source: branches/UKMO/r6232_tracer_advection/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/DIA/diafwb.F90 @ 9295

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1MODULE diafwb
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  diafwb  ***
4   !! Ocean diagnostics: freshwater budget
5   !!======================================================================
6   !! History :  8.2  !  01-02  (E. Durand)  Original code
7   !!            8.5  !  02-06  (G. Madec)  F90: Free form and module
8   !!            9.0  !  05-11  (V. Garnier) Surface pressure gradient organization
9   !!----------------------------------------------------------------------
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   !!   Only for ORCA2 ORCA1 and ORCA025
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   !!   dia_fwb     : freshwater budget for global ocean configurations
15   !!----------------------------------------------------------------------
16   USE oce             ! ocean dynamics and tracers
17   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
18   USE phycst          ! physical constants
19   USE sbc_oce         ! ???
20   USE zdf_oce         ! ocean vertical physics
21   USE in_out_manager  ! I/O manager
22   USE lib_mpp         ! distributed memory computing library
23   USE timing          ! preformance summary
24
25   IMPLICIT NONE
26   PRIVATE
27
28   PUBLIC dia_fwb    ! routine called by step.F90
29
30   REAL(wp)               ::   a_fwf ,          &
31      &                        a_sshb, a_sshn, a_salb, a_saln
32   REAL(wp), DIMENSION(4) ::   a_flxi, a_flxo, a_temi, a_temo, a_sali, a_salo
33
34   !! * Substitutions
35#  include "domzgr_substitute.h90"
36#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
37   !!----------------------------------------------------------------------
38   !! NEMO/OPA 3.3 , NEMO Consortium (2010)
39   !! $Id$
40   !! Software governed by the CeCILL licence (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
41   !!----------------------------------------------------------------------
42
43CONTAINS
44
45   SUBROUTINE dia_fwb( kt )
46      !!---------------------------------------------------------------------
47      !!                  ***  ROUTINE dia_fwb  ***
48      !!     
49      !! ** Purpose :
50      !!----------------------------------------------------------------------
51      INTEGER, INTENT( in ) ::   kt      ! ocean time-step index
52      !!
53      INTEGER  :: inum             ! temporary logical unit
54      INTEGER  :: ji, jj, jk, jt   ! dummy loop indices
55      INTEGER  :: ii0, ii1, ij0, ij1
56      INTEGER  :: isrow         ! index for ORCA1 starting row
57      REAL(wp) :: zarea, zvol, zwei
58      REAL(wp) :: ztemi(4), ztemo(4), zsali(4), zsalo(4), zflxi(4), zflxo(4)
59      REAL(wp) :: zt, zs, zu 
60      REAL(wp) :: zsm0, zfwfnew
61      IF( cp_cfg == "orca" .AND. jp_cfg == 1 .OR. jp_cfg == 2 .OR. jp_cfg == 4 ) THEN
62      !!----------------------------------------------------------------------
63      IF( nn_timing == 1 )   CALL timing_start('dia_fwb')
64
65      ! Mean global salinity
66      zsm0 = 34.72654
67
68      ! To compute fwf mean value mean fwf
69
70      IF( kt == nit000 ) THEN
71
72         a_fwf    = 0.e0
73         a_sshb   = 0.e0 ! valeur de ssh au debut de la simulation
74         a_salb   = 0.e0 ! valeur de sal au debut de la simulation
75         ! sshb used because diafwb called after tranxt (i.e. after the swap)
76         a_sshb = SUM( e1t(:,:) * e2t(:,:) * sshb(:,:) * tmask_i(:,:) )
77         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( a_sshb )      ! sum over the global domain
78
79         DO jk = 1, jpkm1
80            DO jj = 2, jpjm1
81               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
82                  zwei  = e1t(ji,jj) * e2t(ji,jj) * fse3t(ji,jj,jk) * tmask(ji,jj,jk) * tmask_i(ji,jj)
83                  a_salb = a_salb + ( tsb(ji,jj,jk,jp_sal) - zsm0 ) * zwei
84               END DO
85            END DO
86         END DO
87         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( a_salb )      ! sum over the global domain
88      ENDIF
89     
90      a_fwf    = SUM( e1t(:,:) * e2t(:,:) * ( emp(:,:)-rnf(:,:) ) * tmask_i(:,:) ) 
91      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( a_fwf    )       ! sum over the global domain
92
93      IF( kt == nitend ) THEN
94         a_sshn = 0.e0
95         a_saln = 0.e0
96         zarea = 0.e0
97         zvol  = 0.e0
98         zfwfnew = 0.e0
99         ! Mean sea level at nitend
100         a_sshn = SUM( e1t(:,:) * e2t(:,:) * sshn(:,:) * tmask_i(:,:) )
101         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( a_sshn )      ! sum over the global domain
102         zarea  = SUM( e1t(:,:) * e2t(:,:) *             tmask_i(:,:) )
103         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zarea  )      ! sum over the global domain
104         
105         DO jk = 1, jpkm1   
106            DO jj = 2, jpjm1
107               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
108                  zwei  = e1t(ji,jj) * e2t(ji,jj) * fse3t(ji,jj,jk) * tmask(ji,jj,jk) * tmask_i(ji,jj)
109                  a_saln = a_saln + ( tsn(ji,jj,jk,jp_sal) - zsm0 ) * zwei
110                  zvol  = zvol  + zwei
111               END DO
112            END DO
113         END DO
114         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( a_saln )      ! sum over the global domain
115         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zvol )      ! sum over the global domain
116         
117         ! Conversion in m3
118         a_fwf    = a_fwf * rdttra(1) * 1.e-3 
119         
120         ! fwf correction to bring back the mean ssh to zero
121         zfwfnew = a_sshn / ( ( nitend - nit000 + 1 ) * rdt ) * 1.e3 / zarea
122
123      ENDIF
124
125
126      ! Calcul des termes de transport
127      ! ------------------------------
128     
129      ! 1 --> Gibraltar
130      ! 2 --> Cadiz
131      ! 3 --> Red Sea
132      ! 4 --> Baltic Sea
133
134      IF( kt == nit000 ) THEN
135         a_flxi(:) = 0.e0
136         a_flxo(:) = 0.e0
137         a_temi(:) = 0.e0
138         a_temo(:) = 0.e0
139         a_sali(:) = 0.e0
140         a_salo(:) = 0.e0
141      ENDIF
142
143      zflxi(:) = 0.e0
144      zflxo(:) = 0.e0
145      ztemi(:) = 0.e0
146      ztemo(:) = 0.e0
147      zsali(:) = 0.e0
148      zsalo(:) = 0.e0
149
150      ! Mean flow at Gibraltar
151
152      IF( cp_cfg == "orca" ) THEN 
153               
154         SELECT CASE ( jp_cfg )
155         !                                           ! =======================
156         CASE ( 4 )                                  !  ORCA_R4 configuration
157            !                                        ! =======================
158            ii0 = 70   ;   ii1 = 70
159            ij0 = 52   ;   ij1 = 52
160            !                                        ! =======================
161         CASE ( 2 )                                  !  ORCA_R2 configuration
162            !                                        ! =======================
163            ii0 = 140   ;   ii1 = 140
164            ij0 = 102   ;   ij1 = 102
165            !                                        ! =======================
166         CASE ( 1 )                                  !  ORCA_R1 configurations
167            !                                        ! =======================
168            ! This dirty section will be suppressed by simplification process:
169            ! all this will come back in input files
170            ! Currently these hard-wired indices relate to configuration with
171            ! extend grid (jpjglo=332)
172            isrow = 332 - jpjglo
173            !
174            ii0 = 283           ;   ii1 = 283
175            ij0 = 241 - isrow   ;   ij1 = 241 - isrow
176            !                                        ! =======================
177         CASE DEFAULT                                !    ORCA R05 or R025
178            !                                        ! =======================
179            CALL ctl_stop( ' dia_fwb Not yet implemented in ORCA_R05 or R025' )
180            !
181         END SELECT
182         !
183         DO ji = mi0(ii0), MIN(mi1(ii1),jpim1)
184            DO jj = mj0(ij0), mj1(ij1)
185               DO jk = 1, jpk 
186                  zt = 0.5 * ( tsn(ji,jj,jk,jp_tem) + tsn(ji+1,jj,jk,jp_tem) )
187                  zs = 0.5 * ( tsn(ji,jj,jk,jp_sal) + tsn(ji+1,jj,jk,jp_sal) )
188                  zu = un(ji,jj,jk) * fse3t(ji,jj,jk) * e2u(ji,jj) * tmask_i(ji,jj)
189
190                  IF( un(ji,jj,jk) > 0.e0 ) THEN
191                     zflxi(1) = zflxi(1) +    zu
192                     ztemi(1) = ztemi(1) + zt*zu
193                     zsali(1) = zsali(1) + zs*zu
194                  ELSE
195                     zflxo(1) = zflxo(1) +    zu
196                     ztemo(1) = ztemo(1) + zt*zu
197                     zsalo(1) = zsalo(1) + zs*zu
198                  ENDIF
199               END DO
200            END DO
201         END DO
202      ENDIF
203     
204      ! Mean flow at Cadiz
205      IF( cp_cfg == "orca" ) THEN
206               
207         SELECT CASE ( jp_cfg )
208         !                                           ! =======================
209         CASE ( 4 )                                  !  ORCA_R4 configuration
210            !                                        ! =======================
211            ii0 = 69   ;   ii1 = 69
212            ij0 = 52   ;   ij1 = 52
213            !                                        ! =======================
214         CASE ( 2 )                                  !  ORCA_R2 configuration
215            !                                        ! =======================
216            ii0 = 137   ;   ii1 = 137
217            ij0 = 101   ;   ij1 = 102
218            !                                        ! =======================
219         CASE ( 1 )                                  !  ORCA_R1 configurations
220            !                                        ! =======================
221            ! This dirty section will be suppressed by simplification process:
222            ! all this will come back in input files
223            ! Currently these hard-wired indices relate to configuration with
224            ! extend grid (jpjglo=332)
225            isrow = 332 - jpjglo
226            ii0 = 282           ;   ii1 = 282
227            ij0 = 240 - isrow   ;   ij1 = 240 - isrow
228            !                                        ! =======================
229         CASE DEFAULT                                !    ORCA R05 or R025
230            !                                        ! =======================
231            CALL ctl_stop( ' dia_fwb Not yet implemented in ORCA_R05 or R025' )
232            !
233         END SELECT
234         !
235         DO ji = mi0(ii0), MIN(mi1(ii1),jpim1)
236            DO jj = mj0(ij0), mj1(ij1)
237               DO jk = 1, jpk 
238                  zt = 0.5 * ( tsn(ji,jj,jk,jp_tem) + tsn(ji+1,jj,jk,jp_tem) )
239                  zs = 0.5 * ( tsn(ji,jj,jk,jp_sal) + tsn(ji+1,jj,jk,jp_sal) )
240                  zu = un(ji,jj,jk) * fse3t(ji,jj,jk) * e2u(ji,jj) * tmask_i(ji,jj)
241                 
242                  IF( un(ji,jj,jk) > 0.e0 ) THEN
243                     zflxi(2) = zflxi(2) +    zu
244                     ztemi(2) = ztemi(2) + zt*zu
245                     zsali(2) = zsali(2) + zs*zu
246                  ELSE
247                     zflxo(2) = zflxo(2) +    zu
248                     ztemo(2) = ztemo(2) + zt*zu
249                     zsalo(2) = zsalo(2) + zs*zu
250                  ENDIF
251               END DO
252            END DO
253         END DO
254      ENDIF
255
256      ! Mean flow at Red Sea entrance
257      IF( cp_cfg == "orca" ) THEN
258               
259         SELECT CASE ( jp_cfg )
260         !                                           ! =======================
261         CASE ( 4 )                                  !  ORCA_R4 configuration
262            !                                        ! =======================
263            ii0 = 83   ;   ii1 = 83
264            ij0 = 45   ;   ij1 = 45
265            !                                        ! =======================
266         CASE ( 2 )                                  !  ORCA_R2 configuration
267            !                                        ! =======================
268            ii0 = 160   ;   ii1 = 160
269            ij0 = 88    ;   ij1 = 88 
270            !                                        ! =======================
271         CASE ( 1 )                                  !  ORCA_R1 configurations
272            !                                        ! =======================
273            ! This dirty section will be suppressed by simplification process:
274            ! all this will come back in input files
275            ! Currently these hard-wired indices relate to configuration with
276            ! extend grid (jpjglo=332)
277            isrow = 332 - jpjglo
278            ii0 = 331           ;   ii1 = 331
279            ij0 = 215 - isrow   ;   ij1 = 215 - isrow
280            !                                        ! =======================
281         CASE DEFAULT                                !    ORCA R05 or R025
282            !                                        ! =======================
283            CALL ctl_stop( ' dia_fwb Not yet implemented in ORCA_R05 or R025' )
284            !
285         END SELECT
286         !
287         DO ji = mi0(ii0), MIN(mi1(ii1),jpim1)
288            DO jj = mj0(ij0), mj1(ij1)
289               DO jk = 1, jpk 
290                  zt = 0.5 * ( tsn(ji,jj,jk,jp_tem) + tsn(ji+1,jj,jk,jp_tem) )
291                  zs = 0.5 * ( tsn(ji,jj,jk,jp_sal) + tsn(ji+1,jj,jk,jp_sal) )
292                  zu = un(ji,jj,jk) * fse3t(ji,jj,jk) * e2u(ji,jj) * tmask_i(ji,jj)
293                 
294                  IF( un(ji,jj,jk) > 0.e0 ) THEN
295                     zflxi(3) = zflxi(3) +    zu
296                     ztemi(3) = ztemi(3) + zt*zu
297                     zsali(3) = zsali(3) + zs*zu
298                  ELSE
299                     zflxo(3) = zflxo(3) +    zu
300                     ztemo(3) = ztemo(3) + zt*zu
301                     zsalo(3) = zsalo(3) + zs*zu
302                  ENDIF
303               END DO
304            END DO
305         END DO
306      ENDIF
307
308      ! Mean flow at Baltic Sea entrance
309      IF( cp_cfg == "orca" ) THEN
310               
311         SELECT CASE ( jp_cfg )
312         !                                           ! =======================
313         CASE ( 4 )                                  !  ORCA_R4 configuration
314            !                                        ! =======================
315            ii0 = 1     ;   ii1 = 1 
316            ij0 = 1     ;   ij1 = 1 
317            !                                        ! =======================
318         CASE ( 2 )                                  !  ORCA_R2 configuration
319            !                                        ! =======================
320            ii0 = 146   ;   ii1 = 146 
321            ij0 = 116   ;   ij1 = 116
322            !                                        ! =======================
323         CASE ( 1 )                                  !  ORCA_R1 configurations
324            !                                        ! =======================
325            ! This dirty section will be suppressed by simplification process:
326            ! all this will come back in input files
327            ! Currently these hard-wired indices relate to configuration with
328            ! extend grid (jpjglo=332)
329            isrow = 332 - jpjglo
330            ii0 = 297           ;   ii1 = 297
331            ij0 = 269 - isrow   ;   ij1 = 269 - isrow
332            !                                        ! =======================
333         CASE DEFAULT                                !    ORCA R05 or R025
334            !                                        ! =======================
335            CALL ctl_stop( ' dia_fwb Not yet implemented in ORCA_R05 or R025' )
336            !
337         END SELECT
338         !
339         DO ji = mi0(ii0), MIN(mi1(ii1),jpim1)
340            DO jj = mj0(ij0), mj1(ij1)
341               DO jk = 1, jpk
342                  zt = 0.5 * ( tsn(ji,jj,jk,jp_tem) + tsn(ji+1,jj,jk,jp_tem) )
343                  zs = 0.5 * ( tsn(ji,jj,jk,jp_sal) + tsn(ji+1,jj,jk,jp_sal) )
344                  zu = un(ji,jj,jk) * fse3t(ji,jj,jk) * e2u(ji,jj) * tmask_i(ji,jj)
345                 
346                  IF( un(ji,jj,jk) > 0.e0 ) THEN
347                     zflxi(4) = zflxi(4) +    zu
348                     ztemi(4) = ztemi(4) + zt*zu
349                     zsali(4) = zsali(4) + zs*zu
350                  ELSE
351                     zflxo(4) = zflxo(4) +    zu
352                     ztemo(4) = ztemo(4) + zt*zu
353                     zsalo(4) = zsalo(4) + zs*zu
354                  ENDIF
355               END DO
356            END DO
357         END DO
358      ENDIF
359
360      ! Sum at each time-step
361      DO jt = 1, 4 
362         !
363         IF( zflxi(jt) /= 0.e0 ) THEN
364            a_flxi(jt) = a_flxi(jt) + zflxi(jt)
365            a_temi(jt) = a_temi(jt) + ztemi(jt)/zflxi(jt)
366            a_sali(jt) = a_sali(jt) + zsali(jt)/zflxi(jt)
367         ENDIF
368         !
369         IF( zflxo(jt) /= 0.e0 ) THEN
370            a_flxo(jt) = a_flxo(jt) + zflxo(jt)
371            a_temo(jt) = a_temo(jt) + ztemo(jt)/zflxo(jt)
372            a_salo(jt) = a_salo(jt) + zsalo(jt)/zflxo(jt)
373         ENDIF
374         !
375      END DO
376
377      IF( kt == nitend ) THEN
378         DO jt = 1, 4 
379            a_flxi(jt) = a_flxi(jt) / ( FLOAT( nitend - nit000 + 1 ) * 1.e6 )
380            a_temi(jt) = a_temi(jt) /   FLOAT( nitend - nit000 + 1 )
381            a_sali(jt) = a_sali(jt) /   FLOAT( nitend - nit000 + 1 )
382            a_flxo(jt) = a_flxo(jt) / ( FLOAT( nitend - nit000 + 1 ) * 1.e6 )
383            a_temo(jt) = a_temo(jt) /   FLOAT( nitend - nit000 + 1 )
384            a_salo(jt) = a_salo(jt) /   FLOAT( nitend - nit000 + 1 )
385         END DO
386         IF( lk_mpp ) THEN
387            CALL mpp_sum( a_flxi, 4 )      ! sum over the global domain
388            CALL mpp_sum( a_temi, 4 )      ! sum over the global domain
389            CALL mpp_sum( a_sali, 4 )      ! sum over the global domain
390
391            CALL mpp_sum( a_flxo, 4 )      ! sum over the global domain
392            CALL mpp_sum( a_temo, 4 )      ! sum over the global domain
393            CALL mpp_sum( a_salo, 4 )      ! sum over the global domain
394         ENDIF
395      ENDIF
396
397
398      ! Ecriture des diagnostiques
399      ! --------------------------
400
401      IF ( kt == nitend .AND. cp_cfg == "orca" .AND. lwp ) THEN
402
403         CALL ctl_opn( inum, 'STRAIT.dat', 'REPLACE', 'FORMATTED', 'SEQUENTIAL', -1, numout, lwp, narea )
404         WRITE(inum,*)
405         WRITE(inum,*)    'Net freshwater budget '
406         WRITE(inum,9010) '  fwf    = ',a_fwf,   ' m3 =', a_fwf   /(FLOAT(nitend-nit000+1)*rdttra(1)) * 1.e-6,' Sv'
407         WRITE(inum,*)
408         WRITE(inum,9010) '  zarea =',zarea
409         WRITE(inum,9010) '  zvol  =',zvol
410         WRITE(inum,*)
411         WRITE(inum,*)    'Mean sea level : '
412         WRITE(inum,9010) '  at nit000 = ',a_sshb        ,' m3 '
413         WRITE(inum,9010) '  at nitend = ',a_sshn        ,' m3 '
414         WRITE(inum,9010) '  diff      = ',(a_sshn-a_sshb),' m3 =', (a_sshn-a_sshb)/(FLOAT(nitend-nit000+1)*rdt) * 1.e-6,' Sv'
415         WRITE(inum,9020) '  mean sea level elevation    =', a_sshn/zarea,' m'
416         WRITE(inum,*)
417         WRITE(inum,*)    'Anomaly of salinity content : '
418         WRITE(inum,9010) '  at nit000 = ',a_salb        ,' psu.m3 '
419         WRITE(inum,9010) '  at nitend = ',a_saln        ,' psu.m3 '
420         WRITE(inum,9010) '  diff      = ',(a_saln-a_salb),' psu.m3'
421         WRITE(inum,*)
422         WRITE(inum,*)    'Mean salinity : '
423         WRITE(inum,9020) '  at nit000 =',a_salb/zvol+zsm0   ,' psu '
424         WRITE(inum,9020) '  at nitend =',a_saln/zvol+zsm0   ,' psu '
425         WRITE(inum,9020) '  diff      =',(a_saln-a_salb)/zvol,' psu'
426         WRITE(inum,9020) '  S-SLevitus=',a_saln/zvol,' psu'
427         WRITE(inum,*)
428         WRITE(inum,*)    'Gibraltar : '
429         WRITE(inum,9030) '  Flux entrant (Sv) :', a_flxi(1)
430         WRITE(inum,9030) '  Flux sortant (Sv) :', a_flxo(1)
431         WRITE(inum,9030) '  T entrant (deg)   :', a_temi(1)
432         WRITE(inum,9030) '  T sortant (deg)   :', a_temo(1)
433         WRITE(inum,9030) '  S entrant (psu)   :', a_sali(1)
434         WRITE(inum,9030) '  S sortant (psu)   :', a_salo(1)
435         WRITE(inum,*)
436         WRITE(inum,*)    'Cadiz : '
437         WRITE(inum,9030) '  Flux entrant (Sv) :', a_flxi(2)
438         WRITE(inum,9030) '  Flux sortant (Sv) :', a_flxo(2)
439         WRITE(inum,9030) '  T entrant (deg)   :', a_temi(2)
440         WRITE(inum,9030) '  T sortant (deg)   :', a_temo(2)
441         WRITE(inum,9030) '  S entrant (psu)   :', a_sali(2)
442         WRITE(inum,9030) '  S sortant (psu)   :', a_salo(2)
443         WRITE(inum,*)
444         WRITE(inum,*)    'Bab el Mandeb : '
445         WRITE(inum,9030) '  Flux entrant (Sv) :', a_flxi(3)
446         WRITE(inum,9030) '  Flux sortant (Sv) :', a_flxo(3)
447         WRITE(inum,9030) '  T entrant (deg)   :', a_temi(3)
448         WRITE(inum,9030) '  T sortant (deg)   :', a_temo(3)
449         WRITE(inum,9030) '  S entrant (psu)   :', a_sali(3)
450         WRITE(inum,9030) '  S sortant (psu)   :', a_salo(3)
451         WRITE(inum,*)
452         WRITE(inum,*)    'Baltic : '
453         WRITE(inum,9030) '  Flux entrant (Sv) :', a_flxi(4)
454         WRITE(inum,9030) '  Flux sortant (Sv) :', a_flxo(4)
455         WRITE(inum,9030) '  T entrant (deg)   :', a_temi(4)
456         WRITE(inum,9030) '  T sortant (deg)   :', a_temo(4)
457         WRITE(inum,9030) '  S entrant (psu)   :', a_sali(4)
458         WRITE(inum,9030) '  S sortant (psu)   :', a_salo(4)
459         CLOSE(inum)
460      ENDIF
461
462      IF( nn_timing == 1 )   CALL timing_start('dia_fwb')
463
464 9005 FORMAT(1X,A,ES24.16)
465 9010 FORMAT(1X,A,ES12.5,A,F10.5,A)
466 9020 FORMAT(1X,A,F10.5,A)
467 9030 FORMAT(1X,A,F9.4,A)
468 
469      ENDIF
470
471   END SUBROUTINE dia_fwb
472
473   !!======================================================================
474END MODULE diafwb
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.