source: trunk/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/ZDF/zdfmxl.F90 @ 7881

Last change on this file since 7881 was 7753, checked in by mocavero, 4 years ago

Reverting trunk to remove OpenMP

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 7.3 KB
Line 
1MODULE zdfmxl
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  zdfmxl  ***
4   !! Ocean physics: mixed layer depth
5   !!======================================================================
6   !! History :  1.0  ! 2003-08  (G. Madec)  original code
7   !!            3.2  ! 2009-07  (S. Masson, G. Madec)  IOM + merge of DO-loop
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
10   !!----------------------------------------------------------------------
11   !!   zdf_mxl      : Compute the turbocline and mixed layer depths.
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   USE oce             ! ocean dynamics and tracers variables
14   USE dom_oce         ! ocean space and time domain variables
15   USE trc_oce, ONLY: l_offline         ! ocean space and time domain variables
16   USE zdf_oce         ! ocean vertical physics
17   USE in_out_manager  ! I/O manager
18   USE prtctl          ! Print control
19   USE phycst          ! physical constants
20   USE iom             ! I/O library
21   USE lib_mpp         ! MPP library
22   USE wrk_nemo        ! work arrays
23   USE timing          ! Timing
24
25   IMPLICIT NONE
26   PRIVATE
27
28   PUBLIC   zdf_mxl       ! called by step.F90
29
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]
33   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hmlpt   !: depth of the last T-point inside the mixed layer [m]
34
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
38   !!----------------------------------------------------------------------
39   !! NEMO/OPA 4.0 , NEMO Consortium (2011)
40   !! $Id$
41   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
42   !!----------------------------------------------------------------------
43CONTAINS
44
45   INTEGER FUNCTION zdf_mxl_alloc()
46      !!----------------------------------------------------------------------
47      !!               ***  FUNCTION zdf_mxl_alloc  ***
48      !!----------------------------------------------------------------------
49      zdf_mxl_alloc = 0      ! set to zero if no array to be allocated
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
57   END FUNCTION zdf_mxl_alloc
58
59
60   SUBROUTINE zdf_mxl( kt )
61      !!----------------------------------------------------------------------
62      !!                  ***  ROUTINE zdfmxl  ***
63      !!                   
64      !! ** Purpose :   Compute the turbocline depth and the mixed layer depth
65      !!              with density criteria.
66      !!
67      !! ** Method  :   The mixed layer depth is the shallowest W depth with
68      !!      the density of the corresponding T point (just bellow) bellow a
69      !!      given value defined locally as rho(10m) + rho_c
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
73      !!      value defined locally (avt_c here taken equal to 5 cm/s2 by default)
74      !!
75      !! ** Action  :   nmln, hmld, hmlp, hmlpt
76      !!----------------------------------------------------------------------
77      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! ocean time-step index
78      !
79      INTEGER  ::   ji, jj, jk      ! dummy loop indices
80      INTEGER  ::   iikn, iiki, ikt ! local integer
81      REAL(wp) ::   zN2_c           ! local scalar
82      INTEGER, POINTER, DIMENSION(:,:) ::   imld   ! 2D workspace
83      !!----------------------------------------------------------------------
84      !
85      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('zdf_mxl')
86      !
87      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, imld )
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,*) '~~~~~~~ '
93         !                             ! allocate zdfmxl arrays
94         IF( zdf_mxl_alloc() /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'zdf_mxl : unable to allocate arrays' )
95      ENDIF
96
97      ! w-level of the mixing and mixed layers
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)
105               hmlp(ji,jj) = hmlp(ji,jj) + MAX( rn2b(ji,jj,jk) , 0._wp ) * e3w_n(ji,jj,jk)
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      !
111      ! w-level of the turbocline and mixing layer (iom_use)
112      imld(:,:) = mbkt(:,:) + 1        ! Initialization to the number of w ocean point
113      DO jk = jpkm1, nlb10, -1         ! from the bottom to nlb10
114         DO jj = 1, jpj
115            DO ji = 1, jpi
116               IF( avt (ji,jj,jk) < avt_c * wmask(ji,jj,jk) )   imld(ji,jj) = jk      ! Turbocline
117            END DO
118         END DO
119      END DO
120      ! depth of the mixing and mixed layers
121      DO jj = 1, jpj
122         DO ji = 1, jpi
123            iiki = imld(ji,jj)
124            iikn = nmln(ji,jj)
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
128         END DO
129      END DO
130      !
131      IF( .NOT.l_offline ) THEN
132         IF( iom_use("mldr10_1") ) THEN
133            IF( ln_isfcav ) THEN  ;  CALL iom_put( "mldr10_1", hmlp - risfdep)   ! mixed layer thickness
134            ELSE                  ;  CALL iom_put( "mldr10_1", hmlp )            ! mixed layer depth
135            END IF
136         END IF
137         IF( iom_use("mldkz5") ) THEN
138            IF( ln_isfcav ) THEN  ;  CALL iom_put( "mldkz5"  , hmld - risfdep )   ! turbocline thickness
139            ELSE                  ;  CALL iom_put( "mldkz5"  , hmld )             ! turbocline depth
140            END IF
141         ENDIF
142      ENDIF
143     
144      IF(ln_ctl)   CALL prt_ctl( tab2d_1=REAL(nmln,wp), clinfo1=' nmln : ', tab2d_2=hmlp, clinfo2=' hmlp : ', ovlap=1 )
145      !
146      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, imld )
147      !
148      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('zdf_mxl')
149      !
150   END SUBROUTINE zdf_mxl
151
152   !!======================================================================
153END MODULE zdfmxl
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.