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sbc_ice.F90 in branches/UKMO/dev_r5518_obs_oper_update_icethick/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC – NEMO

source: branches/UKMO/dev_r5518_obs_oper_update_icethick/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC/sbc_ice.F90 @ 10276

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Freeboard assimilation updates
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RevLine 
[888]1MODULE sbc_ice
2   !!======================================================================
3   !!                 ***  MODULE  sbc_ice  ***
[2715]4   !! Surface module - LIM-3: parameters & variables defined in memory
[888]5   !!======================================================================
[2715]6   !! History :  3.0  ! 2006-08  (G. Madec)  Surface module
7   !!            3.2  ! 2009-06  (S. Masson) merge with ice_oce
[3294]8   !!            3.3.1! 2011-01  (A. R. Porter, STFC Daresbury) dynamical allocation
9   !!            3.4  ! 2011-11  (C. Harris) CICE added as an option
[888]10   !!----------------------------------------------------------------------
[3294]11#if defined key_lim3 || defined key_lim2 || defined key_cice
[888]12   !!----------------------------------------------------------------------
[2528]13   !!   'key_lim2' or 'key_lim3' :             LIM-2 or LIM-3 sea-ice model
[888]14   !!----------------------------------------------------------------------
15   USE par_oce          ! ocean parameters
[4990]16   USE sbc_oce          ! surface boundary condition: ocean
[1465]17# if defined key_lim3
[5123]18   USE ice              ! LIM-3 parameters
[1465]19# endif
20# if defined key_lim2
[2715]21   USE par_ice_2        ! LIM-2 parameters
[4306]22   USE ice_2
[1465]23# endif
[4990]24# if defined key_cice
[3294]25   USE ice_domain_size, only: ncat 
26#endif
[2715]27   USE lib_mpp          ! MPP library
28   USE in_out_manager   ! I/O manager
[888]29
30   IMPLICIT NONE
31   PRIVATE
32
[2715]33   PUBLIC sbc_ice_alloc ! called in iceini(_2).F90
34
[1465]35# if defined  key_lim2
[2528]36   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_lim2    = .TRUE.   !: LIM-2 ice model
37   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_lim3    = .FALSE.  !: no LIM-3
[3294]38   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_cice    = .FALSE.  !: no CICE
[2528]39#  if defined key_lim2_vp
40   CHARACTER(len=1), PUBLIC, PARAMETER ::   cp_ice_msh = 'I'      !: VP : 'I'-grid ice-velocity (B-grid lower left corner)
41#  else
42   CHARACTER(len=1), PUBLIC, PARAMETER ::   cp_ice_msh = 'C'      !: EVP: 'C'-grid ice-velocity
43#  endif
[1465]44# endif
45# if defined  key_lim3
[2528]46   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_lim2    = .FALSE.  !: no LIM-2
47   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_lim3    = .TRUE.   !: LIM-3 ice model
[3294]48   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_cice    = .FALSE.  !: no CICE
[2528]49   CHARACTER(len=1), PUBLIC, PARAMETER ::   cp_ice_msh = 'C'      !: 'C'-grid ice-velocity
[1465]50# endif
[3294]51# if defined  key_cice
52   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_lim2    = .FALSE.  !: no LIM-2
53   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_lim3    = .FALSE.  !: no LIM-3
54   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_cice    = .TRUE.   !: CICE ice model
55   CHARACTER(len=1), PUBLIC            ::   cp_ice_msh = 'F'      !: 'F'-grid ice-velocity
56# endif
[1465]57
[4990]58   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qns_ice        !: non solar heat flux over ice                  [W/m2]
59   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qsr_ice        !: solar heat flux over ice                      [W/m2]
60   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qla_ice        !: latent flux over ice                          [W/m2]
61   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   dqla_ice       !: latent sensibility over ice                 [W/m2/K]
62   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   dqns_ice       !: non solar heat flux over ice (LW+SEN+LA)    [W/m2/K]
63   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   tn_ice         !: ice surface temperature                          [K]
64   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   alb_ice        !: ice albedo                                       [-]
[888]65
[4990]66   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   utau_ice       !: atmos-ice u-stress. VP: I-pt ; EVP: U,V-pts   [N/m2]
67   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   vtau_ice       !: atmos-ice v-stress. VP: I-pt ; EVP: U,V-pts   [N/m2]
68   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   fr1_i0         !: Solar surface transmission parameter, thick ice  [-]
69   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   fr2_i0         !: Solar surface transmission parameter, thin ice   [-]
[5407]70   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   emp_ice        !: sublimation - precip over sea ice          [kg/m2/s]
[888]71
[4990]72   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   topmelt            !: category topmelt
73   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   botmelt            !: category botmelt
[1465]74
[5407]75#if defined  key_lim3
76   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   evap_ice       !: sublimation                              [kg/m2/s]
77   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   devap_ice      !: sublimation sensitivity                [kg/m2/s/K]
78   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qns_oce        !: non solar heat flux over ocean              [W/m2]
79   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qsr_oce        !: non solar heat flux over ocean              [W/m2]
80   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qemp_oce       !: heat flux of precip and evap over ocean     [W/m2]
81   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qemp_ice       !: heat flux of precip and evap over ice       [W/m2]
[9987]82   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qevap_ice      !: heat flux of evap over ice                  [W/m2]
83   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qprec_ice      !: enthalpy of precip over ice                 [J/m3]
[5407]84   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   emp_oce        !: evap - precip over ocean                 [kg/m2/s]
85#endif
86#if defined key_lim3 || defined key_lim2
87   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   wndm_ice       !: wind speed module at T-point                 [m/s]
88#endif
89
[4990]90#if defined key_cice
[3294]91   !
92   ! for consistency with LIM, these are declared with three dimensions
93   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qlw_ice            !: incoming long-wave
94   !
95   ! other forcing arrays are two dimensional
96   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   ss_iou             !: x ice-ocean surface stress at NEMO U point
97   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   ss_iov             !: y ice-ocean surface stress at NEMO V point
98   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qatm_ice           !: specific humidity
99   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   wndi_ice           !: i wind at T point
100   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   wndj_ice           !: j wind at T point
101   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   nfrzmlt            !: NEMO frzmlt
102   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   fr_iu              !: ice fraction at NEMO U point
103   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   fr_iv              !: ice fraction at NEMO V point
[9987]104   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   sstfrz             !: sea surface freezing temperature
105   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   tsfc_ice           !: sea-ice surface skin temperature (on categories)
106   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   kn_ice             !: sea-ice surface layer thermal conductivity (on cats)
[10181]107   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   thick_iu           !: ice thickness at NEMO U point
108   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   thick_iv           !: ice thickness at NEMO V point
[10276]109   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   thick_su           !: snow depth at NEMO U point
110   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   thick_sv           !: snow depth at NEMO V point   
[4990]111   ! variables used in the coupled interface
112   INTEGER , PUBLIC, PARAMETER ::   jpl = ncat
113   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   u_ice, v_ice          ! jpi, jpj
[9987]114   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::  a_p, ht_p ! Meltpond fraction and depth
115   
116   !
117   
118   !
119#if defined key_asminc
120   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   ndaice_da          !: NEMO fresh water flux to ocean due to data assim
[10181]121   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   ndsit_da           !: NEMO ice thickness change from data assim (/second? These descriptions are jumbled?)
[9987]122   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   nfresh_da          !: NEMO salt flux to ocean due to data assim
123   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   nfsalt_da          !: NEMO ice concentration change/second from data assim
[3294]124#endif
[9987]125     
126#endif
[4990]127   
128#if defined key_lim2 || defined key_cice
129   ! already defined in ice.F90 for LIM3
130   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::  a_i
131   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::  ht_i, ht_s
132#endif
[3294]133
[5407]134#if defined key_cice
[4990]135   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   tatm_ice       !: air temperature [K]
136#endif
137
138   REAL(wp), PUBLIC, SAVE ::   cldf_ice = 0.81    !: cloud fraction over sea ice, summer CLIO value   [-]
139
[2715]140   !!----------------------------------------------------------------------
141   !! NEMO/OPA 4.0 , NEMO Consortium (2011)
[7959]142   !! $Id$
[2715]143   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
144   !!----------------------------------------------------------------------
145CONTAINS
146
147   INTEGER FUNCTION sbc_ice_alloc()
148      !!----------------------------------------------------------------------
149      !!                     ***  FUNCTION sbc_ice_alloc  ***
150      !!----------------------------------------------------------------------
[4990]151      INTEGER :: ierr(5)
[4306]152      !!----------------------------------------------------------------------
153      ierr(:) = 0
154
[3294]155#if defined key_lim3 || defined key_lim2
[2715]156      ALLOCATE( qns_ice (jpi,jpj,jpl) , qsr_ice (jpi,jpj,jpl) ,     &
157         &      qla_ice (jpi,jpj,jpl) , dqla_ice(jpi,jpj,jpl) ,     &
[5407]158         &      dqns_ice(jpi,jpj,jpl) , tn_ice  (jpi,jpj,jpl) , alb_ice (jpi,jpj,jpl) ,   &
159         &      utau_ice(jpi,jpj)     , vtau_ice(jpi,jpj)     , wndm_ice(jpi,jpj)     ,   &
[2715]160         &      fr1_i0  (jpi,jpj)     , fr2_i0  (jpi,jpj)     ,     &
[4990]161#if defined key_lim2
162         &      a_i(jpi,jpj,jpl)      ,                             &
163#endif
[5407]164#if defined key_lim3
[9987]165         &      evap_ice(jpi,jpj,jpl) , devap_ice(jpi,jpj,jpl) , qprec_ice(jpi,jpj) ,   &
166         &      qemp_ice(jpi,jpj)     , qevap_ice(jpi,jpj,jpl) , qemp_oce (jpi,jpj) ,   &
167         &      qns_oce (jpi,jpj)     , qsr_oce  (jpi,jpj)     , emp_oce (jpi,jpj)  ,   &
[5407]168#endif
[4990]169         &      emp_ice(jpi,jpj)      ,  STAT= ierr(1) )
170#endif
171
172#if defined key_cice
[9987]173      ALLOCATE( qla_ice(jpi,jpj,ncat) , qlw_ice(jpi,jpj,1)    , qsr_ice(jpi,jpj,1)    , &
[3294]174                wndi_ice(jpi,jpj)     , tatm_ice(jpi,jpj)     , qatm_ice(jpi,jpj)     , &
175                wndj_ice(jpi,jpj)     , nfrzmlt(jpi,jpj)      , ss_iou(jpi,jpj)       , &
176                ss_iov(jpi,jpj)       , fr_iu(jpi,jpj)        , fr_iv(jpi,jpj)        , &
[10181]177                thick_iu(jpi,jpj)     , thick_iv(jpi,jpj)     ,                         &
[10276]178                thick_su(jpi,jpj)     , thick_sv(jpi,jpj)     ,                         &               
[10181]179                ht_i(jpi,jpj,ncat)    , ht_s(jpi,jpj,ncat)    ,                         &               
[4990]180                a_i(jpi,jpj,ncat)     , topmelt(jpi,jpj,ncat) , botmelt(jpi,jpj,ncat) , &
[9987]181#if defined key_asminc
182                ndaice_da(jpi,jpj)    , nfresh_da(jpi,jpj)    , nfsalt_da(jpi,jpj)    , &
[10181]183                ndsit_da(jpi,jpj)    ,                                                  &
[9987]184#endif
185                sstfrz(jpi,jpj)       , STAT= ierr(1) )
186   ! Alex West: Allocating tn_ice with 5 categories.  When NEMO is used with CICE, this variable
187   ! represents top layer ice temperature, which is multi-category.
188      IF( ln_cpl )   ALLOCATE( u_ice(jpi,jpj)        , fr1_i0(jpi,jpj)       , tn_ice (jpi,jpj,jpl)  , &
[4990]189         &                     v_ice(jpi,jpj)        , fr2_i0(jpi,jpj)       , alb_ice(jpi,jpj,1)    , &
190         &                     emp_ice(jpi,jpj)      , qns_ice(jpi,jpj,1)    , dqns_ice(jpi,jpj,1)   , &
[9987]191         &                     a_p(jpi,jpj,jpl)      , ht_p(jpi,jpj,jpl)     , tsfc_ice(jpi,jpj,jpl) , &
192         &                     kn_ice(jpi,jpj,jpl) ,    STAT=ierr(2) )
[4990]193     
[3294]194#endif
[2715]195         !
[4990]196#if defined key_cice || defined key_lim2
[5407]197      IF( ln_cpl )   ALLOCATE( ht_i(jpi,jpj,jpl) , ht_s(jpi,jpj,jpl) , STAT=ierr(5) )
[4990]198#endif
199
[4306]200      sbc_ice_alloc = MAXVAL( ierr )
[2715]201      IF( lk_mpp            )   CALL mpp_sum ( sbc_ice_alloc )
202      IF( sbc_ice_alloc > 0 )   CALL ctl_warn('sbc_ice_alloc: allocation of arrays failed')
203   END FUNCTION sbc_ice_alloc
204
[888]205#else
206   !!----------------------------------------------------------------------
[3294]207   !!   Default option                      NO LIM 2.0 or 3.0 or CICE sea-ice model
[888]208   !!----------------------------------------------------------------------
[4990]209   USE in_out_manager   ! I/O manager
[2528]210   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_lim2    = .FALSE.  !: no LIM-2 ice model
211   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_lim3    = .FALSE.  !: no LIM-3 ice model
[3294]212   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_cice    = .FALSE.  !: no CICE  ice model
[2528]213   CHARACTER(len=1), PUBLIC, PARAMETER ::   cp_ice_msh = '-'      !: no grid ice-velocity
[4990]214   REAL            , PUBLIC, PARAMETER ::   cldf_ice = 0.81       !: cloud fraction over sea ice, summer CLIO value   [-]
215   INTEGER         , PUBLIC, PARAMETER ::   jpl = 1 
216   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   u_ice, v_ice,fr1_i0,fr2_i0          ! jpi, jpj
217   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   tn_ice, alb_ice, qns_ice, dqns_ice  ! (jpi,jpj,jpl)
218   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   a_i
219   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   emp_ice
220   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qsr_ice
221   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   ht_i, ht_s
222   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   topmelt, botmelt
[888]223#endif
224
[1469]225   !!======================================================================
[10181]226END MODULE sbc_ice
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.