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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 @ 503

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nemo_v1_update_061: SM: end of ctl_stop + mpi optimization in _bilap
  • Property svn:eol-style set to native
  • Property svn:keywords set to Author Date Id Revision
File size: 19.6 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_rl && ! defined key_coupled
7   !!----------------------------------------------------------------------
8   !!   NOT "key_dynspg_rl" 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      !!   9.0  !  05-11  (V. Garnier) Surface pressure gradient organization
64      !!----------------------------------------------------------------------
65      !! * Arguments
66      INTEGER, INTENT( in ) ::   kt      ! ocean time-step index
67
68      !! * Local declarations
69      INTEGER :: ji, jj, jk, jt   ! dummy loop indices
70      INTEGER :: ii0, ii1, ij0, ij1
71      REAL(wp) ::   zarea, zvol, zwei
72      REAL(wp) ::  ztemi(4), ztemo(4), zsali(4), zsalo(4), zflxi(4), zflxo(4)
73      REAL(wp) ::  zt, zs, zu 
74      REAL(wp) ::  zsm0, zempnew
75      !!----------------------------------------------------------------------
76
77      ! Mean global salinity
78      zsm0 = 34.72654
79
80      ! To compute emp mean value mean emp
81
82      IF( kt == nit000 ) THEN
83
84         a_emp    = 0.e0
85         a_precip = 0.e0
86         a_rnf    = 0.e0
87         a_sshb   = 0.e0 ! valeur de ssh au debut de la simulation
88         a_salb   = 0.e0 ! valeur de sal au debut de la simulation
89         a_aminus = 0.e0
90         a_aplus  = 0.e0
91         ! sshb used because diafwb called after tranxt (i.e. after the swap)
92         a_sshb = SUM( e1t(:,:) * e2t(:,:) * sshb(:,:) * tmask_i(:,:) )
93         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( a_sshb )      ! sum over the global domain
94
95         DO jk = 1, jpkm1
96            DO jj = 2, jpjm1
97               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
98                  zwei  = e1t(ji,jj) * e2t(ji,jj) * fse3t(ji,jj,jk) * tmask(ji,jj,jk) * tmask_i(ji,jj)
99                  a_salb = a_salb + ( sb(ji,jj,jk) - zsm0 ) * zwei
100               END DO
101            END DO
102         END DO
103         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( a_salb )      ! sum over the global domain
104      ENDIF
105     
106      a_emp    = SUM( e1t(:,:) * e2t(:,:) * emp   (:,:) * tmask_i(:,:) )
107      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( a_emp    )       ! sum over the global domain
108#if defined key_flx_bulk_monthly || defined key_flx_bulk_daily
109      a_precip = SUM( e1t(:,:) * e2t(:,:) * watm  (:,:) * tmask_i(:,:) )
110      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( a_precip )       ! sum over the global domain
111#endif
112      a_rnf    = SUM( e1t(:,:) * e2t(:,:) * runoff(:,:) * tmask_i(:,:) )
113      IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( a_rnf    )       ! sum over the global domain
114
115      IF( aminus /= 0.e0 ) a_aminus = a_aminus + ( MIN( aplus, aminus ) / aminus )
116      IF( aplus  /= 0.e0 ) a_aplus  = a_aplus  + ( MIN( aplus, aminus ) / aplus  )
117
118      IF( kt == nitend ) THEN
119         a_sshn = 0.e0
120         a_saln = 0.e0
121         zarea = 0.e0
122         zvol  = 0.e0
123         zempnew = 0.e0
124         ! Mean sea level at nitend
125         a_sshn = SUM( e1t(:,:) * e2t(:,:) * sshn(:,:) * tmask_i(:,:) )
126         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( a_sshn )      ! sum over the global domain
127         zarea  = SUM( e1t(:,:) * e2t(:,:) *             tmask_i(:,:) )
128         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zarea  )      ! sum over the global domain
129         
130         DO jk = 1, jpkm1   
131            DO jj = 2, jpjm1
132               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
133                  zwei  = e1t(ji,jj) * e2t(ji,jj) * fse3t(ji,jj,jk) * tmask(ji,jj,jk) * tmask_i(ji,jj)
134                  a_saln = a_saln + ( sn(ji,jj,jk) - zsm0 ) * zwei
135                  zvol  = zvol  + zwei
136               END DO
137            END DO
138         END DO
139         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( a_saln )      ! sum over the global domain
140         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( zvol )      ! sum over the global domain
141         
142         a_aminus = a_aminus / ( nitend - nit000 + 1 )
143         a_aplus  = a_aplus  / ( nitend - nit000 + 1 )
144
145         ! Conversion in m3
146         a_emp    = a_emp * rdttra(1) * 1.e-3 
147         a_precip = a_precip * rdttra(1) * 1.e-3 / rday
148         a_rnf    = a_rnf * rdttra(1) * 1.e-3
149         
150         ! Alpha1=Alpha0-Rest/(Precip+runoff)
151         !  C A U T I O N : precipitations are negative !!     
152         
153         zempnew = a_sshn / ( ( nitend - nit000 + 1 ) * rdt ) * 1.e3 / zarea
154
155      ENDIF
156
157
158      ! Calcul des termes de transport
159      ! ------------------------------
160     
161      ! 1 --> Gibraltar
162      ! 2 --> Cadiz
163      ! 3 --> Red Sea
164      ! 4 --> Baltic Sea
165
166      IF( kt == nit000 ) THEN
167         a_flxi(:) = 0.e0
168         a_flxo(:) = 0.e0
169         a_temi(:) = 0.e0
170         a_temo(:) = 0.e0
171         a_sali(:) = 0.e0
172         a_salo(:) = 0.e0
173      ENDIF
174
175      zflxi(:) = 0.e0
176      zflxo(:) = 0.e0
177      ztemi(:) = 0.e0
178      ztemo(:) = 0.e0
179      zsali(:) = 0.e0
180      zsalo(:) = 0.e0
181
182      ! Mean flow at Gibraltar
183
184      IF( cp_cfg == "orca" ) THEN 
185               
186         SELECT CASE ( jp_cfg )
187         !                                           ! =======================
188         CASE ( 4 )                                  !  ORCA_R4 configuration
189            !                                        ! =======================
190            ii0 = 70   ;   ii1 = 70
191            ij0 = 52   ;   ij1 = 52
192            !                                        ! =======================
193         CASE ( 2 )                                  !  ORCA_R2 configuration
194            !                                        ! =======================
195            ii0 = 139   ;   ii1 = 139
196            ij0 = 102   ;   ij1 = 102
197            !                                        ! =======================
198         CASE DEFAULT                                !    ORCA R05 or R025
199            !                                        ! =======================
200            CALL ctl_stop( ' dia_fwb Not yet implemented in ORCA_R05 or R025' )
201            !
202         END SELECT
203         !
204         DO ji = mi0(ii0), mi1(ii1)
205            DO jj = mj0(ij0), mj1(ij1)
206               DO jk = 1, 18 
207                  zt = 0.5 * ( tn(ji,jj,jk) + tn(ji+1,jj,jk) )
208                  zs = 0.5 * ( sn(ji,jj,jk) + sn(ji+1,jj,jk) )
209                  zu = un(ji,jj,jk) * fse3t(ji,jj,jk) * e2u(ji,jj)
210
211                  IF( un(ji,jj,jk) > 0.e0 ) THEN
212                     zflxi(1) = zflxi(1) +    zu
213                     ztemi(1) = ztemi(1) + zt*zu
214                     zsali(1) = zsali(1) + zs*zu
215                  ELSE
216                     zflxo(1) = zflxo(1) +    zu
217                     ztemo(1) = ztemo(1) + zt*zu
218                     zsalo(1) = zsalo(1) + zs*zu
219                  ENDIF
220               END DO
221            END DO
222         END DO
223      ENDIF
224     
225      ! Mean flow at Cadiz
226      IF( cp_cfg == "orca" ) THEN
227               
228         SELECT CASE ( jp_cfg )
229         !                                           ! =======================
230         CASE ( 4 )                                  !  ORCA_R4 configuration
231            !                                        ! =======================
232            ii0 = 69   ;   ii1 = 69
233            ij0 = 52   ;   ij1 = 52
234            !                                        ! =======================
235         CASE ( 2 )                                  !  ORCA_R2 configuration
236            !                                        ! =======================
237            ii0 = 137   ;   ii1 = 137
238            ij0 = 102   ;   ij1 = 102
239            !                                        ! =======================
240         CASE DEFAULT                                !    ORCA R05 or R025
241            !                                        ! =======================
242            CALL ctl_stop( ' dia_fwb Not yet implemented in ORCA_R05 or R025' )
243            !
244         END SELECT
245         !
246         DO ji = mi0(ii0), mi1(ii1)
247            DO jj = mj0(ij0), mj1(ij1)
248               DO jk = 1, 23 
249                  zt = 0.5 * ( tn(ji,jj,jk) + tn(ji+1,jj,jk) )
250                  zs = 0.5 * ( sn(ji,jj,jk) + sn(ji+1,jj,jk) )
251                  zu = un(ji,jj,jk) * fse3t(ji,jj,jk) * e2u(ji,jj)
252                 
253                  IF( un(ji,jj,jk) > 0.e0 ) THEN
254                     zflxi(2) = zflxi(2) +    zu
255                     ztemi(2) = ztemi(2) + zt*zu
256                     zsali(2) = zsali(2) + zs*zu
257                  ELSE
258                     zflxo(2) = zflxo(2) +    zu
259                     ztemo(2) = ztemo(2) + zt*zu
260                     zsalo(2) = zsalo(2) + zs*zu
261                  ENDIF
262               END DO
263            END DO
264         END DO
265      ENDIF
266
267      ! Mean flow at Red Sea entrance
268      IF( cp_cfg == "orca" ) THEN
269               
270         SELECT CASE ( jp_cfg )
271         !                                           ! =======================
272         CASE ( 4 )                                  !  ORCA_R4 configuration
273            !                                        ! =======================
274            ii0 = 83   ;   ii1 = 83
275            ij0 = 45   ;   ij1 = 45
276            !                                        ! =======================
277         CASE ( 2 )                                  !  ORCA_R2 configuration
278            !                                        ! =======================
279            ii0 = 161   ;   ii1 = 161
280            ij0 = 88    ;   ij1 = 88 
281            !                                        ! =======================
282         CASE DEFAULT                                !    ORCA R05 or R025
283            !                                        ! =======================
284            CALL ctl_stop( ' dia_fwb Not yet implemented in ORCA_R05 or R025' )
285            !
286         END SELECT
287         !
288         DO ji = mi0(ii0), mi1(ii1)
289            DO jj = mj0(ij0), mj1(ij1)
290               DO jk = 1, 15 
291                  zt = 0.5 * ( tn(ji,jj,jk) + tn(ji+1,jj,jk) )
292                  zs = 0.5 * ( sn(ji,jj,jk) + sn(ji+1,jj,jk) )
293                  zu = un(ji,jj,jk) * fse3t(ji,jj,jk) * e2u(ji,jj)
294                 
295                  IF( un(ji,jj,jk) > 0.e0 ) THEN
296                     zflxi(3) = zflxi(3) +    zu
297                     ztemi(3) = ztemi(3) + zt*zu
298                     zsali(3) = zsali(3) + zs*zu
299                  ELSE
300                     zflxo(3) = zflxo(3) +    zu
301                     ztemo(3) = ztemo(3) + zt*zu
302                     zsalo(3) = zsalo(3) + zs*zu
303                  ENDIF
304               END DO
305            END DO
306         END DO
307      ENDIF
308
309      ! Mean flow at Baltic Sea entrance
310      IF( cp_cfg == "orca" ) THEN
311               
312         SELECT CASE ( jp_cfg )
313         !                                           ! =======================
314         CASE ( 4 )                                  !  ORCA_R4 configuration
315            !                                        ! =======================
316            ii0 = 1     ;   ii1 = 1 
317            ij0 = 1     ;   ij1 = 1 
318            !                                        ! =======================
319         CASE ( 2 )                                  !  ORCA_R2 configuration
320            !                                        ! =======================
321            ii0 = 146   ;   ii1 = 146 
322            ij0 = 116   ;   ij1 = 116
323            !                                        ! =======================
324         CASE DEFAULT                                !    ORCA R05 or R025
325            !                                        ! =======================
326            CALL ctl_stop( ' dia_fwb Not yet implemented in ORCA_R05 or R025' )
327            !
328         END SELECT
329         !
330         DO ji = mi0(ii0), mi1(ii1)
331            DO jj = mj0(ij0), mj1(ij1)
332               DO jk = 1, 20
333                  zt = 0.5 * ( tn(ji,jj,jk) + tn(ji+1,jj,jk) )
334                  zs = 0.5 * ( sn(ji,jj,jk) + sn(ji+1,jj,jk) )
335                  zu = un(ji,jj,jk) * fse3t(ji,jj,jk) * e2u(ji,jj)
336                 
337                  IF( un(ji,jj,jk) > 0.e0 ) THEN
338                     zflxi(4) = zflxi(4) +    zu
339                     ztemi(4) = ztemi(4) + zt*zu
340                     zsali(4) = zsali(4) + zs*zu
341                  ELSE
342                     zflxo(4) = zflxo(4) +    zu
343                     ztemo(4) = ztemo(4) + zt*zu
344                     zsalo(4) = zsalo(4) + zs*zu
345                  ENDIF
346               END DO
347            END DO
348         END DO
349      ENDIF
350
351      ! Sum at each time-step
352      DO jt = 1, 4 
353         IF( zflxi(jt) /= 0.e0 .AND. zflxo(jt) /= 0.e0 ) THEN
354            a_flxi(jt) = a_flxi(jt) + zflxi(jt)
355            a_temi(jt) = a_temi(jt) + ztemi(jt)/zflxi(jt)
356            a_sali(jt) = a_sali(jt) + zsali(jt)/zflxi(jt)
357            a_flxo(jt) = a_flxo(jt) + zflxo(jt)
358            a_temo(jt) = a_temo(jt) + ztemo(jt)/zflxo(jt)
359            a_salo(jt) = a_salo(jt) + zsalo(jt)/zflxo(jt)
360         ENDIF
361      END DO
362
363      IF( kt == nitend ) THEN
364         DO jt = 1, 4 
365            a_flxi(jt) = a_flxi(jt) / ( FLOAT( nitend - nit000 + 1 ) * 1.e6 )
366            a_temi(jt) = a_temi(jt) /   FLOAT( nitend - nit000 + 1 )
367            a_sali(jt) = a_sali(jt) /   FLOAT( nitend - nit000 + 1 )
368            a_flxo(jt) = a_flxo(jt) / ( FLOAT( nitend - nit000 + 1 ) * 1.e6 )
369            a_temo(jt) = a_temo(jt) /   FLOAT( nitend - nit000 + 1 )
370            a_salo(jt) = a_salo(jt) /   FLOAT( nitend - nit000 + 1 )
371         END DO
372         IF( lk_mpp ) THEN
373            CALL mpp_sum( a_flxi, 4 )      ! sum over the global domain
374            CALL mpp_sum( a_temi, 4 )      ! sum over the global domain
375            CALL mpp_sum( a_sali, 4 )      ! sum over the global domain
376
377            CALL mpp_sum( a_flxo, 4 )      ! sum over the global domain
378            CALL mpp_sum( a_temo, 4 )      ! sum over the global domain
379            CALL mpp_sum( a_salo, 4 )      ! sum over the global domain
380         ENDIF
381      ENDIF
382
383
384      ! Ecriture des diagnostiques
385      ! --------------------------
386
387      IF ( kt == nitend ) THEN
388
389         OPEN(111,FILE='STRAIT.dat')
390         WRITE(111,*)
391         WRITE(111,*)    'Net freshwater budget '
392         WRITE(111,9010) '  emp    = ',a_emp,   ' m3 =', a_emp   /(FLOAT(nitend-nit000+1)*rdttra(1)) * 1.e-6,' Sv'
393         WRITE(111,9010) '  precip = ',a_precip,' m3 =', a_precip/(FLOAT(nitend-nit000+1)*rdttra(1)) * 1.e-6,' Sv'
394         WRITE(111,9010) '  a_rnf  = ',a_rnf,   ' m3 =', a_rnf   /(FLOAT(nitend-nit000+1)*rdttra(1)) * 1.e-6,' Sv'
395         WRITE(111,*)
396         WRITE(111,9010) '  zarea =',zarea
397         WRITE(111,9010) '  zvol  =',zvol
398         WRITE(111,*)
399         WRITE(111,*)    'Mean sea level : '
400         WRITE(111,9010) '  at nit000 = ',a_sshb        ,' m3 '
401         WRITE(111,9010) '  at nitend = ',a_sshn        ,' m3 '
402         WRITE(111,9010) '  diff      = ',(a_sshn-a_sshb),' m3 =', (a_sshn-a_sshb)/(FLOAT(nitend-nit000+1)*rdt) * 1.e-6,' Sv'
403         WRITE(111,9020) '  mean sea level elevation    =', a_sshn/zarea,' m'
404         WRITE(111,*)
405         WRITE(111,*)    'Anomaly of salinity content : '
406         WRITE(111,9010) '  at nit000 = ',a_salb        ,' psu.m3 '
407         WRITE(111,9010) '  at nitend = ',a_saln        ,' psu.m3 '
408         WRITE(111,9010) '  diff      = ',(a_saln-a_salb),' psu.m3'
409         WRITE(111,*)
410         WRITE(111,*)    'Mean salinity : '
411         WRITE(111,9020) '  at nit000 =',a_salb/zvol+zsm0   ,' psu '
412         WRITE(111,9020) '  at nitend =',a_saln/zvol+zsm0   ,' psu '
413         WRITE(111,9020) '  diff      =',(a_saln-a_salb)/zvol,' psu'
414         WRITE(111,9020) '  S-SLevitus=',a_saln/zvol,' psu'
415         WRITE(111,*)
416         WRITE(111,*)    'Coeff : '
417         WRITE(111,9030) '  Alpha+   =  ', a_aplus
418         WRITE(111,9030) '  Alpha-   =  ', a_aminus
419         WRITE(111,*)
420         WRITE(111,*)
421         WRITE(111,*)    'Gibraltar : '
422         WRITE(111,9030) '  Flux entrant (Sv) :', a_flxi(1)
423         WRITE(111,9030) '  Flux sortant (Sv) :', a_flxo(1)
424         WRITE(111,9030) '  T entrant (deg)   :', a_temi(1)
425         WRITE(111,9030) '  T sortant (deg)   :', a_temo(1)
426         WRITE(111,9030) '  S entrant (psu)   :', a_sali(1)
427         WRITE(111,9030) '  S sortant (psu)   :', a_salo(1)
428         WRITE(111,*)
429         WRITE(111,*)    'Cadiz : '
430         WRITE(111,9030) '  Flux entrant (Sv) :', a_flxi(2)
431         WRITE(111,9030) '  Flux sortant (Sv) :', a_flxo(2)
432         WRITE(111,9030) '  T entrant (deg)   :', a_temi(2)
433         WRITE(111,9030) '  T sortant (deg)   :', a_temo(2)
434         WRITE(111,9030) '  S entrant (psu)   :', a_sali(2)
435         WRITE(111,9030) '  S sortant (psu)   :', a_salo(2)
436         WRITE(111,*)
437         WRITE(111,*)    'Bab el Mandeb : '
438         WRITE(111,9030) '  Flux entrant (Sv) :', a_flxi(3)
439         WRITE(111,9030) '  Flux sortant (Sv) :', a_flxo(3)
440         WRITE(111,9030) '  T entrant (deg)   :', a_temi(3)
441         WRITE(111,9030) '  T sortant (deg)   :', a_temo(3)
442         WRITE(111,9030) '  S entrant (psu)   :', a_sali(3)
443         WRITE(111,9030) '  S sortant (psu)   :', a_salo(3)
444         WRITE(111,*)
445         WRITE(111,*)    'Baltic : '
446         WRITE(111,9030) '  Flux entrant (Sv) :', a_flxi(4)
447         WRITE(111,9030) '  Flux sortant (Sv) :', a_flxo(4)
448         WRITE(111,9030) '  T entrant (deg)   :', a_temi(4)
449         WRITE(111,9030) '  T sortant (deg)   :', a_temo(4)
450         WRITE(111,9030) '  S entrant (psu)   :', a_sali(4)
451         WRITE(111,9030) '  S sortant (psu)   :', a_salo(4)
452         CLOSE(111)
453      ENDIF
454
455 9005 FORMAT(1X,A,ES24.16)
456 9010 FORMAT(1X,A,ES12.5,A,F10.5,A)
457 9020 FORMAT(1X,A,F10.5,A)
458 9030 FORMAT(1X,A,F8.2,A)
459
460   END SUBROUTINE dia_fwb
461
462#else
463   !!----------------------------------------------------------------------
464   !!   Default option :                                       Dummy Module
465   !!----------------------------------------------------------------------
466   LOGICAL, PUBLIC, PARAMETER ::   lk_diafwb = .FALSE.    !: fresh water budget flag
467CONTAINS
468   SUBROUTINE dia_fwb( kt )        ! Empty routine
469      WRITE(*,*) 'dia_fwb: : You should not have seen this print! error?', kt
470   END SUBROUTINE dia_fwb
471#endif
472
473   !!======================================================================
474END MODULE diafwb
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.