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trabbc.F90 in branches/UKMO/dev_r5518_GO6_under_ice_relax_dr_hook/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/TRA – NEMO

source: branches/UKMO/dev_r5518_GO6_under_ice_relax_dr_hook/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/TRA/trabbc.F90 @ 11738

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Line 
1MODULE trabbc
2   !!==============================================================================
3   !!                       ***  MODULE  trabbc  ***
4   !! Ocean active tracers:  bottom boundary condition (geothermal heat flux)
5   !!==============================================================================
6   !! History :  OPA  ! 1999-10 (G. Madec)  original code
7   !!   NEMO     1.0  ! 2002-08 (G. Madec)  free form + modules
8   !!             -   ! 2002-11 (A. Bozec)  tra_bbc_init: original code
9   !!            3.3  ! 2010-10 (G. Madec)  dynamical allocation + suppression of key_trabbc
10   !!             -   ! 2010-11 (G. Madec)  use mbkt array (deepest ocean t-level)
11   !!----------------------------------------------------------------------
12
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   !!   tra_bbc      : update the tracer trend at ocean bottom
15   !!   tra_bbc_init : initialization of geothermal heat flux trend
16   !!----------------------------------------------------------------------
17   USE oce             ! ocean variables
18   USE dom_oce         ! domain: ocean
19   USE phycst          ! physical constants
20   USE trd_oce         ! trends: ocean variables
21   USE trdtra          ! trends manager: tracers
22   USE in_out_manager  ! I/O manager
23   USE iom             ! I/O manager
24   USE fldread         ! read input fields
25   USE lbclnk            ! ocean lateral boundary conditions (or mpp link)
26   USE lib_mpp           ! distributed memory computing library
27   USE prtctl          ! Print control
28   USE wrk_nemo        ! Memory Allocation
29   USE timing          ! Timing
30
31   IMPLICIT NONE
32   PRIVATE
33
34   PUBLIC tra_bbc          ! routine called by step.F90
35   PUBLIC tra_bbc_init     ! routine called by opa.F90
36
37   !                                 !!* Namelist nambbc: bottom boundary condition *
38   LOGICAL, PUBLIC ::   ln_trabbc     !: Geothermal heat flux flag
39   INTEGER         ::   nn_geoflx     !  Geothermal flux (=1:constant flux, =2:read in file )
40   REAL(wp)        ::   rn_geoflx_cst !  Constant value of geothermal heat flux
41
42   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::   qgh_trd0   ! geothermal heating trend
43   TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf_qgh              ! structure of input qgh (file informations, fields read)
44 
45   !! * Substitutions
46#  include "domzgr_substitute.h90"
47   !!----------------------------------------------------------------------
48   !! NEMO/OPA 3.3 , NEMO Consortium (2010)
49   !! $Id$
50   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
51   !!----------------------------------------------------------------------
52CONTAINS
53
54   SUBROUTINE tra_bbc( kt )
55      !!----------------------------------------------------------------------
56      !!                  ***  ROUTINE tra_bbc  ***
57      !!
58      !! ** Purpose :   Compute the bottom boundary contition on temperature
59      !!              associated with geothermal heating and add it to the
60      !!              general trend of temperature equations.
61      !!
62      !! ** Method  :   The geothermal heat flux set to its constant value of
63      !!              86.4 mW/m2 (Stein and Stein 1992, Huang 1999).
64      !!       The temperature trend associated to this heat flux through the
65      !!       ocean bottom can be computed once and is added to the temperature
66      !!       trend juste above the bottom at each time step:
67      !!            ta = ta + Qsf / (rau0 rcp e3T) for k= mbkt
68      !!       Where Qsf is the geothermal heat flux.
69      !!
70      !! ** Action  : - update the temperature trends (ta) with the trend of
71      !!                the ocean bottom boundary condition
72      !!
73      !! References : Stein, C. A., and S. Stein, 1992, Nature, 359, 123-129.
74      !!              Emile-Geay and Madec, 2009, Ocean Science.
75      !!----------------------------------------------------------------------
76      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! ocean time-step index
77      !!
78      INTEGER  ::   ji, jj, ik    ! dummy loop indices
79      REAL(wp) ::   zqgh_trd      ! geothermal heat flux trend
80      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) ::   ztrdt
81      !!----------------------------------------------------------------------
82      !
83      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('tra_bbc')
84      !
85      IF( l_trdtra )   THEN         ! Save ta and sa trends
86         CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, ztrdt )
87         ztrdt(:,:,:) = tsa(:,:,:,jp_tem)
88      ENDIF
89      !
90      !                             !  Add the geothermal heat flux trend on temperature
91      DO jj = 2, jpjm1
92         DO ji = 2, jpim1
93            ik = mbkt(ji,jj)
94            zqgh_trd = qgh_trd0(ji,jj) / fse3t(ji,jj,ik)
95            tsa(ji,jj,ik,jp_tem) = tsa(ji,jj,ik,jp_tem) + zqgh_trd
96         END DO
97      END DO
98      !
99      CALL lbc_lnk( tsa(:,:,:,jp_tem) , 'T', 1. )
100      !
101      IF( l_trdtra ) THEN        ! Save the geothermal heat flux trend for diagnostics
102         ztrdt(:,:,:) = tsa(:,:,:,jp_tem) - ztrdt(:,:,:)
103         CALL trd_tra( kt, 'TRA', jp_tem, jptra_bbc, ztrdt )
104         CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, ztrdt )
105      ENDIF
106      !
107      IF(ln_ctl)   CALL prt_ctl( tab3d_1=tsa(:,:,:,jp_tem), clinfo1=' bbc  - Ta: ', mask1=tmask, clinfo3='tra-ta' )
108      !
109      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('tra_bbc')
110      !
111   END SUBROUTINE tra_bbc
112
113
114   SUBROUTINE tra_bbc_init
115      !!----------------------------------------------------------------------
116      !!                  ***  ROUTINE tra_bbc_init  ***
117      !!
118      !! ** Purpose :   Compute once for all the trend associated with geothermal
119      !!              heating that will be applied at each time step at the
120      !!              last ocean level
121      !!
122      !! ** Method  :   Read the nambbc namelist and check the parameters.
123      !!
124      !! ** Input   : - Namlist nambbc
125      !!              - NetCDF file  : geothermal_heating.nc ( if necessary )
126      !!
127      !! ** Action  : - read/fix the geothermal heat qgh_trd0
128      !!----------------------------------------------------------------------
129      USE iom
130      !!
131      INTEGER  ::   ji, jj              ! dummy loop indices
132      INTEGER  ::   inum                ! temporary logical unit
133      INTEGER  ::   ios                 ! Local integer output status for namelist read
134      INTEGER  ::   ierror              ! local integer
135      !
136      TYPE(FLD_N), DIMENSION (1)  ::   slf_q     ! array of namelist informations on the fields to read
137      TYPE(FLD_N)                 ::   sn_qgh    ! informations about the geotherm. field to be read
138      CHARACTER(len=256)          ::   cn_dir    ! Root directory for location of ssr files
139      !
140      NAMELIST/nambbc/ln_trabbc, nn_geoflx, rn_geoflx_cst, sn_qgh, cn_dir 
141      !!----------------------------------------------------------------------
142
143      REWIND( numnam_ref )              ! Namelist nambbc in reference namelist : Bottom momentum boundary condition
144      READ  ( numnam_ref, nambbc, IOSTAT = ios, ERR = 901)
145901   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nambbc in reference namelist', lwp )
146
147      REWIND( numnam_cfg )              ! Namelist nambbc in configuration namelist : Bottom momentum boundary condition
148      READ  ( numnam_cfg, nambbc, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
149902   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nambbc in configuration namelist', lwp )
150      IF(lwm) WRITE ( numond, nambbc )
151
152      IF(lwp) THEN                     ! Control print
153         WRITE(numout,*)
154         WRITE(numout,*) 'tra_bbc : Bottom Boundary Condition (bbc), apply a Geothermal heating'
155         WRITE(numout,*) '~~~~~~~   '
156         WRITE(numout,*) '   Namelist nambbc : set bbc parameters'
157         WRITE(numout,*) '      Apply a geothermal heating at ocean bottom   ln_trabbc     = ', ln_trabbc
158         WRITE(numout,*) '      type of geothermal flux                      nn_geoflx     = ', nn_geoflx
159         WRITE(numout,*) '      Constant geothermal flux value               rn_geoflx_cst = ', rn_geoflx_cst
160         WRITE(numout,*)
161      ENDIF
162
163      IF( ln_trabbc ) THEN             !==  geothermal heating  ==!
164         !
165         ALLOCATE( qgh_trd0(jpi,jpj) )    ! allocation
166         !
167         SELECT CASE ( nn_geoflx )        ! geothermal heat flux / (rauO * Cp)
168         !
169         CASE ( 1 )                          !* constant flux
170            IF(lwp) WRITE(numout,*) '      *** constant heat flux  =   ', rn_geoflx_cst
171            qgh_trd0(:,:) = r1_rau0_rcp * rn_geoflx_cst
172            !
173         CASE ( 2 )                          !* variable geothermal heat flux : read the geothermal fluxes in mW/m2
174            IF(lwp) WRITE(numout,*) '      *** variable geothermal heat flux'
175            !
176            slf_q(1) = sn_qgh
177            !
178            ALLOCATE( sf_qgh(1), STAT=ierror )
179            IF( ierror > 0 ) THEN
180               CALL ctl_stop( 'tra_bbc_init: unable to allocate sf_qgh structure' )   ;
181               RETURN
182            ENDIF
183            ALLOCATE( sf_qgh(1)%fnow(jpi,jpj,1)   )
184            IF( slf_q(1)%ln_tint )   ALLOCATE( sf_qgh(1)%fdta(jpi,jpj,1,2) )
185            ! fill sf_chl with sn_chl and control print
186            CALL fld_fill( sf_qgh, slf_q, cn_dir, 'tra_bbc_init',   &
187               &          'bottom temperature boundary condition', 'nambbc' )
188
189            CALL fld_read( nit000, 1, sf_qgh )                         ! Read qgh data
190            qgh_trd0(:,:) = r1_rau0_rcp * sf_qgh(1)%fnow(:,:,1) * 1.e-3 ! conversion in W/m2
191            !
192         CASE DEFAULT
193            WRITE(ctmp1,*) '     bad flag value for nn_geoflx = ', nn_geoflx
194            CALL ctl_stop( ctmp1 )
195            !
196         END SELECT
197         !
198      ELSE
199         IF(lwp) WRITE(numout,*) '      *** no geothermal heat flux'
200      ENDIF
201      !
202   END SUBROUTINE tra_bbc_init
203
204   !!======================================================================
205END MODULE trabbc
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.