New URL for NEMO forge!   http://forge.nemo-ocean.eu

Since March 2022 along with NEMO 4.2 release, the code development moved to a self-hosted GitLab.
This present forge is now archived and remained online for history.
traadv_qck.F90 in branches/UKMO/r6232_tracer_advection/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/TRA – NEMO

source: branches/UKMO/r6232_tracer_advection/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/TRA/traadv_qck.F90 @ 9295

Last change on this file since 9295 was 9295, checked in by jcastill, 6 years ago

Remove svn keywords

File size: 24.1 KB
RevLine 
[1231]1MODULE traadv_qck
2   !!==============================================================================
3   !!                       ***  MODULE  traadv_qck  ***
[2528]4   !! Ocean tracers:  horizontal & vertical advective trend
[1231]5   !!==============================================================================
[1559]6   !! History :  3.0  !  2008-07  (G. Reffray)  Original code
[2528]7   !!            3.3  !  2010-05  (C.Ethe, G. Madec)  merge TRC-TRA + switch from velocity to transport
[1231]8   !!----------------------------------------------------------------------
9
10   !!----------------------------------------------------------------------
[2528]11   !!   tra_adv_qck    : update the tracer trend with the horizontal advection
12   !!                    trends using a 3rd order finite difference scheme
13   !!   tra_adv_qck_i  : apply QUICK scheme in i-direction
14   !!   tra_adv_qck_j  : apply QUICK scheme in j-direction
[1559]15   !!   tra_adv_cen2_k : 2nd centered scheme for the vertical advection
[1231]16   !!----------------------------------------------------------------------
17   USE oce             ! ocean dynamics and active tracers
18   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
[4990]19   USE trc_oce         ! share passive tracers/Ocean variables
20   USE trd_oce         ! trends: ocean variables
21   USE trdtra          ! trends manager: tracers
22   USE dynspg_oce      ! surface pressure gradient variables
23   USE diaptr          ! poleward transport diagnostics
24   !
[1231]25   USE lib_mpp         ! distribued memory computing
26   USE lbclnk          ! ocean lateral boundary condition (or mpp link)
27   USE in_out_manager  ! I/O manager
[3294]28   USE wrk_nemo        ! Memory Allocation
29   USE timing          ! Timing
[3625]30   USE lib_fortran     ! Fortran utilities (allows no signed zero when 'key_nosignedzero' defined) 
[1231]31
32   IMPLICIT NONE
33   PRIVATE
34
[1559]35   PUBLIC   tra_adv_qck   ! routine called by step.F90
[1231]36
[2528]37   LOGICAL  :: l_trd           ! flag to compute trends
38   REAL(wp) :: r1_6 = 1./ 6.   ! 1/6 ratio
[1559]39
[1231]40   !! * Substitutions
41#  include "domzgr_substitute.h90"
42#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
43   !!----------------------------------------------------------------------
[2528]44   !! NEMO/OPA 3.3 , NEMO Consortium (2010)
[1231]45   !! $Id$
[2528]46   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
[1231]47   !!----------------------------------------------------------------------
48CONTAINS
49
[3294]50   SUBROUTINE tra_adv_qck ( kt, kit000, cdtype, p2dt, pun, pvn, pwn,      &
[2528]51      &                                       ptb, ptn, pta, kjpt )
[1231]52      !!----------------------------------------------------------------------
53      !!                  ***  ROUTINE tra_adv_qck  ***
54      !!
55      !! ** Purpose :   Compute the now trend due to the advection of tracers
56      !!      and add it to the general trend of passive tracer equations.
57      !!
58      !! ** Method :   The advection is evaluated by a third order scheme
[1559]59      !!             For a positive velocity u :              u(i)>0
60      !!                                          |--FU--|--FC--|--FD--|------|
61      !!                                             i-1    i      i+1   i+2
[1231]62      !!
[1559]63      !!             For a negative velocity u :              u(i)<0
64      !!                                          |------|--FD--|--FC--|--FU--|
65      !!                                             i-1    i      i+1   i+2
66      !!             where  FU is the second upwind point
67      !!                    FD is the first douwning point
68      !!                    FC is the central point (or the first upwind point)
[1231]69      !!
[1559]70      !!      Flux(i) = u(i) * { 0.5(FC+FD)  -0.5C(i)(FD-FC)  -((1-C(i))/6)(FU+FD-2FC) }
71      !!                with C(i)=|u(i)|dx(i)/dt (=Courant number)
[1231]72      !!
73      !!         dt = 2*rdtra and the scalar values are tb and sb
74      !!
[2528]75      !!       On the vertical, the simple centered scheme used ptn
[1231]76      !!
[1559]77      !!               The fluxes are bounded by the ULTIMATE limiter to
78      !!             guarantee the monotonicity of the solution and to
[1231]79      !!            prevent the appearance of spurious numerical oscillations
80      !!
[2528]81      !! ** Action : - update (pta) with the now advective tracer trends
82      !!             - save the trends
[1231]83      !!
84      !! ** Reference : Leonard (1979, 1991)
85      !!----------------------------------------------------------------------
[2528]86      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kt              ! ocean time-step index
[3294]87      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kit000          ! first time step index
[2528]88      CHARACTER(len=3)                     , INTENT(in   ) ::   cdtype          ! =TRA or TRC (tracer indicator)
89      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kjpt            ! number of tracers
90      REAL(wp), DIMENSION(        jpk     ), INTENT(in   ) ::   p2dt            ! vertical profile of tracer time-step
91      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk     ), INTENT(in   ) ::   pun, pvn, pwn   ! 3 ocean velocity components
92      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,kjpt), INTENT(in   ) ::   ptb, ptn        ! before and now tracer fields
93      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,kjpt), INTENT(inout) ::   pta             ! tracer trend
[1231]94      !!----------------------------------------------------------------------
[3294]95      !
96      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('tra_adv_qck')
97      !
98      IF( kt == kit000 )  THEN
[1231]99         IF(lwp) WRITE(numout,*)
[2528]100         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'tra_adv_qck : 3rd order quickest advection scheme on ', cdtype
[1231]101         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
102         IF(lwp) WRITE(numout,*)
103      ENDIF
[4990]104      l_trd = .FALSE.
105      IF( ( cdtype == 'TRA' .AND. l_trdtra ) .OR. ( cdtype == 'TRC' .AND. l_trdtrc ) )   l_trd = .TRUE.
[4499]106      !
[1231]107      ! I. The horizontal fluxes are computed with the QUICKEST + ULTIMATE scheme
[2528]108      CALL tra_adv_qck_i( kt, cdtype, p2dt, pun, ptb, ptn, pta, kjpt ) 
109      CALL tra_adv_qck_j( kt, cdtype, p2dt, pvn, ptb, ptn, pta, kjpt ) 
[1231]110
111      ! II. The vertical fluxes are computed with the 2nd order centered scheme
[2528]112      CALL tra_adv_cen2_k( kt, cdtype, pwn,         ptn, pta, kjpt )
[1231]113      !
[3294]114      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('tra_adv_qck')
115      !
[1231]116   END SUBROUTINE tra_adv_qck
117
118
[2528]119   SUBROUTINE tra_adv_qck_i( kt, cdtype, p2dt, pun,                  &
120      &                                        ptb, ptn, pta, kjpt   )
[1231]121      !!----------------------------------------------------------------------
122      !!
123      !!----------------------------------------------------------------------
[2715]124      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kt         ! ocean time-step index
125      CHARACTER(len=3)                     , INTENT(in   ) ::   cdtype     ! =TRA or TRC (tracer indicator)
126      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kjpt       ! number of tracers
127      REAL(wp), DIMENSION(        jpk     ), INTENT(in   ) ::   p2dt       ! vertical profile of tracer time-step
128      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk     ), INTENT(in   ) ::   pun        ! i-velocity components
129      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,kjpt), INTENT(in   ) ::   ptb, ptn   ! before and now tracer fields
130      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,kjpt), INTENT(inout) ::   pta        ! tracer trend
[2528]131      !!
[2715]132      INTEGER  :: ji, jj, jk, jn   ! dummy loop indices
133      REAL(wp) :: ztra, zbtr, zdir, zdx, zdt, zmsk   ! local scalars
[4990]134      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: zwx, zfu, zfc, zfd
[1231]135      !----------------------------------------------------------------------
[2715]136      !
[4990]137      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zwx, zfu, zfc, zfd )
[2528]138      !                                                          ! ===========
139      DO jn = 1, kjpt                                            ! tracer loop
140         !                                                       ! ===========
141         zfu(:,:,:) = 0.0     ;   zfc(:,:,:) = 0.0 
142         zfd(:,:,:) = 0.0     ;   zwx(:,:,:) = 0.0     
143         !                                                 
144         DO jk = 1, jpkm1                               
145            !                                             
146            !--- Computation of the ustream and downstream value of the tracer and the mask
147            DO jj = 2, jpjm1
148               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
149                  ! Upstream in the x-direction for the tracer
150                  zfc(ji,jj,jk) = ptb(ji-1,jj,jk,jn)
151                  ! Downstream in the x-direction for the tracer
152                  zfd(ji,jj,jk) = ptb(ji+1,jj,jk,jn)
153               END DO
[1559]154            END DO
155         END DO
[2528]156         CALL lbc_lnk( zfc(:,:,:), 'T', 1. )   ;   CALL lbc_lnk( zfd(:,:,:), 'T', 1. )   ! Lateral boundary conditions
157         
[1231]158         !
159         ! Horizontal advective fluxes
160         ! ---------------------------
161         !
[2528]162         DO jk = 1, jpkm1                             
163            DO jj = 2, jpjm1
164               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.         
165                  zdir = 0.5 + SIGN( 0.5, pun(ji,jj,jk) )   ! if pun > 0 : zdir = 1 otherwise zdir = 0
166                  zfu(ji,jj,jk) = zdir * zfc(ji,jj,jk ) + ( 1. - zdir ) * zfd(ji+1,jj,jk)  ! FU in the x-direction for T
167               END DO
168            END DO
[1559]169         END DO
[1231]170         !
[2528]171         DO jk = 1, jpkm1 
172            zdt =  p2dt(jk)
173            DO jj = 2, jpjm1
174               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.   
175                  zdir = 0.5 + SIGN( 0.5, pun(ji,jj,jk) )   ! if pun > 0 : zdir = 1 otherwise zdir = 0
[3301]176                  zdx = ( zdir * e1t(ji,jj) + ( 1. - zdir ) * e1t(ji+1,jj) ) * e2u(ji,jj) * fse3u(ji,jj,jk)
[2528]177                  zwx(ji,jj,jk)  = ABS( pun(ji,jj,jk) ) * zdt / zdx    ! (0<zc_cfl<1 : Courant number on x-direction)
178                  zfc(ji,jj,jk)  = zdir * ptb(ji  ,jj,jk,jn) + ( 1. - zdir ) * ptb(ji+1,jj,jk,jn)  ! FC in the x-direction for T
179                  zfd(ji,jj,jk)  = zdir * ptb(ji+1,jj,jk,jn) + ( 1. - zdir ) * ptb(ji  ,jj,jk,jn)  ! FD in the x-direction for T
180               END DO
181            END DO
182         END DO 
183         !--- Lateral boundary conditions
184         CALL lbc_lnk( zfu(:,:,:), 'T', 1. )   ;   CALL lbc_lnk( zfd(:,:,:), 'T', 1. )
185         CALL lbc_lnk( zfc(:,:,:), 'T', 1. )   ;   CALL lbc_lnk( zwx(:,:,:), 'T', 1. )
186
[1231]187         !--- QUICKEST scheme
[2528]188         CALL quickest( zfu, zfd, zfc, zwx )
[1231]189         !
[2528]190         ! Mask at the T-points in the x-direction (mask=0 or mask=1)
191         DO jk = 1, jpkm1 
192            DO jj = 2, jpjm1
193               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.               
194                  zfu(ji,jj,jk) = tmask(ji-1,jj,jk) + tmask(ji,jj,jk) + tmask(ji+1,jj,jk) - 2.
[2715]195               END DO
[1231]196            END DO
197         END DO
[2528]198         CALL lbc_lnk( zfu(:,:,:), 'T', 1. )      ! Lateral boundary conditions
199
[1231]200         !
[2528]201         ! Tracer flux on the x-direction
202         DO jk = 1, jpkm1 
203            !
[1231]204            DO jj = 2, jpjm1
[2528]205               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.               
206                  zdir = 0.5 + SIGN( 0.5, pun(ji,jj,jk) )   ! if pun > 0 : zdir = 1 otherwise zdir = 0
207                  !--- If the second ustream point is a land point
208                  !--- the flux is computed by the 1st order UPWIND scheme
209                  zmsk = zdir * zfu(ji,jj,jk) + ( 1. - zdir ) * zfu(ji+1,jj,jk)
210                  zwx(ji,jj,jk) = zmsk * zwx(ji,jj,jk) + ( 1. - zmsk ) * zfc(ji,jj,jk)
211                  zwx(ji,jj,jk) = zwx(ji,jj,jk) * pun(ji,jj,jk)
[1231]212               END DO
213            END DO
[3300]214         END DO
215         !
216         CALL lbc_lnk( zwx(:,:,:), 'T', 1. ) ! Lateral boundary conditions
217         !
218         ! Computation of the trend
219         DO jk = 1, jpkm1 
[2528]220            DO jj = 2, jpjm1
221               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt. 
222                  zbtr = 1. / ( e1t(ji,jj) * e2t(ji,jj) * fse3t(ji,jj,jk) )
223                  ! horizontal advective trends
224                  ztra = - zbtr * ( zwx(ji,jj,jk) - zwx(ji-1,jj,jk) )
225                  !--- add it to the general tracer trends
226                  pta(ji,jj,jk,jn) = pta(ji,jj,jk,jn) + ztra
227               END DO
228            END DO
[1231]229         END DO
[2528]230         !                                 ! trend diagnostics (contribution of upstream fluxes)
[4990]231         IF( l_trd )   CALL trd_tra( kt, cdtype, jn, jptra_xad, zwx, pun, ptn(:,:,:,jn) )
[2528]232         !
233      END DO
234      !
[4990]235      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zwx, zfu, zfc, zfd )
[2715]236      !
[1559]237   END SUBROUTINE tra_adv_qck_i
[1231]238
239
[2528]240   SUBROUTINE tra_adv_qck_j( kt, cdtype, p2dt, pvn,                &
241      &                                        ptb, ptn, pta, kjpt )
[1231]242      !!----------------------------------------------------------------------
243      !!
244      !!----------------------------------------------------------------------
[2715]245      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kt         ! ocean time-step index
246      CHARACTER(len=3)                     , INTENT(in   ) ::   cdtype     ! =TRA or TRC (tracer indicator)
247      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kjpt       ! number of tracers
248      REAL(wp), DIMENSION(        jpk     ), INTENT(in   ) ::   p2dt       ! vertical profile of tracer time-step
249      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk     ), INTENT(in   ) ::   pvn        ! j-velocity components
250      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,kjpt), INTENT(in   ) ::   ptb, ptn   ! before and now tracer fields
251      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,kjpt), INTENT(inout) ::   pta        ! tracer trend
[1559]252      !!
[2715]253      INTEGER  :: ji, jj, jk, jn   ! dummy loop indices
254      REAL(wp) :: ztra, zbtr, zdir, zdx, zdt, zmsk   ! local scalars
[4990]255      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: zwy, zfu, zfc, zfd
[1231]256      !----------------------------------------------------------------------
[2715]257      !
[4990]258      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zwy, zfu, zfc, zfd )
[3294]259      !
[2528]260      !                                                          ! ===========
261      DO jn = 1, kjpt                                            ! tracer loop
262         !                                                       ! ===========
263         zfu(:,:,:) = 0.0     ;   zfc(:,:,:) = 0.0 
264         zfd(:,:,:) = 0.0     ;   zwy(:,:,:) = 0.0     
265         !                                                 
266         DO jk = 1, jpkm1                               
267            !                                             
268            !--- Computation of the ustream and downstream value of the tracer and the mask
269            DO jj = 2, jpjm1
270               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
271                  ! Upstream in the x-direction for the tracer
272                  zfc(ji,jj,jk) = ptb(ji,jj-1,jk,jn)
273                  ! Downstream in the x-direction for the tracer
274                  zfd(ji,jj,jk) = ptb(ji,jj+1,jk,jn)
275               END DO
[1559]276            END DO
277         END DO
[2528]278         CALL lbc_lnk( zfc(:,:,:), 'T', 1. )   ;   CALL lbc_lnk( zfd(:,:,:), 'T', 1. )   ! Lateral boundary conditions
279
280         
[1231]281         !
282         ! Horizontal advective fluxes
283         ! ---------------------------
284         !
[2528]285         DO jk = 1, jpkm1                             
286            DO jj = 2, jpjm1
287               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.         
288                  zdir = 0.5 + SIGN( 0.5, pvn(ji,jj,jk) )   ! if pun > 0 : zdir = 1 otherwise zdir = 0
289                  zfu(ji,jj,jk) = zdir * zfc(ji,jj,jk ) + ( 1. - zdir ) * zfd(ji,jj+1,jk)  ! FU in the x-direction for T
290               END DO
[1559]291            END DO
292         END DO
[1231]293         !
[2528]294         DO jk = 1, jpkm1 
295            zdt =  p2dt(jk)
296            DO jj = 2, jpjm1
297               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.   
298                  zdir = 0.5 + SIGN( 0.5, pvn(ji,jj,jk) )   ! if pun > 0 : zdir = 1 otherwise zdir = 0
[3301]299                  zdx = ( zdir * e2t(ji,jj) + ( 1. - zdir ) * e2t(ji,jj+1) ) * e1v(ji,jj) * fse3v(ji,jj,jk)
[2528]300                  zwy(ji,jj,jk)  = ABS( pvn(ji,jj,jk) ) * zdt / zdx    ! (0<zc_cfl<1 : Courant number on x-direction)
301                  zfc(ji,jj,jk)  = zdir * ptb(ji,jj  ,jk,jn) + ( 1. - zdir ) * ptb(ji,jj+1,jk,jn)  ! FC in the x-direction for T
302                  zfd(ji,jj,jk)  = zdir * ptb(ji,jj+1,jk,jn) + ( 1. - zdir ) * ptb(ji,jj  ,jk,jn)  ! FD in the x-direction for T
303               END DO
304            END DO
305         END DO
306
307         !--- Lateral boundary conditions
308         CALL lbc_lnk( zfu(:,:,:), 'T', 1. )      ;     CALL lbc_lnk( zfd(:,:,:), 'T', 1. )
309         CALL lbc_lnk( zfc(:,:,:), 'T', 1. )      ;     CALL lbc_lnk( zwy(:,:,:), 'T', 1. )
310
[1231]311         !--- QUICKEST scheme
[2528]312         CALL quickest( zfu, zfd, zfc, zwy )
[1231]313         !
[2528]314         ! Mask at the T-points in the x-direction (mask=0 or mask=1)
315         DO jk = 1, jpkm1 
316            DO jj = 2, jpjm1
317               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.               
318                  zfu(ji,jj,jk) = tmask(ji,jj-1,jk) + tmask(ji,jj,jk) + tmask(ji,jj+1,jk) - 2.
319               END DO
[1231]320            END DO
321         END DO
[2528]322         !--- Lateral boundary conditions
323         CALL lbc_lnk( zfu(:,:,:), 'T', 1. ) 
324         !
325         ! Tracer flux on the x-direction
326         DO jk = 1, jpkm1 
327            !
[1231]328            DO jj = 2, jpjm1
[2528]329               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.               
330                  zdir = 0.5 + SIGN( 0.5, pvn(ji,jj,jk) )   ! if pun > 0 : zdir = 1 otherwise zdir = 0
331                  !--- If the second ustream point is a land point
332                  !--- the flux is computed by the 1st order UPWIND scheme
333                  zmsk = zdir * zfu(ji,jj,jk) + ( 1. - zdir ) * zfu(ji,jj+1,jk)
334                  zwy(ji,jj,jk) = zmsk * zwy(ji,jj,jk) + ( 1. - zmsk ) * zfc(ji,jj,jk)
335                  zwy(ji,jj,jk) = zwy(ji,jj,jk) * pvn(ji,jj,jk)
[1231]336               END DO
337            END DO
[3300]338         END DO
339         !
340         CALL lbc_lnk( zwy(:,:,:), 'T', 1. ) ! Lateral boundary conditions
341         !
342         ! Computation of the trend
343         DO jk = 1, jpkm1 
[2528]344            DO jj = 2, jpjm1
345               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt. 
346                  zbtr = 1. / ( e1t(ji,jj) * e2t(ji,jj) * fse3t(ji,jj,jk) )
347                  ! horizontal advective trends
348                  ztra = - zbtr * ( zwy(ji,jj,jk) - zwy(ji,jj-1,jk) )
349                  !--- add it to the general tracer trends
350                  pta(ji,jj,jk,jn) = pta(ji,jj,jk,jn) + ztra
[1231]351               END DO
352            END DO
[2528]353         END DO
354         !                                 ! trend diagnostics (contribution of upstream fluxes)
[4990]355         IF( l_trd )   CALL trd_tra( kt, cdtype, jn, jptra_yad, zwy, pvn, ptn(:,:,:,jn) )
[2528]356         !                                 ! "Poleward" heat and salt transports (contribution of upstream fluxes)
[5147]357         IF( cdtype == 'TRA' .AND. ln_diaptr ) THEN 
358           IF( jn == jp_tem )  htr_adv(:) = ptr_sj( zwy(:,:,:) )
359           IF( jn == jp_sal )  str_adv(:) = ptr_sj( zwy(:,:,:) )
[1231]360         ENDIF
[2528]361         !
362      END DO
363      !
[4990]364      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zwy, zfu, zfc, zfd )
[2715]365      !
[1559]366   END SUBROUTINE tra_adv_qck_j
[1231]367
368
[2528]369   SUBROUTINE tra_adv_cen2_k( kt, cdtype, pwn,           &
370     &                                    ptn, pta, kjpt )
[1231]371      !!----------------------------------------------------------------------
372      !!
373      !!----------------------------------------------------------------------
[2715]374      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kt       ! ocean time-step index
375      CHARACTER(len=3)                     , INTENT(in   ) ::   cdtype   ! =TRA or TRC (tracer indicator)
376      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kjpt     ! number of tracers
377      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk     ), INTENT(in   ) ::   pwn      ! vertical velocity
378      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,kjpt), INTENT(in   ) ::   ptn      ! before and now tracer fields
379      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,kjpt), INTENT(inout) ::   pta      ! tracer trend
380      !
[2528]381      INTEGER  ::   ji, jj, jk, jn   ! dummy loop indices
[2715]382      REAL(wp) ::   zbtr , ztra      ! local scalars
[4990]383      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: zwz
[1559]384      !!----------------------------------------------------------------------
[4990]385      !
386      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zwz )
[2528]387      !                                                          ! ===========
388      DO jn = 1, kjpt                                            ! tracer loop
389         !                                                       ! ===========
390         ! 1. Bottom value : flux set to zero
391         zwz(:,:,jpk) = 0.e0             ! Bottom value : flux set to zero
392         !
393         !                                 ! Surface value
394         IF( lk_vvl ) THEN   ;   zwz(:,:, 1 ) = 0.e0                      ! Variable volume : flux set to zero
395         ELSE                ;   zwz(:,:, 1 ) = pwn(:,:,1) * ptn(:,:,1,jn)   ! Constant volume : advective flux through the surface
396         ENDIF
397         !
398         DO jk = 2, jpkm1                  ! Interior point: second order centered tracer flux at w-point
399            DO jj = 2, jpjm1
400               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
401                  zwz(ji,jj,jk) = 0.5 * pwn(ji,jj,jk) * ( ptn(ji,jj,jk-1,jn) + ptn(ji,jj,jk,jn) )
402               END DO
[1231]403            END DO
404         END DO
[2528]405         !
406         DO jk = 1, jpkm1          !==  Tracer flux divergence added to the general trend  ==!
407            DO jj = 2, jpjm1
408               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
409                  zbtr = 1. / ( e1t(ji,jj) * e2t(ji,jj) * fse3t(ji,jj,jk) )
410                  ! k- vertical advective trends
411                  ztra = - zbtr * ( zwz(ji,jj,jk) - zwz(ji,jj,jk+1) ) 
412                  ! added to the general tracer trends
413                  pta(ji,jj,jk,jn) = pta(ji,jj,jk,jn) + ztra
414               END DO
[1231]415            END DO
416         END DO
[2528]417         !                                 ! Save the vertical advective trends for diagnostic
[4990]418         IF( l_trd )  CALL trd_tra( kt, cdtype, jn, jptra_zad, zwz, pwn, ptn(:,:,:,jn) )
[2528]419         !
[1231]420      END DO
421      !
[4990]422      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zwz )
423      !
[1559]424   END SUBROUTINE tra_adv_cen2_k
[1231]425
426
[2528]427   SUBROUTINE quickest( pfu, pfd, pfc, puc )
[1231]428      !!----------------------------------------------------------------------
429      !!
[2528]430      !! ** Purpose :  Computation of advective flux with Quickest scheme
431      !!
432      !! ** Method :   
[1231]433      !!----------------------------------------------------------------------
[2528]434      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(in   ) ::   pfu   ! second upwind point
435      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(in   ) ::   pfd   ! first douwning point
436      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(in   ) ::   pfc   ! the central point (or the first upwind point)
437      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(inout) ::   puc   ! input as Courant number ; output as flux
438      !!
439      INTEGER  ::  ji, jj, jk               ! dummy loop indices
440      REAL(wp) ::  zcoef1, zcoef2, zcoef3   ! local scalars         
441      REAL(wp) ::  zc, zcurv, zfho          !   -      -
442      !----------------------------------------------------------------------
[3294]443      !
444      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('quickest')
445      !
[2528]446      DO jk = 1, jpkm1
447         DO jj = 1, jpj
448            DO ji = 1, jpi
449               zc     = puc(ji,jj,jk)                         ! Courant number
450               zcurv  = pfd(ji,jj,jk) + pfu(ji,jj,jk) - 2. * pfc(ji,jj,jk)
451               zcoef1 = 0.5 *      ( pfc(ji,jj,jk) + pfd(ji,jj,jk) )
452               zcoef2 = 0.5 * zc * ( pfd(ji,jj,jk) - pfc(ji,jj,jk) )
453               zcoef3 = ( 1. - ( zc * zc ) ) * r1_6 * zcurv
454               zfho   = zcoef1 - zcoef2 - zcoef3              !  phi_f QUICKEST
455               !
456               zcoef1 = pfd(ji,jj,jk) - pfu(ji,jj,jk)
457               zcoef2 = ABS( zcoef1 )
458               zcoef3 = ABS( zcurv )
459               IF( zcoef3 >= zcoef2 ) THEN
460                  zfho = pfc(ji,jj,jk) 
461               ELSE
462                  zcoef3 = pfu(ji,jj,jk) + ( ( pfc(ji,jj,jk) - pfu(ji,jj,jk) ) / MAX( zc, 1.e-9 ) )    ! phi_REF
463                  IF( zcoef1 >= 0. ) THEN
464                     zfho = MAX( pfc(ji,jj,jk), zfho ) 
465                     zfho = MIN( zfho, MIN( zcoef3, pfd(ji,jj,jk) ) ) 
466                  ELSE
467                     zfho = MIN( pfc(ji,jj,jk), zfho ) 
468                     zfho = MAX( zfho, MAX( zcoef3, pfd(ji,jj,jk) ) ) 
469                  ENDIF
470               ENDIF
471               puc(ji,jj,jk) = zfho
472            END DO
473         END DO
474      END DO
[1231]475      !
[3294]476      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('quickest')
477      !
[1231]478   END SUBROUTINE quickest
479
480   !!======================================================================
481END MODULE traadv_qck
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.