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sbcice_lim_2.F90 in trunk/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC – NEMO

source: trunk/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC/sbcice_lim_2.F90 @ 3294

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Line 
1MODULE sbcice_lim_2
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  sbcice_lim_2  ***
4   !! Surface module :  update surface ocean boundary condition over ice covered area using LIM sea-ice model
5   !! Sea-Ice model  :  LIM-2 Sea ice model time-stepping
6   !!======================================================================
7   !! History :  1.0   !  06-2006  (G. Madec)  from icestp_2.F90
8   !!            3.0   !  08-2008  (S. Masson, E. .... ) coupled interface
9   !!            3.3   !  05-2009  (G.Garric) addition of the lim2_evp case
10   !!----------------------------------------------------------------------
11#if defined key_lim2
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!   'key_lim2' :                                    LIM-2 sea-ice model
14   !!----------------------------------------------------------------------
15   !!   sbc_ice_lim_2   : sea-ice model time-stepping and update ocean sbc over ice-covered area
16   !!----------------------------------------------------------------------
17   USE oce              ! ocean dynamics and tracers
18   USE dom_oce          ! ocean space and time domain
19   USE ice_2
20   USE par_ice_2
21   USE iceini_2
22   USE dom_ice_2
23
24   USE sbc_oce          ! Surface boundary condition: ocean fields
25   USE sbc_ice          ! Surface boundary condition: ice   fields
26   USE sbcblk_core      ! Surface boundary condition: CORE bulk
27   USE sbcblk_clio      ! Surface boundary condition: CLIO bulk
28   USE sbccpl           ! Surface boundary condition: coupled interface
29   USE albedo
30
31   USE phycst           ! Define parameters for the routines
32   USE eosbn2           ! equation of state
33   USE limdyn_2
34   USE limtrp_2
35   USE limdmp_2
36   USE limthd_2
37   USE limsbc_2         ! sea surface boundary condition
38   USE limdia_2
39   USE limwri_2
40   USE limrst_2
41
42   USE c1d              ! 1D vertical configuration
43
44   USE lbclnk           ! lateral boundary condition - MPP link
45   USE lib_mpp          ! MPP library
46   USE wrk_nemo         ! work arrays
47   USE iom              ! I/O manager library
48   USE in_out_manager   ! I/O manager
49   USE prtctl           ! Print control
50
51   IMPLICIT NONE
52   PRIVATE
53
54   PUBLIC sbc_ice_lim_2 ! routine called by sbcmod.F90
55
56   !! * Substitutions
57#  include "domzgr_substitute.h90"
58#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
59   !!----------------------------------------------------------------------
60   !! NEMO/OPA 3.3 , NEMO Consortium (2010)
61   !! $Id$
62   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
63   !!----------------------------------------------------------------------
64CONTAINS
65
66   SUBROUTINE sbc_ice_lim_2( kt, ksbc )
67      !!---------------------------------------------------------------------
68      !!                  ***  ROUTINE sbc_ice_lim_2  ***
69      !!                   
70      !! ** Purpose :   update the ocean surface boundary condition via the
71      !!                Louvain la Neuve Sea Ice Model time stepping
72      !!
73      !! ** Method  :   ice model time stepping
74      !!              - call the ice dynamics routine
75      !!              - call the ice advection/diffusion routine
76      !!              - call the ice thermodynamics routine
77      !!              - call the routine that computes mass and
78      !!                heat fluxes at the ice/ocean interface
79      !!              - save the outputs
80      !!              - save the outputs for restart when necessary
81      !!
82      !! ** Action  : - time evolution of the LIM sea-ice model
83      !!              - update all sbc variables below sea-ice:
84      !!                utau, vtau, taum, wndm, qns , qsr, emp , emps
85      !!---------------------------------------------------------------------
86      INTEGER, INTENT(in) ::   kt      ! ocean time step
87      INTEGER, INTENT(in) ::   ksbc    ! type of sbc ( =3 CLIO bulk ; =4 CORE bulk ; =5 coupled )
88      !!
89      INTEGER  ::   ji, jj   ! dummy loop indices
90      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER :: zalb_ice_os   ! albedo of the ice under overcast sky
91      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER :: zalb_ice_cs   ! albedo of ice under clear sky
92      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER :: zsist         ! surface ice temperature (K)
93      !!----------------------------------------------------------------------
94
95      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,1, zalb_ice_os, zalb_ice_cs, zsist )
96
97      IF( kt == nit000 ) THEN
98         IF(lwp) WRITE(numout,*)
99         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'sbc_ice_lim_2 : update ocean surface boudary condition' 
100         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~~   via Louvain la Neuve Ice Model (LIM) time stepping'
101         !
102         CALL ice_init_2
103      ENDIF
104
105      !                                        !----------------------!
106      IF( MOD( kt-1, nn_fsbc ) == 0 ) THEN     !  Ice time-step only  !
107         !                                     !----------------------!
108         !  Bulk Formulea !
109         !----------------!
110         ! ... mean surface ocean current at ice dynamics point
111         SELECT CASE( cp_ice_msh )
112         CASE( 'I' )                  !== B-grid ice dynamics :   I-point (i.e. F-point with sea-ice indexation)
113            DO jj = 2, jpj
114               DO ji = 2, jpi   ! NO vector opt. possible
115                  u_oce(ji,jj) = 0.5_wp * ( ssu_m(ji-1,jj  ) + ssu_m(ji-1,jj-1) ) * tmu(ji,jj)
116                  v_oce(ji,jj) = 0.5_wp * ( ssv_m(ji  ,jj-1) + ssv_m(ji-1,jj-1) ) * tmu(ji,jj)
117               END DO
118            END DO
119            CALL lbc_lnk( u_oce, 'I', -1. )   ! I-point (i.e. F-point with ice indices)
120            CALL lbc_lnk( v_oce, 'I', -1. )   ! I-point (i.e. F-point with ice indices)
121            !
122         CASE( 'C' )                  !== C-grid ice dynamics :   U & V-points (same as ocean)
123            u_oce(:,:) = ssu_m(:,:)                     ! mean surface ocean current at ice velocity point
124            v_oce(:,:) = ssv_m(:,:)
125            !
126         END SELECT
127
128         ! ... masked sea surface freezing temperature [Kelvin] (set to rt0 over land)
129         tfu(:,:) = tfreez( sss_m ) +  rt0 
130
131         zsist (:,:,1) = sist (:,:) + rt0 * ( 1. - tmask(:,:,1) )
132
133         ! ... ice albedo (clear sky and overcast sky)
134         CALL albedo_ice( zsist, reshape( hicif, (/jpi,jpj,1/) ), &
135                                 reshape( hsnif, (/jpi,jpj,1/) ), &
136                          zalb_ice_cs, zalb_ice_os )
137
138         ! ... Sea-ice surface boundary conditions output from bulk formulae :
139         !     - utau_ice   ! surface ice stress i-component (I-point)   [N/m2]
140         !     - vtau_ice   ! surface ice stress j-component (I-point)   [N/m2]
141         !     - qns_ice    ! non solar heat flux over ice   (T-point)   [W/m2]
142         !     - qsr_ice    !     solar heat flux over ice   (T-point)   [W/m2]
143         !     - qla_ice    ! latent    heat flux over ice   (T-point)   [W/m2]
144         !     - dqns_ice   ! non solar heat sensistivity    (T-point)   [W/m2]
145         !     - dqla_ice   ! latent    heat sensistivity    (T-point)   [W/m2]
146         !     - tprecip    ! total precipitation            (T-point)   [Kg/m2/s]
147         !     - sprecip    ! solid precipitation            (T-point)   [Kg/m2/s]
148         !     - fr1_i0     ! 1sr fraction of qsr penetration in ice     [%]
149         !     - fr2_i0     ! 2nd fraction of qsr penetration in ice     [%]
150         !
151         SELECT CASE( ksbc )
152         CASE( 3 )           ! CLIO bulk formulation
153            CALL blk_ice_clio( zsist, zalb_ice_cs, zalb_ice_os,                         &
154               &                      utau_ice   , vtau_ice   , qns_ice    , qsr_ice,   &
155               &                      qla_ice    , dqns_ice   , dqla_ice   ,            &
156               &                      tprecip    , sprecip    ,                         &
157               &                      fr1_i0     , fr2_i0     , cp_ice_msh , jpl  )
158
159         CASE( 4 )           ! CORE bulk formulation
160            CALL blk_ice_core( zsist, u_ice      , v_ice      , zalb_ice_cs,            &
161               &                      utau_ice   , vtau_ice   , qns_ice    , qsr_ice,   &
162               &                      qla_ice    , dqns_ice   , dqla_ice   ,            &
163               &                      tprecip    , sprecip    ,                         &
164               &                      fr1_i0     , fr2_i0     , cp_ice_msh , jpl  )
165         CASE( 5 )           ! Coupled formulation : atmosphere-ice stress only (fluxes provided after ice dynamics)
166            CALL sbc_cpl_ice_tau( utau_ice , vtau_ice )
167         END SELECT
168
169         CALL iom_put( 'utau_ice', utau_ice )     ! Wind stress over ice along i-axis at I-point
170         CALL iom_put( 'vtau_ice', vtau_ice )     ! Wind stress over ice along j-axis at I-point
171
172         IF(ln_ctl) THEN         ! print mean trends (used for debugging)
173            CALL prt_ctl_info( 'Ice Forcings ' )
174            CALL prt_ctl( tab2d_1=tprecip ,clinfo1=' sbc_ice_lim: precip  : ', tab2d_2=sprecip , clinfo2=' Snow    : ' )
175            CALL prt_ctl( tab2d_1=utau_ice,clinfo1=' sbc_ice_lim: utau_ice: ', tab2d_2=vtau_ice, clinfo2=' vtau_ice: ' )
176            CALL prt_ctl( tab2d_1=sst_m   ,clinfo1=' sbc_ice_lim: sst     : ', tab2d_2=sss_m   , clinfo2=' sss     : ' )
177            CALL prt_ctl( tab2d_1=u_oce   ,clinfo1=' sbc_ice_lim: u_io    : ', tab2d_2=v_oce   , clinfo2=' v_io    : ' )
178            CALL prt_ctl( tab2d_1=hsnif   ,clinfo1=' sbc_ice_lim: hsnif  1: ', tab2d_2=hicif   , clinfo2=' hicif   : ' )
179            CALL prt_ctl( tab2d_1=frld    ,clinfo1=' sbc_ice_lim: frld   1: ', tab2d_2=sist    , clinfo2=' sist    : ' )
180         ENDIF
181
182         ! ---------------- !
183         !  Ice model step  !
184         ! ---------------- !
185         numit = numit + nn_fsbc                           ! Ice model time step
186
187                           CALL lim_rst_opn_2  ( kt )  ! Open Ice restart file
188         IF( .NOT. lk_c1d ) THEN                       ! Ice dynamics & transport (except in 1D case)
189                           CALL lim_dyn_2      ( kt )      ! Ice dynamics    ( rheology/dynamics )
190                           CALL lim_trp_2      ( kt )      ! Ice transport   ( Advection/diffusion )
191           IF( ln_limdmp ) CALL lim_dmp_2      ( kt )      ! Ice damping
192         END IF
193#if defined key_coupled
194         !                                             ! Ice surface fluxes in coupled mode
195         IF( ksbc == 5 )   THEN
196            a_i(:,:,1)=fr_i
197            CALL sbc_cpl_ice_flx( frld,                                              &
198            !                                optional arguments, used only in 'mixed oce-ice' case
199            &                                             palbi = zalb_ice_cs, psst = sst_m, pist = zsist )
200            sprecip(:,:) = - emp_ice(:,:)   ! Ugly patch, WARNING, in coupled mode, sublimation included in snow (parsub = 0.)
201         ENDIF
202#endif
203                           CALL lim_thd_2      ( kt )      ! Ice thermodynamics
204                           CALL lim_sbc_flx_2  ( kt )      ! update surface ocean mass, heat & salt fluxes
205
206         IF( ( MOD( kt+nn_fsbc-1, ninfo ) == 0 .OR. ntmoy == 1 ) .AND. .NOT. lk_mpp )   &
207            &              CALL lim_dia_2      ( kt )      ! Ice Diagnostics
208# if ! defined key_iomput
209                           CALL lim_wri_2      ( kt )      ! Ice outputs
210# endif
211         IF( lrst_ice  )   CALL lim_rst_write_2( kt )      ! Ice restart file
212         !
213      ENDIF                                    ! End sea-ice time step only
214      !
215      !                                        !--------------------------!
216      !                                        !  at all ocean time step  !
217      !                                        !--------------------------!
218      !                                               
219      !                                              ! Update surface ocean stresses (only in ice-dynamic case)
220      !                                                   ! otherwise the atm.-ocean stresses are used everywhere
221      IF( ln_limdyn    )   CALL lim_sbc_tau_2( kt, ub(:,:,1), vb(:,:,1) )  ! using before instantaneous surf. currents
222      !
223      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,1, zalb_ice_os, zalb_ice_cs, zsist )
224      !
225   END SUBROUTINE sbc_ice_lim_2
226
227#else
228   !!----------------------------------------------------------------------
229   !!   Default option           Dummy module      NO LIM 2.0 sea-ice model
230   !!----------------------------------------------------------------------
231CONTAINS
232   SUBROUTINE sbc_ice_lim_2 ( kt, ksbc )     ! Dummy routine
233      INTEGER, INTENT(in) ::   kt, ksbc   
234      WRITE(*,*) 'sbc_ice_lim_2: You should not have seen this print! error?', kt, ksbc
235   END SUBROUTINE sbc_ice_lim_2
236#endif
237
238   !!======================================================================
239END MODULE sbcice_lim_2
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.