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Changeset 13826 for NEMO/branches – NEMO

Changeset 13826 for NEMO/branches


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2020-11-19T10:26:41+01:00 (3 years ago)
Author:
rbb
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add convection scheme

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NEMO/branches/2020/dev_r2052_ENHANCE-09_rbourdal_massfluxconvection
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  • NEMO/branches/2020/dev_r2052_ENHANCE-09_rbourdal_massfluxconvection/cfgs/SHARED/field_def_nemo-oce.xml

    r13476 r13826  
    234234        <field id="cfl_cw"       long_name="w-courant number"   unit="#" /> 
    235235 
     236        <!-- variables available with ln_zdfmfc=.true. --> 
     237         <field id="mf_Tp"       long_name="plume_temperature"      standard_name="plume_temperature"     unit="degC"   grid_ref="grid_T_3D" /> 
     238         <field id="mf_Sp"       long_name="plume_salinity"         standard_name="plume_salinity"        unit="1e-3"   grid_ref="grid_T_3D" /> 
     239         <field id="mf_mf"       long_name="mass flux"              standard_name="mf_mass_flux"          unit="m"      grid_ref="grid_T_3D" /> 
     240 
    236241      </field_group> <!-- grid_T --> 
    237242 
     
    649654   <field id="avm_evd"      long_name="convective enhancement of vertical viscosity"   standard_name="ocean_vertical_momentum_diffusivity_due_to_convection"   unit="m2/s" /> 
    650655 
     656        <!-- mf_app and mf_wp: available with ln_zdfmfc --> 
     657         <field id="mf_app"      long_name="convective area"        standard_name="mf_convective_area"    unit="%"      grid_ref="grid_W_3D" /> 
     658         <field id="mf_wp"       long_name="convective velocity"    standard_name="mf_convective_velo"    unit="m/s"    grid_ref="grid_W_3D" /> 
     659 
     660 
    651661        <!-- avt_tide: available with ln_zdfiwm=T --> 
    652662        <field id="av_ratio"     long_name="S over T diffusivity ratio"                     standard_name="salinity_over_temperature_diffusivity_ratio"                     unit="1"    /> 
  • NEMO/branches/2020/dev_r2052_ENHANCE-09_rbourdal_massfluxconvection/cfgs/SHARED/namelist_ref

    r13731 r13826  
    11041104      nn_npc      =    1         ! frequency of application of npc 
    11051105      nn_npcp     =  365         ! npc control print frequency 
     1106   ln_zdfmfc   = .false.      !  Mass Flux Convection 
    11061107   ! 
    11071108   ln_zdfddm   = .false.   ! double diffusive mixing 
     
    12131214      !                        !  = 1: Pierson Moskowitz wave spectrum 
    12141215      !                        !  = 0: Constant La# = 0.3 
     1216/ 
     1217!----------------------------------------------------------------------- 
     1218&namzdf_mfc     !   Mass Flux Convection 
     1219!----------------------------------------------------------------------- 
     1220   ln_edmfuv  = .false.        ! Activate on velocity fields (Not available yet) 
     1221   rn_cemf    =  1.            ! entrain/detrain coef. (<0 => cte; >0 % depending on dW/dz 
     1222   rn_cwmf    = -0.            ! entrain/detrain coef. (<0 => cte; >0 % depending on dW/dz 
     1223   rn_cent    = 2.e-5          ! entrain of convective area 
     1224   rn_cdet    = 3.e-5          ! detrain of convective area  
     1225   rn_cap     = 0.9            ! Coef. for CAP estimation 
     1226   App_max    = 0.1            ! Maximum convection area (% of the cell) 
    12151227/ 
    12161228!----------------------------------------------------------------------- 
  • NEMO/branches/2020/dev_r2052_ENHANCE-09_rbourdal_massfluxconvection/src/OCE/C1D/step_c1d.F90

    r13802 r13826  
    104104      IF( ln_tradmp )   CALL tra_dmp( kstp, Nbb, Nnn, ts, Nrhs  )  ! internal damping trends- tracers 
    105105      IF(.NOT.ln_linssh)CALL tra_adv( kstp, Nbb, Nnn, ts, Nrhs  )  ! horizontal & vertical advection 
     106      IF( ln_zdfmfc  )  CALL tra_mfc( kstp, Nbb     , ts, Nrhs  )  ! Mass Flux Convection 
    106107      IF( ln_zdfosm  )  CALL tra_osm( kstp, Nnn     , ts, Nrhs  )  ! OSMOSIS non-local tracer fluxes 
    107108                        CALL tra_zdf( kstp, Nbb, Nnn, Nrhs, ts, Naa   )         ! vertical mixing 
     
    122123                        CALL dyn_atf    ( kstp, Nbb, Nnn, Naa , uu, vv, e3t, e3u, e3v )  ! time filtering of "now" fields 
    123124      IF(.NOT.ln_linssh)CALL ssh_atf    ( kstp, Nbb, Nnn, Naa , ssh )                    ! time filtering of "now" sea surface height 
    124       IF( kstp == nit000 .AND. ln_linssh) THEN 
    125          ssh(:,:,Naa) = ssh(:,:,Nnn)  ! init ssh after in ln_linssh case 
    126       ENDIF 
    127125      ! 
    128126      ! Swap time levels 
  • NEMO/branches/2020/dev_r2052_ENHANCE-09_rbourdal_massfluxconvection/src/OCE/TRA/eosbn2.F90

    r13497 r13826  
    5555   !                  !! * Interface 
    5656   INTERFACE eos 
    57       MODULE PROCEDURE eos_insitu, eos_insitu_pot, eos_insitu_2d 
     57      MODULE PROCEDURE eos_insitu, eos_insitu_pot, eos_insitu_2d, eos_insitu_pot_2d 
    5858   END INTERFACE 
    5959   ! 
     
    538538 
    539539 
     540   SUBROUTINE eos_insitu_pot_2d( pts, prhop ) 
     541      !!---------------------------------------------------------------------- 
     542      !!                  ***  ROUTINE eos_insitu_pot  *** 
     543      !! 
     544      !! ** Purpose :   Compute the in situ density (ratio rho/rho0) and the 
     545      !!      potential volumic mass (Kg/m3) from potential temperature and 
     546      !!      salinity fields using an equation of state selected in the 
     547      !!     namelist. 
     548      !! 
     549      !! ** Action  : 
     550      !!              - prhop, the potential volumic mass (Kg/m3) 
     551      !! 
     552      !!---------------------------------------------------------------------- 
     553      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpts), INTENT(in   ) ::   pts    ! 1 : potential temperature  [Celsius] 
     554      !                                                                ! 2 : salinity               [psu] 
     555      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj     ), INTENT(  out) ::   prhop  ! potential density (surface referenced) 
     556      ! 
     557      INTEGER  ::   ji, jj, jk, jsmp             ! dummy loop indices 
     558      INTEGER  ::   jdof 
     559      REAL(wp) ::   zt , zh , zstemp, zs , ztm   ! local scalars 
     560      REAL(wp) ::   zn , zn0, zn1, zn2, zn3      !   -      - 
     561      REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE :: zn0_sto, zn_sto, zsign    ! local vectors 
     562      !!---------------------------------------------------------------------- 
     563      ! 
     564      IF( ln_timing )   CALL timing_start('eos-pot') 
     565      ! 
     566      SELECT CASE ( neos ) 
     567      ! 
     568      CASE( np_teos10, np_eos80 )                !==  polynomial TEOS-10 / EOS-80 ==! 
     569         ! 
     570            DO_2D( 1, 1, 1, 1 ) 
     571               ! 
     572               zt  = pts (ji,jj,jp_tem) * r1_T0                           ! temperature 
     573               zs  = SQRT( ABS( pts(ji,jj,jp_sal) + rdeltaS ) * r1_S0 )   ! square root salinity 
     574               ztm = tmask(ji,jj,1)                                         ! tmask 
     575               ! 
     576               zn0 = (((((EOS060*zt   & 
     577                  &   + EOS150*zs+EOS050)*zt   & 
     578                  &   + (EOS240*zs+EOS140)*zs+EOS040)*zt   & 
     579                  &   + ((EOS330*zs+EOS230)*zs+EOS130)*zs+EOS030)*zt   & 
     580                  &   + (((EOS420*zs+EOS320)*zs+EOS220)*zs+EOS120)*zs+EOS020)*zt   & 
     581                  &   + ((((EOS510*zs+EOS410)*zs+EOS310)*zs+EOS210)*zs+EOS110)*zs+EOS010)*zt   & 
     582                  &   + (((((EOS600*zs+EOS500)*zs+EOS400)*zs+EOS300)*zs+EOS200)*zs+EOS100)*zs+EOS000 
     583                  ! 
     584               ! 
     585               prhop(ji,jj) = zn0 * ztm                           ! potential density referenced at the surface 
     586               ! 
     587            END_2D 
     588 
     589      CASE( np_seos )                !==  simplified EOS  ==! 
     590         ! 
     591         DO_2D( 1, 1, 1, 1 ) 
     592            zt  = pts  (ji,jj,jp_tem) - 10._wp 
     593            zs  = pts  (ji,jj,jp_sal) - 35._wp 
     594            ztm = tmask(ji,jj,1) 
     595            !                                                     ! potential density referenced at the surface 
     596            zn =  - rn_a0 * ( 1._wp + 0.5_wp*rn_lambda1*zt ) * zt   & 
     597               &  + rn_b0 * ( 1._wp - 0.5_wp*rn_lambda2*zs ) * zs   & 
     598               &  - rn_nu * zt * zs 
     599            prhop(ji,jj) = ( rho0 + zn ) * ztm 
     600            ! 
     601         END_2D 
     602         ! 
     603      END SELECT 
     604      !RBB IF(sn_cfctl%l_prtctl)   CALL prt_ctl( tab2d_1=prd, clinfo1=' eos-pot: ', tab2d_2=prhop, clinfo2=' pot : ', kdim=1 ) 
     605      ! 
     606      IF( ln_timing )   CALL timing_stop('eos-pot') 
     607      ! 
     608   END SUBROUTINE eos_insitu_pot_2d 
     609 
     610 
    540611   SUBROUTINE rab_3d( pts, pab, Kmm ) 
    541612      !!---------------------------------------------------------------------- 
  • NEMO/branches/2020/dev_r2052_ENHANCE-09_rbourdal_massfluxconvection/src/OCE/TRA/trazdf.F90

    r13497 r13826  
    1717   USE phycst         ! physical constant 
    1818   USE zdf_oce        ! ocean vertical physics variables 
     19   USE zdfmfc         ! Mass FLux Convection  
    1920   USE sbc_oce        ! surface boundary condition: ocean 
    2021   USE ldftra         ! lateral diffusion: eddy diffusivity 
     
    189190            ENDIF 
    190191            ! 
     192            ! Modification of diagonal to add MF scheme 
     193            IF ( ln_zdfmfc ) THEN 
     194               CALL diag_mfc( zwi, zwd, zws, p2dt, Kaa ) 
     195            END IF 
     196            ! 
    191197            !! Matrix inversion from the first level 
    192198            !!---------------------------------------------------------------------- 
     
    217223         ENDIF  
    218224         !          
     225         ! Modification of rhs to add MF scheme 
     226         IF ( ln_zdfmfc ) THEN 
     227            CALL rhs_mfc( pt(:,:,:,jn,Krhs), jn ) 
     228         END IF 
     229         ! 
    219230         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )         !* 2nd recurrence:    Zk = Yk - Ik / Tk-1  Zk-1 
    220231            pt(ji,jj,1,jn,Kaa) =        e3t(ji,jj,1,Kbb) * pt(ji,jj,1,jn,Kbb)    & 
    221                &               + p2dt * e3t(ji,jj,1,Kmm) * pt(ji,jj,1,jn,Krhs) 
     232               &               + p2dt * e3t(ji,jj,1,Kmm) * pt(ji,jj,1,jn,Krhs)  
    222233         END_2D 
    223234         DO_3D( 0, 0, 0, 0, 2, jpkm1 ) 
  • NEMO/branches/2020/dev_r2052_ENHANCE-09_rbourdal_massfluxconvection/src/OCE/ZDF/zdf_oce.F90

    r10425 r13826  
    4040   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_zdfswm   !: surface  wave-induced mixing flag 
    4141   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_zdfiwm   !: internal wave-induced mixing flag 
     42   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_zdfmfc   !: convection: eddy diffusivity Mass Flux Convection 
    4243   !                             ! coefficients  
    4344   REAL(wp), PUBLIC ::   rn_avm0     !: vertical eddy viscosity (m2/s) 
  • NEMO/branches/2020/dev_r2052_ENHANCE-09_rbourdal_massfluxconvection/src/OCE/ZDF/zdfphy.F90

    r13558 r13826  
    2121   USE zdfddm         ! vertical physics: double diffusion mixing       
    2222   USE zdfevd         ! vertical physics: convection via enhanced vertical diffusion   
     23   USE zdfmfc         ! vertical physics: Mass Flux Convection  
    2324   USE zdfiwm         ! vertical physics: internal wave-induced mixing   
    2425   USE zdfswm         ! vertical physics: surface  wave-induced mixing 
     
    7879      NAMELIST/namzdf/ ln_zdfcst, ln_zdfric, ln_zdftke, ln_zdfgls,   &     ! type of closure scheme 
    7980         &             ln_zdfosm,                                    &     ! type of closure scheme 
     81         &             ln_zdfmfc,                                    &     ! convection : mass flux 
    8082         &             ln_zdfevd, nn_evdm, rn_evd ,                  &     ! convection : evd 
    8183         &             ln_zdfnpc, nn_npc , nn_npcp,                  &     ! convection : npc 
     
    112114         WRITE(numout,*) '         OSMOSIS-OBL closure (OSM)               ln_zdfosm = ', ln_zdfosm 
    113115         WRITE(numout,*) '      convection: ' 
     116         WRITE(numout,*) '         convection mass flux (mfc)              ln_zdfmfc = ', ln_zdfmfc 
    114117         WRITE(numout,*) '         enhanced vertical diffusion             ln_zdfevd = ', ln_zdfevd 
    115118         WRITE(numout,*) '            applied on momentum (=1/0)             nn_evdm = ', nn_evdm 
     
    172175      IF( ln_zdfnpc .AND. ln_zdfevd )   CALL ctl_stop( 'zdf_phy_init: chose between ln_zdfnpc and ln_zdfevd' ) 
    173176      IF( ln_zdfosm .AND. ln_zdfevd )   CALL ctl_stop( 'zdf_phy_init: chose between ln_zdfosm and ln_zdfevd' ) 
     177      IF( ln_zdfmfc .AND. ln_zdfevd )   CALL ctl_stop( 'zdf_phy_init: chose between ln_zdfmfc and ln_zdfevd' ) 
     178      IF( ln_zdfmfc .AND. ln_zdfnpc )   CALL ctl_stop( 'zdf_phy_init: chose between ln_zdfmfc and ln_zdfnpc' ) 
     179      IF( ln_zdfmfc .AND. ln_zdfosm )   CALL ctl_stop( 'zdf_phy_init: chose between ln_zdfmfc and ln_zdfosm' ) 
    174180      IF( lk_top    .AND. ln_zdfnpc )   CALL ctl_stop( 'zdf_phy_init: npc scheme is not working with key_top' ) 
    175181      IF( lk_top    .AND. ln_zdfosm )   CALL ctl_stop( 'zdf_phy_init: osmosis scheme is not working with key_top' ) 
     
    178184         IF    ( ln_zdfnpc ) THEN  ;   WRITE(numout,*) '   ==>>>   convection: use non penetrative convective scheme' 
    179185         ELSEIF( ln_zdfevd ) THEN  ;   WRITE(numout,*) '   ==>>>   convection: use enhanced vertical diffusion scheme' 
     186         ELSEIF( ln_zdfmfc ) THEN  ;   WRITE(numout,*) '   ==>>>   convection: use Mass Flux scheme' 
    180187         ELSE                      ;   WRITE(numout,*) '   ==>>>   convection: no specific scheme used' 
    181188         ENDIF 
     
    205212      ELSE                   ;   l_zdfsh2 = .TRUE. 
    206213      ENDIF 
    207  
     214      !                          !== Mass Flux Convectiive algorithm  ==! 
     215      IF( ln_zdfmfc )   CALL zdf_mfc_init       ! Convection computed with eddy diffusivity mass flux 
     216      ! 
    208217      !                          !== gravity wave-driven mixing  ==! 
    209218      IF( ln_zdfiwm )   CALL zdf_iwm_init       ! internal wave-driven mixing 
  • NEMO/branches/2020/dev_r2052_ENHANCE-09_rbourdal_massfluxconvection/src/OCE/step.F90

    r13237 r13826  
    262262#endif 
    263263                         CALL tra_adv    ( kstp, Nbb, Nnn, ts, Nrhs )  ! hor. + vert. advection ==> RHS 
     264      IF( ln_zdfmfc  )   CALL tra_mfc    ( kstp, Nbb,      ts, Nrhs )  ! Mass Flux Convection  
    264265      IF( ln_zdfosm  )   CALL tra_osm    ( kstp,      Nnn, ts, Nrhs )  ! OSMOSIS non-local tracer fluxes ==> RHS 
    265266      IF( lrst_oce .AND. ln_zdfosm ) & 
  • NEMO/branches/2020/dev_r2052_ENHANCE-09_rbourdal_massfluxconvection/src/OCE/step_oce.F90

    r12377 r13826  
    6969   USE zdfphy          ! vertical physics manager      (zdf_phy_init routine) 
    7070   USE zdfosm  , ONLY : osm_rst, dyn_osm, tra_osm      ! OSMOSIS routines used in step.F90 
     71   USE zdfmfc          ! Mass FLux Convection routine used in step.F90 
    7172 
    7273   USE diu_layers      ! diurnal SST bulk and coolskin routines 
Note: See TracChangeset for help on using the changeset viewer.