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Line 
1MODULE trcrad
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  trcrad  ***
4   !! Ocean passive tracers:  correction of negative concentrations
5   !!======================================================================
6   !! History :   -   !  01-01  (O. Aumont & E. Kestenare)  Original code
7   !!            1.0  !  04-03  (C. Ethe)  free form F90
8   !!----------------------------------------------------------------------
9#if defined key_top
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   !!   'key_top'                                                TOP models
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!   trc_rad    : correction of negative concentrations
14   !!----------------------------------------------------------------------
15   USE oce_trc             ! ocean dynamics and tracers variables
16   USE trc                 ! ocean passive tracers variables
17   USE trd_oce
18   USE trdtra
19   USE prtctl_trc          ! Print control for debbuging
20#if defined key_tracer_budget
21   USE iom
22#endif
23
24   IMPLICIT NONE
25   PRIVATE
26
27   PUBLIC trc_rad         ! routine called by trcstp.F90
28
29   !! * Substitutions
30#  include "top_substitute.h90"
31   !!----------------------------------------------------------------------
32   !! NEMO/TOP 3.3 , NEMO Consortium (2010)
33   !! $Id$
34   !! Software governed by the CeCILL licence (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
35   !!----------------------------------------------------------------------
36   
37CONTAINS
38
39   SUBROUTINE trc_rad( kt )
40      !!----------------------------------------------------------------------
41      !!                  ***  ROUTINE trc_rad  ***
42      !!
43      !! ** Purpose :   "crappy" routine to correct artificial negative
44      !!              concentrations due to isopycnal scheme
45      !!
46      !! ** Method  : - PISCES or LOBSTER: Set negative concentrations to zero
47      !!                while computing the corresponding tracer content that
48      !!                is added to the tracers. Then, adjust the tracer
49      !!                concentration using a multiplicative factor so that
50      !!                the total tracer concentration is preserved.
51      !!              - CFC: simply set to zero the negative CFC concentration
52      !!                (the total CFC content is not strictly preserved)
53      !!----------------------------------------------------------------------
54      INTEGER, INTENT( in ) ::   kt   ! ocean time-step index     
55      CHARACTER (len=22) :: charout
56      ! +++>>> FABM
57      INTEGER :: jn
58      ! FABM <<<+++
59      !!----------------------------------------------------------------------
60      !
61      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('trc_rad')
62      !
63      IF( kt == nittrc000 ) THEN
64         IF(lwp) WRITE(numout,*)
65         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'trc_rad : Correct artificial negative concentrations '
66         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
67      ENDIF
68
69      IF( lk_cfc     )   CALL trc_rad_sms( kt, trb, trn, jp_cfc0 , jp_cfc1               )  ! CFC model
70      IF( lk_c14b    )   CALL trc_rad_sms( kt, trb, trn, jp_c14b0, jp_c14b1              )  ! bomb C14
71      IF( lk_pisces  )   CALL trc_rad_sms( kt, trb, trn, jp_pcs0 , jp_pcs1, cpreserv='Y' )  ! PISCES model
72      IF( lk_my_trc  )   CALL trc_rad_sms( kt, trb, trn, jp_myt0 , jp_myt1               )  ! MY_TRC model
73      ! +++>>> FABM
74      IF( lk_fabm  )   THEN
75        DO jn=1,jp_fabm ! state variable loop
76          IF (lk_rad_fabm(jn)) THEN
77           CALL trc_rad_sms( kt, trb, trn, jn+jp_fabm_m1 , jn+jp_fabm_m1 )
78          ENDIF
79        END DO
80      END IF
81      ! FABM <<<+++
82      !
83      IF(ln_ctl) THEN      ! print mean trends (used for debugging)
84         WRITE(charout, FMT="('rad')")
85         CALL prt_ctl_trc_info( charout )
86         CALL prt_ctl_trc( tab4d=trn, mask=tmask, clinfo=ctrcnm )
87      ENDIF
88      !
89      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('trc_rad')
90      !
91   END SUBROUTINE trc_rad
92
93   SUBROUTINE trc_rad_sms( kt, ptrb, ptrn, jp_sms0, jp_sms1, cpreserv )
94      !!-----------------------------------------------------------------------------
95      !!                  ***  ROUTINE trc_rad_sms  ***
96      !!
97      !! ** Purpose :   "crappy" routine to correct artificial negative
98      !!              concentrations due to isopycnal scheme
99      !!
100      !! ** Method  : 2 cases :
101      !!                - Set negative concentrations to zero while computing
102      !!                  the corresponding tracer content that is added to the
103      !!                  tracers. Then, adjust the tracer concentration using
104      !!                  a multiplicative factor so that the total tracer
105      !!                  concentration is preserved.
106      !!                - simply set to zero the negative CFC concentration
107      !!                  (the total content of concentration is not strictly preserved)
108      !!--------------------------------------------------------------------------------
109      !! Arguments
110      INTEGER, INTENT( in ) ::   kt   ! ocean time-step index
111      INTEGER  , INTENT( in ) ::  &
112         jp_sms0, &       !: First index of the passive tracer model
113         jp_sms1          !: Last  index of  the passive tracer model
114
115      REAL(wp), DIMENSION (jpi,jpj,jpk,jptra), INTENT( inout )  :: &
116         ptrb, ptrn       !: before and now traceur concentration
117
118      CHARACTER( len = 1) , INTENT(in), OPTIONAL  :: &
119         cpreserv          !: flag to preserve content or not
120     
121      ! Local declarations
122      INTEGER  :: ji, jj, jk, jn     ! dummy loop indices
123      REAL(wp) :: ztrcorb, ztrmasb   ! temporary scalars
124      REAL(wp) :: zcoef, ztrcorn, ztrmasn   !    "         "
125      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) ::   ztrtrdb, ztrtrdn   ! workspace arrays
126#if defined key_tracer_budget
127      REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:) ::  ztrtrdb_m1 ! slwa
128#endif
129      REAL(wp) :: zs2rdt
130      LOGICAL ::   lldebug = .FALSE.
131      !!----------------------------------------------------------------------
132
133 
134      IF( l_trdtrc )  CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, ztrtrdb, ztrtrdn )
135#if defined key_tracer_budget
136      IF( kt == nittrc000 .AND. l_trdtrc) THEN
137         IF (.not. ALLOCATED(ztrtrdb_m1)) ALLOCATE( ztrtrdb_m1(jpi,jpj,jpk,jptra) )  ! slwa
138            DO jn = jp_sms0, jp_sms1
139               IF( ln_rsttr .AND.    &                     ! Restart: read in restart  file
140                  iom_varid( numrtr, 'rdb_trend_'//TRIM(ctrcnm(jn)), ldstop = .FALSE. ) > 0 ) THEN
141                  IF(lwp) WRITE(numout,*) '          nittrc000-nn_dttrc RDB tracer trend read for',TRIM(ctrcnm(jn))
142                  CALL iom_get( numrtr, jpdom_autoglo, 'rdb_trend_'//TRIM(ctrcnm(jn)), ztrtrdb_m1(:,:,:,jn) )   ! before tracer trend for rdb
143               ELSE
144                  IF(lwp) WRITE(numout,*) '          no nittrc000-nn_dttrc RDB tracer trend for',TRIM(ctrcnm(jn)),', setting to 0.'
145                  ztrtrdb_m1(:,:,:,jn)=0.0
146               ENDIF
147            END DO
148      ENDIF
149#endif
150     
151      IF( PRESENT( cpreserv )  ) THEN   !  total tracer concentration is preserved
152     
153         DO jn = jp_sms0, jp_sms1
154            !                                                        ! ===========
155            ztrcorb = 0.e0   ;   ztrmasb = 0.e0
156            ztrcorn = 0.e0   ;   ztrmasn = 0.e0
157
158            IF( l_trdtrc ) THEN
159               ztrtrdb(:,:,:) = ptrb(:,:,:,jn)                        ! save input trb for trend computation
160               ztrtrdn(:,:,:) = ptrn(:,:,:,jn)                        ! save input trn for trend computation
161            ENDIF
162            !                                                         ! sum over the global domain
163            ztrcorb = glob_sum( MIN( 0., ptrb(:,:,:,jn) ) * cvol(:,:,:) )
164            ztrcorn = glob_sum( MIN( 0., ptrn(:,:,:,jn) ) * cvol(:,:,:) )
165
166            ztrmasb = glob_sum( MAX( 0., ptrb(:,:,:,jn) ) * cvol(:,:,:) )
167            ztrmasn = glob_sum( MAX( 0., ptrn(:,:,:,jn) ) * cvol(:,:,:) )
168
169            IF( ztrcorb /= 0 ) THEN
170               zcoef = 1. + ztrcorb / ztrmasb
171               DO jk = 1, jpkm1
172                  ptrb(:,:,jk,jn) = MAX( 0., ptrb(:,:,jk,jn) )
173                  ptrb(:,:,jk,jn) = ptrb(:,:,jk,jn) * zcoef * tmask(:,:,jk)
174               END DO
175            ENDIF
176
177            IF( ztrcorn /= 0 ) THEN
178               zcoef = 1. + ztrcorn / ztrmasn
179               DO jk = 1, jpkm1
180                  ptrn(:,:,jk,jn) = MAX( 0., ptrn(:,:,jk,jn) )
181                  ptrn(:,:,jk,jn) = ptrn(:,:,jk,jn) * zcoef * tmask(:,:,jk)
182               END DO
183            ENDIF
184            !
185            IF( l_trdtrc ) THEN
186               !
187               zs2rdt = 1. / ( 2. * rdt )
188               ztrtrdb(:,:,:) = ( ptrb(:,:,:,jn) - ztrtrdb(:,:,:) ) * zs2rdt
189               ztrtrdn(:,:,:) = ( ptrn(:,:,:,jn) - ztrtrdn(:,:,:) ) * zs2rdt 
190#if defined key_tracer_budget
191! slwa budget code
192               DO jk = 1, jpkm1
193                  ztrtrdb(:,:,jk) = ztrtrdb(:,:,jk) * e1t(:,:) * e2t(:,:) * fse3t(:,:,jk)
194                  ztrtrdn(:,:,jk) = ztrtrdn(:,:,jk) * e1t(:,:) * e2t(:,:) * fse3t(:,:,jk)
195               END DO
196               CALL trd_tra( kt, 'TRC', jn, jptra_radb, ztrtrdb_m1(:,:,:,jn) )
197               ztrtrdb_m1(:,:,:,jn)=ztrtrdb(:,:,:)
198#else
199               CALL trd_tra( kt, 'TRC', jn, jptra_radb, ztrtrdb )       ! Asselin-like trend handling
200#endif
201               CALL trd_tra( kt, 'TRC', jn, jptra_radn, ztrtrdn )       ! standard     trend handling
202              !
203            ENDIF
204
205         END DO
206         !
207         !
208      ELSE  ! total CFC content is not strictly preserved
209
210         DO jn = jp_sms0, jp_sms1 
211
212           IF( l_trdtrc ) THEN
213              ztrtrdb(:,:,:) = ptrb(:,:,:,jn)                        ! save input trb for trend computation
214              ztrtrdn(:,:,:) = ptrn(:,:,:,jn)                        ! save input trn for trend computation
215           ENDIF
216
217            DO jk = 1, jpkm1
218               DO jj = 1, jpj
219                  DO ji = 1, jpi
220                     ptrn(ji,jj,jk,jn) = MAX( 0. , ptrn(ji,jj,jk,jn) )
221                     ptrb(ji,jj,jk,jn) = MAX( 0. , ptrb(ji,jj,jk,jn) )
222                  END DO
223               END DO
224            END DO
225         
226            IF( l_trdtrc ) THEN
227               !
228               zs2rdt = 1. / ( 2. * rdt * FLOAT( nn_dttrc ) )
229               ztrtrdb(:,:,:) = ( ptrb(:,:,:,jn) - ztrtrdb(:,:,:) ) * zs2rdt
230               ztrtrdn(:,:,:) = ( ptrn(:,:,:,jn) - ztrtrdn(:,:,:) ) * zs2rdt 
231#if defined key_tracer_budget
232! slwa budget code
233               DO jk = 1, jpkm1
234                  ztrtrdb(:,:,jk) = ztrtrdb(:,:,jk) * e1t(:,:) * e2t(:,:) * fse3t(:,:,jk)
235                  ztrtrdn(:,:,jk) = ztrtrdn(:,:,jk) * e1t(:,:) * e2t(:,:) * fse3t(:,:,jk)
236               END DO
237               CALL trd_tra( kt, 'TRC', jn, jptra_radb, ztrtrdb_m1(:,:,:,jn) )
238               ztrtrdb_m1(:,:,:,jn)=ztrtrdb(:,:,:)
239#else
240               CALL trd_tra( kt, 'TRC', jn, jptra_radb, ztrtrdb )       ! Asselin-like trend handling
241#endif
242               CALL trd_tra( kt, 'TRC', jn, jptra_radn, ztrtrdn )       ! standard     trend handling
243              !
244            ENDIF
245            !
246         ENDDO
247
248      ENDIF
249
250#if defined key_tracer_budget
251      !                                           Write in the tracer restart file
252      !                                          *******************************
253      IF( lrst_trc ) THEN
254         IF(lwp) WRITE(numout,*)
255         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'trc : RDB trend at last time step for tracer budget written in tracer restart file ',   &
256            &                    'at it= ', kt,' date= ', ndastp
257         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~'
258         DO jn = jp_sms0, jp_sms1
259            CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrtw, 'rdb_trend_'//TRIM(ctrcnm(jn)), ztrtrdb_m1(:,:,:,jn) )
260         END DO
261      ENDIF
262#endif
263
264      IF( l_trdtrc )  CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, ztrtrdb, ztrtrdn )
265
266   END SUBROUTINE trc_rad_sms
267#else
268   !!----------------------------------------------------------------------
269   !!   Dummy module :                                         NO TOP model
270   !!----------------------------------------------------------------------
271CONTAINS
272   SUBROUTINE trc_rad( kt )              ! Empty routine
273      INTEGER, INTENT(in) ::   kt
274      WRITE(*,*) 'trc_rad: You should not have seen this print! error?', kt
275   END SUBROUTINE trc_rad
276#endif
277   
278   !!======================================================================
279END MODULE trcrad
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.