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1MODULE traldf_lap
2   !!==============================================================================
3   !!                       ***  MODULE  traldf_lap  ***
4   !! Ocean  tracers:  horizontal component of the lateral tracer mixing trend
5   !!==============================================================================
6   !! History :  OPA  !  87-06  (P. Andrich, D. L Hostis)  Original code
7   !!                 !  91-11  (G. Madec)
8   !!                 !  95-11  (G. Madec)  suppress volumetric scale factors
9   !!                 !  96-01  (G. Madec)  statement function for e3
10   !!            NEMO !  02-06  (G. Madec)  F90: Free form and module
11   !!            1.0  !  04-08  (C. Talandier) New trends organization
12   !!                 !  05-11  (G. Madec)  add zps case
13   !!            3.0  !  10-06  (C. Ethe, G. Madec) Merge TRA-TRC
14   !!----------------------------------------------------------------------
15
16   !!----------------------------------------------------------------------
17   !!   tra_ldf_lap  : update the tracer trend with the horizontal diffusion
18   !!                 using a iso-level harmonic (laplacien) operator.
19   !!----------------------------------------------------------------------
20   USE oce             ! ocean dynamics and active tracers
21   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
22   USE ldftra_oce      ! ocean active tracers: lateral physics
23   USE in_out_manager  ! I/O manager
24   USE diaptr          ! poleward transport diagnostics
25   USE trc_oce         ! share passive tracers/Ocean variables
26   USE lib_mpp         ! MPP library
27   USE timing          ! Timing
28
29   IMPLICIT NONE
30   PRIVATE
31
32   PUBLIC   tra_ldf_lap   ! routine called by step.F90
33
34   !! * Substitutions
35#  include "domzgr_substitute.h90"
36#  include "ldftra_substitute.h90"
37#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
38   !!----------------------------------------------------------------------
39   !! NEMO/OPA 3.3 , NEMO Consortium (2010)
40   !! $Id$
41   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
42   !!----------------------------------------------------------------------
43CONTAINS
44
45   SUBROUTINE tra_ldf_lap( kt, kit000, cdtype, pgu , pgv ,    &
46      &                                        pgui, pgvi,    &
47      &                                ptb, pta, kjpt ) 
48      !!----------------------------------------------------------------------
49      !!                  ***  ROUTINE tra_ldf_lap  ***
50      !!                   
51      !! ** Purpose :   Compute the before horizontal tracer (t & s) diffusive
52      !!      trend and add it to the general trend of tracer equation.
53      !!
54      !! ** Method  :   Second order diffusive operator evaluated using before
55      !!      fields (forward time scheme). The horizontal diffusive trends of
56      !!      the tracer is given by:
57      !!          difft = 1/(e1t*e2t*e3t) {  di-1[ aht e2u*e3u/e1u di(tb) ]
58      !!                                   + dj-1[ aht e1v*e3v/e2v dj(tb) ] }
59      !!      Add this trend to the general tracer trend pta :
60      !!          pta = pta + difft
61      !!
62      !! ** Action  : - Update pta arrays with the before iso-level
63      !!                harmonic mixing trend.
64      !!----------------------------------------------------------------------
65      USE oce, ONLY:   ztu => ua , ztv => va  ! (ua,va) used as workspace
66      !
67      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kt         ! ocean time-step index
68      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kit000          ! first time step index
69      CHARACTER(len=3)                     , INTENT(in   ) ::   cdtype     ! =TRA or TRC (tracer indicator)
70      INTEGER                              , INTENT(in   ) ::   kjpt       ! number of tracers
71      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj    ,kjpt), INTENT(in   ) ::   pgu, pgv   ! tracer gradient at pstep levels
72      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,    kjpt), INTENT(in   ) ::   pgui, pgvi ! tracer gradient at top levels
73      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,kjpt), INTENT(in   ) ::   ptb        ! before and now tracer fields
74      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,kjpt), INTENT(inout) ::   pta        ! tracer trend
75      !
76      INTEGER  ::   ji, jj, jk, jn       ! dummy loop indices
77      INTEGER  ::   iku, ikv, ierr       ! local integers
78      REAL(wp) ::   zabe1, zabe2, zbtr   ! local scalars
79      !!----------------------------------------------------------------------
80      !
81      IF( nn_timing == 1 ) CALL timing_start('tra_ldf_lap')
82      !
83      IF( kt == kit000 )  THEN
84         IF(lwp) WRITE(numout,*)
85         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'tra_ldf_lap : iso-level laplacian diffusion on ', cdtype
86         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~ '
87      ENDIF
88
89      !                                                          ! =========== !
90      DO jn = 1, kjpt                                            ! tracer loop !
91         !                                                       ! =========== !   
92         DO jk = 1, jpkm1                                            ! slab loop
93            !                                           
94            ! 1. First derivative (gradient)
95            ! -------------------
96            DO jj = 1, jpjm1
97               DO ji = 1, fs_jpim1   ! vector opt.
98                  zabe1 = fsahtu(ji,jj,jk) * umask(ji,jj,jk) * re2u_e1u(ji,jj) * fse3u_n(ji,jj,jk)
99                  zabe2 = fsahtv(ji,jj,jk) * vmask(ji,jj,jk) * re1v_e2v(ji,jj) * fse3v_n(ji,jj,jk)
100                  ztu(ji,jj,jk) = zabe1 * ( ptb(ji+1,jj  ,jk,jn) - ptb(ji,jj,jk,jn) )
101                  ztv(ji,jj,jk) = zabe2 * ( ptb(ji  ,jj+1,jk,jn) - ptb(ji,jj,jk,jn) )
102               END DO
103            END DO
104            IF( ln_zps ) THEN      ! set gradient at partial step level for the last ocean cell
105               DO jj = 1, jpjm1
106                  DO ji = 1, fs_jpim1   ! vector opt.
107                     ! last level
108                     iku = mbku(ji,jj)
109                     ikv = mbkv(ji,jj)
110                     IF( iku == jk ) THEN
111                        zabe1 = fsahtu(ji,jj,iku) * umask(ji,jj,iku) * re2u_e1u(ji,jj) * fse3u_n(ji,jj,iku)
112                        ztu(ji,jj,jk) = zabe1 * pgu(ji,jj,jn)
113                     ENDIF
114                     IF( ikv == jk ) THEN
115                        zabe2 = fsahtv(ji,jj,ikv) * vmask(ji,jj,ikv) * re1v_e2v(ji,jj) * fse3v_n(ji,jj,ikv)
116                        ztv(ji,jj,jk) = zabe2 * pgv(ji,jj,jn)
117                     ENDIF
118                  END DO
119               END DO
120            ENDIF
121            ! (ISH)
122            IF( ln_zps .AND. ln_isfcav ) THEN      ! set gradient at partial step level for the first ocean cell
123                                                   ! into a cavity
124               DO jj = 1, jpjm1
125                  DO ji = 1, fs_jpim1   ! vector opt.
126                     ! ice shelf level level MAX(2,jk) => only where ice shelf
127                     iku = miku(ji,jj) 
128                     ikv = mikv(ji,jj) 
129                     IF( iku == MAX(2,jk) ) THEN
130                        zabe1 = fsahtu(ji,jj,iku) * umask(ji,jj,iku) * re2u_e1u(ji,jj) * fse3u_n(ji,jj,iku) 
131                        ztu(ji,jj,jk) = zabe1 * pgui(ji,jj,jn) 
132                     ENDIF
133                     IF( ikv == MAX(2,jk) ) THEN
134                        zabe2 = fsahtv(ji,jj,ikv) * vmask(ji,jj,ikv) * re1v_e2v(ji,jj) * fse3v_n(ji,jj,ikv) 
135                        ztv(ji,jj,jk) = zabe2 * pgvi(ji,jj,jn) 
136                     END IF
137                  END DO
138               END DO
139            ENDIF
140         
141         
142            ! 2. Second derivative (divergence) added to the general tracer trends
143            ! ---------------------------------------------------------------------
144            DO jj = 2, jpjm1
145               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
146                  zbtr = 1._wp / ( e12t(ji,jj) * fse3t_n(ji,jj,jk) )
147                  ! horizontal diffusive trends added to the general tracer trends
148                  pta(ji,jj,jk,jn) = pta(ji,jj,jk,jn) + zbtr * (  ztu(ji,jj,jk) - ztu(ji-1,jj,jk)   &
149                     &                                          + ztv(ji,jj,jk) - ztv(ji,jj-1,jk)  )
150               END DO
151            END DO
152            !
153         END DO                                             !  End of slab 
154         !
155         ! "Poleward" diffusive heat or salt transports
156         IF( cdtype == 'TRA' .AND. ln_diaptr ) THEN
157            IF( jn  == jp_tem)   htr_ldf(:) = ptr_sj( ztv(:,:,:) )
158            IF( jn  == jp_sal)   str_ldf(:) = ptr_sj( ztv(:,:,:) )
159         ENDIF
160         !                                                  ! ==================
161      END DO                                                ! end of tracer loop
162      !                                                     ! ==================
163      IF( nn_timing == 1 ) CALL timing_stop('tra_ldf_lap')
164      !
165   END SUBROUTINE tra_ldf_lap
166
167   !!==============================================================================
168END MODULE traldf_lap
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.