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limdyn.F90 in trunk/NEMO/LIM_SRC_3 – NEMO

source: trunk/NEMO/LIM_SRC_3/limdyn.F90 @ 941

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Correct indentation and print for debug in LIM3, see ticket #134, step I

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Line 
1MODULE limdyn
2   !!======================================================================
3   !!                     ***  MODULE  limdyn  ***
4   !!   Sea-Ice dynamics : 
5   !!======================================================================
6#if defined key_lim3
7   !!----------------------------------------------------------------------
8   !!   'key_lim3' :                                 LIM3 sea-ice model
9   !!----------------------------------------------------------------------
10   !!    lim_dyn      : computes ice velocities
11   !!    lim_dyn_init : initialization and namelist read
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !! * Modules used
14   USE phycst
15   USE in_out_manager  ! I/O manager
16   USE dom_ice
17   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
18   USE ice
19   USE par_ice
20   USE sbc_oce         ! Surface boundary condition: ocean fields
21   USE sbc_ice         ! Surface boundary condition: ice fields
22   USE ice_oce
23   USE iceini
24   USE limistate
25   USE limrhg          ! ice rheology
26   USE lbclnk
27   USE lib_mpp
28   USE prtctl          ! Print control
29
30   IMPLICIT NONE
31   PRIVATE
32
33   !! * Accessibility
34   PUBLIC lim_dyn  ! routine called by ice_step
35
36   !! * Substitutions
37#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
38
39   !! * Module variables
40   REAL(wp)  ::  rone    = 1.e0   ! constant value
41
42   !!----------------------------------------------------------------------
43   !!   LIM 3.0,  UCL-ASTR-LOCEAN-IPSL (2008)
44   !! $ Id: $
45   !! Software governed by the CeCILL licence (modipsl/doc/NEMO_CeCILL.txt)
46   !!----------------------------------------------------------------------
47
48CONTAINS
49
50   SUBROUTINE lim_dyn( kt )
51      !!-------------------------------------------------------------------
52      !!               ***  ROUTINE lim_dyn  ***
53      !!               
54      !! ** Purpose :   compute ice velocity and ocean-ice stress
55      !!               
56      !! ** Method  :
57      !!
58      !! ** Action  : - Initialisation
59      !!              - Call of the dynamic routine for each hemisphere
60      !!              - computation of the stress at the ocean surface         
61      !!              - treatment of the case if no ice dynamic
62      !! History :
63      !!   1.0  !  01-04   (LIM)  Original code
64      !!   2.0  !  02-08   (C. Ethe, G. Madec)  F90, mpp
65      !!   3.0  !  2007-03 (M.A. Morales Maqueda, S. Bouillon, M. Vancoppenolle)
66      !!                   LIM3, EVP, C-grid
67      !!------------------------------------------------------------------------------------
68      INTEGER, INTENT(in) ::   kt     ! number of iteration
69      !! * Local variables
70      INTEGER  ::   ji, jj, jl, ja    ! dummy loop indices
71      INTEGER  ::   i_j1, i_jpj       ! Starting/ending j-indices for rheology
72      REAL(wp) ::   zcoef             ! temporary scalar
73      REAL(wp), DIMENSION(jpj)     ::   zind           ! i-averaged indicator of sea-ice
74      REAL(wp), DIMENSION(jpj)     ::   zmsk           ! i-averaged of tmask
75      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zu_io, zv_io   ! ice-ocean velocity
76      !!---------------------------------------------------------------------
77
78      IF( kt == nit000 .AND. lwp ) THEN
79         WRITE(numout,*) ' lim_dyn : Ice dynamics '
80         WRITE(numout,*) ' ~~~~~~~ '
81      ENDIF
82
83      IF( numit == nstart  )   CALL lim_dyn_init   ! Initialization (first time-step only)
84
85      IF ( ln_limdyn ) THEN
86
87         old_u_ice(:,:) = u_ice(:,:) * tmu(:,:)
88         old_v_ice(:,:) = v_ice(:,:) * tmv(:,:)
89
90         ! Rheology (ice dynamics)
91         ! ========
92
93         !  Define the j-limits where ice rheology is computed
94         ! ---------------------------------------------------
95
96         IF( lk_mpp .OR. nbit_cmp == 1 ) THEN                    ! mpp: compute over the whole domain
97            i_j1 = 1
98            i_jpj = jpj
99            IF(ln_ctl) CALL prt_ctl_info( 'lim_dyn  :    i_j1 = ', ivar1=i_j1, clinfo2=' ij_jpj = ', ivar2=i_jpj )
100            CALL lim_rhg( i_j1, i_jpj )
101         ELSE                                 ! optimization of the computational area
102
103            DO jj = 1, jpj
104               zind(jj) = SUM( 1.0 - at_i (:,jj  ) )   ! = FLOAT(jpj) if ocean everywhere on a j-line
105               zmsk(jj) = SUM( tmask(:,jj,1) )   ! = 0          if land  everywhere on a j-line
106            END DO
107
108            IF( l_jeq ) THEN                     ! local domain include both hemisphere
109               !                                 ! Rheology is computed in each hemisphere
110               !                                 ! only over the ice cover latitude strip
111               ! Northern hemisphere
112               i_j1  = njeq
113               i_jpj = jpj
114               DO WHILE ( i_j1 <= jpj .AND. zind(i_j1) == FLOAT(jpi) .AND. zmsk(i_j1) /=0 )
115                  i_j1 = i_j1 + 1
116               END DO
117               i_j1 = MAX( 1, i_j1-1 )
118               IF(ln_ctl) CALL prt_ctl_info( 'lim_dyn  : NH  i_j1 = ', ivar1=i_j1, clinfo2=' ij_jpj = ', ivar2=i_jpj )
119               CALL lim_rhg( i_j1, i_jpj )
120
121               ! Southern hemisphere
122               i_j1  =  1
123               i_jpj = njeq
124               DO WHILE ( i_jpj >= 1 .AND. zind(i_jpj) == FLOAT(jpi) .AND. zmsk(i_jpj) /=0 )
125                  i_jpj = i_jpj - 1
126               END DO
127               i_jpj = MIN( jpj, i_jpj+2 )
128               IF(ln_ctl) CALL prt_ctl_info( 'lim_dyn  : SH  i_j1 = ', ivar1=i_j1, clinfo2=' ij_jpj = ', ivar2=i_jpj )
129
130               CALL lim_rhg( i_j1, i_jpj )
131
132            ELSE                                 ! local domain extends over one hemisphere only
133               !                                 ! Rheology is computed only over the ice cover
134               !                                 ! latitude strip
135               i_j1  = 1
136               DO WHILE ( i_j1 <= jpj .AND. zind(i_j1) == FLOAT(jpi) .AND. zmsk(i_j1) /=0 )
137                  i_j1 = i_j1 + 1
138               END DO
139               i_j1 = MAX( 1, i_j1-1 )
140
141               i_jpj  = jpj
142               DO WHILE ( i_jpj >= 1  .AND. zind(i_jpj) == FLOAT(jpi) .AND. zmsk(i_jpj) /=0 )
143                  i_jpj = i_jpj - 1
144               END DO
145               i_jpj = MIN( jpj, i_jpj+2)
146
147               IF(ln_ctl) CALL prt_ctl_info( 'lim_dyn  : one hemisphere:  i_j1 = ', ivar1=i_j1, clinfo2=' ij_jpj = ', ivar2=i_jpj )
148
149               CALL lim_rhg( i_j1, i_jpj )
150
151            ENDIF
152
153         ENDIF
154
155         ! computation of friction velocity
156         ! --------------------------------
157         ! ice-ocean velocity at U & V-points (u_ice vi_ice at U- & V-points ; ssu_m, ssv_m at U- & V-points)
158         zu_io(:,:) = u_ice(:,:) - ssu_m(:,:)
159         zv_io(:,:) = v_ice(:,:) - ssv_m(:,:)
160         ! frictional velocity at T-point
161         DO jj = 2, jpjm1 
162            DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
163               ust2s(ji,jj) = 0.5 * cw                                                          &
164                  &         * (  zu_io(ji,jj) * zu_io(ji,jj) + zu_io(ji-1,jj) * zu_io(ji-1,jj)   &
165                  &            + zv_io(ji,jj) * zv_io(ji,jj) + zv_io(ji,jj-1) * zv_io(ji,jj-1)   ) * tms(ji,jj)
166            END DO
167         END DO
168         !
169      ELSE      ! no ice dynamics : transmit directly the atmospheric stress to the ocean
170         !
171         zcoef = SQRT( 0.5 ) / rau0
172         DO jj = 2, jpjm1
173            DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
174               ust2s(ji,jj) = zcoef * tms(ji,jj) * SQRT(  utau(ji,jj) * utau(ji,jj) + utau(ji-1,jj) * utau(ji-1,jj)   &
175                  &                                     + vtau(ji,jj) * vtau(ji,jj) + vtau(ji,jj-1) * vtau(ji,jj-1) )
176            END DO
177         END DO
178         !
179      ENDIF
180
181      CALL lbc_lnk( ust2s, 'T',  1. )   ! T-point
182
183      IF(ln_ctl) THEN   ! Control print
184         CALL prt_ctl_info(' ')
185         CALL prt_ctl_info(' - Cell values : ')
186         CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~~~~~~~ ')
187         CALL prt_ctl(tab2d_1=ust2s     , clinfo1=' lim_dyn  : ust2s     :')
188         CALL prt_ctl(tab2d_1=divu_i    , clinfo1=' lim_dyn  : divu_i    :')
189         CALL prt_ctl(tab2d_1=delta_i   , clinfo1=' lim_dyn  : delta_i   :')
190         CALL prt_ctl(tab2d_1=strength  , clinfo1=' lim_dyn  : strength  :')
191         CALL prt_ctl(tab2d_1=area      , clinfo1=' lim_dyn  : cell area :')
192         CALL prt_ctl(tab2d_1=at_i      , clinfo1=' lim_dyn  : at_i      :')
193         CALL prt_ctl(tab2d_1=vt_i      , clinfo1=' lim_dyn  : vt_i      :')
194         CALL prt_ctl(tab2d_1=vt_s      , clinfo1=' lim_dyn  : vt_s      :')
195         CALL prt_ctl(tab2d_1=stress1_i , clinfo1=' lim_dyn  : stress1_i :')
196         CALL prt_ctl(tab2d_1=stress2_i , clinfo1=' lim_dyn  : stress2_i :')
197         CALL prt_ctl(tab2d_1=stress12_i, clinfo1=' lim_dyn  : stress12_i:')
198         DO jl = 1, jpl
199            CALL prt_ctl_info(' ')
200            CALL prt_ctl_info(' - Category : ', ivar1=jl)
201            CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~~~~')
202            CALL prt_ctl(tab2d_1=a_i   (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_dyn  : a_i      : ')
203            CALL prt_ctl(tab2d_1=ht_i  (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_dyn  : ht_i     : ')
204            CALL prt_ctl(tab2d_1=ht_s  (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_dyn  : ht_s     : ')
205            CALL prt_ctl(tab2d_1=v_i   (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_dyn  : v_i      : ')
206            CALL prt_ctl(tab2d_1=v_s   (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_dyn  : v_s      : ')
207            CALL prt_ctl(tab2d_1=e_s   (:,:,1,jl) , clinfo1= ' lim_dyn  : e_s      : ')
208            CALL prt_ctl(tab2d_1=t_su  (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_dyn  : t_su     : ')
209            CALL prt_ctl(tab2d_1=t_s   (:,:,1,jl) , clinfo1= ' lim_dyn  : t_snow   : ')
210            CALL prt_ctl(tab2d_1=sm_i  (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_dyn  : sm_i     : ')
211            CALL prt_ctl(tab2d_1=smv_i (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_dyn  : smv_i    : ')
212            DO ja = 1, nlay_i
213               CALL prt_ctl_info(' ')
214               CALL prt_ctl_info(' - Layer : ', ivar1=ja)
215               CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~')
216               CALL prt_ctl(tab2d_1=t_i(:,:,ja,jl) , clinfo1= ' lim_dyn  : t_i      : ')
217               CALL prt_ctl(tab2d_1=e_i(:,:,ja,jl) , clinfo1= ' lim_dyn  : e_i      : ')
218            END DO
219         END DO
220      ENDIF
221
222   END SUBROUTINE lim_dyn
223
224   SUBROUTINE lim_dyn_init
225      !!-------------------------------------------------------------------
226      !!                  ***  ROUTINE lim_dyn_init  ***
227      !!
228      !! ** Purpose : Physical constants and parameters linked to the ice
229      !!      dynamics
230      !!
231      !! ** Method  :  Read the namicedyn namelist and check the ice-dynamic
232      !!       parameter values called at the first timestep (nit000)
233      !!
234      !! ** input   :   Namelist namicedyn
235      !!
236      !! history :
237      !!  8.5  ! 03-08 (C. Ethe) original code
238      !!  9.0  ! 07-03 (MA Morales Maqueda, S. Bouillon, M. Vancoppenolle)
239      !!               EVP-Cgrid-LIM3
240      !!-------------------------------------------------------------------
241      NAMELIST/namicedyn/ epsd, alpha,     &
242         &                dm, nbiter, nbitdr, om, resl, cw, angvg, pstar,   &
243         &                c_rhg, etamn, creepl, ecc, ahi0, &
244         &                nevp, telast, alphaevp
245      !!-------------------------------------------------------------------
246
247      ! Define the initial parameters
248      ! -------------------------
249
250      ! Read Namelist namicedyn
251      REWIND ( numnam_ice )
252      READ   ( numnam_ice  , namicedyn )
253      IF(lwp) THEN
254         WRITE(numout,*)
255         WRITE(numout,*) 'lim_dyn_init : ice parameters for ice dynamics '
256         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
257         WRITE(numout,*) '   tolerance parameter                              epsd   = ', epsd
258         WRITE(numout,*) '   coefficient for semi-implicit coriolis           alpha  = ', alpha
259         WRITE(numout,*) '   diffusion constant for dynamics                  dm     = ', dm
260         WRITE(numout,*) '   number of sub-time steps for relaxation          nbiter = ', nbiter
261         WRITE(numout,*) '   maximum number of iterations for relaxation      nbitdr = ', nbitdr
262         WRITE(numout,*) '   relaxation constant                              om     = ', om
263         WRITE(numout,*) '   maximum value for the residual of relaxation     resl   = ', resl
264         WRITE(numout,*) '   drag coefficient for oceanic stress              cw     = ', cw
265         WRITE(numout,*) '   turning angle for oceanic stress                 angvg  = ', angvg
266         WRITE(numout,*) '   first bulk-rheology parameter                    pstar  = ', pstar
267         WRITE(numout,*) '   second bulk-rhelogy parameter                    c_rhg  = ', c_rhg
268         WRITE(numout,*) '   minimun value for viscosity                      etamn  = ', etamn
269         WRITE(numout,*) '   creep limit                                      creepl = ', creepl
270         WRITE(numout,*) '   eccentricity of the elliptical yield curve       ecc    = ', ecc
271         WRITE(numout,*) '   horizontal diffusivity coeff. for sea-ice        ahi0   = ', ahi0
272         WRITE(numout,*) '   number of iterations for subcycling              nevp   = ', nevp
273         WRITE(numout,*) '   timescale for elastic waves                      telast = ', telast
274         WRITE(numout,*) '   coefficient for the solution of int. stresses  alphaevp = ', alphaevp
275
276      ENDIF
277
278      usecc2 = 1.0 / ( ecc * ecc )
279      rhoco  = rau0 * cw
280      angvg  = angvg * rad
281      sangvg = SIN( angvg )
282      cangvg = COS( angvg )
283      pstarh = pstar / 2.0
284
285      !  Diffusion coefficients.
286      ahiu(:,:) = ahi0 * umask(:,:,1)
287      ahiv(:,:) = ahi0 * vmask(:,:,1)
288
289   END SUBROUTINE lim_dyn_init
290
291#else
292   !!----------------------------------------------------------------------
293   !!   Default option          Empty module           NO LIM sea-ice model
294   !!----------------------------------------------------------------------
295CONTAINS
296   SUBROUTINE lim_dyn         ! Empty routine
297   END SUBROUTINE lim_dyn
298#endif 
299
300   !!======================================================================
301END MODULE limdyn
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.