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zdfmxl.F90 in trunk/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/ZDF – NEMO

source: trunk/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/ZDF/zdfmxl.F90 @ 6886

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Fixe ticket #1662 about slope limitiation beneath an ice shelf in trunk

  • Property svn:keywords set to Id
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RevLine 
[3]1MODULE zdfmxl
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  zdfmxl  ***
4   !! Ocean physics: mixed layer depth
5   !!======================================================================
[1559]6   !! History :  1.0  ! 2003-08  (G. Madec)  original code
[1585]7   !!            3.2  ! 2009-07  (S. Masson, G. Madec)  IOM + merge of DO-loop
[4990]8   !!            3.7  ! 2012-03  (G. Madec)  make public the density criteria for trdmxl
9   !!             -   ! 2014-02  (F. Roquet)  mixed layer depth calculated using N2 instead of rhop
[3]10   !!----------------------------------------------------------------------
[1585]11   !!   zdf_mxl      : Compute the turbocline and mixed layer depths.
[3]12   !!----------------------------------------------------------------------
13   USE oce             ! ocean dynamics and tracers variables
14   USE dom_oce         ! ocean space and time domain variables
[1585]15   USE zdf_oce         ! ocean vertical physics
[3]16   USE in_out_manager  ! I/O manager
[258]17   USE prtctl          ! Print control
[4990]18   USE phycst          ! physical constants
[2715]19   USE iom             ! I/O library
20   USE lib_mpp         ! MPP library
[3294]21   USE wrk_nemo        ! work arrays
22   USE timing          ! Timing
[2758]23   USE trc_oce, ONLY : lk_offline ! offline flag
[3]24
25   IMPLICIT NONE
26   PRIVATE
27
[2715]28   PUBLIC   zdf_mxl       ! called by step.F90
[3]29
[2715]30   INTEGER , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   nmln    !: number of level in the mixed layer (used by TOP)
31   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hmld    !: mixing layer depth (turbocline)      [m]
32   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hmlp    !: mixed layer depth  (rho=rho0+zdcrit) [m]
[6352]33   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hmlpt   !: depth of the last T-point inside the mixed layer [m]
[3]34
[4990]35   REAL(wp), PUBLIC ::   rho_c = 0.01_wp    !: density criterion for mixed layer depth
36   REAL(wp)         ::   avt_c = 5.e-4_wp   ! Kz criterion for the turbocline depth
37
[3]38   !!----------------------------------------------------------------------
[2715]39   !! NEMO/OPA 4.0 , NEMO Consortium (2011)
[1152]40   !! $Id$
[2715]41   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
[3]42   !!----------------------------------------------------------------------
43CONTAINS
44
[2715]45   INTEGER FUNCTION zdf_mxl_alloc()
46      !!----------------------------------------------------------------------
47      !!               ***  FUNCTION zdf_mxl_alloc  ***
48      !!----------------------------------------------------------------------
[2787]49      zdf_mxl_alloc = 0      ! set to zero if no array to be allocated
[2758]50      IF( .NOT. ALLOCATED( nmln ) ) THEN
51         ALLOCATE( nmln(jpi,jpj), hmld(jpi,jpj), hmlp(jpi,jpj), hmlpt(jpi,jpj), STAT= zdf_mxl_alloc )
52         !
53         IF( lk_mpp             )   CALL mpp_sum ( zdf_mxl_alloc )
54         IF( zdf_mxl_alloc /= 0 )   CALL ctl_warn('zdf_mxl_alloc: failed to allocate arrays.')
55         !
56      ENDIF
[2715]57   END FUNCTION zdf_mxl_alloc
58
59
[3]60   SUBROUTINE zdf_mxl( kt )
61      !!----------------------------------------------------------------------
62      !!                  ***  ROUTINE zdfmxl  ***
63      !!                   
[1585]64      !! ** Purpose :   Compute the turbocline depth and the mixed layer depth
65      !!              with density criteria.
[3]66      !!
[1577]67      !! ** Method  :   The mixed layer depth is the shallowest W depth with
68      !!      the density of the corresponding T point (just bellow) bellow a
[4245]69      !!      given value defined locally as rho(10m) + rho_c
[1585]70      !!               The turbocline depth is the depth at which the vertical
71      !!      eddy diffusivity coefficient (resulting from the vertical physics
72      !!      alone, not the isopycnal part, see trazdf.F) fall below a given
[4990]73      !!      value defined locally (avt_c here taken equal to 5 cm/s2 by default)
[3]74      !!
[1585]75      !! ** Action  :   nmln, hmld, hmlp, hmlpt
[1559]76      !!----------------------------------------------------------------------
[2715]77      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! ocean time-step index
[4990]78      !
[6352]79      INTEGER  ::   ji, jj, jk      ! dummy loop indices
80      INTEGER  ::   iikn, iiki, ikt ! local integer
81      REAL(wp) ::   zN2_c           ! local scalar
[4990]82      INTEGER, POINTER, DIMENSION(:,:) ::   imld   ! 2D workspace
[3]83      !!----------------------------------------------------------------------
[3294]84      !
85      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('zdf_mxl')
86      !
87      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, imld )
[3]88
89      IF( kt == nit000 ) THEN
90         IF(lwp) WRITE(numout,*)
91         IF(lwp) WRITE(numout,*) 'zdf_mxl : mixed layer depth'
92         IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
[2715]93         !                             ! allocate zdfmxl arrays
94         IF( zdf_mxl_alloc() /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'zdf_mxl : unable to allocate arrays' )
[3]95      ENDIF
96
[1559]97      ! w-level of the mixing and mixed layers
[4990]98      nmln(:,:)  = nlb10               ! Initialization to the number of w ocean point
99      hmlp(:,:)  = 0._wp               ! here hmlp used as a dummy variable, integrating vertically N^2
100      zN2_c = grav * rho_c * r1_rau0   ! convert density criteria into N^2 criteria
101      DO jk = nlb10, jpkm1
102         DO jj = 1, jpj                ! Mixed layer level: w-level
103            DO ji = 1, jpi
104               ikt = mbkt(ji,jj)
[6140]105               hmlp(ji,jj) = hmlp(ji,jj) + MAX( rn2b(ji,jj,jk) , 0._wp ) * e3w_n(ji,jj,jk)
[4990]106               IF( hmlp(ji,jj) < zN2_c )   nmln(ji,jj) = MIN( jk , ikt ) + 1   ! Mixed layer level
107            END DO
108         END DO
109      END DO
110      !
[6140]111      ! w-level of the turbocline and mixing layer (iom_use)
[4990]112      imld(:,:) = mbkt(:,:) + 1        ! Initialization to the number of w ocean point
113      DO jk = jpkm1, nlb10, -1         ! from the bottom to nlb10
[3]114         DO jj = 1, jpj
115            DO ji = 1, jpi
[6140]116               IF( avt (ji,jj,jk) < avt_c * wmask(ji,jj,jk) )   imld(ji,jj) = jk      ! Turbocline
[3]117            END DO
118         END DO
119      END DO
[1559]120      ! depth of the mixing and mixed layers
[3]121      DO jj = 1, jpj
122         DO ji = 1, jpi
[1585]123            iiki = imld(ji,jj)
[1577]124            iikn = nmln(ji,jj)
[6140]125            hmld (ji,jj) = gdepw_n(ji,jj,iiki  ) * ssmask(ji,jj)    ! Turbocline depth
126            hmlp (ji,jj) = gdepw_n(ji,jj,iikn  ) * ssmask(ji,jj)    ! Mixed layer depth
127            hmlpt(ji,jj) = gdept_n(ji,jj,iikn-1) * ssmask(ji,jj)    ! depth of the last T-point inside the mixed layer
[3]128         END DO
129      END DO
[6352]130      ! no need to output in offline mode
131      IF( .NOT.lk_offline ) THEN   
[6140]132         IF ( iom_use("mldr10_1") ) THEN
[6352]133            IF( ln_isfcav ) THEN
134               CALL iom_put( "mldr10_1", hmlp - risfdep)   ! mixed layer thickness
135            ELSE
136               CALL iom_put( "mldr10_1", hmlp )            ! mixed layer depth
137            END IF
[6140]138         END IF
139         IF ( iom_use("mldkz5") ) THEN
[6352]140            IF( ln_isfcav ) THEN
141               CALL iom_put( "mldkz5"  , hmld - risfdep )   ! turbocline thickness
142            ELSE
143               CALL iom_put( "mldkz5"  , hmld )             ! turbocline depth
144            END IF
[6140]145         END IF
[2758]146      ENDIF
[1482]147     
[1577]148      IF(ln_ctl)   CALL prt_ctl( tab2d_1=REAL(nmln,wp), clinfo1=' nmln : ', tab2d_2=hmlp, clinfo2=' hmlp : ', ovlap=1 )
[1559]149      !
[3294]150      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, imld )
[2715]151      !
[3294]152      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('zdf_mxl')
153      !
[3]154   END SUBROUTINE zdf_mxl
155
156   !!======================================================================
157END MODULE zdfmxl
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.