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asminc.F90 in trunk/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/ASM – NEMO

source: trunk/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/ASM/asminc.F90 @ 4070

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#1087: Bug fix to freezing temperature used in ASM code.

  • Property svn:keywords set to Id
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RevLine 
[2128]1MODULE asminc
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE asminc  ***
4   !! Assimilation increment : Apply an increment generated by data
5   !!                          assimilation
6   !!======================================================================
[2392]7   !! History :       ! 2007-03  (M. Martin)  Met Office version
8   !!                 ! 2007-04  (A. Weaver)  calc_date original code
9   !!                 ! 2007-04  (A. Weaver)  Merge with OPAVAR/NEMOVAR
10   !!   NEMO     3.3  ! 2010-05  (D. Lea)  Update to work with NEMO v3.2
11   !!             -   ! 2010-05  (D. Lea)  add calc_month_len routine based on day_init
[3764]12   !!            3.4  ! 2012-10  (A. Weaver and K. Mogensen) Fix for direct initialization
[2392]13   !!----------------------------------------------------------------------
[2128]14
15   !!----------------------------------------------------------------------
[3785]16   !!   'key_asminc'   : Switch on the assimilation increment interface
[2128]17   !!----------------------------------------------------------------------
[3785]18   !!   asm_inc_init   : Initialize the increment arrays and IAU weights
19   !!   calc_date      : Compute the calendar date YYYYMMDD on a given step
20   !!   tra_asm_inc    : Apply the tracer (T and S) increments
21   !!   dyn_asm_inc    : Apply the dynamic (u and v) increments
22   !!   ssh_asm_inc    : Apply the SSH increment
23   !!   seaice_asm_inc : Apply the seaice increment
[2128]24   !!----------------------------------------------------------------------
[3294]25   USE wrk_nemo         ! Memory Allocation
[2392]26   USE par_oce          ! Ocean space and time domain variables
27   USE dom_oce          ! Ocean space and time domain
[3785]28   USE domvvl           ! domain: variable volume level
[2392]29   USE oce              ! Dynamics and active tracers defined in memory
[3294]30   USE ldfdyn_oce       ! ocean dynamics: lateral physics
[2392]31   USE eosbn2           ! Equation of state - in situ and potential density
32   USE zpshde           ! Partial step : Horizontal Derivative
33   USE iom              ! Library to read input files
34   USE asmpar           ! Parameters for the assmilation interface
[2435]35   USE c1d              ! 1D initialization
[2715]36   USE in_out_manager   ! I/O manager
[3764]37   USE lib_mpp          ! MPP library
38#if defined key_lim2
39   USE ice_2            ! LIM2
40#endif
41   USE sbc_oce          ! Surface boundary condition variables.
[2128]42
43   IMPLICIT NONE
44   PRIVATE
[2392]45   
46   PUBLIC   asm_inc_init   !: Initialize the increment arrays and IAU weights
47   PUBLIC   calc_date      !: Compute the calendar date YYYYMMDD on a given step
48   PUBLIC   tra_asm_inc    !: Apply the tracer (T and S) increments
49   PUBLIC   dyn_asm_inc    !: Apply the dynamic (u and v) increments
50   PUBLIC   ssh_asm_inc    !: Apply the SSH increment
[3764]51   PUBLIC   seaice_asm_inc !: Apply the seaice increment
[2128]52
53#if defined key_asminc
[2392]54    LOGICAL, PUBLIC, PARAMETER :: lk_asminc = .TRUE.   !: Logical switch for assimilation increment interface
[2128]55#else
[2392]56    LOGICAL, PUBLIC, PARAMETER :: lk_asminc = .FALSE.  !: No assimilation increments
[2128]57#endif
58   LOGICAL, PUBLIC :: ln_bkgwri = .FALSE. !: No output of the background state fields
59   LOGICAL, PUBLIC :: ln_asmiau = .FALSE. !: No applying forcing with an assimilation increment
60   LOGICAL, PUBLIC :: ln_asmdin = .FALSE. !: No direct initialization
61   LOGICAL, PUBLIC :: ln_trainc = .FALSE. !: No tracer (T and S) assimilation increments
62   LOGICAL, PUBLIC :: ln_dyninc = .FALSE. !: No dynamics (u and v) assimilation increments
63   LOGICAL, PUBLIC :: ln_sshinc = .FALSE. !: No sea surface height assimilation increment
[3764]64   LOGICAL, PUBLIC :: ln_seaiceinc = .FALSE. !: No sea ice concentration increment
[2128]65   LOGICAL, PUBLIC :: ln_salfix = .FALSE. !: Apply minimum salinity check
[3764]66   LOGICAL, PUBLIC :: ln_temnofreeze = .FALSE. !: Don't allow the temperature to drop below freezing
[3294]67   INTEGER, PUBLIC :: nn_divdmp = 0       !: Apply divergence damping filter nn_divdmp times
[2128]68
[2392]69   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::   t_bkg   , s_bkg      !: Background temperature and salinity
70   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::   u_bkg   , v_bkg      !: Background u- & v- velocity components
71   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::   t_bkginc, s_bkginc   !: Increment to the background T & S
72   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::   u_bkginc, v_bkginc   !: Increment to the u- & v-components
73   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:)    , ALLOCATABLE ::   wgtiau               !: IAU weights for each time step
[2128]74#if defined key_asminc
[2392]75   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::   ssh_iau           !: IAU-weighted sea surface height increment
[2128]76#endif
[2392]77   !                                !!! time steps relative to the cycle interval [0,nitend-nit000-1]
78   INTEGER , PUBLIC ::   nitbkg      !: Time step of the background state used in the Jb term
79   INTEGER , PUBLIC ::   nitdin      !: Time step of the background state for direct initialization
80   INTEGER , PUBLIC ::   nitiaustr   !: Time step of the start of the IAU interval
81   INTEGER , PUBLIC ::   nitiaufin   !: Time step of the end of the IAU interval
82   !
83   INTEGER , PUBLIC ::   niaufn      !: Type of IAU weighing function: = 0   Constant weighting
84   !                                 !: = 1   Linear hat-like, centred in middle of IAU interval
85   REAL(wp), PUBLIC ::   salfixmin   !: Ensure that the salinity is larger than this  value if (ln_salfix)
[2128]86
[2392]87   REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::   ssh_bkg, ssh_bkginc   ! Background sea surface height and its increment
[3764]88   REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::   seaice_bkginc         ! Increment to the background sea ice conc
[2128]89
[3294]90   !! * Substitutions
91#  include "domzgr_substitute.h90"
92#  include "ldfdyn_substitute.h90"
93#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
[2287]94   !!----------------------------------------------------------------------
95   !! NEMO/OPA 3.3 , NEMO Consortium (2010)
96   !! $Id$
[2392]97   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
[2287]98   !!----------------------------------------------------------------------
[2128]99CONTAINS
100
101   SUBROUTINE asm_inc_init
102      !!----------------------------------------------------------------------
103      !!                    ***  ROUTINE asm_inc_init  ***
104      !!         
105      !! ** Purpose : Initialize the assimilation increment and IAU weights.
106      !!
107      !! ** Method  : Initialize the assimilation increment and IAU weights.
108      !!
109      !! ** Action  :
110      !!----------------------------------------------------------------------
[3785]111      INTEGER :: ji, jj, jk
[2128]112      INTEGER :: jt
113      INTEGER :: imid
114      INTEGER :: inum
115      INTEGER :: iiauper         ! Number of time steps in the IAU period
116      INTEGER :: icycper         ! Number of time steps in the cycle
117      INTEGER :: iitend_date     ! Date YYYYMMDD of final time step
118      INTEGER :: iitbkg_date     ! Date YYYYMMDD of background time step for Jb term
119      INTEGER :: iitdin_date     ! Date YYYYMMDD of background time step for DI
120      INTEGER :: iitiaustr_date  ! Date YYYYMMDD of IAU interval start time step
121      INTEGER :: iitiaufin_date  ! Date YYYYMMDD of IAU interval final time step
122
123      REAL(wp) :: znorm        ! Normalization factor for IAU weights
124      REAL(wp) :: ztotwgt      ! Value of time-integrated IAU weights
125                               ! (should be equal to one)
126      REAL(wp) :: z_inc_dateb  ! Start date of interval on which increment is valid
127      REAL(wp) :: z_inc_datef  ! End date of interval on which increment is valid
128      REAL(wp) :: zdate_bkg    ! Date in background state file for DI
129      REAL(wp) :: zdate_inc    ! Time axis in increments file
[3294]130
131      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) :: hdiv
[2392]132      !!
[3764]133      NAMELIST/nam_asminc/ ln_bkgwri,                                      &
[2392]134         &                 ln_trainc, ln_dyninc, ln_sshinc,                &
135         &                 ln_asmdin, ln_asmiau,                           &
136         &                 nitbkg, nitdin, nitiaustr, nitiaufin, niaufn,   &
[3764]137         &                 ln_salfix, salfixmin,                &
[3294]138         &                 nn_divdmp
[2392]139      !!----------------------------------------------------------------------
[2128]140
141      !-----------------------------------------------------------------------
142      ! Read Namelist nam_asminc : assimilation increment interface
143      !-----------------------------------------------------------------------
144
145      ! Set default values
146      ln_bkgwri = .FALSE.
147      ln_trainc = .FALSE.
148      ln_dyninc = .FALSE.
149      ln_sshinc = .FALSE.
[3764]150      ln_seaiceinc = .FALSE.
[2128]151      ln_asmdin = .FALSE.
152      ln_asmiau = .TRUE.
153      ln_salfix = .FALSE.
[3764]154      ln_temnofreeze = .FALSE.
[2128]155      salfixmin = -9999
156      nitbkg    = 0
157      nitdin    = 0     
158      nitiaustr = 1
159      nitiaufin = 150      ! = 10 days with ORCA2
160      niaufn    = 0
161
162      REWIND ( numnam )
163      READ   ( numnam, nam_asminc )
164
165      ! Control print
166      IF(lwp) THEN
167         WRITE(numout,*)
168         WRITE(numout,*) 'asm_inc_init : Assimilation increment initialization :'
169         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
[2392]170         WRITE(numout,*) '   Namelist namasm : set assimilation increment parameters'
171         WRITE(numout,*) '      Logical switch for writing out background state          ln_bkgwri = ', ln_bkgwri
172         WRITE(numout,*) '      Logical switch for applying tracer increments            ln_trainc = ', ln_trainc
173         WRITE(numout,*) '      Logical switch for applying velocity increments          ln_dyninc = ', ln_dyninc
174         WRITE(numout,*) '      Logical switch for applying SSH increments               ln_sshinc = ', ln_sshinc
175         WRITE(numout,*) '      Logical switch for Direct Initialization (DI)            ln_asmdin = ', ln_asmdin
[3764]176         WRITE(numout,*) '      Logical switch for applying sea ice increments        ln_seaiceinc = ', ln_seaiceinc
[2392]177         WRITE(numout,*) '      Logical switch for Incremental Analysis Updating (IAU)   ln_asmiau = ', ln_asmiau
178         WRITE(numout,*) '      Timestep of background in [0,nitend-nit000-1]            nitbkg    = ', nitbkg
179         WRITE(numout,*) '      Timestep of background for DI in [0,nitend-nit000-1]     nitdin    = ', nitdin
180         WRITE(numout,*) '      Timestep of start of IAU interval in [0,nitend-nit000-1] nitiaustr = ', nitiaustr
181         WRITE(numout,*) '      Timestep of end of IAU interval in [0,nitend-nit000-1]   nitiaufin = ', nitiaufin
182         WRITE(numout,*) '      Type of IAU weighting function                           niaufn    = ', niaufn
183         WRITE(numout,*) '      Logical switch for ensuring that the sa > salfixmin      ln_salfix = ', ln_salfix
184         WRITE(numout,*) '      Minimum salinity after applying the increments           salfixmin = ', salfixmin
[2128]185      ENDIF
186
187      nitbkg_r    = nitbkg    + nit000 - 1  ! Background time referenced to nit000
188      nitdin_r    = nitdin    + nit000 - 1  ! Background time for DI referenced to nit000
189      nitiaustr_r = nitiaustr + nit000 - 1  ! Start of IAU interval referenced to nit000
190      nitiaufin_r = nitiaufin + nit000 - 1  ! End of IAU interval referenced to nit000
191
192      iiauper = nitiaufin_r - nitiaustr_r + 1  ! IAU interval length
193      icycper = nitend      - nit000      + 1  ! Cycle interval length
194
195      ! Date of final time step
196      CALL calc_date( nit000, nitend, ndate0, iitend_date )
197
198      ! Background time for Jb referenced to ndate0
199      CALL calc_date( nit000, nitbkg_r, ndate0, iitbkg_date )
200
201      ! Background time for DI referenced to ndate0
202      CALL calc_date( nit000, nitdin_r, ndate0, iitdin_date )
203
204      ! IAU start time referenced to ndate0
205      CALL calc_date( nit000, nitiaustr_r, ndate0, iitiaustr_date )
206
207      ! IAU end time referenced to ndate0
208      CALL calc_date( nit000, nitiaufin_r, ndate0, iitiaufin_date )
209
210      IF(lwp) THEN
211         WRITE(numout,*)
212         WRITE(numout,*) '   Time steps referenced to current cycle:'
213         WRITE(numout,*) '       iitrst      = ', nit000 - 1
214         WRITE(numout,*) '       nit000      = ', nit000
215         WRITE(numout,*) '       nitend      = ', nitend
216         WRITE(numout,*) '       nitbkg_r    = ', nitbkg_r
217         WRITE(numout,*) '       nitdin_r    = ', nitdin_r
218         WRITE(numout,*) '       nitiaustr_r = ', nitiaustr_r
219         WRITE(numout,*) '       nitiaufin_r = ', nitiaufin_r
220         WRITE(numout,*)
221         WRITE(numout,*) '   Dates referenced to current cycle:'
222         WRITE(numout,*) '       ndastp         = ', ndastp
223         WRITE(numout,*) '       ndate0         = ', ndate0
224         WRITE(numout,*) '       iitend_date    = ', iitend_date
225         WRITE(numout,*) '       iitbkg_date    = ', iitbkg_date
226         WRITE(numout,*) '       iitdin_date    = ', iitdin_date
227         WRITE(numout,*) '       iitiaustr_date = ', iitiaustr_date
228         WRITE(numout,*) '       iitiaufin_date = ', iitiaufin_date
229      ENDIF
230
231      IF ( nacc /= 0 ) &
232         & CALL ctl_stop( ' nacc /= 0 and key_asminc :',  &
233         &                ' Assimilation increments have only been implemented', &
234         &                ' for synchronous time stepping' )
235
236      IF ( ( ln_asmdin ).AND.( ln_asmiau ) )   &
237         & CALL ctl_stop( ' ln_asmdin and ln_asmiau :', &
238         &                ' Choose Direct Initialization OR Incremental Analysis Updating')
239
240      IF (      ( ( .NOT. ln_asmdin ).AND.( .NOT. ln_asmiau ) ) &
[3764]241           .AND.( ( ln_trainc ).OR.( ln_dyninc ).OR.( ln_sshinc ) .OR. ( ln_seaiceinc) )) &
242         & CALL ctl_stop( ' One or more of ln_trainc, ln_dyninc, ln_sshinc and ln_seaiceinc is set to .true.', &
[2128]243         &                ' but ln_asmdin and ln_asmiau are both set to .false. :', &
244         &                ' Inconsistent options')
245
246      IF ( ( ln_bkgwri ).AND.( ( ln_asmdin ).OR.( ln_asmiau ) ) )  &
247         & CALL ctl_stop( ' ln_bkgwri and either ln_asmdin or ln_asmiau are set to .true.:', &
248         &                ' The background state must be written before applying the increments')
249
250      IF ( ( niaufn /= 0 ).AND.( niaufn /= 1 ) ) &
251         & CALL ctl_stop( ' niaufn /= 0 or niaufn /=1 :',  &
252         &                ' Type IAU weighting function is invalid')
253
[3764]254      IF ( ( .NOT. ln_trainc ).AND.( .NOT. ln_dyninc ).AND.( .NOT. ln_sshinc ).AND.( .NOT. ln_seaiceinc ) &
[2128]255         &                     )  &
[3764]256         & CALL ctl_warn( ' ln_trainc, ln_dyninc, ln_sshinc and ln_seaiceinc are set to .false. :', &
[2128]257         &                ' The assimilation increments are not applied')
258
259      IF ( ( ln_asmiau ).AND.( nitiaustr == nitiaufin ) ) &
260         & CALL ctl_stop( ' nitiaustr = nitiaufin :',  &
261         &                ' IAU interval is of zero length')
262
263      IF ( ( ln_asmiau ).AND.( ( nitiaustr_r < nit000 ).OR.( nitiaufin_r > nitend ) ) ) &
264         & CALL ctl_stop( ' nitiaustr or nitiaufin :',  &
265         &                ' IAU starting or final time step is outside the cycle interval', &
266         &                 ' Valid range nit000 to nitend')
267
268      IF ( ( nitbkg_r < nit000 - 1 ).OR.( nitbkg_r > nitend ) ) &
269         & CALL ctl_stop( ' nitbkg :',  &
270         &                ' Background time step is outside the cycle interval')
271
272      IF ( ( nitdin_r < nit000 - 1 ).OR.( nitdin_r > nitend ) ) &
273         & CALL ctl_stop( ' nitdin :',  &
274         &                ' Background time step for Direct Initialization is outside', &
275         &                ' the cycle interval')
276
277      IF ( nstop > 0 ) RETURN       ! if there are any errors then go no further
278
279      !--------------------------------------------------------------------
280      ! Initialize the Incremental Analysis Updating weighting function
281      !--------------------------------------------------------------------
282
283      IF ( ln_asmiau ) THEN
284
285         ALLOCATE( wgtiau( icycper ) )
286
287         wgtiau(:) = 0.0
288
289         IF ( niaufn == 0 ) THEN
290
291            !---------------------------------------------------------
292            ! Constant IAU forcing
293            !---------------------------------------------------------
294
295            DO jt = 1, iiauper
296               wgtiau(jt+nitiaustr-1) = 1.0 / REAL( iiauper )
297            END DO
298
299         ELSEIF ( niaufn == 1 ) THEN
300
301            !---------------------------------------------------------
302            ! Linear hat-like, centred in middle of IAU interval
303            !---------------------------------------------------------
304
305            ! Compute the normalization factor
306            znorm = 0.0
307            IF ( MOD( iiauper, 2 ) == 0 ) THEN  ! Even number of time steps in IAU interval
308               imid = iiauper / 2 
309               DO jt = 1, imid
310                  znorm = znorm + REAL( jt )
311               END DO
312               znorm = 2.0 * znorm
313            ELSE                               ! Odd number of time steps in IAU interval
314               imid = ( iiauper + 1 ) / 2       
315               DO jt = 1, imid - 1
316                  znorm = znorm + REAL( jt )
317               END DO
318               znorm = 2.0 * znorm + REAL( imid )
319            ENDIF
320            znorm = 1.0 / znorm
321
322            DO jt = 1, imid - 1
323               wgtiau(jt+nitiaustr-1) = REAL( jt ) * znorm
324            END DO
325            DO jt = imid, iiauper
326               wgtiau(jt+nitiaustr-1) = REAL( iiauper - jt + 1 ) * znorm
327            END DO
328
329         ENDIF
330
331         ! Test that the integral of the weights over the weighting interval equals 1
332          IF(lwp) THEN
333             WRITE(numout,*)
334             WRITE(numout,*) 'asm_inc_init : IAU weights'
335             WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
336             WRITE(numout,*) '             time step         IAU  weight'
337             WRITE(numout,*) '             =========     ====================='
338             ztotwgt = 0.0
339             DO jt = 1, icycper
340                ztotwgt = ztotwgt + wgtiau(jt)
341                WRITE(numout,*) '         ', jt, '       ', wgtiau(jt) 
342             END DO   
343             WRITE(numout,*) '         ==================================='
344             WRITE(numout,*) '         Time-integrated weight = ', ztotwgt
345             WRITE(numout,*) '         ==================================='
346          ENDIF
347         
348      ENDIF
349
350      !--------------------------------------------------------------------
351      ! Allocate and initialize the increment arrays
352      !--------------------------------------------------------------------
353
354      ALLOCATE( t_bkginc(jpi,jpj,jpk) )
355      ALLOCATE( s_bkginc(jpi,jpj,jpk) )
356      ALLOCATE( u_bkginc(jpi,jpj,jpk) )
357      ALLOCATE( v_bkginc(jpi,jpj,jpk) )
358      ALLOCATE( ssh_bkginc(jpi,jpj)   )
[3764]359      ALLOCATE( seaice_bkginc(jpi,jpj))
[2128]360#if defined key_asminc
361      ALLOCATE( ssh_iau(jpi,jpj)      )
362#endif
363      t_bkginc(:,:,:) = 0.0
364      s_bkginc(:,:,:) = 0.0
365      u_bkginc(:,:,:) = 0.0
366      v_bkginc(:,:,:) = 0.0
367      ssh_bkginc(:,:) = 0.0
[3764]368      seaice_bkginc(:,:) = 0.0
[2128]369#if defined key_asminc
370      ssh_iau(:,:)    = 0.0
371#endif
[3764]372      IF ( ( ln_trainc ).OR.( ln_dyninc ).OR.( ln_sshinc ).OR.( ln_seaiceinc ) ) THEN
[2128]373
374         !--------------------------------------------------------------------
375         ! Read the increments from file
376         !--------------------------------------------------------------------
377
378         CALL iom_open( c_asminc, inum )
379
380         CALL iom_get( inum, 'time', zdate_inc ) 
381
382         CALL iom_get( inum, 'z_inc_dateb', z_inc_dateb )
383         CALL iom_get( inum, 'z_inc_datef', z_inc_datef )
384         z_inc_dateb = zdate_inc
385         z_inc_datef = zdate_inc
386
387         IF(lwp) THEN
388            WRITE(numout,*) 
389            WRITE(numout,*) 'asm_inc_init : Assimilation increments valid ', &
390               &            ' between dates ', NINT( z_inc_dateb ),' and ',  &
391               &            NINT( z_inc_datef )
392            WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
393         ENDIF
394
395         IF (     ( NINT( z_inc_dateb ) < ndastp      ) &
396            & .OR.( NINT( z_inc_datef ) > iitend_date ) ) &
397            & CALL ctl_warn( ' Validity time of assimilation increments is ', &
398            &                ' outside the assimilation interval' )
399
400         IF ( ( ln_asmdin ).AND.( NINT( zdate_inc ) /= iitdin_date ) ) &
401            & CALL ctl_warn( ' Validity time of assimilation increments does ', &
402            &                ' not agree with Direct Initialization time' )
403
404         IF ( ln_trainc ) THEN   
405            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckint', t_bkginc, 1 )
406            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckins', s_bkginc, 1 )
407            ! Apply the masks
408            t_bkginc(:,:,:) = t_bkginc(:,:,:) * tmask(:,:,:)
409            s_bkginc(:,:,:) = s_bkginc(:,:,:) * tmask(:,:,:)
410            ! Set missing increments to 0.0 rather than 1e+20
411            ! to allow for differences in masks
412            WHERE( ABS( t_bkginc(:,:,:) ) > 1.0e+10 ) t_bkginc(:,:,:) = 0.0
413            WHERE( ABS( s_bkginc(:,:,:) ) > 1.0e+10 ) s_bkginc(:,:,:) = 0.0
414         ENDIF
415
416         IF ( ln_dyninc ) THEN   
417            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckinu', u_bkginc, 1 )             
418            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckinv', v_bkginc, 1 )             
419            ! Apply the masks
420            u_bkginc(:,:,:) = u_bkginc(:,:,:) * umask(:,:,:)
421            v_bkginc(:,:,:) = v_bkginc(:,:,:) * vmask(:,:,:)
422            ! Set missing increments to 0.0 rather than 1e+20
423            ! to allow for differences in masks
424            WHERE( ABS( u_bkginc(:,:,:) ) > 1.0e+10 ) u_bkginc(:,:,:) = 0.0
425            WHERE( ABS( v_bkginc(:,:,:) ) > 1.0e+10 ) v_bkginc(:,:,:) = 0.0
426         ENDIF
427       
428         IF ( ln_sshinc ) THEN
429            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckineta', ssh_bkginc, 1 )
430            ! Apply the masks
431            ssh_bkginc(:,:) = ssh_bkginc(:,:) * tmask(:,:,1)
432            ! Set missing increments to 0.0 rather than 1e+20
433            ! to allow for differences in masks
434            WHERE( ABS( ssh_bkginc(:,:) ) > 1.0e+10 ) ssh_bkginc(:,:) = 0.0
435         ENDIF
436
[3764]437         IF ( ln_seaiceinc ) THEN
438            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckinseaice', seaice_bkginc, 1 )
439            ! Apply the masks
440            seaice_bkginc(:,:) = seaice_bkginc(:,:) * tmask(:,:,1)
441            ! Set missing increments to 0.0 rather than 1e+20
442            ! to allow for differences in masks
443            WHERE( ABS( seaice_bkginc(:,:) ) > 1.0e+10 ) seaice_bkginc(:,:) = 0.0
444         ENDIF
445
[2128]446         CALL iom_close( inum )
447 
448      ENDIF
449
450      !-----------------------------------------------------------------------
[3294]451      ! Apply divergence damping filter
452      !-----------------------------------------------------------------------
453
454      IF ( ln_dyninc .AND. nn_divdmp > 0 ) THEN
455
[3764]456         CALL wrk_alloc(jpi,jpj,hdiv) 
[3294]457
[3764]458         DO  jt = 1, nn_divdmp
[3294]459
[3764]460            DO jk = 1, jpkm1
[3294]461
[3764]462               hdiv(:,:) = 0._wp
[3294]463
[3764]464               DO jj = 2, jpjm1
465                  DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
466                     hdiv(ji,jj) =   &
467                        (  e2u(ji  ,jj  ) * fse3u(ji  ,jj  ,jk) * u_bkginc(ji  ,jj  ,jk)     &
468                         - e2u(ji-1,jj  ) * fse3u(ji-1,jj  ,jk) * u_bkginc(ji-1,jj  ,jk)     &
469                         + e1v(ji  ,jj  ) * fse3v(ji  ,jj  ,jk) * v_bkginc(ji  ,jj  ,jk)     &
470                         - e1v(ji  ,jj-1) * fse3v(ji  ,jj-1,jk) * v_bkginc(ji  ,jj-1,jk)  )  &
471                         / ( e1t(ji,jj) * e2t(ji,jj) * fse3t(ji,jj,jk) )
472                  END DO
[3294]473               END DO
474
[3764]475               CALL lbc_lnk( hdiv, 'T', 1. )   ! lateral boundary cond. (no sign change)
[3294]476
[3764]477               DO jj = 2, jpjm1
478                  DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
479                     u_bkginc(ji,jj,jk) = u_bkginc(ji,jj,jk) + 0.2_wp * ( e1t(ji+1,jj)*e2t(ji+1,jj) * hdiv(ji+1,jj)   &
480                                                                        - e1t(ji  ,jj)*e2t(ji  ,jj) * hdiv(ji  ,jj) ) &
481                                                                      / e1u(ji,jj) * umask(ji,jj,jk) 
482                     v_bkginc(ji,jj,jk) = v_bkginc(ji,jj,jk) + 0.2_wp * ( e1t(ji,jj+1)*e2t(ji,jj+1) * hdiv(ji,jj+1)   &
483                                                                        - e1t(ji,jj  )*e2t(ji,jj  ) * hdiv(ji,jj  ) ) &
484                                                                      / e2v(ji,jj) * vmask(ji,jj,jk) 
485                  END DO
[3294]486               END DO
[3764]487
[3294]488            END DO
489
[3764]490         END DO
[3294]491
[3764]492         CALL wrk_dealloc(jpi,jpj,hdiv) 
[3294]493
494      ENDIF
495
496
497
498      !-----------------------------------------------------------------------
[2128]499      ! Allocate and initialize the background state arrays
500      !-----------------------------------------------------------------------
501
502      IF ( ln_asmdin ) THEN
503
504         ALLOCATE( t_bkg(jpi,jpj,jpk) )
505         ALLOCATE( s_bkg(jpi,jpj,jpk) )
506         ALLOCATE( u_bkg(jpi,jpj,jpk) )
507         ALLOCATE( v_bkg(jpi,jpj,jpk) )
508         ALLOCATE( ssh_bkg(jpi,jpj)   )
509
510         t_bkg(:,:,:) = 0.0
511         s_bkg(:,:,:) = 0.0
512         u_bkg(:,:,:) = 0.0
513         v_bkg(:,:,:) = 0.0
514         ssh_bkg(:,:) = 0.0
515
516         !--------------------------------------------------------------------
517         ! Read from file the background state at analysis time
518         !--------------------------------------------------------------------
519
520         CALL iom_open( c_asmdin, inum )
521
[3764]522         CALL iom_get( inum, 'rdastp', zdate_bkg ) 
[2128]523       
524         IF(lwp) THEN
525            WRITE(numout,*) 
526            WRITE(numout,*) 'asm_inc_init : Assimilation background state valid at : ', &
527               &  NINT( zdate_bkg )
528            WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
529         ENDIF
530
531         IF ( NINT( zdate_bkg ) /= iitdin_date ) &
532            & CALL ctl_warn( ' Validity time of assimilation background state does', &
533            &                ' not agree with Direct Initialization time' )
534
535         IF ( ln_trainc ) THEN   
536            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'tn', t_bkg )
537            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'sn', s_bkg )
538            t_bkg(:,:,:) = t_bkg(:,:,:) * tmask(:,:,:)
539            s_bkg(:,:,:) = s_bkg(:,:,:) * tmask(:,:,:)
540         ENDIF
541
542         IF ( ln_dyninc ) THEN   
543            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'un', u_bkg )
544            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'vn', v_bkg )
545            u_bkg(:,:,:) = u_bkg(:,:,:) * umask(:,:,:)
546            v_bkg(:,:,:) = v_bkg(:,:,:) * vmask(:,:,:)
547         ENDIF
548       
549         IF ( ln_sshinc ) THEN
550            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'sshn', ssh_bkg )
551            ssh_bkg(:,:) = ssh_bkg(:,:) * tmask(:,:,1)
552         ENDIF
553
554         CALL iom_close( inum )
555
556      ENDIF
[2392]557      !
[2128]558   END SUBROUTINE asm_inc_init
559
[2392]560
[2128]561   SUBROUTINE calc_date( kit000, kt, kdate0, kdate )
562      !!----------------------------------------------------------------------
563      !!                    ***  ROUTINE calc_date  ***
564      !!         
565      !! ** Purpose : Compute the calendar date YYYYMMDD at a given time step.
566      !!
567      !! ** Method  : Compute the calendar date YYYYMMDD at a given time step.
568      !!
569      !! ** Action  :
570      !!----------------------------------------------------------------------
571      INTEGER, INTENT(IN) :: kit000  ! Initial time step
572      INTEGER, INTENT(IN) :: kt      ! Current time step referenced to kit000
573      INTEGER, INTENT(IN) :: kdate0  ! Initial date
574      INTEGER, INTENT(OUT) :: kdate  ! Current date reference to kdate0
[2392]575      !
[2128]576      INTEGER :: iyea0    ! Initial year
577      INTEGER :: imon0    ! Initial month
578      INTEGER :: iday0    ! Initial day
579      INTEGER :: iyea     ! Current year
580      INTEGER :: imon     ! Current month
581      INTEGER :: iday     ! Current day
582      INTEGER :: idaystp  ! Number of days between initial and current date
583      INTEGER :: idaycnt  ! Day counter
584
585      INTEGER, DIMENSION(12) ::   imonth_len    !: length in days of the months of the current year
586
587      !-----------------------------------------------------------------------
588      ! Compute the calendar date YYYYMMDD
589      !-----------------------------------------------------------------------
590
591      ! Initial date
592      iyea0 =   kdate0 / 10000
593      imon0 = ( kdate0 - ( iyea0 * 10000 ) ) / 100
594      iday0 =   kdate0 - ( iyea0 * 10000 ) - ( imon0 * 100 ) 
595
596      ! Check that kt >= kit000 - 1
597      IF ( kt < kit000 - 1 ) CALL ctl_stop( ' kt must be >= kit000 - 1')
598
599      ! If kt = kit000 - 1 then set the date to the restart date
600      IF ( kt == kit000 - 1 ) THEN
601
602         kdate = ndastp
603         RETURN
604
605      ENDIF
606
607      ! Compute the number of days from the initial date
608      idaystp = INT( REAL( kt - kit000 ) * rdt / 86400. )
609   
610      iday    = iday0
611      imon    = imon0
612      iyea    = iyea0
613      idaycnt = 0
614
615      CALL calc_month_len( iyea, imonth_len )
616
617      DO WHILE ( idaycnt < idaystp )
618         iday = iday + 1
619         IF ( iday > imonth_len(imon) )  THEN
620            iday = 1
621            imon = imon + 1
622         ENDIF
623         IF ( imon > 12 ) THEN
624            imon = 1
625            iyea = iyea + 1
626            CALL calc_month_len( iyea, imonth_len )  ! update month lengths
627         ENDIF                 
628         idaycnt = idaycnt + 1
629      END DO
[2392]630      !
[2128]631      kdate = iyea * 10000 + imon * 100 + iday
[2392]632      !
[2128]633   END SUBROUTINE
634
[2392]635
[2128]636   SUBROUTINE calc_month_len( iyear, imonth_len )
637      !!----------------------------------------------------------------------
638      !!                    ***  ROUTINE calc_month_len  ***
639      !!         
640      !! ** Purpose : Compute the number of days in a months given a year.
641      !!
642      !! ** Method  :
643      !!----------------------------------------------------------------------
644      INTEGER, DIMENSION(12) ::   imonth_len    !: length in days of the months of the current year
645      INTEGER :: iyear         !: year
[2392]646      !!----------------------------------------------------------------------
647      !
[2128]648      ! length of the month of the current year (from nleapy, read in namelist)
649      IF ( nleapy < 2 ) THEN
650         imonth_len(:) = (/ 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 /)
651         IF ( nleapy == 1 ) THEN   ! we are using calendar with leap years
652            IF ( MOD(iyear, 4) == 0 .AND. ( MOD(iyear, 400) == 0 .OR. MOD(iyear, 100) /= 0 ) ) THEN
653               imonth_len(2) = 29
654            ENDIF
655         ENDIF
656      ELSE
657         imonth_len(:) = nleapy   ! all months with nleapy days per year
658      ENDIF
[2392]659      !
[2128]660   END SUBROUTINE
661
[2392]662
[2128]663   SUBROUTINE tra_asm_inc( kt )
664      !!----------------------------------------------------------------------
665      !!                    ***  ROUTINE tra_asm_inc  ***
666      !!         
667      !! ** Purpose : Apply the tracer (T and S) assimilation increments
668      !!
669      !! ** Method  : Direct initialization or Incremental Analysis Updating
670      !!
671      !! ** Action  :
672      !!----------------------------------------------------------------------
673      INTEGER, INTENT(IN) :: kt               ! Current time step
[2392]674      !
[2128]675      INTEGER :: ji,jj,jk
676      INTEGER :: it
677      REAL(wp) :: zincwgt  ! IAU weight for current time step
[3764]678      REAL (wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) :: fzptnz ! 3d freezing point values
[2392]679      !!----------------------------------------------------------------------
[2128]680
[3764]681      ! freezing point calculation taken from oc_fz_pt (but calculated for all depths)
682      ! used to prevent the applied increments taking the temperature below the local freezing point
683
[4070]684      DO jk=1, jpkm1
685         fzptnz (:,:,jk) = tfreez( tsn(:,:,jk,jp_sal), fsdept(:,:,jk) )
686      ENDDO
[3764]687
[2128]688      IF ( ln_asmiau ) THEN
689
690         !--------------------------------------------------------------------
691         ! Incremental Analysis Updating
692         !--------------------------------------------------------------------
693
694         IF ( ( kt >= nitiaustr_r ).AND.( kt <= nitiaufin_r ) ) THEN
695
696            it = kt - nit000 + 1
697            zincwgt = wgtiau(it) / rdt   ! IAU weight for the current time step
698
699            IF(lwp) THEN
700               WRITE(numout,*) 
701               WRITE(numout,*) 'tra_asm_inc : Tracer IAU at time step = ', &
702                  &  kt,' with IAU weight = ', wgtiau(it)
703               WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
704            ENDIF
705
706            ! Update the tracer tendencies
707            DO jk = 1, jpkm1
[3764]708               IF (ln_temnofreeze) THEN
709                  ! Do not apply negative increments if the temperature will fall below freezing
710                  WHERE(t_bkginc(:,:,jk) > 0.0_wp .OR. &
711                     &   tsn(:,:,jk,jp_tem) + tsa(:,:,jk,jp_tem) + t_bkginc(:,:,jk) * wgtiau(it) > fzptnz(:,:,jk) ) 
712                     tsa(:,:,jk,jp_tem) = tsa(:,:,jk,jp_tem) + t_bkginc(:,:,jk) * zincwgt 
713                  END WHERE
714               ELSE
715                  tsa(:,:,jk,jp_tem) = tsa(:,:,jk,jp_tem) + t_bkginc(:,:,jk) * zincwgt 
716               ENDIF
717               IF (ln_salfix) THEN
718                  ! Do not apply negative increments if the salinity will fall below a specified
719                  ! minimum value salfixmin
720                  WHERE(s_bkginc(:,:,jk) > 0.0_wp .OR. &
721                     &   tsn(:,:,jk,jp_sal) + tsa(:,:,jk,jp_sal) + s_bkginc(:,:,jk) * wgtiau(it) > salfixmin ) 
722                     tsa(:,:,jk,jp_sal) = tsa(:,:,jk,jp_sal) + s_bkginc(:,:,jk) * zincwgt
723                  END WHERE
724               ELSE
725                  tsa(:,:,jk,jp_sal) = tsa(:,:,jk,jp_sal) + s_bkginc(:,:,jk) * zincwgt
726               ENDIF
[2128]727            END DO
728
729         ENDIF
730
731         IF ( kt == nitiaufin_r + 1  ) THEN   ! For bias crcn to work
732            DEALLOCATE( t_bkginc )
733            DEALLOCATE( s_bkginc )
734         ENDIF
735
736
737      ELSEIF ( ln_asmdin ) THEN
738
739         !--------------------------------------------------------------------
740         ! Direct Initialization
741         !--------------------------------------------------------------------
742           
743         IF ( kt == nitdin_r ) THEN
744
745            neuler = 0  ! Force Euler forward step
746
747            ! Initialize the now fields with the background + increment
[3764]748            IF (ln_temnofreeze) THEN
749               ! Do not apply negative increments if the temperature will fall below freezing
750               WHERE(t_bkginc(:,:,:) > 0.0_wp .OR. &
751                  &   tsn(:,:,:,jp_tem) + t_bkginc(:,:,:) > fzptnz(:,:,:) ) 
752                  tsn(:,:,:,jp_tem) = t_bkg(:,:,:) + t_bkginc(:,:,:)   
753               END WHERE
754            ELSE
755               tsn(:,:,:,jp_tem) = t_bkg(:,:,:) + t_bkginc(:,:,:)   
756            ENDIF
[2128]757            IF (ln_salfix) THEN
[3764]758               ! Do not apply negative increments if the salinity will fall below a specified
759               ! minimum value salfixmin
760               WHERE(s_bkginc(:,:,:) > 0.0_wp .OR. &
761                  &   tsn(:,:,:,jp_sal) + s_bkginc(:,:,:) > salfixmin ) 
762                  tsn(:,:,:,jp_sal) = s_bkg(:,:,:) + s_bkginc(:,:,:)   
763               END WHERE
764            ELSE
765               tsn(:,:,:,jp_sal) = s_bkg(:,:,:) + s_bkginc(:,:,:)   
[2128]766            ENDIF
767
[3764]768            tsb(:,:,:,:) = tsn(:,:,:,:)               ! Update before fields
[2128]769
[2239]770            CALL eos( tsb, rhd, rhop )                ! Before potential and in situ densities
[2128]771         
[2435]772            IF( ln_zps .AND. .NOT. lk_c1d ) &
[3764]773               &  CALL zps_hde( nit000, jpts, tsb, &  ! Partial steps: before horizontal derivative
774               &                gtsu, gtsv, rhd,   &  ! of T, S, rd at the bottom ocean level
[2239]775               &                gru , grv )
[2128]776
[3764]777#if defined key_zdfkpp
778            CALL eos( tsn, rhd )                      ! Compute rhd
779#endif
780
[2128]781            DEALLOCATE( t_bkginc )
782            DEALLOCATE( s_bkginc )
783            DEALLOCATE( t_bkg    )
784            DEALLOCATE( s_bkg    )
785         ENDIF
[2392]786         
[2128]787      ENDIF
[3764]788      ! Perhaps the following call should be in step
789      IF   ( ln_seaiceinc  )   CALL seaice_asm_inc ( kt )   ! apply sea ice concentration increment
[2392]790      !
[2128]791   END SUBROUTINE tra_asm_inc
792
[2392]793
[2128]794   SUBROUTINE dyn_asm_inc( kt )
795      !!----------------------------------------------------------------------
796      !!                    ***  ROUTINE dyn_asm_inc  ***
797      !!         
798      !! ** Purpose : Apply the dynamics (u and v) assimilation increments.
799      !!
800      !! ** Method  : Direct initialization or Incremental Analysis Updating.
801      !!
802      !! ** Action  :
803      !!----------------------------------------------------------------------
804      INTEGER, INTENT(IN) :: kt   ! Current time step
[2392]805      !
[2128]806      INTEGER :: jk
807      INTEGER :: it
808      REAL(wp) :: zincwgt  ! IAU weight for current time step
[2392]809      !!----------------------------------------------------------------------
[2128]810
811      IF ( ln_asmiau ) THEN
812
813         !--------------------------------------------------------------------
814         ! Incremental Analysis Updating
815         !--------------------------------------------------------------------
816
817         IF ( ( kt >= nitiaustr_r ).AND.( kt <= nitiaufin_r ) ) THEN
818
819            it = kt - nit000 + 1
820            zincwgt = wgtiau(it) / rdt   ! IAU weight for the current time step
821
822            IF(lwp) THEN
823               WRITE(numout,*) 
824               WRITE(numout,*) 'dyn_asm_inc : Dynamics IAU at time step = ', &
825                  &  kt,' with IAU weight = ', wgtiau(it)
826               WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
827            ENDIF
828
829            ! Update the dynamic tendencies
830            DO jk = 1, jpkm1
831               ua(:,:,jk) = ua(:,:,jk) + u_bkginc(:,:,jk) * zincwgt
832               va(:,:,jk) = va(:,:,jk) + v_bkginc(:,:,jk) * zincwgt
833            END DO
834           
835            IF ( kt == nitiaufin_r ) THEN
836               DEALLOCATE( u_bkginc )
837               DEALLOCATE( v_bkginc )
838            ENDIF
839
840         ENDIF
841
842      ELSEIF ( ln_asmdin ) THEN 
843
844         !--------------------------------------------------------------------
845         ! Direct Initialization
846         !--------------------------------------------------------------------
847         
848         IF ( kt == nitdin_r ) THEN
849
850            neuler = 0                    ! Force Euler forward step
851
852            ! Initialize the now fields with the background + increment
853            un(:,:,:) = u_bkg(:,:,:) + u_bkginc(:,:,:)
854            vn(:,:,:) = v_bkg(:,:,:) + v_bkginc(:,:,:) 
855
856            ub(:,:,:) = un(:,:,:)         ! Update before fields
857            vb(:,:,:) = vn(:,:,:)
858 
859            DEALLOCATE( u_bkg    )
860            DEALLOCATE( v_bkg    )
861            DEALLOCATE( u_bkginc )
862            DEALLOCATE( v_bkginc )
863         ENDIF
[2392]864         !
[2128]865      ENDIF
[2392]866      !
[2128]867   END SUBROUTINE dyn_asm_inc
868
[2392]869
[2128]870   SUBROUTINE ssh_asm_inc( kt )
871      !!----------------------------------------------------------------------
872      !!                    ***  ROUTINE ssh_asm_inc  ***
873      !!         
874      !! ** Purpose : Apply the sea surface height assimilation increment.
875      !!
876      !! ** Method  : Direct initialization or Incremental Analysis Updating.
877      !!
878      !! ** Action  :
879      !!----------------------------------------------------------------------
880      INTEGER, INTENT(IN) :: kt   ! Current time step
[2392]881      !
[2128]882      INTEGER :: it
[3764]883      INTEGER :: jk
[2128]884      REAL(wp) :: zincwgt  ! IAU weight for current time step
[2392]885      !!----------------------------------------------------------------------
[2128]886
887      IF ( ln_asmiau ) THEN
888
889         !--------------------------------------------------------------------
890         ! Incremental Analysis Updating
891         !--------------------------------------------------------------------
892
893         IF ( ( kt >= nitiaustr_r ).AND.( kt <= nitiaufin_r ) ) THEN
894
895            it = kt - nit000 + 1
896            zincwgt = wgtiau(it) / rdt   ! IAU weight for the current time step
897
898            IF(lwp) THEN
899               WRITE(numout,*) 
900               WRITE(numout,*) 'ssh_asm_inc : SSH IAU at time step = ', &
901                  &  kt,' with IAU weight = ', wgtiau(it)
902               WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
903            ENDIF
904
905            ! Save the tendency associated with the IAU weighted SSH increment
906            ! (applied in dynspg.*)
907#if defined key_asminc
908            ssh_iau(:,:) = ssh_bkginc(:,:) * zincwgt
909#endif
910            IF ( kt == nitiaufin_r ) THEN
911               DEALLOCATE( ssh_bkginc )
912            ENDIF
913
914         ENDIF
915
916      ELSEIF ( ln_asmdin ) THEN
917
918         !--------------------------------------------------------------------
919         ! Direct Initialization
920         !--------------------------------------------------------------------
921
922         IF ( kt == nitdin_r ) THEN
923
924            neuler = 0                    ! Force Euler forward step
925
926            ! Initialize the now fields the background + increment
927            sshn(:,:) = ssh_bkg(:,:) + ssh_bkginc(:,:) 
928
[3764]929            ! Update before fields
930            sshb(:,:) = sshn(:,:)         
[2128]931
[3764]932            IF( lk_vvl ) THEN
933               DO jk = 1, jpk
934                  fse3t_b(:,:,jk) = fse3t_n(:,:,jk)
935               END DO
936            ENDIF
937
[2128]938            DEALLOCATE( ssh_bkg    )
939            DEALLOCATE( ssh_bkginc )
940
941         ENDIF
[2392]942         !
[2128]943      ENDIF
[2392]944      !
[2128]945   END SUBROUTINE ssh_asm_inc
946
[3785]947
[3764]948   SUBROUTINE seaice_asm_inc( kt, kindic )
949      !!----------------------------------------------------------------------
950      !!                    ***  ROUTINE seaice_asm_inc  ***
951      !!         
952      !! ** Purpose : Apply the sea ice assimilation increment.
953      !!
954      !! ** Method  : Direct initialization or Incremental Analysis Updating.
955      !!
956      !! ** Action  :
957      !!
958      !!----------------------------------------------------------------------
959      IMPLICIT NONE
[3785]960      !
961      INTEGER, INTENT(in)           ::   kt   ! Current time step
962      INTEGER, INTENT(in), OPTIONAL ::   kindic   ! flag for disabling the deallocation
963      !
964      INTEGER  ::   it
965      REAL(wp) ::   zincwgt   ! IAU weight for current time step
966#if defined key_lim2
967      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zofrld, zohicif, zseaicendg, zhicifinc  ! LIM
968      REAL(wp) ::   zhicifmin = 0.5_wp      ! ice minimum depth in metres
[3764]969#endif
[3785]970      !!----------------------------------------------------------------------
[3764]971
972      IF ( ln_asmiau ) THEN
973
974         !--------------------------------------------------------------------
975         ! Incremental Analysis Updating
976         !--------------------------------------------------------------------
977
978         IF ( ( kt >= nitiaustr_r ).AND.( kt <= nitiaufin_r ) ) THEN
979
980            it = kt - nit000 + 1
981            zincwgt = wgtiau(it)      ! IAU weight for the current time step
982            ! note this is not a tendency so should not be divided by rdt (as with the tracer and other increments)
983
984            IF(lwp) THEN
985               WRITE(numout,*) 
986               WRITE(numout,*) 'seaice_asm_inc : sea ice conc IAU at time step = ', &
987                  &  kt,' with IAU weight = ', wgtiau(it)
988               WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
989            ENDIF
990
[3785]991            ! Sea-ice : LIM-3 case (to add)
[3764]992
[3785]993#if defined key_lim2
994            ! Sea-ice : LIM-2 case
995            zofrld (:,:) = frld(:,:)
996            zohicif(:,:) = hicif(:,:)
997            !
998            frld  = MIN( MAX( frld (:,:) - seaice_bkginc(:,:) * zincwgt, 0.0_wp), 1.0_wp)
[3764]999            pfrld = MIN( MAX( pfrld(:,:) - seaice_bkginc(:,:) * zincwgt, 0.0_wp), 1.0_wp)
1000            fr_i(:,:) = 1.0_wp - frld(:,:)        ! adjust ice fraction
[3785]1001            !
1002            zseaicendg(:,:) = zofrld(:,:) - frld(:,:)   ! find out actual sea ice nudge applied
1003            !
[3764]1004            ! Nudge sea ice depth to bring it up to a required minimum depth
1005            WHERE( zseaicendg(:,:) > 0.0_wp .AND. hicif(:,:) < zhicifmin ) 
1006               zhicifinc(:,:) = (zhicifmin - hicif(:,:)) * zincwgt   
1007            ELSEWHERE
1008               zhicifinc(:,:) = 0.0_wp
1009            END WHERE
[3785]1010            !
1011            ! nudge ice depth
1012            hicif (:,:) = hicif (:,:) + zhicifinc(:,:)
1013            phicif(:,:) = phicif(:,:) + zhicifinc(:,:)       
1014            !
1015            ! seaice salinity balancing (to add)
[3764]1016#endif
1017
1018#if defined key_cice
[3785]1019            ! Sea-ice : CICE case. Pass ice increment tendency into CICE
[3764]1020            ndaice_da(:,:) = seaice_bkginc(:,:) * zincwgt / rdt
1021#endif
1022
1023            IF ( kt == nitiaufin_r ) THEN
1024               DEALLOCATE( seaice_bkginc )
1025            ENDIF
1026
1027         ELSE
1028
1029#if defined key_cice
[3785]1030            ! Sea-ice : CICE case. Zero ice increment tendency into CICE
[3764]1031            ndaice_da(:,:) = 0.0_wp
1032#endif
1033
1034         ENDIF
1035
1036      ELSEIF ( ln_asmdin ) THEN
1037
1038         !--------------------------------------------------------------------
1039         ! Direct Initialization
1040         !--------------------------------------------------------------------
1041
1042         IF ( kt == nitdin_r ) THEN
1043
1044            neuler = 0                    ! Force Euler forward step
1045
[3785]1046            ! Sea-ice : LIM-3 case (to add)
[3764]1047
[3785]1048#if defined key_lim2
1049            ! Sea-ice : LIM-2 case.
[3764]1050            zofrld(:,:)=frld(:,:)
1051            zohicif(:,:)=hicif(:,:)
[3785]1052            !
[3764]1053            ! Initialize the now fields the background + increment
[3785]1054            frld (:,:) = MIN( MAX( frld(:,:) - seaice_bkginc(:,:), 0.0_wp), 1.0_wp)
[3764]1055            pfrld(:,:) = frld(:,:) 
[3785]1056            fr_i (:,:) = 1.0_wp - frld(:,:)                ! adjust ice fraction
1057            zseaicendg(:,:) = zofrld(:,:) - frld(:,:)      ! find out actual sea ice nudge applied
1058            !
[3764]1059            ! Nudge sea ice depth to bring it up to a required minimum depth
1060            WHERE( zseaicendg(:,:) > 0.0_wp .AND. hicif(:,:) < zhicifmin ) 
1061               zhicifinc(:,:) = (zhicifmin - hicif(:,:)) * zincwgt   
1062            ELSEWHERE
1063               zhicifinc(:,:) = 0.0_wp
1064            END WHERE
[3785]1065            !
1066            ! nudge ice depth
1067            hicif (:,:) = hicif (:,:) + zhicifinc(:,:)
1068            phicif(:,:) = phicif(:,:)       
1069            !
1070            ! seaice salinity balancing (to add)
[3764]1071#endif
1072 
1073#if defined key_cice
[3785]1074            ! Sea-ice : CICE case. Pass ice increment tendency into CICE - is this correct?
[3764]1075           ndaice_da(:,:) = seaice_bkginc(:,:) / rdt
1076#endif
1077           IF ( .NOT. PRESENT(kindic) ) THEN
1078              DEALLOCATE( seaice_bkginc )
1079           END IF
1080
1081         ELSE
1082
1083#if defined key_cice
[3785]1084            ! Sea-ice : CICE case. Zero ice increment tendency into CICE
[3764]1085            ndaice_da(:,:) = 0.0_wp
1086#endif
1087         
1088         ENDIF
1089
[3785]1090!#if defined defined key_lim2 || defined key_cice
[3764]1091!
1092!            IF (ln_seaicebal ) THEN       
1093!             !! balancing salinity increments
1094!             !! simple case from limflx.F90 (doesn't include a mass flux)
1095!             !! assumption is that as ice concentration is reduced or increased
1096!             !! the snow and ice depths remain constant
1097!             !! note that snow is being created where ice concentration is being increased
1098!             !! - could be more sophisticated and
1099!             !! not do this (but would need to alter h_snow)
1100!
1101!             usave(:,:,:)=sb(:,:,:)   ! use array as a temporary store
1102!
1103!             DO jj = 1, jpj
1104!               DO ji = 1, jpi
1105!           ! calculate change in ice and snow mass per unit area
1106!           ! positive values imply adding salt to the ocean (results from ice formation)
1107!           ! fwf : ice formation and melting
1108!
1109!                 zfons = ( -nfresh_da(ji,jj)*soce + nfsalt_da(ji,jj) )*rdt
1110!
1111!           ! change salinity down to mixed layer depth
1112!                 mld=hmld_kara(ji,jj)
1113!
1114!           ! prevent small mld
1115!           ! less than 10m can cause salinity instability
1116!                 IF (mld < 10) mld=10
1117!
1118!           ! set to bottom of a level
1119!                 DO jk = jpk-1, 2, -1
1120!                   IF ((mld > gdepw(ji,jj,jk)) .and. (mld < gdepw(ji,jj,jk+1))) THEN
1121!                     mld=gdepw(ji,jj,jk+1)
1122!                     jkmax=jk
1123!                   ENDIF
1124!                 ENDDO
1125!
1126!            ! avoid applying salinity balancing in shallow water or on land
1127!            !
1128!
1129!            ! dsal_ocn (psu kg m^-2) / (kg m^-3 * m)
1130!
1131!                 dsal_ocn=0.0_wp
1132!                 sal_thresh=5.0_wp        ! minimum salinity threshold for salinity balancing
1133!
1134!                 if (tmask(ji,jj,1) > 0 .AND. tmask(ji,jj,jkmax) > 0 ) &
1135!                              dsal_ocn = zfons / (rhop(ji,jj,1) * mld)
1136!
1137!           ! put increments in for levels in the mixed layer
1138!           ! but prevent salinity below a threshold value
1139!
1140!                   DO jk = 1, jkmax             
1141!
1142!                     IF (dsal_ocn > 0.0_wp .or. sb(ji,jj,jk)+dsal_ocn > sal_thresh) THEN
1143!                           sb(ji,jj,jk) = sb(ji,jj,jk) + dsal_ocn
1144!                           sn(ji,jj,jk) = sn(ji,jj,jk) + dsal_ocn
1145!                     ENDIF
1146!
1147!                   ENDDO
1148!
1149!      !            !  salt exchanges at the ice/ocean interface
1150!      !            zpmess         = zfons / rdt_ice    ! rdt_ice is ice timestep
1151!      !
1152!      !! Adjust fsalt. A +ve fsalt means adding salt to ocean
1153!      !!           fsalt(ji,jj) =  fsalt(ji,jj) + zpmess     ! adjust fsalt 
1154!      !!               
1155!      !!           emps(ji,jj) = emps(ji,jj) + zpmess        ! or adjust emps (see icestp1d)
1156!      !!                                                     ! E-P (kg m-2 s-2)
1157!      !            emp(ji,jj) = emp(ji,jj) + zpmess          ! E-P (kg m-2 s-2)
1158!               ENDDO !ji
1159!             ENDDO !jj!
1160!
1161!            ENDIF !ln_seaicebal
1162!
1163!#endif
1164
1165      ENDIF
1166
1167   END SUBROUTINE seaice_asm_inc
[3785]1168   
[2392]1169   !!======================================================================
[2128]1170END MODULE asminc
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.