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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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sbcmod.F90 in trunk/NEMO/OPA_SRC/SBC – NEMO

source: trunk/NEMO/OPA_SRC/SBC/sbcmod.F90 @ 702

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add first set of new surface module, see ticket:3

  • Property svn:executable set to *
File size: 13.8 KB
Line 
1MODULE sbcmod
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  sbcmod  ***
4   !! Surface module :  provide to the ocean its surface boundary condition
5   !!======================================================================
6   !! History :  9.0   !  06-07  (G. Madec)  Original code
7   !!----------------------------------------------------------------------
8
9   !!----------------------------------------------------------------------
10   !!   sbc_init       : read namsbc namelist
11   !!   sbc            : surface ocean momentum, heat and freshwater
12   !!                    boundary conditions
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   USE oce             ! ocean dynamics and tracers
15   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
16   USE daymod          ! calendar
17   USE phycst          ! physical constants
18   USE ocfzpt          ! ocean freezing point
19
20   USE ice_oce         ! sea-ice model : LIM
21   USE sbc_oce         ! Surface boundary condition: ocean fields
22   USE sbcssm          ! surface boundary condition: sea-surface mean variables
23   USE sbcana          ! surface boundary condition: analytical formulation
24   USE sbcflx          ! surface boundary condition: flux formulation
25   USE sbcblk_clio     ! surface boundary condition: bulk formulation : CLIO
26   USE sbcblk_core     ! surface boundary condition: bulk formulation : CORE
27   USE sbcice_if       ! surface boundary condition: ice-if sea-ice model
28   USE sbcice_lim      ! surface boundary condition: LIM sea-ice model
29   USE sbccpl          ! surface boundary condition: coupled florulation
30   USE sbcssr          ! surface boundary condition: sea surface restoring
31   USE sbcrnf          ! surface boundary condition: runoffs
32   USE sbcfwb          ! surface boundary condition: freshwater budget
33   USE closea          ! closed sea
34
35   USE prtctl          ! Print control                    (prt_ctl routine)
36   USE restart         ! ocean restart
37   USE iom
38   USE in_out_manager  ! I/O manager
39
40   IMPLICIT NONE
41   PRIVATE
42
43   PUBLIC   sbc        ! routine called by step.F90
44   
45   !! * namsbc namelist (public variables)
46!!gm defined in sbc_oce   INTEGER , PUBLIC ::   nn_fsbc                 !: frequency of surface boundary condition computation
47   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_ana      = .FALSE.   !: analytical boundary condition flag
48   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_flx      = .FALSE.   !: flux      formulation
49   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_blk_clio = .FALSE.   !: CLIO bulk formulation
50   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_blk_core = .FALSE.   !: CORE bulk formulation
51   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_cpl      = .FALSE.   !: coupled   formulation (overwritten by key_sbc_coupled )
52   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_dm2dc    = .FALSE.   !: Daily mean to Diurnal Cycle short wave (qsr)
53   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_rnf      = .FALSE.   !: runoffs / runoff mouths
54   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_ssr      = .FALSE.   !: Sea Surface restoring on SST and/or SSS     
55   INTEGER , PUBLIC ::   nn_ice      = 0         !: flag on ice in the surface boundary condition (=0/1/2)
56   INTEGER , PUBLIC ::   nn_fwb      = 0         !: type of FreshWater Budget control (=0/1/2)
57   NAMELIST/namsbc/ nn_fsbc, ln_ana, ln_flx, ln_blk_clio, ln_blk_core, ln_cpl,   &
58      &             nn_ice , ln_rnf, ln_ssr, nn_fwb
59
60   INTEGER ::   nsbc   ! type of surface boundary condition (deduced from namsbc informations)
61   INTEGER ::   nice   ! type of ice in the surface boundary condition (deduced from namsbc informations)
62     
63   !! * Substitutions
64#  include "domzgr_substitute.h90"
65   !!----------------------------------------------------------------------
66   !!   OPA 9.0 , LOCEAN-IPSL (2006)
67   !! $Header: $
68   !! Software governed by the CeCILL licence (modipsl/doc/NEMO_CeCILL.txt)
69   !!----------------------------------------------------------------------
70
71CONTAINS
72
73   SUBROUTINE sbc_init
74      !!---------------------------------------------------------------------
75      !!                    ***  ROUTINE sbc_init ***
76      !!
77      !! ** Purpose :   Initialisation of the ocean surface boundary computation
78      !!
79      !! ** Method  :   Read the namsbc namelist and set derived parameters
80      !!
81      !! ** Action  : - read namsbc parameters
82      !!              - nsbc: type of sbc
83      !!----------------------------------------------------------------------
84      INTEGER ::   icpt      ! temporary integer
85      !!----------------------------------------------------------------------
86
87      IF(lwp) THEN
88         WRITE(numout,*)
89         WRITE(numout,*) 'sbc_init : surface boundary condition setting'
90         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~ '
91      ENDIF
92
93      REWIND ( numnam )                   ! Read Namelist namsbc
94      READ   ( numnam, namsbc )
95
96      ! overwrite namelist parameter using CPP key information
97!!gmhere no overwrite, test all option via namelist change: require more incore memory
98!!gm  IF( lk_sbc_cpl       ) THEN   ;   ln_cpl      = .TRUE.   ;   ELSE   ;   ln_cpl      = .FALSE.   ;   ENDIF
99      IF( lk_ice_lim       )            nn_ice      = 2
100      IF( cp_cfg == 'gyre' ) THEN
101          ln_ana      = .TRUE.   
102          nn_ice      =   0
103      ENDIF
104     
105      ! Control print
106      IF(lwp) THEN
107         WRITE(numout,*) '        Namelist namsbc (overwritten using CPP key defined)'
108         WRITE(numout,*) '           frequency update of sbc (and ice)             nn_fsbc     = ', nn_fsbc
109         WRITE(numout,*) '           Type of sbc : '
110         WRITE(numout,*) '              analytical formulation                     ln_ana      = ', ln_ana
111         WRITE(numout,*) '              flux       formulation                     ln_flx      = ', ln_flx
112         WRITE(numout,*) '              CLIO bulk  formulation                     ln_blk_clio = ', ln_blk_clio
113         WRITE(numout,*) '              CLIO bulk  formulation                     ln_blk_core = ', ln_blk_core
114         WRITE(numout,*) '              coupled    formulation (T if key_sbc_cpl)  ln_cpl      = ', ln_cpl
115         WRITE(numout,*) '           Misc. options of sbc : '
116         WRITE(numout,*) '              ice management in the sbc (=0/1/2)         nn_ice      = ', nn_ice 
117         WRITE(numout,*) '              daily mean to diurnal cycle qsr            ln_dm2dc    = ', ln_dm2dc 
118         WRITE(numout,*) '              runoff / runoff mouths                     ln_rnf      = ', ln_rnf
119         WRITE(numout,*) '              Sea Surface Restoring on SST and/or SSS    ln_ssr      = ', ln_ssr
120         WRITE(numout,*) '              FreshWater Budget control  (=0/1/2)        nn_fwb      = ', nn_fwb
121         WRITE(numout,*) '              closed sea (=0/1) (set in namdom)          nclosea     = ', nclosea
122      ENDIF
123
124      ! Check consistancy   !!gm mixture of real and integer : coding to be changed....
125
126      IF( .NOT. ln_rnf )   nn_runoff = 0      ! no runoff, or runoff mouths
127
128      IF( MOD( rday, nn_fsbc*rdt ) /= 0 ) THEN
129         IF(lwp) WRITE(numout,*)
130         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'W A R N I N G :  nn_fsbc is NOT a multiple of the number of time steps in a day'
131         IF(lwp) WRITE(numout,*) ' '
132         nwarn = nwarn + 1
133      ENDIF
134
135      IF( nn_ice == 2 .AND. .NOT.( ln_blk_clio .OR. ln_blk_core ) )   &
136         &   CALL ctl_stop( 'sbc_init: sea-ice model requires a bulk formulation' )
137     
138      ! Choice of the Surface Boudary Condition (set nsbc)
139      icpt = 0
140      IF( ln_ana          ) THEN   ;   nsbc =  1   ; icpt = icpt + 1   ;   ENDIF       ! analytical      formulation
141      IF( ln_flx          ) THEN   ;   nsbc =  2   ; icpt = icpt + 1   ;   ENDIF       ! flux            formulation
142      IF( ln_blk_clio     ) THEN   ;   nsbc =  3   ; icpt = icpt + 1   ;   ENDIF       ! CLIO bulk       formulation
143      IF( ln_blk_core     ) THEN   ;   nsbc =  4   ; icpt = icpt + 1   ;   ENDIF       ! CORE bulk       formulation
144      IF( ln_cpl          ) THEN   ;   nsbc =  5   ; icpt = icpt + 1   ;   ENDIF       ! Coupled         formulation
145      IF( cp_cfg == 'gyre') THEN   ;   nsbc =  0                       ;   ENDIF       ! GYRE analytical formulation
146      IF( lk_esopa        )            nsbc = -1                                       ! esopa test, ALL formulations
147
148      IF( icpt /= 1 .AND. .NOT.lk_esopa ) THEN
149         WRITE(numout,*)
150         WRITE(numout,*) '           E R R O R in setting the sbc, one and only one namelist/CPP key option '
151         WRITE(numout,*) '                     must be choosen. You choose ', icpt, ' option(s)'
152         WRITE(numout,*) '                     We stop'
153         nstop = nstop + 1
154      ENDIF
155      IF(lwp) THEN
156         WRITE(numout,*)
157         IF( nsbc == -1 )   WRITE(numout,*) '              ESOPA test All surface boundary conditions'
158         IF( nsbc ==  0 )   WRITE(numout,*) '              GYRE analytical formulation'
159         IF( nsbc ==  1 )   WRITE(numout,*) '              analytical formulation'
160         IF( nsbc ==  2 )   WRITE(numout,*) '              flux formulation'
161         IF( nsbc ==  3 )   WRITE(numout,*) '              CLIO bulk formulation'
162         IF( nsbc ==  4 )   WRITE(numout,*) '              CORE bulk formulation'
163         IF( nsbc ==  5 )   WRITE(numout,*) '              coupled formulation'
164      ENDIF
165      !
166   END SUBROUTINE sbc_init
167
168
169   SUBROUTINE sbc( kt )
170      !!---------------------------------------------------------------------
171      !!                    ***  ROUTINE sbc  ***
172      !!             
173      !! ** Purpose :   provide at each time-step the ocean surface boundary
174      !!                condition (momentum, heat and freshwater fluxes)
175      !!
176      !! ** Method  :   blah blah  to be written ?????????
177      !!                CAUTION : never mask the surface stress field (tke sbc)
178      !!
179      !! ** Action  : - set the ocean surface boundary condition, i.e. 
180      !!                utau, vtau, qns, qsr, emp, emps, qrp, erp
181      !!----------------------------------------------------------------------
182      INTEGER, INTENT(in) ::   kt       ! ocean time step
183      !!---------------------------------------------------------------------
184
185      IF( kt == nit000 )   CALL sbc_init         ! Read namsbc namelist : surface module
186
187      ! ocean to sbc mean sea surface variables (ss._m)
188      ! ---------------------------------------
189      CALL sbc_ssm( kt )                         ! sea surface mean currents (at U- and V-points),
190      !                                          ! temperature and salinity (at T-point) over nf_sbc time-step
191      !                                          ! (i.e. sst_m, sss_m, ssu_m, ssv_m)
192
193!!gm  add a flag on nn_fsbc frequency ?????  except the diurnal cycle!
194!!    IF( MOD( kt - 1, nn_fsbc ) == 0 ) THEN
195
196
197      ! sbc formulation
198      ! ---------------
199         
200      SELECT CASE( nsbc )                        ! Compute ocean surface boundary condition
201      !                                          ! (i.e. utau,vtau, qns, qsr, emp, emps)
202      CASE(  0 )   ;   CALL sbc_gyre    ( kt )      ! analytical formulation : GYRE configuration
203      CASE(  1 )   ;   CALL sbc_ana     ( kt )      ! analytical formulation : uniform sbc
204      CASE(  2 )   ;   CALL sbc_flx     ( kt )      ! flux formulation
205      CASE(  3 )   ;   CALL sbc_blk_clio( kt )      ! bulk formulation : CLIO for the ocean
206      CASE(  4 )   ;   CALL sbc_blk_core( kt )      ! bulk formulation : CORE for the ocean
207      CASE(  5 )   ;   CALL sbc_cpl     ( kt )      ! coupled formulation
208      CASE( -1 )                               
209         ;             CALL sbc_ana     ( kt )      ! ESOPA, test ALL the formulations
210         ;             CALL sbc_gyre    ( kt )
211         ;             CALL sbc_flx     ( kt )
212         ;             CALL sbc_blk_clio( kt )
213         ;             CALL sbc_blk_core( kt )
214         ;             CALL sbc_cpl     ( kt )
215      END SELECT
216
217      ! Misc. Options
218      ! -------------
219
220!!gm  IF( ln_dm2dc       )   CALL sbc_dcy( kt )                 ! Daily mean qsr distributed over the Diurnal Cycle
221     
222      SELECT CASE( nn_ice )                                     ! Update sbc over ice-covered areas
223      CASE(  1 )   ;         CALL sbc_ice_if ( kt )                  ! Ice-cover climatology ("Ice-if" model)
224         !                                                           ! (update heat and freshwater fluxes)
225      CASE(  2 )   ;         CALL sbc_ice_lim( kt, nsbc )            ! LIM ice model
226      END SELECT                                                     ! (update all fluxes using bulk + LIM)
227
228      IF( ln_ssr         )   CALL sbc_ssr( kt )                 ! add SST/SSS damping term
229
230      IF( ln_rnf         )   CALL sbc_rnf( kt )                 ! add runoffs to fresh water fluxes
231 
232      IF( nn_fwb    /= 0 )   CALL sbc_fwb( kt, nn_fwb, nn_fsbc )         ! control the freshwater budget
233
234      IF( nclosea == 1 )   CALL sbc_clo( kt )                   ! treatment of closed sea in the model domain
235      !                                                         ! (update freshwater fluxes)
236      !
237      IF(ln_ctl) THEN         ! print mean trends (used for debugging)
238         CALL prt_ctl(tab2d_1=emp    , clinfo1=' emp  - : ', mask1=tmask, ovlap=1)
239         CALL prt_ctl(tab2d_1=emps   , clinfo1=' emps - : ', mask1=tmask, ovlap=1)
240         CALL prt_ctl(tab2d_1=qns    , clinfo1=' qns  - : ', mask1=tmask, ovlap=1)
241         CALL prt_ctl(tab2d_1=qsr    , clinfo1=' qsr  - : ', mask1=tmask, ovlap=1)
242         CALL prt_ctl(tab3d_1=tmask  , clinfo1=' tmask  : ', mask1=tmask, ovlap=1, kdim=jpk)
243         CALL prt_ctl(tab3d_1=tn     , clinfo1=' sst  - : ', mask1=tmask, ovlap=1, kdim=1)
244         CALL prt_ctl(tab3d_1=sn     , clinfo1=' sss  - : ', mask1=tmask, ovlap=1, kdim=1)
245         CALL prt_ctl(tab2d_1=utau   , clinfo1=' utau - : ', tab2d_2=vtau, clinfo2=' vtau - : ', ovlap=1)
246      ENDIF
247
248!!gm
249!!    ENDIF
250!!gm
251      !
252   END SUBROUTINE sbc
253
254   !!======================================================================
255END MODULE sbcmod
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.