New URL for NEMO forge!   http://forge.nemo-ocean.eu

Since March 2022 along with NEMO 4.2 release, the code development moved to a self-hosted GitLab.
This present forge is now archived and remained online for history.
tradmp.F90 in trunk/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/TRA – NEMO

source: trunk/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/TRA/tradmp.F90 @ 3787

Last change on this file since 3787 was 3294, checked in by rblod, 12 years ago

Merge of 3.4beta into the trunk

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 37.8 KB
RevLine 
[3]1MODULE tradmp
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  tradmp  ***
4   !! Ocean physics: internal restoring trend on active tracers (T and S)
5   !!======================================================================
[1601]6   !! History :  OPA  ! 1991-03  (O. Marti, G. Madec)  Original code
7   !!                 ! 1992-06  (M. Imbard)  doctor norme
8   !!                 ! 1996-01  (G. Madec)  statement function for e3
9   !!                 ! 1997-05  (G. Madec)  macro-tasked on jk-slab
10   !!                 ! 1998-07  (M. Imbard, G. Madec) ORCA version
11   !!            7.0  ! 2001-02  (M. Imbard)  cofdis, Original code
12   !!            8.1  ! 2001-02  (G. Madec, E. Durand)  cleaning
13   !!  NEMO      1.0  ! 2002-08  (G. Madec, E. Durand)  free form + modules
14   !!            3.2  ! 2009-08  (G. Madec, C. Talandier)  DOCTOR norm for namelist parameter
[2528]15   !!            3.3  ! 2010-06  (C. Ethe, G. Madec) merge TRA-TRC
[3294]16   !!            3.4  ! 2011-04  (G. Madec, C. Ethe) Merge of dtatem and dtasal + suppression of CPP keys
[503]17   !!----------------------------------------------------------------------
[3294]18
[3]19   !!----------------------------------------------------------------------
[2715]20   !!   tra_dmp_alloc : allocate tradmp arrays
[2528]21   !!   tra_dmp       : update the tracer trend with the internal damping
22   !!   tra_dmp_init  : initialization, namlist read, parameters control
23   !!   dtacof_zoom   : restoring coefficient for zoom domain
24   !!   dtacof        : restoring coefficient for global domain
25   !!   cofdis        : compute the distance to the coastline
[3]26   !!----------------------------------------------------------------------
[2528]27   USE oce            ! ocean: variables
28   USE dom_oce        ! ocean: domain variables
29   USE trdmod_oce     ! ocean: trend variables
30   USE trdtra         ! active tracers: trends
31   USE zdf_oce        ! ocean: vertical physics
32   USE phycst         ! physical constants
[3294]33   USE dtatsd         ! data: temperature & salinity
[2528]34   USE zdfmxl         ! vertical physics: mixed layer depth
35   USE in_out_manager ! I/O manager
36   USE lib_mpp        ! MPP library
37   USE prtctl         ! Print control
[3294]38   USE wrk_nemo       ! Memory allocation
39   USE timing         ! Timing
[3]40
41   IMPLICIT NONE
42   PRIVATE
43
[2528]44   PUBLIC   tra_dmp      ! routine called by step.F90
45   PUBLIC   tra_dmp_init ! routine called by opa.F90
46   PUBLIC   dtacof       ! routine called by in both tradmp.F90 and trcdmp.F90
47   PUBLIC   dtacof_zoom  ! routine called by in both tradmp.F90 and trcdmp.F90
[3]48
[3294]49   !                                !!* Namelist namtra_dmp : T & S newtonian damping *
50   LOGICAL, PUBLIC ::   ln_tradmp = .TRUE.    !: internal damping flag
51   INTEGER         ::   nn_hdmp   =   -1      ! = 0/-1/'latitude' for damping over T and S
52   INTEGER         ::   nn_zdmp   =    0      ! = 0/1/2 flag for damping in the mixed layer
53   REAL(wp)        ::   rn_surf   =   50._wp  ! surface time scale for internal damping        [days]
54   REAL(wp)        ::   rn_bot    =  360._wp  ! bottom time scale for internal damping         [days]
55   REAL(wp)        ::   rn_dep    =  800._wp  ! depth of transition between rn_surf and rn_bot [meters]
56   INTEGER         ::   nn_file   =    2      ! = 1 create a damping.coeff NetCDF file
57
[2715]58   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   strdmp   !: damping salinity trend (psu/s)
59   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   ttrdmp   !: damping temperature trend (Celcius/s)
60   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   resto    !: restoring coeff. on T and S (s-1)
[3]61
62   !! * Substitutions
63#  include "domzgr_substitute.h90"
64#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
65   !!----------------------------------------------------------------------
[2528]66   !! NEMO/OPA 3.3 , NEMO Consortium (2010)
[1152]67   !! $Id$
[2528]68   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
[3]69   !!----------------------------------------------------------------------
70CONTAINS
71
[2715]72   INTEGER FUNCTION tra_dmp_alloc()
73      !!----------------------------------------------------------------------
[3294]74      !!                ***  FUNCTION tra_dmp_alloc  ***
[2715]75      !!----------------------------------------------------------------------
[3294]76      ALLOCATE( strdmp(jpi,jpj,jpk) , ttrdmp(jpi,jpj,jpk), resto(jpi,jpj,jpk), STAT= tra_dmp_alloc )
[2715]77      !
78      IF( lk_mpp            )   CALL mpp_sum ( tra_dmp_alloc )
79      IF( tra_dmp_alloc > 0 )   CALL ctl_warn('tra_dmp_alloc: allocation of arrays failed')
[3294]80      !
[2715]81   END FUNCTION tra_dmp_alloc
82
83
[3]84   SUBROUTINE tra_dmp( kt )
85      !!----------------------------------------------------------------------
86      !!                   ***  ROUTINE tra_dmp  ***
87      !!                 
88      !! ** Purpose :   Compute the tracer trend due to a newtonian damping
89      !!      of the tracer field towards given data field and add it to the
90      !!      general tracer trends.
91      !!
92      !! ** Method  :   Newtonian damping towards t_dta and s_dta computed
93      !!      and add to the general tracer trends:
94      !!                     ta = ta + resto * (t_dta - tb)
95      !!                     sa = sa + resto * (s_dta - sb)
96      !!         The trend is computed either throughout the water column
97      !!      (nlmdmp=0) or in area of weak vertical mixing (nlmdmp=1) or
98      !!      below the well mixed layer (nlmdmp=2)
99      !!
[1601]100      !! ** Action  : - (ta,sa)   tracer trends updated with the damping trend
[503]101      !!----------------------------------------------------------------------
[3294]102      !
[1601]103      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! ocean time-step index
[503]104      !!
[2528]105      INTEGER  ::   ji, jj, jk   ! dummy loop indices
[3294]106      REAL(wp) ::   zta, zsa             ! local scalars
107      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:,:) ::  zts_dta 
[3]108      !!----------------------------------------------------------------------
[503]109      !
[3294]110      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start( 'tra_dmp')
111      !
112      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, jpts,  zts_dta )
113      !                           !==   input T-S data at kt   ==!
114      CALL dta_tsd( kt, zts_dta )            ! read and interpolates T-S data at kt
115      !
[2528]116      SELECT CASE ( nn_zdmp )     !==    type of damping   ==!
117      !
[1601]118      CASE( 0 )                   !==  newtonian damping throughout the water column  ==!
[3]119         DO jk = 1, jpkm1
120            DO jj = 2, jpjm1
121               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
[3294]122                  zta = resto(ji,jj,jk) * ( zts_dta(ji,jj,jk,jp_tem) - tsb(ji,jj,jk,jp_tem) )
123                  zsa = resto(ji,jj,jk) * ( zts_dta(ji,jj,jk,jp_sal) - tsb(ji,jj,jk,jp_sal) )
[2528]124                  tsa(ji,jj,jk,jp_tem) = tsa(ji,jj,jk,jp_tem) + zta
125                  tsa(ji,jj,jk,jp_sal) = tsa(ji,jj,jk,jp_sal) + zsa
[3294]126                  strdmp(ji,jj,jk) = zsa           ! save the trend (used in asmtrj)
127                  ttrdmp(ji,jj,jk) = zta     
[3]128               END DO
129            END DO
130         END DO
[503]131         !
[1601]132      CASE ( 1 )                  !==  no damping in the turbocline (avt > 5 cm2/s)  ==!
[3]133         DO jk = 1, jpkm1
134            DO jj = 2, jpjm1
135               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
[2528]136                  IF( avt(ji,jj,jk) <= 5.e-4_wp ) THEN
[3294]137                     zta = resto(ji,jj,jk) * ( zts_dta(ji,jj,jk,jp_tem) - tsb(ji,jj,jk,jp_tem) )
138                     zsa = resto(ji,jj,jk) * ( zts_dta(ji,jj,jk,jp_sal) - tsb(ji,jj,jk,jp_sal) )
[2528]139                  ELSE
140                     zta = 0._wp
141                     zsa = 0._wp 
[3]142                  ENDIF
[2528]143                  tsa(ji,jj,jk,jp_tem) = tsa(ji,jj,jk,jp_tem) + zta
144                  tsa(ji,jj,jk,jp_sal) = tsa(ji,jj,jk,jp_sal) + zsa
145                  strdmp(ji,jj,jk) = zsa           ! save the salinity trend (used in asmtrj)
146                  ttrdmp(ji,jj,jk) = zta
[3]147               END DO
148            END DO
149         END DO
[503]150         !
[1601]151      CASE ( 2 )                  !==  no damping in the mixed layer   ==!
[3]152         DO jk = 1, jpkm1
153            DO jj = 2, jpjm1
154               DO ji = fs_2, fs_jpim1   ! vector opt.
155                  IF( fsdept(ji,jj,jk) >= hmlp (ji,jj) ) THEN
[3294]156                     zta = resto(ji,jj,jk) * ( zts_dta(ji,jj,jk,jp_tem) - tsb(ji,jj,jk,jp_tem) )
157                     zsa = resto(ji,jj,jk) * ( zts_dta(ji,jj,jk,jp_sal) - tsb(ji,jj,jk,jp_sal) )
[2528]158                  ELSE
159                     zta = 0._wp
160                     zsa = 0._wp 
[3]161                  ENDIF
[2528]162                  tsa(ji,jj,jk,jp_tem) = tsa(ji,jj,jk,jp_tem) + zta
163                  tsa(ji,jj,jk,jp_sal) = tsa(ji,jj,jk,jp_sal) + zsa
164                  strdmp(ji,jj,jk) = zsa           ! save the salinity trend (used in asmtrj)
165                  ttrdmp(ji,jj,jk) = zta
[3]166               END DO
167            END DO
168         END DO
[503]169         !
[3]170      END SELECT
[2528]171      !
[1601]172      IF( l_trdtra )   THEN       ! trend diagnostic
[2528]173         CALL trd_tra( kt, 'TRA', jp_tem, jptra_trd_dmp, ttrdmp )
174         CALL trd_tra( kt, 'TRA', jp_sal, jptra_trd_dmp, strdmp )
[216]175      ENDIF
[1601]176      !                           ! Control print
[2528]177      IF(ln_ctl)   CALL prt_ctl( tab3d_1=tsa(:,:,:,jp_tem), clinfo1=' dmp  - Ta: ', mask1=tmask,   &
178         &                       tab3d_2=tsa(:,:,:,jp_sal), clinfo2=       ' Sa: ', mask2=tmask, clinfo3='tra' )
[503]179      !
[3294]180      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, jpts,  zts_dta )
181      !
182      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop( 'tra_dmp')
183      !
[3]184   END SUBROUTINE tra_dmp
185
186
187   SUBROUTINE tra_dmp_init
188      !!----------------------------------------------------------------------
189      !!                  ***  ROUTINE tra_dmp_init  ***
190      !!
191      !! ** Purpose :   Initialization for the newtonian damping
192      !!
193      !! ** Method  :   read the nammbf namelist and check the parameters
194      !!----------------------------------------------------------------------
[3294]195      NAMELIST/namtra_dmp/ ln_tradmp, nn_hdmp, nn_zdmp, rn_surf, rn_bot, rn_dep, nn_file
[541]196      !!----------------------------------------------------------------------
[3]197
[1601]198      REWIND ( numnam )                  ! Read Namelist namtra_dmp : temperature and salinity damping term
199      READ   ( numnam, namtra_dmp )
[2528]200     
201      IF( lzoom )   nn_zdmp = 0          ! restoring to climatology at closed north or south boundaries
[3]202
[503]203      IF(lwp) THEN                       ! Namelist print
[3]204         WRITE(numout,*)
[3294]205         WRITE(numout,*) 'tra_dmp_init : T and S newtonian damping'
[3]206         WRITE(numout,*) '~~~~~~~'
[1601]207         WRITE(numout,*) '   Namelist namtra_dmp : set damping parameter'
[3294]208         WRITE(numout,*) '      add a damping termn or not      ln_tradmp = ', ln_tradmp
209         WRITE(numout,*) '      T and S damping option          nn_hdmp   = ', nn_hdmp
210         WRITE(numout,*) '      mixed layer damping option      nn_zdmp   = ', nn_zdmp, '(zoom: forced to 0)'
211         WRITE(numout,*) '      surface time scale (days)       rn_surf   = ', rn_surf
212         WRITE(numout,*) '      bottom time scale (days)        rn_bot    = ', rn_bot
213         WRITE(numout,*) '      depth of transition (meters)    rn_dep    = ', rn_dep
214         WRITE(numout,*) '      create a damping.coeff file     nn_file   = ', nn_file
215         WRITE(numout,*)
[3]216      ENDIF
217
[3294]218      IF( ln_tradmp ) THEN               ! initialization for T-S damping
219         !
220         IF( tra_dmp_alloc() /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'tra_dmp_init: unable to allocate arrays' )
221         !
222         SELECT CASE ( nn_hdmp )
223         CASE (  -1  )   ;   IF(lwp) WRITE(numout,*) '   tracer damping in the Med & Red seas only'
224         CASE ( 1:90 )   ;   IF(lwp) WRITE(numout,*) '   tracer damping poleward of', nn_hdmp, ' degrees'
225         CASE DEFAULT
226            WRITE(ctmp1,*) '          bad flag value for nn_hdmp = ', nn_hdmp
227            CALL ctl_stop(ctmp1)
228         END SELECT
229         !
230         SELECT CASE ( nn_zdmp )
231         CASE ( 0 )   ;   IF(lwp) WRITE(numout,*) '   tracer damping throughout the water column'
232         CASE ( 1 )   ;   IF(lwp) WRITE(numout,*) '   no tracer damping in the turbocline (avt > 5 cm2/s)'
233         CASE ( 2 )   ;   IF(lwp) WRITE(numout,*) '   no tracer damping in the mixed layer'
234         CASE DEFAULT
235            WRITE(ctmp1,*) 'bad flag value for nn_zdmp = ', nn_zdmp
236            CALL ctl_stop(ctmp1)
237         END SELECT
238         !
239         IF( .NOT.ln_tsd_tradmp ) THEN
240            CALL ctl_warn( 'tra_dmp_init: read T-S data not initialized, we force ln_tsd_tradmp=T' )
241            CALL dta_tsd_init( ld_tradmp=ln_tradmp )        ! forces the initialisation of T-S data
242         ENDIF
243         !
244         strdmp(:,:,:) = 0._wp       ! internal damping salinity trend (used in asmtrj)
245         ttrdmp(:,:,:) = 0._wp
246         !                          ! Damping coefficients initialization
247         IF( lzoom ) THEN   ;   CALL dtacof_zoom( resto )
248         ELSE               ;   CALL dtacof( nn_hdmp, rn_surf, rn_bot, rn_dep, nn_file, 'TRA', resto )
249         ENDIF
250         !
[3]251      ENDIF
[503]252      !
[3]253   END SUBROUTINE tra_dmp_init
254
255
[2528]256   SUBROUTINE dtacof_zoom( presto )
[3]257      !!----------------------------------------------------------------------
258      !!                  ***  ROUTINE dtacof_zoom  ***
259      !!
260      !! ** Purpose :   Compute the damping coefficient for zoom domain
261      !!
262      !! ** Method  : - set along closed boundary due to zoom a damping over
[1601]263      !!                6 points with a max time scale of 5 days.
[3]264      !!              - ORCA arctic/antarctic zoom: set the damping along
[1601]265      !!                south/north boundary over a latitude strip.
[3]266      !!
267      !! ** Action  : - resto, the damping coeff. for T and S
268      !!----------------------------------------------------------------------
[2528]269      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(inout)  ::   presto   ! restoring coeff. (s-1)
270      !
271      INTEGER  ::   ji, jj, jk, jn   ! dummy loop indices
272      REAL(wp) ::   zlat, zlat0, zlat1, zlat2, z1_5d   ! local scalar
273      REAL(wp), DIMENSION(6)  ::   zfact               ! 1Dworkspace
[3]274      !!----------------------------------------------------------------------
[3294]275      !
276      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start( 'dtacof_zoom')
277      !
[3]278
[2528]279      zfact(1) =  1._wp
280      zfact(2) =  1._wp
281      zfact(3) = 11._wp / 12._wp
282      zfact(4) =  8._wp / 12._wp
283      zfact(5) =  4._wp / 12._wp
284      zfact(6) =  1._wp / 12._wp
285      zfact(:) = zfact(:) / ( 5._wp * rday )    ! 5 days max restoring time scale
[3]286
[2528]287      presto(:,:,:) = 0._wp
[3]288
289      ! damping along the forced closed boundary over 6 grid-points
290      DO jn = 1, 6
[2528]291         IF( lzoom_w )   presto( mi0(jn+jpizoom):mi1(jn+jpizoom), : , : )                    = zfact(jn)   ! west  closed
292         IF( lzoom_s )   presto( : , mj0(jn+jpjzoom):mj1(jn+jpjzoom), : )                    = zfact(jn)   ! south closed
293         IF( lzoom_e )   presto( mi0(jpiglo+jpizoom-1-jn):mi1(jpiglo+jpizoom-1-jn) , : , : ) = zfact(jn)   ! east  closed
294         IF( lzoom_n )   presto( : , mj0(jpjglo+jpjzoom-1-jn):mj1(jpjglo+jpjzoom-1-jn) , : ) = zfact(jn)   ! north closed
[3]295      END DO
296
[1601]297      !                                           ! ====================================================
298      IF( lzoom_arct .AND. lzoom_anta ) THEN      !  ORCA configuration : arctic zoom or antarctic zoom
299         !                                        ! ====================================================
[3]300         IF(lwp) WRITE(numout,*)
301         IF(lwp .AND. lzoom_arct ) WRITE(numout,*) '              dtacof_zoom : ORCA    Arctic zoom'
302         IF(lwp .AND. lzoom_arct ) WRITE(numout,*) '              dtacof_zoom : ORCA Antarctic zoom'
303         IF(lwp) WRITE(numout,*)
[1601]304         !
305         !                          ! Initialization :
[2528]306         presto(:,:,:) = 0._wp
307         zlat0 = 10._wp                     ! zlat0 : latitude strip where resto decreases
308         zlat1 = 30._wp                     ! zlat1 : resto = 1 before zlat1
309         zlat2 = zlat1 + zlat0              ! zlat2 : resto decreases from 1 to 0 between zlat1 and zlat2
310         z1_5d = 1._wp / ( 5._wp * rday )   ! z1_5d : 1 / 5days
[3]311
[1601]312         DO jk = 2, jpkm1           ! Compute arrays resto ; value for internal damping : 5 days
[3]313            DO jj = 1, jpj
314               DO ji = 1, jpi
315                  zlat = ABS( gphit(ji,jj) )
[1601]316                  IF( zlat1 <= zlat .AND. zlat <= zlat2 ) THEN
[2528]317                     presto(ji,jj,jk) = 0.5_wp * z1_5d * (  1._wp - COS( rpi*(zlat2-zlat)/zlat0 )  ) 
[1601]318                  ELSEIF( zlat < zlat1 ) THEN
[2528]319                     presto(ji,jj,jk) = z1_5d
[3]320                  ENDIF
321               END DO
322            END DO
323         END DO
[503]324         !
[3]325      ENDIF
[1601]326      !                             ! Mask resto array
[2528]327      presto(:,:,:) = presto(:,:,:) * tmask(:,:,:)
[503]328      !
[3294]329      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop( 'dtacof_zoom')
330      !
[3]331   END SUBROUTINE dtacof_zoom
332
[503]333
[2528]334   SUBROUTINE dtacof( kn_hdmp, pn_surf, pn_bot, pn_dep,  &
335      &               kn_file, cdtype , presto           )
[3]336      !!----------------------------------------------------------------------
337      !!                  ***  ROUTINE dtacof  ***
338      !!
339      !! ** Purpose :   Compute the damping coefficient
340      !!
341      !! ** Method  :   Arrays defining the damping are computed for each grid
[1601]342      !!                point for temperature and salinity (resto)
343      !!                Damping depends on distance to coast, depth and latitude
[3]344      !!
345      !! ** Action  : - resto, the damping coeff. for T and S
346      !!----------------------------------------------------------------------
[473]347      USE iom
[3]348      USE ioipsl
[503]349      !!
[2528]350      INTEGER                         , INTENT(in   )  ::  kn_hdmp    ! damping option
351      REAL(wp)                        , INTENT(in   )  ::  pn_surf    ! surface time scale (days)
352      REAL(wp)                        , INTENT(in   )  ::  pn_bot     ! bottom time scale (days)
353      REAL(wp)                        , INTENT(in   )  ::  pn_dep     ! depth of transition (meters)
354      INTEGER                         , INTENT(in   )  ::  kn_file    ! save the damping coef on a file or not
355      CHARACTER(len=3)                , INTENT(in   )  ::  cdtype     ! =TRA or TRC (tracer indicator)
356      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT(inout)  ::  presto     ! restoring coeff. (s-1)
357      !
358      INTEGER  ::   ji, jj, jk                  ! dummy loop indices
359      INTEGER  ::   ii0, ii1, ij0, ij1          ! local integers
360      INTEGER  ::   inum0, icot                 !   -       -
361      REAL(wp) ::   zinfl, zlon                 ! local scalars
362      REAL(wp) ::   zlat, zlat0, zlat1, zlat2   !   -      -
363      REAL(wp) ::   zsdmp, zbdmp                !   -      -
[3294]364      CHARACTER(len=20)                   :: cfile
365      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:    ) :: zhfac 
366      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:  ) :: zmrs 
367      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) :: zdct 
[3]368      !!----------------------------------------------------------------------
[3294]369      !
370      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('dtacof')
371      !
372      CALL wrk_alloc( jpk, zhfac          )
373      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, zmrs      )
374      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zdct )
[2528]375      !                                   ! ====================
376      !                                   !  ORCA configuration : global domain
377      !                                   ! ====================
378      !
[3]379      IF(lwp) WRITE(numout,*)
380      IF(lwp) WRITE(numout,*) '              dtacof : Global domain of ORCA'
381      IF(lwp) WRITE(numout,*) '              ------------------------------'
[2528]382      !
383      presto(:,:,:) = 0._wp
384      !
385      IF( kn_hdmp > 0 ) THEN      !  Damping poleward of 'nn_hdmp' degrees  !
[1601]386         !                        !-----------------------------------------!
[3]387         IF(lwp) WRITE(numout,*)
[2528]388         IF(lwp) WRITE(numout,*) '              Damping poleward of ', kn_hdmp, ' deg.'
[1601]389         !
[1217]390         CALL iom_open ( 'dist.coast.nc', icot, ldstop = .FALSE. )
[1601]391         !
392         IF( icot > 0 ) THEN          ! distance-to-coast read in file
393            CALL iom_get  ( icot, jpdom_data, 'Tcoast', zdct )
394            CALL iom_close( icot )
395         ELSE                         ! distance-to-coast computed and saved in file (output in zdct)
[473]396            CALL cofdis( zdct )
[3]397         ENDIF
398
[1601]399         !                            ! Compute arrays resto
[2528]400         zinfl = 1000.e3_wp                ! distance of influence for damping term
401         zlat0 = 10._wp                    ! latitude strip where resto decreases
402         zlat1 = REAL( kn_hdmp )           ! resto = 0 between -zlat1 and zlat1
[1601]403         zlat2 = zlat1 + zlat0             ! resto increases from 0 to 1 between |zlat1| and |zlat2|
[3]404
405         DO jj = 1, jpj
406            DO ji = 1, jpi
407               zlat = ABS( gphit(ji,jj) )
408               IF ( zlat1 <= zlat .AND. zlat <= zlat2 ) THEN
[2528]409                  presto(ji,jj,1) = 0.5_wp * (  1._wp - COS( rpi*(zlat-zlat1)/zlat0 )  )
[3]410               ELSEIF ( zlat > zlat2 ) THEN
[2528]411                  presto(ji,jj,1) = 1._wp
[3]412               ENDIF
413            END DO
414         END DO
415
[2528]416         IF ( kn_hdmp == 20 ) THEN       ! North Indian ocean (20N/30N x 45E/100E) : resto=0
[3]417            DO jj = 1, jpj
418               DO ji = 1, jpi
419                  zlat = gphit(ji,jj)
[2528]420                  zlon = MOD( glamt(ji,jj), 360._wp )
421                  IF ( zlat1 < zlat .AND. zlat < zlat2 .AND. 45._wp < zlon .AND. zlon < 100._wp ) THEN
422                     presto(ji,jj,1) = 0._wp
[3]423                  ENDIF
424               END DO
425            END DO
426         ENDIF
427
[2528]428         zsdmp = 1._wp / ( pn_surf * rday )
429         zbdmp = 1._wp / ( pn_bot  * rday )
[3]430         DO jk = 2, jpkm1
431            DO jj = 1, jpj
432               DO ji = 1, jpi
[61]433                  zdct(ji,jj,jk) = MIN( zinfl, zdct(ji,jj,jk) )
[3]434                  !   ... Decrease the value in the vicinity of the coast
[2528]435                  presto(ji,jj,jk) = presto(ji,jj,1 ) * 0.5_wp * (  1._wp - COS( rpi*zdct(ji,jj,jk)/zinfl)  )
[3]436                  !   ... Vertical variation from zsdmp (sea surface) to zbdmp (bottom)
[2528]437                  presto(ji,jj,jk) = presto(ji,jj,jk) * (  zbdmp + (zsdmp-zbdmp) * EXP(-fsdept(ji,jj,jk)/pn_dep)  )
[3]438               END DO
439            END DO
440         END DO
[503]441         !
[3]442      ENDIF
443
[2528]444      !                                  ! =========================
445      !                                  !  Med and Red Sea damping    (ORCA configuration only)
446      !                                  ! =========================
447      IF( cp_cfg == "orca" .AND. ( kn_hdmp > 0 .OR. kn_hdmp == -1 ) ) THEN
[3]448         IF(lwp)WRITE(numout,*)
449         IF(lwp)WRITE(numout,*) '              ORCA configuration: Damping in Med and Red Seas'
[2528]450         !
451         zmrs(:,:) = 0._wp
452         !
[3]453         SELECT CASE ( jp_cfg )
454         !                                           ! =======================
455         CASE ( 4 )                                  !  ORCA_R4 configuration
456            !                                        ! =======================
[2528]457            ij0 =  50   ;   ij1 =  56                    ! Mediterranean Sea
458
459            ii0 =  81   ;   ii1 =  91   ;   zmrs( mi0(ii0):mi1(ii1) , mj0(ij0):mj1(ij1) ) = 1._wp
[32]460            ij0 =  50   ;   ij1 =  55
[2528]461            ii0 =  75   ;   ii1 =  80   ;   zmrs( mi0(ii0):mi1(ii1) , mj0(ij0):mj1(ij1) ) = 1._wp
[32]462            ij0 =  52   ;   ij1 =  53
[2528]463            ii0 =  70   ;   ii1 =  74   ;   zmrs( mi0(ii0):mi1(ii1) , mj0(ij0):mj1(ij1) ) = 1._wp
[3]464            ! Smooth transition from 0 at surface to 1./rday at the 18th level in Med and Red Sea
465            DO jk = 1, 17
[2528]466               zhfac (jk) = 0.5_wp * (  1._wp - COS( rpi * REAL(jk-1,wp) / 16._wp )  ) / rday
[3]467            END DO
468            DO jk = 18, jpkm1
[2528]469               zhfac (jk) = 1._wp / rday
[3]470            END DO
471            !                                        ! =======================
472         CASE ( 2 )                                  !  ORCA_R2 configuration
473            !                                        ! =======================
[2528]474            ij0 =  96   ;   ij1 = 110                    ! Mediterranean Sea
475            ii0 = 157   ;   ii1 = 181   ;   zmrs( mi0(ii0):mi1(ii1) , mj0(ij0):mj1(ij1) ) = 1._wp
[32]476            ij0 = 100   ;   ij1 = 110
[2528]477            ii0 = 144   ;   ii1 = 156   ;   zmrs( mi0(ii0):mi1(ii1) , mj0(ij0):mj1(ij1) ) = 1._wp
[32]478            ij0 = 100   ;   ij1 = 103
[2528]479            ii0 = 139   ;   ii1 = 143   ;   zmrs( mi0(ii0):mi1(ii1) , mj0(ij0):mj1(ij1) ) = 1._wp
480            !
481            ij0 = 101   ;   ij1 = 102                    ! Decrease before Gibraltar Strait
482            ii0 = 139   ;   ii1 = 141   ;   zmrs( mi0(ii0):mi1(ii1) , mj0(ij0):mj1(ij1) ) = 0._wp
483            ii0 = 142   ;   ii1 = 142   ;   zmrs( mi0(ii0):mi1(ii1) , mj0(ij0):mj1(ij1) ) = 1._wp / 90._wp
484            ii0 = 143   ;   ii1 = 143   ;   zmrs( mi0(ii0):mi1(ii1) , mj0(ij0):mj1(ij1) ) = 0.40_wp
485            ii0 = 144   ;   ii1 = 144   ;   zmrs( mi0(ii0):mi1(ii1) , mj0(ij0):mj1(ij1) ) = 0.75_wp
486            !
487            ij0 =  87   ;   ij1 =  96                    ! Red Sea
488            ii0 = 147   ;   ii1 = 163   ;   zmrs( mi0(ii0):mi1(ii1) , mj0(ij0):mj1(ij1) ) = 1._wp
489            !
490            ij0 =  91   ;   ij1 =  91                    ! Decrease before Bab el Mandeb Strait
491            ii0 = 153   ;   ii1 = 160   ;   zmrs( mi0(ii0):mi1(ii1) , mj0(ij0):mj1(ij1) ) = 0.80_wp
[32]492            ij0 =  90   ;   ij1 =  90
[2528]493            ii0 = 153   ;   ii1 = 160   ;   zmrs( mi0(ii0):mi1(ii1) , mj0(ij0):mj1(ij1) ) = 0.40_wp
[32]494            ij0 =  89   ;   ij1 =  89
[2528]495            ii0 = 158   ;   ii1 = 160   ;   zmrs( mi0(ii0):mi1(ii1) , mj0(ij0):mj1(ij1) ) = 1._wp / 90._wp
[32]496            ij0 =  88   ;   ij1 =  88
[2528]497            ii0 = 160   ;   ii1 = 163   ;   zmrs( mi0(ii0):mi1(ii1) , mj0(ij0):mj1(ij1) ) = 0._wp
[3]498            ! Smooth transition from 0 at surface to 1./rday at the 18th level in Med and Red Sea
499            DO jk = 1, 17
[2528]500               zhfac (jk) = 0.5_wp * (  1._wp - COS( rpi * REAL(jk-1,wp) / 16._wp )  ) / rday
[3]501            END DO
502            DO jk = 18, jpkm1
[2528]503               zhfac (jk) = 1._wp / rday
[3]504            END DO
505            !                                        ! =======================
506         CASE ( 05 )                                 !  ORCA_R05 configuration
507            !                                        ! =======================
[2528]508            ii0 = 568   ;   ii1 = 574                    ! Mediterranean Sea
509            ij0 = 324   ;   ij1 = 333   ;   zmrs( mi0(ii0):mi1(ii1) , mj0(ij0):mj1(ij1) ) = 1._wp
[61]510            ii0 = 575   ;   ii1 = 658
[2528]511            ij0 = 314   ;   ij1 = 366   ;   zmrs( mi0(ii0):mi1(ii1) , mj0(ij0):mj1(ij1) ) = 1._wp
512            !
513            ii0 = 641   ;   ii1 = 651                    ! Black Sea (remaining part
514            ij0 = 367   ;   ij1 = 372   ;   zmrs( mi0(ii0):mi1(ii1) , mj0(ij0):mj1(ij1) ) = 1._wp
515            !
516            ij0 = 324   ;   ij1 = 333                    ! Decrease before Gibraltar Strait
517            ii0 = 565   ;   ii1 = 565   ;   zmrs( mi0(ii0):mi1(ii1) , mj0(ij0):mj1(ij1) ) = 1._wp / 90._wp
518            ii0 = 566   ;   ii1 = 566   ;   zmrs( mi0(ii0):mi1(ii1) , mj0(ij0):mj1(ij1) ) = 0.40_wp
519            ii0 = 567   ;   ii1 = 567   ;   zmrs( mi0(ii0):mi1(ii1) , mj0(ij0):mj1(ij1) ) = 0.75_wp
520            !
521            ii0 = 641   ;   ii1 = 665                    ! Red Sea
522            ij0 = 270   ;   ij1 = 310   ;   zmrs( mi0(ii0):mi1(ii1) , mj0(ij0):mj1(ij1) ) = 1._wp
523            !
524            ii0 = 666   ;   ii1 = 675                    ! Decrease before Bab el Mandeb Strait
[3]525            ij0 = 270   ;   ij1 = 290   
526            DO ji = mi0(ii0), mi1(ii1)
[2528]527               zmrs( ji , mj0(ij0):mj1(ij1) ) = 0.1_wp * ABS( FLOAT(ji - mi1(ii1)) )
[3]528            END DO
[2528]529            zsdmp = 1._wp / ( pn_surf * rday )
530            zbdmp = 1._wp / ( pn_bot  * rday )
[3]531            DO jk = 1, jpk
[2528]532               zhfac(jk) = (  zbdmp + (zsdmp-zbdmp) * EXP( -fsdept(1,1,jk)/pn_dep )  )
[3]533            END DO
534            !                                       ! ========================
535         CASE ( 025 )                               !  ORCA_R025 configuration
536            !                                       ! ========================
[473]537            CALL ctl_stop( ' Not yet implemented in ORCA_R025' )
[503]538            !
[3]539         END SELECT
540
541         DO jk = 1, jpkm1
[2528]542            presto(:,:,jk) = zmrs(:,:) * zhfac(jk) + ( 1._wp - zmrs(:,:) ) * presto(:,:,jk)
[3]543         END DO
544
545         ! Mask resto array and set to 0 first and last levels
[2528]546         presto(:,:, : ) = presto(:,:,:) * tmask(:,:,:)
547         presto(:,:, 1 ) = 0._wp
548         presto(:,:,jpk) = 0._wp
[1601]549         !                         !--------------------!
550      ELSE                         !     No damping     !
551         !                         !--------------------!
[3294]552         CALL ctl_stop( 'Choose a correct value of nn_hdmp or put ln_tradmp to FALSE' )
[3]553      ENDIF
554
[1601]555      !                            !--------------------------------!
[2528]556      IF( kn_file == 1 ) THEN      !  save damping coef. in a file  !
[1601]557         !                         !--------------------------------!
[3]558         IF(lwp) WRITE(numout,*) '              create damping.coeff.nc file'
[2528]559         IF( cdtype == 'TRA' ) cfile = 'damping.coeff'
560         IF( cdtype == 'TRC' ) cfile = 'damping.coeff.trc'
561         cfile = TRIM( cfile )
562         CALL iom_open  ( cfile, inum0, ldwrt = .TRUE., kiolib = jprstlib )
563         CALL iom_rstput( 0, 0, inum0, 'Resto', presto )
[1415]564         CALL iom_close ( inum0 )
[3]565      ENDIF
[503]566      !
[3294]567      CALL wrk_dealloc( jpk, zhfac)
568      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, zmrs )
569      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zdct )
[2715]570      !
[3294]571      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('dtacof')
572      !
[3]573   END SUBROUTINE dtacof
574
575
[473]576   SUBROUTINE cofdis( pdct )
[3]577      !!----------------------------------------------------------------------
578      !!                 ***  ROUTINE cofdis  ***
579      !!
580      !! ** Purpose :   Compute the distance between ocean T-points and the
581      !!      ocean model coastlines. Save the distance in a NetCDF file.
582      !!
583      !! ** Method  :   For each model level, the distance-to-coast is
584      !!      computed as follows :
585      !!       - The coastline is defined as the serie of U-,V-,F-points
586      !!      that are at the ocean-land bound.
587      !!       - For each ocean T-point, the distance-to-coast is then
588      !!      computed as the smallest distance (on the sphere) between the
589      !!      T-point and all the coastline points.
590      !!       - For land T-points, the distance-to-coast is set to zero.
591      !!      C A U T I O N : Computation not yet implemented in mpp case.
592      !!
593      !! ** Action  : - pdct, distance to the coastline (argument)
594      !!              - NetCDF file 'dist.coast.nc'
595      !!----------------------------------------------------------------------
[503]596      USE ioipsl      ! IOipsl librairy
597      !!
598      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk), INTENT( out ) ::   pdct   ! distance to the coastline
599      !!
[2715]600      INTEGER ::   ji, jj, jk, jl   ! dummy loop indices
601      INTEGER ::   iju, ijt, icoast, itime, ierr, icot   ! local integers
602      CHARACTER (len=32) ::   clname                     ! local name
603      REAL(wp) ::   zdate0                               ! local scalar
[3294]604      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) ::  zxt, zyt, zzt, zmask
605      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:  ) ::  zxc, zyc, zzc, zdis    ! temporary workspace
606      LOGICAL , ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:) ::  llcotu, llcotv, llcotf   ! 2D logical workspace
[3]607      !!----------------------------------------------------------------------
[3294]608      !
609      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('cofdis')
610      !
611      CALL wrk_alloc( jpi, jpj , zxt, zyt, zzt, zmask    )
612      CALL wrk_alloc( 3*jpi*jpj, zxc, zyc, zzc, zdis     )
613      ALLOCATE( llcotu(jpi,jpj), llcotv(jpi,jpj), llcotf(jpi,jpj)  )
614      !
[2715]615      IF( lk_mpp    )   CALL mpp_sum( ierr )
616      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'cofdis: requested local arrays unavailable')
617
[3]618      ! 0. Initialization
619      ! -----------------
620      IF(lwp) WRITE(numout,*)
621      IF(lwp) WRITE(numout,*) 'cofdis : compute the distance to coastline'
622      IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~'
623      IF(lwp) WRITE(numout,*)
[473]624      IF( lk_mpp ) &
625           & CALL ctl_stop('         Computation not yet implemented with key_mpp_...', &
626           &               '         Rerun the code on another computer or ', &
627           &               '         create the "dist.coast.nc" file using IDL' )
[3]628
[2528]629      pdct(:,:,:) = 0._wp
630      zxt(:,:) = COS( rad * gphit(:,:) ) * COS( rad * glamt(:,:) )
631      zyt(:,:) = COS( rad * gphit(:,:) ) * SIN( rad * glamt(:,:) )
632      zzt(:,:) = SIN( rad * gphit(:,:) )
[3]633
634
635      ! 1. Loop on vertical levels
636      ! --------------------------
637      !                                                ! ===============
638      DO jk = 1, jpkm1                                 ! Horizontal slab
639         !                                             ! ===============
640         ! Define the coastline points (U, V and F)
641         DO jj = 2, jpjm1
642            DO ji = 2, jpim1
[163]643               zmask(ji,jj) =  ( tmask(ji,jj+1,jk) + tmask(ji+1,jj+1,jk) &
644                   &           + tmask(ji,jj  ,jk) + tmask(ji+1,jj  ,jk) )
[2528]645               llcotu(ji,jj) = ( tmask(ji,jj,  jk) + tmask(ji+1,jj  ,jk) == 1._wp ) 
646               llcotv(ji,jj) = ( tmask(ji,jj  ,jk) + tmask(ji  ,jj+1,jk) == 1._wp ) 
647               llcotf(ji,jj) = ( zmask(ji,jj) > 0._wp ) .AND. ( zmask(ji,jj) < 4._wp )
[3]648            END DO
649         END DO
650
651         ! Lateral boundaries conditions
652         llcotu(:, 1 ) = umask(:,  2  ,jk) == 1
653         llcotu(:,jpj) = umask(:,jpjm1,jk) == 1
654         llcotv(:, 1 ) = vmask(:,  2  ,jk) == 1
655         llcotv(:,jpj) = vmask(:,jpjm1,jk) == 1
656         llcotf(:, 1 ) = fmask(:,  2  ,jk) == 1
657         llcotf(:,jpj) = fmask(:,jpjm1,jk) == 1
658
659         IF( nperio == 1 .OR. nperio == 4 .OR. nperio == 6 ) THEN
660            llcotu( 1 ,:) = llcotu(jpim1,:)
661            llcotu(jpi,:) = llcotu(  2  ,:)
662            llcotv( 1 ,:) = llcotv(jpim1,:)
663            llcotv(jpi,:) = llcotv(  2  ,:)
664            llcotf( 1 ,:) = llcotf(jpim1,:)
665            llcotf(jpi,:) = llcotf(  2  ,:)
666         ELSE
667            llcotu( 1 ,:) = umask(  2  ,:,jk) == 1
668            llcotu(jpi,:) = umask(jpim1,:,jk) == 1
669            llcotv( 1 ,:) = vmask(  2  ,:,jk) == 1
670            llcotv(jpi,:) = vmask(jpim1,:,jk) == 1
671            llcotf( 1 ,:) = fmask(  2  ,:,jk) == 1
672            llcotf(jpi,:) = fmask(jpim1,:,jk) == 1
673         ENDIF
674         IF( nperio == 3 .OR. nperio == 4 ) THEN
675            DO ji = 1, jpim1
676               iju = jpi - ji + 1
677               llcotu(ji,jpj  ) = llcotu(iju,jpj-2)
[473]678               llcotf(ji,jpjm1) = llcotf(iju,jpj-2)
[3]679               llcotf(ji,jpj  ) = llcotf(iju,jpj-3)
680            END DO
[473]681            DO ji = jpi/2, jpim1
[3]682               iju = jpi - ji + 1
683               llcotu(ji,jpjm1) = llcotu(iju,jpjm1)
684            END DO
685            DO ji = 2, jpi
686               ijt = jpi - ji + 2
[473]687               llcotv(ji,jpjm1) = llcotv(ijt,jpj-2)
[3]688               llcotv(ji,jpj  ) = llcotv(ijt,jpj-3)
689            END DO
690         ENDIF
691         IF( nperio == 5 .OR. nperio == 6 ) THEN
692            DO ji = 1, jpim1
693               iju = jpi - ji
[473]694               llcotu(ji,jpj  ) = llcotu(iju,jpjm1)
[3]695               llcotf(ji,jpj  ) = llcotf(iju,jpj-2)
696            END DO
[473]697            DO ji = jpi/2, jpim1
[3]698               iju = jpi - ji
699               llcotf(ji,jpjm1) = llcotf(iju,jpjm1)
700            END DO
701            DO ji = 1, jpi
702               ijt = jpi - ji + 1
[473]703               llcotv(ji,jpj  ) = llcotv(ijt,jpjm1)
[3]704            END DO
705            DO ji = jpi/2+1, jpi
706               ijt = jpi - ji + 1
707               llcotv(ji,jpjm1) = llcotv(ijt,jpjm1)
708            END DO
709         ENDIF
710
711         ! Compute cartesian coordinates of coastline points
712         ! and the number of coastline points
713         icoast = 0
714         DO jj = 1, jpj
715            DO ji = 1, jpi
716               IF( llcotf(ji,jj) ) THEN
717                  icoast = icoast + 1
718                  zxc(icoast) = COS( rad*gphif(ji,jj) ) * COS( rad*glamf(ji,jj) )
719                  zyc(icoast) = COS( rad*gphif(ji,jj) ) * SIN( rad*glamf(ji,jj) )
720                  zzc(icoast) = SIN( rad*gphif(ji,jj) )
721               ENDIF
722               IF( llcotu(ji,jj) ) THEN
723                  icoast = icoast+1
724                  zxc(icoast) = COS( rad*gphiu(ji,jj) ) * COS( rad*glamu(ji,jj) )
725                  zyc(icoast) = COS( rad*gphiu(ji,jj) ) * SIN( rad*glamu(ji,jj) )
726                  zzc(icoast) = SIN( rad*gphiu(ji,jj) )
727               ENDIF
728               IF( llcotv(ji,jj) ) THEN
729                  icoast = icoast+1
730                  zxc(icoast) = COS( rad*gphiv(ji,jj) ) * COS( rad*glamv(ji,jj) )
731                  zyc(icoast) = COS( rad*gphiv(ji,jj) ) * SIN( rad*glamv(ji,jj) )
732                  zzc(icoast) = SIN( rad*gphiv(ji,jj) )
733               ENDIF
734            END DO
735         END DO
736
737         ! Distance for the T-points
738         DO jj = 1, jpj
739            DO ji = 1, jpi
[2528]740               IF( tmask(ji,jj,jk) == 0._wp ) THEN
741                  pdct(ji,jj,jk) = 0._wp
[3]742               ELSE
743                  DO jl = 1, icoast
744                     zdis(jl) = ( zxt(ji,jj) - zxc(jl) )**2   &
[503]745                        &     + ( zyt(ji,jj) - zyc(jl) )**2   &
746                        &     + ( zzt(ji,jj) - zzc(jl) )**2
[3]747                  END DO
748                  pdct(ji,jj,jk) = ra * SQRT( MINVAL( zdis(1:icoast) ) )
749               ENDIF
750            END DO
751         END DO
752         !                                                ! ===============
753      END DO                                              !   End of slab
754      !                                                   ! ===============
755
756
757      ! 2. Create the  distance to the coast file in NetCDF format
758      ! ----------------------------------------------------------   
759      clname = 'dist.coast'
[2528]760      itime  = 0
761      CALL ymds2ju( 0     , 1      , 1     , 0._wp , zdate0 )
[473]762      CALL restini( 'NONE', jpi    , jpj   , glamt, gphit ,   &
[503]763         &          jpk   , gdept_0, clname, itime, zdate0,   &
764         &          rdt   , icot                         )
[3]765      CALL restput( icot, 'Tcoast', jpi, jpj, jpk, 0, pdct )
766      CALL restclo( icot )
[2528]767      !
[3294]768      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj , zxt, zyt, zzt, zmask    )
769      CALL wrk_dealloc( 3*jpi*jpj, zxc, zyc, zzc, zdis     )
770      DEALLOCATE( llcotu, llcotv, llcotf  )
[2715]771      !
[3294]772      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('cofdis')
773      !
[3]774   END SUBROUTINE cofdis
775   !!======================================================================
776END MODULE tradmp
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.