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sbc_oce.F90 in trunk/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC – NEMO

source: trunk/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC/sbc_oce.F90 @ 3294

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Line 
1MODULE sbc_oce
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  sbc_oce  ***
4   !! Surface module :   variables defined in core memory
5   !!======================================================================
6   !! History :  3.0  ! 2006-06  (G. Madec)  Original code
7   !!             -   ! 2008-08  (G. Madec)  namsbc moved from sbcmod
8   !!            3.3  ! 2010-04  (M. Leclair, G. Madec)  Forcing averaged over 2 time steps
9   !!             -   ! 2010-11  (G. Madec) ice-ocean stress always computed at each ocean time-step
10   !!            3.3  ! 2010-10  (J. Chanut, C. Bricaud)  add the surface pressure forcing
11   !!----------------------------------------------------------------------
12
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   !!   sbc_oce_alloc : allocation of sbc arrays
15   !!   sbc_tau2wnd   : wind speed estimated from wind stress
16   !!----------------------------------------------------------------------
17   USE par_oce        ! ocean parameters
18   USE in_out_manager ! I/O manager
19   USE lib_mpp        ! MPP library
20
21   IMPLICIT NONE
22   PRIVATE
23
24   PUBLIC   sbc_oce_alloc   ! routine called in sbcmod.F90
25   PUBLIC   sbc_tau2wnd     ! routine called in several sbc modules
26   
27   !!----------------------------------------------------------------------
28   !!           Namelist for the Ocean Surface Boundary Condition
29   !!----------------------------------------------------------------------
30   !                                            !!* namsbc namelist *
31   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_ana      = .FALSE.   !: analytical boundary condition flag
32   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_flx      = .FALSE.   !: flux      formulation
33   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_blk_clio = .FALSE.   !: CLIO bulk formulation
34   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_blk_core = .FALSE.   !: CORE bulk formulation
35   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_blk_mfs  = .FALSE.   !: MFS  bulk formulation
36   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_cpl      = .FALSE.   !: coupled   formulation (overwritten by key_sbc_coupled )
37   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_dm2dc    = .FALSE.   !: Daily mean to Diurnal Cycle short wave (qsr)
38   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_rnf      = .FALSE.   !: runoffs / runoff mouths
39   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_ssr      = .FALSE.   !: Sea Surface restoring on SST and/or SSS     
40   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_apr_dyn  = .FALSE.   !: Atmospheric pressure forcing used on dynamics (ocean & ice)
41   INTEGER , PUBLIC ::   nn_ice      = 0         !: flag on ice in the surface boundary condition (=0/1/2/3)
42   INTEGER , PUBLIC ::   nn_fwb      = 0         !: FreshWater Budget:
43   !                                             !:  = 0 unchecked
44   !                                             !:  = 1 global mean of e-p-r set to zero at each nn_fsbc time step
45   !                                             !:  = 2 annual global mean of e-p-r set to zero
46   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_cdgw     = .FALSE.   !: true if neutral drag coefficient read from wave model
47
48   !!----------------------------------------------------------------------
49   !!              Ocean Surface Boundary Condition fields
50   !!----------------------------------------------------------------------
51   LOGICAL , PUBLIC ::   lhftau = .FALSE.        !: HF tau used in TKE: mean(stress module) - module(mean stress)
52   !!                                   !!   now    ! before   !!
53   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   utau   , utau_b   !: sea surface i-stress (ocean referential)     [N/m2]
54   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   vtau   , vtau_b   !: sea surface j-stress (ocean referential)     [N/m2]
55   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   taum              !: module of sea surface stress (at T-point)    [N/m2]
56   !! wndm is used onmpute surface gases exchanges in ice-free ocean or leads
57   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   wndm              !: wind speed module at T-point (=|U10m-Uoce|)  [m/s]
58   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   qsr               !: sea heat flux:     solar                     [W/m2]
59   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   qns    , qns_b    !: sea heat flux: non solar                     [W/m2]
60   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   qsr_tot           !: total     solar heat flux (over sea and ice) [W/m2]
61   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   qns_tot           !: total non solar heat flux (over sea and ice) [W/m2]
62   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   emp    , emp_b    !: freshwater budget: volume flux               [Kg/m2/s]
63   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   emps   , emps_b   !: freshwater budget: concentration/dillution   [Kg/m2/s]
64   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   emp_tot           !: total E-P over ocean and ice                 [Kg/m2/s]
65   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   rnf    , rnf_b    !: river runoff   [Kg/m2/s] 
66   !!
67   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::  sbc_tsc, sbc_tsc_b  !: sbc content trend                      [K.m/s] jpi,jpj,jpts
68   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::  qsr_hc , qsr_hc_b   !: heat content trend due to qsr flux     [K.m/s] jpi,jpj,jpk
69   !!
70   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   tprecip           !: total precipitation                          [Kg/m2/s]
71   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sprecip           !: solid precipitation                          [Kg/m2/s]
72   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   fr_i              !: ice fraction = 1 - lead fraction      (between 0 to 1)
73#if defined key_cpl_carbon_cycle
74   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   atm_co2           !: atmospheric pCO2                             [ppm]
75#endif
76
77   !!----------------------------------------------------------------------
78   !!                     Sea Surface Mean fields
79   !!----------------------------------------------------------------------
80   INTEGER , PUBLIC                     ::   nn_fsbc   !: frequency of sbc computation (as well as sea-ice model)
81   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   ssu_m     !: mean (nn_fsbc time-step) surface sea i-current (U-point) [m/s]
82   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   ssv_m     !: mean (nn_fsbc time-step) surface sea j-current (V-point) [m/s]
83   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sst_m     !: mean (nn_fsbc time-step) surface sea temperature     [Celsius]
84   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sss_m     !: mean (nn_fsbc time-step) surface sea salinity            [psu]
85   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   ssh_m     !: mean (nn_fsbc time-step) sea surface height                [m]
86
87   !! * Substitutions
88#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
89   !!----------------------------------------------------------------------
90   !! NEMO/OPA 4.0 , NEMO Consortium (2011)
91   !! $Id$
92   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
93   !!----------------------------------------------------------------------
94CONTAINS
95
96   INTEGER FUNCTION sbc_oce_alloc()
97      !!---------------------------------------------------------------------
98      !!                  ***  FUNCTION sbc_oce_alloc  ***
99      !!---------------------------------------------------------------------
100      INTEGER :: ierr(4)
101      !!---------------------------------------------------------------------
102      ierr(:) = 0
103      !
104      ALLOCATE( utau(jpi,jpj) , utau_b(jpi,jpj) , taum(jpi,jpj) ,     &
105         &      vtau(jpi,jpj) , vtau_b(jpi,jpj) , wndm(jpi,jpj) , STAT=ierr(1) ) 
106         !
107      ALLOCATE( qns_tot(jpi,jpj) , qns   (jpi,jpj) , qns_b(jpi,jpj),        &
108         &      qsr_tot(jpi,jpj) , qsr   (jpi,jpj) ,                        &
109         &      emp    (jpi,jpj) , emp_b (jpi,jpj) ,                        &
110         &      emps   (jpi,jpj) , emps_b(jpi,jpj) , emp_tot(jpi,jpj) , STAT=ierr(2) )
111         !
112      ALLOCATE( rnf  (jpi,jpj) , sbc_tsc  (jpi,jpj,jpts) , qsr_hc  (jpi,jpj,jpk) ,     &
113         &      rnf_b(jpi,jpj) , sbc_tsc_b(jpi,jpj,jpts) , qsr_hc_b(jpi,jpj,jpk) , STAT=ierr(3) )
114         !
115      ALLOCATE( tprecip(jpi,jpj) , sprecip(jpi,jpj) , fr_i(jpi,jpj) ,     &
116#if defined key_cpl_carbon_cycle
117         &      atm_co2(jpi,jpj) ,                                        &
118#endif
119         &      ssu_m  (jpi,jpj) , sst_m(jpi,jpj) ,                       &
120         &      ssv_m  (jpi,jpj) , sss_m  (jpi,jpj), ssh_m(jpi,jpj) , STAT=ierr(4) )
121         !
122      sbc_oce_alloc = MAXVAL( ierr )
123      IF( lk_mpp            )   CALL mpp_sum ( sbc_oce_alloc )
124      IF( sbc_oce_alloc > 0 )   CALL ctl_warn('sbc_oce_alloc: allocation of arrays failed')
125      !
126   END FUNCTION sbc_oce_alloc
127
128
129   SUBROUTINE sbc_tau2wnd
130      !!---------------------------------------------------------------------
131      !!                    ***  ROUTINE sbc_tau2wnd  ***
132      !!                   
133      !! ** Purpose : Estimation of wind speed as a function of wind stress   
134      !!
135      !! ** Method  : |tau|=rhoa*Cd*|U|^2
136      !!---------------------------------------------------------------------
137      USE dom_oce         ! ocean space and time domain
138      USE lbclnk          ! ocean lateral boundary conditions (or mpp link)
139      REAL(wp) ::   zrhoa  = 1.22         ! Air density kg/m3
140      REAL(wp) ::   zcdrag = 1.5e-3       ! drag coefficient
141      REAL(wp) ::   ztx, zty, ztau, zcoef ! temporary variables
142      INTEGER  ::   ji, jj                ! dummy indices
143      !!---------------------------------------------------------------------
144      zcoef = 0.5 / ( zrhoa * zcdrag ) 
145!CDIR NOVERRCHK
146      DO jj = 2, jpjm1
147!CDIR NOVERRCHK
148         DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vect. opt.
149            ztx = utau(ji-1,jj  ) + utau(ji,jj) 
150            zty = vtau(ji  ,jj-1) + vtau(ji,jj) 
151            ztau = SQRT( ztx * ztx + zty * zty )
152            wndm(ji,jj) = SQRT ( ztau * zcoef ) * tmask(ji,jj,1)
153         END DO
154      END DO
155      CALL lbc_lnk( wndm(:,:) , 'T', 1. )
156      !
157   END SUBROUTINE sbc_tau2wnd
158
159   !!======================================================================
160END MODULE sbc_oce
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.