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dynspg.F90 in trunk/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/DYN – NEMO

source: trunk/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/DYN/dynspg.F90 @ 7698

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update trunk with OpenMP parallelization

  • Property svn:keywords set to Id
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RevLine 
[358]1MODULE dynspg
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  dynspg  ***
4   !! Ocean dynamics:  surface pressure gradient control
5   !!======================================================================
[1566]6   !! History :  1.0  ! 2005-12  (C. Talandier, G. Madec, V. Garnier)  Original code
7   !!            3.2  ! 2009-07  (R. Benshila)  Suppression of rigid-lid option
[503]8   !!----------------------------------------------------------------------
[358]9
10   !!----------------------------------------------------------------------
[5930]11   !!   dyn_spg     : update the dynamics trend with surface pressure gradient
12   !!   dyn_spg_init: initialization, namelist read, and parameters control
[358]13   !!----------------------------------------------------------------------
14   USE oce            ! ocean dynamics and tracers variables
15   USE dom_oce        ! ocean space and time domain variables
[4245]16   USE c1d            ! 1D vertical configuration
[2715]17   USE phycst         ! physical constants
[2528]18   USE sbc_oce        ! surface boundary condition: ocean
19   USE sbcapr         ! surface boundary condition: atmospheric pressure
[358]20   USE dynspg_exp     ! surface pressure gradient     (dyn_spg_exp routine)
21   USE dynspg_ts      ! surface pressure gradient     (dyn_spg_ts  routine)
[6140]22   USE sbctide        !
23   USE updtide        !
[4990]24   USE trd_oce        ! trends: ocean variables
25   USE trddyn         ! trend manager: dynamics
26   !
[358]27   USE prtctl         ! Print control                     (prt_ctl routine)
28   USE in_out_manager ! I/O manager
[2715]29   USE lib_mpp        ! MPP library
[4990]30   USE wrk_nemo       ! Memory Allocation
31   USE timing         ! Timing
[358]32
33   IMPLICIT NONE
34   PRIVATE
35
[2528]36   PUBLIC   dyn_spg        ! routine called by step module
37   PUBLIC   dyn_spg_init   ! routine called by opa module
[358]38
[6140]39   INTEGER ::   nspg = 0   ! type of surface pressure gradient scheme defined from lk_dynspg_...
[358]40
[6140]41   !                       ! Parameter to control the surface pressure gradient scheme
42   INTEGER, PARAMETER ::   np_TS  = 1   ! split-explicit time stepping (Time-Splitting)
43   INTEGER, PARAMETER ::   np_EXP = 0   !       explicit time stepping
44   INTEGER, PARAMETER ::   np_NO  =-1   ! no surface pressure gradient, no scheme
45
[358]46   !! * Substitutions
47#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
48   !!----------------------------------------------------------------------
[1566]49   !! NEMO/OPA 3.2 , LODYC-IPSL  (2009)
[1152]50   !! $Id$
[2715]51   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
[358]52   !!----------------------------------------------------------------------
53CONTAINS
54
[5930]55   SUBROUTINE dyn_spg( kt )
[358]56      !!----------------------------------------------------------------------
57      !!                  ***  ROUTINE dyn_spg  ***
58      !!
[6140]59      !! ** Purpose :   compute surface pressure gradient including the
60      !!              atmospheric pressure forcing (ln_apr_dyn=T).
[1566]61      !!
[5930]62      !! ** Method  :   Two schemes:
[6140]63      !!              - explicit       : the spg is evaluated at now
64      !!              - split-explicit : a time splitting technique is used
[1566]65      !!
[2528]66      !!              ln_apr_dyn=T : the atmospheric pressure forcing is applied
67      !!             as the gradient of the inverse barometer ssh:
68      !!                apgu = - 1/rau0 di[apr] = 0.5*grav di[ssh_ib+ssh_ibb]
69      !!                apgv = - 1/rau0 dj[apr] = 0.5*grav dj[ssh_ib+ssh_ibb]
70      !!             Note that as all external forcing a time averaging over a two rdt
71      !!             period is used to prevent the divergence of odd and even time step.
[358]72      !!----------------------------------------------------------------------
[1566]73      INTEGER, INTENT(in   ) ::   kt       ! ocean time-step index
[2715]74      !
[2528]75      INTEGER  ::   ji, jj, jk                             ! dummy loop indices
[3625]76      REAL(wp) ::   z2dt, zg_2, zintp, zgrau0r             ! temporary scalar
[3294]77      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) ::  ztrdu, ztrdv
[3625]78      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:)   ::  zpice
[358]79      !!----------------------------------------------------------------------
[3294]80      !
81      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('dyn_spg')
82      !
[358]83      IF( l_trddyn )   THEN                      ! temporary save of ta and sa trends
[6140]84         CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpk,   ztrdu, ztrdv ) 
[7698]85!$OMP PARALLEL DO schedule(static) private(jk, jj, ji)
86        DO jk = 1, jpk
87           DO jj = 1, jpj
88              DO ji = 1, jpi
89                 ztrdu(ji,jj,jk) = ua(ji,jj,jk)
90                 ztrdv(ji,jj,jk) = va(ji,jj,jk)
91              END DO
92           END DO
93        END DO
[358]94      ENDIF
[6140]95      !
[4292]96      IF(      ln_apr_dyn                                                &   ! atmos. pressure
[7646]97         .OR.  ( .NOT.ln_dynspg_ts .AND. (ln_tide_pot .AND. ln_tide) )   &   ! tide potential (no time slitting)
[4292]98         .OR.  nn_ice_embd == 2  ) THEN                                      ! embedded sea-ice
99         !
[7698]100!$OMP PARALLEL DO schedule(static) private(jj, ji)
[4292]101         DO jj = 2, jpjm1
[2528]102            DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
[4292]103               spgu(ji,jj) = 0._wp
104               spgv(ji,jj) = 0._wp
[2528]105            END DO
[4292]106         END DO         
107         !
[6140]108         IF( ln_apr_dyn .AND. .NOT.ln_dynspg_ts ) THEN   !==  Atmospheric pressure gradient (added later in time-split case) ==!
[4292]109            zg_2 = grav * 0.5
[7698]110!$OMP PARALLEL DO schedule(static) private(jj, ji)
[4292]111            DO jj = 2, jpjm1                          ! gradient of Patm using inverse barometer ssh
[2528]112               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
[4292]113                  spgu(ji,jj) = spgu(ji,jj) + zg_2 * (  ssh_ib (ji+1,jj) - ssh_ib (ji,jj)    &
[5836]114                     &                      + ssh_ibb(ji+1,jj) - ssh_ibb(ji,jj)  ) * r1_e1u(ji,jj)
[4292]115                  spgv(ji,jj) = spgv(ji,jj) + zg_2 * (  ssh_ib (ji,jj+1) - ssh_ib (ji,jj)    &
[5836]116                     &                      + ssh_ibb(ji,jj+1) - ssh_ibb(ji,jj)  ) * r1_e2v(ji,jj)
[2528]117               END DO
118            END DO
[4292]119         ENDIF
120         !
121         !                                    !==  tide potential forcing term  ==!
[7646]122         IF( .NOT.ln_dynspg_ts .AND. ( ln_tide_pot .AND. ln_tide )  ) THEN   ! N.B. added directly at sub-time-step in ts-case
[4292]123            !
124            CALL upd_tide( kt )                      ! update tide potential
125            !
[7698]126!$OMP PARALLEL DO schedule(static) private(jj, ji)
[4292]127            DO jj = 2, jpjm1                         ! add tide potential forcing
128               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
[5836]129                  spgu(ji,jj) = spgu(ji,jj) + grav * ( pot_astro(ji+1,jj) - pot_astro(ji,jj) ) * r1_e1u(ji,jj)
130                  spgv(ji,jj) = spgv(ji,jj) + grav * ( pot_astro(ji,jj+1) - pot_astro(ji,jj) ) * r1_e2v(ji,jj)
[4292]131               END DO
[3625]132            END DO
[4292]133         ENDIF
134         !
135         IF( nn_ice_embd == 2 ) THEN          !== embedded sea ice: Pressure gradient due to snow-ice mass ==!
[6140]136            CALL wrk_alloc( jpi,jpj,   zpice )
[4292]137            !                                           
138            zintp = REAL( MOD( kt-1, nn_fsbc ) ) / REAL( nn_fsbc )
139            zgrau0r     = - grav * r1_rau0
[7698]140!$OMP PARALLEL
141!$OMP DO schedule(static) private(jj, ji)
142            DO jj = 1, jpj
143               DO ji = 1, jpi
144                  zpice(ji,jj) = (  zintp * snwice_mass(ji,jj) + ( 1.- zintp ) * snwice_mass_b(ji,jj)  ) * zgrau0r
145               END DO
146            END DO
147!$OMP DO schedule(static) private(jj, ji)
[3625]148            DO jj = 2, jpjm1
149               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
[5836]150                  spgu(ji,jj) = spgu(ji,jj) + ( zpice(ji+1,jj) - zpice(ji,jj) ) * r1_e1u(ji,jj)
151                  spgv(ji,jj) = spgv(ji,jj) + ( zpice(ji,jj+1) - zpice(ji,jj) ) * r1_e2v(ji,jj)
[4292]152               END DO
153            END DO
[7698]154!$OMP END PARALLEL
[4292]155            !
[6140]156            CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,   zpice )         
[4292]157         ENDIF
158         !
[7698]159!$OMP PARALLEL DO schedule(static) private(jk, jj, ji)
[6140]160         DO jk = 1, jpkm1                    !== Add all terms to the general trend
[4292]161            DO jj = 2, jpjm1
162               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
[3625]163                  ua(ji,jj,jk) = ua(ji,jj,jk) + spgu(ji,jj)
164                  va(ji,jj,jk) = va(ji,jj,jk) + spgv(ji,jj)
165               END DO
166            END DO
[4990]167         END DO   
[6140]168         !
[4990]169!!gm add here a call to dyn_trd for ice pressure gradient, the surf pressure trends ????
[6140]170         !   
[3625]171      ENDIF
[6140]172      !
173      SELECT CASE ( nspg )                   !== surface pressure gradient computed and add to the general trend ==!
174      CASE ( np_EXP )   ;   CALL dyn_spg_exp( kt )              ! explicit
175      CASE ( np_TS  )   ;   CALL dyn_spg_ts ( kt )              ! time-splitting
[358]176      END SELECT
[503]177      !                   
[6140]178      IF( l_trddyn )   THEN                  ! save the surface pressure gradient trends for further diagnostics
[7698]179!$OMP PARALLEL DO schedule(static) private(jk, jj, ji)
180           DO jk = 1, jpk
181              DO jj = 1, jpj
182                 DO ji = 1, jpi
183                    ztrdu(ji,jj,jk) = ua(ji,jj,jk) - ztrdu(ji,jj,jk)
184                    ztrdv(ji,jj,jk) = va(ji,jj,jk) - ztrdv(ji,jj,jk)
185                 END DO
186              END DO
187           END DO
[4990]188         CALL trd_dyn( ztrdu, ztrdv, jpdyn_spg, kt )
[6140]189         CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpk,   ztrdu, ztrdv ) 
[358]190      ENDIF
[6140]191      !                                      ! print mean trends (used for debugging)
[358]192      IF(ln_ctl)   CALL prt_ctl( tab3d_1=ua, clinfo1=' spg  - Ua: ', mask1=umask, &
193         &                       tab3d_2=va, clinfo2=       ' Va: ', mask2=vmask, clinfo3='dyn' )
[503]194      !
[3294]195      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('dyn_spg')
[2715]196      !
[358]197   END SUBROUTINE dyn_spg
198
199
[2528]200   SUBROUTINE dyn_spg_init
[358]201      !!---------------------------------------------------------------------
[2528]202      !!                  ***  ROUTINE dyn_spg_init  ***
[358]203      !!               
[5930]204      !! ** Purpose :   Control the consistency between namelist options for
[1566]205      !!              surface pressure gradient schemes
[358]206      !!----------------------------------------------------------------------
[6140]207      INTEGER ::   ioptio, ios   ! local integers
[5930]208      !
[6140]209      NAMELIST/namdyn_spg/ ln_dynspg_exp       , ln_dynspg_ts,   &
210      &                    ln_bt_fw, ln_bt_av  , ln_bt_auto  ,   &
211      &                    nn_baro , rn_bt_cmax, nn_bt_flt
[358]212      !!----------------------------------------------------------------------
[3294]213      !
214      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('dyn_spg_init')
215      !
[5930]216      REWIND( numnam_ref )              ! Namelist namdyn_spg in reference namelist : Free surface
217      READ  ( numnam_ref, namdyn_spg, IOSTAT = ios, ERR = 901)
[6140]218901   IF( ios /= 0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namdyn_spg in reference namelist', lwp )
219      !
[5930]220      REWIND( numnam_cfg )              ! Namelist namdyn_spg in configuration namelist : Free surface
221      READ  ( numnam_cfg, namdyn_spg, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
[6140]222902   IF( ios /= 0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namdyn_spg in configuration namelist', lwp )
[5930]223      IF(lwm) WRITE ( numond, namdyn_spg )
224      !
225      IF(lwp) THEN             ! Namelist print
[358]226         WRITE(numout,*)
[2528]227         WRITE(numout,*) 'dyn_spg_init : choice of the surface pressure gradient scheme'
[358]228         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~'
[5930]229         WRITE(numout,*) '     Explicit free surface                  ln_dynspg_exp = ', ln_dynspg_exp
230         WRITE(numout,*) '     Free surface with time splitting       ln_dynspg_ts  = ', ln_dynspg_ts
[358]231      ENDIF
[6140]232      !                          ! Control of surface pressure gradient scheme options
[6981]233                                     nspg =  np_NO    ;   ioptio = 0
[6140]234      IF( ln_dynspg_exp ) THEN   ;   nspg =  np_EXP   ;   ioptio = ioptio + 1   ;   ENDIF
235      IF( ln_dynspg_ts  ) THEN   ;   nspg =  np_TS    ;   ioptio = ioptio + 1   ;   ENDIF
[1566]236      !
[6140]237      IF( ioptio  > 1 )   CALL ctl_stop( 'Choose only one surface pressure gradient scheme' )
238      IF( ioptio == 0 )   CALL ctl_warn( 'NO surface pressure gradient trend in momentum Eqs.' )
239      IF( ln_dynspg_exp .AND. ln_isfcav )   &
240           &   CALL ctl_stop( ' dynspg_exp not tested with ice shelf cavity ' )
[1566]241      !
242      IF(lwp) THEN
[358]243         WRITE(numout,*)
[7646]244         IF( nspg == np_EXP )   WRITE(numout,*) '      ===>>   explicit free surface'
245         IF( nspg == np_TS  )   WRITE(numout,*) '      ===>>   free surface with time splitting scheme'
246         IF( nspg == np_NO  )   WRITE(numout,*) '      ===>>   No surface surface pressure gradient trend in momentum Eqs.'
[358]247      ENDIF
[1566]248      !
[6140]249      IF( nspg == np_TS ) THEN   ! split-explicit scheme initialisation
250         CALL dyn_spg_ts_init          ! do it first: set nn_baro used to allocate some arrays later on
251         IF( dyn_spg_ts_alloc() /= 0  )   CALL ctl_stop('STOP', 'dyn_spg_init: failed to allocate dynspg_ts  arrays' )
252         IF( neuler/=0 .AND. ln_bt_fw )   CALL ts_rst( nit000, 'READ' )
253      ENDIF
254      !
[3294]255      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('dyn_spg_init')
256      !
[2528]257   END SUBROUTINE dyn_spg_init
[358]258
259  !!======================================================================
260END MODULE dynspg
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.