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Since March 2022 along with NEMO 4.2 release, the code development moved to a self-hosted GitLab.
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diafwb.F90 in trunk/NEMO/OPA_SRC/DIA – NEMO

source: trunk/NEMO/OPA_SRC/DIA/diafwb.F90 @ 247

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CL : Add CVS Header and CeCILL licence information

  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
File size: 18.2 KB
Line 
1MODULE diafwb
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  diafwb  ***
4   !! Ocean diagnostics: freshwater budget
5   !!======================================================================
6#if ( defined key_orca_r2 || defined  key_orca_r4 ) && defined key_dynspg_fsc && ! defined key_coupled
7   !!----------------------------------------------------------------------
8   !!   "key_dynspg_fsc" and "key_orca_r2 or 4"
9   !!----------------------------------------------------------------------
10   !!   dia_fwb     : freshwater budget for global ocean configurations
11   !!----------------------------------------------------------------------
12   !! * Modules used
13   USE oce             ! ocean dynamics and tracers
14   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
15   USE phycst          ! physical constants
16   USE zdf_oce         ! ocean vertical physics
17   USE in_out_manager  ! I/O manager
18   USE flxrnf          ! ???
19   USE ocesbc          ! ???
20   USE blk_oce         ! ???
21   USE flxblk          ! atmospheric surface quantity
22   USE lib_mpp         ! distributed memory computing library
23
24   IMPLICIT NONE
25   PRIVATE
26
27   !! * Routine accessibility
28   PUBLIC dia_fwb    ! routine called by step.F90
29
30   !! * Shared module variables
31   LOGICAL, PUBLIC, PARAMETER ::   lk_diafwb = .TRUE.    !: fresh water budget flag
32
33   !! * Module variables
34   REAL(wp) ::   &
35      a_emp , a_precip, a_rnf,   &
36      a_sshb, a_sshn, a_salb, a_saln,   &
37      a_aminus, a_aplus
38   REAL(wp), DIMENSION(4) ::   &
39      a_flxi, a_flxo, a_temi, a_temo, a_sali, a_salo
40
41   !! * Substitutions
42#  include "domzgr_substitute.h90"
43#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
44   !!----------------------------------------------------------------------
45   !!   OPA 9.0 , LOCEAN-IPSL (2005)
46   !! $Header$
47   !! This software is governed by the CeCILL licence see modipsl/doc/NEMO_CeCILL.txt
48   !!----------------------------------------------------------------------
49
50CONTAINS
51
52   SUBROUTINE dia_fwb( kt )
53      !!---------------------------------------------------------------------
54      !!                  ***  ROUTINE dia_fwb  ***
55      !!     
56      !! ** Purpose :
57      !!
58      !! ** Method :
59      !!
60      !! History :
61      !!   8.2  !  01-02  (E. Durand)  Original code
62      !!   8.5  !  02-06  (G. Madec)  F90: Free form and module
63      !!----------------------------------------------------------------------
64      !! * Arguments
65      INTEGER, INTENT( in ) ::   kt      ! ocean time-step index
66
67      !! * Local declarations
68      INTEGER :: ji, jj, jk, jt   ! dummy loop indices
69      REAL(wp) ::   zarea, zvol, zwei
70      REAL(wp) ::  ztemi(4), ztemo(4), zsali(4), zsalo(4), zflxi(4), zflxo(4)
71      REAL(wp) ::  zt, zs, zu 
72      REAL(wp) ::  zsm0, zempnew
73      !!----------------------------------------------------------------------
74
75      ! Mean global salinity
76      zsm0 = 34.72654
77
78      ! To compute emp mean value mean emp
79
80      IF( kt == nit000 ) THEN
81
82         a_emp    = 0.e0
83         a_precip = 0.e0
84         a_rnf    = 0.e0
85         a_sshb   = 0.e0 ! valeur de ssh au debut de la simulation
86         a_salb   = 0.e0 ! valeur de sal au debut de la simulation
87         a_aminus = 0.e0
88         a_aplus  = 0.e0
89         ! sshb used because diafwb called after tranxt (i.e. after the swap)
90         a_sshb = SUM( e1t(:,:) * e2t(:,:) * sshb(:,:) * tmask_i(:,:) )
91         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( a_sshb )      ! sum over the global domain
92
93         DO jk = 1, jpkm1
94            DO jj = 2, jpjm1
95               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
96                  zwei  = e1t(ji,jj) * e2t(ji,jj) * fse3t(ji,jj,jk) * tmask(ji,jj,jk) * tmask_i(ji,jj)
97                  a_salb = a_salb + ( sb(ji,jj,jk) - zsm0 ) * zwei
98               END DO
99            END DO
100         END DO
101         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( a_salb )      ! sum over the global domain
102      ENDIF
103     
104      a_emp    = SUM( e1t(:,:) * e2t(:,:) * emp   (:,:) * tmask_i(:,:) )
105      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( a_emp    )       ! sum over the global domain
106#if defined key_flx_bulk_monthly || defined key_flx_bulk_daily
107      a_precip = SUM( e1t(:,:) * e2t(:,:) * watm  (:,:) * tmask_i(:,:) )
108      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( a_precip )       ! sum over the global domain
109#endif
110      a_rnf    = SUM( e1t(:,:) * e2t(:,:) * runoff(:,:) * tmask_i(:,:) )
111      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( a_rnf    )       ! sum over the global domain
112
113      IF( aminus /= 0.e0 ) a_aminus = a_aminus + ( MIN( aplus, aminus ) / aminus )
114      IF( aplus  /= 0.e0 ) a_aplus  = a_aplus  + ( MIN( aplus, aminus ) / aplus  )
115
116      IF( kt == nitend ) THEN
117         a_sshn = 0.e0
118         a_saln = 0.e0
119         zarea = 0.e0
120         zvol  = 0.e0
121         zempnew = 0.e0
122         ! Mean sea level at nitend
123         a_sshn = SUM( e1t(:,:) * e2t(:,:) * sshn(:,:) * tmask_i(:,:) )
124         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( a_sshn )      ! sum over the global domain
125         zarea  = SUM( e1t(:,:) * e2t(:,:) *             tmask_i(:,:) )
126         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zarea  )      ! sum over the global domain
127         
128         DO jk = 1, jpkm1   
129            DO jj = 2, jpjm1
130               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
131                  zwei  = e1t(ji,jj) * e2t(ji,jj) * fse3t(ji,jj,jk) * tmask(ji,jj,jk) * tmask_i(ji,jj)
132                  a_saln = a_saln + ( sn(ji,jj,jk) - zsm0 ) * zwei
133                  zvol  = zvol  + zwei
134               END DO
135            END DO
136         END DO
137         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( a_saln )      ! sum over the global domain
138         
139         a_aminus = a_aminus / ( nitend - nit000 + 1 )
140         a_aplus  = a_aplus  / ( nitend - nit000 + 1 )
141
142         ! Conversion in m3
143         a_emp    = a_emp * rdttra(1) * 1.e-3 
144         a_precip = a_precip * rdttra(1) * 1.e-3 / rday
145         a_rnf    = a_rnf * rdttra(1) * 1.e-3
146         
147         ! Alpha1=Alpha0-Rest/(Precip+runoff)
148         !  C A U T I O N : precipitations are negative !!     
149         
150         zempnew = a_sshn / ( ( nitend - nit000 + 1 ) * rdt ) * 1.e3 / zarea
151
152      ENDIF
153
154
155      ! Calcul des termes de transport
156      ! ------------------------------
157     
158      ! 1 --> Gibraltar
159      ! 2 --> Cadiz
160      ! 3 --> Red Sea
161      ! 4 --> Baltic Sea
162
163      IF( kt == nit000 ) THEN
164         a_flxi(:) = 0.e0
165         a_flxo(:) = 0.e0
166         a_temi(:) = 0.e0
167         a_temo(:) = 0.e0
168         a_sali(:) = 0.e0
169         a_salo(:) = 0.e0
170      ENDIF
171
172      zflxi(:) = 0.e0
173      zflxo(:) = 0.e0
174      ztemi(:) = 0.e0
175      ztemo(:) = 0.e0
176      zsali(:) = 0.e0
177      zsalo(:) = 0.e0
178
179      ! Mean flow at Gibraltar
180
181      IF( cp_cfg == "orca" ) THEN 
182               
183         SELECT CASE ( jp_cfg )
184         !                                           ! =======================
185         CASE ( 4 )                                  !  ORCA_R4 configuration
186            !                                        ! =======================
187            ji =  mi1(70)
188            jj =  mj1(52)
189            !                                        ! =======================
190         CASE ( 2 )                                  !  ORCA_R2 configuration
191            !                                        ! =======================
192            ji = mi1(139)
193            jj = mj1(102)
194            !                                        ! =======================
195         CASE DEFAULT                                !    ORCA R05 or R025
196            !                                        ! =======================
197            IF(lwp) WRITE(numout,cform_err)
198            IF(lwp) WRITE(numout,*)' dia_fwb Not yet implemented in ORCA_R05 or R025'
199            nstop = nstop + 1
200            !
201         END SELECT
202         !
203      ENDIF
204      DO jk = 1, 18 
205         zt = 0.5 * ( tn(ji,jj,jk) + tn(ji+1,jj,jk) )
206         zs = 0.5 * ( sn(ji,jj,jk) + sn(ji+1,jj,jk) )
207         zu = un(ji,jj,jk) * fse3t(ji,jj,jk) * e2u(ji,jj)
208
209         IF( un(ji,jj,jk) > 0.e0 ) THEN
210            zflxi(1) = zflxi(1) +    zu
211            ztemi(1) = ztemi(1) + zt*zu
212            zsali(1) = zsali(1) + zs*zu
213         ELSE
214            zflxo(1) = zflxo(1) +    zu
215            ztemo(1) = ztemo(1) + zt*zu
216            zsalo(1) = zsalo(1) + zs*zu
217         ENDIF
218      END DO
219     
220      ! Mean flow at Cadiz
221      IF( cp_cfg == "orca" ) THEN
222               
223         SELECT CASE ( jp_cfg )
224         !                                           ! =======================
225         CASE ( 4 )                                  !  ORCA_R4 configuration
226            !                                        ! =======================
227            ji =  mi1(69  )
228            jj =  mj1(52  )
229            !                                        ! =======================
230         CASE ( 2 )                                  !  ORCA_R2 configuration
231            !                                        ! =======================
232            ji = mi1(137)
233            jj = mj1(102)
234            !                                        ! =======================
235         CASE DEFAULT                                !    ORCA R05 or R025
236            !                                        ! =======================
237            IF(lwp) WRITE(numout,cform_err)
238            IF(lwp) WRITE(numout,*)' dia_fwb Not yet implemented in ORCA_R05 or R025'
239            nstop = nstop + 1
240            !
241         END SELECT
242         !
243      ENDIF
244      DO jk = 1, 23 
245         zt = 0.5 * ( tn(ji,jj,jk) + tn(ji+1,jj,jk) )
246         zs = 0.5 * ( sn(ji,jj,jk) + sn(ji+1,jj,jk) )
247         zu = un(ji,jj,jk) * fse3t(ji,jj,jk) * e2u(ji,jj)
248         
249         IF( un(ji,jj,jk) > 0.e0 ) THEN
250            zflxi(2) = zflxi(2) +    zu
251            ztemi(2) = ztemi(2) + zt*zu
252            zsali(2) = zsali(2) + zs*zu
253         ELSE
254            zflxo(2) = zflxo(2) +    zu
255            ztemo(2) = ztemo(2) + zt*zu
256            zsalo(2) = zsalo(2) + zs*zu
257         ENDIF
258      END DO
259
260      ! Mean flow at Red Sea entrance
261      IF( cp_cfg == "orca" ) THEN
262               
263         SELECT CASE ( jp_cfg )
264         !                                           ! =======================
265         CASE ( 4 )                                  !  ORCA_R4 configuration
266            !                                        ! =======================
267            ji =  mi1(83  )
268            jj =  mj1(45  )
269            !                                        ! =======================
270         CASE ( 2 )                                  !  ORCA_R2 configuration
271            !                                        ! =======================
272            ji = mi1(161)
273            jj = mj1( 88)
274            !                                        ! =======================
275         CASE DEFAULT                                !    ORCA R05 or R025
276            !                                        ! =======================
277            IF(lwp) WRITE(numout,cform_err)
278            IF(lwp) WRITE(numout,*)' dia_fwb Not yet implemented in ORCA_R05 or R025'
279            nstop = nstop + 1
280            !
281         END SELECT
282         !
283      ENDIF
284      DO jk = 1, 15 
285         zt = 0.5 * ( tn(ji,jj,jk) + tn(ji+1,jj,jk) )
286         zs = 0.5 * ( sn(ji,jj,jk) + sn(ji+1,jj,jk) )
287         zu = un(ji,jj,jk) * fse3t(ji,jj,jk) * e2u(ji,jj)
288         
289         IF( un(ji,jj,jk) > 0.e0 ) THEN
290            zflxi(3) = zflxi(3) +    zu
291            ztemi(3) = ztemi(3) + zt*zu
292            zsali(3) = zsali(3) + zs*zu
293         ELSE
294            zflxo(3) = zflxo(3) +    zu
295            ztemo(3) = ztemo(3) + zt*zu
296            zsalo(3) = zsalo(3) + zs*zu
297         ENDIF
298      END DO
299
300      ! Mean flow at Baltic Sea entrance
301      IF( cp_cfg == "orca" ) THEN
302               
303         SELECT CASE ( jp_cfg )
304         !                                           ! =======================
305         CASE ( 4 )                                  !  ORCA_R4 configuration
306            !                                        ! =======================
307            ji =   1     ! Not in the domain
308            jj =   1 
309            !                                        ! =======================
310         CASE ( 2 )                                  !  ORCA_R2 configuration
311            !                                        ! =======================
312            ji = mi1(146)
313            jj = mj1(116)
314            !                                        ! =======================
315         CASE DEFAULT                                !    ORCA R05 or R025
316            !                                        ! =======================
317            IF(lwp) WRITE(numout,cform_err)
318            IF(lwp) WRITE(numout,*)' dia_fwb Not yet implemented in ORCA_R05 or R025'
319            nstop = nstop + 1
320            !
321         END SELECT
322         !
323      ENDIF
324      DO jk = 1, 20
325         zt = 0.5 * ( tn(ji,jj,jk) + tn(ji+1,jj,jk) )
326         zs = 0.5 * ( sn(ji,jj,jk) + sn(ji+1,jj,jk) )
327         zu = un(ji,jj,jk) * fse3t(ji,jj,jk) * e2u(ji,jj)
328         
329         IF( un(ji,jj,jk) > 0.e0 ) THEN
330            zflxi(4) = zflxi(4) +    zu
331            ztemi(4) = ztemi(4) + zt*zu
332            zsali(4) = zsali(4) + zs*zu
333         ELSE
334            zflxo(4) = zflxo(4) +    zu
335            ztemo(4) = ztemo(4) + zt*zu
336            zsalo(4) = zsalo(4) + zs*zu
337         ENDIF
338      END DO
339
340      ! Sum at each time-step
341      DO jt = 1, 4 
342         IF( zflxi(jt) /= 0.e0 .AND. zflxo(jt) /= 0.e0 ) THEN
343            a_flxi(jt) = a_flxi(jt) + zflxi(jt)
344            a_temi(jt) = a_temi(jt) + ztemi(jt)/zflxi(jt)
345            a_sali(jt) = a_sali(jt) + zsali(jt)/zflxi(jt)
346            a_flxo(jt) = a_flxo(jt) + zflxo(jt)
347            a_temo(jt) = a_temo(jt) + ztemo(jt)/zflxo(jt)
348            a_salo(jt) = a_salo(jt) + zsalo(jt)/zflxo(jt)
349         ENDIF
350      END DO
351
352      IF( kt == nitend ) THEN
353         DO jt = 1, 4 
354            a_flxi(jt) = a_flxi(jt) / ( FLOAT( nitend - nit000 + 1 ) * 1.e6 )
355            a_temi(jt) = a_temi(jt) /   FLOAT( nitend - nit000 + 1 )
356            a_sali(jt) = a_sali(jt) /   FLOAT( nitend - nit000 + 1 )
357            a_flxo(jt) = a_flxo(jt) / ( FLOAT( nitend - nit000 + 1 ) * 1.e6 )
358            a_temo(jt) = a_temo(jt) /   FLOAT( nitend - nit000 + 1 )
359            a_salo(jt) = a_salo(jt) /   FLOAT( nitend - nit000 + 1 )
360         END DO
361      ENDIF
362
363
364      ! Ecriture des diagnostiques
365      ! --------------------------
366
367      IF ( kt == nitend ) THEN
368
369         OPEN(111,FILE='STRAIT.dat')
370         WRITE(111,*)
371         WRITE(111,*)    'Net freshwater budget '
372         WRITE(111,9010) '  emp    = ',a_emp,   ' m3 =', a_emp   /(FLOAT(nitend-nit000+1)*rdttra(1)) * 1.e-6,' Sv'
373         WRITE(111,9010) '  precip = ',a_precip,' m3 =', a_precip/(FLOAT(nitend-nit000+1)*rdttra(1)) * 1.e-6,' Sv'
374         WRITE(111,9010) '  a_rnf  = ',a_rnf,   ' m3 =', a_rnf   /(FLOAT(nitend-nit000+1)*rdttra(1)) * 1.e-6,' Sv'
375         WRITE(111,*)
376         WRITE(111,9010) '  zarea =',zarea
377         WRITE(111,9010) '  zvol  =',zvol
378         WRITE(111,*)
379         WRITE(111,*)    'Mean sea level : '
380         WRITE(111,9010) '  at nit000 = ',a_sshb        ,' m3 '
381         WRITE(111,9010) '  at nitend = ',a_sshn        ,' m3 '
382         WRITE(111,9010) '  diff      = ',(a_sshn-a_sshb),' m3 =', (a_sshn-a_sshb)/(FLOAT(nitend-nit000+1)*rdt) * 1.e-6,' Sv'
383         WRITE(111,9020) '  mean sea level elevation    =', a_sshn/zarea,' m'
384         WRITE(111,*)
385         WRITE(111,*)    'Anomaly of salinity content : '
386         WRITE(111,9010) '  at nit000 = ',a_salb        ,' psu.m3 '
387         WRITE(111,9010) '  at nitend = ',a_saln        ,' psu.m3 '
388         WRITE(111,9010) '  diff      = ',(a_saln-a_salb),' psu.m3'
389         WRITE(111,*)
390         WRITE(111,*)    'Mean salinity : '
391         WRITE(111,9020) '  at nit000 =',a_salb/zvol+zsm0   ,' psu '
392         WRITE(111,9020) '  at nitend =',a_saln/zvol+zsm0   ,' psu '
393         WRITE(111,9020) '  diff      =',(a_saln-a_salb)/zvol,' psu'
394         WRITE(111,9020) '  S-SLevitus=',a_saln/zvol,' psu'
395         WRITE(111,*)
396         WRITE(111,*)    'Coeff : '
397         WRITE(111,9030) '  Alpha+   =  ', a_aplus
398         WRITE(111,9030) '  Alpha-   =  ', a_aminus
399         WRITE(111,*)
400         WRITE(111,*)
401         WRITE(111,*)    'Gibraltar : '
402         WRITE(111,9030) '  Flux entrant (Sv) :', a_flxi(1)
403         WRITE(111,9030) '  Flux sortant (Sv) :', a_flxo(1)
404         WRITE(111,9030) '  T entrant (deg)   :', a_temi(1)
405         WRITE(111,9030) '  T sortant (deg)   :', a_temo(1)
406         WRITE(111,9030) '  S entrant (psu)   :', a_sali(1)
407         WRITE(111,9030) '  S sortant (psu)   :', a_salo(1)
408         WRITE(111,*)
409         WRITE(111,*)    'Cadiz : '
410         WRITE(111,9030) '  Flux entrant (Sv) :', a_flxi(2)
411         WRITE(111,9030) '  Flux sortant (Sv) :', a_flxo(2)
412         WRITE(111,9030) '  T entrant (deg)   :', a_temi(2)
413         WRITE(111,9030) '  T sortant (deg)   :', a_temo(2)
414         WRITE(111,9030) '  S entrant (psu)   :', a_sali(2)
415         WRITE(111,9030) '  S sortant (psu)   :', a_salo(2)
416         WRITE(111,*)
417         WRITE(111,*)    'Bab el Mandeb : '
418         WRITE(111,9030) '  Flux entrant (Sv) :', a_flxi(3)
419         WRITE(111,9030) '  Flux sortant (Sv) :', a_flxo(3)
420         WRITE(111,9030) '  T entrant (deg)   :', a_temi(3)
421         WRITE(111,9030) '  T sortant (deg)   :', a_temo(3)
422         WRITE(111,9030) '  S entrant (psu)   :', a_sali(3)
423         WRITE(111,9030) '  S sortant (psu)   :', a_salo(3)
424         WRITE(111,*)
425         WRITE(111,*)    'Baltic : '
426         WRITE(111,9030) '  Flux entrant (Sv) :', a_flxi(4)
427         WRITE(111,9030) '  Flux sortant (Sv) :', a_flxo(4)
428         WRITE(111,9030) '  T entrant (deg)   :', a_temi(4)
429         WRITE(111,9030) '  T sortant (deg)   :', a_temo(4)
430         WRITE(111,9030) '  S entrant (psu)   :', a_sali(4)
431         WRITE(111,9030) '  S sortant (psu)   :', a_salo(4)
432         CLOSE(111)
433      ENDIF
434
435 9005 FORMAT(1X,A,ES24.16)
436 9010 FORMAT(1X,A,ES12.5,A,F10.5,A)
437 9020 FORMAT(1X,A,F10.5,A)
438 9030 FORMAT(1X,A,F8.2,A)
439
440   END SUBROUTINE dia_fwb
441
442#else
443   !!----------------------------------------------------------------------
444   !!   Default option :                                       Dummy Module
445   !!----------------------------------------------------------------------
446   LOGICAL, PUBLIC, PARAMETER ::   lk_diafwb = .FALSE.    !: fresh water budget flag
447CONTAINS
448   SUBROUTINE dia_fwb( kt )        ! Empty routine
449      WRITE(*,*) 'dia_fwb: : You should not have seen this print! error?', kt
450   END SUBROUTINE dia_fwb
451#endif
452
453   !!======================================================================
454END MODULE diafwb
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.