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.
step1d.F90 in tags/nemo_v1_12/NEMO/C1D_SRC – NEMO

source: tags/nemo_v1_12/NEMO/C1D_SRC/step1d.F90 @ 3319

Last change on this file since 3319 was 439, checked in by opalod, 18 years ago

nemo_v1_update_045 : CT : modifications to be able to run 1D on-line & off-line passive tracers configurations
  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
File size: 14.5 KB
Line 
1MODULE step1d
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE step1D  ***
4   !! Time-stepping    : manager of the ocean, tracer and ice time stepping
5   !!======================================================================
6#if defined key_cfg_1d
7   !!----------------------------------------------------------------------
8   !!   'key_cfg_1d'               1D Configuration
9   !!---------------------------------------------------------------------- 
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   !!   stp_1d           : OPA system time-stepping on 1 direction
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !! * Modules used
14   USE oce             ! ocean dynamics and tracers variables
15   USE dom_oce         ! ocean space and time domain variables
16   USE zdf_oce         ! ocean vertical physics variables
17   USE ldftra_oce
18   USE ldfdyn_oce
19   USE in_out_manager  ! I/O manager
20   USE lbclnk
21
22   USE daymod          ! calendar                         (day     routine)
23
24   USE dtatem          ! ocean temperature data           (dta_tem routine)
25   USE dtasal          ! ocean salinity    data           (dta_sal routine)
26   USE dtasst          ! ocean sea surface temerature     (dta_sst routine)
27   USE taumod          ! surface stress                   (tau     routine)
28   USE flxmod          ! thermohaline fluxes              (flx     routine)
29   USE ocesbc          ! thermohaline fluxes              (oce_sbc routine)
30   USE flxrnf          ! runoffs                          (flx_rnf routine)
31   USE flxfwb          ! freshwater budget correction     (flx_fwb routine)
32   USE ocfzpt          ! surface ocean freezing point    (oc_fz_pt routine)
33
34   USE trcstp          ! passive tracer time-stepping     (trc_stp routine)
35
36   USE dynzdf_imp      ! vertical diffusion: implicit     (dyn_zdf routine)
37   USE dynzdf_imp_atsk ! vertical diffusion: implicit     (dyn_zdf routine)
38   USE dynzdf_iso      ! vertical diffusion: isopycnal    (dyn_zdf routine)
39   USE dynzdf_exp      ! vertical diffusion: explicit (dyn_zdf_exp routine)
40 
41
42   USE traqsr          ! solar radiation penetration      (tra_qsr routine)
43   USE tranxt          ! time-stepping                    (tra_nxt routine)
44   USE trazdf_exp      ! vertical diffusion: explicit (tra_zdf_exp routine)
45   USE trazdf_imp      ! vertical diffusion: implicit (tra_zdf_imp routine)
46   USE trazdf_iso      ! vertical diffusion           (tra_zdf_exp routine)
47   USE trazdf_iso_vopt ! vertical diffusion           (tra_zdf_exp routine)
48   USE trasbc          ! surface boundary condition       (tra_sbc routine)
49
50   USE eosbn2
51
52   USE zdfbfr          ! bottom friction                  (zdf_bfr routine)
53   USE zdftke          ! TKE vertical mixing              (zdf_tke routine)
54   USE zdfkpp          ! KPP vertical mixing              (zdf_kpp routine)
55   USE zdfddm          ! double diffusion mixing          (zdf_ddm routine)
56   USE zdfevd          ! enhanced vertical diffusion      (zdf_evd routine)
57   USE zdfric          ! Richardson vertical mixing       (zdf_ric routine)
58   USE zdfmxl          ! Mixed-layer depth                (zdf_mxl routine)
59
60   USE dyncor1d
61   USE dynnxt1d
62   USE diawri1d        ! Standard run outputs             (dia_wri_1d routine)
63
64   USE ice_oce         ! sea-ice variable
65   USE icestp1d        ! sea-ice time-stepping             (ice_stp routine)
66
67   USE diawri          ! Standard run outputs             (dia_wri_state routine)
68
69
70   USE stpctl          ! time stepping control            (stp_ctl routine)
71   USE restart         ! ocean restart                    (rst_wri routine)
72   USE prtctl          ! Print control                    (prt_ctl routine)
73   IMPLICIT NONE
74   PRIVATE
75
76   !! * Routine accessibility
77   PUBLIC stp_1d            ! called by opa.F90
78
79   !! * Substitutions
80#  include "domzgr_substitute.h90"
81#  include "zdfddm_substitute.h90"
82   !!----------------------------------------------------------------------
83   !!   OPA 9.0 , LOCEAN-IPSL (2005)
84   !! $Header$
85   !! This software is governed by the CeCILL licence see modipsl/doc/NEMO_CeCILL.txt
86   !!----------------------------------------------------------------------
87
88CONTAINS
89
90   SUBROUTINE stp_1d( kstp )
91      !!----------------------------------------------------------------------
92      !!                     ***  ROUTINE stp1D  ***
93      !!                     
94      !! ** Purpose : - Time stepping of OPA (momentum and active tracer eqs.)
95      !!              - Time stepping of LIM (dynamic and thermodynamic eqs.)
96      !!
97      !! ** Method  : -1- Update forcings and data 
98      !!              -2- Update ocean physics
99      !!              -3- Compute the t and s trends
100      !!              -4- Update t and s
101      !!              -5- Compute the momentum trends
102      !!              -6- Update the horizontal velocity
103      !!              -7- Compute the diagnostics variables (rd,N2, div,cur,w)
104      !!              -8- Outputs and diagnostics
105      !!
106      !! History :
107      !!        !  91-03  ()  Original code
108      !!        !  91-11  (G. Madec)
109      !!        !  92-06  (M. Imbard)  add a first output record
110      !!        !  96-04  (G. Madec)  introduction of dynspg
111      !!        !  96-04  (M.A. Foujols)  introduction of passive tracer
112      !!   8.0  !  97-06  (G. Madec)  new architecture of call
113      !!   8.2  !  97-06  (G. Madec, M. Imbard, G. Roullet)  free surface
114      !!   8.2  !  99-02  (G. Madec, N. Grima)  hpg implicit
115      !!   8.2  !  00-07  (J-M Molines, M. Imbard)  Open Bondary Conditions
116      !!   9.0  !  02-06  (G. Madec)  free form, suppress macro-tasking
117      !!        !  04-10  (C. Ethe) 1D configuration
118      !!----------------------------------------------------------------------
119      !! * Arguments
120      INTEGER, INTENT( in ) ::   kstp   ! ocean time-step index
121
122      !! * local declarations
123      INTEGER ::   indic    ! error indicator if < 0
124!!      INTEGER ::   ii0, ii1, ij0, ij1   ! temporary integers
125      !! ---------------------------------------------------------------------
126
127      indic = 1                    ! reset to no error condition
128      adatrj = adatrj + rdt/86400._wp
129
130      CALL day( kstp )             ! Calendar
131
132      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
133      ! Update data, open boundaries and Forcings
134      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
135
136      IF( lk_dtatem  )   CALL dta_tem( kstp )         ! update 3D temperature data
137
138      IF( lk_dtasal  )   CALL dta_sal( kstp )         ! Salinity data
139
140      IF( lk_dtasst  )   CALL dta_sst( kstp )         ! Sea Surface Temperature data
141
142                         CALL tau( kstp )             ! wind stress
143
144                         CALL flx_rnf( kstp )         ! runoff data
145
146                         CALL flx( kstp )             ! heat and freshwater fluxes
147
148      IF( lk_ice_lim )  THEN
149                        CALL ice_stp_1d( kstp )      ! sea-ice model (Update stress & fluxes)
150      ELSE
151                        CALL oce_sbc( kstp )         ! ocean surface boudaries
152      ENDIF
153
154      IF( ln_fwb     )   CALL flx_fwb( kstp )         ! freshwater budget
155
156
157      IF( kstp == nit000 ) THEN
158         IF( ninist == 1 ) THEN                       ! Output the initial state and forcings
159            CALL dia_wri_state( 'output.init' )
160         ENDIF
161      ENDIF
162
163      IF(ln_ctl) THEN         ! print mean trends (used for debugging)
164         CALL prt_ctl(tab2d_1=emp    , clinfo1=' emp  -   : ', mask1=tmask, ovlap=1)
165         CALL prt_ctl(tab2d_1=emps   , clinfo1=' emps -   : ', mask1=tmask, ovlap=1)
166         CALL prt_ctl(tab2d_1=qt     , clinfo1=' qt   -   : ', mask1=tmask, ovlap=1)
167         CALL prt_ctl(tab2d_1=qsr    , clinfo1=' qsr  -   : ', mask1=tmask, ovlap=1)
168         CALL prt_ctl(tab2d_1=runoff , clinfo1=' runoff   : ', mask1=tmask, ovlap=1)
169         CALL prt_ctl(tab3d_1=tmask  , clinfo1=' tmask    : ', mask1=tmask, ovlap=1, kdim=jpk)
170         CALL prt_ctl(tab3d_1=tn     , clinfo1=' sst  -   : ', mask1=tmask, ovlap=1, kdim=1)
171         CALL prt_ctl(tab3d_1=sn     , clinfo1=' sss  -   : ', mask1=tmask, ovlap=1, kdim=1)
172         CALL prt_ctl(tab2d_1=taux   , clinfo1=' tau  - x : ', tab2d_2=tauy, clinfo2='      - y : ', ovlap=1)
173      ENDIF
174
175
176
177      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
178      ! Ocean physics update
179      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
180      !-----------------------------------------------------------------------
181      !  VERTICAL PHYSICS
182      !-----------------------------------------------------------------------
183      ! N.B. ua, va, ta, sa arrays are used as workspace in this section
184      !-----------------------------------------------------------------------
185
186                       CALL bn2( tb, sb, rn2 )              ! before Brunt-Vaisala frequency
187     
188      !                                                     ! Vertical eddy viscosity and diffusivity coefficients
189      IF( lk_zdfric )   CALL zdf_ric( kstp )                       ! Richardson number dependent Kz
190      IF( lk_zdftke )   CALL zdf_tke( kstp )                       ! TKE closure scheme for Kz
191      IF( lk_zdfkpp )   CALL zdf_kpp( kstp )                       ! KPP scheme for Kz
192      IF( lk_zdfcst )   avt (:,:,:) = avt0 * tmask(:,:,:)          ! Constant Kz (reset avt to the background value)
193
194
195      IF( ln_zdfevd )   CALL zdf_evd( kstp )                 ! enhanced vertical eddy diffusivity
196
197      IF( lk_zdfddm .AND. .NOT. lk_zdfkpp)   &
198         &              CALL zdf_ddm( kstp )                 ! double diffusive mixing
199
200                        CALL zdf_bfr( kstp )                 ! bottom friction
201
202                        CALL zdf_mxl( kstp )                 ! mixed layer depth
203
204
205#if defined key_passivetrc
206      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
207      ! Passive Tracer Model
208      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
209      ! N.B. ua, va, ta, sa arrays are used as workspace in this section
210      !-----------------------------------------------------------------------
211
212                               CALL trc_stp( kstp, indic )            ! time-stepping
213
214#endif
215
216
217      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
218      ! Active tracers
219      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
220      ! N.B. ua, va arrays are used as workspace in this section
221      !-----------------------------------------------------------------------
222
223                               ta(:,:,:) = 0.e0               ! set tracer trends to zero
224                               sa(:,:,:) = 0.e0
225
226                               CALL tra_sbc( kstp )           ! surface boundary condition
227
228      IF( ln_traqsr        )   CALL tra_qsr( kstp )           ! penetrative solar radiation qsr
229
230      !                                                       ! vertical diffusion
231      IF( l_trazdf_exp     )   CALL tra_zdf_exp     ( kstp )          ! explicit time stepping (time splitting scheme)
232      IF( l_trazdf_imp     )   CALL tra_zdf_imp     ( kstp )          ! implicit time stepping (euler backward)
233      IF( l_trazdf_iso     )   CALL tra_zdf_iso     ( kstp )          ! isopycnal
234      IF( l_trazdf_iso_vo  )   CALL tra_zdf_iso_vopt( kstp )          ! vector opt. isopycnal
235
236                               CALL tra_nxt( kstp )           ! tracer fields at next time step
237
238                               CALL eos( tb, sb, rhd, rhop )       ! now (swap=before) in situ density for dynhpg module
239
240      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
241      ! Dynamics
242      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
243      ! N.B. ta, sa arrays are used as workspace in this section
244      !-----------------------------------------------------------------------
245
246                               ua(:,:,:) = 0.e0               ! set dynamics trends to zero
247                               va(:,:,:) = 0.e0
248 
249                               CALL dyn_cor_1d     ( kstp )
250      !                                                       ! vertical diffusion
251      IF( l_dynzdf_exp     )   CALL dyn_zdf_exp    ( kstp )         ! explicit time stepping (time splitting scheme)
252      IF( l_dynzdf_imp     )   CALL dyn_zdf_imp    ( kstp )         ! implicit time stepping (euler backward)
253      IF( l_dynzdf_imp_tsk )   CALL dyn_zdf_imp_tsk( kstp )         ! autotask implicit time stepping (euler backward)
254      IF( l_dynzdf_iso     )   CALL dyn_zdf_iso    ( kstp )         ! iso-neutral case
255
256!i bug lbc sur emp
257      CALL lbc_lnk( emp, 'T', 1. )
258!i
259 
260                                CALL dyn_nxt_1d( kstp )          ! lateral velocity at next time step
261
262
263      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
264      ! Computation of diagnostic variables
265      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
266      ! N.B. ua, va, ta, sa arrays are used as workspace in this section
267      !-----------------------------------------------------------------------
268
269                               CALL oc_fz_pt                    ! ocean surface freezing temperature
270
271
272      !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
273      ! Control, diagnostics and outputs
274      !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
275      ! N.B. ua, va, ta, sa arrays are used as workspace in this section
276      !-----------------------------------------------------------------------
277
278      !                                            ! Time loop: control and print
279                       CALL stp_ctl( kstp, indic )
280                       IF ( indic < 0 )   nstop = nstop + 1
281
282      IF ( nstop == 0 ) THEN
283         !                                         ! Diagnostics:
284         !                                         ! save and outputs
285                           CALL rst_write  ( kstp )              ! ocean model: restart file output
286                           CALL dia_wri_1d ( kstp, indic )       ! ocean model: outputs
287
288      ENDIF
289
290
291   END SUBROUTINE stp_1d
292#else
293   !!----------------------------------------------------------------------
294   !!   Default key                                     NO 1D Config
295   !!----------------------------------------------------------------------
296CONTAINS
297   SUBROUTINE stp_1d ( kt )
298      WRITE(*,*) 'stp_1d: You should not have seen this print! error?', kt
299   END SUBROUTINE stp_1d
300#endif
301   !!======================================================================
302END MODULE step1d
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.