New URL for NEMO forge!   http://forge.nemo-ocean.eu

Since March 2022 along with NEMO 4.2 release, the code development moved to a self-hosted GitLab.
This present forge is now archived and remained online for history.
sbcice_cice.F90 in branches/UKMO/dev_r5518_coupling_GSI7_GSI8_landice/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC – NEMO

source: branches/UKMO/dev_r5518_coupling_GSI7_GSI8_landice/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC/sbcice_cice.F90 @ 5796

Last change on this file since 5796 was 5796, checked in by dancopsey, 9 years ago

Applied bug fix to sublimation of sea ice.

File size: 46.9 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
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      REAL(wp) ::   zcoefu, zcoefv, zcoeff            ! local scalar
175      INTEGER  ::   ji, jj, jl, jk                    ! dummy loop indices
176      !!---------------------------------------------------------------------
177
178      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('cice_sbc_init')
179      !
180      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, ztmp1, ztmp2 )
181      !
182      IF(lwp) WRITE(numout,*)'cice_sbc_init'
183
184      ji_off = INT ( (jpiglo - nx_global) / 2 )
185      jj_off = INT ( (jpjglo - ny_global) / 2 )
186
187      ! Set freezing temperatures and ensure consistencey between NEMO and CICE
188      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpk, ztfrz3d ) 
189      DO jk=1,jpk
190         ztfrz3d(:,:,jk) = eos_fzp( tsn(:,:,jk,jp_sal), fsdept_n(:,:,jk) )
191      ENDDO
192
193      !Ensure that no temperature points are below freezing if not a NEMO restart
194      IF( .NOT. ln_rstart ) THEN
195         tsn(:,:,:,jp_tem) = MAX (tsn(:,:,:,jp_tem),ztfrz3d)
196         tsb(:,:,:,jp_tem) = tsn(:,:,:,jp_tem)
197      ENDIF
198
199#if defined key_nemocice_decomp
200      ! Pass initial SST from NEMO to CICE so ice is initialised correctly if
201      ! there is no restart file.
202      ! Values from a CICE restart file would overwrite this
203      IF ( .NOT. ln_rstart ) THEN   
204         CALL nemo2cice( tsn(:,:,1,jp_tem) , sst , 'T' , 1.) 
205      ENDIF 
206#endif
207
208! Initialize CICE
209      CALL CICE_Initialize
210
211! Do some CICE consistency checks
212      IF ( (ksbc == jp_flx) .OR. (ksbc == jp_purecpl) ) THEN
213         IF ( calc_strair .OR. calc_Tsfc ) THEN
214            CALL ctl_stop( 'STOP', 'cice_sbc_init : Forcing option requires calc_strair=F and calc_Tsfc=F in ice_in' )
215         ENDIF
216      ELSEIF (ksbc == jp_core) THEN
217         IF ( .NOT. (calc_strair .AND. calc_Tsfc) ) THEN
218            CALL ctl_stop( 'STOP', 'cice_sbc_init : Forcing option requires calc_strair=T and calc_Tsfc=T in ice_in' )
219         ENDIF
220      ENDIF
221
222
223! allocate sbc_ice and sbc_cice arrays
224      IF( sbc_ice_alloc()      /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_ice_cice_alloc : unable to allocate arrays' )
225      IF( sbc_ice_cice_alloc() /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_ice_cice_alloc : unable to allocate cice arrays' )
226
227      ! Populate the surface freezing temperature array
228      sstfrz(:,:)=ztfrz3d(:,:,1)
229
230      fr_iu(:,:)=0.0
231      fr_iv(:,:)=0.0
232
233      CALL cice2nemo(aice,fr_i, 'T', 1. )
234      IF ( (ksbc == jp_flx) .OR. (ksbc == jp_purecpl) ) THEN
235         DO jl=1,ncat
236            CALL cice2nemo(aicen(:,:,jl,:),a_i(:,:,jl), 'T', 1. )
237         ENDDO
238      ENDIF
239
240! T point to U point
241! T point to V point
242      DO jj=1,jpjm1
243         DO ji=1,jpim1
244            fr_iu(ji,jj)=0.5*(fr_i(ji,jj)+fr_i(ji+1,jj))*umask(ji,jj,1)
245            fr_iv(ji,jj)=0.5*(fr_i(ji,jj)+fr_i(ji,jj+1))*vmask(ji,jj,1)
246         ENDDO
247      ENDDO
248
249      CALL lbc_lnk ( fr_iu , 'U', 1. )
250      CALL lbc_lnk ( fr_iv , 'V', 1. )
251
252      !                                      ! embedded sea ice
253      IF( nn_ice_embd /= 0 ) THEN            ! mass exchanges between ice and ocean (case 1 or 2) set the snow+ice mass
254         CALL cice2nemo(vsno(:,:,:),ztmp1,'T', 1. )
255         CALL cice2nemo(vice(:,:,:),ztmp2,'T', 1. )
256         snwice_mass  (:,:) = ( rhosn * ztmp1(:,:) + rhoic * ztmp2(:,:)  )
257         snwice_mass_b(:,:) = snwice_mass(:,:)
258      ELSE
259         snwice_mass  (:,:) = 0.0_wp         ! no mass exchanges
260         snwice_mass_b(:,:) = 0.0_wp         ! no mass exchanges
261      ENDIF
262      IF( .NOT. ln_rstart ) THEN
263         IF( nn_ice_embd == 2 ) THEN            ! full embedment (case 2) deplete the initial ssh below sea-ice area
264            sshn(:,:) = sshn(:,:) - snwice_mass(:,:) * r1_rau0
265            sshb(:,:) = sshb(:,:) - snwice_mass(:,:) * r1_rau0
266#if defined key_vvl           
267           ! key_vvl necessary? clem: yes for compilation purpose
268            DO jk = 1,jpkm1                     ! adjust initial vertical scale factors
269               fse3t_n(:,:,jk) = e3t_0(:,:,jk)*( 1._wp + sshn(:,:)*tmask(:,:,1)/(ht_0(:,:) + 1.0 - tmask(:,:,1)) )
270               fse3t_b(:,:,jk) = e3t_0(:,:,jk)*( 1._wp + sshb(:,:)*tmask(:,:,1)/(ht_0(:,:) + 1.0 - tmask(:,:,1)) )
271            ENDDO
272            fse3t_a(:,:,:) = fse3t_b(:,:,:)
273            ! Reconstruction of all vertical scale factors at now and before time
274            ! steps
275            ! =============================================================================
276            ! Horizontal scale factor interpolations
277            ! --------------------------------------
278            CALL dom_vvl_interpol( fse3t_b(:,:,:), fse3u_b(:,:,:), 'U' )
279            CALL dom_vvl_interpol( fse3t_b(:,:,:), fse3v_b(:,:,:), 'V' )
280            CALL dom_vvl_interpol( fse3t_n(:,:,:), fse3u_n(:,:,:), 'U' )
281            CALL dom_vvl_interpol( fse3t_n(:,:,:), fse3v_n(:,:,:), 'V' )
282            CALL dom_vvl_interpol( fse3u_n(:,:,:), fse3f_n(:,:,:), 'F' )
283            ! Vertical scale factor interpolations
284            ! ------------------------------------
285            CALL dom_vvl_interpol( fse3t_n(:,:,:), fse3w_n (:,:,:), 'W'  )
286            CALL dom_vvl_interpol( fse3u_n(:,:,:), fse3uw_n(:,:,:), 'UW' )
287            CALL dom_vvl_interpol( fse3v_n(:,:,:), fse3vw_n(:,:,:), 'VW' )
288            CALL dom_vvl_interpol( fse3u_b(:,:,:), fse3uw_b(:,:,:), 'UW' )
289            CALL dom_vvl_interpol( fse3v_b(:,:,:), fse3vw_b(:,:,:), 'VW' )
290            ! t- and w- points depth
291            ! ----------------------
292            fsdept_n(:,:,1) = 0.5_wp * fse3w_n(:,:,1)
293            fsdepw_n(:,:,1) = 0.0_wp
294            fsde3w_n(:,:,1) = fsdept_n(:,:,1) - sshn(:,:)
295            DO jk = 2, jpk
296               fsdept_n(:,:,jk) = fsdept_n(:,:,jk-1) + fse3w_n(:,:,jk)
297               fsdepw_n(:,:,jk) = fsdepw_n(:,:,jk-1) + fse3t_n(:,:,jk-1)
298               fsde3w_n(:,:,jk) = fsdept_n(:,:,jk  ) - sshn   (:,:)
299            END DO
300#endif
301         ENDIF
302      ENDIF
303 
304      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, ztmp1, ztmp2 )
305      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpk, ztfrz3d ) 
306      !
307      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('cice_sbc_init')
308      !
309   END SUBROUTINE cice_sbc_init
310
311   
312   SUBROUTINE cice_sbc_in (kt, ksbc)
313      !!---------------------------------------------------------------------
314      !!                    ***  ROUTINE cice_sbc_in  ***
315      !! ** Purpose: Set coupling fields and pass to CICE
316      !!---------------------------------------------------------------------
317      INTEGER, INTENT(in   ) ::   kt   ! ocean time step
318      INTEGER, INTENT(in   ) ::   ksbc ! surface forcing type
319
320      INTEGER  ::   ji, jj, jl                   ! dummy loop indices     
321      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER :: ztmp, zpice
322      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER :: ztmpn
323      REAL(wp) ::   zintb, zintn  ! dummy argument
324      !!---------------------------------------------------------------------
325
326      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('cice_sbc_in')
327      !
328      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, ztmp, zpice )
329      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,ncat, ztmpn )
330
331      IF( kt == nit000 )  THEN
332         IF(lwp) WRITE(numout,*)'cice_sbc_in'
333      ENDIF
334
335      ztmp(:,:)=0.0
336
337! Aggregate ice concentration already set in cice_sbc_out (or cice_sbc_init on
338! the first time-step)
339
340! forced and coupled case
341
342      IF ( (ksbc == jp_flx).OR.(ksbc == jp_purecpl) ) THEN
343
344         ztmpn(:,:,:)=0.0
345
346! x comp of wind stress (CI_1)
347! U point to F point
348         DO jj=1,jpjm1
349            DO ji=1,jpi
350               ztmp(ji,jj) = 0.5 * (  fr_iu(ji,jj) * utau(ji,jj)      &
351                                    + fr_iu(ji,jj+1) * utau(ji,jj+1) ) * fmask(ji,jj,1)
352            ENDDO
353         ENDDO
354         CALL nemo2cice(ztmp,strax,'F', -1. )
355
356! y comp of wind stress (CI_2)
357! V point to F point
358         DO jj=1,jpj
359            DO ji=1,jpim1
360               ztmp(ji,jj) = 0.5 * (  fr_iv(ji,jj) * vtau(ji,jj)      &
361                                    + fr_iv(ji+1,jj) * vtau(ji+1,jj) ) * fmask(ji,jj,1)
362            ENDDO
363         ENDDO
364         CALL nemo2cice(ztmp,stray,'F', -1. )
365
366
367! Alex West: From configuration GSI8 onwards, when NEMO is used with CICE in
368! HadGEM3 the 'time-travelling ice' coupling approach is used, whereby
369! atmosphere-ice fluxes are passed as pseudo-local values, formed by dividing
370! gridbox mean fluxes in the UM by future ice concentration obtained through 
371! OASIS.  This allows for a much more realistic apportionment of energy through
372! the ice - and conserves energy.
373! Therefore the fluxes are now divided by ice concentration in the coupled
374! formulation (jp_purecpl) as well as for jp_flx.  This NEMO branch should only
375! be used at UM10.2 onwards (unless an explicit GSI8 UM branch is included), at
376! which point the GSI8 UM changes were committed.
377
378! Surface downward latent heat flux (CI_5)
379         IF (ksbc == jp_flx) THEN
380            DO jl=1,ncat
381               ztmpn(:,:,jl)=qla_ice(:,:,1)*a_i(:,:,jl)
382            ENDDO
383         ELSE IF (ksbc == jp_purecpl) THEN
384            DO jl=1,ncat 
385               ztmpn(:,:,jl)=qla_ice(:,:,jl)*a_i(:,:,jl) 
386            ENDDO 
387         ELSE 
388           !In coupled mode - qla_ice calculated in sbc_cpl for each category
389           ztmpn(:,:,1:ncat)=qla_ice(:,:,1:ncat)
390         ENDIF
391
392         DO jl=1,ncat
393            CALL nemo2cice(ztmpn(:,:,jl),flatn_f(:,:,jl,:),'T', 1. )
394
395! GBM conductive flux through ice (CI_6)
396!  Convert to GBM
397            IF (ksbc == jp_flx .OR. ksbc == jp_purecpl) THEN
398               ztmp(:,:) = botmelt(:,:,jl)*a_i(:,:,jl)
399            ELSE
400               ztmp(:,:) = botmelt(:,:,jl)
401            ENDIF
402            CALL nemo2cice(ztmp,fcondtopn_f(:,:,jl,:),'T', 1. )
403
404! GBM surface heat flux (CI_7)
405!  Convert to GBM
406            IF (ksbc == jp_flx .OR. ksbc == jp_purecpl) THEN
407               ztmp(:,:) = (topmelt(:,:,jl)+botmelt(:,:,jl))*a_i(:,:,jl) 
408            ELSE
409               ztmp(:,:) = (topmelt(:,:,jl)+botmelt(:,:,jl))
410            ENDIF
411            CALL nemo2cice(ztmp,fsurfn_f(:,:,jl,:),'T', 1. )
412         ENDDO
413
414      ELSE IF (ksbc == jp_core) THEN
415
416! Pass CORE forcing fields to CICE (which will calculate heat fluxes etc itself)
417! x comp and y comp of atmosphere surface wind (CICE expects on T points)
418         ztmp(:,:) = wndi_ice(:,:)
419         CALL nemo2cice(ztmp,uatm,'T', -1. )
420         ztmp(:,:) = wndj_ice(:,:)
421         CALL nemo2cice(ztmp,vatm,'T', -1. )
422         ztmp(:,:) = SQRT ( wndi_ice(:,:)**2 + wndj_ice(:,:)**2 )
423         CALL nemo2cice(ztmp,wind,'T', 1. )    ! Wind speed (m/s)
424         ztmp(:,:) = qsr_ice(:,:,1)
425         CALL nemo2cice(ztmp,fsw,'T', 1. )     ! Incoming short-wave (W/m^2)
426         ztmp(:,:) = qlw_ice(:,:,1)
427         CALL nemo2cice(ztmp,flw,'T', 1. )     ! Incoming long-wave (W/m^2)
428         ztmp(:,:) = tatm_ice(:,:)
429         CALL nemo2cice(ztmp,Tair,'T', 1. )    ! Air temperature (K)
430         CALL nemo2cice(ztmp,potT,'T', 1. )    ! Potential temp (K)
431! Following line uses MAX(....) to avoid problems if tatm_ice has unset halo rows 
432         ztmp(:,:) = 101000. / ( 287.04 * MAX(1.0,tatm_ice(:,:)) )   
433                                               ! Constant (101000.) atm pressure assumed
434         CALL nemo2cice(ztmp,rhoa,'T', 1. )    ! Air density (kg/m^3)
435         ztmp(:,:) = qatm_ice(:,:)
436         CALL nemo2cice(ztmp,Qa,'T', 1. )      ! Specific humidity (kg/kg)
437         ztmp(:,:)=10.0
438         CALL nemo2cice(ztmp,zlvl,'T', 1. )    ! Atmos level height (m)
439
440! May want to check all values are physically realistic (as in CICE routine
441! prepare_forcing)?
442
443! Divide shortwave into spectral bands (as in prepare_forcing)
444         ztmp(:,:)=qsr_ice(:,:,1)*frcvdr       ! visible direct
445         CALL nemo2cice(ztmp,swvdr,'T', 1. )             
446         ztmp(:,:)=qsr_ice(:,:,1)*frcvdf       ! visible diffuse
447         CALL nemo2cice(ztmp,swvdf,'T', 1. )             
448         ztmp(:,:)=qsr_ice(:,:,1)*frcidr       ! near IR direct
449         CALL nemo2cice(ztmp,swidr,'T', 1. )
450         ztmp(:,:)=qsr_ice(:,:,1)*frcidf       ! near IR diffuse
451         CALL nemo2cice(ztmp,swidf,'T', 1. )
452
453      ENDIF
454
455! Snowfall
456! Ensure fsnow is positive (as in CICE routine prepare_forcing)
457      IF( iom_use('snowpre') )   CALL iom_put('snowpre',MAX( (1.0-fr_i(:,:))*sprecip(:,:) ,0.0)) !!Joakim edit 
458      ztmp(:,:)=MAX(fr_i(:,:)*sprecip(:,:),0.0) 
459      CALL nemo2cice(ztmp,fsnow,'T', 1. ) 
460
461! Rainfall
462      IF( iom_use('precip') )   CALL iom_put('precip', (1.0-fr_i(:,:))*(tprecip(:,:)-sprecip(:,:)) ) !!Joakim edit
463      ztmp(:,:)=fr_i(:,:)*(tprecip(:,:)-sprecip(:,:))
464      CALL nemo2cice(ztmp,frain,'T', 1. ) 
465
466! Recalculate freezing temperature and send to CICE
467      sstfrz(:,:)=eos_fzp(sss_m(:,:), fsdept_n(:,:,1)) 
468      CALL nemo2cice(sstfrz,Tf,'T', 1. )
469
470! Freezing/melting potential
471! Calculated over NEMO leapfrog timestep (hence 2*dt)
472      nfrzmlt(:,:)=rau0*rcp*fse3t_m(:,:)*(sstfrz(:,:)-sst_m(:,:))/(2.0*dt) 
473      CALL nemo2cice(nfrzmlt,frzmlt,'T', 1. )
474
475! SST  and SSS
476
477      CALL nemo2cice(sst_m,sst,'T', 1. )
478      CALL nemo2cice(sss_m,sss,'T', 1. )
479
480! Sea ice surface skin temperature
481      DO jl=1,ncat
482        CALL nemo2cice(tsfc_ice(:,:,jl), trcrn(:,:,nt_tsfc,jl,:),'T',1.)
483      ENDDO 
484
485! x comp and y comp of surface ocean current
486! U point to F point
487      DO jj=1,jpjm1
488         DO ji=1,jpi
489            ztmp(ji,jj)=0.5*(ssu_m(ji,jj)+ssu_m(ji,jj+1))*fmask(ji,jj,1)
490         ENDDO
491      ENDDO
492      CALL nemo2cice(ztmp,uocn,'F', -1. )
493
494! V point to F point
495      DO jj=1,jpj
496         DO ji=1,jpim1
497            ztmp(ji,jj)=0.5*(ssv_m(ji,jj)+ssv_m(ji+1,jj))*fmask(ji,jj,1)
498         ENDDO
499      ENDDO
500      CALL nemo2cice(ztmp,vocn,'F', -1. )
501
502      IF( nn_ice_embd == 2 ) THEN             !== embedded sea ice: compute representative ice top surface ==!
503          !
504          ! average interpolation coeff as used in dynspg = (1/nn_fsbc) * {SUM[n/nn_fsbc], n=0,nn_fsbc-1}
505          !                                               = (1/nn_fsbc)^2 * {SUM[n], n=0,nn_fsbc-1}
506         zintn = REAL( nn_fsbc - 1 ) / REAL( nn_fsbc ) * 0.5_wp
507          !
508          ! average interpolation coeff as used in dynspg = (1/nn_fsbc) * {SUM[1-n/nn_fsbc], n=0,nn_fsbc-1}
509          !                                               = (1/nn_fsbc)^2 * (nn_fsbc^2 - {SUM[n], n=0,nn_fsbc-1})
510         zintb = REAL( nn_fsbc + 1 ) / REAL( nn_fsbc ) * 0.5_wp
511          !
512         zpice(:,:) = ssh_m(:,:) + (  zintn * snwice_mass(:,:) +  zintb * snwice_mass_b(:,:)  ) * r1_rau0
513          !
514         !
515      ELSE                                    !== non-embedded sea ice: use ocean surface for slope calculation ==!
516         zpice(:,:) = ssh_m(:,:)
517      ENDIF
518
519! x comp and y comp of sea surface slope (on F points)
520! T point to F point
521      DO jj=1,jpjm1
522         DO ji=1,jpim1
523            ztmp(ji,jj)=0.5 * (  (zpice(ji+1,jj  )-zpice(ji,jj  ))/e1u(ji,jj  )   &
524                               + (zpice(ji+1,jj+1)-zpice(ji,jj+1))/e1u(ji,jj+1) ) & 
525                            *  fmask(ji,jj,1)
526         ENDDO
527      ENDDO
528      CALL nemo2cice(ztmp,ss_tltx,'F', -1. )
529
530! T point to F point
531      DO jj=1,jpjm1
532         DO ji=1,jpim1
533            ztmp(ji,jj)=0.5 * (  (zpice(ji  ,jj+1)-zpice(ji  ,jj))/e2v(ji  ,jj)   &
534                               + (zpice(ji+1,jj+1)-zpice(ji+1,jj))/e2v(ji+1,jj) ) &
535                            *  fmask(ji,jj,1)
536         ENDDO
537      ENDDO
538      CALL nemo2cice(ztmp,ss_tlty,'F', -1. )
539
540      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, ztmp, zpice )
541      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,ncat, ztmpn )
542      !
543      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('cice_sbc_in')
544      !
545   END SUBROUTINE cice_sbc_in
546
547
548   SUBROUTINE cice_sbc_out (kt,ksbc)
549      !!---------------------------------------------------------------------
550      !!                    ***  ROUTINE cice_sbc_out  ***
551      !! ** Purpose: Get fields from CICE and set surface fields for NEMO
552      !!---------------------------------------------------------------------
553      INTEGER, INTENT( in  ) ::   kt   ! ocean time step
554      INTEGER, INTENT( in  ) ::   ksbc ! surface forcing type
555     
556      INTEGER  ::   ji, jj, jl                 ! dummy loop indices
557      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER :: ztmp1, ztmp2
558      !!---------------------------------------------------------------------
559
560      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('cice_sbc_out')
561      !
562      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, ztmp1, ztmp2 )
563     
564      IF( kt == nit000 )  THEN
565         IF(lwp) WRITE(numout,*)'cice_sbc_out'
566      ENDIF
567     
568! x comp of ocean-ice stress
569      CALL cice2nemo(strocnx,ztmp1,'F', -1. )
570      ss_iou(:,:)=0.0
571! F point to U point
572      DO jj=2,jpjm1
573         DO ji=2,jpim1
574            ss_iou(ji,jj) = 0.5 * ( ztmp1(ji,jj-1) + ztmp1(ji,jj) ) * umask(ji,jj,1)
575         ENDDO
576      ENDDO
577      CALL lbc_lnk( ss_iou , 'U', -1. )
578
579! y comp of ocean-ice stress
580      CALL cice2nemo(strocny,ztmp1,'F', -1. )
581      ss_iov(:,:)=0.0
582! F point to V point
583
584      DO jj=1,jpjm1
585         DO ji=2,jpim1
586            ss_iov(ji,jj) = 0.5 * ( ztmp1(ji-1,jj) + ztmp1(ji,jj) ) * vmask(ji,jj,1)
587         ENDDO
588      ENDDO
589      CALL lbc_lnk( ss_iov , 'V', -1. )
590
591! x and y comps of surface stress
592! Combine wind stress and ocean-ice stress
593! [Note that fr_iu hasn't yet been updated, so still from start of CICE timestep]
594! strocnx and strocny already weighted by ice fraction in CICE so not done here
595
596      utau(:,:)=(1.0-fr_iu(:,:))*utau(:,:)-ss_iou(:,:)
597      vtau(:,:)=(1.0-fr_iv(:,:))*vtau(:,:)-ss_iov(:,:)     
598 
599! Also need ice/ocean stress on T points so that taum can be updated
600! This interpolation is already done in CICE so best to use those values
601      CALL cice2nemo(strocnxT,ztmp1,'T',-1.) 
602      CALL cice2nemo(strocnyT,ztmp2,'T',-1.) 
603 
604! Update taum with modulus of ice-ocean stress
605! strocnxT and strocnyT are not weighted by ice fraction in CICE so must be done here
606taum(:,:)=(1.0-fr_i(:,:))*taum(:,:)+fr_i(:,:)*SQRT(ztmp1**2. + ztmp2**2.) 
607
608! Freshwater fluxes
609
610      IF (ksbc == jp_flx) THEN
611! Note that emp from the forcing files is evap*(1-aice)-(tprecip-aice*sprecip)
612! What we want here is evap*(1-aice)-tprecip*(1-aice) hence manipulation below
613! Not ideal since aice won't be the same as in the atmosphere. 
614! Better to use evap and tprecip? (but for now don't read in evap in this case)
615         emp(:,:)  = emp(:,:)+fr_i(:,:)*(tprecip(:,:)-sprecip(:,:))
616      ELSE IF (ksbc == jp_core) THEN
617         emp(:,:)  = (1.0-fr_i(:,:))*emp(:,:)       
618      ELSE IF (ksbc == jp_purecpl) THEN
619! emp_tot is set in sbc_cpl_ice_flx (called from cice_sbc_in above)
620! This is currently as required with the coupling fields from the UM atmosphere
621         emp(:,:) = emp_tot(:,:)+tprecip(:,:)*fr_i(:,:) 
622      ENDIF
623
624#if defined key_cice4
625      CALL cice2nemo(fresh_gbm,ztmp1,'T', 1. )
626      CALL cice2nemo(fsalt_gbm,ztmp2,'T', 1. )
627#else
628      CALL cice2nemo(fresh_ai,ztmp1,'T', 1. )
629      CALL cice2nemo(fsalt_ai,ztmp2,'T', 1. )
630#endif
631
632! Check to avoid unphysical expression when ice is forming (ztmp1 negative)
633! Otherwise we are effectively allowing ice of higher salinity than the ocean to form
634! which has to be compensated for by the ocean salinity potentially going negative
635! This check breaks conservation but seems reasonable until we have prognostic ice salinity
636! Note the 1000.0 below is to convert from kg salt to g salt (needed for PSU)
637      WHERE (ztmp1(:,:).lt.0.0) ztmp2(:,:)=MAX(ztmp2(:,:),ztmp1(:,:)*sss_m(:,:)/1000.0)
638      sfx(:,:)=ztmp2(:,:)*1000.0
639      emp(:,:)=emp(:,:)-ztmp1(:,:)
640      fmmflx(:,:) = ztmp1(:,:) !!Joakim edit
641     
642      CALL lbc_lnk( emp , 'T', 1. )
643      CALL lbc_lnk( sfx , 'T', 1. )
644
645! Solar penetrative radiation and non solar surface heat flux
646
647! Scale qsr and qns according to ice fraction (bulk formulae only)
648
649      IF (ksbc == jp_core) THEN
650         qsr(:,:)=qsr(:,:)*(1.0-fr_i(:,:))
651         qns(:,:)=qns(:,:)*(1.0-fr_i(:,:))
652      ENDIF
653! Take into account snow melting except for fully coupled when already in qns_tot
654      IF (ksbc == jp_purecpl) THEN
655         qsr(:,:)= qsr_tot(:,:)
656         qns(:,:)= qns_tot(:,:)
657      ELSE
658         qns(:,:)= qns(:,:)-sprecip(:,:)*Lfresh*(1.0-fr_i(:,:))
659      ENDIF
660
661! Now add in ice / snow related terms
662! [fswthru will be zero unless running with calc_Tsfc=T in CICE]
663#if defined key_cice4
664      CALL cice2nemo(fswthru_gbm,ztmp1,'T', 1. )
665#else
666      CALL cice2nemo(fswthru_ai,ztmp1,'T', 1. )
667#endif
668      qsr(:,:)=qsr(:,:)+ztmp1(:,:)
669      CALL lbc_lnk( qsr , 'T', 1. )
670
671      DO jj=1,jpj
672         DO ji=1,jpi
673            nfrzmlt(ji,jj)=MAX(nfrzmlt(ji,jj),0.0)
674         ENDDO
675      ENDDO
676
677#if defined key_cice4
678      CALL cice2nemo(fhocn_gbm,ztmp1,'T', 1. )
679#else
680      CALL cice2nemo(fhocn_ai,ztmp1,'T', 1. )
681#endif
682      qns(:,:)=qns(:,:)+nfrzmlt(:,:)+ztmp1(:,:)
683
684      CALL lbc_lnk( qns , 'T', 1. )
685
686! Prepare for the following CICE time-step
687
688      CALL cice2nemo(aice,fr_i,'T', 1. )
689      IF ( (ksbc == jp_flx).OR.(ksbc == jp_purecpl) ) THEN
690         DO jl=1,ncat
691            CALL cice2nemo(aicen(:,:,jl,:),a_i(:,:,jl), 'T', 1. )
692         ENDDO
693      ENDIF
694
695! T point to U point
696! T point to V point
697      DO jj=1,jpjm1
698         DO ji=1,jpim1
699            fr_iu(ji,jj)=0.5*(fr_i(ji,jj)+fr_i(ji+1,jj))*umask(ji,jj,1)
700            fr_iv(ji,jj)=0.5*(fr_i(ji,jj)+fr_i(ji,jj+1))*vmask(ji,jj,1)
701         ENDDO
702      ENDDO
703
704      CALL lbc_lnk ( fr_iu , 'U', 1. )
705      CALL lbc_lnk ( fr_iv , 'V', 1. )
706
707      !                                      ! embedded sea ice
708      IF( nn_ice_embd /= 0 ) THEN            ! mass exchanges between ice and ocean (case 1 or 2) set the snow+ice mass
709         CALL cice2nemo(vsno(:,:,:),ztmp1,'T', 1. )
710         CALL cice2nemo(vice(:,:,:),ztmp2,'T', 1. )
711         snwice_mass  (:,:) = ( rhosn * ztmp1(:,:) + rhoic * ztmp2(:,:)  )
712         snwice_mass_b(:,:) = snwice_mass(:,:)
713         snwice_fmass (:,:) = ( snwice_mass(:,:) - snwice_mass_b(:,:) ) / dt
714      ENDIF
715
716! Release work space
717
718      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, ztmp1, ztmp2 )
719      !
720      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('cice_sbc_out')
721      !
722   END SUBROUTINE cice_sbc_out
723
724
725   SUBROUTINE cice_sbc_hadgam( kt )
726      !!---------------------------------------------------------------------
727      !!                    ***  ROUTINE cice_sbc_hadgam  ***
728      !! ** Purpose: Prepare fields needed to pass to HadGAM3 atmosphere
729      !!
730      !!
731      INTEGER, INTENT( in  ) ::   kt   ! ocean time step
732      !!---------------------------------------------------------------------
733
734      INTEGER  ::   jl                        ! dummy loop index
735      INTEGER  ::   ierror
736
737      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('cice_sbc_hadgam')
738      !
739      IF( kt == nit000 )  THEN
740         IF(lwp) WRITE(numout,*)'cice_sbc_hadgam'
741         IF( sbc_cpl_alloc() /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_cpl_alloc : unable to allocate arrays' )
742      ENDIF
743
744      !                                         ! =========================== !
745      !                                         !   Prepare Coupling fields   !
746      !                                         ! =========================== !
747
748! x and y comp of ice velocity
749
750      CALL cice2nemo(uvel,u_ice,'F', -1. )
751      CALL cice2nemo(vvel,v_ice,'F', -1. )
752
753! Ice concentration (CO_1) = a_i calculated at end of cice_sbc_out 
754
755! Snow and ice thicknesses (CO_2 and CO_3)
756
757      DO jl = 1,ncat
758         CALL cice2nemo(vsnon(:,:,jl,:),ht_s(:,:,jl),'T', 1. )
759         CALL cice2nemo(vicen(:,:,jl,:),ht_i(:,:,jl),'T', 1. )
760      ENDDO
761
762#if ! defined key_cice4
763! Meltpond fraction and depth
764      DO jl = 1,ncat
765         CALL cice2nemo(apeffn(:,:,jl,:),a_p(:,:,jl),'T', 1. )
766         CALL cice2nemo(trcrn(:,:,nt_hpnd,jl,:),ht_p(:,:,jl),'T', 1. )
767      ENDDO
768#endif
769
770
771! If using multilayers thermodynamics in CICE then get top layer temperature
772! and effective conductivity       
773!! When using NEMO with CICE, this change requires use of
774!! one of the following two CICE branches:
775!! - at CICE5.0,   hadax/r1015_GSI8_with_GSI7
776!! - at CICE5.1.2, hadax/vn5.1.2_GSI8
777      IF (heat_capacity) THEN
778         DO jl = 1,ncat
779            CALL cice2nemo(Tn_top(:,:,jl,:),tn_ice(:,:,jl),'T', 1. )
780            CALL cice2nemo(keffn_top(:,:,jl,:),kn_ice(:,:,jl),'T', 1. )
781         ENDDO
782! Convert surface temperature to Kelvin
783         tn_ice(:,:,:)=tn_ice(:,:,:)+rt0
784      ELSE
785         tn_ice(:,:,:) = 0.0
786         kn_ice(:,:,:) = 0.0
787      ENDIF       
788
789      !
790      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('cice_sbc_hadgam')
791      !
792   END SUBROUTINE cice_sbc_hadgam
793
794
795   SUBROUTINE cice_sbc_final
796      !!---------------------------------------------------------------------
797      !!                    ***  ROUTINE cice_sbc_final  ***
798      !! ** Purpose: Finalize CICE
799      !!---------------------------------------------------------------------
800
801      IF(lwp) WRITE(numout,*)'cice_sbc_final'
802
803      CALL CICE_Finalize
804
805   END SUBROUTINE cice_sbc_final
806
807   SUBROUTINE cice_sbc_force (kt)
808      !!---------------------------------------------------------------------
809      !!                    ***  ROUTINE cice_sbc_force  ***
810      !! ** Purpose : Provide CICE forcing from files
811      !!
812      !!---------------------------------------------------------------------
813      !! ** Method  :   READ monthly flux file in NetCDF files
814      !!     
815      !!  snowfall   
816      !!  rainfall   
817      !!  sublimation rate   
818      !!  topmelt (category)
819      !!  botmelt (category)
820      !!
821      !! History :
822      !!----------------------------------------------------------------------
823      !! * Modules used
824      USE iom
825
826      !! * arguments
827      INTEGER, INTENT( in  ) ::   kt ! ocean time step
828
829      INTEGER  ::   ierror             ! return error code
830      INTEGER  ::   ifpr               ! dummy loop index
831      !!
832      CHARACTER(len=100) ::  cn_dir                            !   Root directory for location of CICE forcing files
833      TYPE(FLD_N), DIMENSION(jpfld) ::   slf_i                 ! array of namelist informations on the fields to read
834      TYPE(FLD_N) ::   sn_snow, sn_rain, sn_sblm               ! informations about the fields to be read
835      TYPE(FLD_N) ::   sn_top1, sn_top2, sn_top3, sn_top4, sn_top5
836      TYPE(FLD_N) ::   sn_bot1, sn_bot2, sn_bot3, sn_bot4, sn_bot5 
837
838      !!
839      NAMELIST/namsbc_cice/ cn_dir, sn_snow, sn_rain, sn_sblm,   &
840         &                          sn_top1, sn_top2, sn_top3, sn_top4, sn_top5,  &
841         &                          sn_bot1, sn_bot2, sn_bot3, sn_bot4, sn_bot5
842      INTEGER :: ios
843      !!---------------------------------------------------------------------
844
845      !                                         ! ====================== !
846      IF( kt == nit000 ) THEN                   !  First call kt=nit000  !
847         !                                      ! ====================== !
848         ! namsbc_cice is not yet in the reference namelist
849         ! set file information (default values)
850         cn_dir = './'       ! directory in which the model is executed
851
852         ! (NB: frequency positive => hours, negative => months)
853         !            !    file          ! frequency !  variable    ! time intep !  clim   ! 'yearly' or ! weights  ! rotation   ! landmask
854         !            !    name          !  (hours)  !   name       !   (T/F)    !  (T/F)  !  'monthly'  ! filename ! pairs      ! file
855         sn_snow = FLD_N( 'snowfall_1m'  ,    -1.    ,  'snowfall'  ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    ) 
856         sn_rain = FLD_N( 'rainfall_1m'  ,    -1.    ,  'rainfall'  ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    ) 
857         sn_sblm = FLD_N( 'sublim_1m'    ,    -1.    ,  'sublim'    ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
858         sn_top1 = FLD_N( 'topmeltn1_1m' ,    -1.    ,  'topmeltn1' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
859         sn_top2 = FLD_N( 'topmeltn2_1m' ,    -1.    ,  'topmeltn2' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
860         sn_top3 = FLD_N( 'topmeltn3_1m' ,    -1.    ,  'topmeltn3' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
861         sn_top4 = FLD_N( 'topmeltn4_1m' ,    -1.    ,  'topmeltn4' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
862         sn_top5 = FLD_N( 'topmeltn5_1m' ,    -1.    ,  'topmeltn5' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
863         sn_bot1 = FLD_N( 'botmeltn1_1m' ,    -1.    ,  'botmeltn1' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
864         sn_bot2 = FLD_N( 'botmeltn2_1m' ,    -1.    ,  'botmeltn2' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
865         sn_bot3 = FLD_N( 'botmeltn3_1m' ,    -1.    ,  'botmeltn3' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
866         sn_bot4 = FLD_N( 'botmeltn4_1m' ,    -1.    ,  'botmeltn4' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
867         sn_bot5 = FLD_N( 'botmeltn5_1m' ,    -1.    ,  'botmeltn5' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
868
869         REWIND( numnam_ref )              ! Namelist namsbc_cice in reference namelist :
870         READ  ( numnam_ref, namsbc_cice, IOSTAT = ios, ERR = 901)
871901      IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namsbc_cice in reference namelist', lwp )
872
873         REWIND( numnam_cfg )              ! Namelist namsbc_cice in configuration namelist : Parameters of the run
874         READ  ( numnam_cfg, namsbc_cice, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
875902      IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namsbc_cice in configuration namelist', lwp )
876         IF(lwm) WRITE ( numond, namsbc_cice )
877
878         ! store namelist information in an array
879         slf_i(jp_snow) = sn_snow   ;   slf_i(jp_rain) = sn_rain   ;   slf_i(jp_sblm) = sn_sblm
880         slf_i(jp_top1) = sn_top1   ;   slf_i(jp_top2) = sn_top2   ;   slf_i(jp_top3) = sn_top3
881         slf_i(jp_top4) = sn_top4   ;   slf_i(jp_top5) = sn_top5   ;   slf_i(jp_bot1) = sn_bot1
882         slf_i(jp_bot2) = sn_bot2   ;   slf_i(jp_bot3) = sn_bot3   ;   slf_i(jp_bot4) = sn_bot4
883         slf_i(jp_bot5) = sn_bot5
884         
885         ! set sf structure
886         ALLOCATE( sf(jpfld), STAT=ierror )
887         IF( ierror > 0 ) THEN
888            CALL ctl_stop( 'cice_sbc_force: unable to allocate sf structure' )   ;   RETURN
889         ENDIF
890
891         DO ifpr= 1, jpfld
892            ALLOCATE( sf(ifpr)%fnow(jpi,jpj,1) )
893            ALLOCATE( sf(ifpr)%fdta(jpi,jpj,1,2) )
894         END DO
895
896         ! fill sf with slf_i and control print
897         CALL fld_fill( sf, slf_i, cn_dir, 'cice_sbc_force', 'flux formulation for CICE', 'namsbc_cice' )
898         !
899      ENDIF
900
901      CALL fld_read( kt, nn_fsbc, sf )           ! Read input fields and provides the
902      !                                          ! input fields at the current time-step
903
904      ! set the fluxes from read fields
905      sprecip(:,:) = sf(jp_snow)%fnow(:,:,1)
906      tprecip(:,:) = sf(jp_snow)%fnow(:,:,1)+sf(jp_rain)%fnow(:,:,1)
907! May be better to do this conversion somewhere else
908      qla_ice(:,:,1) = -Lsub*sf(jp_sblm)%fnow(:,:,1)
909      topmelt(:,:,1) = sf(jp_top1)%fnow(:,:,1)
910      topmelt(:,:,2) = sf(jp_top2)%fnow(:,:,1)
911      topmelt(:,:,3) = sf(jp_top3)%fnow(:,:,1)
912      topmelt(:,:,4) = sf(jp_top4)%fnow(:,:,1)
913      topmelt(:,:,5) = sf(jp_top5)%fnow(:,:,1)
914      botmelt(:,:,1) = sf(jp_bot1)%fnow(:,:,1)
915      botmelt(:,:,2) = sf(jp_bot2)%fnow(:,:,1)
916      botmelt(:,:,3) = sf(jp_bot3)%fnow(:,:,1)
917      botmelt(:,:,4) = sf(jp_bot4)%fnow(:,:,1)
918      botmelt(:,:,5) = sf(jp_bot5)%fnow(:,:,1)
919
920      ! control print (if less than 100 time-step asked)
921      IF( nitend-nit000 <= 100 .AND. lwp ) THEN
922         WRITE(numout,*) 
923         WRITE(numout,*) '        read forcing fluxes for CICE OK'
924         CALL FLUSH(numout)
925      ENDIF
926
927   END SUBROUTINE cice_sbc_force
928
929   SUBROUTINE nemo2cice( pn, pc, cd_type, psgn)
930      !!---------------------------------------------------------------------
931      !!                    ***  ROUTINE nemo2cice  ***
932      !! ** Purpose :   Transfer field in NEMO array to field in CICE array. 
933#if defined key_nemocice_decomp
934      !!             
935      !!                NEMO and CICE PE sub domains are identical, hence
936      !!                there is no need to gather or scatter data from
937      !!                one PE configuration to another.
938#else
939      !!                Automatically gather/scatter between
940      !!                different processors and blocks
941      !! ** Method :    A. Ensure all haloes are filled in NEMO field (pn)
942      !!                B. Gather pn into global array (png)
943      !!                C. Map png into CICE global array (pcg)
944      !!                D. Scatter pcg to CICE blocks (pc) + update haloes 
945#endif
946      !!---------------------------------------------------------------------
947
948      CHARACTER(len=1), INTENT( in ) ::   &
949          cd_type       ! nature of pn grid-point
950          !             !   = T or F gridpoints
951      REAL(wp), INTENT( in ) ::   &
952          psgn          ! control of the sign change
953          !             !   =-1 , the sign is modified following the type of b.c. used
954          !             !   = 1 , no sign change
955      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: pn
956#if !defined key_nemocice_decomp
957      REAL(wp), DIMENSION(jpiglo,jpjglo) :: png2
958      REAL (kind=dbl_kind), dimension(nx_global,ny_global) :: pcg
959#endif
960      REAL (kind=dbl_kind), dimension(nx_block,ny_block,max_blocks) :: pc
961      INTEGER (int_kind) :: &
962         field_type,        &! id for type of field (scalar, vector, angle)
963         grid_loc            ! id for location on horizontal grid
964                            !  (center, NEcorner, Nface, Eface)
965
966      INTEGER  ::   ji, jj, jn                      ! dummy loop indices
967
968!     A. Ensure all haloes are filled in NEMO field (pn)
969
970      CALL lbc_lnk( pn , cd_type, psgn )
971
972#if defined key_nemocice_decomp
973
974      ! Copy local domain data from NEMO to CICE field
975      pc(:,:,1)=0.0
976      DO jj=2,ny_block-1
977         DO ji=2,nx_block-1
978            pc(ji,jj,1)=pn(ji-1+ji_off,jj-1+jj_off)
979         ENDDO
980      ENDDO
981
982#else
983
984!     B. Gather pn into global array (png)
985
986      IF ( jpnij > 1) THEN
987         CALL mppsync
988         CALL mppgather (pn,0,png) 
989         CALL mppsync
990      ELSE
991         png(:,:,1)=pn(:,:)
992      ENDIF
993
994!     C. Map png into CICE global array (pcg)
995
996! Need to make sure this is robust to changes in NEMO halo rows....
997! (may be OK but not 100% sure)
998
999      IF (nproc==0) THEN     
1000!        pcg(:,:)=0.0
1001         DO jn=1,jpnij
1002            DO jj=nldjt(jn),nlejt(jn)
1003               DO ji=nldit(jn),nleit(jn)
1004                  png2(ji+nimppt(jn)-1,jj+njmppt(jn)-1)=png(ji,jj,jn)
1005               ENDDO
1006            ENDDO
1007         ENDDO
1008         DO jj=1,ny_global
1009            DO ji=1,nx_global
1010               pcg(ji,jj)=png2(ji+ji_off,jj+jj_off)
1011            ENDDO
1012         ENDDO
1013      ENDIF
1014
1015#endif
1016
1017      SELECT CASE ( cd_type )
1018         CASE ( 'T' )
1019            grid_loc=field_loc_center
1020         CASE ( 'F' )                             
1021            grid_loc=field_loc_NEcorner
1022      END SELECT
1023
1024      SELECT CASE ( NINT(psgn) )
1025         CASE ( -1 )
1026            field_type=field_type_vector
1027         CASE ( 1 )                             
1028            field_type=field_type_scalar
1029      END SELECT
1030
1031#if defined key_nemocice_decomp
1032      ! Ensure CICE halos are up to date
1033      CALL ice_HaloUpdate (pc, halo_info, grid_loc, field_type)
1034#else
1035!     D. Scatter pcg to CICE blocks (pc) + update halos
1036      CALL scatter_global(pc, pcg, 0, distrb_info, grid_loc, field_type)
1037#endif
1038
1039   END SUBROUTINE nemo2cice
1040
1041   SUBROUTINE cice2nemo ( pc, pn, cd_type, psgn )
1042      !!---------------------------------------------------------------------
1043      !!                    ***  ROUTINE cice2nemo  ***
1044      !! ** Purpose :   Transfer field in CICE array to field in NEMO array.
1045#if defined key_nemocice_decomp
1046      !!             
1047      !!                NEMO and CICE PE sub domains are identical, hence
1048      !!                there is no need to gather or scatter data from
1049      !!                one PE configuration to another.
1050#else 
1051      !!                Automatically deal with scatter/gather between
1052      !!                different processors and blocks
1053      !! ** Method :    A. Gather CICE blocks (pc) into global array (pcg)
1054      !!                B. Map pcg into NEMO global array (png)
1055      !!                C. Scatter png into NEMO field (pn) for each processor
1056      !!                D. Ensure all haloes are filled in pn
1057#endif
1058      !!---------------------------------------------------------------------
1059
1060      CHARACTER(len=1), INTENT( in ) ::   &
1061          cd_type       ! nature of pn grid-point
1062          !             !   = T or F gridpoints
1063      REAL(wp), INTENT( in ) ::   &
1064          psgn          ! control of the sign change
1065          !             !   =-1 , the sign is modified following the type of b.c. used
1066          !             !   = 1 , no sign change
1067      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: pn
1068
1069#if defined key_nemocice_decomp
1070      INTEGER (int_kind) :: &
1071         field_type,        & ! id for type of field (scalar, vector, angle)
1072         grid_loc             ! id for location on horizontal grid
1073                              ! (center, NEcorner, Nface, Eface)
1074#else
1075      REAL (kind=dbl_kind), dimension(nx_global,ny_global) :: pcg
1076#endif
1077
1078      REAL (kind=dbl_kind), dimension(nx_block,ny_block,max_blocks) :: pc
1079
1080      INTEGER  ::   ji, jj, jn                      ! dummy loop indices
1081
1082
1083#if defined key_nemocice_decomp
1084
1085      SELECT CASE ( cd_type )
1086         CASE ( 'T' )
1087            grid_loc=field_loc_center
1088         CASE ( 'F' )                             
1089            grid_loc=field_loc_NEcorner
1090      END SELECT
1091
1092      SELECT CASE ( NINT(psgn) )
1093         CASE ( -1 )
1094            field_type=field_type_vector
1095         CASE ( 1 )                             
1096            field_type=field_type_scalar
1097      END SELECT
1098
1099      CALL ice_HaloUpdate (pc, halo_info, grid_loc, field_type)
1100
1101
1102      pn(:,:)=0.0
1103      DO jj=1,jpjm1
1104         DO ji=1,jpim1
1105            pn(ji,jj)=pc(ji+1-ji_off,jj+1-jj_off,1)
1106         ENDDO
1107      ENDDO
1108
1109#else
1110
1111!      A. Gather CICE blocks (pc) into global array (pcg)
1112
1113      CALL gather_global(pcg, pc, 0, distrb_info)
1114
1115!     B. Map pcg into NEMO global array (png)
1116
1117! Need to make sure this is robust to changes in NEMO halo rows....
1118! (may be OK but not spent much time thinking about it)
1119! Note that non-existent pcg elements may be used below, but
1120! the lbclnk call on pn will replace these with sensible values
1121
1122      IF (nproc==0) THEN
1123         png(:,:,:)=0.0
1124         DO jn=1,jpnij
1125            DO jj=nldjt(jn),nlejt(jn)
1126               DO ji=nldit(jn),nleit(jn)
1127                  png(ji,jj,jn)=pcg(ji+nimppt(jn)-1-ji_off,jj+njmppt(jn)-1-jj_off)
1128               ENDDO
1129            ENDDO
1130         ENDDO
1131      ENDIF
1132
1133!     C. Scatter png into NEMO field (pn) for each processor
1134
1135      IF ( jpnij > 1) THEN
1136         CALL mppsync
1137         CALL mppscatter (png,0,pn) 
1138         CALL mppsync
1139      ELSE
1140         pn(:,:)=png(:,:,1)
1141      ENDIF
1142
1143#endif
1144
1145!     D. Ensure all haloes are filled in pn
1146
1147      CALL lbc_lnk( pn , cd_type, psgn )
1148
1149   END SUBROUTINE cice2nemo
1150
1151#else
1152   !!----------------------------------------------------------------------
1153   !!   Default option           Dummy module         NO CICE sea-ice model
1154   !!----------------------------------------------------------------------
1155   !! $Id$
1156CONTAINS
1157
1158   SUBROUTINE sbc_ice_cice ( kt, ksbc )     ! Dummy routine
1159      WRITE(*,*) 'sbc_ice_cice: You should not have seen this print! error?', kt
1160   END SUBROUTINE sbc_ice_cice
1161
1162   SUBROUTINE cice_sbc_init (ksbc)    ! Dummy routine
1163      WRITE(*,*) 'cice_sbc_init: You should not have seen this print! error?'
1164   END SUBROUTINE cice_sbc_init
1165
1166   SUBROUTINE cice_sbc_final     ! Dummy routine
1167      WRITE(*,*) 'cice_sbc_final: You should not have seen this print! error?'
1168   END SUBROUTINE cice_sbc_final
1169
1170#endif
1171
1172   !!======================================================================
1173END MODULE sbcice_cice
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.