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.
dynzdf_exp.F90 in branches/dev_r2586_dynamic_mem/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/DYN – NEMO

source: branches/dev_r2586_dynamic_mem/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/DYN/dynzdf_exp.F90 @ 2636

Last change on this file since 2636 was 2636, checked in by gm, 13 years ago

dynamic mem: #785 ; move ctl_stop & warn in lib_mpp to avoid a circular dependency + ctl_stop improvment

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 5.8 KB
Line 
1MODULE dynzdf_exp
2   !!==============================================================================
3   !!                     ***  MODULE  dynzdf_exp  ***
4   !! Ocean dynamics:  vertical component(s) of the momentum mixing trend
5   !!==============================================================================
6   !! History :  OPA  !  1990-10  (B. Blanke)  Original code
7   !!            8.0  !  1997-05  (G. Madec)  vertical component of isopycnal
8   !!   NEMO     1.0  !  1002-08  (G. Madec)  F90: Free form and module
9   !!            3.3  !  2010-04  (M. Leclair, G. Madec)  Forcing averaged over 2 time steps
10   !!----------------------------------------------------------------------
11
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!   dyn_zdf_exp  : update the momentum trend with the vertical diffu-
14   !!                  sion using an explicit time-stepping scheme.
15   !!----------------------------------------------------------------------
16   USE oce             ! ocean dynamics and tracers
17   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
18   USE phycst          ! physical constants
19   USE zdf_oce         ! ocean vertical physics
20   USE sbc_oce         ! surface boundary condition: ocean
21   USE lib_mpp         ! MPP library
22   USE in_out_manager  ! I/O manager
23   USE lib_mpp         ! MPP library
24
25   IMPLICIT NONE
26   PRIVATE
27
28   PUBLIC   dyn_zdf_exp   ! called by step.F90
29   
30   !! * Substitutions
31#  include "domzgr_substitute.h90"
32#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
33   !!----------------------------------------------------------------------
34   !! NEMO/OPA 3.3 , NEMO Consortium (2010)
35   !! $Id$
36   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
37   !!----------------------------------------------------------------------
38CONTAINS
39
40   SUBROUTINE dyn_zdf_exp( kt, p2dt )
41      !!----------------------------------------------------------------------
42      !!                  ***  ROUTINE dyn_zdf_exp  ***
43      !!                   
44      !! ** Purpose :   Compute the trend due to the vert. momentum diffusion
45      !!
46      !! ** Method  :   Explicit forward time stepping with a time splitting
47      !!      technique. The vertical diffusion of momentum is given by:
48      !!         diffu = dz( avmu dz(u) ) = 1/e3u dk+1( avmu/e3uw dk(ub) )
49      !!      Surface boundary conditions: wind stress input (averaged over kt-1/2 & kt+1/2)
50      !!      Bottom boundary conditions : bottom stress (cf zdfbfr.F90)
51      !!      Add this trend to the general trend ua :
52      !!         ua = ua + dz( avmu dz(u) )
53      !!
54      !! ** Action : - Update (ua,va) with the vertical diffusive trend
55      !!---------------------------------------------------------------------
56      USE wrk_nemo, ONLY:   wrk_in_use, wrk_not_released
57      USE oce     , ONLY :  zwx => ta       , zwy => sa         ! (ta,sa) used as 3D workspace
58      USE wrk_nemo, ONLY:   zwz => wrk_3d_1 , zww => wrk_3d_2   ! 3D workspace
59      !
60      INTEGER , INTENT(in) ::   kt     ! ocean time-step index
61      REAL(wp), INTENT(in) ::   p2dt   ! time-step
62      !
63      INTEGER ::   ji, jj, jk, jl                            ! dummy loop indices
64      REAL(wp) ::   zrau0r, zlavmr, zua, zva                 ! temporary scalars
65      !!----------------------------------------------------------------------
66
67      IF( wrk_in_use(3, 1,2) ) THEN
68         CALL ctl_stop('dyn_zdf_exp: requested workspace arrays unavailable')   ;   RETURN
69      ENDIF
70
71      IF( kt == nit000 .AND. lwp ) THEN
72         WRITE(numout,*)
73         WRITE(numout,*) 'dyn_zdf_exp : vertical momentum diffusion - explicit operator'
74         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~ '
75      ENDIF
76
77      zrau0r = 1. / rau0               ! Local constant initialization
78      zlavmr = 1. / REAL( nn_zdfexp )
79
80
81      DO jj = 2, jpjm1                 ! Surface boundary condition
82         DO ji = 2, jpim1
83            zwy(ji,jj,1) = ( utau_b(ji,jj) + utau(ji,jj) ) * zrau0r
84            zww(ji,jj,1) = ( vtau_b(ji,jj) + vtau(ji,jj) ) * zrau0r
85         END DO 
86      END DO 
87      DO jk = 1, jpk                   ! Initialization of x, z and contingently trends array
88         DO jj = 2, jpjm1 
89            DO ji = 2, jpim1
90               zwx(ji,jj,jk) = ub(ji,jj,jk)
91               zwz(ji,jj,jk) = vb(ji,jj,jk)
92            END DO 
93         END DO 
94      END DO 
95      !
96      DO jl = 1, nn_zdfexp             ! Time splitting loop
97         !
98         DO jk = 2, jpk                      ! First vertical derivative
99            DO jj = 2, jpjm1 
100               DO ji = 2, jpim1
101                  zwy(ji,jj,jk) = avmu(ji,jj,jk) * ( zwx(ji,jj,jk-1) - zwx(ji,jj,jk) ) / fse3uw(ji,jj,jk) 
102                  zww(ji,jj,jk) = avmv(ji,jj,jk) * ( zwz(ji,jj,jk-1) - zwz(ji,jj,jk) ) / fse3vw(ji,jj,jk)
103               END DO 
104            END DO 
105         END DO 
106         DO jk = 1, jpkm1                    ! Second vertical derivative and trend estimation at kt+l*rdt/nn_zdfexp
107            DO jj = 2, jpjm1 
108               DO ji = 2, jpim1
109                  zua = zlavmr * ( zwy(ji,jj,jk) - zwy(ji,jj,jk+1) ) / fse3u(ji,jj,jk)
110                  zva = zlavmr * ( zww(ji,jj,jk) - zww(ji,jj,jk+1) ) / fse3v(ji,jj,jk)
111                  ua(ji,jj,jk) = ua(ji,jj,jk) + zua
112                  va(ji,jj,jk) = va(ji,jj,jk) + zva
113                  !
114                  zwx(ji,jj,jk) = zwx(ji,jj,jk) + p2dt * zua * umask(ji,jj,jk)
115                  zwz(ji,jj,jk) = zwz(ji,jj,jk) + p2dt * zva * vmask(ji,jj,jk)
116               END DO 
117            END DO 
118         END DO 
119         !
120      END DO                           ! End of time splitting
121      !
122      IF( wrk_not_released(3, 1,2) )   CALL ctl_stop('dyn_zdf_exp : failed to release workspace arrays')
123      !
124   END SUBROUTINE dyn_zdf_exp
125
126   !!==============================================================================
127END MODULE dynzdf_exp
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.