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.
limupdate1.F90 in trunk/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_3 – NEMO

source: trunk/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_3/limupdate1.F90 @ 4765

Last change on this file since 4765 was 4688, checked in by clem, 10 years ago

new version of LIM3 with perfect conservation of heat, see ticket #1352
File size: 12.3 KB
Line 
1MODULE limupdate1
2   !!======================================================================
3   !!                     ***  MODULE  limupdate1  ***
4   !!   LIM-3 : Update of sea-ice global variables at the end of the time step
5   !!======================================================================
6   !! History :  3.0  !  2006-04  (M. Vancoppenolle) Original code
7   !!            3.6  !  2014-06  (C. Rousset)       Complete rewriting/cleaning
8   !!----------------------------------------------------------------------
9#if defined key_lim3
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   !!   'key_lim3'                                      LIM3 sea-ice model
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!    lim_update1   : computes update of sea-ice global variables from trend terms
14   !!----------------------------------------------------------------------
15   USE limrhg          ! ice rheology
16
17   USE dom_oce
18   USE oce             ! dynamics and tracers variables
19   USE in_out_manager
20   USE sbc_oce         ! Surface boundary condition: ocean fields
21   USE sbc_ice         ! Surface boundary condition: ice fields
22   USE dom_ice
23   USE phycst          ! physical constants
24   USE ice
25   USE limdyn
26   USE limtrp
27   USE limthd
28   USE limsbc
29   USE limdiahsb
30   USE limwri
31   USE limrst
32   USE thd_ice         ! LIM thermodynamic sea-ice variables
33   USE par_ice
34   USE limitd_th
35   USE limitd_me
36   USE limvar
37   USE prtctl           ! Print control
38   USE lbclnk           ! lateral boundary condition - MPP exchanges
39   USE wrk_nemo         ! work arrays
40   USE lib_fortran     ! glob_sum
41   USE in_out_manager   ! I/O manager
42   USE iom              ! I/O manager
43   USE lib_mpp          ! MPP library
44   USE timing          ! Timing
45   USE limcons        ! conservation tests
46
47   IMPLICIT NONE
48   PRIVATE
49
50   PUBLIC   lim_update1   ! routine called by ice_step
51
52      REAL(wp)  ::   epsi10 = 1.e-10_wp   !    -       -
53         
54   !! * Substitutions
55#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
56   !!----------------------------------------------------------------------
57   !! NEMO/LIM3 4.0 , UCL - NEMO Consortium (2011)
58   !! $Id: limupdate.F90 3294 2012-01-28 16:44:18Z rblod $
59   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
60   !!----------------------------------------------------------------------
61CONTAINS
62
63   SUBROUTINE lim_update1
64      !!-------------------------------------------------------------------
65      !!               ***  ROUTINE lim_update1  ***
66      !!               
67      !! ** Purpose :  Computes update of sea-ice global variables at
68      !!               the end of the dynamics.
69      !!               
70      !!---------------------------------------------------------------------
71      INTEGER  ::   ji, jj, jk, jl, jm    ! dummy loop indices
72      INTEGER  ::   jbnd1, jbnd2
73      INTEGER  ::   i_ice_switch
74      REAL(wp) ::   zsal
75      !
76      REAL(wp) :: zvi_b, zsmv_b, zei_b, zfs_b, zfw_b, zft_b 
77      !!-------------------------------------------------------------------
78      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('limupdate1')
79
80      IF( ln_limdyn ) THEN 
81
82      ! conservation test
83      IF( ln_limdiahsb ) CALL lim_cons_hsm(0, 'limupdate1', zvi_b, zsmv_b, zei_b, zfw_b, zfs_b, zft_b)
84
85      !-----------------
86      ! zap small values
87      !-----------------
88      CALL lim_itd_me_zapsmall
89
90      CALL lim_var_glo2eqv
91     
92      !----------------------------------------------------
93      ! Rebin categories with thickness out of bounds
94      !----------------------------------------------------
95      DO jm = 1, jpm
96         jbnd1 = ice_cat_bounds(jm,1)
97         jbnd2 = ice_cat_bounds(jm,2)
98         IF (ice_ncat_types(jm) .GT. 1 )   CALL lim_itd_th_reb(jbnd1, jbnd2, jm)
99      END DO
100
101      at_i(:,:) = 0._wp
102      DO jl = 1, jpl
103         at_i(:,:) = a_i(:,:,jl) + at_i(:,:)
104      END DO
105
106      !----------------------------------------------------
107      ! ice concentration should not exceed amax
108      !-----------------------------------------------------
109      DO jl  = 1, jpl
110         DO jj = 1, jpj
111            DO ji = 1, jpi
112               IF( at_i(ji,jj) > amax .AND. a_i(ji,jj,jl) > 0._wp ) THEN
113                  a_i(ji,jj,jl)  = a_i(ji,jj,jl) * ( 1._wp - ( 1._wp - amax / at_i(ji,jj) ) )
114                  ht_i(ji,jj,jl) = v_i(ji,jj,jl) / a_i(ji,jj,jl)
115               ENDIF
116            END DO
117         END DO
118      END DO
119
120      at_i(:,:) = 0._wp
121      DO jl = 1, jpl
122         at_i(:,:) = a_i(:,:,jl) + at_i(:,:)
123      END DO
124   
125      ! --------------------------------------
126      ! Final thickness distribution rebinning
127      ! --------------------------------------
128      DO jm = 1, jpm
129         jbnd1 = ice_cat_bounds(jm,1)
130         jbnd2 = ice_cat_bounds(jm,2)
131         IF (ice_ncat_types(jm) .GT. 1 ) CALL lim_itd_th_reb(jbnd1, jbnd2, jm)
132         IF (ice_ncat_types(jm) .EQ. 1 ) THEN
133         ENDIF
134      END DO
135
136      !-----------------
137      ! zap small values
138      !-----------------
139      CALL lim_itd_me_zapsmall
140
141      !---------------------
142      ! Ice salinity bounds
143      !---------------------
144      IF (  num_sal == 2  ) THEN
145         DO jl = 1, jpl
146            DO jj = 1, jpj 
147               DO ji = 1, jpi
148                  zsal            = smv_i(ji,jj,jl)
149                  smv_i(ji,jj,jl) = sm_i(ji,jj,jl) * v_i(ji,jj,jl)
150                  ! salinity stays in bounds
151                  i_ice_switch    = 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, - v_i(ji,jj,jl) ) )
152                  smv_i(ji,jj,jl) = i_ice_switch * MAX( MIN( s_i_max * v_i(ji,jj,jl), smv_i(ji,jj,jl) ), s_i_min * v_i(ji,jj,jl) )
153                  ! associated salt flux
154                  sfx_res(ji,jj) = sfx_res(ji,jj) - ( smv_i(ji,jj,jl) - zsal ) * rhoic * r1_rdtice
155               END DO
156            END DO
157         END DO
158      ENDIF
159
160      ! -------------------------------------------------
161      ! Diagnostics
162      ! -------------------------------------------------
163      d_u_ice_dyn(:,:)     = u_ice(:,:)     - old_u_ice(:,:)
164      d_v_ice_dyn(:,:)     = v_ice(:,:)     - old_v_ice(:,:)
165      d_a_i_trp  (:,:,:)   = a_i  (:,:,:)   - old_a_i  (:,:,:)
166      d_v_s_trp  (:,:,:)   = v_s  (:,:,:)   - old_v_s  (:,:,:) 
167      d_v_i_trp  (:,:,:)   = v_i  (:,:,:)   - old_v_i  (:,:,:)   
168      d_e_s_trp  (:,:,:,:) = e_s  (:,:,:,:) - old_e_s  (:,:,:,:) 
169      d_e_i_trp  (:,:,1:nlay_i,:) = e_i  (:,:,1:nlay_i,:) - old_e_i(:,:,1:nlay_i,:)
170      d_oa_i_trp (:,:,:)   = oa_i (:,:,:)   - old_oa_i (:,:,:)
171      d_smv_i_trp(:,:,:)   = 0._wp
172      IF(  num_sal == 2  ) d_smv_i_trp(:,:,:) = smv_i(:,:,:) - old_smv_i(:,:,:)
173
174      ! conservation test
175      IF( ln_limdiahsb ) CALL lim_cons_hsm(1, 'limupdate1', zvi_b, zsmv_b, zei_b, zfw_b, zfs_b, zft_b)
176
177      IF(ln_ctl) THEN   ! Control print
178         CALL prt_ctl_info(' ')
179         CALL prt_ctl_info(' - Cell values : ')
180         CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~~~~~~~ ')
181         CALL prt_ctl(tab2d_1=area       , clinfo1=' lim_update1  : cell area   :')
182         CALL prt_ctl(tab2d_1=at_i       , clinfo1=' lim_update1  : at_i        :')
183         CALL prt_ctl(tab2d_1=vt_i       , clinfo1=' lim_update1  : vt_i        :')
184         CALL prt_ctl(tab2d_1=vt_s       , clinfo1=' lim_update1  : vt_s        :')
185         CALL prt_ctl(tab2d_1=strength   , clinfo1=' lim_update1  : strength    :')
186         CALL prt_ctl(tab2d_1=u_ice      , clinfo1=' lim_update1  : u_ice       :', tab2d_2=v_ice      , clinfo2=' v_ice       :')
187         CALL prt_ctl(tab2d_1=d_u_ice_dyn, clinfo1=' lim_update1  : d_u_ice_dyn :', tab2d_2=d_v_ice_dyn, clinfo2=' d_v_ice_dyn :')
188         CALL prt_ctl(tab2d_1=old_u_ice  , clinfo1=' lim_update1  : old_u_ice   :', tab2d_2=old_v_ice  , clinfo2=' old_v_ice   :')
189
190         DO jl = 1, jpl
191            CALL prt_ctl_info(' ')
192            CALL prt_ctl_info(' - Category : ', ivar1=jl)
193            CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~~~~')
194            CALL prt_ctl(tab2d_1=ht_i       (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update1  : ht_i        : ')
195            CALL prt_ctl(tab2d_1=ht_s       (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update1  : ht_s        : ')
196            CALL prt_ctl(tab2d_1=t_su       (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update1  : t_su        : ')
197            CALL prt_ctl(tab2d_1=t_s        (:,:,1,jl)      , clinfo1= ' lim_update1  : t_snow      : ')
198            CALL prt_ctl(tab2d_1=sm_i       (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update1  : sm_i        : ')
199            CALL prt_ctl(tab2d_1=o_i        (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update1  : o_i         : ')
200            CALL prt_ctl(tab2d_1=a_i        (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update1  : a_i         : ')
201            CALL prt_ctl(tab2d_1=old_a_i    (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update1  : old_a_i     : ')
202            CALL prt_ctl(tab2d_1=d_a_i_trp  (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update1  : d_a_i_trp   : ')
203            CALL prt_ctl(tab2d_1=v_i        (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update1  : v_i         : ')
204            CALL prt_ctl(tab2d_1=old_v_i    (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update1  : old_v_i     : ')
205            CALL prt_ctl(tab2d_1=d_v_i_trp  (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update1  : d_v_i_trp   : ')
206            CALL prt_ctl(tab2d_1=v_s        (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update1  : v_s         : ')
207            CALL prt_ctl(tab2d_1=old_v_s    (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update1  : old_v_s     : ')
208            CALL prt_ctl(tab2d_1=d_v_s_trp  (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update1  : d_v_s_trp   : ')
209            CALL prt_ctl(tab2d_1=e_i        (:,:,1,jl)/1.0e9, clinfo1= ' lim_update1  : e_i1        : ')
210            CALL prt_ctl(tab2d_1=old_e_i    (:,:,1,jl)/1.0e9, clinfo1= ' lim_update1  : old_e_i1    : ')
211            CALL prt_ctl(tab2d_1=d_e_i_trp  (:,:,1,jl)/1.0e9, clinfo1= ' lim_update1  : de_i1_trp   : ')
212            CALL prt_ctl(tab2d_1=e_i        (:,:,2,jl)/1.0e9, clinfo1= ' lim_update1  : e_i2        : ')
213            CALL prt_ctl(tab2d_1=old_e_i    (:,:,2,jl)/1.0e9, clinfo1= ' lim_update1  : old_e_i2    : ')
214            CALL prt_ctl(tab2d_1=d_e_i_trp  (:,:,2,jl)/1.0e9, clinfo1= ' lim_update1  : de_i2_trp   : ')
215            CALL prt_ctl(tab2d_1=e_s        (:,:,1,jl)      , clinfo1= ' lim_update1  : e_snow      : ')
216            CALL prt_ctl(tab2d_1=old_e_s    (:,:,1,jl)      , clinfo1= ' lim_update1  : old_e_snow  : ')
217            CALL prt_ctl(tab2d_1=d_e_s_trp  (:,:,1,jl)/1.0e9, clinfo1= ' lim_update1  : d_e_s_trp   : ')
218            CALL prt_ctl(tab2d_1=smv_i      (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update1  : smv_i       : ')
219            CALL prt_ctl(tab2d_1=old_smv_i  (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update1  : old_smv_i   : ')
220            CALL prt_ctl(tab2d_1=d_smv_i_trp(:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update1  : d_smv_i_trp : ')
221            CALL prt_ctl(tab2d_1=oa_i       (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update1  : oa_i        : ')
222            CALL prt_ctl(tab2d_1=old_oa_i   (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update1  : old_oa_i    : ')
223            CALL prt_ctl(tab2d_1=d_oa_i_trp (:,:,jl)        , clinfo1= ' lim_update1  : d_oa_i_trp  : ')
224
225            DO jk = 1, nlay_i
226               CALL prt_ctl_info(' - Layer : ', ivar1=jk)
227               CALL prt_ctl(tab2d_1=t_i(:,:,jk,jl) , clinfo1= ' lim_update1  : t_i       : ')
228            END DO
229         END DO
230
231         CALL prt_ctl_info(' ')
232         CALL prt_ctl_info(' - Heat / FW fluxes : ')
233         CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ')
234         CALL prt_ctl(tab2d_1=sst_m  , clinfo1= ' lim_update1 : sst   : ', tab2d_2=sss_m     , clinfo2= ' sss       : ')
235
236         CALL prt_ctl_info(' ')
237         CALL prt_ctl_info(' - Stresses : ')
238         CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~~~~ ')
239         CALL prt_ctl(tab2d_1=utau       , clinfo1= ' lim_update1 : utau      : ', tab2d_2=vtau       , clinfo2= ' vtau      : ')
240         CALL prt_ctl(tab2d_1=utau_ice   , clinfo1= ' lim_update1 : utau_ice  : ', tab2d_2=vtau_ice   , clinfo2= ' vtau_ice  : ')
241         CALL prt_ctl(tab2d_1=u_oce      , clinfo1= ' lim_update1 : u_oce     : ', tab2d_2=v_oce      , clinfo2= ' v_oce     : ')
242      ENDIF
243   
244      ENDIF ! ln_limdyn
245
246      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('limupdate1')
247   END SUBROUTINE lim_update1
248#else
249   !!----------------------------------------------------------------------
250   !!   Default option         Empty Module               No sea-ice model
251   !!----------------------------------------------------------------------
252CONTAINS
253   SUBROUTINE lim_update1     ! Empty routine
254   END SUBROUTINE lim_update1
255
256#endif
257
258END MODULE limupdate1
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.