source: branches/nemo_v3_3_beta/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/TRA/traadv.F90 @ 2392

Last change on this file since 2392 was 2392, checked in by gm, 10 years ago

v3.3beta: Cross Land Advection (ticket #127) full rewriting + MPP bug corrections

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 11.1 KB
Line 
1MODULE traadv
2   !!==============================================================================
3   !!                       ***  MODULE  traadv  ***
4   !! Ocean active tracers:  advection trend
5   !!==============================================================================
6   !! History :  2.0  !  2005-11  (G. Madec)  Original code
7   !!            3.3  !  2010-09  (C. Ethe, G. Madec)  merge TRC-TRA + switch from velocity to transport
8   !!----------------------------------------------------------------------
9
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   !!   tra_adv      : compute ocean tracer advection trend
12   !!   tra_adv_ctl  : control the different options of advection scheme
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   USE oce             ! ocean dynamics and active tracers
15   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
16   USE traadv_cen2     ! 2nd order centered scheme (tra_adv_cen2   routine)
17   USE traadv_tvd      ! TVD      scheme           (tra_adv_tvd    routine)
18   USE traadv_muscl    ! MUSCL    scheme           (tra_adv_muscl  routine)
19   USE traadv_muscl2   ! MUSCL2   scheme           (tra_adv_muscl2 routine)
20   USE traadv_ubs      ! UBS      scheme           (tra_adv_ubs    routine)
21   USE traadv_qck      ! QUICKEST scheme           (tra_adv_qck    routine)
22   USE traadv_eiv      ! eddy induced velocity     (tra_adv_eiv    routine)
23   USE cla             ! cross land advection      (cla_traadv     routine)
24   USE ldftra_oce      ! lateral diffusion coefficient on tracers
25   USE in_out_manager  ! I/O manager
26   USE prtctl          ! Print control
27   USE iom
28
29   IMPLICIT NONE
30   PRIVATE
31
32   PUBLIC   tra_adv        ! routine called by step module
33   PUBLIC   tra_adv_init   ! routine called by opa module
34 
35   !                                        !!* Namelist namtra_adv *
36   LOGICAL ::   ln_traadv_cen2   = .TRUE.    ! 2nd order centered scheme flag
37   LOGICAL ::   ln_traadv_tvd    = .FALSE.   ! TVD scheme flag
38   LOGICAL ::   ln_traadv_muscl  = .FALSE.   ! MUSCL scheme flag
39   LOGICAL ::   ln_traadv_muscl2 = .FALSE.   ! MUSCL2 scheme flag
40   LOGICAL ::   ln_traadv_ubs    = .FALSE.   ! UBS scheme flag
41   LOGICAL ::   ln_traadv_qck    = .FALSE.   ! QUICKEST scheme flag
42
43   INTEGER ::   nadv   ! choice of the type of advection scheme
44
45   REAL(wp), DIMENSION(jpk) ::   r2dt   ! vertical profile time-step, = 2 rdttra except at nit000 (=rdttra) if neuler=0
46
47   !! * Substitutions
48#  include "domzgr_substitute.h90"
49#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
50   !!----------------------------------------------------------------------
51   !! NEMO/OPA 3.3 , NEMO Consortium (2010)
52   !! $Id$
53   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
54   !!----------------------------------------------------------------------
55CONTAINS
56
57   SUBROUTINE tra_adv( kt )
58      !!----------------------------------------------------------------------
59      !!                  ***  ROUTINE tra_adv  ***
60      !!
61      !! ** Purpose :   compute the ocean tracer advection trend.
62      !!
63      !! ** Method  : - Update (ua,va) with the advection term following nadv
64      !!----------------------------------------------------------------------
65      INTEGER, INTENT( in ) ::   kt   ! ocean time-step index
66      !
67      INTEGER ::   jk   ! dummy loop index
68      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk)   ::  zun, zvn, zwn   ! 3D workspace: effective transport
69      !!----------------------------------------------------------------------
70      !                                          ! set time step
71      IF( neuler == 0 .AND. kt == nit000 ) THEN     ! at nit000
72         r2dt(:) =  rdttra(:)                          ! = rdtra (restarting with Euler time stepping)
73      ELSEIF( kt <= nit000 + 1) THEN                ! at nit000 or nit000+1
74         r2dt(:) = 2. * rdttra(:)                      ! = 2 rdttra (leapfrog)
75      ENDIF
76      !
77      IF( nn_cla == 1 )   CALL cla_traadv( kt )       !==  Cross Land Advection  ==! (hor. advection)
78      !
79      !                                               !==  effective transport  ==!
80      DO jk = 1, jpkm1
81         zun(:,:,jk) = e2u(:,:) * fse3u(:,:,jk) * un(:,:,jk)                  ! eulerian transport only
82         zvn(:,:,jk) = e1v(:,:) * fse3v(:,:,jk) * vn(:,:,jk)
83         zwn(:,:,jk) = e1t(:,:) * e2t(:,:)      * wn(:,:,jk)
84      END DO
85      zwn(:,:,jpk) = 0.e0                                                     ! no transport trough the bottom
86      !
87      IF( lk_traldf_eiv .AND. .NOT. ln_traldf_grif )   &
88         &              CALL tra_adv_eiv( kt, zun, zvn, zwn, 'TRA' )          ! add the eiv transport (if necessary)
89      !
90      CALL iom_put( "uoce_eff", zun )                                         ! output effective transport     
91      CALL iom_put( "voce_eff", zvn )
92      CALL iom_put( "woce_eff", zwn )
93
94      SELECT CASE ( nadv )                            !==  compute advection trend and add it to general trend  ==!
95      CASE ( 1 )   ;    CALL tra_adv_cen2  ( kt, 'TRA',       zun, zvn, zwn, tsb, tsn, tsa, jpts )   !  2nd order centered
96      CASE ( 2 )   ;    CALL tra_adv_tvd   ( kt, 'TRA', r2dt, zun, zvn, zwn, tsb, tsn, tsa, jpts )   !  TVD
97      CASE ( 3 )   ;    CALL tra_adv_muscl ( kt, 'TRA', r2dt, zun, zvn, zwn, tsb,      tsa, jpts )   !  MUSCL
98      CASE ( 4 )   ;    CALL tra_adv_muscl2( kt, 'TRA', r2dt, zun, zvn, zwn, tsb, tsn, tsa, jpts )   !  MUSCL2
99      CASE ( 5 )   ;    CALL tra_adv_ubs   ( kt, 'TRA', r2dt, zun, zvn, zwn, tsb, tsn, tsa, jpts )   !  UBS
100      CASE ( 6 )   ;    CALL tra_adv_qck   ( kt, 'TRA', r2dt, zun, zvn, zwn, tsb, tsn, tsa, jpts )   !  QUICKEST
101      !
102      CASE (-1 )                                      !==  esopa: test all possibility with control print  ==!
103         CALL tra_adv_cen2  ( kt, 'TRA',       zun, zvn, zwn, tsb, tsn, tsa, jpts )         
104         CALL prt_ctl( tab3d_1=tsa(:,:,:,jp_tem), clinfo1=' adv0 - Ta: ', mask1=tmask,               &
105            &          tab3d_2=tsa(:,:,:,jp_sal), clinfo2=       ' Sa: ', mask2=tmask, clinfo3='tra' )
106         CALL tra_adv_tvd   ( kt, 'TRA', r2dt, zun, zvn, zwn, tsb, tsn, tsa, jpts )         
107         CALL prt_ctl( tab3d_1=tsa(:,:,:,jp_tem), clinfo1=' adv1 - Ta: ', mask1=tmask,               &
108            &          tab3d_2=tsa(:,:,:,jp_sal), clinfo2=       ' Sa: ', mask2=tmask, clinfo3='tra' )
109         CALL tra_adv_muscl ( kt, 'TRA', r2dt, zun, zvn, zwn, tsb,      tsa, jpts )         
110         CALL prt_ctl( tab3d_1=tsa(:,:,:,jp_tem), clinfo1=' adv3 - Ta: ', mask1=tmask,               &
111            &          tab3d_2=tsa(:,:,:,jp_sal), clinfo2=       ' Sa: ', mask2=tmask, clinfo3='tra' )
112         CALL tra_adv_muscl2( kt, 'TRA', r2dt, zun, zvn, zwn, tsb, tsn, tsa, jpts )         
113         CALL prt_ctl( tab3d_1=tsa(:,:,:,jp_tem), clinfo1=' adv4 - Ta: ', mask1=tmask,               &
114            &          tab3d_2=tsa(:,:,:,jp_sal), clinfo2=       ' Sa: ', mask2=tmask, clinfo3='tra' )
115         CALL tra_adv_ubs   ( kt, 'TRA', r2dt, zun, zvn, zwn, tsb, tsn, tsa, jpts )         
116         CALL prt_ctl( tab3d_1=tsa(:,:,:,jp_tem), clinfo1=' adv5 - Ta: ', mask1=tmask,               &
117            &          tab3d_2=tsa(:,:,:,jp_sal), clinfo2=       ' Sa: ', mask2=tmask, clinfo3='tra' )
118         CALL tra_adv_qck   ( kt, 'TRA', r2dt, zun, zvn, zwn, tsb, tsn, tsa, jpts )         
119         CALL prt_ctl( tab3d_1=tsa(:,:,:,jp_tem), clinfo1=' adv6 - Ta: ', mask1=tmask,               &
120            &          tab3d_2=tsa(:,:,:,jp_sal), clinfo2=       ' Sa: ', mask2=tmask, clinfo3='tra' )
121      END SELECT
122      !
123      !                                              ! print mean trends (used for debugging)
124      IF(ln_ctl)   CALL prt_ctl( tab3d_1=tsa(:,:,:,jp_tem), clinfo1=' adv  - Ta: ', mask1=tmask,               &
125         &                       tab3d_2=tsa(:,:,:,jp_sal), clinfo2=       ' Sa: ', mask2=tmask, clinfo3='tra' )
126      !
127   END SUBROUTINE tra_adv
128
129
130   SUBROUTINE tra_adv_init
131      !!---------------------------------------------------------------------
132      !!                  ***  ROUTINE tra_adv_init  ***
133      !!               
134      !! ** Purpose :   Control the consistency between namelist options for
135      !!              tracer advection schemes and set nadv
136      !!----------------------------------------------------------------------
137      INTEGER ::   ioptio
138      !!
139      NAMELIST/namtra_adv/ ln_traadv_cen2 , ln_traadv_tvd,     &
140         &                 ln_traadv_muscl, ln_traadv_muscl2,  &
141         &                 ln_traadv_ubs  , ln_traadv_qck
142      !!----------------------------------------------------------------------
143
144      REWIND ( numnam )               ! Read Namelist namtra_adv : tracer advection scheme
145      READ   ( numnam, namtra_adv )
146
147      IF(lwp) THEN                    ! Namelist print
148         WRITE(numout,*)
149         WRITE(numout,*) 'tra_adv_init : choice/control of the tracer advection scheme'
150         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~'
151         WRITE(numout,*) '   Namelist namtra_adv : chose a advection scheme for tracers'
152         WRITE(numout,*) '      2nd order advection scheme     ln_traadv_cen2   = ', ln_traadv_cen2
153         WRITE(numout,*) '      TVD advection scheme           ln_traadv_tvd    = ', ln_traadv_tvd
154         WRITE(numout,*) '      MUSCL  advection scheme        ln_traadv_muscl  = ', ln_traadv_muscl
155         WRITE(numout,*) '      MUSCL2 advection scheme        ln_traadv_muscl2 = ', ln_traadv_muscl2
156         WRITE(numout,*) '      UBS    advection scheme        ln_traadv_ubs    = ', ln_traadv_ubs
157         WRITE(numout,*) '      QUICKEST advection scheme      ln_traadv_qck    = ', ln_traadv_qck
158      ENDIF
159
160      ioptio = 0                      ! Parameter control
161      IF( ln_traadv_cen2   )   ioptio = ioptio + 1
162      IF( ln_traadv_tvd    )   ioptio = ioptio + 1
163      IF( ln_traadv_muscl  )   ioptio = ioptio + 1
164      IF( ln_traadv_muscl2 )   ioptio = ioptio + 1
165      IF( ln_traadv_ubs    )   ioptio = ioptio + 1
166      IF( ln_traadv_qck    )   ioptio = ioptio + 1
167      IF( lk_esopa         )   ioptio =          1
168
169      IF( ioptio /= 1 )   CALL ctl_stop( 'Choose ONE advection scheme in namelist namtra_adv' )
170
171      !                              ! Set nadv
172      IF( ln_traadv_cen2   )   nadv =  1
173      IF( ln_traadv_tvd    )   nadv =  2
174      IF( ln_traadv_muscl  )   nadv =  3
175      IF( ln_traadv_muscl2 )   nadv =  4
176      IF( ln_traadv_ubs    )   nadv =  5
177      IF( ln_traadv_qck    )   nadv =  6
178      IF( lk_esopa         )   nadv = -1
179
180      IF(lwp) THEN                   ! Print the choice
181         WRITE(numout,*)
182         IF( nadv ==  1 )   WRITE(numout,*) '         2nd order scheme is used'
183         IF( nadv ==  2 )   WRITE(numout,*) '         TVD       scheme is used'
184         IF( nadv ==  3 )   WRITE(numout,*) '         MUSCL     scheme is used'
185         IF( nadv ==  4 )   WRITE(numout,*) '         MUSCL2    scheme is used'
186         IF( nadv ==  5 )   WRITE(numout,*) '         UBS       scheme is used'
187         IF( nadv ==  6 )   WRITE(numout,*) '         QUICKEST  scheme is used'
188         IF( nadv == -1 )   WRITE(numout,*) '         esopa test: use all advection scheme'
189      ENDIF
190      !
191   END SUBROUTINE tra_adv_init
192
193  !!======================================================================
194END MODULE traadv
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.