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sbcmod.F90 in branches/dev_r2174_DCY/NEMO/OPA_SRC/SBC – NEMO

source: branches/dev_r2174_DCY/NEMO/OPA_SRC/SBC/sbcmod.F90 @ 2187

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add diurna cycle in dev_r2174_DCY, see ticket:730
  • Property svn:keywords set to Id
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Line 
1MODULE sbcmod
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  sbcmod  ***
4   !! Surface module :  provide to the ocean its surface boundary condition
5   !!======================================================================
6   !! History :  3.0   !  07-2006  (G. Madec)  Original code
7   !!             -    !  08-2008  (S. Masson, E. .... ) coupled interface
8   !!----------------------------------------------------------------------
9
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   !!   sbc_init       : read namsbc namelist
12   !!   sbc            : surface ocean momentum, heat and freshwater boundary conditions
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   USE oce             ! ocean dynamics and tracers
15   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
16   USE phycst          ! physical constants
17
18   USE sbc_oce         ! Surface boundary condition: ocean fields
19   USE sbc_ice         ! Surface boundary condition: ice fields
20   USE sbcssm          ! surface boundary condition: sea-surface mean variables
21   USE sbcana          ! surface boundary condition: analytical formulation
22   USE sbcflx          ! surface boundary condition: flux formulation
23   USE sbcblk_clio     ! surface boundary condition: bulk formulation : CLIO
24   USE sbcblk_core     ! surface boundary condition: bulk formulation : CORE
25   USE sbcice_if       ! surface boundary condition: ice-if sea-ice model
26   USE sbcice_lim      ! surface boundary condition: LIM 3.0 sea-ice model
27   USE sbcice_lim_2    ! surface boundary condition: LIM 2.0 sea-ice model
28   USE sbccpl          ! surface boundary condition: coupled florulation
29   USE cpl_oasis3, ONLY:lk_cpl      ! are we in coupled mode?
30   USE sbcssr          ! surface boundary condition: sea surface restoring
31   USE sbcrnf          ! surface boundary condition: runoffs
32   USE sbcfwb          ! surface boundary condition: freshwater budget
33   USE closea          ! closed sea
34
35   USE prtctl          ! Print control                    (prt_ctl routine)
36   USE restart         ! ocean restart
37   USE iom
38   USE in_out_manager  ! I/O manager
39
40   IMPLICIT NONE
41   PRIVATE
42
43   PUBLIC   sbc        ! routine called by step.F90
44   PUBLIC   sbc_init   ! routine called by opa.F90
45   
46   INTEGER ::   nsbc   ! type of surface boundary condition (deduced from namsbc informations)
47     
48   !! * Substitutions
49#  include "domzgr_substitute.h90"
50   !!----------------------------------------------------------------------
51   !! NEMO/OPA 3.0 , LOCEAN-IPSL (2008)
52   !! $Id$
53   !! Software governed by the CeCILL licence (modipsl/doc/NEMO_CeCILL.txt)
54   !!----------------------------------------------------------------------
55
56CONTAINS
57
58   SUBROUTINE sbc_init
59      !!---------------------------------------------------------------------
60      !!                    ***  ROUTINE sbc_init ***
61      !!
62      !! ** Purpose :   Initialisation of the ocean surface boundary computation
63      !!
64      !! ** Method  :   Read the namsbc namelist and set derived parameters
65      !!
66      !! ** Action  : - read namsbc parameters
67      !!              - nsbc: type of sbc
68      !!----------------------------------------------------------------------
69      INTEGER ::   icpt      ! temporary integer
70      !!
71      NAMELIST/namsbc/ nn_fsbc, ln_ana, ln_flx, ln_blk_clio, ln_blk_core, ln_cpl,   &
72         &             nn_ice , ln_dm2dc, ln_rnf, ln_ssr, nn_fwb, nn_ico_cpl
73      !!----------------------------------------------------------------------
74
75      IF(lwp) THEN
76         WRITE(numout,*)
77         WRITE(numout,*) 'sbc_init : surface boundary condition setting'
78         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~ '
79      ENDIF
80
81      REWIND( numnam )                   ! Read Namelist namsbc
82      READ  ( numnam, namsbc )
83
84      ! overwrite namelist parameter using CPP key information
85!!gm here no overwrite, test all option via namelist change: require more incore memory
86!!gm  IF( lk_sbc_cpl       ) THEN   ;   ln_cpl      = .TRUE.   ;   ELSE   ;   ln_cpl      = .FALSE.   ;   ENDIF
87
88      IF ( Agrif_Root() ) THEN
89        IF( lk_lim2 )            nn_ice      = 2
90        IF( lk_lim3 )            nn_ice      = 3
91      ENDIF
92      !
93      IF( cp_cfg == 'gyre' ) THEN
94          ln_ana      = .TRUE.   
95          nn_ice      =   0
96      ENDIF
97     
98      ! Control print
99      IF(lwp) THEN
100         WRITE(numout,*) '        Namelist namsbc (partly overwritten with CPP key setting)'
101         WRITE(numout,*) '           frequency update of sbc (and ice)             nn_fsbc     = ', nn_fsbc
102         WRITE(numout,*) '           Type of sbc : '
103         WRITE(numout,*) '              analytical formulation                     ln_ana      = ', ln_ana
104         WRITE(numout,*) '              flux       formulation                     ln_flx      = ', ln_flx
105         WRITE(numout,*) '              CLIO bulk  formulation                     ln_blk_clio = ', ln_blk_clio
106         WRITE(numout,*) '              CLIO bulk  formulation                     ln_blk_core = ', ln_blk_core
107         WRITE(numout,*) '              coupled    formulation (T if key_sbc_cpl)  ln_cpl      = ', ln_cpl
108         WRITE(numout,*) '           Misc. options of sbc : '
109         WRITE(numout,*) '              ice management in the sbc (=0/1/2/3)       nn_ice      = ', nn_ice 
110         WRITE(numout,*) '              ice-ocean stress computation (=0/1/2)      nn_ico_cpl  = ', nn_ico_cpl
111         WRITE(numout,*) '              daily mean to diurnal cycle qsr            ln_dm2dc    = ', ln_dm2dc 
112         WRITE(numout,*) '              runoff / runoff mouths                     ln_rnf      = ', ln_rnf
113         WRITE(numout,*) '              Sea Surface Restoring on SST and/or SSS    ln_ssr      = ', ln_ssr
114         WRITE(numout,*) '              FreshWater Budget control  (=0/1/2)        nn_fwb      = ', nn_fwb
115         WRITE(numout,*) '              closed sea (=0/1) (set in namdom)          nn_closea   = ', nn_closea
116      ENDIF
117
118      IF( .NOT. ln_rnf ) THEN                      ! no specific treatment in vicinity of river mouths
119         ln_rnf_mouth  = .false.                     
120         nkrnf         = 0
121         rnfmsk  (:,:) = 0.e0
122         rnfmsk_z(:)   = 0.e0
123      ENDIF
124      IF( nn_ice == 0  )   fr_i(:,:) = 0.e0        ! no ice in the domain, ice fraction is always zero
125
126      !                                            ! restartability   
127      IF( MOD( nitend - nit000 + 1, nn_fsbc) /= 0 .OR.   &
128          MOD( nstock             , nn_fsbc) /= 0 ) THEN
129         WRITE(ctmp1,*) 'experiment length (', nitend - nit000 + 1, ') or nstock (', nstock,   &
130            &           ' is NOT a multiple of nn_fsbc (', nn_fsbc, ')'
131         CALL ctl_stop( ctmp1, 'Impossible to properly do model restart' )
132      ENDIF
133      !
134      IF( MOD( rday, REAL(nn_fsbc, wp) * rdt ) /= 0 )   &
135         &  CALL ctl_warn( 'nn_fsbc is NOT a multiple of the number of time steps in a day' )
136      !
137      IF( nn_ice == 2 .AND. .NOT.( ln_blk_clio .OR. ln_blk_core .OR. lk_cpl ) )   &
138         &   CALL ctl_stop( 'sea-ice model requires a bulk formulation or coupled configuration' )
139     
140      IF( ln_dm2dc .AND. .NOT.( ln_flx .OR. ln_blk_core ) )   &
141         &   CALL ctl_stop( 'diurnal cycle into qsr field from daily values requires a flux or core-bulk formulation' )
142     
143      IF( ln_dm2dc .AND. ( ( NINT(rday) / ( nn_fsbc * NINT(rdt) ) )  < 8 ) )   &
144         &   CALL ctl_warn( 'diurnal cycle for qsr: the sampling of the diurnal cycle is too small...' )
145     
146      ! Choice of the Surface Boudary Condition (set nsbc)
147      icpt = 0
148      IF( ln_ana          ) THEN   ;   nsbc =  1   ; icpt = icpt + 1   ;   ENDIF       ! analytical      formulation
149      IF( ln_flx          ) THEN   ;   nsbc =  2   ; icpt = icpt + 1   ;   ENDIF       ! flux            formulation
150      IF( ln_blk_clio     ) THEN   ;   nsbc =  3   ; icpt = icpt + 1   ;   ENDIF       ! CLIO bulk       formulation
151      IF( ln_blk_core     ) THEN   ;   nsbc =  4   ; icpt = icpt + 1   ;   ENDIF       ! CORE bulk       formulation
152      IF( ln_cpl          ) THEN   ;   nsbc =  5   ; icpt = icpt + 1   ;   ENDIF       ! Coupled         formulation
153      IF( cp_cfg == 'gyre') THEN   ;   nsbc =  0                       ;   ENDIF       ! GYRE analytical formulation
154      IF( lk_esopa        )            nsbc = -1                                       ! esopa test, ALL formulations
155
156      IF( icpt /= 1 .AND. .NOT.lk_esopa ) THEN
157         WRITE(numout,*)
158         WRITE(numout,*) '           E R R O R in setting the sbc, one and only one namelist/CPP key option '
159         WRITE(numout,*) '                     must be choosen. You choose ', icpt, ' option(s)'
160         WRITE(numout,*) '                     We stop'
161         nstop = nstop + 1
162      ENDIF
163      IF(lwp) THEN
164         WRITE(numout,*)
165         IF( nsbc == -1 )   WRITE(numout,*) '              ESOPA test All surface boundary conditions'
166         IF( nsbc ==  0 )   WRITE(numout,*) '              GYRE analytical formulation'
167         IF( nsbc ==  1 )   WRITE(numout,*) '              analytical formulation'
168         IF( nsbc ==  2 )   WRITE(numout,*) '              flux formulation'
169         IF( nsbc ==  3 )   WRITE(numout,*) '              CLIO bulk formulation'
170         IF( nsbc ==  4 )   WRITE(numout,*) '              CORE bulk formulation'
171         IF( nsbc ==  5 )   WRITE(numout,*) '              coupled formulation'
172      ENDIF
173      !
174   END SUBROUTINE sbc_init
175
176
177   SUBROUTINE sbc( kt )
178      !!---------------------------------------------------------------------
179      !!                    ***  ROUTINE sbc  ***
180      !!             
181      !! ** Purpose :   provide at each time-step the ocean surface boundary
182      !!                condition (momentum, heat and freshwater fluxes)
183      !!
184      !! ** Method  :   blah blah  to be written ?????????
185      !!                CAUTION : never mask the surface stress field (tke sbc)
186      !!
187      !! ** Action  : - set the ocean surface boundary condition, i.e. 
188      !!                utau, vtau, qns, qsr, emp, emps, qrp, erp
189      !!              - updte the ice fraction : fr_i
190      !!----------------------------------------------------------------------
191      INTEGER, INTENT(in) ::   kt       ! ocean time step
192      !!---------------------------------------------------------------------
193
194      CALL iom_setkt( kt + nn_fsbc - 1 )         !  in sbc, iom_put is called every nn_fsbc time step
195      !
196      ! ocean to sbc mean sea surface variables (ss._m)
197      ! ---------------------------------------
198      CALL sbc_ssm( kt )                         ! sea surface mean currents (at U- and V-points),
199      !                                          ! temperature and salinity (at T-point) over nf_sbc time-step
200      !                                          ! (i.e. sst_m, sss_m, ssu_m, ssv_m)
201
202      ! sbc formulation
203      ! ---------------
204         
205      SELECT CASE( nsbc )                        ! Compute ocean surface boundary condition
206      !                                          ! (i.e. utau,vtau, qns, qsr, emp, emps)
207      CASE(  0 )   ;   CALL sbc_gyre    ( kt )                    ! analytical formulation : GYRE configuration
208      CASE(  1 )   ;   CALL sbc_ana     ( kt )                    ! analytical formulation : uniform sbc
209      CASE(  2 )   ;   CALL sbc_flx     ( kt )                    ! flux formulation
210      CASE(  3 )   ;   CALL sbc_blk_clio( kt )                    ! bulk formulation : CLIO for the ocean
211      CASE(  4 )   ;   CALL sbc_blk_core( kt )                    ! bulk formulation : CORE for the ocean
212      CASE(  5 )   ;   CALL sbc_cpl_rcv ( kt, nn_fsbc, nn_ice )   ! coupled formulation
213      CASE( -1 )                               
214                       CALL sbc_ana     ( kt )                    ! ESOPA, test ALL the formulations
215                       CALL sbc_gyre    ( kt )                    !
216                       CALL sbc_flx     ( kt )                    !
217                       CALL sbc_blk_clio( kt )                    !
218                       CALL sbc_blk_core( kt )                    !
219                       CALL sbc_cpl_rcv ( kt, nn_fsbc, nn_ice )   !
220      END SELECT
221
222      ! Misc. Options
223      ! -------------
224     
225      SELECT CASE( nn_ice )                                     ! Update heat and freshwater fluxes over sea-ice areas
226      CASE(  1 )   ;       CALL sbc_ice_if   ( kt )                   ! Ice-cover climatology ("Ice-if" model)
227         !                                                     
228      CASE(  2 )   ;       CALL sbc_ice_lim_2( kt, nsbc )             ! LIM 2.0 ice model
229         !                                                     
230      CASE(  3 )   ;       CALL sbc_ice_lim  ( kt, nsbc, nn_ico_cpl)  ! LIM 3.0 ice model
231      END SELECT                                             
232
233      IF( ln_rnf       )   CALL sbc_rnf( kt )                   ! add runoffs to fresh water fluxes
234 
235      IF( ln_ssr       )   CALL sbc_ssr( kt )                   ! add SST/SSS damping term
236
237      IF( nn_fwb  /= 0 )   CALL sbc_fwb( kt, nn_fwb, nn_fsbc )  ! control the freshwater budget
238
239      IF( nclosea == 1 )   CALL sbc_clo( kt )                   ! treatment of closed sea in the model domain
240      !                                                         ! (update freshwater fluxes)
241      !
242      IF( MOD( kt-1, nn_fsbc ) == 0 ) THEN
243         CALL iom_put( "emp"    , emp       )                   ! upward water flux
244         CALL iom_put( "emps"   , emps      )                   ! c/d water flux
245         CALL iom_put( "qns+qsr", qns + qsr )                   ! total heat flux
246         CALL iom_put( "qns"    , qns       )                   ! solar heat flux
247         CALL iom_put( "qsr"    ,       qsr )                   ! solar heat flux
248         IF(  nn_ice > 0 )   CALL iom_put( "ice_cover", fr_i )  ! ice fraction
249      ENDIF
250      !
251      CALL iom_setkt( kt )           ! iom_put outside of sbc is called at every time step
252      !
253      CALL iom_put( "utau", utau )   ! i-wind stress   (stress can be updated at
254      CALL iom_put( "vtau", vtau )   ! j-wind stress    each time step in sea-ice)
255      CALL iom_put( "taum", taum )   ! wind stress module
256      CALL iom_put( "wspd", wndm )   ! wind speed  module
257      !
258      IF(ln_ctl) THEN         ! print mean trends (used for debugging)
259         CALL prt_ctl(tab2d_1=fr_i   , clinfo1=' fr_i - : ', mask1=tmask, ovlap=1 )
260         CALL prt_ctl(tab2d_1=emp    , clinfo1=' emp  - : ', mask1=tmask, ovlap=1 )
261         CALL prt_ctl(tab2d_1=emps   , clinfo1=' emps - : ', mask1=tmask, ovlap=1 )
262         CALL prt_ctl(tab2d_1=qns    , clinfo1=' qns  - : ', mask1=tmask, ovlap=1 )
263         CALL prt_ctl(tab2d_1=qsr    , clinfo1=' qsr  - : ', mask1=tmask, ovlap=1 )
264         CALL prt_ctl(tab3d_1=tmask  , clinfo1=' tmask  : ', mask1=tmask, ovlap=1, kdim=jpk )
265         CALL prt_ctl(tab3d_1=tn     , clinfo1=' sst  - : ', mask1=tmask, ovlap=1, kdim=1   )
266         CALL prt_ctl(tab3d_1=sn     , clinfo1=' sss  - : ', mask1=tmask, ovlap=1, kdim=1   )
267         CALL prt_ctl(tab2d_1=utau   , clinfo1=' utau - : ', mask1=umask,                      &
268            &         tab2d_2=vtau   , clinfo2=' vtau - : ', mask2=vmask, ovlap=1 )
269      ENDIF
270      !
271   END SUBROUTINE sbc
272
273   !!======================================================================
274END MODULE sbcmod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.