source: branches/UKMO/dev_r5518_GO6_package_text_diagnostics/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/DOM/istate.F90 @ 10774

Last change on this file since 10774 was 10774, checked in by andmirek, 20 months ago

GMED 450 add flush after prints

File size: 27.6 KB
Line 
1MODULE istate
2   !!======================================================================
3   !!                     ***  MODULE  istate  ***
4   !! Ocean state   :  initial state setting
5   !!=====================================================================
6   !! History :  OPA  !  1989-12  (P. Andrich)  Original code
7   !!            5.0  !  1991-11  (G. Madec)  rewritting
8   !!            6.0  !  1996-01  (G. Madec)  terrain following coordinates
9   !!            8.0  !  2001-09  (M. Levy, M. Ben Jelloul)  istate_eel
10   !!            8.0  !  2001-09  (M. Levy, M. Ben Jelloul)  istate_uvg
11   !!   NEMO     1.0  !  2003-08  (G. Madec, C. Talandier)  F90: Free form, modules + EEL R5
12   !!             -   !  2004-05  (A. Koch-Larrouy)  istate_gyre
13   !!            2.0  !  2006-07  (S. Masson)  distributed restart using iom
14   !!            3.3  !  2010-10  (C. Ethe) merge TRC-TRA
15   !!            3.4  !  2011-04  (G. Madec) Merge of dtatem and dtasal & suppression of tb,tn/sb,sn
16   !!----------------------------------------------------------------------
17
18   !!----------------------------------------------------------------------
19   !!   istate_init   : initial state setting
20   !!   istate_tem    : analytical profile for initial Temperature
21   !!   istate_sal    : analytical profile for initial Salinity
22   !!   istate_eel    : initial state setting of EEL R5 configuration
23   !!   istate_gyre   : initial state setting of GYRE configuration
24   !!   istate_uvg    : initial velocity in geostropic balance
25   !!----------------------------------------------------------------------
26   USE oce             ! ocean dynamics and active tracers
27   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
28   USE c1d             ! 1D vertical configuration
29   USE daymod          ! calendar
30   USE eosbn2          ! eq. of state, Brunt Vaisala frequency (eos     routine)
31   USE ldftra_oce      ! ocean active tracers: lateral physics
32   USE zdf_oce         ! ocean vertical physics
33   USE phycst          ! physical constants
34   USE dtatsd          ! data temperature and salinity   (dta_tsd routine)
35   USE dtauvd          ! data: U & V current             (dta_uvd routine)
36   USE zpshde          ! partial step: hor. derivative (zps_hde routine)
37   USE eosbn2          ! equation of state            (eos bn2 routine)
38   USE domvvl          ! varying vertical mesh
39   USE dynspg_oce      ! pressure gradient schemes
40   USE dynspg_flt      ! filtered free surface
41   USE sol_oce         ! ocean solver variables
42   !
43   USE in_out_manager  ! I/O manager
44   USE iom             ! I/O library
45   USE lib_mpp         ! MPP library
46   USE restart         ! restart
47   USE wrk_nemo        ! Memory allocation
48   USE timing          ! Timing
49
50   IMPLICIT NONE
51   PRIVATE
52
53   PUBLIC   istate_init   ! routine called by step.F90
54
55   !! * Substitutions
56#  include "domzgr_substitute.h90"
57#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
58   !!----------------------------------------------------------------------
59   !! NEMO/OPA 3.7 , NEMO Consortium (2014)
60   !! $Id$
61   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
62   !!----------------------------------------------------------------------
63CONTAINS
64
65   SUBROUTINE istate_init
66      !!----------------------------------------------------------------------
67      !!                   ***  ROUTINE istate_init  ***
68      !!
69      !! ** Purpose :   Initialization of the dynamics and tracer fields.
70      !!----------------------------------------------------------------------
71      INTEGER ::   ji, jj, jk   ! dummy loop indices
72      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:,:) ::   zuvd    ! U & V data workspace
73      !!----------------------------------------------------------------------
74      !
75      IF( nn_timing == 1 )   CALL timing_start('istate_init')
76      !
77
78      IF(lwp) WRITE(numout,*) ' '
79      IF(lwp) WRITE(numout,*) 'istate_ini : Initialization of the dynamics and tracers'
80      IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~'
81      IF(lwp .AND. lflush) CALL flush(numout)
82
83      CALL dta_tsd_init                       ! Initialisation of T & S input data
84      IF( lk_c1d ) CALL dta_uvd_init          ! Initialization of U & V input data
85
86      rhd  (:,:,:  ) = 0._wp   ;   rhop (:,:,:  ) = 0._wp      ! set one for all to 0 at level jpk
87      rn2b (:,:,:  ) = 0._wp   ;   rn2  (:,:,:  ) = 0._wp      ! set one for all to 0 at levels 1 and jpk
88      tsa  (:,:,:,:) = 0._wp                                   ! set one for all to 0 at level jpk
89      rab_b(:,:,:,:) = 0._wp   ;   rab_n(:,:,:,:) = 0._wp      ! set one for all to 0 at level jpk
90
91      IF( ln_rstart ) THEN                    ! Restart from a file
92         !                                    ! -------------------
93         CALL rst_read                           ! Read the restart file
94         CALL day_init                           ! model calendar (using both namelist and restart infos)
95      ELSE
96         !                                    ! Start from rest
97         !                                    ! ---------------
98         numror = 0                              ! define numror = 0 -> no restart file to read
99         neuler = 0                              ! Set time-step indicator at nit000 (euler forward)
100         CALL day_init                           ! model calendar (using both namelist and restart infos)
101         !                                       ! Initialization of ocean to zero
102         !   before fields      !       now fields     
103         sshb (:,:)   = 0._wp   ;   sshn (:,:)   = 0._wp
104         ub   (:,:,:) = 0._wp   ;   un   (:,:,:) = 0._wp
105         vb   (:,:,:) = 0._wp   ;   vn   (:,:,:) = 0._wp 
106         rotb (:,:,:) = 0._wp   ;   rotn (:,:,:) = 0._wp
107         hdivb(:,:,:) = 0._wp   ;   hdivn(:,:,:) = 0._wp
108         !
109         IF( cp_cfg == 'eel' ) THEN
110            CALL istate_eel                      ! EEL   configuration : start from pre-defined U,V T-S fields
111         ELSEIF( cp_cfg == 'gyre' ) THEN         
112            CALL istate_gyre                     ! GYRE  configuration : start from pre-defined T-S fields
113         ELSE                                    ! Initial T-S, U-V fields read in files
114            IF ( ln_tsd_init ) THEN              ! read 3D T and S data at nit000
115               CALL dta_tsd( nit000, tsb ) 
116               tsn(:,:,:,:) = tsb(:,:,:,:)
117               !
118            ELSE                                 ! Initial T-S fields defined analytically
119               CALL istate_t_s
120            ENDIF
121            IF ( ln_uvd_init .AND. lk_c1d ) THEN ! read 3D U and V data at nit000
122               CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, 2, zuvd )
123               CALL dta_uvd( nit000, zuvd )
124               ub(:,:,:) = zuvd(:,:,:,1) ;  un(:,:,:) = ub(:,:,:)
125               vb(:,:,:) = zuvd(:,:,:,2) ;  vn(:,:,:) = vb(:,:,:)
126               CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, 2, zuvd )
127            ENDIF
128         ENDIF
129         !
130         CALL eos( tsb, rhd, rhop, gdept_0(:,:,:) )        ! before potential and in situ densities
131#if ! defined key_c1d
132         IF( ln_zps .AND. .NOT. ln_isfcav)                                 &
133            &            CALL zps_hde    ( nit000, jpts, tsb, gtsu, gtsv,  &    ! Partial steps: before horizontal gradient
134            &                                            rhd, gru , grv    )  ! of t, s, rd at the last ocean level
135         IF( ln_zps .AND.       ln_isfcav)                                 &
136            &            CALL zps_hde_isf( nit000, jpts, tsb, gtsu, gtsv,  &    ! Partial steps for top cell (ISF)
137            &                                            rhd, gru , grv , aru , arv , gzu , gzv , ge3ru , ge3rv ,   &
138            &                                     gtui, gtvi, grui, grvi, arui, arvi, gzui, gzvi, ge3rui, ge3rvi    ) ! of t, s, rd at the last ocean level
139#endif
140         !   
141         ! - ML - sshn could be modified by istate_eel, so that initialization of fse3t_b is done here
142         IF( lk_vvl ) THEN
143            DO jk = 1, jpk
144               fse3t_b(:,:,jk) = fse3t_n(:,:,jk)
145            ENDDO
146         ENDIF
147         !
148      ENDIF
149      !
150      IF( lk_agrif ) THEN                  ! read free surface arrays in restart file
151         IF( ln_rstart ) THEN
152            IF( lk_dynspg_flt )  THEN      ! read or initialize the following fields
153               !                           ! gcx, gcxb for agrif_opa_init
154               IF( sol_oce_alloc()  > 0 )   CALL ctl_stop('agrif sol_oce_alloc: allocation of arrays failed')
155               CALL flt_rst( nit000, 'READ' )
156            ENDIF
157         ENDIF                             ! explicit case not coded yet with AGRIF
158      ENDIF
159      !
160      !
161      ! Initialize "now" and "before" barotropic velocities:
162      ! Do it whatever the free surface method, these arrays
163      ! being eventually used
164      !
165      !
166      un_b(:,:) = 0._wp ; vn_b(:,:) = 0._wp
167      ub_b(:,:) = 0._wp ; vb_b(:,:) = 0._wp
168      !
169      DO jk = 1, jpkm1
170         DO jj = 1, jpj
171            DO ji = 1, jpi
172               un_b(ji,jj) = un_b(ji,jj) + fse3u_n(ji,jj,jk) * un(ji,jj,jk) * umask(ji,jj,jk)
173               vn_b(ji,jj) = vn_b(ji,jj) + fse3v_n(ji,jj,jk) * vn(ji,jj,jk) * vmask(ji,jj,jk)
174               !
175               ub_b(ji,jj) = ub_b(ji,jj) + fse3u_b(ji,jj,jk) * ub(ji,jj,jk) * umask(ji,jj,jk)
176               vb_b(ji,jj) = vb_b(ji,jj) + fse3v_b(ji,jj,jk) * vb(ji,jj,jk) * vmask(ji,jj,jk)
177            END DO
178         END DO
179      END DO
180      !
181      un_b(:,:) = un_b(:,:) * hur  (:,:)
182      vn_b(:,:) = vn_b(:,:) * hvr  (:,:)
183      !
184      ub_b(:,:) = ub_b(:,:) * hur_b(:,:)
185      vb_b(:,:) = vb_b(:,:) * hvr_b(:,:)
186      !
187      !
188      IF( nn_timing == 1 )   CALL timing_stop('istate_init')
189      !
190   END SUBROUTINE istate_init
191
192
193   SUBROUTINE istate_t_s
194      !!---------------------------------------------------------------------
195      !!                  ***  ROUTINE istate_t_s  ***
196      !!   
197      !! ** Purpose :   Intialization of the temperature field with an
198      !!      analytical profile or a file (i.e. in EEL configuration)
199      !!
200      !! ** Method  : - temperature: use Philander analytic profile
201      !!              - salinity   : use to a constant value 35.5
202      !!
203      !! References :  Philander ???
204      !!----------------------------------------------------------------------
205      INTEGER  :: ji, jj, jk
206      REAL(wp) ::   zsal = 35.50
207      !!----------------------------------------------------------------------
208      !
209      IF(lwp) WRITE(numout,*)
210      IF(lwp) WRITE(numout,*) 'istate_t_s : Philander s initial temperature profile'
211      IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~   and constant salinity (',zsal,' psu)'
212      IF(lwp .AND. lflush) CALL flush(numout)
213      !
214      DO jk = 1, jpk
215         tsn(:,:,jk,jp_tem) = (  ( ( 7.5 - 0. * ABS( gphit(:,:) )/30. ) * ( 1.-TANH((fsdept(:,:,jk)-80.)/30.) )   &
216            &                + 10. * ( 5000. - fsdept(:,:,jk) ) /5000.)  ) * tmask(:,:,jk)
217         tsb(:,:,jk,jp_tem) = tsn(:,:,jk,jp_tem)
218      END DO
219      tsn(:,:,:,jp_sal) = zsal * tmask(:,:,:)
220      tsb(:,:,:,jp_sal) = tsn(:,:,:,jp_sal)
221      !
222   END SUBROUTINE istate_t_s
223
224
225   SUBROUTINE istate_eel
226      !!----------------------------------------------------------------------
227      !!                   ***  ROUTINE istate_eel  ***
228      !!
229      !! ** Purpose :   Initialization of the dynamics and tracers for EEL R5
230      !!      configuration (channel with or without a topographic bump)
231      !!
232      !! ** Method  : - set temprature field
233      !!              - set salinity field
234      !!              - set velocity field including horizontal divergence
235      !!                and relative vorticity fields
236      !!----------------------------------------------------------------------
237      USE divcur     ! hor. divergence & rel. vorticity      (div_cur routine)
238      USE iom
239      !
240      INTEGER  ::   inum              ! temporary logical unit
241      INTEGER  ::   ji, jj, jk        ! dummy loop indices
242      INTEGER  ::   ijloc
243      REAL(wp) ::   zh1, zh2, zslope, zcst, zfcor   ! temporary scalars
244      REAL(wp) ::   zt1  = 15._wp                   ! surface temperature value (EEL R5)
245      REAL(wp) ::   zt2  =  5._wp                   ! bottom  temperature value (EEL R5)
246      REAL(wp) ::   zsal = 35.0_wp                  ! constant salinity (EEL R2, R5 and R6)
247      REAL(wp) ::   zueel = 0.1_wp                  ! constant uniform zonal velocity (EEL R5)
248      REAL(wp), DIMENSION(jpiglo,jpjglo) ::   zssh  ! initial ssh over the global domain
249      !!----------------------------------------------------------------------
250      !
251      SELECT CASE ( jp_cfg ) 
252         !                                              ! ====================
253         CASE ( 5 )                                     ! EEL R5 configuration
254            !                                           ! ====================
255            !
256            ! set temperature field with a linear profile
257            ! -------------------------------------------
258            IF(lwp) WRITE(numout,*)
259            IF(lwp) WRITE(numout,*) 'istate_eel : EEL R5: linear temperature profile'
260            IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~'
261            !
262            zh1 = gdept_1d(  1  )
263            zh2 = gdept_1d(jpkm1)
264            !
265            zslope = ( zt1 - zt2 ) / ( zh1 - zh2 )
266            zcst   = ( zt1 * ( zh1 - zh2) - ( zt1 - zt2 ) * zh1 ) / ( zh1 - zh2 )
267            !
268            DO jk = 1, jpk
269               tsn(:,:,jk,jp_tem) = ( zt2 + zt1 * exp( - fsdept(:,:,jk) / 1000 ) ) * tmask(:,:,jk)
270               tsb(:,:,jk,jp_tem) = tsn(:,:,jk,jp_tem)
271            END DO
272            !
273            IF(lwp) CALL prizre( tsn(:,:,:,jp_tem), jpi   , jpj   , jpk   , jpj/2 ,   &
274               &                             1     , jpi   , 5     , 1     , jpk   ,   &
275               &                             1     , 1.    , numout                  )
276            !
277            ! set salinity field to a constant value
278            ! --------------------------------------
279            IF(lwp) WRITE(numout,*)
280            IF(lwp) WRITE(numout,*) 'istate_eel : EEL R5: constant salinity field, S = ', zsal
281            IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~'
282            !
283            tsn(:,:,:,jp_sal) = zsal * tmask(:,:,:)
284            tsb(:,:,:,jp_sal) = tsn(:,:,:,jp_sal)
285            !
286            ! set the dynamics: U,V, hdiv, rot (and ssh if necessary)
287            ! ----------------
288            ! Start EEL5 configuration with barotropic geostrophic velocities
289            ! according the sshb and sshn SSH imposed.
290            ! we assume a uniform grid (hence the use of e1t(1,1) for delta_y)
291            ! we use the Coriolis frequency at mid-channel.   
292            ub(:,:,:) = zueel * umask(:,:,:)
293            un(:,:,:) = ub(:,:,:)
294            ijloc = mj0(INT(jpjglo-1)/2)
295            zfcor = ff(1,ijloc)
296            !
297            DO jj = 1, jpjglo
298               zssh(:,jj) = - (FLOAT(jj)- FLOAT(jpjglo-1)/2.)*zueel*e1t(1,1)*zfcor/grav 
299            END DO
300            !
301            IF(lwp) THEN
302               WRITE(numout,*) ' Uniform zonal velocity for EEL R5:',zueel
303               WRITE(numout,*) ' Geostrophic SSH profile as a function of y:'
304               WRITE(numout,'(12(1x,f6.2))') zssh(1,:)
305            ENDIF
306            !
307            DO jj = 1, nlcj
308               DO ji = 1, nlci
309                  sshb(ji,jj) = zssh( mig(ji) , mjg(jj) ) * tmask(ji,jj,1)
310               END DO
311            END DO
312            sshb(nlci+1:jpi,      :   ) = 0.e0      ! set to zero extra mpp columns
313            sshb(      :   ,nlcj+1:jpj) = 0.e0      ! set to zero extra mpp rows
314            !
315            sshn(:,:) = sshb(:,:)                   ! set now ssh to the before value
316            !
317            IF( nn_rstssh /= 0 ) THEN 
318               nn_rstssh = 0                        ! hand-made initilization of ssh
319               CALL ctl_warn( 'istate_eel: force nn_rstssh = 0' )
320            ENDIF
321            !
322            CALL div_cur( nit000 )                  ! horizontal divergence and relative vorticity (curl)
323            ! N.B. the vertical velocity will be computed from the horizontal divergence field
324            ! in istate by a call to wzv routine
325
326
327            !                                     ! ==========================
328         CASE ( 2 , 6 )                           ! EEL R2 or R6 configuration
329            !                                     ! ==========================
330            !
331            ! set temperature field with a NetCDF file
332            ! ----------------------------------------
333            IF(lwp) WRITE(numout,*)
334            IF(lwp) WRITE(numout,*) 'istate_eel : EEL R2 or R6: read initial temperature in a NetCDF file'
335            IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~'
336            !
337            CALL iom_open ( 'eel.initemp', inum )
338            CALL iom_get ( inum, jpdom_data, 'initemp', tsb(:,:,:,jp_tem) ) ! read before temprature (tb)
339            CALL iom_close( inum )
340            !
341            tsn(:,:,:,jp_tem) = tsb(:,:,:,jp_tem)                            ! set nox temperature to tb
342            !
343            IF(lwp) CALL prizre( tsn(:,:,:,jp_tem), jpi   , jpj   , jpk   , jpj/2 ,   &
344               &                            1     , jpi   , 5     , 1     , jpk   ,   &
345               &                            1     , 1.    , numout                  )
346            !
347            ! set salinity field to a constant value
348            ! --------------------------------------
349            IF(lwp) WRITE(numout,*)
350            IF(lwp) WRITE(numout,*) 'istate_eel : EEL R5: constant salinity field, S = ', zsal
351            IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~'
352            !
353            tsn(:,:,:,jp_sal) = zsal * tmask(:,:,:)
354            tsb(:,:,:,jp_sal) = tsn(:,:,:,jp_sal)
355            !
356            !                                    ! ===========================
357         CASE DEFAULT                            ! NONE existing configuration
358            !                                    ! ===========================
359            WRITE(ctmp1,*) 'EEL with a ', jp_cfg,' km resolution is not coded'
360            CALL ctl_stop( ctmp1 )
361            !
362      END SELECT
363      !
364      IF(lwp .AND. lflush) CALL flush(numout)
365      !
366   END SUBROUTINE istate_eel
367
368
369   SUBROUTINE istate_gyre
370      !!----------------------------------------------------------------------
371      !!                   ***  ROUTINE istate_gyre  ***
372      !!
373      !! ** Purpose :   Initialization of the dynamics and tracers for GYRE
374      !!      configuration (double gyre with rotated domain)
375      !!
376      !! ** Method  : - set temprature field
377      !!              - set salinity field
378      !!----------------------------------------------------------------------
379      INTEGER :: ji, jj, jk  ! dummy loop indices
380      INTEGER            ::   inum          ! temporary logical unit
381      INTEGER, PARAMETER ::   ntsinit = 0   ! (0/1) (analytical/input data files) T&S initialization
382      !!----------------------------------------------------------------------
383      !
384      SELECT CASE ( ntsinit)
385      !
386      CASE ( 0 )                  ! analytical T/S profil deduced from LEVITUS
387         IF(lwp) WRITE(numout,*)
388         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'istate_gyre : initial analytical T and S profil deduced from LEVITUS '
389         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~'
390         !
391         DO jk = 1, jpk
392            DO jj = 1, jpj
393               DO ji = 1, jpi
394                  tsn(ji,jj,jk,jp_tem) = (  16. - 12. * TANH( (fsdept(ji,jj,jk) - 400) / 700 )         )   &
395                       &           * (-TANH( (500-fsdept(ji,jj,jk)) / 150 ) + 1) / 2               &
396                       &       + (      15. * ( 1. - TANH( (fsdept(ji,jj,jk)-50.) / 1500.) )       &
397                       &                - 1.4 * TANH((fsdept(ji,jj,jk)-100.) / 100.)               &   
398                       &                + 7.  * (1500. - fsdept(ji,jj,jk)) / 1500.             )   & 
399                       &           * (-TANH( (fsdept(ji,jj,jk) - 500) / 150) + 1) / 2
400                  tsn(ji,jj,jk,jp_tem) = tsn(ji,jj,jk,jp_tem) * tmask(ji,jj,jk)
401                  tsb(ji,jj,jk,jp_tem) = tsn(ji,jj,jk,jp_tem)
402
403                  tsn(ji,jj,jk,jp_sal) =  (  36.25 - 1.13 * TANH( (fsdept(ji,jj,jk) - 305) / 460 )  )  &
404                     &              * (-TANH((500 - fsdept(ji,jj,jk)) / 150) + 1) / 2          &
405                     &          + (  35.55 + 1.25 * (5000. - fsdept(ji,jj,jk)) / 5000.         &
406                     &                - 1.62 * TANH( (fsdept(ji,jj,jk) - 60.  ) / 650. )       &
407                     &                + 0.2  * TANH( (fsdept(ji,jj,jk) - 35.  ) / 100. )       &
408                     &                + 0.2  * TANH( (fsdept(ji,jj,jk) - 1000.) / 5000.)    )  &
409                     &              * (-TANH((fsdept(ji,jj,jk) - 500) / 150) + 1) / 2 
410                  tsn(ji,jj,jk,jp_sal) = tsn(ji,jj,jk,jp_sal) * tmask(ji,jj,jk)
411                  tsb(ji,jj,jk,jp_sal) = tsn(ji,jj,jk,jp_sal)
412               END DO
413            END DO
414         END DO
415         !
416      CASE ( 1 )                  ! T/S data fields read in dta_tem.nc/data_sal.nc files
417         IF(lwp) WRITE(numout,*)
418         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'istate_gyre : initial T and S read from dta_tem.nc/data_sal.nc files'
419         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~'
420         IF(lwp) WRITE(numout,*) '              NetCDF FORMAT'
421
422         ! Read temperature field
423         ! ----------------------
424         CALL iom_open ( 'data_tem', inum )
425         CALL iom_get ( inum, jpdom_data, 'votemper', tsn(:,:,:,jp_tem) ) 
426         CALL iom_close( inum )
427
428         tsn(:,:,:,jp_tem) = tsn(:,:,:,jp_tem) * tmask(:,:,:) 
429         tsb(:,:,:,jp_tem) = tsn(:,:,:,jp_tem)
430
431         ! Read salinity field
432         ! -------------------
433         CALL iom_open ( 'data_sal', inum )
434         CALL iom_get ( inum, jpdom_data, 'vosaline', tsn(:,:,:,jp_sal) ) 
435         CALL iom_close( inum )
436
437         tsn(:,:,:,jp_sal) = tsn(:,:,:,jp_sal) * tmask(:,:,:) 
438         tsb(:,:,:,jp_sal) = tsn(:,:,:,jp_sal)
439         !
440      END SELECT
441      !
442      IF(lwp) THEN
443         WRITE(numout,*)
444         WRITE(numout,*) '              Initial temperature and salinity profiles:'
445         WRITE(numout, "(9x,' level   gdept_1d   temperature   salinity   ')" )
446         WRITE(numout, "(10x, i4, 3f10.2)" ) ( jk, gdept_1d(jk), tsn(2,2,jk,jp_tem), tsn(2,2,jk,jp_sal), jk = 1, jpk )
447      ENDIF
448      !
449      IF(lwp .AND. lflush) CALL flush(numout)
450      !
451   END SUBROUTINE istate_gyre
452
453
454   SUBROUTINE istate_uvg
455      !!----------------------------------------------------------------------
456      !!                  ***  ROUTINE istate_uvg  ***
457      !!
458      !! ** Purpose :   Compute the geostrophic velocities from (tn,sn) fields
459      !!
460      !! ** Method  :   Using the hydrostatic hypothesis the now hydrostatic
461      !!      pressure is computed by integrating the in-situ density from the
462      !!      surface to the bottom.
463      !!                 p=integral [ rau*g dz ]
464      !!----------------------------------------------------------------------
465      USE dynspg          ! surface pressure gradient             (dyn_spg routine)
466      USE divcur          ! hor. divergence & rel. vorticity      (div_cur routine)
467      USE lbclnk          ! ocean lateral boundary condition (or mpp link)
468      !
469      INTEGER ::   ji, jj, jk        ! dummy loop indices
470      INTEGER ::   indic             ! ???
471      REAL(wp) ::   zmsv, zphv, zmsu, zphu, zalfg     ! temporary scalars
472      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: zprn
473      !!----------------------------------------------------------------------
474      !
475      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zprn)
476      !
477      IF(lwp) WRITE(numout,*) 
478      IF(lwp) WRITE(numout,*) 'istate_uvg : Start from Geostrophy'
479      IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~'
480
481      ! Compute the now hydrostatic pressure
482      ! ------------------------------------
483
484      zalfg = 0.5 * grav * rau0
485     
486      zprn(:,:,1) = zalfg * fse3w(:,:,1) * ( 1 + rhd(:,:,1) )       ! Surface value
487
488      DO jk = 2, jpkm1                                              ! Vertical integration from the surface
489         zprn(:,:,jk) = zprn(:,:,jk-1)   &
490            &         + zalfg * fse3w(:,:,jk) * ( 2. + rhd(:,:,jk) + rhd(:,:,jk-1) )
491      END DO 
492
493      ! Compute geostrophic balance
494      ! ---------------------------
495      DO jk = 1, jpkm1
496         DO jj = 2, jpjm1
497            DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vertor opt.
498               zmsv = 1. / MAX(  umask(ji-1,jj+1,jk) + umask(ji  ,jj+1,jk)   &
499                               + umask(ji-1,jj  ,jk) + umask(ji  ,jj  ,jk) , 1.  )
500               zphv = ( zprn(ji  ,jj+1,jk) - zprn(ji-1,jj+1,jk) ) * umask(ji-1,jj+1,jk) / e1u(ji-1,jj+1)   &
501                    + ( zprn(ji+1,jj+1,jk) - zprn(ji  ,jj+1,jk) ) * umask(ji  ,jj+1,jk) / e1u(ji  ,jj+1)   &
502                    + ( zprn(ji  ,jj  ,jk) - zprn(ji-1,jj  ,jk) ) * umask(ji-1,jj  ,jk) / e1u(ji-1,jj  )   &
503                    + ( zprn(ji+1,jj  ,jk) - zprn(ji  ,jj  ,jk) ) * umask(ji  ,jj  ,jk) / e1u(ji  ,jj  )
504               zphv = 1. / rau0 * zphv * zmsv * vmask(ji,jj,jk)
505
506               zmsu = 1. / MAX(  vmask(ji+1,jj  ,jk) + vmask(ji  ,jj  ,jk)   &
507                               + vmask(ji+1,jj-1,jk) + vmask(ji  ,jj-1,jk) , 1.  )
508               zphu = ( zprn(ji+1,jj+1,jk) - zprn(ji+1,jj  ,jk) ) * vmask(ji+1,jj  ,jk) / e2v(ji+1,jj  )   &
509                    + ( zprn(ji  ,jj+1,jk) - zprn(ji  ,jj  ,jk) ) * vmask(ji  ,jj  ,jk) / e2v(ji  ,jj  )   &
510                    + ( zprn(ji+1,jj  ,jk) - zprn(ji+1,jj-1,jk) ) * vmask(ji+1,jj-1,jk) / e2v(ji+1,jj-1)   &
511                    + ( zprn(ji  ,jj  ,jk) - zprn(ji  ,jj-1,jk) ) * vmask(ji  ,jj-1,jk) / e2v(ji  ,jj-1)
512               zphu = 1. / rau0 * zphu * zmsu * umask(ji,jj,jk)
513
514               ! Compute the geostrophic velocities
515               un(ji,jj,jk) = -2. * zphu / ( ff(ji,jj) + ff(ji  ,jj-1) )
516               vn(ji,jj,jk) =  2. * zphv / ( ff(ji,jj) + ff(ji-1,jj  ) )
517            END DO
518         END DO
519      END DO
520
521      IF(lwp) WRITE(numout,*) '         we force to zero bottom velocity'
522
523      ! Susbtract the bottom velocity (level jpk-1 for flat bottom case)
524      ! to have a zero bottom velocity
525
526      DO jk = 1, jpkm1
527         un(:,:,jk) = ( un(:,:,jk) - un(:,:,jpkm1) ) * umask(:,:,jk)
528         vn(:,:,jk) = ( vn(:,:,jk) - vn(:,:,jpkm1) ) * vmask(:,:,jk)
529      END DO
530
531      CALL lbc_lnk( un, 'U', -1. )
532      CALL lbc_lnk( vn, 'V', -1. )
533     
534      ub(:,:,:) = un(:,:,:)
535      vb(:,:,:) = vn(:,:,:)
536     
537      ! WARNING !!!!!
538      ! after initializing u and v, we need to calculate the initial streamfunction bsf.
539      ! Otherwise, only the trend will be computed and the model will blow up (inconsistency).
540      ! to do that, we call dyn_spg with a special trick:
541      ! we fill ua and va with the velocities divided by dt, and the streamfunction will be brought to the
542      ! right value assuming the velocities have been set up in one time step.
543      ! we then set bsfd to zero (first guess for next step is d(psi)/dt = 0.)
544      !  sets up s false trend to calculate the barotropic streamfunction.
545
546      ua(:,:,:) = ub(:,:,:) / rdt
547      va(:,:,:) = vb(:,:,:) / rdt
548
549      ! calls dyn_spg. we assume euler time step, starting from rest.
550      indic = 0
551      CALL dyn_spg( nit000, indic )       ! surface pressure gradient
552
553      ! the new velocity is ua*rdt
554
555      CALL lbc_lnk( ua, 'U', -1. )
556      CALL lbc_lnk( va, 'V', -1. )
557
558      ub(:,:,:) = ua(:,:,:) * rdt
559      vb(:,:,:) = va(:,:,:) * rdt
560      ua(:,:,:) = 0.e0
561      va(:,:,:) = 0.e0
562      un(:,:,:) = ub(:,:,:)
563      vn(:,:,:) = vb(:,:,:)
564       
565      ! Compute the divergence and curl
566
567      CALL div_cur( nit000 )            ! now horizontal divergence and curl
568
569      hdivb(:,:,:) = hdivn(:,:,:)       ! set the before to the now value
570      rotb (:,:,:) = rotn (:,:,:)       ! set the before to the now value
571      !
572      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zprn)
573      !
574      IF(lwp .AND. lflush) CALL flush(numout)
575      !
576   END SUBROUTINE istate_uvg
577
578   !!=====================================================================
579END MODULE istate
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.