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limthd.F90 in branches/dev_r4028_CNRS_LIM3_MV2014/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_3 – NEMO

source: branches/dev_r4028_CNRS_LIM3_MV2014/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_3/limthd.F90 @ 4506

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[Heat conservation in LIM3, part HC1 (LIM_SRC_3_HC17)]
  • Property svn:keywords set to Id
File size: 46.1 KB
Line 
1MODULE limthd
2   !!======================================================================
3   !!                  ***  MODULE limthd   ***
4   !!  LIM-3 :   ice thermodynamic
5   !!======================================================================
6   !! History :  LIM  ! 2000-01 (M.A. Morales Maqueda, H. Goosse, T. Fichefet) LIM-1
7   !!            2.0  ! 2002-07 (C. Ethe, G. Madec)  LIM-2 (F90 rewriting)
8   !!            3.0  ! 2005-11 (M. Vancoppenolle)  LIM-3 : Multi-layer thermodynamics + salinity variations
9   !!             -   ! 2007-04 (M. Vancoppenolle) add lim_thd_glohec, lim_thd_con_dh and lim_thd_con_dif
10   !!            3.2  ! 2009-07 (M. Vancoppenolle, Y. Aksenov, G. Madec) bug correction in rdm_snw
11   !!            3.3  ! 2010-11 (G. Madec) corrected snow melting heat (due to factor betas)
12   !!            4.0  ! 2011-02 (G. Madec) dynamical allocation
13   !!             -   ! 2012-05 (C. Rousset) add penetration solar flux
14   !!----------------------------------------------------------------------
15#if defined key_lim3
16   !!----------------------------------------------------------------------
17   !!   'key_lim3'                                      LIM3 sea-ice model
18   !!----------------------------------------------------------------------
19   !!   lim_thd       : thermodynamic of sea ice
20   !!   lim_thd_init  : initialisation of sea-ice thermodynamic
21   !!----------------------------------------------------------------------
22   USE phycst         ! physical constants
23   USE dom_oce        ! ocean space and time domain variables
24   USE oce     , ONLY :  iatte, oatte
25   USE ice            ! LIM: sea-ice variables
26   USE par_ice        ! LIM: sea-ice parameters
27   USE sbc_oce        ! Surface boundary condition: ocean fields
28   USE sbc_ice        ! Surface boundary condition: ice fields
29   USE thd_ice        ! LIM thermodynamic sea-ice variables
30   USE dom_ice        ! LIM sea-ice domain
31   USE domvvl         ! domain: variable volume level
32   USE limthd_dif     ! LIM: thermodynamics, vertical diffusion
33   USE limthd_dh      ! LIM: thermodynamics, ice and snow thickness variation
34   USE limthd_sal     ! LIM: thermodynamics, ice salinity
35   USE limthd_ent     ! LIM: thermodynamics, ice enthalpy redistribution
36   USE limtab         ! LIM: 1D <==> 2D transformation
37   USE limvar         ! LIM: sea-ice variables
38   USE lbclnk         ! lateral boundary condition - MPP links
39   USE lib_mpp        ! MPP library
40   USE wrk_nemo       ! work arrays
41   USE in_out_manager ! I/O manager
42   USE prtctl         ! Print control
43   USE lib_fortran    ! Fortran utilities (allows no signed zero when 'key_nosignedzero' defined) 
44   USE timing         ! Timing
45
46   IMPLICIT NONE
47   PRIVATE
48
49   PUBLIC   lim_thd        ! called by limstp module
50   PUBLIC   lim_thd_init   ! called by iceini module
51
52   REAL(wp) ::   epsi10 = 1.e-10_wp   !
53   REAL(wp) ::   zzero  = 0._wp      !
54   REAL(wp) ::   zone   = 1._wp      !
55
56   !! * Substitutions
57#  include "domzgr_substitute.h90"
58#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
59   !!----------------------------------------------------------------------
60   !! NEMO/LIM3 3.3 , UCL - NEMO Consortium (2010)
61   !! $Id$
62   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
63   !!----------------------------------------------------------------------
64CONTAINS
65
66   SUBROUTINE lim_thd( kt )
67      !!-------------------------------------------------------------------
68      !!                ***  ROUTINE lim_thd  ***       
69      !! 
70      !! ** Purpose : This routine manages the ice thermodynamic.
71      !!         
72      !! ** Action : - Initialisation of some variables
73      !!             - Some preliminary computation (oceanic heat flux
74      !!               at the ice base, snow acc.,heat budget of the leads)
75      !!             - selection of the icy points and put them in an array
76      !!             - call lim_vert_ther for vert ice thermodynamic
77      !!             - back to the geographic grid
78      !!             - selection of points for lateral accretion
79      !!             - call lim_lat_acc  for the ice accretion
80      !!             - back to the geographic grid
81      !!     
82      !! ** References : H. Goosse et al. 1996, Bul. Soc. Roy. Sc. Liege, 65, 87-90
83      !!---------------------------------------------------------------------
84      INTEGER, INTENT(in) ::   kt    ! number of iteration
85      !!
86      INTEGER  ::   ji, jj, jk, jl   ! dummy loop indices
87      INTEGER  ::   nbpb             ! nb of icy pts for thermo. cal.
88      REAL(wp) ::   zfric_umin = 5e-03_wp    ! lower bound for the friction velocity
89      REAL(wp) ::   zfric_umax = 2e-02_wp    ! upper bound for the friction velocity
90      REAL(wp) ::   zinda, zindb, zthsnice, zfric_u     ! local scalar
91      REAL(wp) ::   zfntlat, zpareff, zareamin, zcoef   !    -         -
92      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) ::   zqlbsbq   ! link with lead energy budget qldif
93      REAL(wp) :: zchk_v_i, zchk_smv, zchk_fs, zchk_fw, zchk_v_i_b, zchk_smv_b, zchk_fs_b, zchk_fw_b ! Check conservation (C Rousset)
94      REAL(wp) :: zchk_vmin, zchk_amin, zchk_amax ! Check errors (C Rousset)
95      !!-------------------------------------------------------------------
96      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('limthd')
97
98      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, zqlbsbq )
99   
100      ! -------------------------------
101      !- check conservation (C Rousset)
102      IF (ln_limdiahsb) THEN
103         zchk_v_i_b = glob_sum( SUM(   v_i(:,:,:), dim=3 ) * area(:,:) * tms(:,:) )
104         zchk_smv_b = glob_sum( SUM( smv_i(:,:,:), dim=3 ) * area(:,:) * tms(:,:) )
105         zchk_fw_b  = glob_sum( rdm_ice(:,:) * area(:,:) * tms(:,:) )
106         zchk_fs_b  = glob_sum( ( sfx_bri(:,:) + sfx_thd(:,:) + sfx_res(:,:) + sfx_mec(:,:) ) * area(:,:) * tms(:,:) )
107      ENDIF
108      !- check conservation (C Rousset)
109      ! -------------------------------
110
111      !------------------------------------------------------------------------------!
112      ! 1) Initialization of diagnostic variables                                    !
113      !------------------------------------------------------------------------------!
114
115      !--------------------
116      ! 1.2) Heat content   
117      !--------------------
118      ! Change the units of heat content; from global units to J.m3
119      DO jl = 1, jpl
120         DO jk = 1, nlay_i
121            DO jj = 1, jpj
122               DO ji = 1, jpi
123                  !Energy of melting q(S,T) [J.m-3]
124                  e_i(ji,jj,jk,jl) = e_i(ji,jj,jk,jl) / ( area(ji,jj) * MAX( v_i(ji,jj,jl) , epsi10 ) ) * REAL( nlay_i )
125                  !0 if no ice and 1 if yes
126                  zindb = 1.0 - MAX(  0.0 , SIGN( 1.0 , - v_i(ji,jj,jl) + epsi10 )  )
127                  !convert units ! very important that this line is here
128                  e_i(ji,jj,jk,jl) = e_i(ji,jj,jk,jl) * unit_fac * zindb 
129               END DO
130            END DO
131         END DO
132         DO jk = 1, nlay_s
133            DO jj = 1, jpj
134               DO ji = 1, jpi
135                  !Energy of melting q(S,T) [J.m-3]
136                  e_s(ji,jj,jk,jl) = e_s(ji,jj,jk,jl) / ( area(ji,jj) * MAX( v_s(ji,jj,jl) , epsi10 ) ) * REAL( nlay_s )
137                  !0 if no ice and 1 if yes
138                  zindb = 1.0 - MAX(  0.0 , SIGN( 1.0 , - v_s(ji,jj,jl) + epsi10 )  )
139                  !convert units ! very important that this line is here
140                  e_s(ji,jj,jk,jl) = e_s(ji,jj,jk,jl) * unit_fac * zindb 
141               END DO
142            END DO
143         END DO
144      END DO
145
146      !-----------------------------------
147      ! 1.4) Compute global heat content
148      !-----------------------------------
149      qt_i_in  (:,:) = 0.e0
150      qt_s_in  (:,:) = 0.e0
151      qt_i_fin (:,:) = 0.e0
152      qt_s_fin (:,:) = 0.e0
153      sum_fluxq(:,:) = 0.e0
154      fatm     (:,:) = 0.e0
155
156      ! 2) Partial computation of forcing for the thermodynamic sea ice model.      !
157      !-----------------------------------------------------------------------------!
158
159!CDIR NOVERRCHK
160      DO jj = 1, jpj
161!CDIR NOVERRCHK
162         DO ji = 1, jpi
163            zinda          = tms(ji,jj) * ( 1.0 - MAX( zzero , SIGN( zone , - at_i(ji,jj) + epsi10 ) ) )
164            !
165            !           !  solar irradiance transmission at the mixed layer bottom and used in the lead heat budget
166            !           !  practically no "direct lateral ablation"
167            !           
168            !           !  net downward heat flux from the ice to the ocean, expressed as a function of ocean
169            !           !  temperature and turbulent mixing (McPhee, 1992)
170            ! friction velocity
171            zfric_u        = MAX ( MIN( SQRT( ust2s(ji,jj) ) , zfric_umax ) , zfric_umin ) 
172
173            ! here the drag will depend on ice thickness and type (0.006)
174            fdtcn(ji,jj)  = zinda * rau0 * rcp * 0.006  * zfric_u * ( ( sst_m(ji,jj) + rt0 ) - t_bo(ji,jj) ) 
175            ! also category dependent
176            !           !-- Energy from the turbulent oceanic heat flux heat flux coming in the lead
177            qdtcn(ji,jj)  = zinda * fdtcn(ji,jj) * ( 1.0 - at_i(ji,jj) ) * rdt_ice
178            !                       
179            !           !-- Lead heat budget, qldif (part 1, next one is in limthd_dh)
180            !           !   caution: exponent betas used as more snow can fallinto leads
181            qldif(ji,jj) =  tms(ji,jj) * rdt_ice  * (                             &
182               &   pfrld(ji,jj)        * (  qsr(ji,jj) * oatte(ji,jj)             &   ! solar heat + clem modif
183               &                            + qns(ji,jj)                          &   ! non solar heat
184               &                            + fdtcn(ji,jj)                        &   ! turbulent ice-ocean heat
185               &                            + fsbbq(ji,jj) * ( 1.0 - zinda )  )   &   ! residual heat from previous step
186               ! MV HC 2014 check that this is good.
187               ! We should remove the heat content of precip that has fallen on sea ice
188               & - pfrld(ji,jj)**betas * sprecip(ji,jj) * lfus                    )   ! latent heat of sprecip melting
189               ! MV HC 2014 partie heat content manque
190            !
191            ! Positive heat budget is used for bottom ablation
192            zfntlat        = 1.0 - MAX( zzero , SIGN( zone ,  - qldif(ji,jj) ) )
193            != 1 if positive heat budget
194            zpareff        = 1.0 - zinda * zfntlat
195            != 0 if ice and positive heat budget and 1 if one of those two is false
196            zqlbsbq(ji,jj) = qldif(ji,jj) * ( 1.0 - zpareff ) / ( rdt_ice * MAX( at_i(ji,jj), epsi10 ) )
197            !
198            ! Heat budget of the lead, energy transferred from ice to ocean
199            qldif  (ji,jj) = zpareff * qldif(ji,jj)
200            qdtcn  (ji,jj) = zpareff * qdtcn(ji,jj)
201            !
202            ! Energy needed to bring ocean surface layer until its freezing (qcmif, limflx)
203            qcmif  (ji,jj) =  rau0 * rcp * fse3t_m(ji,jj,1) * ( t_bo(ji,jj) - ( sst_m(ji,jj) + rt0 ) )
204            !
205            ! oceanic heat flux (limthd_dh)
206            fbif   (ji,jj) = zinda * (  fsbbq(ji,jj) / MAX( at_i(ji,jj) , epsi10 ) + fdtcn(ji,jj) )
207            !
208         END DO
209      END DO
210
211      !------------------------------------------------------------------------------!
212      ! 3) Select icy points and fulfill arrays for the vectorial grid.           
213      !------------------------------------------------------------------------------!
214
215      DO jl = 1, jpl      !loop over ice categories
216
217         IF( kt == nit000 .AND. lwp ) THEN
218            WRITE(numout,*) ' lim_thd : transfer to 1D vectors. Category no : ', jl 
219            WRITE(numout,*) ' ~~~~~~~~'
220         ENDIF
221
222         zareamin = epsi10
223         nbpb = 0
224         DO jj = 1, jpj
225            DO ji = 1, jpi
226               IF ( a_i(ji,jj,jl) .gt. zareamin ) THEN     
227                  nbpb      = nbpb  + 1
228                  npb(nbpb) = (jj - 1) * jpi + ji
229               ENDIF
230            END DO
231         END DO
232
233         ! debug point to follow
234         jiindex_1d = 0
235         IF( ln_nicep ) THEN
236            DO ji = mi0(jiindx), mi1(jiindx)
237               DO jj = mj0(jjindx), mj1(jjindx)
238                  jiindex_1d = (jj - 1) * jpi + ji
239               END DO
240            END DO
241         ENDIF
242
243         !------------------------------------------------------------------------------!
244         ! 4) Thermodynamic computation
245         !------------------------------------------------------------------------------!
246
247         IF( lk_mpp )   CALL mpp_ini_ice( nbpb , numout )
248
249         IF( nbpb > 0 ) THEN  ! If there is no ice, do nothing.
250
251            !-------------------------
252            ! 4.1 Move to 1D arrays
253            !-------------------------
254
255            CALL tab_2d_1d( nbpb, at_i_b     (1:nbpb), at_i            , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
256            CALL tab_2d_1d( nbpb, a_i_b      (1:nbpb), a_i(:,:,jl)     , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
257            CALL tab_2d_1d( nbpb, ht_i_b     (1:nbpb), ht_i(:,:,jl)    , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
258            CALL tab_2d_1d( nbpb, ht_s_b     (1:nbpb), ht_s(:,:,jl)    , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
259
260            CALL tab_2d_1d( nbpb, t_su_b     (1:nbpb), t_su(:,:,jl)    , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
261            CALL tab_2d_1d( nbpb, sm_i_b     (1:nbpb), sm_i(:,:,jl)    , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
262            DO jk = 1, nlay_s
263               CALL tab_2d_1d( nbpb, t_s_b(1:nbpb,jk), t_s(:,:,jk,jl)  , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
264               CALL tab_2d_1d( nbpb, q_s_b(1:nbpb,jk), e_s(:,:,jk,jl)  , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
265            END DO
266            DO jk = 1, nlay_i
267               CALL tab_2d_1d( nbpb, t_i_b(1:nbpb,jk), t_i(:,:,jk,jl)  , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
268               CALL tab_2d_1d( nbpb, q_i_b(1:nbpb,jk), e_i(:,:,jk,jl)  , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
269               CALL tab_2d_1d( nbpb, s_i_b(1:nbpb,jk), s_i(:,:,jk,jl)  , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
270            END DO
271
272            CALL tab_2d_1d( nbpb, tatm_ice_1d(1:nbpb), tatm_ice(:,:)   , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
273            CALL tab_2d_1d( nbpb, qsr_ice_1d (1:nbpb), qsr_ice(:,:,jl) , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
274            CALL tab_2d_1d( nbpb, fr1_i0_1d  (1:nbpb), fr1_i0          , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
275            CALL tab_2d_1d( nbpb, fr2_i0_1d  (1:nbpb), fr2_i0          , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
276            CALL tab_2d_1d( nbpb, qnsr_ice_1d(1:nbpb), qns_ice(:,:,jl) , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
277#if ! defined key_coupled
278            CALL tab_2d_1d( nbpb, qla_ice_1d (1:nbpb), qla_ice(:,:,jl) , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
279            CALL tab_2d_1d( nbpb, dqla_ice_1d(1:nbpb), dqla_ice(:,:,jl), jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
280#endif
281            CALL tab_2d_1d( nbpb, dqns_ice_1d(1:nbpb), dqns_ice(:,:,jl), jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
282            CALL tab_2d_1d( nbpb, t_bo_b     (1:nbpb), t_bo            , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
283            CALL tab_2d_1d( nbpb, sprecip_1d (1:nbpb), sprecip         , jpi, jpj, npb(1:nbpb) ) 
284            CALL tab_2d_1d( nbpb, fbif_1d    (1:nbpb), fbif            , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
285            CALL tab_2d_1d( nbpb, qldif_1d   (1:nbpb), qldif           , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
286            CALL tab_2d_1d( nbpb, rdm_ice_1d (1:nbpb), rdm_ice         , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
287            CALL tab_2d_1d( nbpb, rdq_ice_1d (1:nbpb), rdq_ice         , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
288            CALL tab_2d_1d( nbpb, rdm_snw_1d (1:nbpb), rdm_snw         , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
289            CALL tab_2d_1d( nbpb, rdq_snw_1d (1:nbpb), rdq_snw         , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
290            CALL tab_2d_1d( nbpb, dmgwi_1d   (1:nbpb), dmgwi           , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
291            CALL tab_2d_1d( nbpb, qlbbq_1d   (1:nbpb), zqlbsbq         , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
292
293            CALL tab_2d_1d( nbpb, sfx_thd_1d (1:nbpb), sfx_thd         , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
294            CALL tab_2d_1d( nbpb, sfx_bri_1d (1:nbpb), sfx_bri         , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
295            CALL tab_2d_1d( nbpb, fhbri_1d   (1:nbpb), fhbri           , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
296            CALL tab_2d_1d( nbpb, fstbif_1d  (1:nbpb), fstric          , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
297            CALL tab_2d_1d( nbpb, qfvbq_1d   (1:nbpb), qfvbq           , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
298
299            CALL tab_2d_1d( nbpb, iatte_1d   (1:nbpb), iatte           , jpi, jpj, npb(1:nbpb) ) ! clem modif
300            CALL tab_2d_1d( nbpb, oatte_1d   (1:nbpb), oatte           , jpi, jpj, npb(1:nbpb) ) ! clem modif
301            !--------------------------------
302            ! 4.3) Thermodynamic processes
303            !--------------------------------
304
305            IF( con_i .AND. jiindex_1d > 0 )   CALL lim_thd_enmelt( 1, nbpb )   ! computes sea ice energy of melting
306            IF( con_i .AND. jiindex_1d > 0 )   CALL lim_thd_glohec( qt_i_in, qt_s_in, q_i_layer_in, 1, nbpb, jl )
307
308            !                                 !---------------------------------!
309            CALL lim_thd_dif( 1, nbpb, jl )   ! Ice/Snow Temperature profile    !
310            !                                 !---------------------------------!
311
312            CALL lim_thd_enmelt( 1, nbpb )    ! computes sea ice energy of melting compulsory for limthd_dh
313
314            IF( con_i .AND. jiindex_1d > 0 )   CALL lim_thd_glohec ( qt_i_fin, qt_s_fin, q_i_layer_fin, 1, nbpb, jl ) 
315            IF( con_i .AND. jiindex_1d > 0 )   CALL lim_thd_con_dif( 1 , nbpb , jl )
316
317            !                                 !---------------------------------!
318            CALL lim_thd_dh( 1, nbpb, jl )    ! Ice/Snow thickness              !
319            !                                 !---------------------------------!
320
321            !                                 !---------------------------------!
322            CALL lim_thd_ent( 1, nbpb, jl )   ! Ice/Snow enthalpy remapping     !
323            !                                 !---------------------------------!
324
325            !                                 !---------------------------------!
326            CALL lim_thd_sal( 1, nbpb )       ! Ice salinity computation        !
327            !                                 !---------------------------------!
328
329            !           CALL lim_thd_enmelt(1,nbpb)   ! computes sea ice energy of melting
330            IF( con_i .AND. jiindex_1d > 0 )   CALL lim_thd_glohec( qt_i_fin, qt_s_fin, q_i_layer_fin, 1, nbpb, jl ) 
331            IF( con_i .AND. jiindex_1d > 0 )   CALL lim_thd_con_dh ( 1 , nbpb , jl )
332
333            !--------------------------------
334            ! 4.4) Move 1D to 2D vectors
335            !--------------------------------
336
337               CALL tab_1d_2d( nbpb, at_i          , npb, at_i_b    (1:nbpb)   , jpi, jpj )
338               CALL tab_1d_2d( nbpb, ht_i(:,:,jl)  , npb, ht_i_b    (1:nbpb)   , jpi, jpj )
339               CALL tab_1d_2d( nbpb, ht_s(:,:,jl)  , npb, ht_s_b    (1:nbpb)   , jpi, jpj )
340               CALL tab_1d_2d( nbpb, a_i (:,:,jl)  , npb, a_i_b     (1:nbpb)   , jpi, jpj )
341               CALL tab_1d_2d( nbpb, t_su(:,:,jl)  , npb, t_su_b    (1:nbpb)   , jpi, jpj )
342               CALL tab_1d_2d( nbpb, sm_i(:,:,jl)  , npb, sm_i_b    (1:nbpb)   , jpi, jpj )
343            DO jk = 1, nlay_s
344               CALL tab_1d_2d( nbpb, t_s(:,:,jk,jl), npb, t_s_b     (1:nbpb,jk), jpi, jpj)
345               CALL tab_1d_2d( nbpb, e_s(:,:,jk,jl), npb, q_s_b     (1:nbpb,jk), jpi, jpj)
346            END DO
347            DO jk = 1, nlay_i
348               CALL tab_1d_2d( nbpb, t_i(:,:,jk,jl), npb, t_i_b     (1:nbpb,jk), jpi, jpj)
349               CALL tab_1d_2d( nbpb, e_i(:,:,jk,jl), npb, q_i_b     (1:nbpb,jk), jpi, jpj)
350               CALL tab_1d_2d( nbpb, s_i(:,:,jk,jl), npb, s_i_b     (1:nbpb,jk), jpi, jpj)
351            END DO
352               CALL tab_1d_2d( nbpb, fstric        , npb, fstbif_1d (1:nbpb)   , jpi, jpj )
353               CALL tab_1d_2d( nbpb, qldif         , npb, qldif_1d  (1:nbpb)   , jpi, jpj )
354               CALL tab_1d_2d( nbpb, qfvbq         , npb, qfvbq_1d  (1:nbpb)   , jpi, jpj )
355               CALL tab_1d_2d( nbpb, rdm_ice       , npb, rdm_ice_1d(1:nbpb)   , jpi, jpj )
356               CALL tab_1d_2d( nbpb, rdq_ice       , npb, rdq_ice_1d(1:nbpb)   , jpi, jpj )
357               CALL tab_1d_2d( nbpb, rdm_snw       , npb, rdm_snw_1d(1:nbpb)   , jpi, jpj )
358               CALL tab_1d_2d( nbpb, rdq_snw       , npb, rdq_snw_1d(1:nbpb)   , jpi, jpj )
359               CALL tab_1d_2d( nbpb, dmgwi         , npb, dmgwi_1d  (1:nbpb)   , jpi, jpj )
360               CALL tab_1d_2d( nbpb, rdvosif       , npb, dvsbq_1d  (1:nbpb)   , jpi, jpj )
361               CALL tab_1d_2d( nbpb, rdvobif       , npb, dvbbq_1d  (1:nbpb)   , jpi, jpj )
362               CALL tab_1d_2d( nbpb, fdvolif       , npb, dvlbq_1d  (1:nbpb)   , jpi, jpj )
363               CALL tab_1d_2d( nbpb, rdvonif       , npb, dvnbq_1d  (1:nbpb)   , jpi, jpj ) 
364               CALL tab_1d_2d( nbpb, sfx_thd       , npb, sfx_thd_1d(1:nbpb)   , jpi, jpj )
365            !
366            IF( num_sal == 2 ) THEN
367               CALL tab_1d_2d( nbpb, sfx_bri       , npb, sfx_bri_1d(1:nbpb)   , jpi, jpj )
368               CALL tab_1d_2d( nbpb, fhbri         , npb, fhbri_1d  (1:nbpb)   , jpi, jpj )
369            ENDIF
370            !
371            !+++++       temporary stuff for a dummy version
372            CALL tab_1d_2d( nbpb, dh_i_surf2D, npb, dh_i_surf(1:nbpb)      , jpi, jpj )
373            CALL tab_1d_2d( nbpb, dh_i_bott2D, npb, dh_i_bott(1:nbpb)      , jpi, jpj )
374            CALL tab_1d_2d( nbpb, fsup2D     , npb, fsup     (1:nbpb)      , jpi, jpj )
375            CALL tab_1d_2d( nbpb, focea2D    , npb, focea    (1:nbpb)      , jpi, jpj )
376            CALL tab_1d_2d( nbpb, s_i_newice , npb, s_i_new  (1:nbpb)      , jpi, jpj )
377            CALL tab_1d_2d( nbpb, izero(:,:,jl) , npb, i0    (1:nbpb)      , jpi, jpj )
378            CALL tab_1d_2d( nbpb, qns_ice(:,:,jl), npb, qnsr_ice_1d(1:nbpb), jpi, jpj)
379            !+++++
380            !
381            IF( lk_mpp )   CALL mpp_comm_free( ncomm_ice ) !RB necessary ??
382         ENDIF
383         !
384      END DO
385
386      !------------------------------------------------------------------------------!
387      ! 5) Global variables, diagnostics
388      !------------------------------------------------------------------------------!
389
390      !------------------------
391      ! 5.1) Ice heat content             
392      !------------------------
393      ! Enthalpies are global variables we have to readjust the units (heat content in 10^9 Joules)
394      zcoef = 1._wp / ( unit_fac * REAL( nlay_i ) )
395      DO jl = 1, jpl
396         DO jk = 1, nlay_i
397            e_i(:,:,jk,jl) = e_i(:,:,jk,jl) * area(:,:) * a_i(:,:,jl) * ht_i(:,:,jl) * zcoef
398         END DO
399      END DO
400
401      !------------------------
402      ! 5.2) Snow heat content             
403      !------------------------
404      ! Enthalpies are global variables we have to readjust the units (heat content in 10^9 Joules)
405      zcoef = 1._wp / ( unit_fac * REAL( nlay_s ) )
406      DO jl = 1, jpl
407         DO jk = 1, nlay_s
408            e_s(:,:,jk,jl) = e_s(:,:,jk,jl) * area(:,:) * a_i(:,:,jl) * ht_s(:,:,jl) * zcoef
409         END DO
410      END DO
411
412      !----------------------------------
413      ! 5.3) Change thickness to volume
414      !----------------------------------
415      CALL lim_var_eqv2glo
416
417      !--------------------------------------------
418      ! 5.4) Diagnostic thermodynamic growth rates
419      !--------------------------------------------
420!clem@useless      d_v_i_thd(:,:,:) = v_i      (:,:,:) - old_v_i(:,:,:)    ! ice volumes
421!clem@mv-to-itd    dv_dt_thd(:,:,:) = d_v_i_thd(:,:,:) * r1_rdtice * rday
422
423      IF( con_i .AND. jiindex_1d > 0 )   fbif(:,:) = fbif(:,:) + zqlbsbq(:,:)
424
425      IF(ln_ctl) THEN            ! Control print
426         CALL prt_ctl_info(' ')
427         CALL prt_ctl_info(' - Cell values : ')
428         CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~~~~~~~ ')
429         CALL prt_ctl(tab2d_1=area , clinfo1=' lim_thd  : cell area :')
430         CALL prt_ctl(tab2d_1=at_i , clinfo1=' lim_thd  : at_i      :')
431         CALL prt_ctl(tab2d_1=vt_i , clinfo1=' lim_thd  : vt_i      :')
432         CALL prt_ctl(tab2d_1=vt_s , clinfo1=' lim_thd  : vt_s      :')
433         DO jl = 1, jpl
434            CALL prt_ctl_info(' ')
435            CALL prt_ctl_info(' - Category : ', ivar1=jl)
436            CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~~~~')
437            CALL prt_ctl(tab2d_1=a_i   (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_thd  : a_i      : ')
438            CALL prt_ctl(tab2d_1=ht_i  (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_thd  : ht_i     : ')
439            CALL prt_ctl(tab2d_1=ht_s  (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_thd  : ht_s     : ')
440            CALL prt_ctl(tab2d_1=v_i   (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_thd  : v_i      : ')
441            CALL prt_ctl(tab2d_1=v_s   (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_thd  : v_s      : ')
442            CALL prt_ctl(tab2d_1=e_s   (:,:,1,jl) , clinfo1= ' lim_thd  : e_s      : ')
443            CALL prt_ctl(tab2d_1=t_su  (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_thd  : t_su     : ')
444            CALL prt_ctl(tab2d_1=t_s   (:,:,1,jl) , clinfo1= ' lim_thd  : t_snow   : ')
445            CALL prt_ctl(tab2d_1=sm_i  (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_thd  : sm_i     : ')
446            CALL prt_ctl(tab2d_1=smv_i (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_thd  : smv_i    : ')
447            DO jk = 1, nlay_i
448               CALL prt_ctl_info(' ')
449               CALL prt_ctl_info(' - Layer : ', ivar1=jk)
450               CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~')
451               CALL prt_ctl(tab2d_1=t_i(:,:,jk,jl) , clinfo1= ' lim_thd  : t_i      : ')
452               CALL prt_ctl(tab2d_1=e_i(:,:,jk,jl) , clinfo1= ' lim_thd  : e_i      : ')
453            END DO
454         END DO
455      ENDIF
456      !
457      ! -------------------------------
458      !- check conservation (C Rousset)
459      IF (ln_limdiahsb) THEN
460         zchk_fs  = glob_sum( ( sfx_bri(:,:) + sfx_thd(:,:) + sfx_res(:,:) + sfx_mec(:,:) ) * area(:,:) * tms(:,:) ) - zchk_fs_b
461         zchk_fw  = glob_sum( rdm_ice(:,:) * area(:,:) * tms(:,:) ) - zchk_fw_b
462 
463         zchk_v_i = ( glob_sum( SUM(   v_i(:,:,:), dim=3 ) * area(:,:) * tms(:,:) ) - zchk_v_i_b - ( zchk_fw / rhoic ) ) * r1_rdtice
464         zchk_smv = ( glob_sum( SUM( smv_i(:,:,:), dim=3 ) * area(:,:) * tms(:,:) ) - zchk_smv_b ) * r1_rdtice + ( zchk_fs / rhoic )
465
466         zchk_vmin = glob_min(v_i)
467         zchk_amax = glob_max(SUM(a_i,dim=3))
468         zchk_amin = glob_min(a_i)
469       
470         IF(lwp) THEN
471            IF ( ABS( zchk_v_i   ) >  1.e-5 ) WRITE(numout,*) 'violation volume [m3/day]     (limthd) = ',(zchk_v_i * rday)
472            IF ( ABS( zchk_smv   ) >  1.e-4 ) WRITE(numout,*) 'violation saline [psu*m3/day] (limthd) = ',(zchk_smv * rday)
473            IF ( zchk_vmin <  0.            ) WRITE(numout,*) 'violation v_i<0  [mm]         (limthd) = ',(zchk_vmin * 1.e-3)
474            IF ( zchk_amax >  amax+epsi10   ) WRITE(numout,*) 'violation a_i>amax            (limthd) = ',zchk_amax
475            IF ( zchk_amin <  0.            ) WRITE(numout,*) 'violation a_i<0               (limthd) = ',zchk_amin
476         ENDIF
477      ENDIF
478      !- check conservation (C Rousset)
479      ! -------------------------------
480      !
481      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, zqlbsbq )
482      !
483      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('limthd')
484   END SUBROUTINE lim_thd
485
486
487   SUBROUTINE lim_thd_glohec( eti, ets, etilayer, kideb, kiut, jl )
488      !!-----------------------------------------------------------------------
489      !!                   ***  ROUTINE lim_thd_glohec ***
490      !!                 
491      !! ** Purpose :  Compute total heat content for each category
492      !!               Works with 1d vectors only
493      !!-----------------------------------------------------------------------
494      INTEGER , INTENT(in   )                         ::   kideb, kiut   ! bounds for the spatial loop
495      INTEGER , INTENT(in   )                         ::   jl            ! category number
496      REAL(wp), INTENT(  out), DIMENSION (jpij,jpl  ) ::   eti, ets      ! vertically-summed heat content for ice & snow
497      REAL(wp), INTENT(  out), DIMENSION (jpij,jkmax) ::   etilayer      ! heat content for ice layers
498      !!
499      INTEGER  ::   ji,jk   ! loop indices
500      !!-----------------------------------------------------------------------
501      eti(:,:) = 0._wp
502      ets(:,:) = 0._wp
503      !
504      DO jk = 1, nlay_i                ! total q over all layers, ice [J.m-2]
505         DO ji = kideb, kiut
506            etilayer(ji,jk) = q_i_b(ji,jk) * ht_i_b(ji) / REAL( nlay_i )
507            eti     (ji,jl) = eti(ji,jl) + etilayer(ji,jk) 
508         END DO
509      END DO
510      DO ji = kideb, kiut              ! total q over all layers, snow [J.m-2]
511         ets(ji,jl) = ets(ji,jl) + q_s_b(ji,1) * ht_s_b(ji) / REAL( nlay_s )
512      END DO
513      !
514      WRITE(numout,*) ' lim_thd_glohec '
515      WRITE(numout,*) ' qt_i_in : ', eti(jiindex_1d,jl) * r1_rdtice
516      WRITE(numout,*) ' qt_s_in : ', ets(jiindex_1d,jl) * r1_rdtice
517      WRITE(numout,*) ' qt_in   : ', ( eti(jiindex_1d,jl) + ets(jiindex_1d,jl) ) * r1_rdtice
518      !
519   END SUBROUTINE lim_thd_glohec
520
521
522   SUBROUTINE lim_thd_con_dif( kideb, kiut, jl )
523      !!-----------------------------------------------------------------------
524      !!                   ***  ROUTINE lim_thd_con_dif ***
525      !!                 
526      !! ** Purpose :   Test energy conservation after heat diffusion
527      !!-------------------------------------------------------------------
528      INTEGER , INTENT(in   ) ::   kideb, kiut   ! bounds for the spatial loop
529      INTEGER , INTENT(in   ) ::   jl            ! category number
530
531      INTEGER  ::   ji, jk         ! loop indices
532      INTEGER  ::   ii, ij
533      INTEGER  ::   numce          ! number of points for which conservation is violated
534      REAL(wp) ::   meance         ! mean conservation error
535      REAL(wp) ::   max_cons_err, max_surf_err
536      !!---------------------------------------------------------------------
537
538      max_cons_err =  1.0_wp          ! maximum tolerated conservation error
539      max_surf_err =  0.001_wp        ! maximum tolerated surface error
540
541      !--------------------------
542      ! Increment of energy
543      !--------------------------
544      ! global
545      DO ji = kideb, kiut
546         dq_i(ji,jl) = qt_i_fin(ji,jl) - qt_i_in(ji,jl) + qt_s_fin(ji,jl) - qt_s_in(ji,jl)
547      END DO
548      ! layer by layer
549      dq_i_layer(:,:) = q_i_layer_fin(:,:) - q_i_layer_in(:,:)
550
551      !----------------------------------------
552      ! Atmospheric heat flux, ice heat budget
553      !----------------------------------------
554      DO ji = kideb, kiut
555         ii = MOD( npb(ji) - 1 , jpi ) + 1
556         ij =    ( npb(ji) - 1 ) / jpi + 1
557         fatm     (ji,jl) = qnsr_ice_1d(ji) + ( 1._wp - i0(ji) ) * qsr_ice_1d(ji)
558         sum_fluxq(ji,jl) = fc_su(ji) - fc_bo_i(ji) + qsr_ice_1d(ji) * i0(ji) - fstroc(ii,ij,jl)
559      END DO
560
561      !--------------------
562      ! Conservation error
563      !--------------------
564      DO ji = kideb, kiut
565         cons_error(ji,jl) = ABS( dq_i(ji,jl) * r1_rdtice + sum_fluxq(ji,jl) )
566      END DO
567
568      numce  = 0
569      meance = 0._wp
570      DO ji = kideb, kiut
571         IF ( cons_error(ji,jl) .GT. max_cons_err ) THEN
572            numce = numce + 1
573            meance = meance + cons_error(ji,jl)
574         ENDIF
575      END DO
576      IF( numce > 0 )   meance = meance / numce
577
578      WRITE(numout,*) ' Maximum tolerated conservation error : ', max_cons_err
579      WRITE(numout,*) ' After lim_thd_dif, category : ', jl
580      WRITE(numout,*) ' Mean conservation error on big error points ', meance, numit
581      WRITE(numout,*) ' Number of points where there is a cons err gt than c.e. : ', numce, numit
582
583      !-------------------------------------------------------
584      ! Surface error due to imbalance between Fatm and Fcsu
585      !-------------------------------------------------------
586      numce  = 0
587      meance = 0._wp
588
589      DO ji = kideb, kiut
590         surf_error(ji,jl) = ABS ( fatm(ji,jl) - fc_su(ji) )
591         IF( ( t_su_b(ji) .LT. rtt ) .AND. ( surf_error(ji,jl) .GT. max_surf_err ) ) THEN
592            numce = numce + 1 
593            meance = meance + surf_error(ji,jl)
594         ENDIF
595      ENDDO
596      IF( numce > 0 )   meance = meance / numce
597
598      WRITE(numout,*) ' Maximum tolerated surface error : ', max_surf_err
599      WRITE(numout,*) ' After lim_thd_dif, category : ', jl
600      WRITE(numout,*) ' Mean surface error on big error points ', meance, numit
601      WRITE(numout,*) ' Number of points where there is a surf err gt than surf_err : ', numce, numit
602
603      WRITE(numout,*) ' fc_su      : ', fc_su(jiindex_1d)
604      WRITE(numout,*) ' fatm       : ', fatm(jiindex_1d,jl)
605      WRITE(numout,*) ' t_su       : ', t_su_b(jiindex_1d)
606
607      !---------------------------------------
608      ! Write ice state in case of big errors
609      !---------------------------------------
610      DO ji = kideb, kiut
611         IF ( ( ( t_su_b(ji) .LT. rtt ) .AND. ( surf_error(ji,jl) .GT. max_surf_err ) ) .OR. &
612            ( cons_error(ji,jl) .GT. max_cons_err  ) ) THEN
613            ii                 = MOD( npb(ji) - 1, jpi ) + 1
614            ij                 = ( npb(ji) - 1 ) / jpi + 1
615            !
616            WRITE(numout,*) ' alerte 1     '
617            WRITE(numout,*) ' Untolerated conservation / surface error after '
618            WRITE(numout,*) ' heat diffusion in the ice '
619            WRITE(numout,*) ' Category   : ', jl
620            WRITE(numout,*) ' ii , ij  : ', ii, ij
621            WRITE(numout,*) ' lat, lon   : ', gphit(ii,ij), glamt(ii,ij)
622            WRITE(numout,*) ' cons_error : ', cons_error(ji,jl)
623            WRITE(numout,*) ' surf_error : ', surf_error(ji,jl)
624            WRITE(numout,*) ' dq_i       : ', - dq_i(ji,jl) * r1_rdtice
625            WRITE(numout,*) ' Fdt        : ', sum_fluxq(ji,jl)
626            WRITE(numout,*)
627            !        WRITE(numout,*) ' qt_i_in   : ', qt_i_in(ji,jl)
628            !        WRITE(numout,*) ' qt_s_in   : ', qt_s_in(ji,jl)
629            !        WRITE(numout,*) ' qt_i_fin  : ', qt_i_fin(ji,jl)
630            !        WRITE(numout,*) ' qt_s_fin  : ', qt_s_fin(ji,jl)
631            !        WRITE(numout,*) ' qt        : ', qt_i_fin(ji,jl) + qt_s_fin(ji,jl)
632            WRITE(numout,*) ' ht_i       : ', ht_i_b(ji)
633            WRITE(numout,*) ' ht_s       : ', ht_s_b(ji)
634            WRITE(numout,*) ' t_su       : ', t_su_b(ji)
635            WRITE(numout,*) ' t_s        : ', t_s_b(ji,1)
636            WRITE(numout,*) ' t_i        : ', t_i_b(ji,1:nlay_i)
637            WRITE(numout,*) ' t_bo       : ', t_bo_b(ji)
638            WRITE(numout,*) ' q_i        : ', q_i_b(ji,1:nlay_i)
639            WRITE(numout,*) ' s_i        : ', s_i_b(ji,1:nlay_i)
640            WRITE(numout,*) ' tmelts     : ', rtt - tmut*s_i_b(ji,1:nlay_i)
641            WRITE(numout,*)
642            WRITE(numout,*) ' Fluxes '
643            WRITE(numout,*) ' ~~~~~~ '
644            WRITE(numout,*) ' fatm       : ', fatm(ji,jl)
645            WRITE(numout,*) ' fc_su      : ', fc_su    (ji)
646            WRITE(numout,*) ' fstr_inice : ', qsr_ice_1d(ji)*i0(ji)
647            WRITE(numout,*) ' fc_bo      : ', - fc_bo_i  (ji)
648            WRITE(numout,*) ' foc        : ', fbif_1d(ji)
649            WRITE(numout,*) ' fstroc     : ', fstroc   (ii,ij,jl)
650            WRITE(numout,*) ' i0         : ', i0(ji)
651            WRITE(numout,*) ' qsr_ice    : ', (1.0-i0(ji))*qsr_ice_1d(ji)
652            WRITE(numout,*) ' qns_ice    : ', qnsr_ice_1d(ji)
653            WRITE(numout,*) ' Conduction fluxes : '
654            WRITE(numout,*) ' fc_s      : ', fc_s(ji,0:nlay_s)
655            WRITE(numout,*) ' fc_i      : ', fc_i(ji,0:nlay_i)
656            WRITE(numout,*)
657            WRITE(numout,*) ' Layer by layer ... '
658            WRITE(numout,*) ' dq_snow : ', ( qt_s_fin(ji,jl) - qt_s_in(ji,jl) ) * r1_rdtice
659            WRITE(numout,*) ' dfc_snow  : ', fc_s(ji,1) - fc_s(ji,0)
660            DO jk = 1, nlay_i
661               WRITE(numout,*) ' layer  : ', jk
662               WRITE(numout,*) ' dq_ice : ', dq_i_layer(ji,jk) * r1_rdtice 
663               WRITE(numout,*) ' radab  : ', radab(ji,jk)
664               WRITE(numout,*) ' dfc_i  : ', fc_i(ji,jk) - fc_i(ji,jk-1)
665               WRITE(numout,*) ' tot f  : ', fc_i(ji,jk) - fc_i(ji,jk-1) - radab(ji,jk)
666            END DO
667
668         ENDIF
669         !
670      END DO
671      !
672   END SUBROUTINE lim_thd_con_dif
673
674
675   SUBROUTINE lim_thd_con_dh( kideb, kiut, jl )
676      !!-----------------------------------------------------------------------
677      !!                   ***  ROUTINE lim_thd_con_dh  ***
678      !!                 
679      !! ** Purpose :   Test energy conservation after enthalpy redistr.
680      !!-----------------------------------------------------------------------
681      INTEGER, INTENT(in) ::   kideb, kiut   ! bounds for the spatial loop
682      INTEGER, INTENT(in) ::   jl            ! category number
683      !
684      INTEGER  ::   ji                ! loop indices
685      INTEGER  ::   ii, ij, numce         ! local integers
686      REAL(wp) ::   meance, max_cons_err    !local scalar
687      !!---------------------------------------------------------------------
688
689      max_cons_err = 1._wp
690
691      !--------------------------
692      ! Increment of energy
693      !--------------------------
694      DO ji = kideb, kiut
695         dq_i(ji,jl) = qt_i_fin(ji,jl) - qt_i_in(ji,jl) + qt_s_fin(ji,jl) - qt_s_in(ji,jl)   ! global
696      END DO
697      dq_i_layer(:,:)    = q_i_layer_fin(:,:) - q_i_layer_in(:,:)                            ! layer by layer
698
699      !----------------------------------------
700      ! Atmospheric heat flux, ice heat budget
701      !----------------------------------------
702      DO ji = kideb, kiut
703         ii = MOD( npb(ji) - 1 , jpi ) + 1
704         ij =    ( npb(ji) - 1 ) / jpi + 1
705
706         fatm      (ji,jl) = qnsr_ice_1d(ji) + qsr_ice_1d(ji)                       ! total heat flux
707         sum_fluxq (ji,jl) = fatm(ji,jl) + fbif_1d(ji) - ftotal_fin(ji) - fstroc(ii,ij,jl) 
708         cons_error(ji,jl) = ABS( dq_i(ji,jl) * r1_rdtice + sum_fluxq(ji,jl) )
709      END DO
710
711      !--------------------
712      ! Conservation error
713      !--------------------
714      DO ji = kideb, kiut
715         cons_error(ji,jl) = ABS( dq_i(ji,jl) * r1_rdtice + sum_fluxq(ji,jl) )
716      END DO
717
718      numce = 0
719      meance = 0._wp
720      DO ji = kideb, kiut
721         IF( cons_error(ji,jl) .GT. max_cons_err ) THEN
722            numce = numce + 1
723            meance = meance + cons_error(ji,jl)
724         ENDIF
725      ENDDO
726      IF(numce > 0 ) meance = meance / numce
727
728      WRITE(numout,*) ' Error report - Category : ', jl
729      WRITE(numout,*) ' ~~~~~~~~~~~~ '
730      WRITE(numout,*) ' Maximum tolerated conservation error : ', max_cons_err
731      WRITE(numout,*) ' After lim_thd_ent, category : ', jl
732      WRITE(numout,*) ' Mean conservation error on big error points ', meance, numit
733      WRITE(numout,*) ' Number of points where there is a cons err gt than 0.1 W/m2 : ', numce, numit
734
735      !---------------------------------------
736      ! Write ice state in case of big errors
737      !---------------------------------------
738      DO ji = kideb, kiut
739         IF ( cons_error(ji,jl) .GT. max_cons_err  ) THEN
740            ii = MOD( npb(ji) - 1, jpi ) + 1
741            ij =    ( npb(ji) - 1 ) / jpi + 1
742            !
743            WRITE(numout,*) ' alerte 1 - category : ', jl
744            WRITE(numout,*) ' Untolerated conservation error after limthd_ent '
745            WRITE(numout,*) ' ii , ij  : ', ii, ij
746            WRITE(numout,*) ' lat, lon   : ', gphit(ii,ij), glamt(ii,ij)
747            WRITE(numout,*) ' * '
748            WRITE(numout,*) ' Ftotal     : ', sum_fluxq(ji,jl)
749            WRITE(numout,*) ' dq_t       : ', - dq_i(ji,jl) * r1_rdtice
750            WRITE(numout,*) ' dq_i       : ', - ( qt_i_fin(ji,jl) - qt_i_in(ji,jl) ) * r1_rdtice
751            WRITE(numout,*) ' dq_s       : ', - ( qt_s_fin(ji,jl) - qt_s_in(ji,jl) ) * r1_rdtice
752            WRITE(numout,*) ' cons_error : ', cons_error(ji,jl)
753            WRITE(numout,*) ' * '
754            WRITE(numout,*) ' Fluxes        --- : '
755            WRITE(numout,*) ' fatm       : ', fatm(ji,jl)
756            WRITE(numout,*) ' foce       : ', fbif_1d(ji)
757            WRITE(numout,*) ' fres       : ', ftotal_fin(ji)
758            WRITE(numout,*) ' fhbri      : ', fhbricat(ii,ij,jl)
759            WRITE(numout,*) ' * '
760            WRITE(numout,*) ' Heat contents --- : '
761            WRITE(numout,*) ' qt_s_in    : ', qt_s_in(ji,jl) * r1_rdtice
762            WRITE(numout,*) ' qt_i_in    : ', qt_i_in(ji,jl) * r1_rdtice
763            WRITE(numout,*) ' qt_in      : ', ( qt_i_in(ji,jl) + qt_s_in(ji,jl) ) * r1_rdtice
764            WRITE(numout,*) ' qt_s_fin   : ', qt_s_fin(ji,jl) * r1_rdtice
765            WRITE(numout,*) ' qt_i_fin   : ', qt_i_fin(ji,jl) * r1_rdtice
766            WRITE(numout,*) ' qt_fin     : ', ( qt_i_fin(ji,jl) + qt_s_fin(ji,jl) ) * r1_rdtice
767            WRITE(numout,*) ' * '
768            WRITE(numout,*) ' Ice variables --- : '
769            WRITE(numout,*) ' ht_i       : ', ht_i_b(ji)
770            WRITE(numout,*) ' ht_s       : ', ht_s_b(ji)
771            WRITE(numout,*) ' dh_s_tot  : ', dh_s_tot(ji)
772            WRITE(numout,*) ' dh_snowice: ', dh_snowice(ji)
773            WRITE(numout,*) ' dh_i_surf : ', dh_i_surf(ji)
774            WRITE(numout,*) ' dh_i_bott : ', dh_i_bott(ji)
775         ENDIF
776         !
777      END DO
778      !
779   END SUBROUTINE lim_thd_con_dh
780
781
782   SUBROUTINE lim_thd_enmelt( kideb, kiut )
783      !!-----------------------------------------------------------------------
784      !!                   ***  ROUTINE lim_thd_enmelt ***
785      !!                 
786      !! ** Purpose :   Computes sea ice energy of melting q_i (J.m-3)
787      !!
788      !! ** Method  :   Formula (Bitz and Lipscomb, 1999)
789      !!-------------------------------------------------------------------
790      INTEGER, INTENT(in) ::   kideb, kiut   ! bounds for the spatial loop
791      !!
792      INTEGER  ::   ji, jk   ! dummy loop indices
793      REAL(wp) ::   ztmelts  ! local scalar
794      !!-------------------------------------------------------------------
795      !
796      DO jk = 1, nlay_i             ! Sea ice energy of melting
797         DO ji = kideb, kiut
798            ztmelts      =  - tmut  * s_i_b(ji,jk) + rtt 
799            q_i_b(ji,jk) =    rhoic * ( cpic * ( ztmelts - t_i_b(ji,jk) )                                 &
800               &                      + lfus * ( 1.0 - (ztmelts-rtt) / MIN( t_i_b(ji,jk)-rtt, -epsi10 ) )   &
801               &                      - rcp  * ( ztmelts-rtt  )  ) 
802         END DO
803      END DO
804      DO jk = 1, nlay_s             ! Snow energy of melting
805         DO ji = kideb, kiut
806            q_s_b(ji,jk) = rhosn * ( cpic * ( rtt - t_s_b(ji,jk) ) + lfus )
807         END DO
808      END DO
809      !
810   END SUBROUTINE lim_thd_enmelt
811
812
813   SUBROUTINE lim_thd_init
814      !!-----------------------------------------------------------------------
815      !!                   ***  ROUTINE lim_thd_init ***
816      !!                 
817      !! ** Purpose :   Physical constants and parameters linked to the ice
818      !!              thermodynamics
819      !!
820      !! ** Method  :   Read the namicethd namelist and check the ice-thermo
821      !!              parameter values called at the first timestep (nit000)
822      !!
823      !! ** input   :   Namelist namicether
824      !!-------------------------------------------------------------------
825      NAMELIST/namicethd/ hmelt , hiccrit, fraz_swi, maxfrazb, vfrazb, Cfrazb,   &
826         &                hicmin, hiclim,                                        &
827         &                sbeta  , parlat, hakspl, hibspl, exld,                 &
828         &                hakdif, hnzst  , thth  , parsub, alphs, betas,         & 
829         &                kappa_i, nconv_i_thd, maxer_i_thd, thcon_i_swi
830      !!-------------------------------------------------------------------
831      !
832      IF(lwp) THEN
833         WRITE(numout,*)
834         WRITE(numout,*) 'lim_thd : Ice Thermodynamics'
835         WRITE(numout,*) '~~~~~~~'
836      ENDIF
837      !
838      REWIND( numnam_ice )                  ! read Namelist numnam_ice
839      READ  ( numnam_ice , namicethd )
840      !
841      IF(lwp) THEN                          ! control print
842         WRITE(numout,*)
843         WRITE(numout,*)'   Namelist of ice parameters for ice thermodynamic computation '
844         WRITE(numout,*)'      maximum melting at the bottom                           hmelt        = ', hmelt
845         WRITE(numout,*)'      ice thick. for lateral accretion in NH (SH)             hiccrit(1/2) = ', hiccrit
846         WRITE(numout,*)'      Frazil ice thickness as a function of wind or not       fraz_swi     = ', fraz_swi
847         WRITE(numout,*)'      Maximum proportion of frazil ice collecting at bottom   maxfrazb     = ', maxfrazb
848         WRITE(numout,*)'      Thresold relative drift speed for collection of frazil  vfrazb       = ', vfrazb
849         WRITE(numout,*)'      Squeezing coefficient for collection of frazil          Cfrazb       = ', Cfrazb
850         WRITE(numout,*)'      ice thick. corr. to max. energy stored in brine pocket  hicmin       = ', hicmin 
851         WRITE(numout,*)'      minimum ice thickness                                   hiclim       = ', hiclim 
852         WRITE(numout,*)'      numerical carac. of the scheme for diffusion in ice '
853         WRITE(numout,*)'      Cranck-Nicholson (=0.5), implicit (=1), explicit (=0)   sbeta        = ', sbeta
854         WRITE(numout,*)'      percentage of energy used for lateral ablation          parlat       = ', parlat
855         WRITE(numout,*)'      slope of distr. for Hakkinen-Mellor lateral melting     hakspl       = ', hakspl 
856         WRITE(numout,*)'      slope of distribution for Hibler lateral melting        hibspl       = ', hibspl
857         WRITE(numout,*)'      exponent for leads-closure rate                         exld         = ', exld
858         WRITE(numout,*)'      coefficient for diffusions of ice and snow              hakdif       = ', hakdif
859         WRITE(numout,*)'      threshold thick. for comp. of eq. thermal conductivity  zhth         = ', thth 
860         WRITE(numout,*)'      thickness of the surf. layer in temp. computation       hnzst        = ', hnzst
861         WRITE(numout,*)'      switch for snow sublimation  (=1) or not (=0)           parsub       = ', parsub 
862         WRITE(numout,*)'      coefficient for snow density when snow ice formation    alphs        = ', alphs
863         WRITE(numout,*)'      coefficient for ice-lead partition of snowfall          betas        = ', betas
864         WRITE(numout,*)'      extinction radiation parameter in sea ice (1.0)         kappa_i      = ', kappa_i
865         WRITE(numout,*)'      maximal n. of iter. for heat diffusion computation      nconv_i_thd  = ', nconv_i_thd
866         WRITE(numout,*)'      maximal err. on T for heat diffusion computation        maxer_i_thd  = ', maxer_i_thd
867         WRITE(numout,*)'      switch for comp. of thermal conductivity in the ice     thcon_i_swi  = ', thcon_i_swi
868      ENDIF
869      !
870      rcdsn = hakdif * rcdsn 
871      rcdic = hakdif * rcdic
872      !
873   END SUBROUTINE lim_thd_init
874
875#else
876   !!----------------------------------------------------------------------
877   !!   Default option         Dummy module          NO  LIM3 sea-ice model
878   !!----------------------------------------------------------------------
879#endif
880
881   !!======================================================================
882END MODULE limthd
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.