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

source: trunk/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/ASM/asminc.F90 @ 4624

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#1305. Fix slow start-up problems on some systems by introducing and using lwm logical to restrict output of merged namelists to the first (or only) processor. lwm is true only on the first processor regardless of ln_ctl. Small changes to all flavours of nemogcm.F90 are also required to write namctl and namcfg after the call to mynode which now opens output.namelist.dyn and writes nammpp.

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 48.6 KB
Line 
1MODULE asminc
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE asminc  ***
4   !! Assimilation increment : Apply an increment generated by data
5   !!                          assimilation
6   !!======================================================================
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
12   !!            3.4  ! 2012-10  (A. Weaver and K. Mogensen) Fix for direct initialization
13   !!----------------------------------------------------------------------
14
15   !!----------------------------------------------------------------------
16   !!   'key_asminc'   : Switch on the assimilation increment interface
17   !!----------------------------------------------------------------------
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
24   !!----------------------------------------------------------------------
25   USE wrk_nemo         ! Memory Allocation
26   USE par_oce          ! Ocean space and time domain variables
27   USE dom_oce          ! Ocean space and time domain
28   USE domvvl           ! domain: variable volume level
29   USE oce              ! Dynamics and active tracers defined in memory
30   USE ldfdyn_oce       ! ocean dynamics: lateral physics
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
35   USE c1d              ! 1D initialization
36   USE in_out_manager   ! I/O manager
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.
42
43   IMPLICIT NONE
44   PRIVATE
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
51   PUBLIC   seaice_asm_inc !: Apply the seaice increment
52
53#if defined key_asminc
54    LOGICAL, PUBLIC, PARAMETER :: lk_asminc = .TRUE.   !: Logical switch for assimilation increment interface
55#else
56    LOGICAL, PUBLIC, PARAMETER :: lk_asminc = .FALSE.  !: No assimilation increments
57#endif
58   LOGICAL, PUBLIC :: ln_bkgwri     !: No output of the background state fields
59   LOGICAL, PUBLIC :: ln_asmiau     !: No applying forcing with an assimilation increment
60   LOGICAL, PUBLIC :: ln_asmdin     !: No direct initialization
61   LOGICAL, PUBLIC :: ln_trainc     !: No tracer (T and S) assimilation increments
62   LOGICAL, PUBLIC :: ln_dyninc     !: No dynamics (u and v) assimilation increments
63   LOGICAL, PUBLIC :: ln_sshinc     !: No sea surface height assimilation increment
64   LOGICAL, PUBLIC :: ln_seaiceinc  !: No sea ice concentration increment
65   LOGICAL, PUBLIC :: ln_salfix     !: Apply minimum salinity check
66   LOGICAL, PUBLIC :: ln_temnofreeze = .FALSE. !: Don't allow the temperature to drop below freezing
67   INTEGER, PUBLIC :: nn_divdmp     !: Apply divergence damping filter nn_divdmp times
68
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
74#if defined key_asminc
75   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::   ssh_iau           !: IAU-weighted sea surface height increment
76#endif
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)
86
87   REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::   ssh_bkg, ssh_bkginc   ! Background sea surface height and its increment
88   REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::   seaice_bkginc         ! Increment to the background sea ice conc
89
90   !! * Substitutions
91#  include "domzgr_substitute.h90"
92#  include "ldfdyn_substitute.h90"
93#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
94   !!----------------------------------------------------------------------
95   !! NEMO/OPA 3.3 , NEMO Consortium (2010)
96   !! $Id$
97   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
98   !!----------------------------------------------------------------------
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      !!----------------------------------------------------------------------
111      INTEGER :: ji, jj, jk
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      INTEGER :: ios             ! Local integer output status for namelist read
123
124      REAL(wp) :: znorm        ! Normalization factor for IAU weights
125      REAL(wp) :: ztotwgt      ! Value of time-integrated IAU weights
126                               ! (should be equal to one)
127      REAL(wp) :: z_inc_dateb  ! Start date of interval on which increment is valid
128      REAL(wp) :: z_inc_datef  ! End date of interval on which increment is valid
129      REAL(wp) :: zdate_bkg    ! Date in background state file for DI
130      REAL(wp) :: zdate_inc    ! Time axis in increments file
131
132      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) :: hdiv
133      !!
134      NAMELIST/nam_asminc/ ln_bkgwri,                                      &
135         &                 ln_trainc, ln_dyninc, ln_sshinc,                &
136         &                 ln_asmdin, ln_asmiau,                           &
137         &                 nitbkg, nitdin, nitiaustr, nitiaufin, niaufn,   &
138         &                 ln_salfix, salfixmin,                &
139         &                 nn_divdmp
140      !!----------------------------------------------------------------------
141
142      !-----------------------------------------------------------------------
143      ! Read Namelist nam_asminc : assimilation increment interface
144      !-----------------------------------------------------------------------
145
146      ln_seaiceinc = .FALSE.
147      ln_temnofreeze = .FALSE.
148
149      REWIND( numnam_ref )              ! Namelist nam_asminc in reference namelist : Assimilation increment
150      READ  ( numnam_ref, nam_asminc, IOSTAT = ios, ERR = 901)
151901   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_asminc in reference namelist', lwp )
152
153      REWIND( numnam_cfg )              ! Namelist nam_asminc in configuration namelist : Assimilation increment
154      READ  ( numnam_cfg, nam_asminc, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
155902   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'nam_asminc in configuration namelist', lwp )
156      IF(lwm) WRITE ( numond, nam_asminc )
157
158      ! Control print
159      IF(lwp) THEN
160         WRITE(numout,*)
161         WRITE(numout,*) 'asm_inc_init : Assimilation increment initialization :'
162         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
163         WRITE(numout,*) '   Namelist namasm : set assimilation increment parameters'
164         WRITE(numout,*) '      Logical switch for writing out background state          ln_bkgwri = ', ln_bkgwri
165         WRITE(numout,*) '      Logical switch for applying tracer increments            ln_trainc = ', ln_trainc
166         WRITE(numout,*) '      Logical switch for applying velocity increments          ln_dyninc = ', ln_dyninc
167         WRITE(numout,*) '      Logical switch for applying SSH increments               ln_sshinc = ', ln_sshinc
168         WRITE(numout,*) '      Logical switch for Direct Initialization (DI)            ln_asmdin = ', ln_asmdin
169         WRITE(numout,*) '      Logical switch for applying sea ice increments        ln_seaiceinc = ', ln_seaiceinc
170         WRITE(numout,*) '      Logical switch for Incremental Analysis Updating (IAU)   ln_asmiau = ', ln_asmiau
171         WRITE(numout,*) '      Timestep of background in [0,nitend-nit000-1]            nitbkg    = ', nitbkg
172         WRITE(numout,*) '      Timestep of background for DI in [0,nitend-nit000-1]     nitdin    = ', nitdin
173         WRITE(numout,*) '      Timestep of start of IAU interval in [0,nitend-nit000-1] nitiaustr = ', nitiaustr
174         WRITE(numout,*) '      Timestep of end of IAU interval in [0,nitend-nit000-1]   nitiaufin = ', nitiaufin
175         WRITE(numout,*) '      Type of IAU weighting function                           niaufn    = ', niaufn
176         WRITE(numout,*) '      Logical switch for ensuring that the sa > salfixmin      ln_salfix = ', ln_salfix
177         WRITE(numout,*) '      Minimum salinity after applying the increments           salfixmin = ', salfixmin
178      ENDIF
179
180      nitbkg_r    = nitbkg    + nit000 - 1  ! Background time referenced to nit000
181      nitdin_r    = nitdin    + nit000 - 1  ! Background time for DI referenced to nit000
182      nitiaustr_r = nitiaustr + nit000 - 1  ! Start of IAU interval referenced to nit000
183      nitiaufin_r = nitiaufin + nit000 - 1  ! End of IAU interval referenced to nit000
184
185      iiauper = nitiaufin_r - nitiaustr_r + 1  ! IAU interval length
186      icycper = nitend      - nit000      + 1  ! Cycle interval length
187
188      ! Date of final time step
189      CALL calc_date( nit000, nitend, ndate0, iitend_date )
190
191      ! Background time for Jb referenced to ndate0
192      CALL calc_date( nit000, nitbkg_r, ndate0, iitbkg_date )
193
194      ! Background time for DI referenced to ndate0
195      CALL calc_date( nit000, nitdin_r, ndate0, iitdin_date )
196
197      ! IAU start time referenced to ndate0
198      CALL calc_date( nit000, nitiaustr_r, ndate0, iitiaustr_date )
199
200      ! IAU end time referenced to ndate0
201      CALL calc_date( nit000, nitiaufin_r, ndate0, iitiaufin_date )
202
203      IF(lwp) THEN
204         WRITE(numout,*)
205         WRITE(numout,*) '   Time steps referenced to current cycle:'
206         WRITE(numout,*) '       iitrst      = ', nit000 - 1
207         WRITE(numout,*) '       nit000      = ', nit000
208         WRITE(numout,*) '       nitend      = ', nitend
209         WRITE(numout,*) '       nitbkg_r    = ', nitbkg_r
210         WRITE(numout,*) '       nitdin_r    = ', nitdin_r
211         WRITE(numout,*) '       nitiaustr_r = ', nitiaustr_r
212         WRITE(numout,*) '       nitiaufin_r = ', nitiaufin_r
213         WRITE(numout,*)
214         WRITE(numout,*) '   Dates referenced to current cycle:'
215         WRITE(numout,*) '       ndastp         = ', ndastp
216         WRITE(numout,*) '       ndate0         = ', ndate0
217         WRITE(numout,*) '       iitend_date    = ', iitend_date
218         WRITE(numout,*) '       iitbkg_date    = ', iitbkg_date
219         WRITE(numout,*) '       iitdin_date    = ', iitdin_date
220         WRITE(numout,*) '       iitiaustr_date = ', iitiaustr_date
221         WRITE(numout,*) '       iitiaufin_date = ', iitiaufin_date
222      ENDIF
223
224      IF ( nacc /= 0 ) &
225         & CALL ctl_stop( ' nacc /= 0 and key_asminc :',  &
226         &                ' Assimilation increments have only been implemented', &
227         &                ' for synchronous time stepping' )
228
229      IF ( ( ln_asmdin ).AND.( ln_asmiau ) )   &
230         & CALL ctl_stop( ' ln_asmdin and ln_asmiau :', &
231         &                ' Choose Direct Initialization OR Incremental Analysis Updating')
232
233      IF (      ( ( .NOT. ln_asmdin ).AND.( .NOT. ln_asmiau ) ) &
234           .AND.( ( ln_trainc ).OR.( ln_dyninc ).OR.( ln_sshinc ) .OR. ( ln_seaiceinc) )) &
235         & CALL ctl_stop( ' One or more of ln_trainc, ln_dyninc, ln_sshinc and ln_seaiceinc is set to .true.', &
236         &                ' but ln_asmdin and ln_asmiau are both set to .false. :', &
237         &                ' Inconsistent options')
238
239      IF ( ( ln_bkgwri ).AND.( ( ln_asmdin ).OR.( ln_asmiau ) ) )  &
240         & CALL ctl_stop( ' ln_bkgwri and either ln_asmdin or ln_asmiau are set to .true.:', &
241         &                ' The background state must be written before applying the increments')
242
243      IF ( ( niaufn /= 0 ).AND.( niaufn /= 1 ) ) &
244         & CALL ctl_stop( ' niaufn /= 0 or niaufn /=1 :',  &
245         &                ' Type IAU weighting function is invalid')
246
247      IF ( ( .NOT. ln_trainc ).AND.( .NOT. ln_dyninc ).AND.( .NOT. ln_sshinc ).AND.( .NOT. ln_seaiceinc ) &
248         &                     )  &
249         & CALL ctl_warn( ' ln_trainc, ln_dyninc, ln_sshinc and ln_seaiceinc are set to .false. :', &
250         &                ' The assimilation increments are not applied')
251
252      IF ( ( ln_asmiau ).AND.( nitiaustr == nitiaufin ) ) &
253         & CALL ctl_stop( ' nitiaustr = nitiaufin :',  &
254         &                ' IAU interval is of zero length')
255
256      IF ( ( ln_asmiau ).AND.( ( nitiaustr_r < nit000 ).OR.( nitiaufin_r > nitend ) ) ) &
257         & CALL ctl_stop( ' nitiaustr or nitiaufin :',  &
258         &                ' IAU starting or final time step is outside the cycle interval', &
259         &                 ' Valid range nit000 to nitend')
260
261      IF ( ( nitbkg_r < nit000 - 1 ).OR.( nitbkg_r > nitend ) ) &
262         & CALL ctl_stop( ' nitbkg :',  &
263         &                ' Background time step is outside the cycle interval')
264
265      IF ( ( nitdin_r < nit000 - 1 ).OR.( nitdin_r > nitend ) ) &
266         & CALL ctl_stop( ' nitdin :',  &
267         &                ' Background time step for Direct Initialization is outside', &
268         &                ' the cycle interval')
269
270      IF ( nstop > 0 ) RETURN       ! if there are any errors then go no further
271
272      !--------------------------------------------------------------------
273      ! Initialize the Incremental Analysis Updating weighting function
274      !--------------------------------------------------------------------
275
276      IF ( ln_asmiau ) THEN
277
278         ALLOCATE( wgtiau( icycper ) )
279
280         wgtiau(:) = 0.0
281
282         IF ( niaufn == 0 ) THEN
283
284            !---------------------------------------------------------
285            ! Constant IAU forcing
286            !---------------------------------------------------------
287
288            DO jt = 1, iiauper
289               wgtiau(jt+nitiaustr-1) = 1.0 / REAL( iiauper )
290            END DO
291
292         ELSEIF ( niaufn == 1 ) THEN
293
294            !---------------------------------------------------------
295            ! Linear hat-like, centred in middle of IAU interval
296            !---------------------------------------------------------
297
298            ! Compute the normalization factor
299            znorm = 0.0
300            IF ( MOD( iiauper, 2 ) == 0 ) THEN  ! Even number of time steps in IAU interval
301               imid = iiauper / 2 
302               DO jt = 1, imid
303                  znorm = znorm + REAL( jt )
304               END DO
305               znorm = 2.0 * znorm
306            ELSE                               ! Odd number of time steps in IAU interval
307               imid = ( iiauper + 1 ) / 2       
308               DO jt = 1, imid - 1
309                  znorm = znorm + REAL( jt )
310               END DO
311               znorm = 2.0 * znorm + REAL( imid )
312            ENDIF
313            znorm = 1.0 / znorm
314
315            DO jt = 1, imid - 1
316               wgtiau(jt+nitiaustr-1) = REAL( jt ) * znorm
317            END DO
318            DO jt = imid, iiauper
319               wgtiau(jt+nitiaustr-1) = REAL( iiauper - jt + 1 ) * znorm
320            END DO
321
322         ENDIF
323
324         ! Test that the integral of the weights over the weighting interval equals 1
325          IF(lwp) THEN
326             WRITE(numout,*)
327             WRITE(numout,*) 'asm_inc_init : IAU weights'
328             WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
329             WRITE(numout,*) '             time step         IAU  weight'
330             WRITE(numout,*) '             =========     ====================='
331             ztotwgt = 0.0
332             DO jt = 1, icycper
333                ztotwgt = ztotwgt + wgtiau(jt)
334                WRITE(numout,*) '         ', jt, '       ', wgtiau(jt) 
335             END DO   
336             WRITE(numout,*) '         ==================================='
337             WRITE(numout,*) '         Time-integrated weight = ', ztotwgt
338             WRITE(numout,*) '         ==================================='
339          ENDIF
340         
341      ENDIF
342
343      !--------------------------------------------------------------------
344      ! Allocate and initialize the increment arrays
345      !--------------------------------------------------------------------
346
347      ALLOCATE( t_bkginc(jpi,jpj,jpk) )
348      ALLOCATE( s_bkginc(jpi,jpj,jpk) )
349      ALLOCATE( u_bkginc(jpi,jpj,jpk) )
350      ALLOCATE( v_bkginc(jpi,jpj,jpk) )
351      ALLOCATE( ssh_bkginc(jpi,jpj)   )
352      ALLOCATE( seaice_bkginc(jpi,jpj))
353#if defined key_asminc
354      ALLOCATE( ssh_iau(jpi,jpj)      )
355#endif
356      t_bkginc(:,:,:) = 0.0
357      s_bkginc(:,:,:) = 0.0
358      u_bkginc(:,:,:) = 0.0
359      v_bkginc(:,:,:) = 0.0
360      ssh_bkginc(:,:) = 0.0
361      seaice_bkginc(:,:) = 0.0
362#if defined key_asminc
363      ssh_iau(:,:)    = 0.0
364#endif
365      IF ( ( ln_trainc ).OR.( ln_dyninc ).OR.( ln_sshinc ).OR.( ln_seaiceinc ) ) THEN
366
367         !--------------------------------------------------------------------
368         ! Read the increments from file
369         !--------------------------------------------------------------------
370
371         CALL iom_open( c_asminc, inum )
372
373         CALL iom_get( inum, 'time', zdate_inc ) 
374
375         CALL iom_get( inum, 'z_inc_dateb', z_inc_dateb )
376         CALL iom_get( inum, 'z_inc_datef', z_inc_datef )
377         z_inc_dateb = zdate_inc
378         z_inc_datef = zdate_inc
379
380         IF(lwp) THEN
381            WRITE(numout,*) 
382            WRITE(numout,*) 'asm_inc_init : Assimilation increments valid ', &
383               &            ' between dates ', NINT( z_inc_dateb ),' and ',  &
384               &            NINT( z_inc_datef )
385            WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
386         ENDIF
387
388         IF (     ( NINT( z_inc_dateb ) < ndastp      ) &
389            & .OR.( NINT( z_inc_datef ) > iitend_date ) ) &
390            & CALL ctl_warn( ' Validity time of assimilation increments is ', &
391            &                ' outside the assimilation interval' )
392
393         IF ( ( ln_asmdin ).AND.( NINT( zdate_inc ) /= iitdin_date ) ) &
394            & CALL ctl_warn( ' Validity time of assimilation increments does ', &
395            &                ' not agree with Direct Initialization time' )
396
397         IF ( ln_trainc ) THEN   
398            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckint', t_bkginc, 1 )
399            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckins', s_bkginc, 1 )
400            ! Apply the masks
401            t_bkginc(:,:,:) = t_bkginc(:,:,:) * tmask(:,:,:)
402            s_bkginc(:,:,:) = s_bkginc(:,:,:) * tmask(:,:,:)
403            ! Set missing increments to 0.0 rather than 1e+20
404            ! to allow for differences in masks
405            WHERE( ABS( t_bkginc(:,:,:) ) > 1.0e+10 ) t_bkginc(:,:,:) = 0.0
406            WHERE( ABS( s_bkginc(:,:,:) ) > 1.0e+10 ) s_bkginc(:,:,:) = 0.0
407         ENDIF
408
409         IF ( ln_dyninc ) THEN   
410            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckinu', u_bkginc, 1 )             
411            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckinv', v_bkginc, 1 )             
412            ! Apply the masks
413            u_bkginc(:,:,:) = u_bkginc(:,:,:) * umask(:,:,:)
414            v_bkginc(:,:,:) = v_bkginc(:,:,:) * vmask(:,:,:)
415            ! Set missing increments to 0.0 rather than 1e+20
416            ! to allow for differences in masks
417            WHERE( ABS( u_bkginc(:,:,:) ) > 1.0e+10 ) u_bkginc(:,:,:) = 0.0
418            WHERE( ABS( v_bkginc(:,:,:) ) > 1.0e+10 ) v_bkginc(:,:,:) = 0.0
419         ENDIF
420       
421         IF ( ln_sshinc ) THEN
422            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckineta', ssh_bkginc, 1 )
423            ! Apply the masks
424            ssh_bkginc(:,:) = ssh_bkginc(:,:) * tmask(:,:,1)
425            ! Set missing increments to 0.0 rather than 1e+20
426            ! to allow for differences in masks
427            WHERE( ABS( ssh_bkginc(:,:) ) > 1.0e+10 ) ssh_bkginc(:,:) = 0.0
428         ENDIF
429
430         IF ( ln_seaiceinc ) THEN
431            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'bckinseaice', seaice_bkginc, 1 )
432            ! Apply the masks
433            seaice_bkginc(:,:) = seaice_bkginc(:,:) * tmask(:,:,1)
434            ! Set missing increments to 0.0 rather than 1e+20
435            ! to allow for differences in masks
436            WHERE( ABS( seaice_bkginc(:,:) ) > 1.0e+10 ) seaice_bkginc(:,:) = 0.0
437         ENDIF
438
439         CALL iom_close( inum )
440 
441      ENDIF
442
443      !-----------------------------------------------------------------------
444      ! Apply divergence damping filter
445      !-----------------------------------------------------------------------
446
447      IF ( ln_dyninc .AND. nn_divdmp > 0 ) THEN
448
449         CALL wrk_alloc(jpi,jpj,hdiv) 
450
451         DO  jt = 1, nn_divdmp
452
453            DO jk = 1, jpkm1
454
455               hdiv(:,:) = 0._wp
456
457               DO jj = 2, jpjm1
458                  DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
459                     hdiv(ji,jj) =   &
460                        (  e2u(ji  ,jj  ) * fse3u(ji  ,jj  ,jk) * u_bkginc(ji  ,jj  ,jk)     &
461                         - e2u(ji-1,jj  ) * fse3u(ji-1,jj  ,jk) * u_bkginc(ji-1,jj  ,jk)     &
462                         + e1v(ji  ,jj  ) * fse3v(ji  ,jj  ,jk) * v_bkginc(ji  ,jj  ,jk)     &
463                         - e1v(ji  ,jj-1) * fse3v(ji  ,jj-1,jk) * v_bkginc(ji  ,jj-1,jk)  )  &
464                         / ( e1t(ji,jj) * e2t(ji,jj) * fse3t(ji,jj,jk) )
465                  END DO
466               END DO
467
468               CALL lbc_lnk( hdiv, 'T', 1. )   ! lateral boundary cond. (no sign change)
469
470               DO jj = 2, jpjm1
471                  DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
472                     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)   &
473                                                                        - e1t(ji  ,jj)*e2t(ji  ,jj) * hdiv(ji  ,jj) ) &
474                                                                      / e1u(ji,jj) * umask(ji,jj,jk) 
475                     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)   &
476                                                                        - e1t(ji,jj  )*e2t(ji,jj  ) * hdiv(ji,jj  ) ) &
477                                                                      / e2v(ji,jj) * vmask(ji,jj,jk) 
478                  END DO
479               END DO
480
481            END DO
482
483         END DO
484
485         CALL wrk_dealloc(jpi,jpj,hdiv) 
486
487      ENDIF
488
489
490
491      !-----------------------------------------------------------------------
492      ! Allocate and initialize the background state arrays
493      !-----------------------------------------------------------------------
494
495      IF ( ln_asmdin ) THEN
496
497         ALLOCATE( t_bkg(jpi,jpj,jpk) )
498         ALLOCATE( s_bkg(jpi,jpj,jpk) )
499         ALLOCATE( u_bkg(jpi,jpj,jpk) )
500         ALLOCATE( v_bkg(jpi,jpj,jpk) )
501         ALLOCATE( ssh_bkg(jpi,jpj)   )
502
503         t_bkg(:,:,:) = 0.0
504         s_bkg(:,:,:) = 0.0
505         u_bkg(:,:,:) = 0.0
506         v_bkg(:,:,:) = 0.0
507         ssh_bkg(:,:) = 0.0
508
509         !--------------------------------------------------------------------
510         ! Read from file the background state at analysis time
511         !--------------------------------------------------------------------
512
513         CALL iom_open( c_asmdin, inum )
514
515         CALL iom_get( inum, 'rdastp', zdate_bkg ) 
516       
517         IF(lwp) THEN
518            WRITE(numout,*) 
519            WRITE(numout,*) 'asm_inc_init : Assimilation background state valid at : ', &
520               &  NINT( zdate_bkg )
521            WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
522         ENDIF
523
524         IF ( NINT( zdate_bkg ) /= iitdin_date ) &
525            & CALL ctl_warn( ' Validity time of assimilation background state does', &
526            &                ' not agree with Direct Initialization time' )
527
528         IF ( ln_trainc ) THEN   
529            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'tn', t_bkg )
530            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'sn', s_bkg )
531            t_bkg(:,:,:) = t_bkg(:,:,:) * tmask(:,:,:)
532            s_bkg(:,:,:) = s_bkg(:,:,:) * tmask(:,:,:)
533         ENDIF
534
535         IF ( ln_dyninc ) THEN   
536            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'un', u_bkg )
537            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'vn', v_bkg )
538            u_bkg(:,:,:) = u_bkg(:,:,:) * umask(:,:,:)
539            v_bkg(:,:,:) = v_bkg(:,:,:) * vmask(:,:,:)
540         ENDIF
541       
542         IF ( ln_sshinc ) THEN
543            CALL iom_get( inum, jpdom_autoglo, 'sshn', ssh_bkg )
544            ssh_bkg(:,:) = ssh_bkg(:,:) * tmask(:,:,1)
545         ENDIF
546
547         CALL iom_close( inum )
548
549      ENDIF
550      !
551   END SUBROUTINE asm_inc_init
552
553
554   SUBROUTINE calc_date( kit000, kt, kdate0, kdate )
555      !!----------------------------------------------------------------------
556      !!                    ***  ROUTINE calc_date  ***
557      !!         
558      !! ** Purpose : Compute the calendar date YYYYMMDD at a given time step.
559      !!
560      !! ** Method  : Compute the calendar date YYYYMMDD at a given time step.
561      !!
562      !! ** Action  :
563      !!----------------------------------------------------------------------
564      INTEGER, INTENT(IN) :: kit000  ! Initial time step
565      INTEGER, INTENT(IN) :: kt      ! Current time step referenced to kit000
566      INTEGER, INTENT(IN) :: kdate0  ! Initial date
567      INTEGER, INTENT(OUT) :: kdate  ! Current date reference to kdate0
568      !
569      INTEGER :: iyea0    ! Initial year
570      INTEGER :: imon0    ! Initial month
571      INTEGER :: iday0    ! Initial day
572      INTEGER :: iyea     ! Current year
573      INTEGER :: imon     ! Current month
574      INTEGER :: iday     ! Current day
575      INTEGER :: idaystp  ! Number of days between initial and current date
576      INTEGER :: idaycnt  ! Day counter
577
578      INTEGER, DIMENSION(12) ::   imonth_len    !: length in days of the months of the current year
579
580      !-----------------------------------------------------------------------
581      ! Compute the calendar date YYYYMMDD
582      !-----------------------------------------------------------------------
583
584      ! Initial date
585      iyea0 =   kdate0 / 10000
586      imon0 = ( kdate0 - ( iyea0 * 10000 ) ) / 100
587      iday0 =   kdate0 - ( iyea0 * 10000 ) - ( imon0 * 100 ) 
588
589      ! Check that kt >= kit000 - 1
590      IF ( kt < kit000 - 1 ) CALL ctl_stop( ' kt must be >= kit000 - 1')
591
592      ! If kt = kit000 - 1 then set the date to the restart date
593      IF ( kt == kit000 - 1 ) THEN
594
595         kdate = ndastp
596         RETURN
597
598      ENDIF
599
600      ! Compute the number of days from the initial date
601      idaystp = INT( REAL( kt - kit000 ) * rdt / 86400. )
602   
603      iday    = iday0
604      imon    = imon0
605      iyea    = iyea0
606      idaycnt = 0
607
608      CALL calc_month_len( iyea, imonth_len )
609
610      DO WHILE ( idaycnt < idaystp )
611         iday = iday + 1
612         IF ( iday > imonth_len(imon) )  THEN
613            iday = 1
614            imon = imon + 1
615         ENDIF
616         IF ( imon > 12 ) THEN
617            imon = 1
618            iyea = iyea + 1
619            CALL calc_month_len( iyea, imonth_len )  ! update month lengths
620         ENDIF                 
621         idaycnt = idaycnt + 1
622      END DO
623      !
624      kdate = iyea * 10000 + imon * 100 + iday
625      !
626   END SUBROUTINE
627
628
629   SUBROUTINE calc_month_len( iyear, imonth_len )
630      !!----------------------------------------------------------------------
631      !!                    ***  ROUTINE calc_month_len  ***
632      !!         
633      !! ** Purpose : Compute the number of days in a months given a year.
634      !!
635      !! ** Method  :
636      !!----------------------------------------------------------------------
637      INTEGER, DIMENSION(12) ::   imonth_len    !: length in days of the months of the current year
638      INTEGER :: iyear         !: year
639      !!----------------------------------------------------------------------
640      !
641      ! length of the month of the current year (from nleapy, read in namelist)
642      IF ( nleapy < 2 ) THEN
643         imonth_len(:) = (/ 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 /)
644         IF ( nleapy == 1 ) THEN   ! we are using calendar with leap years
645            IF ( MOD(iyear, 4) == 0 .AND. ( MOD(iyear, 400) == 0 .OR. MOD(iyear, 100) /= 0 ) ) THEN
646               imonth_len(2) = 29
647            ENDIF
648         ENDIF
649      ELSE
650         imonth_len(:) = nleapy   ! all months with nleapy days per year
651      ENDIF
652      !
653   END SUBROUTINE
654
655
656   SUBROUTINE tra_asm_inc( kt )
657      !!----------------------------------------------------------------------
658      !!                    ***  ROUTINE tra_asm_inc  ***
659      !!         
660      !! ** Purpose : Apply the tracer (T and S) assimilation increments
661      !!
662      !! ** Method  : Direct initialization or Incremental Analysis Updating
663      !!
664      !! ** Action  :
665      !!----------------------------------------------------------------------
666      INTEGER, INTENT(IN) :: kt               ! Current time step
667      !
668      INTEGER :: ji,jj,jk
669      INTEGER :: it
670      REAL(wp) :: zincwgt  ! IAU weight for current time step
671      REAL (wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) :: fzptnz ! 3d freezing point values
672      !!----------------------------------------------------------------------
673
674      ! freezing point calculation taken from oc_fz_pt (but calculated for all depths)
675      ! used to prevent the applied increments taking the temperature below the local freezing point
676
677      DO jk=1, jpkm1
678         fzptnz (:,:,jk) = tfreez( tsn(:,:,jk,jp_sal), fsdept(:,:,jk) )
679      ENDDO
680
681      IF ( ln_asmiau ) THEN
682
683         !--------------------------------------------------------------------
684         ! Incremental Analysis Updating
685         !--------------------------------------------------------------------
686
687         IF ( ( kt >= nitiaustr_r ).AND.( kt <= nitiaufin_r ) ) THEN
688
689            it = kt - nit000 + 1
690            zincwgt = wgtiau(it) / rdt   ! IAU weight for the current time step
691
692            IF(lwp) THEN
693               WRITE(numout,*) 
694               WRITE(numout,*) 'tra_asm_inc : Tracer IAU at time step = ', &
695                  &  kt,' with IAU weight = ', wgtiau(it)
696               WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
697            ENDIF
698
699            ! Update the tracer tendencies
700            DO jk = 1, jpkm1
701               IF (ln_temnofreeze) THEN
702                  ! Do not apply negative increments if the temperature will fall below freezing
703                  WHERE(t_bkginc(:,:,jk) > 0.0_wp .OR. &
704                     &   tsn(:,:,jk,jp_tem) + tsa(:,:,jk,jp_tem) + t_bkginc(:,:,jk) * wgtiau(it) > fzptnz(:,:,jk) ) 
705                     tsa(:,:,jk,jp_tem) = tsa(:,:,jk,jp_tem) + t_bkginc(:,:,jk) * zincwgt 
706                  END WHERE
707               ELSE
708                  tsa(:,:,jk,jp_tem) = tsa(:,:,jk,jp_tem) + t_bkginc(:,:,jk) * zincwgt 
709               ENDIF
710               IF (ln_salfix) THEN
711                  ! Do not apply negative increments if the salinity will fall below a specified
712                  ! minimum value salfixmin
713                  WHERE(s_bkginc(:,:,jk) > 0.0_wp .OR. &
714                     &   tsn(:,:,jk,jp_sal) + tsa(:,:,jk,jp_sal) + s_bkginc(:,:,jk) * wgtiau(it) > salfixmin ) 
715                     tsa(:,:,jk,jp_sal) = tsa(:,:,jk,jp_sal) + s_bkginc(:,:,jk) * zincwgt
716                  END WHERE
717               ELSE
718                  tsa(:,:,jk,jp_sal) = tsa(:,:,jk,jp_sal) + s_bkginc(:,:,jk) * zincwgt
719               ENDIF
720            END DO
721
722         ENDIF
723
724         IF ( kt == nitiaufin_r + 1  ) THEN   ! For bias crcn to work
725            DEALLOCATE( t_bkginc )
726            DEALLOCATE( s_bkginc )
727         ENDIF
728
729
730      ELSEIF ( ln_asmdin ) THEN
731
732         !--------------------------------------------------------------------
733         ! Direct Initialization
734         !--------------------------------------------------------------------
735           
736         IF ( kt == nitdin_r ) THEN
737
738            neuler = 0  ! Force Euler forward step
739
740            ! Initialize the now fields with the background + increment
741            IF (ln_temnofreeze) THEN
742               ! Do not apply negative increments if the temperature will fall below freezing
743               WHERE(t_bkginc(:,:,:) > 0.0_wp .OR. &
744                  &   tsn(:,:,:,jp_tem) + t_bkginc(:,:,:) > fzptnz(:,:,:) ) 
745                  tsn(:,:,:,jp_tem) = t_bkg(:,:,:) + t_bkginc(:,:,:)   
746               END WHERE
747            ELSE
748               tsn(:,:,:,jp_tem) = t_bkg(:,:,:) + t_bkginc(:,:,:)   
749            ENDIF
750            IF (ln_salfix) THEN
751               ! Do not apply negative increments if the salinity will fall below a specified
752               ! minimum value salfixmin
753               WHERE(s_bkginc(:,:,:) > 0.0_wp .OR. &
754                  &   tsn(:,:,:,jp_sal) + s_bkginc(:,:,:) > salfixmin ) 
755                  tsn(:,:,:,jp_sal) = s_bkg(:,:,:) + s_bkginc(:,:,:)   
756               END WHERE
757            ELSE
758               tsn(:,:,:,jp_sal) = s_bkg(:,:,:) + s_bkginc(:,:,:)   
759            ENDIF
760
761            tsb(:,:,:,:) = tsn(:,:,:,:)               ! Update before fields
762
763            CALL eos( tsb, rhd, rhop, gdept_0(:,:,:) )                ! Before potential and in situ densities
764         
765            IF( ln_zps .AND. .NOT. lk_c1d ) &
766               &  CALL zps_hde( nit000, jpts, tsb, &  ! Partial steps: before horizontal derivative
767               &                gtsu, gtsv, rhd,   &  ! of T, S, rd at the bottom ocean level
768               &                gru , grv )
769
770#if defined key_zdfkpp
771            CALL eos( tsn, rhd, fsdept_n(:,:,:) )                      ! Compute rhd
772#endif
773
774            DEALLOCATE( t_bkginc )
775            DEALLOCATE( s_bkginc )
776            DEALLOCATE( t_bkg    )
777            DEALLOCATE( s_bkg    )
778         ENDIF
779         
780      ENDIF
781      ! Perhaps the following call should be in step
782      IF   ( ln_seaiceinc  )   CALL seaice_asm_inc ( kt )   ! apply sea ice concentration increment
783      !
784   END SUBROUTINE tra_asm_inc
785
786
787   SUBROUTINE dyn_asm_inc( kt )
788      !!----------------------------------------------------------------------
789      !!                    ***  ROUTINE dyn_asm_inc  ***
790      !!         
791      !! ** Purpose : Apply the dynamics (u and v) assimilation increments.
792      !!
793      !! ** Method  : Direct initialization or Incremental Analysis Updating.
794      !!
795      !! ** Action  :
796      !!----------------------------------------------------------------------
797      INTEGER, INTENT(IN) :: kt   ! Current time step
798      !
799      INTEGER :: jk
800      INTEGER :: it
801      REAL(wp) :: zincwgt  ! IAU weight for current time step
802      !!----------------------------------------------------------------------
803
804      IF ( ln_asmiau ) THEN
805
806         !--------------------------------------------------------------------
807         ! Incremental Analysis Updating
808         !--------------------------------------------------------------------
809
810         IF ( ( kt >= nitiaustr_r ).AND.( kt <= nitiaufin_r ) ) THEN
811
812            it = kt - nit000 + 1
813            zincwgt = wgtiau(it) / rdt   ! IAU weight for the current time step
814
815            IF(lwp) THEN
816               WRITE(numout,*) 
817               WRITE(numout,*) 'dyn_asm_inc : Dynamics IAU at time step = ', &
818                  &  kt,' with IAU weight = ', wgtiau(it)
819               WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
820            ENDIF
821
822            ! Update the dynamic tendencies
823            DO jk = 1, jpkm1
824               ua(:,:,jk) = ua(:,:,jk) + u_bkginc(:,:,jk) * zincwgt
825               va(:,:,jk) = va(:,:,jk) + v_bkginc(:,:,jk) * zincwgt
826            END DO
827           
828            IF ( kt == nitiaufin_r ) THEN
829               DEALLOCATE( u_bkginc )
830               DEALLOCATE( v_bkginc )
831            ENDIF
832
833         ENDIF
834
835      ELSEIF ( ln_asmdin ) THEN 
836
837         !--------------------------------------------------------------------
838         ! Direct Initialization
839         !--------------------------------------------------------------------
840         
841         IF ( kt == nitdin_r ) THEN
842
843            neuler = 0                    ! Force Euler forward step
844
845            ! Initialize the now fields with the background + increment
846            un(:,:,:) = u_bkg(:,:,:) + u_bkginc(:,:,:)
847            vn(:,:,:) = v_bkg(:,:,:) + v_bkginc(:,:,:) 
848
849            ub(:,:,:) = un(:,:,:)         ! Update before fields
850            vb(:,:,:) = vn(:,:,:)
851 
852            DEALLOCATE( u_bkg    )
853            DEALLOCATE( v_bkg    )
854            DEALLOCATE( u_bkginc )
855            DEALLOCATE( v_bkginc )
856         ENDIF
857         !
858      ENDIF
859      !
860   END SUBROUTINE dyn_asm_inc
861
862
863   SUBROUTINE ssh_asm_inc( kt )
864      !!----------------------------------------------------------------------
865      !!                    ***  ROUTINE ssh_asm_inc  ***
866      !!         
867      !! ** Purpose : Apply the sea surface height assimilation increment.
868      !!
869      !! ** Method  : Direct initialization or Incremental Analysis Updating.
870      !!
871      !! ** Action  :
872      !!----------------------------------------------------------------------
873      INTEGER, INTENT(IN) :: kt   ! Current time step
874      !
875      INTEGER :: it
876      INTEGER :: jk
877      REAL(wp) :: zincwgt  ! IAU weight for current time step
878      !!----------------------------------------------------------------------
879
880      IF ( ln_asmiau ) THEN
881
882         !--------------------------------------------------------------------
883         ! Incremental Analysis Updating
884         !--------------------------------------------------------------------
885
886         IF ( ( kt >= nitiaustr_r ).AND.( kt <= nitiaufin_r ) ) THEN
887
888            it = kt - nit000 + 1
889            zincwgt = wgtiau(it) / rdt   ! IAU weight for the current time step
890
891            IF(lwp) THEN
892               WRITE(numout,*) 
893               WRITE(numout,*) 'ssh_asm_inc : SSH IAU at time step = ', &
894                  &  kt,' with IAU weight = ', wgtiau(it)
895               WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
896            ENDIF
897
898            ! Save the tendency associated with the IAU weighted SSH increment
899            ! (applied in dynspg.*)
900#if defined key_asminc
901            ssh_iau(:,:) = ssh_bkginc(:,:) * zincwgt
902#endif
903            IF ( kt == nitiaufin_r ) THEN
904               DEALLOCATE( ssh_bkginc )
905            ENDIF
906
907         ENDIF
908
909      ELSEIF ( ln_asmdin ) THEN
910
911         !--------------------------------------------------------------------
912         ! Direct Initialization
913         !--------------------------------------------------------------------
914
915         IF ( kt == nitdin_r ) THEN
916
917            neuler = 0                    ! Force Euler forward step
918
919            ! Initialize the now fields the background + increment
920            sshn(:,:) = ssh_bkg(:,:) + ssh_bkginc(:,:) 
921
922            ! Update before fields
923            sshb(:,:) = sshn(:,:)         
924
925            IF( lk_vvl ) THEN
926               DO jk = 1, jpk
927                  fse3t_b(:,:,jk) = fse3t_n(:,:,jk)
928               END DO
929            ENDIF
930
931            DEALLOCATE( ssh_bkg    )
932            DEALLOCATE( ssh_bkginc )
933
934         ENDIF
935         !
936      ENDIF
937      !
938   END SUBROUTINE ssh_asm_inc
939
940
941   SUBROUTINE seaice_asm_inc( kt, kindic )
942      !!----------------------------------------------------------------------
943      !!                    ***  ROUTINE seaice_asm_inc  ***
944      !!         
945      !! ** Purpose : Apply the sea ice assimilation increment.
946      !!
947      !! ** Method  : Direct initialization or Incremental Analysis Updating.
948      !!
949      !! ** Action  :
950      !!
951      !!----------------------------------------------------------------------
952      IMPLICIT NONE
953      !
954      INTEGER, INTENT(in)           ::   kt   ! Current time step
955      INTEGER, INTENT(in), OPTIONAL ::   kindic   ! flag for disabling the deallocation
956      !
957      INTEGER  ::   it
958      REAL(wp) ::   zincwgt   ! IAU weight for current time step
959#if defined key_lim2
960      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zofrld, zohicif, zseaicendg, zhicifinc  ! LIM
961      REAL(wp) ::   zhicifmin = 0.5_wp      ! ice minimum depth in metres
962#endif
963      !!----------------------------------------------------------------------
964
965      IF ( ln_asmiau ) THEN
966
967         !--------------------------------------------------------------------
968         ! Incremental Analysis Updating
969         !--------------------------------------------------------------------
970
971         IF ( ( kt >= nitiaustr_r ).AND.( kt <= nitiaufin_r ) ) THEN
972
973            it = kt - nit000 + 1
974            zincwgt = wgtiau(it)      ! IAU weight for the current time step
975            ! note this is not a tendency so should not be divided by rdt (as with the tracer and other increments)
976
977            IF(lwp) THEN
978               WRITE(numout,*) 
979               WRITE(numout,*) 'seaice_asm_inc : sea ice conc IAU at time step = ', &
980                  &  kt,' with IAU weight = ', wgtiau(it)
981               WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~'
982            ENDIF
983
984            ! Sea-ice : LIM-3 case (to add)
985
986#if defined key_lim2
987            ! Sea-ice : LIM-2 case
988            zofrld (:,:) = frld(:,:)
989            zohicif(:,:) = hicif(:,:)
990            !
991            frld  = MIN( MAX( frld (:,:) - seaice_bkginc(:,:) * zincwgt, 0.0_wp), 1.0_wp)
992            pfrld = MIN( MAX( pfrld(:,:) - seaice_bkginc(:,:) * zincwgt, 0.0_wp), 1.0_wp)
993            fr_i(:,:) = 1.0_wp - frld(:,:)        ! adjust ice fraction
994            !
995            zseaicendg(:,:) = zofrld(:,:) - frld(:,:)   ! find out actual sea ice nudge applied
996            !
997            ! Nudge sea ice depth to bring it up to a required minimum depth
998            WHERE( zseaicendg(:,:) > 0.0_wp .AND. hicif(:,:) < zhicifmin ) 
999               zhicifinc(:,:) = (zhicifmin - hicif(:,:)) * zincwgt   
1000            ELSEWHERE
1001               zhicifinc(:,:) = 0.0_wp
1002            END WHERE
1003            !
1004            ! nudge ice depth
1005            hicif (:,:) = hicif (:,:) + zhicifinc(:,:)
1006            phicif(:,:) = phicif(:,:) + zhicifinc(:,:)       
1007            !
1008            ! seaice salinity balancing (to add)
1009#endif
1010
1011#if defined key_cice && defined key_asminc
1012            ! Sea-ice : CICE case. Pass ice increment tendency into CICE
1013            ndaice_da(:,:) = seaice_bkginc(:,:) * zincwgt / rdt
1014#endif
1015
1016            IF ( kt == nitiaufin_r ) THEN
1017               DEALLOCATE( seaice_bkginc )
1018            ENDIF
1019
1020         ELSE
1021
1022#if defined key_cice && defined key_asminc
1023            ! Sea-ice : CICE case. Zero ice increment tendency into CICE
1024            ndaice_da(:,:) = 0.0_wp
1025#endif
1026
1027         ENDIF
1028
1029      ELSEIF ( ln_asmdin ) THEN
1030
1031         !--------------------------------------------------------------------
1032         ! Direct Initialization
1033         !--------------------------------------------------------------------
1034
1035         IF ( kt == nitdin_r ) THEN
1036
1037            neuler = 0                    ! Force Euler forward step
1038
1039            ! Sea-ice : LIM-3 case (to add)
1040
1041#if defined key_lim2
1042            ! Sea-ice : LIM-2 case.
1043            zofrld(:,:)=frld(:,:)
1044            zohicif(:,:)=hicif(:,:)
1045            !
1046            ! Initialize the now fields the background + increment
1047            frld (:,:) = MIN( MAX( frld(:,:) - seaice_bkginc(:,:), 0.0_wp), 1.0_wp)
1048            pfrld(:,:) = frld(:,:) 
1049            fr_i (:,:) = 1.0_wp - frld(:,:)                ! adjust ice fraction
1050            zseaicendg(:,:) = zofrld(:,:) - frld(:,:)      ! find out actual sea ice nudge applied
1051            !
1052            ! Nudge sea ice depth to bring it up to a required minimum depth
1053            WHERE( zseaicendg(:,:) > 0.0_wp .AND. hicif(:,:) < zhicifmin ) 
1054               zhicifinc(:,:) = (zhicifmin - hicif(:,:)) * zincwgt   
1055            ELSEWHERE
1056               zhicifinc(:,:) = 0.0_wp
1057            END WHERE
1058            !
1059            ! nudge ice depth
1060            hicif (:,:) = hicif (:,:) + zhicifinc(:,:)
1061            phicif(:,:) = phicif(:,:)       
1062            !
1063            ! seaice salinity balancing (to add)
1064#endif
1065 
1066#if defined key_cice && defined key_asminc
1067            ! Sea-ice : CICE case. Pass ice increment tendency into CICE
1068           ndaice_da(:,:) = seaice_bkginc(:,:) / rdt
1069#endif
1070           IF ( .NOT. PRESENT(kindic) ) THEN
1071              DEALLOCATE( seaice_bkginc )
1072           END IF
1073
1074         ELSE
1075
1076#if defined key_cice && defined key_asminc
1077            ! Sea-ice : CICE case. Zero ice increment tendency into CICE
1078            ndaice_da(:,:) = 0.0_wp
1079#endif
1080         
1081         ENDIF
1082
1083!#if defined defined key_lim2 || defined key_cice
1084!
1085!            IF (ln_seaicebal ) THEN       
1086!             !! balancing salinity increments
1087!             !! simple case from limflx.F90 (doesn't include a mass flux)
1088!             !! assumption is that as ice concentration is reduced or increased
1089!             !! the snow and ice depths remain constant
1090!             !! note that snow is being created where ice concentration is being increased
1091!             !! - could be more sophisticated and
1092!             !! not do this (but would need to alter h_snow)
1093!
1094!             usave(:,:,:)=sb(:,:,:)   ! use array as a temporary store
1095!
1096!             DO jj = 1, jpj
1097!               DO ji = 1, jpi
1098!           ! calculate change in ice and snow mass per unit area
1099!           ! positive values imply adding salt to the ocean (results from ice formation)
1100!           ! fwf : ice formation and melting
1101!
1102!                 zfons = ( -nfresh_da(ji,jj)*soce + nfsalt_da(ji,jj) )*rdt
1103!
1104!           ! change salinity down to mixed layer depth
1105!                 mld=hmld_kara(ji,jj)
1106!
1107!           ! prevent small mld
1108!           ! less than 10m can cause salinity instability
1109!                 IF (mld < 10) mld=10
1110!
1111!           ! set to bottom of a level
1112!                 DO jk = jpk-1, 2, -1
1113!                   IF ((mld > gdepw(ji,jj,jk)) .and. (mld < gdepw(ji,jj,jk+1))) THEN
1114!                     mld=gdepw(ji,jj,jk+1)
1115!                     jkmax=jk
1116!                   ENDIF
1117!                 ENDDO
1118!
1119!            ! avoid applying salinity balancing in shallow water or on land
1120!            !
1121!
1122!            ! dsal_ocn (psu kg m^-2) / (kg m^-3 * m)
1123!
1124!                 dsal_ocn=0.0_wp
1125!                 sal_thresh=5.0_wp        ! minimum salinity threshold for salinity balancing
1126!
1127!                 if (tmask(ji,jj,1) > 0 .AND. tmask(ji,jj,jkmax) > 0 ) &
1128!                              dsal_ocn = zfons / (rhop(ji,jj,1) * mld)
1129!
1130!           ! put increments in for levels in the mixed layer
1131!           ! but prevent salinity below a threshold value
1132!
1133!                   DO jk = 1, jkmax             
1134!
1135!                     IF (dsal_ocn > 0.0_wp .or. sb(ji,jj,jk)+dsal_ocn > sal_thresh) THEN
1136!                           sb(ji,jj,jk) = sb(ji,jj,jk) + dsal_ocn
1137!                           sn(ji,jj,jk) = sn(ji,jj,jk) + dsal_ocn
1138!                     ENDIF
1139!
1140!                   ENDDO
1141!
1142!      !            !  salt exchanges at the ice/ocean interface
1143!      !            zpmess         = zfons / rdt_ice    ! rdt_ice is ice timestep
1144!      !
1145!      !! Adjust fsalt. A +ve fsalt means adding salt to ocean
1146!      !!           fsalt(ji,jj) =  fsalt(ji,jj) + zpmess     ! adjust fsalt 
1147!      !!               
1148!      !!           emps(ji,jj) = emps(ji,jj) + zpmess        ! or adjust emps (see icestp1d)
1149!      !!                                                     ! E-P (kg m-2 s-2)
1150!      !            emp(ji,jj) = emp(ji,jj) + zpmess          ! E-P (kg m-2 s-2)
1151!               ENDDO !ji
1152!             ENDDO !jj!
1153!
1154!            ENDIF !ln_seaicebal
1155!
1156!#endif
1157
1158      ENDIF
1159
1160   END SUBROUTINE seaice_asm_inc
1161   
1162   !!======================================================================
1163END MODULE asminc
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.