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 @ 5797

Last change on this file since 5797 was 5797, checked in by dancopsey, 9 years ago

[CICE#69]: Fix non-restartability of salinity-dependent freezing code

File size: 46.8 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      INTEGER  ::   ji, jj, jl, jk                    ! dummy loop indices
175      !!---------------------------------------------------------------------
176
177      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('cice_sbc_init')
178      !
179      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, ztmp1, ztmp2 )
180      !
181      IF(lwp) WRITE(numout,*)'cice_sbc_init'
182
183      ji_off = INT ( (jpiglo - nx_global) / 2 )
184      jj_off = INT ( (jpjglo - ny_global) / 2 )
185
186      ! Initialize CICE
187      CALL CICE_Initialize
188
189      ! Do some CICE consistency checks
190      IF ( (ksbc == jp_flx) .OR. (ksbc == jp_purecpl) ) THEN
191         IF ( calc_strair .OR. calc_Tsfc ) THEN
192            CALL ctl_stop( 'STOP', 'cice_sbc_init : Forcing option requires calc_strair=F and calc_Tsfc=F in ice_in' )
193         ENDIF
194      ELSEIF (ksbc == jp_core) THEN
195         IF ( .NOT. (calc_strair .AND. calc_Tsfc) ) THEN
196            CALL ctl_stop( 'STOP', 'cice_sbc_init : Forcing option requires calc_strair=T and calc_Tsfc=T in ice_in' )
197         ENDIF
198      ENDIF
199
200
201      ! allocate sbc_ice and sbc_cice arrays
202      IF( sbc_ice_alloc()      /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_ice_alloc : unable to allocate arrays' )
203      IF( sbc_ice_cice_alloc() /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_ice_cice_alloc : unable to allocate cice arrays' )
204
205      ! Ensure that no temperature points are below freezing if not a NEMO restart
206      IF( .NOT. ln_rstart ) THEN
207
208         CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpk, ztfrz3d ) 
209         DO jk=1,jpk
210            ztfrz3d(:,:,jk) = eos_fzp( tsn(:,:,jk,jp_sal), fsdept_n(:,:,jk) )
211         ENDDO
212         tsn(:,:,:,jp_tem) = MAX( tsn(:,:,:,jp_tem), ztfrz3d )
213         tsb(:,:,:,jp_tem) = tsn(:,:,:,jp_tem)
214         CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpk, ztfrz3d ) 
215
216#if defined key_nemocice_decomp
217         ! Pass initial SST from NEMO to CICE so ice is initialised correctly if
218         ! there is no restart file.
219         ! Values from a CICE restart file would overwrite this
220         CALL nemo2cice( tsn(:,:,1,jp_tem) , sst , 'T' , 1.) 
221#endif
222
223      ENDIF 
224
225      ! calculate surface freezing temperature and send to CICE
226      sstfrz(:,:) = eos_fzp(sss_m(:,:), fsdept_n(:,:,1)) 
227      CALL nemo2cice(sstfrz,Tf, 'T', 1. )
228
229      CALL cice2nemo(aice,fr_i, 'T', 1. )
230      IF ( (ksbc == jp_flx) .OR. (ksbc == jp_purecpl) ) THEN
231         DO jl=1,ncat
232            CALL cice2nemo(aicen(:,:,jl,:),a_i(:,:,jl), 'T', 1. )
233         ENDDO
234      ENDIF
235
236! T point to U point
237! T point to V point
238      fr_iu(:,:)=0.0
239      fr_iv(:,:)=0.0
240      DO jj=1,jpjm1
241         DO ji=1,jpim1
242            fr_iu(ji,jj)=0.5*(fr_i(ji,jj)+fr_i(ji+1,jj))*umask(ji,jj,1)
243            fr_iv(ji,jj)=0.5*(fr_i(ji,jj)+fr_i(ji,jj+1))*vmask(ji,jj,1)
244         ENDDO
245      ENDDO
246
247      CALL lbc_lnk ( fr_iu , 'U', 1. )
248      CALL lbc_lnk ( fr_iv , 'V', 1. )
249
250      !                                      ! embedded sea ice
251      IF( nn_ice_embd /= 0 ) THEN            ! mass exchanges between ice and ocean (case 1 or 2) set the snow+ice mass
252         CALL cice2nemo(vsno(:,:,:),ztmp1,'T', 1. )
253         CALL cice2nemo(vice(:,:,:),ztmp2,'T', 1. )
254         snwice_mass  (:,:) = ( rhosn * ztmp1(:,:) + rhoic * ztmp2(:,:)  )
255         snwice_mass_b(:,:) = snwice_mass(:,:)
256      ELSE
257         snwice_mass  (:,:) = 0.0_wp         ! no mass exchanges
258         snwice_mass_b(:,:) = 0.0_wp         ! no mass exchanges
259      ENDIF
260      IF( .NOT. ln_rstart ) THEN
261         IF( nn_ice_embd == 2 ) THEN            ! full embedment (case 2) deplete the initial ssh below sea-ice area
262            sshn(:,:) = sshn(:,:) - snwice_mass(:,:) * r1_rau0
263            sshb(:,:) = sshb(:,:) - snwice_mass(:,:) * r1_rau0
264#if defined key_vvl           
265           ! key_vvl necessary? clem: yes for compilation purpose
266            DO jk = 1,jpkm1                     ! adjust initial vertical scale factors
267               fse3t_n(:,:,jk) = e3t_0(:,:,jk)*( 1._wp + sshn(:,:)*tmask(:,:,1)/(ht_0(:,:) + 1.0 - tmask(:,:,1)) )
268               fse3t_b(:,:,jk) = e3t_0(:,:,jk)*( 1._wp + sshb(:,:)*tmask(:,:,1)/(ht_0(:,:) + 1.0 - tmask(:,:,1)) )
269            ENDDO
270            fse3t_a(:,:,:) = fse3t_b(:,:,:)
271            ! Reconstruction of all vertical scale factors at now and before time
272            ! steps
273            ! =============================================================================
274            ! Horizontal scale factor interpolations
275            ! --------------------------------------
276            CALL dom_vvl_interpol( fse3t_b(:,:,:), fse3u_b(:,:,:), 'U' )
277            CALL dom_vvl_interpol( fse3t_b(:,:,:), fse3v_b(:,:,:), 'V' )
278            CALL dom_vvl_interpol( fse3t_n(:,:,:), fse3u_n(:,:,:), 'U' )
279            CALL dom_vvl_interpol( fse3t_n(:,:,:), fse3v_n(:,:,:), 'V' )
280            CALL dom_vvl_interpol( fse3u_n(:,:,:), fse3f_n(:,:,:), 'F' )
281            ! Vertical scale factor interpolations
282            ! ------------------------------------
283            CALL dom_vvl_interpol( fse3t_n(:,:,:), fse3w_n (:,:,:), 'W'  )
284            CALL dom_vvl_interpol( fse3u_n(:,:,:), fse3uw_n(:,:,:), 'UW' )
285            CALL dom_vvl_interpol( fse3v_n(:,:,:), fse3vw_n(:,:,:), 'VW' )
286            CALL dom_vvl_interpol( fse3u_b(:,:,:), fse3uw_b(:,:,:), 'UW' )
287            CALL dom_vvl_interpol( fse3v_b(:,:,:), fse3vw_b(:,:,:), 'VW' )
288            ! t- and w- points depth
289            ! ----------------------
290            fsdept_n(:,:,1) = 0.5_wp * fse3w_n(:,:,1)
291            fsdepw_n(:,:,1) = 0.0_wp
292            fsde3w_n(:,:,1) = fsdept_n(:,:,1) - sshn(:,:)
293            DO jk = 2, jpk
294               fsdept_n(:,:,jk) = fsdept_n(:,:,jk-1) + fse3w_n(:,:,jk)
295               fsdepw_n(:,:,jk) = fsdepw_n(:,:,jk-1) + fse3t_n(:,:,jk-1)
296               fsde3w_n(:,:,jk) = fsdept_n(:,:,jk  ) - sshn   (:,:)
297            END DO
298#endif
299         ENDIF
300      ENDIF
301 
302      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, ztmp1, ztmp2 )
303      !
304      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('cice_sbc_init')
305      !
306   END SUBROUTINE cice_sbc_init
307
308   
309   SUBROUTINE cice_sbc_in (kt, ksbc)
310      !!---------------------------------------------------------------------
311      !!                    ***  ROUTINE cice_sbc_in  ***
312      !! ** Purpose: Set coupling fields and pass to CICE
313      !!---------------------------------------------------------------------
314      INTEGER, INTENT(in   ) ::   kt   ! ocean time step
315      INTEGER, INTENT(in   ) ::   ksbc ! surface forcing type
316
317      INTEGER  ::   ji, jj, jl                   ! dummy loop indices     
318      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER :: ztmp, zpice
319      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER :: ztmpn
320      REAL(wp) ::   zintb, zintn  ! dummy argument
321      !!---------------------------------------------------------------------
322
323      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('cice_sbc_in')
324      !
325      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, ztmp, zpice )
326      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,ncat, ztmpn )
327
328      IF( kt == nit000 )  THEN
329         IF(lwp) WRITE(numout,*)'cice_sbc_in'
330      ENDIF
331
332      ztmp(:,:)=0.0
333
334! Aggregate ice concentration already set in cice_sbc_out (or cice_sbc_init on
335! the first time-step)
336
337! forced and coupled case
338
339      IF ( (ksbc == jp_flx).OR.(ksbc == jp_purecpl) ) THEN
340
341         ztmpn(:,:,:)=0.0
342
343! x comp of wind stress (CI_1)
344! U point to F point
345         DO jj=1,jpjm1
346            DO ji=1,jpi
347               ztmp(ji,jj) = 0.5 * (  fr_iu(ji,jj) * utau(ji,jj)      &
348                                    + fr_iu(ji,jj+1) * utau(ji,jj+1) ) * fmask(ji,jj,1)
349            ENDDO
350         ENDDO
351         CALL nemo2cice(ztmp,strax,'F', -1. )
352
353! y comp of wind stress (CI_2)
354! V point to F point
355         DO jj=1,jpj
356            DO ji=1,jpim1
357               ztmp(ji,jj) = 0.5 * (  fr_iv(ji,jj) * vtau(ji,jj)      &
358                                    + fr_iv(ji+1,jj) * vtau(ji+1,jj) ) * fmask(ji,jj,1)
359            ENDDO
360         ENDDO
361         CALL nemo2cice(ztmp,stray,'F', -1. )
362
363
364! Alex West: From configuration GSI8 onwards, when NEMO is used with CICE in
365! HadGEM3 the 'time-travelling ice' coupling approach is used, whereby
366! atmosphere-ice fluxes are passed as pseudo-local values, formed by dividing
367! gridbox mean fluxes in the UM by future ice concentration obtained through 
368! OASIS.  This allows for a much more realistic apportionment of energy through
369! the ice - and conserves energy.
370! Therefore the fluxes are now divided by ice concentration in the coupled
371! formulation (jp_purecpl) as well as for jp_flx.  This NEMO branch should only
372! be used at UM10.2 onwards (unless an explicit GSI8 UM branch is included), at
373! which point the GSI8 UM changes were committed.
374
375! Surface downward latent heat flux (CI_5)
376         IF (ksbc == jp_flx) THEN
377            DO jl=1,ncat
378               ztmpn(:,:,jl)=qla_ice(:,:,1)*a_i(:,:,jl)
379            ENDDO
380         ELSE IF (ksbc == jp_purecpl) THEN
381            DO jl=1,ncat
382               ztmpn(:,:,jl)=qla_ice(:,:,jl)*a_i(:,:,jl)
383            ENDDO
384    ELSE
385           !In coupled mode - qla_ice calculated in sbc_cpl for each category
386           ztmpn(:,:,1:ncat)=qla_ice(:,:,1:ncat)
387         ENDIF
388
389         DO jl=1,ncat
390            CALL nemo2cice(ztmpn(:,:,jl),flatn_f(:,:,jl,:),'T', 1. )
391
392! GBM conductive flux through ice (CI_6)
393!  Convert to GBM
394            IF (ksbc == jp_flx .OR. ksbc == jp_purecpl) THEN
395               ztmp(:,:) = botmelt(:,:,jl)*a_i(:,:,jl)
396            ELSE
397               ztmp(:,:) = botmelt(:,:,jl)
398            ENDIF
399            CALL nemo2cice(ztmp,fcondtopn_f(:,:,jl,:),'T', 1. )
400
401! GBM surface heat flux (CI_7)
402!  Convert to GBM
403            IF (ksbc == jp_flx .OR. ksbc == jp_purecpl) THEN
404               ztmp(:,:) = (topmelt(:,:,jl)+botmelt(:,:,jl))*a_i(:,:,jl) 
405            ELSE
406               ztmp(:,:) = (topmelt(:,:,jl)+botmelt(:,:,jl))
407            ENDIF
408            CALL nemo2cice(ztmp,fsurfn_f(:,:,jl,:),'T', 1. )
409         ENDDO
410
411      ELSE IF (ksbc == jp_core) THEN
412
413! Pass CORE forcing fields to CICE (which will calculate heat fluxes etc itself)
414! x comp and y comp of atmosphere surface wind (CICE expects on T points)
415         ztmp(:,:) = wndi_ice(:,:)
416         CALL nemo2cice(ztmp,uatm,'T', -1. )
417         ztmp(:,:) = wndj_ice(:,:)
418         CALL nemo2cice(ztmp,vatm,'T', -1. )
419         ztmp(:,:) = SQRT ( wndi_ice(:,:)**2 + wndj_ice(:,:)**2 )
420         CALL nemo2cice(ztmp,wind,'T', 1. )    ! Wind speed (m/s)
421         ztmp(:,:) = qsr_ice(:,:,1)
422         CALL nemo2cice(ztmp,fsw,'T', 1. )     ! Incoming short-wave (W/m^2)
423         ztmp(:,:) = qlw_ice(:,:,1)
424         CALL nemo2cice(ztmp,flw,'T', 1. )     ! Incoming long-wave (W/m^2)
425         ztmp(:,:) = tatm_ice(:,:)
426         CALL nemo2cice(ztmp,Tair,'T', 1. )    ! Air temperature (K)
427         CALL nemo2cice(ztmp,potT,'T', 1. )    ! Potential temp (K)
428! Following line uses MAX(....) to avoid problems if tatm_ice has unset halo rows 
429         ztmp(:,:) = 101000. / ( 287.04 * MAX(1.0,tatm_ice(:,:)) )   
430                                               ! Constant (101000.) atm pressure assumed
431         CALL nemo2cice(ztmp,rhoa,'T', 1. )    ! Air density (kg/m^3)
432         ztmp(:,:) = qatm_ice(:,:)
433         CALL nemo2cice(ztmp,Qa,'T', 1. )      ! Specific humidity (kg/kg)
434         ztmp(:,:)=10.0
435         CALL nemo2cice(ztmp,zlvl,'T', 1. )    ! Atmos level height (m)
436
437! May want to check all values are physically realistic (as in CICE routine
438! prepare_forcing)?
439
440! Divide shortwave into spectral bands (as in prepare_forcing)
441         ztmp(:,:)=qsr_ice(:,:,1)*frcvdr       ! visible direct
442         CALL nemo2cice(ztmp,swvdr,'T', 1. )             
443         ztmp(:,:)=qsr_ice(:,:,1)*frcvdf       ! visible diffuse
444         CALL nemo2cice(ztmp,swvdf,'T', 1. )             
445         ztmp(:,:)=qsr_ice(:,:,1)*frcidr       ! near IR direct
446         CALL nemo2cice(ztmp,swidr,'T', 1. )
447         ztmp(:,:)=qsr_ice(:,:,1)*frcidf       ! near IR diffuse
448         CALL nemo2cice(ztmp,swidf,'T', 1. )
449
450      ENDIF
451
452! Snowfall
453! Ensure fsnow is positive (as in CICE routine prepare_forcing)
454      IF( iom_use('snowpre') )   CALL iom_put('snowpre',MAX( (1.0-fr_i(:,:))*sprecip(:,:) ,0.0)) !!Joakim edit 
455      ztmp(:,:)=MAX(fr_i(:,:)*sprecip(:,:),0.0) 
456      CALL nemo2cice(ztmp,fsnow,'T', 1. ) 
457
458! Rainfall
459      IF( iom_use('precip') )   CALL iom_put('precip', (1.0-fr_i(:,:))*(tprecip(:,:)-sprecip(:,:)) ) !!Joakim edit
460      ztmp(:,:)=fr_i(:,:)*(tprecip(:,:)-sprecip(:,:))
461      CALL nemo2cice(ztmp,frain,'T', 1. ) 
462
463! Recalculate freezing temperature and send to CICE
464      sstfrz(:,:)=eos_fzp(sss_m(:,:), fsdept_n(:,:,1)) 
465      CALL nemo2cice(sstfrz,Tf,'T', 1. )
466
467! Freezing/melting potential
468! Calculated over NEMO leapfrog timestep (hence 2*dt)
469      nfrzmlt(:,:)=rau0*rcp*fse3t_m(:,:)*(sstfrz(:,:)-sst_m(:,:))/(2.0*dt) 
470      CALL nemo2cice(nfrzmlt,frzmlt,'T', 1. )
471
472! SST  and SSS
473
474      CALL nemo2cice(sst_m,sst,'T', 1. )
475      CALL nemo2cice(sss_m,sss,'T', 1. )
476
477! Sea ice surface skin temperature
478      DO jl=1,ncat
479        CALL nemo2cice(tsfc_ice(:,:,jl), trcrn(:,:,nt_tsfc,jl,:),'T',1.)
480      ENDDO 
481
482! x comp and y comp of surface ocean current
483! U point to F point
484      DO jj=1,jpjm1
485         DO ji=1,jpi
486            ztmp(ji,jj)=0.5*(ssu_m(ji,jj)+ssu_m(ji,jj+1))*fmask(ji,jj,1)
487         ENDDO
488      ENDDO
489      CALL nemo2cice(ztmp,uocn,'F', -1. )
490
491! V point to F point
492      DO jj=1,jpj
493         DO ji=1,jpim1
494            ztmp(ji,jj)=0.5*(ssv_m(ji,jj)+ssv_m(ji+1,jj))*fmask(ji,jj,1)
495         ENDDO
496      ENDDO
497      CALL nemo2cice(ztmp,vocn,'F', -1. )
498
499      IF( nn_ice_embd == 2 ) THEN             !== embedded sea ice: compute representative ice top surface ==!
500          !
501          ! average interpolation coeff as used in dynspg = (1/nn_fsbc) * {SUM[n/nn_fsbc], n=0,nn_fsbc-1}
502          !                                               = (1/nn_fsbc)^2 * {SUM[n], n=0,nn_fsbc-1}
503         zintn = REAL( nn_fsbc - 1 ) / REAL( nn_fsbc ) * 0.5_wp
504          !
505          ! average interpolation coeff as used in dynspg = (1/nn_fsbc) * {SUM[1-n/nn_fsbc], n=0,nn_fsbc-1}
506          !                                               = (1/nn_fsbc)^2 * (nn_fsbc^2 - {SUM[n], n=0,nn_fsbc-1})
507         zintb = REAL( nn_fsbc + 1 ) / REAL( nn_fsbc ) * 0.5_wp
508          !
509         zpice(:,:) = ssh_m(:,:) + (  zintn * snwice_mass(:,:) +  zintb * snwice_mass_b(:,:)  ) * r1_rau0
510          !
511         !
512      ELSE                                    !== non-embedded sea ice: use ocean surface for slope calculation ==!
513         zpice(:,:) = ssh_m(:,:)
514      ENDIF
515
516! x comp and y comp of sea surface slope (on F points)
517! T point to F point
518      DO jj=1,jpjm1
519         DO ji=1,jpim1
520            ztmp(ji,jj)=0.5 * (  (zpice(ji+1,jj  )-zpice(ji,jj  ))/e1u(ji,jj  )   &
521                               + (zpice(ji+1,jj+1)-zpice(ji,jj+1))/e1u(ji,jj+1) ) & 
522                            *  fmask(ji,jj,1)
523         ENDDO
524      ENDDO
525      CALL nemo2cice(ztmp,ss_tltx,'F', -1. )
526
527! T point to F point
528      DO jj=1,jpjm1
529         DO ji=1,jpim1
530            ztmp(ji,jj)=0.5 * (  (zpice(ji  ,jj+1)-zpice(ji  ,jj))/e2v(ji  ,jj)   &
531                               + (zpice(ji+1,jj+1)-zpice(ji+1,jj))/e2v(ji+1,jj) ) &
532                            *  fmask(ji,jj,1)
533         ENDDO
534      ENDDO
535      CALL nemo2cice(ztmp,ss_tlty,'F', -1. )
536
537      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, ztmp, zpice )
538      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,ncat, ztmpn )
539      !
540      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('cice_sbc_in')
541      !
542   END SUBROUTINE cice_sbc_in
543
544
545   SUBROUTINE cice_sbc_out (kt,ksbc)
546      !!---------------------------------------------------------------------
547      !!                    ***  ROUTINE cice_sbc_out  ***
548      !! ** Purpose: Get fields from CICE and set surface fields for NEMO
549      !!---------------------------------------------------------------------
550      INTEGER, INTENT( in  ) ::   kt   ! ocean time step
551      INTEGER, INTENT( in  ) ::   ksbc ! surface forcing type
552     
553      INTEGER  ::   ji, jj, jl                 ! dummy loop indices
554      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER :: ztmp1, ztmp2
555      !!---------------------------------------------------------------------
556
557      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('cice_sbc_out')
558      !
559      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, ztmp1, ztmp2 )
560     
561      IF( kt == nit000 )  THEN
562         IF(lwp) WRITE(numout,*)'cice_sbc_out'
563      ENDIF
564     
565! x comp of ocean-ice stress
566      CALL cice2nemo(strocnx,ztmp1,'F', -1. )
567      ss_iou(:,:)=0.0
568! F point to U point
569      DO jj=2,jpjm1
570         DO ji=2,jpim1
571            ss_iou(ji,jj) = 0.5 * ( ztmp1(ji,jj-1) + ztmp1(ji,jj) ) * umask(ji,jj,1)
572         ENDDO
573      ENDDO
574      CALL lbc_lnk( ss_iou , 'U', -1. )
575
576! y comp of ocean-ice stress
577      CALL cice2nemo(strocny,ztmp1,'F', -1. )
578      ss_iov(:,:)=0.0
579! F point to V point
580
581      DO jj=1,jpjm1
582         DO ji=2,jpim1
583            ss_iov(ji,jj) = 0.5 * ( ztmp1(ji-1,jj) + ztmp1(ji,jj) ) * vmask(ji,jj,1)
584         ENDDO
585      ENDDO
586      CALL lbc_lnk( ss_iov , 'V', -1. )
587
588! x and y comps of surface stress
589! Combine wind stress and ocean-ice stress
590! [Note that fr_iu hasn't yet been updated, so still from start of CICE timestep]
591! strocnx and strocny already weighted by ice fraction in CICE so not done here
592
593      utau(:,:)=(1.0-fr_iu(:,:))*utau(:,:)-ss_iou(:,:)
594      vtau(:,:)=(1.0-fr_iv(:,:))*vtau(:,:)-ss_iov(:,:)     
595 
596! Also need ice/ocean stress on T points so that taum can be updated
597! This interpolation is already done in CICE so best to use those values
598      CALL cice2nemo(strocnxT,ztmp1,'T',-1.) 
599      CALL cice2nemo(strocnyT,ztmp2,'T',-1.) 
600 
601! Update taum with modulus of ice-ocean stress
602! strocnxT and strocnyT are not weighted by ice fraction in CICE so must be done here
603taum(:,:)=(1.0-fr_i(:,:))*taum(:,:)+fr_i(:,:)*SQRT(ztmp1**2. + ztmp2**2.) 
604
605! Freshwater fluxes
606
607      IF (ksbc == jp_flx) THEN
608! Note that emp from the forcing files is evap*(1-aice)-(tprecip-aice*sprecip)
609! What we want here is evap*(1-aice)-tprecip*(1-aice) hence manipulation below
610! Not ideal since aice won't be the same as in the atmosphere. 
611! Better to use evap and tprecip? (but for now don't read in evap in this case)
612         emp(:,:)  = emp(:,:)+fr_i(:,:)*(tprecip(:,:)-sprecip(:,:))
613      ELSE IF (ksbc == jp_core) THEN
614         emp(:,:)  = (1.0-fr_i(:,:))*emp(:,:)       
615      ELSE IF (ksbc == jp_purecpl) THEN
616! emp_tot is set in sbc_cpl_ice_flx (called from cice_sbc_in above)
617! This is currently as required with the coupling fields from the UM atmosphere
618         emp(:,:) = emp_tot(:,:)+tprecip(:,:)*fr_i(:,:) 
619      ENDIF
620
621#if defined key_cice4
622      CALL cice2nemo(fresh_gbm,ztmp1,'T', 1. )
623      CALL cice2nemo(fsalt_gbm,ztmp2,'T', 1. )
624#else
625      CALL cice2nemo(fresh_ai,ztmp1,'T', 1. )
626      CALL cice2nemo(fsalt_ai,ztmp2,'T', 1. )
627#endif
628
629! Check to avoid unphysical expression when ice is forming (ztmp1 negative)
630! Otherwise we are effectively allowing ice of higher salinity than the ocean to form
631! which has to be compensated for by the ocean salinity potentially going negative
632! This check breaks conservation but seems reasonable until we have prognostic ice salinity
633! Note the 1000.0 below is to convert from kg salt to g salt (needed for PSU)
634      WHERE (ztmp1(:,:).lt.0.0) ztmp2(:,:)=MAX(ztmp2(:,:),ztmp1(:,:)*sss_m(:,:)/1000.0)
635      sfx(:,:)=ztmp2(:,:)*1000.0
636      emp(:,:)=emp(:,:)-ztmp1(:,:)
637      fmmflx(:,:) = ztmp1(:,:) !!Joakim edit
638     
639      CALL lbc_lnk( emp , 'T', 1. )
640      CALL lbc_lnk( sfx , 'T', 1. )
641
642! Solar penetrative radiation and non solar surface heat flux
643
644! Scale qsr and qns according to ice fraction (bulk formulae only)
645
646      IF (ksbc == jp_core) THEN
647         qsr(:,:)=qsr(:,:)*(1.0-fr_i(:,:))
648         qns(:,:)=qns(:,:)*(1.0-fr_i(:,:))
649      ENDIF
650! Take into account snow melting except for fully coupled when already in qns_tot
651      IF (ksbc == jp_purecpl) THEN
652         qsr(:,:)= qsr_tot(:,:)
653         qns(:,:)= qns_tot(:,:)
654      ELSE
655         qns(:,:)= qns(:,:)-sprecip(:,:)*Lfresh*(1.0-fr_i(:,:))
656      ENDIF
657
658! Now add in ice / snow related terms
659! [fswthru will be zero unless running with calc_Tsfc=T in CICE]
660#if defined key_cice4
661      CALL cice2nemo(fswthru_gbm,ztmp1,'T', 1. )
662#else
663      CALL cice2nemo(fswthru_ai,ztmp1,'T', 1. )
664#endif
665      qsr(:,:)=qsr(:,:)+ztmp1(:,:)
666      CALL lbc_lnk( qsr , 'T', 1. )
667
668      DO jj=1,jpj
669         DO ji=1,jpi
670            nfrzmlt(ji,jj)=MAX(nfrzmlt(ji,jj),0.0)
671         ENDDO
672      ENDDO
673
674#if defined key_cice4
675      CALL cice2nemo(fhocn_gbm,ztmp1,'T', 1. )
676#else
677      CALL cice2nemo(fhocn_ai,ztmp1,'T', 1. )
678#endif
679      qns(:,:)=qns(:,:)+nfrzmlt(:,:)+ztmp1(:,:)
680
681      CALL lbc_lnk( qns , 'T', 1. )
682
683! Prepare for the following CICE time-step
684
685      CALL cice2nemo(aice,fr_i,'T', 1. )
686      IF ( (ksbc == jp_flx).OR.(ksbc == jp_purecpl) ) THEN
687         DO jl=1,ncat
688            CALL cice2nemo(aicen(:,:,jl,:),a_i(:,:,jl), 'T', 1. )
689         ENDDO
690      ENDIF
691
692! T point to U point
693! T point to V point
694      DO jj=1,jpjm1
695         DO ji=1,jpim1
696            fr_iu(ji,jj)=0.5*(fr_i(ji,jj)+fr_i(ji+1,jj))*umask(ji,jj,1)
697            fr_iv(ji,jj)=0.5*(fr_i(ji,jj)+fr_i(ji,jj+1))*vmask(ji,jj,1)
698         ENDDO
699      ENDDO
700
701      CALL lbc_lnk ( fr_iu , 'U', 1. )
702      CALL lbc_lnk ( fr_iv , 'V', 1. )
703
704      !                                      ! embedded sea ice
705      IF( nn_ice_embd /= 0 ) THEN            ! mass exchanges between ice and ocean (case 1 or 2) set the snow+ice mass
706         CALL cice2nemo(vsno(:,:,:),ztmp1,'T', 1. )
707         CALL cice2nemo(vice(:,:,:),ztmp2,'T', 1. )
708         snwice_mass  (:,:) = ( rhosn * ztmp1(:,:) + rhoic * ztmp2(:,:)  )
709         snwice_mass_b(:,:) = snwice_mass(:,:)
710         snwice_fmass (:,:) = ( snwice_mass(:,:) - snwice_mass_b(:,:) ) / dt
711      ENDIF
712
713! Release work space
714
715      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, ztmp1, ztmp2 )
716      !
717      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('cice_sbc_out')
718      !
719   END SUBROUTINE cice_sbc_out
720
721
722   SUBROUTINE cice_sbc_hadgam( kt )
723      !!---------------------------------------------------------------------
724      !!                    ***  ROUTINE cice_sbc_hadgam  ***
725      !! ** Purpose: Prepare fields needed to pass to HadGAM3 atmosphere
726      !!
727      !!
728      INTEGER, INTENT( in  ) ::   kt   ! ocean time step
729      !!---------------------------------------------------------------------
730
731      INTEGER  ::   jl                        ! dummy loop index
732      INTEGER  ::   ierror
733
734      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('cice_sbc_hadgam')
735      !
736      IF( kt == nit000 )  THEN
737         IF(lwp) WRITE(numout,*)'cice_sbc_hadgam'
738         IF( sbc_cpl_alloc() /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_cpl_alloc : unable to allocate arrays' )
739      ENDIF
740
741      !                                         ! =========================== !
742      !                                         !   Prepare Coupling fields   !
743      !                                         ! =========================== !
744
745! x and y comp of ice velocity
746
747      CALL cice2nemo(uvel,u_ice,'F', -1. )
748      CALL cice2nemo(vvel,v_ice,'F', -1. )
749
750! Ice concentration (CO_1) = a_i calculated at end of cice_sbc_out 
751
752! Snow and ice thicknesses (CO_2 and CO_3)
753
754      DO jl = 1,ncat
755         CALL cice2nemo(vsnon(:,:,jl,:),ht_s(:,:,jl),'T', 1. )
756         CALL cice2nemo(vicen(:,:,jl,:),ht_i(:,:,jl),'T', 1. )
757      ENDDO
758
759#if ! defined key_cice4
760! Meltpond fraction and depth
761      DO jl = 1,ncat
762         CALL cice2nemo(apeffn(:,:,jl,:),a_p(:,:,jl),'T', 1. )
763         CALL cice2nemo(trcrn(:,:,nt_hpnd,jl,:),ht_p(:,:,jl),'T', 1. )
764      ENDDO
765#endif
766
767
768! If using multilayers thermodynamics in CICE then get top layer temperature
769! and effective conductivity       
770!! When using NEMO with CICE, this change requires use of
771!! one of the following two CICE branches:
772!! - at CICE5.0,   hadax/r1015_GSI8_with_GSI7
773!! - at CICE5.1.2, hadax/vn5.1.2_GSI8
774      IF (heat_capacity) THEN
775         DO jl = 1,ncat
776            CALL cice2nemo(Tn_top(:,:,jl,:),tn_ice(:,:,jl),'T', 1. )
777            CALL cice2nemo(keffn_top(:,:,jl,:),kn_ice(:,:,jl),'T', 1. )
778         ENDDO
779! Convert surface temperature to Kelvin
780         tn_ice(:,:,:)=tn_ice(:,:,:)+rt0
781      ELSE
782         tn_ice(:,:,:) = 0.0
783         kn_ice(:,:,:) = 0.0
784      ENDIF       
785
786      !
787      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('cice_sbc_hadgam')
788      !
789   END SUBROUTINE cice_sbc_hadgam
790
791
792   SUBROUTINE cice_sbc_final
793      !!---------------------------------------------------------------------
794      !!                    ***  ROUTINE cice_sbc_final  ***
795      !! ** Purpose: Finalize CICE
796      !!---------------------------------------------------------------------
797
798      IF(lwp) WRITE(numout,*)'cice_sbc_final'
799
800      CALL CICE_Finalize
801
802   END SUBROUTINE cice_sbc_final
803
804   SUBROUTINE cice_sbc_force (kt)
805      !!---------------------------------------------------------------------
806      !!                    ***  ROUTINE cice_sbc_force  ***
807      !! ** Purpose : Provide CICE forcing from files
808      !!
809      !!---------------------------------------------------------------------
810      !! ** Method  :   READ monthly flux file in NetCDF files
811      !!     
812      !!  snowfall   
813      !!  rainfall   
814      !!  sublimation rate   
815      !!  topmelt (category)
816      !!  botmelt (category)
817      !!
818      !! History :
819      !!----------------------------------------------------------------------
820      !! * Modules used
821      USE iom
822
823      !! * arguments
824      INTEGER, INTENT( in  ) ::   kt ! ocean time step
825
826      INTEGER  ::   ierror             ! return error code
827      INTEGER  ::   ifpr               ! dummy loop index
828      !!
829      CHARACTER(len=100) ::  cn_dir                            !   Root directory for location of CICE forcing files
830      TYPE(FLD_N), DIMENSION(jpfld) ::   slf_i                 ! array of namelist informations on the fields to read
831      TYPE(FLD_N) ::   sn_snow, sn_rain, sn_sblm               ! informations about the fields to be read
832      TYPE(FLD_N) ::   sn_top1, sn_top2, sn_top3, sn_top4, sn_top5
833      TYPE(FLD_N) ::   sn_bot1, sn_bot2, sn_bot3, sn_bot4, sn_bot5 
834
835      !!
836      NAMELIST/namsbc_cice/ cn_dir, sn_snow, sn_rain, sn_sblm,   &
837         &                          sn_top1, sn_top2, sn_top3, sn_top4, sn_top5,  &
838         &                          sn_bot1, sn_bot2, sn_bot3, sn_bot4, sn_bot5
839      INTEGER :: ios
840      !!---------------------------------------------------------------------
841
842      !                                         ! ====================== !
843      IF( kt == nit000 ) THEN                   !  First call kt=nit000  !
844         !                                      ! ====================== !
845         ! namsbc_cice is not yet in the reference namelist
846         ! set file information (default values)
847         cn_dir = './'       ! directory in which the model is executed
848
849         ! (NB: frequency positive => hours, negative => months)
850         !            !    file          ! frequency !  variable    ! time intep !  clim   ! 'yearly' or ! weights  ! rotation   ! landmask
851         !            !    name          !  (hours)  !   name       !   (T/F)    !  (T/F)  !  'monthly'  ! filename ! pairs      ! file
852         sn_snow = FLD_N( 'snowfall_1m'  ,    -1.    ,  'snowfall'  ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    ) 
853         sn_rain = FLD_N( 'rainfall_1m'  ,    -1.    ,  'rainfall'  ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    ) 
854         sn_sblm = FLD_N( 'sublim_1m'    ,    -1.    ,  'sublim'    ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
855         sn_top1 = FLD_N( 'topmeltn1_1m' ,    -1.    ,  'topmeltn1' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
856         sn_top2 = FLD_N( 'topmeltn2_1m' ,    -1.    ,  'topmeltn2' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
857         sn_top3 = FLD_N( 'topmeltn3_1m' ,    -1.    ,  'topmeltn3' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
858         sn_top4 = FLD_N( 'topmeltn4_1m' ,    -1.    ,  'topmeltn4' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
859         sn_top5 = FLD_N( 'topmeltn5_1m' ,    -1.    ,  'topmeltn5' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
860         sn_bot1 = FLD_N( 'botmeltn1_1m' ,    -1.    ,  'botmeltn1' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
861         sn_bot2 = FLD_N( 'botmeltn2_1m' ,    -1.    ,  'botmeltn2' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
862         sn_bot3 = FLD_N( 'botmeltn3_1m' ,    -1.    ,  'botmeltn3' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
863         sn_bot4 = FLD_N( 'botmeltn4_1m' ,    -1.    ,  'botmeltn4' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
864         sn_bot5 = FLD_N( 'botmeltn5_1m' ,    -1.    ,  'botmeltn5' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
865
866         REWIND( numnam_ref )              ! Namelist namsbc_cice in reference namelist :
867         READ  ( numnam_ref, namsbc_cice, IOSTAT = ios, ERR = 901)
868901      IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namsbc_cice in reference namelist', lwp )
869
870         REWIND( numnam_cfg )              ! Namelist namsbc_cice in configuration namelist : Parameters of the run
871         READ  ( numnam_cfg, namsbc_cice, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
872902      IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namsbc_cice in configuration namelist', lwp )
873         IF(lwm) WRITE ( numond, namsbc_cice )
874
875         ! store namelist information in an array
876         slf_i(jp_snow) = sn_snow   ;   slf_i(jp_rain) = sn_rain   ;   slf_i(jp_sblm) = sn_sblm
877         slf_i(jp_top1) = sn_top1   ;   slf_i(jp_top2) = sn_top2   ;   slf_i(jp_top3) = sn_top3
878         slf_i(jp_top4) = sn_top4   ;   slf_i(jp_top5) = sn_top5   ;   slf_i(jp_bot1) = sn_bot1
879         slf_i(jp_bot2) = sn_bot2   ;   slf_i(jp_bot3) = sn_bot3   ;   slf_i(jp_bot4) = sn_bot4
880         slf_i(jp_bot5) = sn_bot5
881         
882         ! set sf structure
883         ALLOCATE( sf(jpfld), STAT=ierror )
884         IF( ierror > 0 ) THEN
885            CALL ctl_stop( 'cice_sbc_force: unable to allocate sf structure' )   ;   RETURN
886         ENDIF
887
888         DO ifpr= 1, jpfld
889            ALLOCATE( sf(ifpr)%fnow(jpi,jpj,1) )
890            ALLOCATE( sf(ifpr)%fdta(jpi,jpj,1,2) )
891         END DO
892
893         ! fill sf with slf_i and control print
894         CALL fld_fill( sf, slf_i, cn_dir, 'cice_sbc_force', 'flux formulation for CICE', 'namsbc_cice' )
895         !
896      ENDIF
897
898      CALL fld_read( kt, nn_fsbc, sf )           ! Read input fields and provides the
899      !                                          ! input fields at the current time-step
900
901      ! set the fluxes from read fields
902      sprecip(:,:) = sf(jp_snow)%fnow(:,:,1)
903      tprecip(:,:) = sf(jp_snow)%fnow(:,:,1)+sf(jp_rain)%fnow(:,:,1)
904! May be better to do this conversion somewhere else
905      qla_ice(:,:,1) = -Lsub*sf(jp_sblm)%fnow(:,:,1)
906      topmelt(:,:,1) = sf(jp_top1)%fnow(:,:,1)
907      topmelt(:,:,2) = sf(jp_top2)%fnow(:,:,1)
908      topmelt(:,:,3) = sf(jp_top3)%fnow(:,:,1)
909      topmelt(:,:,4) = sf(jp_top4)%fnow(:,:,1)
910      topmelt(:,:,5) = sf(jp_top5)%fnow(:,:,1)
911      botmelt(:,:,1) = sf(jp_bot1)%fnow(:,:,1)
912      botmelt(:,:,2) = sf(jp_bot2)%fnow(:,:,1)
913      botmelt(:,:,3) = sf(jp_bot3)%fnow(:,:,1)
914      botmelt(:,:,4) = sf(jp_bot4)%fnow(:,:,1)
915      botmelt(:,:,5) = sf(jp_bot5)%fnow(:,:,1)
916
917      ! control print (if less than 100 time-step asked)
918      IF( nitend-nit000 <= 100 .AND. lwp ) THEN
919         WRITE(numout,*) 
920         WRITE(numout,*) '        read forcing fluxes for CICE OK'
921         CALL FLUSH(numout)
922      ENDIF
923
924   END SUBROUTINE cice_sbc_force
925
926   SUBROUTINE nemo2cice( pn, pc, cd_type, psgn)
927      !!---------------------------------------------------------------------
928      !!                    ***  ROUTINE nemo2cice  ***
929      !! ** Purpose :   Transfer field in NEMO array to field in CICE array. 
930#if defined key_nemocice_decomp
931      !!             
932      !!                NEMO and CICE PE sub domains are identical, hence
933      !!                there is no need to gather or scatter data from
934      !!                one PE configuration to another.
935#else
936      !!                Automatically gather/scatter between
937      !!                different processors and blocks
938      !! ** Method :    A. Ensure all haloes are filled in NEMO field (pn)
939      !!                B. Gather pn into global array (png)
940      !!                C. Map png into CICE global array (pcg)
941      !!                D. Scatter pcg to CICE blocks (pc) + update haloes 
942#endif
943      !!---------------------------------------------------------------------
944
945      CHARACTER(len=1), INTENT( in ) ::   &
946          cd_type       ! nature of pn grid-point
947          !             !   = T or F gridpoints
948      REAL(wp), INTENT( in ) ::   &
949          psgn          ! control of the sign change
950          !             !   =-1 , the sign is modified following the type of b.c. used
951          !             !   = 1 , no sign change
952      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: pn
953#if !defined key_nemocice_decomp
954      REAL(wp), DIMENSION(jpiglo,jpjglo) :: png2
955      REAL (kind=dbl_kind), dimension(nx_global,ny_global) :: pcg
956#endif
957      REAL (kind=dbl_kind), dimension(nx_block,ny_block,max_blocks) :: pc
958      INTEGER (int_kind) :: &
959         field_type,        &! id for type of field (scalar, vector, angle)
960         grid_loc            ! id for location on horizontal grid
961                            !  (center, NEcorner, Nface, Eface)
962
963      INTEGER  ::   ji, jj, jn                      ! dummy loop indices
964
965!     A. Ensure all haloes are filled in NEMO field (pn)
966
967      CALL lbc_lnk( pn , cd_type, psgn )
968
969#if defined key_nemocice_decomp
970
971      ! Copy local domain data from NEMO to CICE field
972      pc(:,:,1)=0.0
973      DO jj=2,ny_block-1
974         DO ji=2,nx_block-1
975            pc(ji,jj,1)=pn(ji-1+ji_off,jj-1+jj_off)
976         ENDDO
977      ENDDO
978
979#else
980
981!     B. Gather pn into global array (png)
982
983      IF ( jpnij > 1) THEN
984         CALL mppsync
985         CALL mppgather (pn,0,png) 
986         CALL mppsync
987      ELSE
988         png(:,:,1)=pn(:,:)
989      ENDIF
990
991!     C. Map png into CICE global array (pcg)
992
993! Need to make sure this is robust to changes in NEMO halo rows....
994! (may be OK but not 100% sure)
995
996      IF (nproc==0) THEN     
997!        pcg(:,:)=0.0
998         DO jn=1,jpnij
999            DO jj=nldjt(jn),nlejt(jn)
1000               DO ji=nldit(jn),nleit(jn)
1001                  png2(ji+nimppt(jn)-1,jj+njmppt(jn)-1)=png(ji,jj,jn)
1002               ENDDO
1003            ENDDO
1004         ENDDO
1005         DO jj=1,ny_global
1006            DO ji=1,nx_global
1007               pcg(ji,jj)=png2(ji+ji_off,jj+jj_off)
1008            ENDDO
1009         ENDDO
1010      ENDIF
1011
1012#endif
1013
1014      SELECT CASE ( cd_type )
1015         CASE ( 'T' )
1016            grid_loc=field_loc_center
1017         CASE ( 'F' )                             
1018            grid_loc=field_loc_NEcorner
1019      END SELECT
1020
1021      SELECT CASE ( NINT(psgn) )
1022         CASE ( -1 )
1023            field_type=field_type_vector
1024         CASE ( 1 )                             
1025            field_type=field_type_scalar
1026      END SELECT
1027
1028#if defined key_nemocice_decomp
1029      ! Ensure CICE halos are up to date
1030      CALL ice_HaloUpdate (pc, halo_info, grid_loc, field_type)
1031#else
1032!     D. Scatter pcg to CICE blocks (pc) + update halos
1033      CALL scatter_global(pc, pcg, 0, distrb_info, grid_loc, field_type)
1034#endif
1035
1036   END SUBROUTINE nemo2cice
1037
1038   SUBROUTINE cice2nemo ( pc, pn, cd_type, psgn )
1039      !!---------------------------------------------------------------------
1040      !!                    ***  ROUTINE cice2nemo  ***
1041      !! ** Purpose :   Transfer field in CICE array to field in NEMO array.
1042#if defined key_nemocice_decomp
1043      !!             
1044      !!                NEMO and CICE PE sub domains are identical, hence
1045      !!                there is no need to gather or scatter data from
1046      !!                one PE configuration to another.
1047#else 
1048      !!                Automatically deal with scatter/gather between
1049      !!                different processors and blocks
1050      !! ** Method :    A. Gather CICE blocks (pc) into global array (pcg)
1051      !!                B. Map pcg into NEMO global array (png)
1052      !!                C. Scatter png into NEMO field (pn) for each processor
1053      !!                D. Ensure all haloes are filled in pn
1054#endif
1055      !!---------------------------------------------------------------------
1056
1057      CHARACTER(len=1), INTENT( in ) ::   &
1058          cd_type       ! nature of pn grid-point
1059          !             !   = T or F gridpoints
1060      REAL(wp), INTENT( in ) ::   &
1061          psgn          ! control of the sign change
1062          !             !   =-1 , the sign is modified following the type of b.c. used
1063          !             !   = 1 , no sign change
1064      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: pn
1065
1066#if defined key_nemocice_decomp
1067      INTEGER (int_kind) :: &
1068         field_type,        & ! id for type of field (scalar, vector, angle)
1069         grid_loc             ! id for location on horizontal grid
1070                              ! (center, NEcorner, Nface, Eface)
1071#else
1072      REAL (kind=dbl_kind), dimension(nx_global,ny_global) :: pcg
1073#endif
1074
1075      REAL (kind=dbl_kind), dimension(nx_block,ny_block,max_blocks) :: pc
1076
1077      INTEGER  ::   ji, jj, jn                      ! dummy loop indices
1078
1079
1080#if defined key_nemocice_decomp
1081
1082      SELECT CASE ( cd_type )
1083         CASE ( 'T' )
1084            grid_loc=field_loc_center
1085         CASE ( 'F' )                             
1086            grid_loc=field_loc_NEcorner
1087      END SELECT
1088
1089      SELECT CASE ( NINT(psgn) )
1090         CASE ( -1 )
1091            field_type=field_type_vector
1092         CASE ( 1 )                             
1093            field_type=field_type_scalar
1094      END SELECT
1095
1096      CALL ice_HaloUpdate (pc, halo_info, grid_loc, field_type)
1097
1098
1099      pn(:,:)=0.0
1100      DO jj=1,jpjm1
1101         DO ji=1,jpim1
1102            pn(ji,jj)=pc(ji+1-ji_off,jj+1-jj_off,1)
1103         ENDDO
1104      ENDDO
1105
1106#else
1107
1108!      A. Gather CICE blocks (pc) into global array (pcg)
1109
1110      CALL gather_global(pcg, pc, 0, distrb_info)
1111
1112!     B. Map pcg into NEMO global array (png)
1113
1114! Need to make sure this is robust to changes in NEMO halo rows....
1115! (may be OK but not spent much time thinking about it)
1116! Note that non-existent pcg elements may be used below, but
1117! the lbclnk call on pn will replace these with sensible values
1118
1119      IF (nproc==0) THEN
1120         png(:,:,:)=0.0
1121         DO jn=1,jpnij
1122            DO jj=nldjt(jn),nlejt(jn)
1123               DO ji=nldit(jn),nleit(jn)
1124                  png(ji,jj,jn)=pcg(ji+nimppt(jn)-1-ji_off,jj+njmppt(jn)-1-jj_off)
1125               ENDDO
1126            ENDDO
1127         ENDDO
1128      ENDIF
1129
1130!     C. Scatter png into NEMO field (pn) for each processor
1131
1132      IF ( jpnij > 1) THEN
1133         CALL mppsync
1134         CALL mppscatter (png,0,pn) 
1135         CALL mppsync
1136      ELSE
1137         pn(:,:)=png(:,:,1)
1138      ENDIF
1139
1140#endif
1141
1142!     D. Ensure all haloes are filled in pn
1143
1144      CALL lbc_lnk( pn , cd_type, psgn )
1145
1146   END SUBROUTINE cice2nemo
1147
1148#else
1149   !!----------------------------------------------------------------------
1150   !!   Default option           Dummy module         NO CICE sea-ice model
1151   !!----------------------------------------------------------------------
1152   !! $Id$
1153CONTAINS
1154
1155   SUBROUTINE sbc_ice_cice ( kt, ksbc )     ! Dummy routine
1156      WRITE(*,*) 'sbc_ice_cice: You should not have seen this print! error?', kt
1157   END SUBROUTINE sbc_ice_cice
1158
1159   SUBROUTINE cice_sbc_init (ksbc)    ! Dummy routine
1160      WRITE(*,*) 'cice_sbc_init: You should not have seen this print! error?'
1161   END SUBROUTINE cice_sbc_init
1162
1163   SUBROUTINE cice_sbc_final     ! Dummy routine
1164      WRITE(*,*) 'cice_sbc_final: You should not have seen this print! error?'
1165   END SUBROUTINE cice_sbc_final
1166
1167#endif
1168
1169   !!======================================================================
1170END MODULE sbcice_cice
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.