points
225                  zl = gdept_0(ji,jj,jk)
226                  IF(     zl < gdept_1d(1  ) ) THEN          ! above the first level of data
227                     ztp(jk) =  ptsd(ji,jj,1    ,jp_tem)
228                     zsp(jk) =  ptsd(ji,jj,1    ,jp_sal)
229                  ELSEIF( zl > gdept_1d(jpk) ) THEN          ! below the last level of data
230                     ztp(jk) =  ptsd(ji,jj,jpkm1,jp_tem)
231                     zsp(jk) =  ptsd(ji,jj,jpkm1,jp_sal)
232                  ELSE                                      ! inbetween : vertical interpolation between jkk & jkk+1
233                     DO jkk = 1, jpkm1                                  ! when  gdept(jkk) < zl < gdept(jkk+1)
234                        IF( (zl-gdept_1d(jkk)) * (zl-gdept_1d(jkk+1)) <= 0._wp ) THEN
235                           zi = ( zl - gdept_1d(jkk) ) / (gdept_1d(jkk+1)-gdept_1d(jkk))
236                           ztp(jk) = ptsd(ji,jj,jkk,jp_tem) + ( ptsd(ji,jj,jkk+1,jp_tem) - ptsd(ji,jj,jkk,jp_tem) ) * zi 
237                           zsp(jk) = ptsd(ji,jj,jkk,jp_sal) + ( ptsd(ji,jj,jkk+1,jp_sal) - ptsd(ji,jj,jkk,jp_sal) ) * zi
238                        ENDIF
239                     END DO
240                  ENDIF
241               END DO
242               DO jk = 1, jpkm1
243                  ptsd(ji,jj,jk,jp_tem) = ztp(jk) * tmask(ji,jj,jk)     ! mask required for mixed zps-s-coord
244                  ptsd(ji,jj,jk,jp_sal) = zsp(jk) * tmask(ji,jj,jk)
245               END DO
246               ptsd(ji,jj,jpk,jp_tem) = 0._wp
247               ptsd(ji,jj,jpk,jp_sal) = 0._wp
248            END DO
249         END DO
250         !
251         CALL wrk_dealloc( jpk, ztp, zsp )
252         !
253      ELSE                                !==   z- or zps- coordinate   ==!
254         !                             
255         ptsd(:,:,:,jp_tem) = ptsd(:,:,:,jp_tem) * tmask(:,:,:)    ! Mask
256         ptsd(:,:,:,jp_sal) = ptsd(:,:,:,jp_sal) * tmask(:,:,:)
257         !
258         IF( ln_zps ) THEN                      ! zps-coordinate (partial steps) interpolation at the last ocean level
259            DO jj = 1, jpj
260               DO ji = 1, jpi
261                  ik = mbkt(ji,jj) 
262                  IF( ik > 1 ) THEN
263                     zl = ( gdept_1d(ik) - gdept_0(ji,jj,ik) ) / ( gdept_1d(ik) - gdept_1d(ik-1) )
264                     ptsd(ji,jj,ik,jp_tem) = (1.-zl) * ptsd(ji,jj,ik,jp_tem) + zl * ptsd(ji,jj,ik-1,jp_tem)
265                     ptsd(ji,jj,ik,jp_sal) = (1.-zl) * ptsd(ji,jj,ik,jp_sal) + zl * ptsd(ji,jj,ik-1,jp_sal)
266                  ENDIF
267                  ik = mikt(ji,jj)
268                  IF( ik > 1 ) THEN
269                     zl = ( gdept_0(ji,jj,ik) - gdept_1d(ik) ) / ( gdept_1d(ik+1) - gdept_1d(ik) ) 
270                     ptsd(ji,jj,ik,jp_tem) = (1.-zl) * ptsd(ji,jj,ik,jp_tem) + zl * ptsd(ji,jj,ik+1,jp_tem)
271                     ptsd(ji,jj,ik,jp_sal) = (1.-zl) * ptsd(ji,jj,ik,jp_sal) + zl * ptsd(ji,jj,ik+1,jp_sal)
272                  END IF
273               END DO
274            END DO
275         ENDIF
276         !
277      ENDIF
278      !
279      IF( lwp .AND. kt == nit000 .AND. nprint > 1) THEN
280         WRITE(numout,*) ' temperature Levitus '
281         WRITE(numout,*)
282         WRITE(numout,*)'  level = 1'
283         CALL prihre( ptsd(:,:,1    ,jp_tem), jpi, jpj, 1, jpi, 20, 1, jpj, 20, 1., numout )
284         WRITE(numout,*)'  level = ', jpk/2
285         CALL prihre( ptsd(:,:,jpk/2,jp_tem), jpi, jpj, 1, jpi, 20, 1, jpj, 20, 1., numout )
286         WRITE(numout,*)'  level = ', jpkm1
287         CALL prihre( ptsd(:,:,jpkm1,jp_tem), jpi, jpj, 1, jpi, 20, 1, jpj, 20, 1., numout )
288         WRITE(numout,*)
289         WRITE(numout,*) ' salinity Levitus '
290         WRITE(numout,*)
291         WRITE(numout,*)'  level = 1'
292         CALL prihre( ptsd(:,:,1    ,jp_sal), jpi, jpj, 1, jpi, 20, 1, jpj, 20, 1., numout )
293         WRITE(numout,*)'  level = ', jpk/2
294         CALL prihre( ptsd(:,:,jpk/2,jp_sal), jpi, jpj, 1, jpi, 20, 1, jpj, 20, 1., numout )
295         WRITE(numout,*)'  level = ', jpkm1
296         CALL prihre( ptsd(:,:,jpkm1,jp_sal), jpi, jpj, 1, jpi, 20, 1, jpj, 20, 1., numout )
297         WRITE(numout,*)
298         IF(lflush) CALL flush(numout)
299      ENDIF
300      !
301      IF( .NOT.ln_tsd_tradmp ) THEN                   !==   deallocate T & S structure   ==!
302         !                                              (data used only for initialisation)
303         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'dta_tsd: deallocte T & S arrays as they are only use to initialize the run'
304         IF(lwp .AND. lflush) CALL flush(numout)
305                                        DEALLOCATE( sf_tsd(jp_tem)%fnow )     ! T arrays in the structure
306         IF( sf_tsd(jp_tem)%ln_tint )   DEALLOCATE( sf_tsd(jp_tem)%fdta )
307                                        DEALLOCATE( sf_tsd(jp_sal)%fnow )     ! S arrays in the structure
308         IF( sf_tsd(jp_sal)%ln_tint )   DEALLOCATE( sf_tsd(jp_sal)%fdta )
309                                        DEALLOCATE( sf_tsd              )     ! the structure itself
310      ENDIF
311      !
312      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('dta_tsd')
313      !
314   END SUBROUTINE dta_tsd
315
316   !!======================================================================
317END MODULE dtatsd
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.