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trcsbc.F90 in branches/UKMO/dev_r6393_CO6_package_trunk/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/TRP – NEMO

source: branches/UKMO/dev_r6393_CO6_package_trunk/NEMOGCM/NEMO/TOP_SRC/TRP/trcsbc.F90 @ 10055

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RevLine 
[941]1MODULE trcsbc
2   !!==============================================================================
3   !!                       ***  MODULE  trcsbc  ***
4   !! Ocean passive tracers:  surface boundary condition
[1175]5   !!======================================================================
[2528]6   !! History :  8.2  !  1998-10  (G. Madec, G. Roullet, M. Imbard)  Original code
7   !!            8.2  !  2001-02  (D. Ludicone)  sea ice and free surface
8   !!            8.5  !  2002-06  (G. Madec)  F90: Free form and module
9   !!            9.0  !  2004-03  (C. Ethe)  adapted for passive tracers
10   !!                 !  2006-08  (C. Deltel) Diagnose ML trends for passive tracers
[941]11   !!==============================================================================
12#if defined key_top
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   !!   'key_top'                                                TOP models
15   !!----------------------------------------------------------------------
16   !!   trc_sbc      : update the tracer trend at ocean surface
17   !!----------------------------------------------------------------------
[2715]18   USE oce_trc         ! ocean dynamics and active tracers variables
19   USE trc             ! ocean  passive tracers variables
20   USE prtctl_trc      ! Print control for debbuging
[5385]21   USE iom
[4990]22   USE trd_oce
[2528]23   USE trdtra
[941]24
25   IMPLICIT NONE
26   PRIVATE
27
[2715]28   PUBLIC   trc_sbc   ! routine called by step.F90
[941]29
30   !! * Substitutions
[5836]31#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
[941]32   !!----------------------------------------------------------------------
[2528]33   !! NEMO/TOP 3.3 , NEMO Consortium (2010)
[7019]34   !! $Id$
[2715]35   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
[941]36   !!----------------------------------------------------------------------
37CONTAINS
38
39   SUBROUTINE trc_sbc ( kt )
40      !!----------------------------------------------------------------------
41      !!                  ***  ROUTINE trc_sbc  ***
42      !!                   
43      !! ** Purpose :   Compute the tracer surface boundary condition trend of
44      !!      (concentration/dilution effect) and add it to the general
45      !!       trend of tracer equations.
46      !!
47      !! ** Method :
48      !!      * concentration/dilution effect:
49      !!            The surface freshwater flux modify the ocean volume
50      !!         and thus the concentration of a tracer as :
51      !!            tra = tra + emp * trn / e3t   for k=1
52      !!         where emp, the surface freshwater budget (evaporation minus
[3680]53      !!         precipitation ) given in kg/m2/s is divided
[1739]54      !!         by 1035 kg/m3 (density of ocean water) to obtain m/s.
[941]55      !!
56      !! ** Action  : - Update the 1st level of tra with the trend associated
57      !!                with the tracer surface boundary condition
58      !!
59      !!----------------------------------------------------------------------
[2715]60      !
[941]61      INTEGER, INTENT( in ) ::   kt          ! ocean time-step index
[2715]62      !
[5385]63      INTEGER  ::   ji, jj, jn                                     ! dummy loop indices
64      REAL(wp) ::   zse3t, zrtrn, zratio, zfact                    ! temporary scalars
65      REAL(wp) ::   zswitch, zftra, zcd, zdtra, ztfx, ztra         ! temporary scalars
[941]66      CHARACTER (len=22) :: charout
[3625]67      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: zsfx
[3294]68      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: ztrtrd
[5385]69
[3294]70      !!---------------------------------------------------------------------
71      !
72      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('trc_sbc')
73      !
74      ! Allocate temporary workspace
[6140]75                      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,       zsfx   )
76      IF( l_trdtrc )  CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpk,   ztrtrd )
[5385]77      !
78      zrtrn = 1.e-15_wp
[941]79
[5385]80      SELECT CASE( nn_ice_embd )         ! levitating or embedded sea-ice option
81         CASE( 0    )   ;   zswitch = 1  ! (0) standard levitating sea-ice : salt exchange only
82         CASE( 1, 2 )   ;   zswitch = 0  ! (1) levitating sea-ice: salt and volume exchange but no pressure effect                               
[5836]83      !                                  ! (2) embedded sea-ice : salt and volume fluxes and pressure
[5385]84      END SELECT
85
86      IF( ln_top_euler) THEN
[6140]87         r2dt =  rdttrc              ! = rdttrc (use Euler time stepping)
[5385]88      ELSE
89         IF( neuler == 0 .AND. kt == nittrc000 ) THEN     ! at nittrc000
[6140]90            r2dt = rdttrc            ! = rdttrc (restarting with Euler time stepping)
[5385]91         ELSEIF( kt <= nittrc000 + nn_dttrc ) THEN          ! at nittrc000 or nittrc000+1
[6140]92            r2dt = 2. * rdttrc       ! = 2 rdttrc (leapfrog)
[5385]93         ENDIF
94      ENDIF
95
96
[3294]97      IF( kt == nittrc000 ) THEN
[941]98         IF(lwp) WRITE(numout,*)
99         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'trc_sbc : Passive tracers surface boundary condition'
100         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
[5385]101
102         IF( ln_rsttr .AND.    &                     ! Restart: read in restart  file
103            iom_varid( numrtr, 'sbc_'//TRIM(ctrcnm(1))//'_b', ldstop = .FALSE. ) > 0 ) THEN
104            IF(lwp) WRITE(numout,*) '          nittrc000-nn_dttrc surface tracer content forcing fields red in the restart file'
105            zfact = 0.5_wp
106            DO jn = 1, jptra
107               CALL iom_get( numrtr, jpdom_autoglo, 'sbc_'//TRIM(ctrcnm(jn))//'_b', sbc_trc_b(:,:,jn) )   ! before tracer content sbc
108            END DO
109         ELSE                                         ! No restart or restart not found: Euler forward time stepping
110           zfact = 1._wp
111           sbc_trc_b(:,:,:) = 0._wp
112         ENDIF
113      ELSE                                         ! Swap of forcing fields
114         IF( ln_top_euler ) THEN
115            zfact = 1._wp
116            sbc_trc_b(:,:,:) = 0._wp
117         ELSE
118            zfact = 0.5_wp
119            sbc_trc_b(:,:,:) = sbc_trc(:,:,:)
120         ENDIF
121         !
[941]122      ENDIF
123
[3680]124      ! Coupling online : river runoff is added to the horizontal divergence (hdivn) in the subroutine sbc_rnf_div
125      ! one only consider the concentration/dilution effect due to evaporation minus precipitation + freezing/melting of sea-ice
[3719]126      ! Coupling offline : runoff are in emp which contains E-P-R
127      !
[6140]128      IF( .NOT. lk_offline .AND. .NOT.ln_linssh ) THEN  ! online coupling with vvl
[3719]129         zsfx(:,:) = 0._wp
130      ELSE                                      ! online coupling free surface or offline with free surface
[3681]131         zsfx(:,:) = emp(:,:)
[3680]132      ENDIF
[2528]133
[941]134      ! 0. initialization
135      DO jn = 1, jptra
[2528]136         !
[6140]137         IF( l_trdtrc )   ztrtrd(:,:,:) = tra(:,:,:,jn)  ! save trends
[5385]138
139         IF ( nn_ice_tr == -1 ) THEN  ! No tracers in sea ice (null concentration in sea ice)
140
141            DO jj = 2, jpj
142               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
143                  sbc_trc(ji,jj,jn) = zsfx(ji,jj) * r1_rau0 * trn(ji,jj,1,jn)
144               END DO
145            END DO
146
147         ELSE
148
149            DO jj = 2, jpj
150               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
[6140]151                  zse3t = 1. / e3t_n(ji,jj,1)
[5385]152                  ! tracer flux at the ice/ocean interface (tracer/m2/s)
153                  zftra = - trc_i(ji,jj,jn) * fmmflx(ji,jj) ! uptake of tracer in the sea ice
154                  zcd   =   trc_o(ji,jj,jn) * fmmflx(ji,jj) ! concentration dilution due to freezing-melting,
155                                                               ! only used in the levitating sea ice case
156                  ! tracer flux only       : add concentration dilution term in net tracer flux, no F-M in volume flux
157                  ! tracer and mass fluxes : no concentration dilution term in net tracer flux, F-M term in volume flux
158                  ztfx  = zftra + zswitch * zcd                ! net tracer flux (+C/D if no ice/ocean mass exchange)
159   
160                  zdtra = r1_rau0 * ( ztfx + zsfx(ji,jj) * trn(ji,jj,1,jn) ) 
161                  IF ( zdtra < 0. ) THEN
162                     zratio = -zdtra * zse3t * r2dt / ( trn(ji,jj,1,jn) + zrtrn )
163                     zdtra = MIN(1.0, zratio) * zdtra ! avoid negative concentrations to arise
164                  ENDIF
165                  sbc_trc(ji,jj,jn) =  zdtra 
166               END DO
167            END DO
168         ENDIF
[6309]169         !
170         CALL lbc_lnk( sbc_trc(:,:,jn), 'T', 1. )
[5385]171         !                                       Concentration dilution effect on tracers due to evaporation & precipitation
[941]172         DO jj = 2, jpj
173            DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
[6140]174               zse3t = zfact / e3t_n(ji,jj,1)
[5385]175               tra(ji,jj,1,jn) = tra(ji,jj,1,jn) + ( sbc_trc_b(ji,jj,jn) + sbc_trc(ji,jj,jn) ) * zse3t
[941]176            END DO
177         END DO
[5385]178         !
[1175]179         IF( l_trdtrc ) THEN
180            ztrtrd(:,:,:) = tra(:,:,:,jn) - ztrtrd(:,:,:)
[4990]181            CALL trd_tra( kt, 'TRC', jn, jptra_nsr, ztrtrd )
[1175]182         END IF
183         !                                                       ! ===========
184      END DO                                                     ! tracer loop
185      !                                                          ! ===========
[5385]186
187      !                                           Write in the tracer restar  file
188      !                                          *******************************
189      IF( lrst_trc ) THEN
190         IF(lwp) WRITE(numout,*)
191         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'sbc : ocean surface tracer content forcing fields written in tracer restart file ',   &
192            &                    'at it= ', kt,' date= ', ndastp
193         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~'
194         DO jn = 1, jptra
195            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrtw, 'sbc_'//TRIM(ctrcnm(jn))//'_b', sbc_trc(:,:,jn) )
196         END DO
197      ENDIF
198      !
[2528]199      IF( ln_ctl )   THEN
200         WRITE(charout, FMT="('sbc ')") ;  CALL prt_ctl_trc_info(charout)
201                                           CALL prt_ctl_trc( tab4d=tra, mask=tmask, clinfo=ctrcnm, clinfo2='trd' )
[941]202      ENDIF
[6140]203                      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,       zsfx   )
204      IF( l_trdtrc )  CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpk,   ztrtrd )
[3294]205      !
206      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('trc_sbc')
207      !
[941]208   END SUBROUTINE trc_sbc
209
210#else
211   !!----------------------------------------------------------------------
212   !!   Dummy module :                      NO passive tracer
213   !!----------------------------------------------------------------------
214CONTAINS
215   SUBROUTINE trc_sbc (kt)              ! Empty routine
216      INTEGER, INTENT(in) :: kt
217      WRITE(*,*) 'trc_sbc: You should not have seen this print! error?', kt
218   END SUBROUTINE trc_sbc
219#endif
220   
221   !!======================================================================
222END MODULE trcsbc
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.