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asminc.F90 in branches/UKMO/dev_r5518_obs_oper_update_icethick/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/ASM – NEMO

source: branches/UKMO/dev_r5518_obs_oper_update_icethick/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/ASM/asminc.F90 @ 9987

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Merge with GO6 FOAMv14 package branch r9288

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Line 
1MODULE asminc
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE asminc  ***
4   !! Assimilation increment : Apply an increment generated by data
5   !!                          assimilation
6   !!======================================================================
7   !! History :       ! 2007-03  (M. Martin)  Met Office version
8   !!                 ! 2007-04  (A. Weaver)  calc_date original code
9   !!                 ! 2007-04  (A. Weaver)  Merge with OPAVAR/NEMOVAR
10   !!   NEMO     3.3  ! 2010-05  (D. Lea)  Update to work with NEMO v3.2
11   !!             -   ! 2010-05  (D. Lea)  add calc_month_len routine based on day_init
12   !!            3.4  ! 2012-10  (A. Weaver and K. Mogensen) Fix for direct initialization
13   !!----------------------------------------------------------------------
14
15   !!----------------------------------------------------------------------
16   !!   'key_asminc'   : Switch on the assimilation increment interface
17   !!----------------------------------------------------------------------
18   !!   asm_inc_init   : Initialize the increment arrays and IAU weights
19   !!   calc_date      : Compute the calendar date YYYYMMDD on a given step
20   !!   tra_asm_inc    : Apply the tracer (T and S) increments
21   !!   dyn_asm_inc    : Apply the dynamic (u and v) increments
22   !!   ssh_asm_inc    : Apply the SSH increment
23   !!   seaice_asm_inc : Apply the seaice increment
24   !!----------------------------------------------------------------------
25   USE wrk_nemo         ! Memory Allocation
26   USE par_oce          ! Ocean space and time domain variables
27   USE dom_oce          ! Ocean space and time domain
28   USE domvvl           ! domain: variable volume level
29   USE oce              ! Dynamics and active tracers defined in memory
30   USE ldfdyn_oce       ! ocean dynamics: lateral physics
31   USE eosbn2           ! Equation of state - in situ and potential density
32   USE zpshde           ! Partial step : Horizontal Derivative
33   USE iom              ! Library to read input files
34   USE asmpar           ! Parameters for the assmilation interface
35   USE c1d              ! 1D initialization
36   USE in_out_manager   ! I/O manager
37   USE lib_mpp          ! MPP library
38#if defined key_lim2
39   USE ice_2            ! LIM2
40#endif
41#if defined key_cice && defined key_asminc
42   USE sbc_ice, ONLY : & ! CICE Ice model variables
43   & ndaice_da, nfresh_da, nfsalt_da
44#endif
45   USE sbc_oce          ! Surface boundary condition variables.
46
47   IMPLICIT NONE
48   PRIVATE
49   
50   PUBLIC   asm_inc_init   !: Initialize the increment arrays and IAU weights
51   PUBLIC   calc_date      !: Compute the calendar date YYYYMMDD on a given step
52   PUBLIC   tra_asm_inc    !: Apply the tracer (T and S) increments
53   PUBLIC   dyn_asm_inc    !: Apply the dynamic (u and v) increments
54   PUBLIC   ssh_asm_inc    !: Apply the SSH increment
55   PUBLIC   seaice_asm_inc !: Apply the seaice increment
56
57#if defined key_asminc
58    LOGICAL, PUBLIC, PARAMETER :: lk_asminc = .TRUE.   !: Logical switch for assimilation increment interface
59#else
60    LOGICAL, PUBLIC, PARAMETER :: lk_asminc = .FALSE.  !: No assimilation increments
61#endif
62   LOGICAL, PUBLIC :: ln_bkgwri = .FALSE.      !: No output of the background state fields
63   LOGICAL, PUBLIC :: ln_asmiau = .FALSE.      !: No applying forcing with an assimilation increment
64   LOGICAL, PUBLIC :: ln_asmdin = .FALSE.      !: No direct initialization
65   LOGICAL, PUBLIC :: ln_trainc = .FALSE.      !: No tracer (T and S) assimilation increments
66   LOGICAL, PUBLIC :: ln_dyninc = .FALSE.      !: No dynamics (u and v) assimilation increments
67   LOGICAL, PUBLIC :: ln_sshinc = .FALSE.      !: No sea surface height assimilation increment
68   LOGICAL, PUBLIC :: ln_seaiceinc             !: No sea ice concentration increment
69   LOGICAL, PUBLIC :: ln_salfix = .FALSE.      !: Apply minimum salinity check
70   LOGICAL, PUBLIC :: ln_temnofreeze = .FALSE. !: Don't allow the temperature to drop below freezing
71   INTEGER, PUBLIC :: nn_divdmp                !: Apply divergence damping filter nn_divdmp times
72
73   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::   t_bkg   , s_bkg      !: Background temperature and salinity
74   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::   u_bkg   , v_bkg      !: Background u- & v- velocity components
75   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::   t_bkginc, s_bkginc   !: Increment to the background T & S
76   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::   u_bkginc, v_bkginc   !: Increment to the u- & v-components
77   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:)    , ALLOCATABLE ::   wgtiau               !: IAU weights for each time step
78   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::   ssh_iau           !: IAU-weighted sea surface height increment
79   !                                !!! time steps relative to the cycle interval [0,nitend-nit000-1]
80   INTEGER , PUBLIC ::   nitbkg      !: Time step of the background state used in the Jb term
81   INTEGER , PUBLIC ::   nitdin      !: Time step of the background state for direct initialization
82   INTEGER , PUBLIC ::   nitiaustr   !: Time step of the start of the IAU interval
83   INTEGER , PUBLIC ::   nitiaufin   !: Time step of the end of the IAU interval
84   !
85   INTEGER , PUBLIC ::   niaufn      !: Type of IAU weighing function: = 0   Constant weighting
86   !                                 !: = 1   Linear hat-like, centred in middle of IAU interval
87   REAL(wp), PUBLIC ::   salfixmin   !: Ensure that the salinity is larger than this  value if (ln_salfix)
88
89   REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::   ssh_bkg, ssh_bkginc   ! Background sea surface height and its increment
90   REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::   seaice_bkginc         ! Increment to the background sea ice conc
91
92   !! * Substitutions
93#  include "domzgr_substitute.h90"
94#  include "ldfdyn_substitute.h90"
95#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
96   !!----------------------------------------------------------------------
97   !! NEMO/OPA 3.3 , NEMO Consortium (2010)
98   !! $Id$
99   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
100   !!----------------------------------------------------------------------
101CONTAINS
102
103   SUBROUTINE asm_inc_init
104      !!----------------------------------------------------------------------
105      !!                    ***  ROUTINE asm_inc_init  ***
106      !!         
107      !! ** Purpose : Initialize the assimilation increment and IAU weights.
108      !!
109      !! ** Method  : Initialize the assimilation increment and IAU weights.
110      !!
111      !! ** Action  :
112      !!----------------------------------------------------------------------
113      INTEGER :: ji, jj, jk, jt  ! dummy loop indices
114      INTEGER :: imid, inum      ! local integers
115      INTEGER :: ios             ! Local integer output status for namelist read
116      INTEGER :: iiauper         ! Number of time steps in the IAU period
117      INTEGER :: icycper         ! Number of time steps in the cycle
118      INTEGER :: iitend_date     ! Date YYYYMMDD of final time step
119      INTEGER :: iitbkg_date     ! Date YYYYMMDD of background time step for Jb term
120      INTEGER :: iitdin_date     ! Date YYYYMMDD of background time step for DI
121      INTEGER :: iitiaustr_date  ! Date YYYYMMDD of IAU interval start time step
122      INTEGER :: iitiaufin_date  ! Date YYYYMMDD of IAU interval final time step
123      !
124      REAL(wp) :: znorm        ! Normalization factor for IAU weights
125      REAL(wp) :: ztotwgt      ! Value of time-integrated IAU weights (should be equal to one)
126      REAL(wp) :: z_inc_dateb  ! Start date of interval on which increment is valid
127      REAL(wp) :: z_inc_datef  ! End date of interval on which increment is valid
128      REAL(wp) :: zdate_bkg    ! Date in background state file for DI
129      REAL(wp) :: zdate_inc    ! Time axis in increments file
130      !
131      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) ::   hdiv   ! 2D workspace
132      !!
133      NAMELIST/nam_asminc/ ln_bkgwri,                                      &
134         &                 ln_trainc, ln_dyninc, ln_sshinc,                &
135         &                 ln_asmdin, ln_asmiau,                           &
136         &                 nitbkg, nitdin, nitiaustr, nitiaufin, niaufn,   &
137         &                 ln_salfix, salfixmin, nn_divdmp,                &
138         &                 ln_seaiceinc, ln_temnofreeze
139      !!----------------------------------------------------------------------
140
141      !-----------------------------------------------------------------------
142      ! Read Namelist nam_asminc : assimilation increment interface
143      !-----------------------------------------------------------------------
144      ln_seaiceinc = .FALSE.
145      ln_temnofreeze = .FALSE.
146
147      REWIND( numnam_ref )              ! Namelist nam_asminc in reference namelist : Assimilation increment
148      READ  ( numnam_ref, nam_asminc, IOSTAT = ios, ERR = 901)
149901   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_asminc in reference namelist', lwp )
150
151      REWIND( numnam_cfg )              ! Namelist nam_asminc in configuration namelist : Assimilation increment
152      READ  ( numnam_cfg, nam_asminc, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
153902   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_asminc in configuration namelist', lwp )
154      IF(lwm) WRITE ( numond, nam_asminc )
155
156      ! Control print
157      IF(lwp) THEN
158         WRITE(numout,*)
159         WRITE(numout,*) 'asm_inc_init : Assimilation increment initialization :'
160         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
161         WRITE(numout,*) '   Namelist namasm : set assimilation increment parameters'
162         WRITE(numout,*) '      Logical switch for writing out background state          ln_bkgwri = ', ln_bkgwri
163         WRITE(numout,*) '      Logical switch for applying tracer increments            ln_trainc = ', ln_trainc
164         WRITE(numout,*) '      Logical switch for applying velocity increments          ln_dyninc = ', ln_dyninc
165         WRITE(numout,*) '      Logical switch for applying SSH increments               ln_sshinc = ', ln_sshinc
166         WRITE(numout,*) '      Logical switch for Direct Initialization (DI)            ln_asmdin = ', ln_asmdin
167         WRITE(numout,*) '      Logical switch for applying sea ice increments        ln_seaiceinc = ', ln_seaiceinc
168         WRITE(numout,*) '      Logical switch for Incremental Analysis Updating (IAU)   ln_asmiau = ', ln_asmiau
169         WRITE(numout,*) '      Timestep of background in [0,nitend-nit000-1]            nitbkg    = ', nitbkg
170         WRITE(numout,*) '      Timestep of background for DI in [0,nitend-nit000-1]     nitdin    = ', nitdin
171         WRITE(numout,*) '      Timestep of start of IAU interval in [0,nitend-nit000-1] nitiaustr = ', nitiaustr
172         WRITE(numout,*) '      Timestep of end of IAU interval in [0,nitend-nit000-1]   nitiaufin = ', nitiaufin
173         WRITE(numout,*) '      Type of IAU weighting function                           niaufn    = ', niaufn
174         WRITE(numout,*) '      Logical switch for ensuring that the sa > salfixmin      ln_salfix = ', ln_salfix
175         WRITE(numout,*) '      Minimum salinity after applying the increments           salfixmin = ', salfixmin
176      ENDIF
177
178      nitbkg_r    = nitbkg    + nit000 - 1  ! Background time referenced to nit000
179      nitdin_r    = nitdin    + nit000 - 1  ! Background time for DI referenced to nit000
180      nitiaustr_r = nitiaustr + nit000 - 1  ! Start of IAU interval referenced to nit000
181      nitiaufin_r = nitiaufin + nit000 - 1  ! End of IAU interval referenced to nit000
182
183      iiauper = nitiaufin_r - nitiaustr_r + 1  ! IAU interval length
184      icycper = nitend      - nit000      + 1  ! Cycle interval length
185
186      CALL calc_date( nit000, nitend     , ndate0, iitend_date    )     ! Date of final time step
187      CALL calc_date( nit000, nitbkg_r   , ndate0, iitbkg_date    )     ! Background time for Jb referenced to ndate0
188      CALL calc_date( nit000, nitdin_r   , ndate0, iitdin_date    )     ! Background time for DI referenced to ndate0
189      CALL calc_date( nit000, nitiaustr_r, ndate0, iitiaustr_date )     ! IAU start time referenced to ndate0
190      CALL calc_date( nit000, nitiaufin_r, ndate0, iitiaufin_date )     ! IAU end time referenced to ndate0
191      !
192      IF(lwp) THEN
193         WRITE(numout,*)
194         WRITE(numout,*) '   Time steps referenced to current cycle:'
195         WRITE(numout,*) '       iitrst      = ', nit000 - 1
196         WRITE(numout,*) '       nit000      = ', nit000
197         WRITE(numout,*) '       nitend      = ', nitend
198         WRITE(numout,*) '       nitbkg_r    = ', nitbkg_r
199         WRITE(numout,*) '       nitdin_r    = ', nitdin_r
200         WRITE(numout,*) '       nitiaustr_r = ', nitiaustr_r
201         WRITE(numout,*) '       nitiaufin_r = ', nitiaufin_r
202         WRITE(numout,*)
203         WRITE(numout,*) '   Dates referenced to current cycle:'
204         WRITE(numout,*) '       ndastp         = ', ndastp
205         WRITE(numout,*) '       ndate0         = ', ndate0
206         WRITE(numout,*) '       iitend_date    = ', iitend_date
207         WRITE(numout,*) '       iitbkg_date    = ', iitbkg_date
208         WRITE(numout,*) '       iitdin_date    = ', iitdin_date
209         WRITE(numout,*) '       iitiaustr_date = ', iitiaustr_date
210         WRITE(numout,*) '       iitiaufin_date = ', iitiaufin_date
211      ENDIF
212
213      IF ( nacc /= 0 ) &
214         & CALL ctl_stop( ' nacc /= 0 and key_asminc :',  &
215         &                ' Assimilation increments have only been implemented', &
216         &                ' for synchronous time stepping' )
217
218      IF ( ( ln_asmdin ).AND.( ln_asmiau ) )   &
219         & CALL ctl_stop( ' ln_asmdin and ln_asmiau :', &
220         &                ' Choose Direct Initialization OR Incremental Analysis Updating')
221
222      IF (      ( ( .NOT. ln_asmdin ).AND.( .NOT. ln_asmiau ) ) &
223           .AND.( ( ln_trainc ).OR.( ln_dyninc ).OR.( ln_sshinc ) .OR. ( ln_seaiceinc) )) &
224         & CALL ctl_stop( ' One or more of ln_trainc, ln_dyninc, ln_sshinc and ln_seaiceinc is set to .true.', &
225         &                ' but ln_asmdin and ln_asmiau are both set to .false. :', &
226         &                ' Inconsistent options')
227
228      IF ( ( niaufn /= 0 ).AND.( niaufn /= 1 ) ) &
229         & CALL ctl_stop( ' niaufn /= 0 or niaufn /=1 :',  &
230         &                ' Type IAU weighting function is invalid')
231
232      IF ( ( .NOT. ln_trainc ).AND.( .NOT. ln_dyninc ).AND.( .NOT. ln_sshinc ).AND.( .NOT. ln_seaiceinc ) &
233         &                     )  &
234         & CALL ctl_warn( ' ln_trainc, ln_dyninc, ln_sshinc and ln_seaiceinc are set to .false. :', &
235         &                ' The assimilation increments are not applied')
236
237      IF ( ( ln_asmiau ).AND.( nitiaustr == nitiaufin ) ) &
238         & CALL ctl_stop( ' nitiaustr = nitiaufin :',  &
239         &                ' IAU interval is of zero length')
240
241      IF ( ( ln_asmiau ).AND.( ( nitiaustr_r < nit000 ).OR.( nitiaufin_r > nitend ) ) ) &
242         & CALL ctl_stop( ' nitiaustr or nitiaufin :',  &
243         &                ' IAU starting or final time step is outside the cycle interval', &
244         &                 ' Valid range nit000 to nitend')
245
246      IF ( ( nitbkg_r < nit000 - 1 ).OR.( nitbkg_r > nitend ) ) &
247         & CALL ctl_stop( ' nitbkg :',  &
248         &                ' Background time step is outside the cycle interval')
249
250      IF ( ( nitdin_r < nit000 - 1 ).OR.( nitdin_r > nitend ) ) &
251         & CALL ctl_stop( ' nitdin :',  &
252         &                ' Background time step for Direct Initialization is outside', &
253         &                ' the cycle interval')
254
255      IF ( nstop > 0 ) RETURN       ! if there are any errors then go no further
256
257      !--------------------------------------------------------------------
258      ! Initialize the Incremental Analysis Updating weighting function
259      !--------------------------------------------------------------------
260
261      IF ( ln_asmiau ) THEN
262
263         ALLOCATE( wgtiau( icycper ) )
264
265         wgtiau(:) = 0.0
266
267         IF ( niaufn == 0 ) THEN
268
269            !---------------------------------------------------------
270            ! Constant IAU forcing
271            !---------------------------------------------------------
272
273            DO jt = 1, iiauper
274               wgtiau(jt+nitiaustr-1) = 1.0 / REAL( iiauper )
275            END DO
276
277         ELSEIF ( niaufn == 1 ) THEN
278
279            !---------------------------------------------------------
280            ! Linear hat-like, centred in middle of IAU interval
281            !---------------------------------------------------------
282
283            ! Compute the normalization factor
284            znorm = 0.0
285            IF ( MOD( iiauper, 2 ) == 0 ) THEN  ! Even number of time steps in IAU interval
286               imid = iiauper / 2 
287               DO jt = 1, imid
288                  znorm = znorm + REAL( jt )
289               END DO
290               znorm = 2.0 * znorm
291            ELSE                               ! Odd number of time steps in IAU interval
292               imid = ( iiauper + 1 ) / 2       
293               DO jt = 1, imid - 1
294                  znorm = znorm + REAL( jt )
295               END DO
296               znorm = 2.0 * znorm + REAL( imid )
297            ENDIF
298            znorm = 1.0 / znorm
299
300            DO jt = 1, imid - 1
301               wgtiau(jt+nitiaustr-1) = REAL( jt ) * znorm
302            END DO
303            DO jt = imid, iiauper
304               wgtiau(jt+nitiaustr-1) = REAL( iiauper - jt + 1 ) * znorm
305            END DO
306
307         ENDIF
308
309         ! Test that the integral of the weights over the weighting interval equals 1
310          IF(lwp) THEN
311             WRITE(numout,*)
312             WRITE(numout,*) 'asm_inc_init : IAU weights'
313             WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
314             WRITE(numout,*) '             time step         IAU  weight'
315             WRITE(numout,*) '             =========     ====================='
316             ztotwgt = 0.0
317             DO jt = 1, icycper
318                ztotwgt = ztotwgt + wgtiau(jt)
319                WRITE(numout,*) '         ', jt, '       ', wgtiau(jt) 
320             END DO   
321             WRITE(numout,*) '         ==================================='
322             WRITE(numout,*) '         Time-integrated weight = ', ztotwgt
323             WRITE(numout,*) '         ==================================='
324          ENDIF
325         
326      ENDIF
327
328      !--------------------------------------------------------------------
329      ! Allocate and initialize the increment arrays
330      !--------------------------------------------------------------------
331
332      ALLOCATE( t_bkginc(jpi,jpj,jpk) )
333      ALLOCATE( s_bkginc(jpi,jpj,jpk) )
334      ALLOCATE( u_bkginc(jpi,jpj,jpk) )
335      ALLOCATE( v_bkginc(jpi,jpj,jpk) )
336      ALLOCATE( ssh_bkginc(jpi,jpj)   )
337      ALLOCATE( seaice_bkginc(jpi,jpj))
338#if defined key_asminc
339      ALLOCATE( ssh_iau(jpi,jpj)      )
340#endif
341      t_bkginc(:,:,:) = 0.0
342      s_bkginc(:,:,:) = 0.0
343      u_bkginc(:,:,:) = 0.0
344      v_bkginc(:,:,:) = 0.0
345      ssh_bkginc(:,:) = 0.0
346      seaice_bkginc(:,:) = 0.0
347#if defined key_asminc
348      ssh_iau(:,:)    = 0.0
349#endif
350      IF ( ( ln_trainc ).OR.( ln_dyninc ).OR.( ln_sshinc ).OR.( ln_seaiceinc ) ) THEN
351
352         !--------------------------------------------------------------------
353         ! Read the increments from file
354         !--------------------------------------------------------------------
355
356         CALL iom_open( c_asminc, inum )
357
358         CALL iom_get( inum, 'time', zdate_inc ) 
359
360         CALL iom_get( inum, 'z_inc_dateb', z_inc_dateb )
361         CALL iom_get( inum, 'z_inc_datef', z_inc_datef )
362         z_inc_dateb = zdate_inc
363         z_inc_datef = zdate_inc
364
365         IF(lwp) THEN
366            WRITE(numout,*) 
367            WRITE(numout,*) 'asm_inc_init : Assimilation increments valid ', &
368               &            ' between dates ', NINT( z_inc_dateb ),' and ',  &
369               &            NINT( z_inc_datef )
370            WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
371         ENDIF
372
373         IF (     ( NINT( z_inc_dateb ) < ndastp      ) &
374            & .OR.( NINT( z_inc_datef ) > iitend_date ) ) &
375            & CALL ctl_warn( ' Validity time of assimilation increments is ', &
376            &                ' outside the assimilation interval' )
377
378         IF ( ( ln_asmdin ).AND.( NINT( zdate_inc ) /= iitdin_date ) ) &
379            & CALL ctl_warn( ' Validity time of assimilation increments does ', &
380            &                ' not agree with Direct Initialization time' )
381
382         IF ( ln_trainc ) THEN   
383            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckint', t_bkginc, 1 )
384            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckins', s_bkginc, 1 )
385            ! Apply the masks
386            t_bkginc(:,:,:) = t_bkginc(:,:,:) * tmask(:,:,:)
387            s_bkginc(:,:,:) = s_bkginc(:,:,:) * tmask(:,:,:)
388            ! Set missing increments to 0.0 rather than 1e+20
389            ! to allow for differences in masks
390            WHERE( ABS( t_bkginc(:,:,:) ) > 1.0e+10 ) t_bkginc(:,:,:) = 0.0
391            WHERE( ABS( s_bkginc(:,:,:) ) > 1.0e+10 ) s_bkginc(:,:,:) = 0.0
392         ENDIF
393
394         IF ( ln_dyninc ) THEN   
395            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckinu', u_bkginc, 1 )             
396            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckinv', v_bkginc, 1 )             
397            ! Apply the masks
398            u_bkginc(:,:,:) = u_bkginc(:,:,:) * umask(:,:,:)
399            v_bkginc(:,:,:) = v_bkginc(:,:,:) * vmask(:,:,:)
400            ! Set missing increments to 0.0 rather than 1e+20
401            ! to allow for differences in masks
402            WHERE( ABS( u_bkginc(:,:,:) ) > 1.0e+10 ) u_bkginc(:,:,:) = 0.0
403            WHERE( ABS( v_bkginc(:,:,:) ) > 1.0e+10 ) v_bkginc(:,:,:) = 0.0
404         ENDIF
405       
406         IF ( ln_sshinc ) THEN
407            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckineta', ssh_bkginc, 1 )
408            ! Apply the masks
409            ssh_bkginc(:,:) = ssh_bkginc(:,:) * tmask(:,:,1)
410            ! Set missing increments to 0.0 rather than 1e+20
411            ! to allow for differences in masks
412            WHERE( ABS( ssh_bkginc(:,:) ) > 1.0e+10 ) ssh_bkginc(:,:) = 0.0
413         ENDIF
414
415         IF ( ln_seaiceinc ) THEN
416            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckinseaice', seaice_bkginc, 1 )
417            ! Apply the masks
418            seaice_bkginc(:,:) = seaice_bkginc(:,:) * tmask(:,:,1)
419            ! Set missing increments to 0.0 rather than 1e+20
420            ! to allow for differences in masks
421            WHERE( ABS( seaice_bkginc(:,:) ) > 1.0e+10 ) seaice_bkginc(:,:) = 0.0
422         ENDIF
423
424         CALL iom_close( inum )
425 
426      ENDIF
427
428      !-----------------------------------------------------------------------
429      ! Apply divergence damping filter
430      !-----------------------------------------------------------------------
431
432      IF ( ln_dyninc .AND. nn_divdmp > 0 ) THEN
433
434         CALL wrk_alloc(jpi,jpj,hdiv) 
435
436         DO  jt = 1, nn_divdmp
437
438            DO jk = 1, jpkm1
439
440               hdiv(:,:) = 0._wp
441
442               DO jj = 2, jpjm1
443                  DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
444                     hdiv(ji,jj) =   &
445                        (  e2u(ji  ,jj  ) * fse3u(ji  ,jj  ,jk) * u_bkginc(ji  ,jj  ,jk)     &
446                         - e2u(ji-1,jj  ) * fse3u(ji-1,jj  ,jk) * u_bkginc(ji-1,jj  ,jk)     &
447                         + e1v(ji  ,jj  ) * fse3v(ji  ,jj  ,jk) * v_bkginc(ji  ,jj  ,jk)     &
448                         - e1v(ji  ,jj-1) * fse3v(ji  ,jj-1,jk) * v_bkginc(ji  ,jj-1,jk)  )  &
449                         / ( e1t(ji,jj) * e2t(ji,jj) * fse3t(ji,jj,jk) )
450                  END DO
451               END DO
452
453               CALL lbc_lnk( hdiv, 'T', 1. )   ! lateral boundary cond. (no sign change)
454
455               DO jj = 2, jpjm1
456                  DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
457                     u_bkginc(ji,jj,jk) = u_bkginc(ji,jj,jk) + 0.2_wp * ( e1t(ji+1,jj)*e2t(ji+1,jj) * hdiv(ji+1,jj)   &
458                                                                        - e1t(ji  ,jj)*e2t(ji  ,jj) * hdiv(ji  ,jj) ) &
459                                                                      / e1u(ji,jj) * umask(ji,jj,jk) 
460                     v_bkginc(ji,jj,jk) = v_bkginc(ji,jj,jk) + 0.2_wp * ( e1t(ji,jj+1)*e2t(ji,jj+1) * hdiv(ji,jj+1)   &
461                                                                        - e1t(ji,jj  )*e2t(ji,jj  ) * hdiv(ji,jj  ) ) &
462                                                                      / e2v(ji,jj) * vmask(ji,jj,jk) 
463                  END DO
464               END DO
465
466            END DO
467
468         END DO
469
470         CALL wrk_dealloc(jpi,jpj,hdiv) 
471
472      ENDIF
473
474
475
476      !-----------------------------------------------------------------------
477      ! Allocate and initialize the background state arrays
478      !-----------------------------------------------------------------------
479
480      IF ( ln_asmdin ) THEN
481
482         ALLOCATE( t_bkg(jpi,jpj,jpk) )
483         ALLOCATE( s_bkg(jpi,jpj,jpk) )
484         ALLOCATE( u_bkg(jpi,jpj,jpk) )
485         ALLOCATE( v_bkg(jpi,jpj,jpk) )
486         ALLOCATE( ssh_bkg(jpi,jpj)   )
487
488         t_bkg(:,:,:) = 0.0
489         s_bkg(:,:,:) = 0.0
490         u_bkg(:,:,:) = 0.0
491         v_bkg(:,:,:) = 0.0
492         ssh_bkg(:,:) = 0.0
493
494         !--------------------------------------------------------------------
495         ! Read from file the background state at analysis time
496         !--------------------------------------------------------------------
497
498         CALL iom_open( c_asmdin, inum )
499
500         CALL iom_get( inum, 'rdastp', zdate_bkg ) 
501       
502         IF(lwp) THEN
503            WRITE(numout,*) 
504            WRITE(numout,*) 'asm_inc_init : Assimilation background state valid at : ', &
505               &  NINT( zdate_bkg )
506            WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
507         ENDIF
508
509         IF ( NINT( zdate_bkg ) /= iitdin_date ) &
510            & CALL ctl_warn( ' Validity time of assimilation background state does', &
511            &                ' not agree with Direct Initialization time' )
512
513         IF ( ln_trainc ) THEN   
514            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'tn', t_bkg )
515            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'sn', s_bkg )
516            t_bkg(:,:,:) = t_bkg(:,:,:) * tmask(:,:,:)
517            s_bkg(:,:,:) = s_bkg(:,:,:) * tmask(:,:,:)
518         ENDIF
519
520         IF ( ln_dyninc ) THEN   
521            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'un', u_bkg )
522            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'vn', v_bkg )
523            u_bkg(:,:,:) = u_bkg(:,:,:) * umask(:,:,:)
524            v_bkg(:,:,:) = v_bkg(:,:,:) * vmask(:,:,:)
525         ENDIF
526       
527         IF ( ln_sshinc ) THEN
528            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'sshn', ssh_bkg )
529            ssh_bkg(:,:) = ssh_bkg(:,:) * tmask(:,:,1)
530         ENDIF
531
532         CALL iom_close( inum )
533
534      ENDIF
535      !
536   END SUBROUTINE asm_inc_init
537
538
539   SUBROUTINE calc_date( kit000, kt, kdate0, kdate )
540      !!----------------------------------------------------------------------
541      !!                    ***  ROUTINE calc_date  ***
542      !!         
543      !! ** Purpose : Compute the calendar date YYYYMMDD at a given time step.
544      !!
545      !! ** Method  : Compute the calendar date YYYYMMDD at a given time step.
546      !!
547      !! ** Action  :
548      !!----------------------------------------------------------------------
549      INTEGER, INTENT(IN) :: kit000  ! Initial time step
550      INTEGER, INTENT(IN) :: kt      ! Current time step referenced to kit000
551      INTEGER, INTENT(IN) :: kdate0  ! Initial date
552      INTEGER, INTENT(OUT) :: kdate  ! Current date reference to kdate0
553      !
554      INTEGER :: iyea0    ! Initial year
555      INTEGER :: imon0    ! Initial month
556      INTEGER :: iday0    ! Initial day
557      INTEGER :: iyea     ! Current year
558      INTEGER :: imon     ! Current month
559      INTEGER :: iday     ! Current day
560      INTEGER :: idaystp  ! Number of days between initial and current date
561      INTEGER :: idaycnt  ! Day counter
562
563      INTEGER, DIMENSION(12) ::   imonth_len    !: length in days of the months of the current year
564
565      !-----------------------------------------------------------------------
566      ! Compute the calendar date YYYYMMDD
567      !-----------------------------------------------------------------------
568
569      ! Initial date
570      iyea0 =   kdate0 / 10000
571      imon0 = ( kdate0 - ( iyea0 * 10000 ) ) / 100
572      iday0 =   kdate0 - ( iyea0 * 10000 ) - ( imon0 * 100 ) 
573
574      ! Check that kt >= kit000 - 1
575      IF ( kt < kit000 - 1 ) CALL ctl_stop( ' kt must be >= kit000 - 1')
576
577      ! If kt = kit000 - 1 then set the date to the restart date
578      IF ( kt == kit000 - 1 ) THEN
579
580         kdate = ndastp
581         RETURN
582
583      ENDIF
584
585      ! Compute the number of days from the initial date
586      idaystp = INT( REAL( kt - kit000 ) * rdt / 86400. )
587   
588      iday    = iday0
589      imon    = imon0
590      iyea    = iyea0
591      idaycnt = 0
592
593      CALL calc_month_len( iyea, imonth_len )
594
595      DO WHILE ( idaycnt < idaystp )
596         iday = iday + 1
597         IF ( iday > imonth_len(imon) )  THEN
598            iday = 1
599            imon = imon + 1
600         ENDIF
601         IF ( imon > 12 ) THEN
602            imon = 1
603            iyea = iyea + 1
604            CALL calc_month_len( iyea, imonth_len )  ! update month lengths
605         ENDIF                 
606         idaycnt = idaycnt + 1
607      END DO
608      !
609      kdate = iyea * 10000 + imon * 100 + iday
610      !
611   END SUBROUTINE
612
613
614   SUBROUTINE calc_month_len( iyear, imonth_len )
615      !!----------------------------------------------------------------------
616      !!                    ***  ROUTINE calc_month_len  ***
617      !!         
618      !! ** Purpose : Compute the number of days in a months given a year.
619      !!
620      !! ** Method  :
621      !!----------------------------------------------------------------------
622      INTEGER, DIMENSION(12) ::   imonth_len    !: length in days of the months of the current year
623      INTEGER :: iyear         !: year
624      !!----------------------------------------------------------------------
625      !
626      ! length of the month of the current year (from nleapy, read in namelist)
627      IF ( nleapy < 2 ) THEN
628         imonth_len(:) = (/ 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 /)
629         IF ( nleapy == 1 ) THEN   ! we are using calendar with leap years
630            IF ( MOD(iyear, 4) == 0 .AND. ( MOD(iyear, 400) == 0 .OR. MOD(iyear, 100) /= 0 ) ) THEN
631               imonth_len(2) = 29
632            ENDIF
633         ENDIF
634      ELSE
635         imonth_len(:) = nleapy   ! all months with nleapy days per year
636      ENDIF
637      !
638   END SUBROUTINE
639
640
641   SUBROUTINE tra_asm_inc( kt )
642      !!----------------------------------------------------------------------
643      !!                    ***  ROUTINE tra_asm_inc  ***
644      !!         
645      !! ** Purpose : Apply the tracer (T and S) assimilation increments
646      !!
647      !! ** Method  : Direct initialization or Incremental Analysis Updating
648      !!
649      !! ** Action  :
650      !!----------------------------------------------------------------------
651      INTEGER, INTENT(IN) :: kt               ! Current time step
652      !
653      INTEGER :: ji,jj,jk
654      INTEGER :: it
655      REAL(wp) :: zincwgt  ! IAU weight for current time step
656      REAL (wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) :: fzptnz ! 3d freezing point values
657      !!----------------------------------------------------------------------
658
659      ! freezing point calculation taken from oc_fz_pt (but calculated for all depths)
660      ! used to prevent the applied increments taking the temperature below the local freezing point
661
662      DO jk = 1, jpkm1
663        CALL eos_fzp( tsn(:,:,jk,jp_sal), fzptnz(:,:,jk), fsdept(:,:,jk) )
664      END DO
665
666      IF ( ln_asmiau ) THEN
667
668         !--------------------------------------------------------------------
669         ! Incremental Analysis Updating
670         !--------------------------------------------------------------------
671
672         IF ( ( kt >= nitiaustr_r ).AND.( kt <= nitiaufin_r ) ) THEN
673
674            it = kt - nit000 + 1
675            zincwgt = wgtiau(it) / rdt   ! IAU weight for the current time step
676
677            IF(lwp) THEN
678               WRITE(numout,*) 
679               WRITE(numout,*) 'tra_asm_inc : Tracer IAU at time step = ', kt,' with IAU weight = ', wgtiau(it)
680               WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
681            ENDIF
682
683            ! Update the tracer tendencies
684            DO jk = 1, jpkm1
685               IF (ln_temnofreeze) THEN
686                  ! Do not apply negative increments if the temperature will fall below freezing
687                  WHERE(t_bkginc(:,:,jk) > 0.0_wp .OR. &
688                     &   tsn(:,:,jk,jp_tem) + tsa(:,:,jk,jp_tem) + t_bkginc(:,:,jk) * wgtiau(it) > fzptnz(:,:,jk) ) 
689                     tsa(:,:,jk,jp_tem) = tsa(:,:,jk,jp_tem) + t_bkginc(:,:,jk) * zincwgt 
690                  END WHERE
691               ELSE
692                  tsa(:,:,jk,jp_tem) = tsa(:,:,jk,jp_tem) + t_bkginc(:,:,jk) * zincwgt 
693               ENDIF
694               IF (ln_salfix) THEN
695                  ! Do not apply negative increments if the salinity will fall below a specified
696                  ! minimum value salfixmin
697                  WHERE(s_bkginc(:,:,jk) > 0.0_wp .OR. &
698                     &   tsn(:,:,jk,jp_sal) + tsa(:,:,jk,jp_sal) + s_bkginc(:,:,jk) * wgtiau(it) > salfixmin ) 
699                     tsa(:,:,jk,jp_sal) = tsa(:,:,jk,jp_sal) + s_bkginc(:,:,jk) * zincwgt
700                  END WHERE
701               ELSE
702                  tsa(:,:,jk,jp_sal) = tsa(:,:,jk,jp_sal) + s_bkginc(:,:,jk) * zincwgt
703               ENDIF
704            END DO
705
706         ENDIF
707
708         IF ( kt == nitiaufin_r + 1  ) THEN   ! For bias crcn to work
709            DEALLOCATE( t_bkginc )
710            DEALLOCATE( s_bkginc )
711         ENDIF
712
713
714      ELSEIF ( ln_asmdin ) THEN
715
716         !--------------------------------------------------------------------
717         ! Direct Initialization
718         !--------------------------------------------------------------------
719           
720         IF ( kt == nitdin_r ) THEN
721
722            neuler = 0  ! Force Euler forward step
723
724            ! Initialize the now fields with the background + increment
725            IF (ln_temnofreeze) THEN
726               ! Do not apply negative increments if the temperature will fall below freezing
727               WHERE( t_bkginc(:,:,:) > 0.0_wp .OR. tsn(:,:,:,jp_tem) + t_bkginc(:,:,:) > fzptnz(:,:,:) ) 
728                  tsn(:,:,:,jp_tem) = t_bkg(:,:,:) + t_bkginc(:,:,:)   
729               END WHERE
730            ELSE
731               tsn(:,:,:,jp_tem) = t_bkg(:,:,:) + t_bkginc(:,:,:)   
732            ENDIF
733            IF (ln_salfix) THEN
734               ! Do not apply negative increments if the salinity will fall below a specified
735               ! minimum value salfixmin
736               WHERE( s_bkginc(:,:,:) > 0.0_wp .OR. tsn(:,:,:,jp_sal) + s_bkginc(:,:,:) > salfixmin ) 
737                  tsn(:,:,:,jp_sal) = s_bkg(:,:,:) + s_bkginc(:,:,:)   
738               END WHERE
739            ELSE
740               tsn(:,:,:,jp_sal) = s_bkg(:,:,:) + s_bkginc(:,:,:)   
741            ENDIF
742
743            tsb(:,:,:,:) = tsn(:,:,:,:)                 ! Update before fields
744
745            CALL eos( tsb, rhd, rhop, gdept_0(:,:,:) )  ! Before potential and in situ densities
746!!gm  fabien
747!            CALL eos( tsb, rhd, rhop )                ! Before potential and in situ densities
748!!gm
749
750
751            IF( ln_zps .AND. .NOT. lk_c1d .AND. .NOT. ln_isfcav)      &
752               &  CALL zps_hde    ( kt, jpts, tsb, gtsu, gtsv,        &  ! Partial steps: before horizontal gradient
753               &                              rhd, gru , grv          )  ! of t, s, rd at the last ocean level
754            IF( ln_zps .AND. .NOT. lk_c1d .AND.       ln_isfcav)      &
755               &  CALL zps_hde_isf( nit000, jpts, tsb, gtsu, gtsv,    &    ! Partial steps for top cell (ISF)
756               &                                  rhd, gru , grv , aru , arv , gzu , gzv , ge3ru , ge3rv ,   &
757               &                           gtui, gtvi, grui, grvi, arui, arvi, gzui, gzvi, ge3rui, ge3rvi    ) ! of t, s, rd at the last ocean level
758
759#if defined key_zdfkpp
760            CALL eos( tsn, rhd, fsdept_n(:,:,:) )                      ! Compute rhd
761!!gm fabien            CALL eos( tsn, rhd )                      ! Compute rhd
762#endif
763
764            DEALLOCATE( t_bkginc )
765            DEALLOCATE( s_bkginc )
766            DEALLOCATE( t_bkg    )
767            DEALLOCATE( s_bkg    )
768         ENDIF
769         
770      ENDIF
771      ! Perhaps the following call should be in step
772      IF   ( ln_seaiceinc  )   CALL seaice_asm_inc ( kt )   ! apply sea ice concentration increment
773      !
774   END SUBROUTINE tra_asm_inc
775
776
777   SUBROUTINE dyn_asm_inc( kt )
778      !!----------------------------------------------------------------------
779      !!                    ***  ROUTINE dyn_asm_inc  ***
780      !!         
781      !! ** Purpose : Apply the dynamics (u and v) assimilation increments.
782      !!
783      !! ** Method  : Direct initialization or Incremental Analysis Updating.
784      !!
785      !! ** Action  :
786      !!----------------------------------------------------------------------
787      INTEGER, INTENT(IN) :: kt   ! Current time step
788      !
789      INTEGER :: jk
790      INTEGER :: it
791      REAL(wp) :: zincwgt  ! IAU weight for current time step
792      !!----------------------------------------------------------------------
793
794      IF ( ln_asmiau ) THEN
795
796         !--------------------------------------------------------------------
797         ! Incremental Analysis Updating
798         !--------------------------------------------------------------------
799
800         IF ( ( kt >= nitiaustr_r ).AND.( kt <= nitiaufin_r ) ) THEN
801
802            it = kt - nit000 + 1
803            zincwgt = wgtiau(it) / rdt   ! IAU weight for the current time step
804
805            IF(lwp) THEN
806               WRITE(numout,*) 
807               WRITE(numout,*) 'dyn_asm_inc : Dynamics IAU at time step = ', &
808                  &  kt,' with IAU weight = ', wgtiau(it)
809               WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
810            ENDIF
811
812            ! Update the dynamic tendencies
813            DO jk = 1, jpkm1
814               ua(:,:,jk) = ua(:,:,jk) + u_bkginc(:,:,jk) * zincwgt
815               va(:,:,jk) = va(:,:,jk) + v_bkginc(:,:,jk) * zincwgt
816            END DO
817           
818            IF ( kt == nitiaufin_r ) THEN
819               DEALLOCATE( u_bkginc )
820               DEALLOCATE( v_bkginc )
821            ENDIF
822
823         ENDIF
824
825      ELSEIF ( ln_asmdin ) THEN 
826
827         !--------------------------------------------------------------------
828         ! Direct Initialization
829         !--------------------------------------------------------------------
830         
831         IF ( kt == nitdin_r ) THEN
832
833            neuler = 0                    ! Force Euler forward step
834
835            ! Initialize the now fields with the background + increment
836            un(:,:,:) = u_bkg(:,:,:) + u_bkginc(:,:,:)
837            vn(:,:,:) = v_bkg(:,:,:) + v_bkginc(:,:,:) 
838
839            ub(:,:,:) = un(:,:,:)         ! Update before fields
840            vb(:,:,:) = vn(:,:,:)
841 
842            DEALLOCATE( u_bkg    )
843            DEALLOCATE( v_bkg    )
844            DEALLOCATE( u_bkginc )
845            DEALLOCATE( v_bkginc )
846         ENDIF
847         !
848      ENDIF
849      !
850   END SUBROUTINE dyn_asm_inc
851
852
853   SUBROUTINE ssh_asm_inc( kt )
854      !!----------------------------------------------------------------------
855      !!                    ***  ROUTINE ssh_asm_inc  ***
856      !!         
857      !! ** Purpose : Apply the sea surface height assimilation increment.
858      !!
859      !! ** Method  : Direct initialization or Incremental Analysis Updating.
860      !!
861      !! ** Action  :
862      !!----------------------------------------------------------------------
863      INTEGER, INTENT(IN) :: kt   ! Current time step
864      !
865      INTEGER :: it
866      INTEGER :: jk
867      REAL(wp) :: zincwgt  ! IAU weight for current time step
868      !!----------------------------------------------------------------------
869
870      IF ( ln_asmiau ) THEN
871
872         !--------------------------------------------------------------------
873         ! Incremental Analysis Updating
874         !--------------------------------------------------------------------
875
876         IF ( ( kt >= nitiaustr_r ).AND.( kt <= nitiaufin_r ) ) THEN
877
878            it = kt - nit000 + 1
879            zincwgt = wgtiau(it) / rdt   ! IAU weight for the current time step
880
881            IF(lwp) THEN
882               WRITE(numout,*) 
883               WRITE(numout,*) 'ssh_asm_inc : SSH IAU at time step = ', &
884                  &  kt,' with IAU weight = ', wgtiau(it)
885               WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
886            ENDIF
887
888            ! Save the tendency associated with the IAU weighted SSH increment
889            ! (applied in dynspg.*)
890#if defined key_asminc
891            ssh_iau(:,:) = ssh_bkginc(:,:) * zincwgt
892#endif
893            IF ( kt == nitiaufin_r ) THEN
894               DEALLOCATE( ssh_bkginc )
895            ENDIF
896
897         ELSE
898#if defined key_asminc
899            ssh_iau(:,:) = 0.0
900#endif
901         ENDIF
902
903      ELSEIF ( ln_asmdin ) THEN
904
905         !--------------------------------------------------------------------
906         ! Direct Initialization
907         !--------------------------------------------------------------------
908
909         IF ( kt == nitdin_r ) THEN
910
911            neuler = 0                    ! Force Euler forward step
912
913            ! Initialize the now fields the background + increment
914            sshn(:,:) = ssh_bkg(:,:) + ssh_bkginc(:,:) 
915
916            ! Update before fields
917            sshb(:,:) = sshn(:,:)         
918
919            IF( lk_vvl ) THEN
920               DO jk = 1, jpk
921                  fse3t_b(:,:,jk) = fse3t_n(:,:,jk)
922               END DO
923            ENDIF
924
925            DEALLOCATE( ssh_bkg    )
926            DEALLOCATE( ssh_bkginc )
927
928         ENDIF
929         !
930      ENDIF
931      !
932   END SUBROUTINE ssh_asm_inc
933
934
935   SUBROUTINE seaice_asm_inc( kt, kindic )
936      !!----------------------------------------------------------------------
937      !!                    ***  ROUTINE seaice_asm_inc  ***
938      !!         
939      !! ** Purpose : Apply the sea ice assimilation increment.
940      !!
941      !! ** Method  : Direct initialization or Incremental Analysis Updating.
942      !!
943      !! ** Action  :
944      !!
945      !!----------------------------------------------------------------------
946      IMPLICIT NONE
947      !
948      INTEGER, INTENT(in)           ::   kt   ! Current time step
949      INTEGER, INTENT(in), OPTIONAL ::   kindic   ! flag for disabling the deallocation
950      !
951      INTEGER  ::   it
952      REAL(wp) ::   zincwgt   ! IAU weight for current time step
953#if defined key_lim2
954      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zofrld, zohicif, zseaicendg, zhicifinc  ! LIM
955      REAL(wp) ::   zhicifmin = 0.5_wp      ! ice minimum depth in metres
956#endif
957      !!----------------------------------------------------------------------
958
959      IF ( ln_asmiau ) THEN
960
961         !--------------------------------------------------------------------
962         ! Incremental Analysis Updating
963         !--------------------------------------------------------------------
964
965         IF ( ( kt >= nitiaustr_r ).AND.( kt <= nitiaufin_r ) ) THEN
966
967            it = kt - nit000 + 1
968            zincwgt = wgtiau(it)      ! IAU weight for the current time step
969            ! note this is not a tendency so should not be divided by rdt (as with the tracer and other increments)
970
971            IF(lwp) THEN
972               WRITE(numout,*) 
973               WRITE(numout,*) 'seaice_asm_inc : sea ice conc IAU at time step = ', &
974                  &  kt,' with IAU weight = ', wgtiau(it)
975               WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
976            ENDIF
977
978            ! Sea-ice : LIM-3 case (to add)
979
980#if defined key_lim2
981            ! Sea-ice : LIM-2 case
982            zofrld (:,:) = frld(:,:)
983            zohicif(:,:) = hicif(:,:)
984            !
985            frld  = MIN( MAX( frld (:,:) - seaice_bkginc(:,:) * zincwgt, 0.0_wp), 1.0_wp)
986            pfrld = MIN( MAX( pfrld(:,:) - seaice_bkginc(:,:) * zincwgt, 0.0_wp), 1.0_wp)
987            fr_i(:,:) = 1.0_wp - frld(:,:)        ! adjust ice fraction
988            !
989            zseaicendg(:,:) = zofrld(:,:) - frld(:,:)   ! find out actual sea ice nudge applied
990            !
991            ! Nudge sea ice depth to bring it up to a required minimum depth
992            WHERE( zseaicendg(:,:) > 0.0_wp .AND. hicif(:,:) < zhicifmin ) 
993               zhicifinc(:,:) = (zhicifmin - hicif(:,:)) * zincwgt   
994            ELSEWHERE
995               zhicifinc(:,:) = 0.0_wp
996            END WHERE
997            !
998            ! nudge ice depth
999            hicif (:,:) = hicif (:,:) + zhicifinc(:,:)
1000            phicif(:,:) = phicif(:,:) + zhicifinc(:,:)       
1001            !
1002            ! seaice salinity balancing (to add)
1003#endif
1004
1005#if defined key_cice && defined key_asminc
1006            ! Sea-ice : CICE case. Pass ice increment tendency into CICE
1007            ndaice_da(:,:) = seaice_bkginc(:,:) * zincwgt / rdt
1008#endif
1009
1010            IF ( kt == nitiaufin_r ) THEN
1011               DEALLOCATE( seaice_bkginc )
1012            ENDIF
1013
1014         ELSE
1015
1016#if defined key_cice && defined key_asminc
1017            ! Sea-ice : CICE case. Zero ice increment tendency into CICE
1018            ndaice_da(:,:) = 0.0_wp
1019#endif
1020
1021         ENDIF
1022
1023      ELSEIF ( ln_asmdin ) THEN
1024
1025         !--------------------------------------------------------------------
1026         ! Direct Initialization
1027         !--------------------------------------------------------------------
1028
1029         IF ( kt == nitdin_r ) THEN
1030
1031            neuler = 0                    ! Force Euler forward step
1032
1033            ! Sea-ice : LIM-3 case (to add)
1034
1035#if defined key_lim2
1036            ! Sea-ice : LIM-2 case.
1037            zofrld(:,:)=frld(:,:)
1038            zohicif(:,:)=hicif(:,:)
1039            !
1040            ! Initialize the now fields the background + increment
1041            frld (:,:) = MIN( MAX( frld(:,:) - seaice_bkginc(:,:), 0.0_wp), 1.0_wp)
1042            pfrld(:,:) = frld(:,:) 
1043            fr_i (:,:) = 1.0_wp - frld(:,:)                ! adjust ice fraction
1044            zseaicendg(:,:) = zofrld(:,:) - frld(:,:)      ! find out actual sea ice nudge applied
1045            !
1046            ! Nudge sea ice depth to bring it up to a required minimum depth
1047            WHERE( zseaicendg(:,:) > 0.0_wp .AND. hicif(:,:) < zhicifmin ) 
1048               zhicifinc(:,:) = (zhicifmin - hicif(:,:)) * zincwgt   
1049            ELSEWHERE
1050               zhicifinc(:,:) = 0.0_wp
1051            END WHERE
1052            !
1053            ! nudge ice depth
1054            hicif (:,:) = hicif (:,:) + zhicifinc(:,:)
1055            phicif(:,:) = phicif(:,:)       
1056            !
1057            ! seaice salinity balancing (to add)
1058#endif
1059 
1060#if defined key_cice && defined key_asminc
1061            ! Sea-ice : CICE case. Pass ice increment tendency into CICE
1062           ndaice_da(:,:) = seaice_bkginc(:,:) / rdt
1063#endif
1064           IF ( .NOT. PRESENT(kindic) ) THEN
1065              DEALLOCATE( seaice_bkginc )
1066           END IF
1067
1068         ELSE
1069
1070#if defined key_cice && defined key_asminc
1071            ! Sea-ice : CICE case. Zero ice increment tendency into CICE
1072            ndaice_da(:,:) = 0.0_wp
1073#endif
1074         
1075         ENDIF
1076
1077!#if defined defined key_lim2 || defined key_cice
1078!
1079!            IF (ln_seaicebal ) THEN       
1080!             !! balancing salinity increments
1081!             !! simple case from limflx.F90 (doesn't include a mass flux)
1082!             !! assumption is that as ice concentration is reduced or increased
1083!             !! the snow and ice depths remain constant
1084!             !! note that snow is being created where ice concentration is being increased
1085!             !! - could be more sophisticated and
1086!             !! not do this (but would need to alter h_snow)
1087!
1088!             usave(:,:,:)=sb(:,:,:)   ! use array as a temporary store
1089!
1090!             DO jj = 1, jpj
1091!               DO ji = 1, jpi
1092!           ! calculate change in ice and snow mass per unit area
1093!           ! positive values imply adding salt to the ocean (results from ice formation)
1094!           ! fwf : ice formation and melting
1095!
1096!                 zfons = ( -nfresh_da(ji,jj)*soce + nfsalt_da(ji,jj) )*rdt
1097!
1098!           ! change salinity down to mixed layer depth
1099!                 mld=hmld_kara(ji,jj)
1100!
1101!           ! prevent small mld
1102!           ! less than 10m can cause salinity instability
1103!                 IF (mld < 10) mld=10
1104!
1105!           ! set to bottom of a level
1106!                 DO jk = jpk-1, 2, -1
1107!                   IF ((mld > gdepw(ji,jj,jk)) .and. (mld < gdepw(ji,jj,jk+1))) THEN
1108!                     mld=gdepw(ji,jj,jk+1)
1109!                     jkmax=jk
1110!                   ENDIF
1111!                 ENDDO
1112!
1113!            ! avoid applying salinity balancing in shallow water or on land
1114!            !
1115!
1116!            ! dsal_ocn (psu kg m^-2) / (kg m^-3 * m)
1117!
1118!                 dsal_ocn=0.0_wp
1119!                 sal_thresh=5.0_wp        ! minimum salinity threshold for salinity balancing
1120!
1121!                 if (tmask(ji,jj,1) > 0 .AND. tmask(ji,jj,jkmax) > 0 ) &
1122!                              dsal_ocn = zfons / (rhop(ji,jj,1) * mld)
1123!
1124!           ! put increments in for levels in the mixed layer
1125!           ! but prevent salinity below a threshold value
1126!
1127!                   DO jk = 1, jkmax             
1128!
1129!                     IF (dsal_ocn > 0.0_wp .or. sb(ji,jj,jk)+dsal_ocn > sal_thresh) THEN
1130!                           sb(ji,jj,jk) = sb(ji,jj,jk) + dsal_ocn
1131!                           sn(ji,jj,jk) = sn(ji,jj,jk) + dsal_ocn
1132!                     ENDIF
1133!
1134!                   ENDDO
1135!
1136!      !            !  salt exchanges at the ice/ocean interface
1137!      !            zpmess         = zfons / rdt_ice    ! rdt_ice is ice timestep
1138!      !
1139!      !! Adjust fsalt. A +ve fsalt means adding salt to ocean
1140!      !!           fsalt(ji,jj) =  fsalt(ji,jj) + zpmess     ! adjust fsalt 
1141!      !!               
1142!      !!           emps(ji,jj) = emps(ji,jj) + zpmess        ! or adjust emps (see icestp1d)
1143!      !!                                                     ! E-P (kg m-2 s-2)
1144!      !            emp(ji,jj) = emp(ji,jj) + zpmess          ! E-P (kg m-2 s-2)
1145!               ENDDO !ji
1146!             ENDDO !jj!
1147!
1148!            ENDIF !ln_seaicebal
1149!
1150!#endif
1151
1152      ENDIF
1153
1154   END SUBROUTINE seaice_asm_inc
1155   
1156   !!======================================================================
1157END MODULE asminc
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.