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.
Changeset 13553 for NEMO/branches/2020/dev_r13383_HPC-02_Daley_Tiling/src/ICE/icedyn_rhg_evp.F90 – NEMO

Ignore:
Timestamp:
2020-10-01T13:33:30+02:00 (4 years ago)
Author:
hadcv
Message:

Merge in trunk up to [13550]

File:
1 edited

Legend:

Unmodified
Added
Removed
  • NEMO/branches/2020/dev_r13383_HPC-02_Daley_Tiling/src/ICE/icedyn_rhg_evp.F90

    r13295 r13553  
    4141   USE prtctl         ! Print control 
    4242 
     43   USE netcdf         ! NetCDF library for convergence test 
    4344   IMPLICIT NONE 
    4445   PRIVATE 
     
    5051#  include "do_loop_substitute.h90" 
    5152#  include "domzgr_substitute.h90" 
     53 
     54   !! for convergence tests 
     55   INTEGER ::   ncvgid   ! netcdf file id 
     56   INTEGER ::   nvarid   ! netcdf variable id 
     57   REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:) ::   zmsk00, zmsk15 
    5258   !!---------------------------------------------------------------------- 
    5359   !! NEMO/ICE 4.0 , NEMO Consortium (2018) 
     
    121127      REAL(wp) ::   ecc2, z1_ecc2                                       ! square of yield ellipse eccenticity 
    122128      REAL(wp) ::   zalph1, z1_alph1, zalph2, z1_alph2                  ! alpha coef from Bouillon 2009 or Kimmritz 2017 
     129      REAl(wp) ::   zbetau, zbetav 
    123130      REAL(wp) ::   zm1, zm2, zm3, zmassU, zmassV, zvU, zvV             ! ice/snow mass and volume 
    124       REAL(wp) ::   zdelta, zp_delf, zds2, zdt, zdt2, zdiv, zdiv2       ! temporary scalars 
     131      REAL(wp) ::   zp_delf, zds2, zdt, zdt2, zdiv, zdiv2               ! temporary scalars 
    125132      REAL(wp) ::   zTauO, zTauB, zRHS, zvel                            ! temporary scalars 
    126133      REAL(wp) ::   zkt                                                 ! isotropic tensile strength for landfast ice 
    127134      REAL(wp) ::   zvCr                                                ! critical ice volume above which ice is landfast 
    128135      ! 
    129       REAL(wp) ::   zresm                                               ! Maximal error on ice velocity 
    130136      REAL(wp) ::   zintb, zintn                                        ! dummy argument 
    131137      REAL(wp) ::   zfac_x, zfac_y 
    132138      REAL(wp) ::   zshear, zdum1, zdum2 
    133139      ! 
    134       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zp_delt                         ! P/delta at T points 
     140      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zdelta, zp_delt                 ! delta and P/delta at T points 
    135141      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zbeta                           ! beta coef from Kimmritz 2017 
    136142      ! 
     
    139145      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zmU_t, zmV_t                    ! (ice-snow_mass / dt) on U/V points 
    140146      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zmf                             ! coriolis parameter at T points 
    141       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   v_oceU, u_oceV, v_iceU, u_iceV  ! ocean/ice u/v component on V/U points                            
     147      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   v_oceU, u_oceV, v_iceU, u_iceV  ! ocean/ice u/v component on V/U points 
    142148      ! 
    143149      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zds                             ! shear 
    144150      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zs1, zs2, zs12                  ! stress tensor components 
    145 !!$      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zu_ice, zv_ice, zresr           ! check convergence 
    146151      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zsshdyn                         ! array used for the calculation of ice surface slope: 
    147152      !                                                                 !    ocean surface (ssh_m) if ice is not embedded 
     
    157162      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zmsk01x, zmsk01y                ! dummy arrays 
    158163      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zmsk00x, zmsk00y                ! mask for ice presence 
    159       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zfmask, zwf                     ! mask at F points for the ice 
     164      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zfmask                          ! mask at F points for the ice 
    160165 
    161166      REAL(wp), PARAMETER          ::   zepsi  = 1.0e-20_wp             ! tolerance parameter 
    162167      REAL(wp), PARAMETER          ::   zmmin  = 1._wp                  ! ice mass (kg/m2)  below which ice velocity becomes very small 
    163168      REAL(wp), PARAMETER          ::   zamin  = 0.001_wp               ! ice concentration below which ice velocity becomes very small 
     169      !! --- check convergence 
     170      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zu_ice, zv_ice 
    164171      !! --- diags 
    165       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zmsk00 
    166172      REAL(wp), ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:) ::   zsig1, zsig2, zsig3 
    167173      !! --- SIMIP diags 
     
    176182      IF( kt == nit000 .AND. lwp )   WRITE(numout,*) '-- ice_dyn_rhg_evp: EVP sea-ice rheology' 
    177183      ! 
    178 !!gm for Clem:  OPTIMIZATION:  I think zfmask can be computed one for all at the initialization.... 
     184      ! for diagnostics and convergence tests 
     185      ALLOCATE( zmsk00(jpi,jpj), zmsk15(jpi,jpj) ) 
     186      DO_2D( 1, 1, 1, 1 ) 
     187         zmsk00(ji,jj) = MAX( 0._wp , SIGN( 1._wp , at_i(ji,jj) - epsi06  ) ) ! 1 if ice    , 0 if no ice 
     188         zmsk15(ji,jj) = MAX( 0._wp , SIGN( 1._wp , at_i(ji,jj) - 0.15_wp ) ) ! 1 if 15% ice, 0 if less 
     189      END_2D 
     190      ! 
     191      !!gm for Clem:  OPTIMIZATION:  I think zfmask can be computed one for all at the initialization.... 
    179192      !------------------------------------------------------------------------------! 
    180193      ! 0) mask at F points for the ice 
     
    187200 
    188201      ! Lateral boundary conditions on velocity (modify zfmask) 
    189       zwf(:,:) = zfmask(:,:) 
    190202      DO_2D( 0, 0, 0, 0 ) 
    191203         IF( zfmask(ji,jj) == 0._wp ) THEN 
    192             zfmask(ji,jj) = rn_ishlat * MIN( 1._wp , MAX( zwf(ji+1,jj), zwf(ji,jj+1), zwf(ji-1,jj), zwf(ji,jj-1) ) ) 
     204            zfmask(ji,jj) = rn_ishlat * MIN( 1._wp , MAX( umask(ji,jj,1), umask(ji,jj+1,1), & 
     205               &                                          vmask(ji,jj,1), vmask(ji+1,jj,1) ) ) 
    193206         ENDIF 
    194207      END_2D 
    195208      DO jj = 2, jpjm1 
    196209         IF( zfmask(1,jj) == 0._wp ) THEN 
    197             zfmask(1  ,jj) = rn_ishlat * MIN( 1._wp , MAX( zwf(2,jj), zwf(1,jj+1), zwf(1,jj-1) ) ) 
     210            zfmask(1  ,jj) = rn_ishlat * MIN( 1._wp , MAX( vmask(2,jj,1), umask(1,jj+1,1), umask(1,jj,1) ) ) 
    198211         ENDIF 
    199212         IF( zfmask(jpi,jj) == 0._wp ) THEN 
    200             zfmask(jpi,jj) = rn_ishlat * MIN( 1._wp , MAX( zwf(jpi,jj+1), zwf(jpim1,jj), zwf(jpi,jj-1) ) ) 
    201          ENDIF 
     213            zfmask(jpi,jj) = rn_ishlat * MIN( 1._wp , MAX( umask(jpi,jj+1,1), vmask(jpim1,jj,1), umask(jpi,jj-1,1) ) ) 
     214        ENDIF 
    202215      END DO 
    203216      DO ji = 2, jpim1 
    204217         IF( zfmask(ji,1) == 0._wp ) THEN 
    205             zfmask(ji,1  ) = rn_ishlat * MIN( 1._wp , MAX( zwf(ji+1,1), zwf(ji,2), zwf(ji-1,1) ) ) 
     218            zfmask(ji, 1 ) = rn_ishlat * MIN( 1._wp , MAX( vmask(ji+1,1,1), umask(ji,2,1), vmask(ji,1,1) ) ) 
    206219         ENDIF 
    207220         IF( zfmask(ji,jpj) == 0._wp ) THEN 
    208             zfmask(ji,jpj) = rn_ishlat * MIN( 1._wp , MAX( zwf(ji+1,jpj), zwf(ji-1,jpj), zwf(ji,jpjm1) ) ) 
     221            zfmask(ji,jpj) = rn_ishlat * MIN( 1._wp , MAX( vmask(ji+1,jpj,1), vmask(ji-1,jpj,1), umask(ji,jpjm1,1) ) ) 
    209222         ENDIF 
    210223      END DO 
     
    220233      z1_ecc2 = 1._wp / ecc2 
    221234 
    222       ! Time step for subcycling 
    223       zdtevp   = rDt_ice / REAL( nn_nevp ) 
    224       z1_dtevp = 1._wp / zdtevp 
    225  
    226235      ! alpha parameters (Bouillon 2009) 
    227236      IF( .NOT. ln_aEVP ) THEN 
    228          zalph1 = ( 2._wp * rn_relast * rDt_ice ) * z1_dtevp 
     237         zdtevp   = rDt_ice / REAL( nn_nevp ) 
     238         zalph1 =   2._wp * rn_relast * REAL( nn_nevp ) 
    229239         zalph2 = zalph1 * z1_ecc2 
    230240 
    231241         z1_alph1 = 1._wp / ( zalph1 + 1._wp ) 
    232242         z1_alph2 = 1._wp / ( zalph2 + 1._wp ) 
     243      ELSE 
     244         zdtevp   = rdt_ice 
     245         ! zalpha parameters set later on adaptatively 
    233246      ENDIF 
     247      z1_dtevp = 1._wp / zdtevp 
    234248          
    235249      ! Initialise stress tensor  
     
    242256 
    243257      ! landfast param from Lemieux(2016): add isotropic tensile strength (following Konig Beatty and Holland, 2010) 
    244       IF( ln_landfast_L16 ) THEN   ;   zkt = rn_tensile 
     258      IF( ln_landfast_L16 ) THEN   ;   zkt = rn_lf_tensile 
    245259      ELSE                         ;   zkt = 0._wp 
    246260      ENDIF 
     
    310324            zvV = 0.5_wp * ( vt_i(ji,jj) * e1e2t(ji,jj) + vt_i(ji,jj+1) * e1e2t(ji,jj+1) ) * r1_e1e2v(ji,jj) * vmask(ji,jj,1) 
    311325            ! ice-bottom stress at U points 
    312             zvCr = zaU(ji,jj) * rn_depfra * hu(ji,jj,Kmm) 
    313             ztaux_base(ji,jj) = - rn_icebfr * MAX( 0._wp, zvU - zvCr ) * EXP( -rn_crhg * ( 1._wp - zaU(ji,jj) ) ) 
     326            zvCr = zaU(ji,jj) * rn_lf_depfra * hu(ji,jj,Kmm) 
     327            ztaux_base(ji,jj) = - rn_lf_bfr * MAX( 0._wp, zvU - zvCr ) * EXP( -rn_crhg * ( 1._wp - zaU(ji,jj) ) ) 
    314328            ! ice-bottom stress at V points 
    315             zvCr = zaV(ji,jj) * rn_depfra * hv(ji,jj,Kmm) 
    316             ztauy_base(ji,jj) = - rn_icebfr * MAX( 0._wp, zvV - zvCr ) * EXP( -rn_crhg * ( 1._wp - zaV(ji,jj) ) ) 
     329            zvCr = zaV(ji,jj) * rn_lf_depfra * hv(ji,jj,Kmm) 
     330            ztauy_base(ji,jj) = - rn_lf_bfr * MAX( 0._wp, zvV - zvCr ) * EXP( -rn_crhg * ( 1._wp - zaV(ji,jj) ) ) 
    317331            ! ice_bottom stress at T points 
    318             zvCr = at_i(ji,jj) * rn_depfra * ht(ji,jj) 
    319             tau_icebfr(ji,jj) = - rn_icebfr * MAX( 0._wp, vt_i(ji,jj) - zvCr ) * EXP( -rn_crhg * ( 1._wp - at_i(ji,jj) ) ) 
     332            zvCr = at_i(ji,jj) * rn_lf_depfra * ht(ji,jj) 
     333            tau_icebfr(ji,jj) = - rn_lf_bfr * MAX( 0._wp, vt_i(ji,jj) - zvCr ) * EXP( -rn_crhg * ( 1._wp - at_i(ji,jj) ) ) 
    320334         END_2D 
    321335         CALL lbc_lnk( 'icedyn_rhg_evp', tau_icebfr(:,:), 'T', 1.0_wp ) 
     
    337351         l_full_nf_update = jter == nn_nevp   ! false: disable full North fold update (performances) for iter = 1 to nn_nevp-1 
    338352         ! 
    339 !!$         IF(sn_cfctl%l_prtctl) THEN   ! Convergence test 
    340 !!$            DO jj = 1, jpjm1 
    341 !!$               zu_ice(:,jj) = u_ice(:,jj) ! velocity at previous time step 
    342 !!$               zv_ice(:,jj) = v_ice(:,jj) 
    343 !!$            END DO 
    344 !!$         ENDIF 
     353         ! convergence test 
     354         IF( nn_rhg_chkcvg == 1 .OR. nn_rhg_chkcvg == 2  ) THEN 
     355            DO_2D( nn_hls, nn_hls, nn_hls, nn_hls ) 
     356               zu_ice(ji,jj) = u_ice(ji,jj) * umask(ji,jj,1) ! velocity at previous time step 
     357               zv_ice(ji,jj) = v_ice(ji,jj) * vmask(ji,jj,1) 
     358            END_2D 
     359         ENDIF 
    345360 
    346361         ! --- divergence, tension & shear (Appendix B of Hunke & Dukowicz, 2002) --- ! 
     
    353368 
    354369         END_2D 
    355          CALL lbc_lnk( 'icedyn_rhg_evp', zds, 'F', 1.0_wp ) 
    356  
    357          DO_2D( 0, 1, 0, 1 ) 
     370 
     371         DO_2D( 0, 0, 0, 0 ) 
    358372 
    359373            ! shear**2 at T points (doc eq. A16) 
     
    375389             
    376390            ! delta at T points 
    377             zdelta = SQRT( zdiv2 + ( zdt2 + zds2 ) * z1_ecc2 )   
    378  
    379             ! P/delta at T points 
    380             zp_delt(ji,jj) = strength(ji,jj) / ( zdelta + rn_creepl ) 
    381  
    382             ! alpha & beta for aEVP 
     391            zdelta(ji,jj) = SQRT( zdiv2 + ( zdt2 + zds2 ) * z1_ecc2 )   
     392 
     393         END_2D 
     394         CALL lbc_lnk( 'icedyn_rhg_evp', zdelta, 'T', 1.0_wp ) 
     395 
     396         ! P/delta at T points 
     397         DO_2D( 1, 1, 1, 1 ) 
     398            zp_delt(ji,jj) = strength(ji,jj) / ( zdelta(ji,jj) + rn_creepl ) 
     399         END_2D 
     400 
     401         DO_2D( 0, 1, 0, 1 )   ! loop ends at jpi,jpj so that no lbc_lnk are needed for zs1 and zs2 
     402 
     403            ! divergence at T points (duplication to avoid communications) 
     404            zdiv  = ( e2u(ji,jj) * u_ice(ji,jj) - e2u(ji-1,jj) * u_ice(ji-1,jj)   & 
     405               &    + e1v(ji,jj) * v_ice(ji,jj) - e1v(ji,jj-1) * v_ice(ji,jj-1)   & 
     406               &    ) * r1_e1e2t(ji,jj) 
     407             
     408            ! tension at T points (duplication to avoid communications) 
     409            zdt  = ( ( u_ice(ji,jj) * r1_e2u(ji,jj) - u_ice(ji-1,jj) * r1_e2u(ji-1,jj) ) * e2t(ji,jj) * e2t(ji,jj)   & 
     410               &   - ( v_ice(ji,jj) * r1_e1v(ji,jj) - v_ice(ji,jj-1) * r1_e1v(ji,jj-1) ) * e1t(ji,jj) * e1t(ji,jj)   & 
     411               &   ) * r1_e1e2t(ji,jj) 
     412             
     413            ! alpha for aEVP 
    383414            !   gamma = 0.5*P/(delta+creepl) * (c*pi)**2/Area * dt/m 
    384415            !   alpha = beta = sqrt(4*gamma) 
     
    388419               zalph2   = zalph1 
    389420               z1_alph2 = z1_alph1 
     421               ! explicit: 
     422               ! z1_alph1 = 1._wp / zalph1 
     423               ! z1_alph2 = 1._wp / zalph1 
     424               ! zalph1 = zalph1 - 1._wp 
     425               ! zalph2 = zalph1 
    390426            ENDIF 
    391427             
    392428            ! stress at T points (zkt/=0 if landfast) 
    393             zs1(ji,jj) = ( zs1(ji,jj) * zalph1 + zp_delt(ji,jj) * ( zdiv * (1._wp + zkt) - zdelta * (1._wp - zkt) ) ) * z1_alph1 
    394             zs2(ji,jj) = ( zs2(ji,jj) * zalph2 + zp_delt(ji,jj) * ( zdt * z1_ecc2 * (1._wp + zkt) ) ) * z1_alph2 
     429            zs1(ji,jj) = ( zs1(ji,jj)*zalph1 + zp_delt(ji,jj) * ( zdiv*(1._wp + zkt) - zdelta(ji,jj)*(1._wp - zkt) ) ) * z1_alph1 
     430            zs2(ji,jj) = ( zs2(ji,jj)*zalph2 + zp_delt(ji,jj) * ( zdt * z1_ecc2 * (1._wp + zkt) ) ) * z1_alph2 
    395431           
    396432         END_2D 
    397          CALL lbc_lnk( 'icedyn_rhg_evp', zp_delt, 'T', 1.0_wp ) 
    398  
     433 
     434         ! Save beta at T-points for further computations 
     435         IF( ln_aEVP ) THEN 
     436            DO_2D( 1, 1, 1, 1 ) 
     437               zbeta(ji,jj) = MAX( 50._wp, rpi * SQRT( 0.5_wp * zp_delt(ji,jj) * r1_e1e2t(ji,jj) * zdt_m(ji,jj) ) ) 
     438            END_2D 
     439         ENDIF 
     440          
    399441         DO_2D( 1, 0, 1, 0 ) 
    400442 
    401             ! alpha & beta for aEVP 
     443            ! alpha for aEVP 
    402444            IF( ln_aEVP ) THEN 
    403                zalph2   = MAX( 50._wp, rpi * SQRT( 0.5_wp * zp_delt(ji,jj) * r1_e1e2t(ji,jj) * zdt_m(ji,jj) ) ) 
     445               zalph2   = MAX( zbeta(ji,jj), zbeta(ji+1,jj), zbeta(ji,jj+1), zbeta(ji+1,jj+1) ) 
    404446               z1_alph2 = 1._wp / ( zalph2 + 1._wp ) 
    405                zbeta(ji,jj) = zalph2 
     447               ! explicit: 
     448               ! z1_alph2 = 1._wp / zalph2 
     449               ! zalph2 = zalph2 - 1._wp 
    406450            ENDIF 
    407451             
     
    469513               ! 
    470514               IF( ln_aEVP ) THEN !--- ice velocity using aEVP (Kimmritz et al 2016 & 2017) 
    471                   v_ice(ji,jj) = ( (          rswitch * ( zmV_t(ji,jj) * ( zbeta(ji,jj) * v_ice(ji,jj) + v_ice_b(ji,jj) )       & ! previous velocity 
    472                      &                                  + zRHS + zTauO * v_ice(ji,jj) )                                         & ! F + tau_ia + Coriolis + spg + tau_io(only ocean part) 
    473                      &                                  / MAX( zepsi, zmV_t(ji,jj) * ( zbeta(ji,jj) + 1._wp ) + zTauO - zTauB ) & ! m/dt + tau_io(only ice part) + landfast 
    474                      &               + ( 1._wp - rswitch ) * v_ice(ji,jj) * MAX( 0._wp, 1._wp - zdtevp * rn_lfrelax )           & ! static friction => slow decrease to v=0 
    475                      &             ) * zmsk01y(ji,jj) + v_oce(ji,jj) * 0.01_wp * ( 1._wp - zmsk01y(ji,jj) )                     & ! v_ice = v_oce/100 if mass < zmmin & conc < zamin 
     515                  zbetav = MAX( zbeta(ji,jj), zbeta(ji,jj+1) ) 
     516                  v_ice(ji,jj) = ( (          rswitch   * ( zmV_t(ji,jj) * ( zbetav * v_ice(ji,jj) + v_ice_b(ji,jj) )         & ! previous velocity 
     517                     &                                    + zRHS + zTauO * v_ice(ji,jj)                                       & ! F + tau_ia + Coriolis + spg + tau_io(only ocean part) 
     518                     &                                    ) / MAX( zepsi, zmV_t(ji,jj) * ( zbetav + 1._wp ) + zTauO - zTauB ) & ! m/dt + tau_io(only ice part) + landfast 
     519                     &            + ( 1._wp - rswitch ) * (  v_ice_b(ji,jj)                                                   &  
     520                     &                                     + v_ice  (ji,jj) * MAX( 0._wp, zbetav - zdtevp * rn_lf_relax )     & ! static friction => slow decrease to v=0 
     521                     &                                    ) / ( zbetav + 1._wp )                                              & 
     522                     &             ) * zmsk01y(ji,jj) + v_oce(ji,jj) * 0.01_wp * ( 1._wp - zmsk01y(ji,jj) )                   & ! v_ice = v_oce/100 if mass < zmmin & conc < zamin 
    476523                     &           )   * zmsk00y(ji,jj) 
    477524               ELSE               !--- ice velocity using EVP implicit formulation (cf Madec doc & Bouillon 2009) 
    478                   v_ice(ji,jj) = ( (           rswitch   * ( zmV_t(ji,jj) * v_ice(ji,jj)                                       & ! previous velocity 
    479                      &                                     + zRHS + zTauO * v_ice(ji,jj) )                                      & ! F + tau_ia + Coriolis + spg + tau_io(only ocean part) 
    480                      &                                     / MAX( zepsi, zmV_t(ji,jj) + zTauO - zTauB )                         & ! m/dt + tau_io(only ice part) + landfast 
    481                      &                + ( 1._wp - rswitch ) * v_ice(ji,jj) * MAX( 0._wp, 1._wp - zdtevp * rn_lfrelax )          & ! static friction => slow decrease to v=0 
    482                      &              ) * zmsk01y(ji,jj) + v_oce(ji,jj) * 0.01_wp * ( 1._wp - zmsk01y(ji,jj) )                    & ! v_ice = v_oce/100 if mass < zmmin & conc < zamin 
    483                      &            )   * zmsk00y(ji,jj) 
     525                  v_ice(ji,jj) = ( (          rswitch   * ( zmV_t(ji,jj) * v_ice(ji,jj)                                       & ! previous velocity 
     526                     &                                    + zRHS + zTauO * v_ice(ji,jj)                                       & ! F + tau_ia + Coriolis + spg + tau_io(only ocean part) 
     527                     &                                    ) / MAX( zepsi, zmV_t(ji,jj) + zTauO - zTauB )                      & ! m/dt + tau_io(only ice part) + landfast 
     528                     &            + ( 1._wp - rswitch ) *   v_ice(ji,jj) * MAX( 0._wp, 1._wp - zdtevp * rn_lf_relax )         & ! static friction => slow decrease to v=0 
     529                     &             ) * zmsk01y(ji,jj) + v_oce(ji,jj) * 0.01_wp * ( 1._wp - zmsk01y(ji,jj) )                   & ! v_ice = v_oce/100 if mass < zmmin & conc < zamin 
     530                     &            )  * zmsk00y(ji,jj) 
    484531               ENDIF 
    485532            END_2D 
     
    518565               ! 
    519566               IF( ln_aEVP ) THEN !--- ice velocity using aEVP (Kimmritz et al 2016 & 2017) 
    520                   u_ice(ji,jj) = ( (          rswitch * ( zmU_t(ji,jj) * ( zbeta(ji,jj) * u_ice(ji,jj) + u_ice_b(ji,jj) )       & ! previous velocity 
    521                      &                                  + zRHS + zTauO * u_ice(ji,jj) )                                         & ! F + tau_ia + Coriolis + spg + tau_io(only ocean part) 
    522                      &                                  / MAX( zepsi, zmU_t(ji,jj) * ( zbeta(ji,jj) + 1._wp ) + zTauO - zTauB ) & ! m/dt + tau_io(only ice part) + landfast 
    523                      &               + ( 1._wp - rswitch ) * u_ice(ji,jj) * MAX( 0._wp, 1._wp - zdtevp * rn_lfrelax )           & ! static friction => slow decrease to v=0 
    524                      &             ) * zmsk01x(ji,jj) + u_oce(ji,jj) * 0.01_wp * ( 1._wp - zmsk01x(ji,jj) )                     & ! v_ice = v_oce/100 if mass < zmmin & conc < zamin  
     567                  zbetau = MAX( zbeta(ji,jj), zbeta(ji+1,jj) ) 
     568                  u_ice(ji,jj) = ( (          rswitch   * ( zmU_t(ji,jj) * ( zbetau * u_ice(ji,jj) + u_ice_b(ji,jj) )         & ! previous velocity 
     569                     &                                    + zRHS + zTauO * u_ice(ji,jj)                                       & ! F + tau_ia + Coriolis + spg + tau_io(only ocean part) 
     570                     &                                    ) / MAX( zepsi, zmU_t(ji,jj) * ( zbetau + 1._wp ) + zTauO - zTauB ) & ! m/dt + tau_io(only ice part) + landfast 
     571                     &            + ( 1._wp - rswitch ) * (  u_ice_b(ji,jj)                                                   & 
     572                     &                                     + u_ice  (ji,jj) * MAX( 0._wp, zbetau - zdtevp * rn_lf_relax )     & ! static friction => slow decrease to v=0 
     573                     &                                    ) / ( zbetau + 1._wp )                                              & 
     574                     &             ) * zmsk01x(ji,jj) + u_oce(ji,jj) * 0.01_wp * ( 1._wp - zmsk01x(ji,jj) )                   & ! v_ice = v_oce/100 if mass < zmmin & conc < zamin  
    525575                     &           )   * zmsk00x(ji,jj) 
    526576               ELSE               !--- ice velocity using EVP implicit formulation (cf Madec doc & Bouillon 2009) 
    527                   u_ice(ji,jj) = ( (           rswitch   * ( zmU_t(ji,jj) * u_ice(ji,jj)                                       & ! previous velocity 
    528                      &                                     + zRHS + zTauO * u_ice(ji,jj) )                                      & ! F + tau_ia + Coriolis + spg + tau_io(only ocean part) 
    529                      &                                     / MAX( zepsi, zmU_t(ji,jj) + zTauO - zTauB )                         & ! m/dt + tau_io(only ice part) + landfast 
    530                      &                + ( 1._wp - rswitch ) * u_ice(ji,jj) * MAX( 0._wp, 1._wp - zdtevp * rn_lfrelax )          & ! static friction => slow decrease to v=0 
    531                      &              ) * zmsk01x(ji,jj) + u_oce(ji,jj) * 0.01_wp * ( 1._wp - zmsk01x(ji,jj) )                    & ! v_ice = v_oce/100 if mass < zmmin & conc < zamin  
    532                      &            )   * zmsk00x(ji,jj) 
     577                  u_ice(ji,jj) = ( (          rswitch   * ( zmU_t(ji,jj) * u_ice(ji,jj)                                       & ! previous velocity 
     578                     &                                    + zRHS + zTauO * u_ice(ji,jj)                                       & ! F + tau_ia + Coriolis + spg + tau_io(only ocean part) 
     579                     &                                    ) / MAX( zepsi, zmU_t(ji,jj) + zTauO - zTauB )                      & ! m/dt + tau_io(only ice part) + landfast 
     580                     &            + ( 1._wp - rswitch ) *   u_ice(ji,jj) * MAX( 0._wp, 1._wp - zdtevp * rn_lf_relax )         & ! static friction => slow decrease to v=0 
     581                     &             ) * zmsk01x(ji,jj) + u_oce(ji,jj) * 0.01_wp * ( 1._wp - zmsk01x(ji,jj) )                   & ! v_ice = v_oce/100 if mass < zmmin & conc < zamin  
     582                     &           )   * zmsk00x(ji,jj) 
    533583               ENDIF 
    534584            END_2D 
     
    569619               ! 
    570620               IF( ln_aEVP ) THEN !--- ice velocity using aEVP (Kimmritz et al 2016 & 2017) 
    571                   u_ice(ji,jj) = ( (          rswitch * ( zmU_t(ji,jj) * ( zbeta(ji,jj) * u_ice(ji,jj) + u_ice_b(ji,jj) )       & ! previous velocity 
    572                      &                                  + zRHS + zTauO * u_ice(ji,jj) )                                         & ! F + tau_ia + Coriolis + spg + tau_io(only ocean part) 
    573                      &                                  / MAX( zepsi, zmU_t(ji,jj) * ( zbeta(ji,jj) + 1._wp ) + zTauO - zTauB ) & ! m/dt + tau_io(only ice part) + landfast 
    574                      &               + ( 1._wp - rswitch ) * u_ice(ji,jj) * MAX( 0._wp, 1._wp - zdtevp * rn_lfrelax )           & ! static friction => slow decrease to v=0 
    575                      &             ) * zmsk01x(ji,jj) + u_oce(ji,jj) * 0.01_wp * ( 1._wp - zmsk01x(ji,jj) )                     & ! v_ice = v_oce/100 if mass < zmmin & conc < zamin  
     621                  zbetau = MAX( zbeta(ji,jj), zbeta(ji+1,jj) ) 
     622                  u_ice(ji,jj) = ( (          rswitch   * ( zmU_t(ji,jj) * ( zbetau * u_ice(ji,jj) + u_ice_b(ji,jj) )         & ! previous velocity 
     623                     &                                    + zRHS + zTauO * u_ice(ji,jj)                                       & ! F + tau_ia + Coriolis + spg + tau_io(only ocean part) 
     624                     &                                    ) / MAX( zepsi, zmU_t(ji,jj) * ( zbetau + 1._wp ) + zTauO - zTauB ) & ! m/dt + tau_io(only ice part) + landfast 
     625                     &            + ( 1._wp - rswitch ) * (  u_ice_b(ji,jj)                                                   & 
     626                     &                                     + u_ice  (ji,jj) * MAX( 0._wp, zbetau - zdtevp * rn_lf_relax )     & ! static friction => slow decrease to v=0 
     627                     &                                    ) / ( zbetau + 1._wp )                                              & 
     628                     &             ) * zmsk01x(ji,jj) + u_oce(ji,jj) * 0.01_wp * ( 1._wp - zmsk01x(ji,jj) )                   & ! v_ice = v_oce/100 if mass < zmmin & conc < zamin  
    576629                     &           )   * zmsk00x(ji,jj) 
    577630               ELSE               !--- ice velocity using EVP implicit formulation (cf Madec doc & Bouillon 2009) 
    578                   u_ice(ji,jj) = ( (           rswitch   * ( zmU_t(ji,jj) * u_ice(ji,jj)                                       & ! previous velocity 
    579                      &                                     + zRHS + zTauO * u_ice(ji,jj) )                                      & ! F + tau_ia + Coriolis + spg + tau_io(only ocean part) 
    580                      &                                     / MAX( zepsi, zmU_t(ji,jj) + zTauO - zTauB )                         & ! m/dt + tau_io(only ice part) + landfast 
    581                      &                + ( 1._wp - rswitch ) * u_ice(ji,jj) * MAX( 0._wp, 1._wp - zdtevp * rn_lfrelax )          & ! static friction => slow decrease to v=0 
    582                      &              ) * zmsk01x(ji,jj) + u_oce(ji,jj) * 0.01_wp * ( 1._wp - zmsk01x(ji,jj) )                    & ! v_ice = v_oce/100 if mass < zmmin & conc < zamin 
    583                      &            )   * zmsk00x(ji,jj) 
     631                  u_ice(ji,jj) = ( (          rswitch   * ( zmU_t(ji,jj) * u_ice(ji,jj)                                       & ! previous velocity 
     632                     &                                    + zRHS + zTauO * u_ice(ji,jj)                                       & ! F + tau_ia + Coriolis + spg + tau_io(only ocean part) 
     633                     &                                    ) / MAX( zepsi, zmU_t(ji,jj) + zTauO - zTauB )                      & ! m/dt + tau_io(only ice part) + landfast 
     634                     &            + ( 1._wp - rswitch ) *   u_ice(ji,jj) * MAX( 0._wp, 1._wp - zdtevp * rn_lf_relax )         & ! static friction => slow decrease to v=0 
     635                     &             ) * zmsk01x(ji,jj) + u_oce(ji,jj) * 0.01_wp * ( 1._wp - zmsk01x(ji,jj) )                   & ! v_ice = v_oce/100 if mass < zmmin & conc < zamin 
     636                     &           )   * zmsk00x(ji,jj) 
    584637               ENDIF 
    585638            END_2D 
     
    618671               ! 
    619672               IF( ln_aEVP ) THEN !--- ice velocity using aEVP (Kimmritz et al 2016 & 2017) 
    620                   v_ice(ji,jj) = ( (          rswitch * ( zmV_t(ji,jj) * ( zbeta(ji,jj) * v_ice(ji,jj) + v_ice_b(ji,jj) )       & ! previous velocity 
    621                      &                                  + zRHS + zTauO * v_ice(ji,jj) )                                         & ! F + tau_ia + Coriolis + spg + tau_io(only ocean part) 
    622                      &                                  / MAX( zepsi, zmV_t(ji,jj) * ( zbeta(ji,jj) + 1._wp ) + zTauO - zTauB ) & ! m/dt + tau_io(only ice part) + landfast 
    623                      &               + ( 1._wp - rswitch ) * v_ice(ji,jj) * MAX( 0._wp, 1._wp - zdtevp * rn_lfrelax )           & ! static friction => slow decrease to v=0 
    624                      &             ) * zmsk01y(ji,jj) + v_oce(ji,jj) * 0.01_wp * ( 1._wp - zmsk01y(ji,jj) )                     & ! v_ice = v_oce/100 if mass < zmmin & conc < zamin 
     673                  zbetav = MAX( zbeta(ji,jj), zbeta(ji,jj+1) ) 
     674                  v_ice(ji,jj) = ( (          rswitch   * ( zmV_t(ji,jj) * ( zbetav * v_ice(ji,jj) + v_ice_b(ji,jj) )         & ! previous velocity 
     675                     &                                    + zRHS + zTauO * v_ice(ji,jj)                                       & ! F + tau_ia + Coriolis + spg + tau_io(only ocean part) 
     676                     &                                    ) / MAX( zepsi, zmV_t(ji,jj) * ( zbetav + 1._wp ) + zTauO - zTauB ) & ! m/dt + tau_io(only ice part) + landfast 
     677                     &            + ( 1._wp - rswitch ) * (  v_ice_b(ji,jj)                                                   & 
     678                     &                                     + v_ice  (ji,jj) * MAX( 0._wp, zbetav - zdtevp * rn_lf_relax )     & ! static friction => slow decrease to v=0 
     679                     &                                    ) / ( zbetav + 1._wp )                                              &  
     680                     &             ) * zmsk01y(ji,jj) + v_oce(ji,jj) * 0.01_wp * ( 1._wp - zmsk01y(ji,jj) )                   & ! v_ice = v_oce/100 if mass < zmmin & conc < zamin 
    625681                     &           )   * zmsk00y(ji,jj) 
    626682               ELSE               !--- ice velocity using EVP implicit formulation (cf Madec doc & Bouillon 2009) 
    627                   v_ice(ji,jj) = ( (           rswitch   * ( zmV_t(ji,jj) * v_ice(ji,jj)                                       & ! previous velocity 
    628                      &                                     + zRHS + zTauO * v_ice(ji,jj) )                                      & ! F + tau_ia + Coriolis + spg + tau_io(only ocean part) 
    629                      &                                     / MAX( zepsi, zmV_t(ji,jj) + zTauO - zTauB )                         & ! m/dt + tau_io(only ice part) + landfast 
    630                      &                + ( 1._wp - rswitch ) * v_ice(ji,jj) * MAX( 0._wp, 1._wp - zdtevp * rn_lfrelax )          & ! static friction => slow decrease to v=0 
    631                      &              ) * zmsk01y(ji,jj) + v_oce(ji,jj) * 0.01_wp * ( 1._wp - zmsk01y(ji,jj) )                    & ! v_ice = v_oce/100 if mass < zmmin & conc < zamin 
    632                      &            )   * zmsk00y(ji,jj) 
     683                  v_ice(ji,jj) = ( (          rswitch   * ( zmV_t(ji,jj) * v_ice(ji,jj)                                       & ! previous velocity 
     684                     &                                    + zRHS + zTauO * v_ice(ji,jj)                                       & ! F + tau_ia + Coriolis + spg + tau_io(only ocean part) 
     685                     &                                    ) / MAX( zepsi, zmV_t(ji,jj) + zTauO - zTauB )                      & ! m/dt + tau_io(only ice part) + landfast 
     686                     &            + ( 1._wp - rswitch ) *   v_ice(ji,jj) * MAX( 0._wp, 1._wp - zdtevp * rn_lf_relax )         & ! static friction => slow decrease to v=0 
     687                     &             ) * zmsk01y(ji,jj) + v_oce(ji,jj) * 0.01_wp * ( 1._wp - zmsk01y(ji,jj) )                   & ! v_ice = v_oce/100 if mass < zmmin & conc < zamin 
     688                     &           )   * zmsk00y(ji,jj) 
    633689               ENDIF 
    634690            END_2D 
     
    643699         ENDIF 
    644700 
    645 !!$         IF(sn_cfctl%l_prtctl) THEN   ! Convergence test 
    646 !!$            DO jj = 2 , jpjm1 
    647 !!$               zresr(:,jj) = MAX( ABS( u_ice(:,jj) - zu_ice(:,jj) ), ABS( v_ice(:,jj) - zv_ice(:,jj) ) ) 
    648 !!$            END DO 
    649 !!$            zresm = MAXVAL( zresr( 1:jpi, 2:jpjm1 ) ) 
    650 !!$            CALL mpp_max( 'icedyn_rhg_evp', zresm )   ! max over the global domain 
    651 !!$         ENDIF 
     701         ! convergence test 
     702         IF( nn_rhg_chkcvg == 2 )   CALL rhg_cvg( kt, jter, nn_nevp, u_ice, v_ice, zu_ice, zv_ice ) 
    652703         ! 
    653704         !                                                ! ==================== ! 
    654705      END DO                                              !  end loop over jter  ! 
    655706      !                                                   ! ==================== ! 
     707      IF( ln_aEVP )   CALL iom_put( 'beta_evp' , zbeta ) 
    656708      ! 
    657709      !------------------------------------------------------------------------------! 
     
    667719      END_2D 
    668720       
    669       DO_2D( 0, 0, 0, 0 ) 
     721      DO_2D( 0, 0, 0, 0 )   ! no vector loop 
    670722          
    671723         ! tension**2 at T points 
     
    689741          
    690742         ! delta at T points 
    691          zdelta         = SQRT( pdivu_i(ji,jj) * pdivu_i(ji,jj) + ( zdt2 + zds2 ) * z1_ecc2 )   
    692          rswitch        = 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, -zdelta ) ) ! 0 if delta=0 
    693          pdelta_i(ji,jj) = zdelta + rn_creepl * rswitch 
     743         zdelta(ji,jj)   = SQRT( pdivu_i(ji,jj) * pdivu_i(ji,jj) + ( zdt2 + zds2 ) * z1_ecc2 )   
     744         rswitch         = 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, -zdelta(ji,jj) ) ) ! 0 if delta=0 
     745         pdelta_i(ji,jj) = zdelta(ji,jj) + rn_creepl * rswitch 
    694746 
    695747      END_2D 
     
    706758      ! 5) diagnostics 
    707759      !------------------------------------------------------------------------------! 
    708       DO_2D( 1, 1, 1, 1 ) 
    709          zmsk00(ji,jj) = MAX( 0._wp , SIGN( 1._wp , at_i(ji,jj) - epsi06 ) ) ! 1 if ice, 0 if no ice 
    710       END_2D 
    711  
    712760      ! --- ice-ocean, ice-atm. & ice-oceanbottom(landfast) stresses --- ! 
    713761      IF(  iom_use('utau_oi') .OR. iom_use('vtau_oi') .OR. iom_use('utau_ai') .OR. iom_use('vtau_ai') .OR. & 
     
    764812         DEALLOCATE( zsig1 , zsig2 , zsig3 ) 
    765813      ENDIF 
    766        
     814 
    767815      ! --- SIMIP --- ! 
    768816      IF(  iom_use('dssh_dx') .OR. iom_use('dssh_dy') .OR. & 
     
    818866      ENDIF 
    819867      ! 
     868      ! --- convergence tests --- ! 
     869      IF( nn_rhg_chkcvg == 1 .OR. nn_rhg_chkcvg == 2 ) THEN 
     870         IF( iom_use('uice_cvg') ) THEN 
     871            IF( ln_aEVP ) THEN   ! output: beta * ( u(t=nn_nevp) - u(t=nn_nevp-1) ) 
     872               CALL iom_put( 'uice_cvg', MAX( ABS( u_ice(:,:) - zu_ice(:,:) ) * zbeta(:,:) * umask(:,:,1) , & 
     873                  &                           ABS( v_ice(:,:) - zv_ice(:,:) ) * zbeta(:,:) * vmask(:,:,1) ) * zmsk15(:,:) ) 
     874            ELSE                 ! output: nn_nevp * ( u(t=nn_nevp) - u(t=nn_nevp-1) ) 
     875               CALL iom_put( 'uice_cvg', REAL( nn_nevp ) * MAX( ABS( u_ice(:,:) - zu_ice(:,:) ) * umask(:,:,1) , & 
     876                  &                                             ABS( v_ice(:,:) - zv_ice(:,:) ) * vmask(:,:,1) ) * zmsk15(:,:) ) 
     877            ENDIF 
     878         ENDIF 
     879      ENDIF       
     880      ! 
     881      DEALLOCATE( zmsk00, zmsk15 ) 
     882      ! 
    820883   END SUBROUTINE ice_dyn_rhg_evp 
     884 
     885 
     886   SUBROUTINE rhg_cvg( kt, kiter, kitermax, pu, pv, pub, pvb ) 
     887      !!---------------------------------------------------------------------- 
     888      !!                    ***  ROUTINE rhg_cvg  *** 
     889      !!                      
     890      !! ** Purpose :   check convergence of oce rheology 
     891      !! 
     892      !! ** Method  :   create a file ice_cvg.nc containing the convergence of ice velocity 
     893      !!                during the sub timestepping of rheology so as: 
     894      !!                  uice_cvg = MAX( u(t+1) - u(t) , v(t+1) - v(t) ) 
     895      !!                This routine is called every sub-iteration, so it is cpu expensive 
     896      !! 
     897      !! ** Note    :   for the first sub-iteration, uice_cvg is set to 0 (too large otherwise)    
     898      !!---------------------------------------------------------------------- 
     899      INTEGER ,                 INTENT(in) ::   kt, kiter, kitermax       ! ocean time-step index 
     900      REAL(wp), DIMENSION(:,:), INTENT(in) ::   pu, pv, pub, pvb          ! now and before velocities 
     901      !! 
     902      INTEGER           ::   it, idtime, istatus 
     903      INTEGER           ::   ji, jj          ! dummy loop indices 
     904      REAL(wp)          ::   zresm           ! local real  
     905      CHARACTER(len=20) ::   clname 
     906      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zres           ! check convergence 
     907      !!---------------------------------------------------------------------- 
     908 
     909      ! create file 
     910      IF( kt == nit000 .AND. kiter == 1 ) THEN 
     911         ! 
     912         IF( lwp ) THEN 
     913            WRITE(numout,*) 
     914            WRITE(numout,*) 'rhg_cvg : ice rheology convergence control' 
     915            WRITE(numout,*) '~~~~~~~' 
     916         ENDIF 
     917         ! 
     918         IF( lwm ) THEN 
     919            clname = 'ice_cvg.nc' 
     920            IF( .NOT. Agrif_Root() )   clname = TRIM(Agrif_CFixed())//"_"//TRIM(clname) 
     921            istatus = NF90_CREATE( TRIM(clname), NF90_CLOBBER, ncvgid ) 
     922            istatus = NF90_DEF_DIM( ncvgid, 'time'  , NF90_UNLIMITED, idtime ) 
     923            istatus = NF90_DEF_VAR( ncvgid, 'uice_cvg', NF90_DOUBLE   , (/ idtime /), nvarid ) 
     924            istatus = NF90_ENDDEF(ncvgid) 
     925         ENDIF 
     926         ! 
     927      ENDIF 
     928 
     929      ! time 
     930      it = ( kt - 1 ) * kitermax + kiter 
     931       
     932      ! convergence 
     933      IF( kiter == 1 ) THEN ! remove the first iteration for calculations of convergence (always very large) 
     934         zresm = 0._wp 
     935      ELSE 
     936         DO_2D( 1, 1, 1, 1 ) 
     937            zres(ji,jj) = MAX( ABS( pu(ji,jj) - pub(ji,jj) ) * umask(ji,jj,1), & 
     938               &               ABS( pv(ji,jj) - pvb(ji,jj) ) * vmask(ji,jj,1) ) * zmsk15(ji,jj) 
     939         END_2D 
     940         zresm = MAXVAL( zres ) 
     941         CALL mpp_max( 'icedyn_rhg_evp', zresm )   ! max over the global domain 
     942      ENDIF 
     943 
     944      IF( lwm ) THEN 
     945         ! write variables 
     946         istatus = NF90_PUT_VAR( ncvgid, nvarid, (/zresm/), (/it/), (/1/) ) 
     947         ! close file 
     948         IF( kt == nitend )   istatus = NF90_CLOSE(ncvgid) 
     949      ENDIF 
     950       
     951   END SUBROUTINE rhg_cvg 
    821952 
    822953 
     
    8761007   END SUBROUTINE rhg_evp_rst 
    8771008 
     1009    
    8781010#else 
    8791011   !!---------------------------------------------------------------------- 
Note: See TracChangeset for help on using the changeset viewer.