source: trunk/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC/sbc_oce.F90 @ 5385

Last change on this file since 5385 was 5385, checked in by cetlod, 6 years ago

merge 2015/dev_r5204_CNRS_PISCES_dcy branch into the trunk, see ticket #1532

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 13.0 KB
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   !!            4.0  ! 2012-05  (C. Rousset) add attenuation coef for use in ice model
12   !!----------------------------------------------------------------------
13
14   !!----------------------------------------------------------------------
15   !!   sbc_oce_alloc : allocation of sbc arrays
16   !!   sbc_tau2wnd   : wind speed estimated from wind stress
17   !!----------------------------------------------------------------------
18   USE par_oce        ! ocean parameters
19   USE in_out_manager ! I/O manager
20   USE lib_mpp        ! MPP library
21
22   IMPLICIT NONE
23   PRIVATE
24
25   PUBLIC   sbc_oce_alloc   ! routine called in sbcmod.F90
26   PUBLIC   sbc_tau2wnd     ! routine called in several sbc modules
27   
28   !!----------------------------------------------------------------------
29   !!           Namelist for the Ocean Surface Boundary Condition
30   !!----------------------------------------------------------------------
31   !                                   !!* namsbc namelist *
32   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_ana         !: analytical boundary condition flag
33   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_flx         !: flux      formulation
34   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_blk_clio    !: CLIO bulk formulation
35   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_blk_core    !: CORE bulk formulation
36   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_blk_mfs     !: MFS  bulk formulation
37#if defined key_oasis3
38   LOGICAL , PUBLIC ::   lk_cpl = .TRUE.  !: coupled formulation
39#else
40   LOGICAL , PUBLIC ::   lk_cpl = .FALSE. !: coupled formulation
41#endif
42   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_dm2dc       !: Daily mean to Diurnal Cycle short wave (qsr)
43   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_rnf         !: runoffs / runoff mouths
44   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_ssr         !: Sea Surface restoring on SST and/or SSS     
45   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_apr_dyn     !: Atmospheric pressure forcing used on dynamics (ocean & ice)
46   INTEGER , PUBLIC ::   nn_ice         !: flag for ice in the surface boundary condition (=0/1/2/3)
47   INTEGER , PUBLIC ::   nn_isf         !: flag for isf in the surface boundary condition (=0/1/2/3/4)
48   INTEGER , PUBLIC ::   nn_ice_embd    !: flag for levitating/embedding sea-ice in the ocean
49   !                                             !: =0 levitating ice (no mass exchange, concentration/dilution effect)
50   !                                             !: =1 levitating ice with mass and salt exchange but no presure effect
51   !                                             !: =2 embedded sea-ice (full salt and mass exchanges and pressure)
52   INTEGER , PUBLIC :: nn_limflx        !: LIM3 Multi-category heat flux formulation
53   !                                             !: =-1  Use of per-category fluxes
54   !                                             !: = 0  Average per-category fluxes
55   !                                             !: = 1  Average then redistribute per-category fluxes
56   !                                             !: = 2  Redistribute a single flux over categories
57   INTEGER , PUBLIC ::   nn_fwb         !: FreshWater Budget:
58   !                                             !:  = 0 unchecked
59   !                                             !:  = 1 global mean of e-p-r set to zero at each nn_fsbc time step
60   !                                             !:  = 2 annual global mean of e-p-r set to zero
61   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_wave        !: true if some coupling with wave model
62   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_cdgw        !: true if neutral drag coefficient from wave model
63   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_sdw         !: true if 3d stokes drift from wave model
64   !
65   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_icebergs    !: Icebergs
66   !
67   INTEGER , PUBLIC ::   nn_lsm         !: Number of iteration if seaoverland is applied
68   !!----------------------------------------------------------------------
69   !!           switch definition (improve readability)
70   !!----------------------------------------------------------------------
71   INTEGER , PUBLIC, PARAMETER ::   jp_gyre    = 0        !: GYRE analytical formulation
72   INTEGER , PUBLIC, PARAMETER ::   jp_ana     = 1        !: analytical      formulation
73   INTEGER , PUBLIC, PARAMETER ::   jp_flx     = 2        !: flux            formulation
74   INTEGER , PUBLIC, PARAMETER ::   jp_clio    = 3        !: CLIO bulk       formulation
75   INTEGER , PUBLIC, PARAMETER ::   jp_core    = 4        !: CORE bulk       formulation
76   INTEGER , PUBLIC, PARAMETER ::   jp_cpl     = 5        !: Coupled         formulation
77   INTEGER , PUBLIC, PARAMETER ::   jp_mfs     = 6        !: MFS  bulk       formulation
78   INTEGER , PUBLIC, PARAMETER ::   jp_esopa   = -1       !: esopa test, ALL formulations
79   
80   !!----------------------------------------------------------------------
81   !!              Ocean Surface Boundary Condition fields
82   !!----------------------------------------------------------------------
83   INTEGER , PUBLIC ::  ncpl_qsr_freq            !: qsr coupling frequency per days from atmosphere
84   !
85   LOGICAL , PUBLIC ::   lhftau = .FALSE.        !: HF tau used in TKE: mean(stress module) - module(mean stress)
86   !!                                   !!   now    ! before   !!
87   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   utau   , utau_b   !: sea surface i-stress (ocean referential)     [N/m2]
88   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   vtau   , vtau_b   !: sea surface j-stress (ocean referential)     [N/m2]
89   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   taum              !: module of sea surface stress (at T-point)    [N/m2]
90   !! wndm is used onmpute surface gases exchanges in ice-free ocean or leads
91   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   wndm              !: wind speed module at T-point (=|U10m-Uoce|)  [m/s]
92   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   qsr               !: sea heat flux:     solar                     [W/m2]
93   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   qns    , qns_b    !: sea heat flux: non solar                     [W/m2]
94   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   qsr_tot           !: total     solar heat flux (over sea and ice) [W/m2]
95   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   qns_tot           !: total non solar heat flux (over sea and ice) [W/m2]
96   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   emp    , emp_b    !: freshwater budget: volume flux               [Kg/m2/s]
97   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sfx    , sfx_b    !: salt flux                                    [PSU/m2/s]
98   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   emp_tot           !: total E-P over ocean and ice                 [Kg/m2/s]
99   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   fmmflx            !: freshwater budget: freezing/melting          [Kg/m2/s]
100   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   rnf    , rnf_b    !: river runoff        [Kg/m2/s] 
101   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   fwfisf , fwfisf_b !: ice shelf melting   [Kg/m2/s] 
102   !!
103   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::  sbc_tsc, sbc_tsc_b  !: sbc content trend                      [K.m/s] jpi,jpj,jpts
104   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::  qsr_hc , qsr_hc_b   !: heat content trend due to qsr flux     [K.m/s] jpi,jpj,jpk
105   !!
106   !!
107   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   tprecip           !: total precipitation                          [Kg/m2/s]
108   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sprecip           !: solid precipitation                          [Kg/m2/s]
109   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   fr_i              !: ice fraction = 1 - lead fraction      (between 0 to 1)
110#if defined key_cpl_carbon_cycle
111   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   atm_co2           !: atmospheric pCO2                             [ppm]
112#endif
113
114   !!----------------------------------------------------------------------
115   !!                     Sea Surface Mean fields
116   !!----------------------------------------------------------------------
117   INTEGER , PUBLIC                     ::   nn_fsbc   !: frequency of sbc computation (as well as sea-ice model)
118   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   ssu_m     !: mean (nn_fsbc time-step) surface sea i-current (U-point) [m/s]
119   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   ssv_m     !: mean (nn_fsbc time-step) surface sea j-current (V-point) [m/s]
120   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sst_m     !: mean (nn_fsbc time-step) surface sea temperature     [Celsius]
121   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sss_m     !: mean (nn_fsbc time-step) surface sea salinity            [psu]
122   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   ssh_m     !: mean (nn_fsbc time-step) sea surface height                [m]
123   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   e3t_m     !: mean (nn_fsbc time-step) sea surface layer thickness       [m]
124
125   !! * Substitutions
126#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
127   !!----------------------------------------------------------------------
128   !! NEMO/OPA 4.0 , NEMO Consortium (2011)
129   !! $Id$
130   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
131   !!----------------------------------------------------------------------
132CONTAINS
133
134   INTEGER FUNCTION sbc_oce_alloc()
135      !!---------------------------------------------------------------------
136      !!                  ***  FUNCTION sbc_oce_alloc  ***
137      !!---------------------------------------------------------------------
138      INTEGER :: ierr(5)
139      !!---------------------------------------------------------------------
140      ierr(:) = 0
141      !
142      ALLOCATE( utau(jpi,jpj) , utau_b(jpi,jpj) , taum(jpi,jpj) ,     &
143         &      vtau(jpi,jpj) , vtau_b(jpi,jpj) , wndm(jpi,jpj) , STAT=ierr(1) ) 
144         !
145      ALLOCATE( qns_tot(jpi,jpj) , qns  (jpi,jpj) , qns_b(jpi,jpj),        &
146         &      qsr_tot(jpi,jpj) , qsr  (jpi,jpj) ,                        &
147         &      emp    (jpi,jpj) , emp_b(jpi,jpj) ,                        &
148         &      sfx    (jpi,jpj) , sfx_b(jpi,jpj) , emp_tot(jpi,jpj), fmmflx(jpi,jpj), STAT=ierr(2) )
149         !
150      ALLOCATE( fwfisf  (jpi,jpj), rnf  (jpi,jpj) , sbc_tsc  (jpi,jpj,jpts) , qsr_hc  (jpi,jpj,jpk) ,     &
151         &      fwfisf_b(jpi,jpj), rnf_b(jpi,jpj) , sbc_tsc_b(jpi,jpj,jpts) , qsr_hc_b(jpi,jpj,jpk) , STAT=ierr(3) )
152         !
153      ALLOCATE( tprecip(jpi,jpj) , sprecip(jpi,jpj) , fr_i(jpi,jpj) ,     &
154#if defined key_cpl_carbon_cycle
155         &      atm_co2(jpi,jpj) ,                                        &
156#endif
157         &      ssu_m  (jpi,jpj) , sst_m(jpi,jpj) ,                       &
158         &      ssv_m  (jpi,jpj) , sss_m  (jpi,jpj), ssh_m(jpi,jpj) , STAT=ierr(4) )
159         !
160#if defined key_vvl
161      ALLOCATE( e3t_m(jpi,jpj) , STAT=ierr(5) )
162#endif
163         !
164      sbc_oce_alloc = MAXVAL( ierr )
165      IF( lk_mpp            )   CALL mpp_sum ( sbc_oce_alloc )
166      IF( sbc_oce_alloc > 0 )   CALL ctl_warn('sbc_oce_alloc: allocation of arrays failed')
167      !
168   END FUNCTION sbc_oce_alloc
169
170
171   SUBROUTINE sbc_tau2wnd
172      !!---------------------------------------------------------------------
173      !!                    ***  ROUTINE sbc_tau2wnd  ***
174      !!                   
175      !! ** Purpose : Estimation of wind speed as a function of wind stress   
176      !!
177      !! ** Method  : |tau|=rhoa*Cd*|U|^2
178      !!---------------------------------------------------------------------
179      USE dom_oce         ! ocean space and time domain
180      USE lbclnk          ! ocean lateral boundary conditions (or mpp link)
181      REAL(wp) ::   zrhoa  = 1.22         ! Air density kg/m3
182      REAL(wp) ::   zcdrag = 1.5e-3       ! drag coefficient
183      REAL(wp) ::   ztx, zty, ztau, zcoef ! temporary variables
184      INTEGER  ::   ji, jj                ! dummy indices
185      !!---------------------------------------------------------------------
186      zcoef = 0.5 / ( zrhoa * zcdrag ) 
187!CDIR NOVERRCHK
188      DO jj = 2, jpjm1
189!CDIR NOVERRCHK
190         DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vect. opt.
191            ztx = utau(ji-1,jj  ) + utau(ji,jj) 
192            zty = vtau(ji  ,jj-1) + vtau(ji,jj) 
193            ztau = SQRT( ztx * ztx + zty * zty )
194            wndm(ji,jj) = SQRT ( ztau * zcoef ) * tmask(ji,jj,1)
195         END DO
196      END DO
197      CALL lbc_lnk( wndm(:,:) , 'T', 1. )
198      !
199   END SUBROUTINE sbc_tau2wnd
200
201   !!======================================================================
202END MODULE sbc_oce
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.