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emanuelaclementi
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    r13558 r14007  
    9090   !                       !    =2 annual global mean of e-p-r set to zero 
    9191   ln_wave     = .false.   !  Activate coupling with wave  (T => fill namsbc_wave) 
    92    ln_cdgw     = .false.   !  Neutral drag coefficient read from wave model (T => ln_wave=.true. & fill namsbc_wave) 
    93    ln_sdw      = .false.   !  Read 2D Surf Stokes Drift & Computation of 3D stokes drift (T => ln_wave=.true. & fill namsbc_wave)  
    94    nn_sdrift   =  0        !  Parameterization for the calculation of 3D-Stokes drift from the surface Stokes drift 
    95       !                    !   = 0 Breivik 2015 parameterization: v_z=v_0*[exp(2*k*z)/(1-8*k*z)] 
    96       !                    !   = 1 Phillips:                      v_z=v_o*[exp(2*k*z)-beta*sqrt(-2*k*pi*z)*erfc(sqrt(-2*k*z))] 
    97       !                    !   = 2 Phillips as (1) but using the wave frequency from a wave model 
    98    ln_tauwoc   = .false.   !  Activate ocean stress modified by external wave induced stress (T => ln_wave=.true. & fill namsbc_wave) 
    99    ln_tauw     = .false.   !  Activate ocean stress components from wave model 
    100    ln_stcor    = .false.   !  Activate Stokes Coriolis term (T => ln_wave=.true. & ln_sdw=.true. & fill namsbc_wave) 
    10192/ 
    10293!----------------------------------------------------------------------- 
     
    167158&namsbc_wave   ! External fields from wave model                        (ln_wave=T) 
    168159!----------------------------------------------------------------------- 
     160   ln_sdw      = .false.    !  get the 2D Surf Stokes Drift & Compute the 3D stokes drift 
     161   ln_stcor    = .false.    !  add Stokes Coriolis and tracer advection terms 
     162   ln_cdgw     = .false.    !  Neutral drag coefficient read from wave model 
     163   ln_tauoc    = .false.    !  ocean stress is modified by wave induced stress 
     164   ln_wave_test= .false.    !  Test case with constant wave fields 
     165! 
     166   ln_charn    = .false.     !  Charnock coefficient read from wave model (IFS only) 
     167   ln_taw      = .false.     !  ocean stress is modified by wave induced stress (coupled mode) 
     168   ln_phioc    = .false.     !  TKE flux from wave model 
     169   ln_bern_srfc= .false.     ! wave induced pressure. Bernoulli head J term 
     170   ln_breivikFV_2016 = .false. ! breivik 2016 vertical stokes profile 
     171   ln_vortex_force = .false. 
     172! 
     173   cn_dir      = './'      !  root directory for the waves data location 
     174   !___________!_________________________!___________________!___________!_____________!________!___________!__________________!__________!_______________! 
     175   !           !  file name              ! frequency (hours) ! variable  ! time interp.!  clim  ! 'yearly'/ ! weights filename ! rotation ! land/sea mask ! 
     176   !           !                         !  (if <0  months)  !   name    !   (logical) !  (T/F) ! 'monthly' !                  ! pairing  !    filename   ! 
     177   sn_cdg      =  'sdw_ecwaves_orca2'    ,        6.         , 'drag_coeff' ,  .true.  , .true. , 'yearly'  ,  ''              , ''       , '' 
     178   sn_usd      =  'sdw_ecwaves_orca2'    ,        6.         , 'u_sd2d'     ,  .true.  , .true. , 'yearly'  ,  ''              , ''       , '' 
     179   sn_vsd      =  'sdw_ecwaves_orca2'    ,        6.         , 'v_sd2d'     ,  .true.  , .true. , 'yearly'  ,  ''              , ''       , '' 
     180   sn_hsw      =  'sdw_ecwaves_orca2'    ,        6.         , 'hs'         ,  .true.  , .true. , 'yearly'  ,  ''              , ''       , '' 
     181   sn_wmp      =  'sdw_ecwaves_orca2'    ,        6.         , 'wmp'        ,  .true.  , .true. , 'yearly'  ,  ''              , ''       , '' 
     182   sn_wnum     =  'sdw_ecwaves_orca2'    ,        6.         , 'wave_num'   ,  .true.  , .true. , 'yearly'  ,  ''              , ''       , '' 
    169183/ 
    170184!----------------------------------------------------------------------- 
     
    378392                               !        = 2 add a tke source just at the base of the ML 
    379393                               !        = 3 as = 1 applied on HF part of the stress           (ln_cpl=T) 
     394      ln_mxhsw    = .false.   !  surface mixing length scale = F(wave height) 
    380395/ 
    381396!----------------------------------------------------------------------- 
  • NEMO/trunk/cfgs/SHARED/namelist_ref

    r13982 r14007  
    237237   ln_apr_dyn  = .false.   !  Patm gradient added in ocean & ice Eqs.   (T => fill namsbc_apr ) 
    238238   ln_wave     = .false.   !  Activate coupling with wave  (T => fill namsbc_wave) 
    239    ln_cdgw     = .false.   !  Neutral drag coefficient read from wave model (T => ln_wave=.true. & fill namsbc_wave) 
    240    ln_sdw      = .false.   !  Read 2D Surf Stokes Drift & Computation of 3D stokes drift (T => ln_wave=.true. & fill namsbc_wave) 
    241    nn_sdrift   =  0        !  Parameterization for the calculation of 3D-Stokes drift from the surface Stokes drift 
    242       !                    !   = 0 Breivik 2015 parameterization: v_z=v_0*[exp(2*k*z)/(1-8*k*z)] 
    243       !                    !   = 1 Phillips:                      v_z=v_o*[exp(2*k*z)-beta*sqrt(-2*k*pi*z)*erfc(sqrt(-2*k*z))] 
    244       !                    !   = 2 Phillips as (1) but using the wave frequency from a wave model 
    245    ln_tauwoc   = .false.   !  Activate ocean stress modified by external wave induced stress (T => ln_wave=.true. & fill namsbc_wave) 
    246    ln_tauw     = .false.   !  Activate ocean stress components from wave model 
    247    ln_stcor    = .false.   !  Activate Stokes Coriolis term (T => ln_wave=.true. & ln_sdw=.true. & fill namsbc_wave) 
    248239   nn_lsm      = 0         !  =0 land/sea mask for input fields is not applied (keep empty land/sea mask filename field) , 
    249240                           !  =1:n number of iterations of land/sea mask application for input fields (fill land/sea mask filename field) 
     
    376367   sn_rcv_cal    =   'coupled'              ,    'no'    ,     ''      ,         ''           ,   '' 
    377368   sn_rcv_co2    =   'coupled'              ,    'no'    ,     ''      ,         ''           ,   '' 
    378    sn_rcv_hsig   =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      ,         ''           ,   '' 
    379369   sn_rcv_iceflx =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      ,         ''           ,   '' 
    380370   sn_rcv_mslp   =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      ,         ''           ,   '' 
    381    sn_rcv_phioc  =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      ,         ''           ,   '' 
    382    sn_rcv_sdrfx  =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      ,         ''           ,   '' 
    383    sn_rcv_sdrfy  =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      ,         ''           ,   '' 
    384    sn_rcv_wper   =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      ,         ''           ,   '' 
    385    sn_rcv_wnum   =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      ,         ''           ,   '' 
    386    sn_rcv_wfreq  =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      ,         ''           ,   '' 
    387    sn_rcv_wdrag  =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      ,         ''           ,   '' 
    388371   sn_rcv_ts_ice =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      ,         ''           ,   '' 
    389372   sn_rcv_isf    =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      ,         ''           ,   '' 
    390373   sn_rcv_icb    =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      ,         ''           ,   '' 
    391    sn_rcv_tauwoc =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      ,         ''          ,   '' 
    392    sn_rcv_tauw   =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      ,         ''          ,   '' 
    393    sn_rcv_wdrag  =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      ,         ''          ,   '' 
     374   sn_rcv_hsig   =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      '         ''           ,   'T' 
     375   sn_rcv_phioc  =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      ,         ''           ,   'T' 
     376   sn_rcv_sdrfx  =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      ,         ''           ,   'T' 
     377   sn_rcv_sdrfy  =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      '         ''           ,   'T' 
     378   sn_rcv_wper   =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      '         ''           ,   'T' 
     379   sn_rcv_wnum   =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      '         ''           ,   'T' 
     380   sn_rcv_wstrf  =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      '         ''           ,   'T' 
     381   sn_rcv_wdrag  =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      '         ''           ,   'T' 
     382   sn_rcv_charn  =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      ,         ''           ,   'T' 
     383   sn_rcv_taw    =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      ,         ''           ,   'U,V' 
     384   sn_rcv_bhd    =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      '         ''           ,   'T' 
     385   sn_rcv_tusd   =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      '         ''           ,   'T' 
     386   sn_rcv_tvsd   =   'none'                 ,    'no'    ,     ''      '         ''           ,   'T' 
    394387/ 
    395388!----------------------------------------------------------------------- 
     
    571564&namsbc_wave   ! External fields from wave model                        (ln_wave=T) 
    572565!----------------------------------------------------------------------- 
     566   ln_sdw      = .false.       !  get the 2D Surf Stokes Drift & Compute the 3D stokes drift 
     567   ln_stcor    = .false.       !  add Stokes Coriolis and tracer advection terms 
     568   ln_cdgw     = .false.       !  Neutral drag coefficient read from wave model 
     569   ln_tauoc    = .false.       !  ocean stress is modified by wave induced stress 
     570   ln_wave_test= .false.       !  Test case with constant wave fields 
     571! 
     572   ln_charn    = .false.       !  Charnock coefficient read from wave model (IFS only) 
     573   ln_taw      = .false.       !  ocean stress is modified by wave induced stress (coupled mode) 
     574   ln_phioc    = .false.       !  TKE flux from wave model 
     575   ln_bern_srfc= .false.       !  wave induced pressure. Bernoulli head J term 
     576   ln_breivikFV_2016 = .false. !  breivik 2016 vertical stokes profile 
     577   ln_vortex_force = .false.   !  Vortex Force term  
     578   ln_stshear  = .false.       !  include stokes shear in EKE computation 
     579! 
    573580   cn_dir      = './'      !  root directory for the waves data location 
    574581   !___________!_________________________!___________________!___________!_____________!________!___________!__________________!__________!_______________! 
     
    580587   sn_hsw      =  'sdw_ecwaves_orca2'    ,        6.         , 'hs'         ,  .true.  , .true. , 'yearly'  ,  ''              , ''       , '' 
    581588   sn_wmp      =  'sdw_ecwaves_orca2'    ,        6.         , 'wmp'        ,  .true.  , .true. , 'yearly'  ,  ''              , ''       , '' 
    582    sn_wfr      =  'sdw_ecwaves_orca2'    ,        6.         , 'wfr'        ,  .true.  , .true. , 'yearly'  ,  ''              , ''       , '' 
    583589   sn_wnum     =  'sdw_ecwaves_orca2'    ,        6.         , 'wave_num'   ,  .true.  , .true. , 'yearly'  ,  ''              , ''       , '' 
    584    sn_tauwoc   =  'sdw_ecwaves_orca2'    ,        6.         , 'wave_stress',  .true.  , .true. , 'yearly'  ,  ''              , ''       , '' 
    585    sn_tauwx    =  'sdw_ecwaves_orca2'    ,        6.         , 'wave_stress',  .true.  , .true. , 'yearly'  ,  ''              , ''       , '' 
    586    sn_tauwy    =  'sdw_ecwaves_orca2'    ,        6.         , 'wave_stress',  .true.  , .true. , 'yearly'  ,  ''              , ''       , '' 
     590   sn_tauoc    =  'sdw_ecwaves_orca2'    ,        6.         , 'wave_stress',  .true.  , .true. , 'yearly'  ,  ''              , ''       , '' 
    587591/ 
    588592!----------------------------------------------------------------------- 
     
    11611165      rn_mxlice   = 10.       ! max constant ice thickness value when scaling under sea-ice ( nn_mxlice=1) 
    11621166   rn_mxl0     =   0.04    !  surface  buoyancy lenght scale minimum value 
     1167   ln_mxhsw    = .false.   !  surface mixing length scale = F(wave height) 
    11631168   ln_lc       = .true.    !  Langmuir cell parameterisation (Axell 2002) 
    11641169      rn_lc       =   0.15    !  coef. associated to Langmuir cells 
     
    11761181   !                       !           = 2 weighted by 1-fr_i 
    11771182   !                       !           = 3 weighted by 1-MIN(1,4*fr_i)    
     1183   nn_bc_surf   =     1    !  surface condition (0/1=Dir/Neum) ! Only applicable for wave coupling (ln_cplwave=1) 
     1184   nn_bc_bot    =     1    !  bottom condition (0/1=Dir/Neum) ! Only applicable for wave coupling (ln_cplwave=1) 
    11781185/ 
    11791186!----------------------------------------------------------------------- 
  • NEMO/trunk/src/OCE/DYN/dynspg.F90

    r13497 r14007  
    66   !! History :  1.0  ! 2005-12  (C. Talandier, G. Madec, V. Garnier)  Original code 
    77   !!            3.2  ! 2009-07  (R. Benshila)  Suppression of rigid-lid option 
     8   !!            4.2  ! 2020-12  (G. Madec, E. Clementi) add Bernoulli Head for 
     9   !!                            wave coupling 
    810   !!---------------------------------------------------------------------- 
    911 
     
    1921   USE sbc_ice , ONLY : snwice_mass, snwice_mass_b 
    2022   USE sbcapr         ! surface boundary condition: atmospheric pressure 
     23   USE sbcwave,  ONLY : bhd_wave 
    2124   USE dynspg_exp     ! surface pressure gradient     (dyn_spg_exp routine) 
    2225   USE dynspg_ts      ! surface pressure gradient     (dyn_spg_ts  routine) 
     
    143146         ENDIF 
    144147         ! 
     148         IF( ln_wave .and. ln_bern_srfc ) THEN          !== Add J terms: depth-independent Bernoulli head 
     149            DO_2D( 0, 0, 0, 0 ) 
     150               spgu(ji,jj) = spgu(ji,jj) + ( bhd_wave(ji+1,jj) - bhd_wave(ji,jj) ) / e1u(ji,jj)   !++ bhd_wave from wave model in m2/s2 [BHD parameters in WW3] 
     151               spgv(ji,jj) = spgv(ji,jj) + ( bhd_wave(ji,jj+1) - bhd_wave(ji,jj) ) / e2v(ji,jj) 
     152            END_2D 
     153         ENDIF 
     154         ! 
    145155         DO_3D( 0, 0, 0, 0, 1, jpkm1 )       !== Add all terms to the general trend 
    146156            puu(ji,jj,jk,Krhs) = puu(ji,jj,jk,Krhs) + spgu(ji,jj) 
  • NEMO/trunk/src/OCE/DYN/dynvor.F90

    r13546 r14007  
    2121   !!             -   ! 2018-03  (G. Madec)  add two new schemes (ln_dynvor_enT and ln_dynvor_eet) 
    2222   !!             -   ! 2018-04  (G. Madec)  add pre-computed gradient for metric term calculation 
     23   !!            4.2  ! 2020-12  (G. Madec, E. Clementi) add vortex force trends (ln_vortex_force=T) 
    2324   !!---------------------------------------------------------------------- 
    2425 
     
    3738   USE trddyn         ! trend manager: dynamics 
    3839   USE sbcwave        ! Surface Waves (add Stokes-Coriolis force) 
    39    USE sbc_oce , ONLY : ln_stcor    ! use Stoke-Coriolis force 
     40   USE sbc_oce,  ONLY : ln_stcor, ln_vortex_force   ! use Stoke-Coriolis force 
    4041   ! 
    4142   USE lbclnk         ! ocean lateral boundary conditions (or mpp link) 
     
    121122         ALLOCATE( ztrdu(jpi,jpj,jpk), ztrdv(jpi,jpj,jpk) ) 
    122123         ! 
    123          ztrdu(:,:,:) = puu(:,:,:,Krhs)            !* planetary vorticity trend (including Stokes-Coriolis force) 
     124         ztrdu(:,:,:) = puu(:,:,:,Krhs)            !* planetary vorticity trend 
    124125         ztrdv(:,:,:) = pvv(:,:,:,Krhs) 
    125126         SELECT CASE( nvor_scheme ) 
    126127         CASE( np_ENS )           ;   CALL vor_ens( kt, Kmm, ncor, puu(:,:,:,Kmm) , pvv(:,:,:,Kmm) , puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! enstrophy conserving scheme 
    127             IF( ln_stcor )            CALL vor_ens( kt, Kmm, ncor, usd, vsd, puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! add the Stokes-Coriolis trend 
    128128         CASE( np_ENE, np_MIX )   ;   CALL vor_ene( kt, Kmm, ncor, puu(:,:,:,Kmm) , pvv(:,:,:,Kmm) , puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! energy conserving scheme 
    129             IF( ln_stcor )            CALL vor_ene( kt, Kmm, ncor, usd, vsd, puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! add the Stokes-Coriolis trend 
    130129         CASE( np_ENT )           ;   CALL vor_enT( kt, Kmm, ncor, puu(:,:,:,Kmm) , pvv(:,:,:,Kmm) , puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! energy conserving scheme (T-pts) 
    131             IF( ln_stcor )            CALL vor_enT( kt, Kmm, ncor, usd, vsd, puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! add the Stokes-Coriolis trend 
    132130         CASE( np_EET )           ;   CALL vor_eeT( kt, Kmm, ncor, puu(:,:,:,Kmm) , pvv(:,:,:,Kmm) , puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! energy conserving scheme (een with e3t) 
    133             IF( ln_stcor )            CALL vor_eeT( kt, Kmm, ncor, usd, vsd, puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! add the Stokes-Coriolis trend 
    134131         CASE( np_EEN )           ;   CALL vor_een( kt, Kmm, ncor, puu(:,:,:,Kmm) , pvv(:,:,:,Kmm) , puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! energy & enstrophy scheme 
    135             IF( ln_stcor )            CALL vor_een( kt, Kmm, ncor, usd, vsd, puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! add the Stokes-Coriolis trend 
    136132         END SELECT 
    137133         ztrdu(:,:,:) = puu(:,:,:,Krhs) - ztrdu(:,:,:) 
     
    161157         CASE( np_ENT )                        !* energy conserving scheme  (T-pts) 
    162158                             CALL vor_enT( kt, Kmm, ntot, puu(:,:,:,Kmm) , pvv(:,:,:,Kmm) , puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! total vorticity trend 
    163             IF( ln_stcor )   CALL vor_enT( kt, Kmm, ncor, usd, vsd, puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! add the Stokes-Coriolis trend 
     159            IF( ln_stcor .AND. .NOT. ln_vortex_force )  THEN 
     160                             CALL vor_enT( kt, Kmm, ncor, usd, vsd, puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! add the Stokes-Coriolis trend  
     161            ELSE IF( ln_stcor .AND. ln_vortex_force )   THEN 
     162                             CALL vor_enT( kt, Kmm, ntot, usd, vsd, puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! add the Stokes-Coriolis trend and vortex force 
     163            ENDIF 
    164164         CASE( np_EET )                        !* energy conserving scheme (een scheme using e3t) 
    165165                             CALL vor_eeT( kt, Kmm, ntot, puu(:,:,:,Kmm) , pvv(:,:,:,Kmm) , puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! total vorticity trend 
    166             IF( ln_stcor )   CALL vor_eeT( kt, Kmm, ncor, usd, vsd, puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! add the Stokes-Coriolis trend 
     166            IF( ln_stcor .AND. .NOT. ln_vortex_force )  THEN 
     167                             CALL vor_eeT( kt, Kmm, ncor, usd, vsd, puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! add the Stokes-Coriolis trend 
     168            ELSE IF( ln_stcor .AND. ln_vortex_force )   THEN 
     169                             CALL vor_eeT( kt, Kmm, ntot, usd, vsd, puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! add the Stokes-Coriolis trend and vortex force 
     170            ENDIF 
    167171         CASE( np_ENE )                        !* energy conserving scheme 
    168172                             CALL vor_ene( kt, Kmm, ntot, puu(:,:,:,Kmm) , pvv(:,:,:,Kmm) , puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! total vorticity trend 
    169             IF( ln_stcor )   CALL vor_ene( kt, Kmm, ncor, usd, vsd, puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! add the Stokes-Coriolis trend 
     173            IF( ln_stcor .AND. .NOT. ln_vortex_force )  THEN 
     174                             CALL vor_ene( kt, Kmm, ncor, usd, vsd, puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! add the Stokes-Coriolis trend 
     175            ELSE IF( ln_stcor .AND. ln_vortex_force )   THEN 
     176                             CALL vor_ene( kt, Kmm, ntot, usd, vsd, puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! add the Stokes-Coriolis trend and vortex force 
     177            ENDIF 
    170178         CASE( np_ENS )                        !* enstrophy conserving scheme 
    171179                             CALL vor_ens( kt, Kmm, ntot, puu(:,:,:,Kmm) , pvv(:,:,:,Kmm) , puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )  ! total vorticity trend 
    172             IF( ln_stcor )   CALL vor_ens( kt, Kmm, ncor, usd, vsd, puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )  ! add the Stokes-Coriolis trend 
     180 
     181            IF( ln_stcor .AND. .NOT. ln_vortex_force )  THEN 
     182                             CALL vor_ens( kt, Kmm, ncor, usd, vsd, puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )  ! add the Stokes-Coriolis trend 
     183            ELSE IF( ln_stcor .AND. ln_vortex_force )   THEN 
     184                             CALL vor_ens( kt, Kmm, ntot, usd, vsd, puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )  ! add the Stokes-Coriolis trend and vortex force 
     185            ENDIF 
    173186         CASE( np_MIX )                        !* mixed ene-ens scheme 
    174187                             CALL vor_ens( kt, Kmm, nrvm, puu(:,:,:,Kmm) , pvv(:,:,:,Kmm) , puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! relative vorticity or metric trend (ens) 
    175188                             CALL vor_ene( kt, Kmm, ncor, puu(:,:,:,Kmm) , pvv(:,:,:,Kmm) , puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! planetary vorticity trend (ene) 
    176             IF( ln_stcor )   CALL vor_ene( kt, Kmm, ncor, usd, vsd, puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! add the Stokes-Coriolis trend 
     189            IF( ln_stcor )        CALL vor_ene( kt, Kmm, ncor, usd, vsd, puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )        ! add the Stokes-Coriolis trend 
     190            IF( ln_vortex_force ) CALL vor_ens( kt, Kmm, nrvm, usd, vsd, puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! add vortex force 
    177191         CASE( np_EEN )                        !* energy and enstrophy conserving scheme 
    178192                             CALL vor_een( kt, Kmm, ntot, puu(:,:,:,Kmm) , pvv(:,:,:,Kmm) , puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! total vorticity trend 
    179             IF( ln_stcor )   CALL vor_een( kt, Kmm, ncor, usd, vsd, puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! add the Stokes-Coriolis trend 
     193            IF( ln_stcor .AND. .NOT. ln_vortex_force )  THEN 
     194                             CALL vor_een( kt, Kmm, ncor, usd, vsd, puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! add the Stokes-Coriolis trend 
     195            ELSE IF( ln_stcor .AND. ln_vortex_force )   THEN 
     196                             CALL vor_een( kt, Kmm, ntot, usd, vsd, puu(:,:,:,Krhs), pvv(:,:,:,Krhs) )   ! add the Stokes-Coriolis trend and vortex force 
     197            ENDIF 
    180198         END SELECT 
    181199         ! 
  • NEMO/trunk/src/OCE/DYN/dynzad.F90

    r13497 r14007  
    1616   USE trd_oce        ! trends: ocean variables 
    1717   USE trddyn         ! trend manager: dynamics 
     18   USE sbcwave, ONLY: wsd   ! Surface Waves (add vertical Stokes-drift) 
    1819   ! 
    1920   USE in_out_manager ! I/O manager 
     
    7980      DO jk = 2, jpkm1                ! Vertical momentum advection at level w and u- and v- vertical 
    8081         DO_2D( 0, 1, 0, 1 )              ! vertical fluxes 
     82          IF( ln_vortex_force ) THEN 
     83            zww(ji,jj) = 0.25_wp * e1e2t(ji,jj) * ( ww(ji,jj,jk) + wsd(ji,jj,jk) ) 
     84          ELSE 
    8185            zww(ji,jj) = 0.25_wp * e1e2t(ji,jj) * ww(ji,jj,jk) 
     86          ENDIF 
    8287         END_2D 
    8388         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )              ! vertical momentum advection at w-point 
  • NEMO/trunk/src/OCE/SBC/cpl_oasis3.F90

    r13415 r14007  
    6666   INTEGER                    ::   nsnd         ! total number of fields sent  
    6767   INTEGER                    ::   ncplmodel    ! Maximum number of models to/from which NEMO is potentialy sending/receiving data 
    68    INTEGER, PUBLIC, PARAMETER ::   nmaxfld=60   ! Maximum number of coupling fields 
     68   INTEGER, PUBLIC, PARAMETER ::   nmaxfld=62   ! Maximum number of coupling fields 
    6969   INTEGER, PUBLIC, PARAMETER ::   nmaxcat=5    ! Maximum number of coupling fields 
    7070   INTEGER, PUBLIC, PARAMETER ::   nmaxcpl=5    ! Maximum number of coupling fields 
  • NEMO/trunk/src/OCE/SBC/sbc_oce.F90

    r13472 r14007  
    1212   !!            4.0  ! 2016-06  (L. Brodeau) new unified bulk routine (based on AeroBulk) 
    1313   !!            4.0  ! 2019-03  (F. Lemarié, G. Samson) add compatibility with ABL mode 
     14   !!            4.2  ! 2020-12  (G. Madec, E. Clementi) modified wave parameters in namelist 
    1415   !!---------------------------------------------------------------------- 
    1516 
     
    3637   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_blk         !: bulk formulation 
    3738   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_abl         !: Atmospheric boundary layer model 
     39   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_wave        !: wave in the system (forced or coupled) 
    3840#if defined key_oasis3 
    3941   LOGICAL , PUBLIC ::   lk_oasis = .TRUE.  !: OASIS used 
     
    5658   !                                             !:  = 1 global mean of e-p-r set to zero at each nn_fsbc time step 
    5759   !                                             !:  = 2 annual global mean of e-p-r set to zero 
    58    LOGICAL , PUBLIC ::   ln_wave        !: true if some coupling with wave model 
    59    LOGICAL , PUBLIC ::   ln_cdgw        !: true if neutral drag coefficient from wave model 
    60    LOGICAL , PUBLIC ::   ln_sdw         !: true if 3d stokes drift from wave model 
    61    LOGICAL , PUBLIC ::   ln_tauwoc       !: true if normalized stress from wave is used 
    62    LOGICAL , PUBLIC ::   ln_tauw        !: true if ocean stress components from wave is used 
    63    LOGICAL , PUBLIC ::   ln_stcor       !: true if Stokes-Coriolis term is used 
    64    ! 
    65    INTEGER , PUBLIC ::   nn_sdrift      ! type of parameterization to calculate vertical Stokes drift 
    66    ! 
    6760   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_icebergs    !: Icebergs 
    6861   ! 
     
    7164   !                                   !!* namsbc_cpl namelist * 
    7265   INTEGER , PUBLIC ::   nn_cats_cpl    !: Number of sea ice categories over which the coupling is carried out 
    73  
     66   ! 
     67   !                                   !!* namsbc_wave namelist * 
     68   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_sdw         !: =T 3d stokes drift from wave model 
     69   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_stcor       !: =T if Stokes-Coriolis and tracer advection terms are used 
     70   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_cdgw        !: =T neutral drag coefficient from wave model 
     71   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_tauoc       !: =T if normalized stress from wave is used 
     72   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_wave_test   !: =T wave test case (constant Stokes drift) 
     73   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_charn       !: =T Chranock coefficient from wave model 
     74   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_taw         !: =T wind stress corrected by wave intake 
     75   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_phioc       !: =T TKE surface BC from wave model  
     76   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_bern_srfc   !: Bernoulli head, waves' inuced pressure 
     77   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_breivikFV_2016 !: Breivik 2016 profile 
     78   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_vortex_force !: vortex force activation 
     79   LOGICAL , PUBLIC ::   ln_stshear     !: Stoked Drift shear contribution in zdftke 
     80   ! 
    7481   !!---------------------------------------------------------------------- 
    7582   !!           switch definition (improve readability) 
     
    8188   INTEGER , PUBLIC, PARAMETER ::   jp_purecpl = 5        !: Pure ocean-atmosphere Coupled formulation 
    8289   INTEGER , PUBLIC, PARAMETER ::   jp_none    = 6        !: for OPA when doing coupling via SAS module 
    83  
    84    !!---------------------------------------------------------------------- 
    85    !!           Stokes drift parametrization definition 
    86    !!---------------------------------------------------------------------- 
    87    INTEGER , PUBLIC, PARAMETER ::   jp_breivik_2014 = 0     !: Breivik  2014: v_z=v_0*[exp(2*k*z)/(1-8*k*z)] 
    88    INTEGER , PUBLIC, PARAMETER ::   jp_li_2017      = 1     !: Li et al 2017: Stokes drift based on Phillips spectrum (Breivik 2016) 
    89    !  with depth averaged profile 
    90    INTEGER , PUBLIC, PARAMETER ::   jp_peakfr       = 2     !: Li et al 2017: using the peak wave number read from wave model instead 
    91    !  of the inverse depth scale 
    92    LOGICAL , PUBLIC            ::   ll_st_bv2014  = .FALSE. !  logical indicator, .true. if Breivik 2014 parameterisation is active. 
    93    LOGICAL , PUBLIC            ::   ll_st_li2017  = .FALSE. !  logical indicator, .true. if Li 2017 parameterisation is active. 
    94    LOGICAL , PUBLIC            ::   ll_st_bv_li   = .FALSE. !  logical indicator, .true. if either Breivik or Li parameterisation is active. 
    95    LOGICAL , PUBLIC            ::   ll_st_peakfr  = .FALSE. !  logical indicator, .true. if using Li 2017 with peak wave number 
    96  
     90   ! 
    9791   !!---------------------------------------------------------------------- 
    9892   !!           component definition 
  • NEMO/trunk/src/OCE/SBC/sbcblk.F90

    r13501 r14007  
    314314         ENDIF 
    315315      END DO 
    316       ! 
    317       IF( ln_wave ) THEN 
    318          !Activated wave module but neither drag nor stokes drift activated 
    319          IF( .NOT.(ln_cdgw .OR. ln_sdw .OR. ln_tauwoc .OR. ln_stcor ) )   THEN 
    320             CALL ctl_stop( 'STOP',  'Ask for wave coupling but ln_cdgw=F, ln_sdw=F, ln_tauwoc=F, ln_stcor=F' ) 
    321             !drag coefficient read from wave model definable only with mfs bulk formulae and core 
    322          ELSEIF(ln_cdgw .AND. .NOT. ln_NCAR )       THEN 
    323             CALL ctl_stop( 'drag coefficient read from wave model definable only with NCAR and CORE bulk formulae') 
    324          ELSEIF(ln_stcor .AND. .NOT. ln_sdw)                             THEN 
    325             CALL ctl_stop( 'Stokes-Coriolis term calculated only if activated Stokes Drift ln_sdw=T') 
    326          ENDIF 
    327       ELSE 
    328          IF( ln_cdgw .OR. ln_sdw .OR. ln_tauwoc .OR. ln_stcor )                & 
    329             &   CALL ctl_stop( 'Not Activated Wave Module (ln_wave=F) but asked coupling ',    & 
    330             &                  'with drag coefficient (ln_cdgw =T) '  ,                        & 
    331             &                  'or Stokes Drift (ln_sdw=T) ' ,                                 & 
    332             &                  'or ocean stress modification due to waves (ln_tauwoc=T) ',      & 
    333             &                  'or Stokes-Coriolis term (ln_stcori=T)'  ) 
    334       ENDIF 
    335316      ! 
    336317      IF( ln_abl ) THEN       ! ABL: read 3D fields for wind, temperature, humidity and pressure gradient 
  • NEMO/trunk/src/OCE/SBC/sbcblk_algo_ecmwf.F90

    r13460 r14007  
    1717   !!---------------------------------------------------------------------- 
    1818   !! History :  4.0  !  2016-02  (L.Brodeau)   Original code 
     19   !!            4.2  !  2020-12  (G. Madec, E. Clementi) Charnock coeff from wave model 
    1920   !!---------------------------------------------------------------------- 
    2021 
     
    3132   USE in_out_manager  ! I/O manager 
    3233   USE prtctl          ! Print control 
    33    USE sbcwave, ONLY   :  cdn_wave ! wave module 
     34   USE sbcwave, ONLY   : charn ! wave module 
    3435#if defined key_si3 || defined key_cice 
    3536   USE sbc_ice         ! Surface boundary condition: ice fields 
     
    233234      u_star = 0.035_wp*U_blk*ztmp1/ztmp0       ! (u* = 0.035*Un10) 
    234235 
    235       z0     = charn0*u_star*u_star/grav + 0.11_wp*znu_a/u_star 
     236      IF (ln_charn)  THEN          !  Charnock value if wave coupling 
     237         z0     = charn*u_star*u_star/grav + 0.11_wp*znu_a/u_star 
     238      ELSE 
     239         z0     = charn0*u_star*u_star/grav + 0.11_wp*znu_a/u_star 
     240      ENDIF 
     241 
    236242      z0     = MIN( MAX(ABS(z0), 1.E-9) , 1._wp )                      ! (prevents FPE from stupid values from masked region later on) 
    237243 
     
    302308         ztmp2  = u_star*u_star 
    303309         ztmp1  = znu_a/u_star 
    304          z0     = MIN( ABS( alpha_M*ztmp1 + charn0*ztmp2/grav ) , 0.001_wp) 
     310         IF (ln_charn) THEN     ! Charnock value if wave coupling 
     311            z0  = MIN( ABS( alpha_M*ztmp1 + charn*ztmp2/grav ) , 0.001_wp)          
     312         ELSE 
     313            z0     = MIN( ABS( alpha_M*ztmp1 + charn0*ztmp2/grav ) , 0.001_wp) 
     314         ENDIF 
    305315         z0t    = MIN( ABS( alpha_H*ztmp1                     ) , 0.001_wp)   ! eq.3.26, Chap.3, p.34, IFS doc - Cy31r1 
    306316         z0q    = MIN( ABS( alpha_Q*ztmp1                     ) , 0.001_wp) 
  • NEMO/trunk/src/OCE/SBC/sbccpl.F90

    r13497 r14007  
    88   !!            3.1  ! 2009_02  (G. Madec, S. Masson, E. Maisonave, A. Caubel) generic coupled interface 
    99   !!            3.4  ! 2011_11  (C. Harris) more flexibility + multi-category fields 
     10   !!            4.2  ! 2020-12  (G. Madec, E. Clementi)  wave coupling updates 
    1011   !!---------------------------------------------------------------------- 
    1112 
     
    106107   INTEGER, PARAMETER ::   jpr_fraqsr = 42   ! fraction of solar net radiation absorbed in the first ocean level 
    107108   INTEGER, PARAMETER ::   jpr_mslp   = 43   ! mean sea level pressure  
    108    INTEGER, PARAMETER ::   jpr_hsig   = 44   ! Hsig  
    109    INTEGER, PARAMETER ::   jpr_phioc  = 45   ! Wave=>ocean energy flux  
    110    INTEGER, PARAMETER ::   jpr_sdrftx = 46   ! Stokes drift on grid 1  
    111    INTEGER, PARAMETER ::   jpr_sdrfty = 47   ! Stokes drift on grid 2  
     109   !**  surface wave coupling  ** 
     110   INTEGER, PARAMETER ::   jpr_hsig   = 44   ! Hsig 
     111   INTEGER, PARAMETER ::   jpr_phioc  = 45   ! Wave=>ocean energy flux 
     112   INTEGER, PARAMETER ::   jpr_sdrftx = 46   ! Stokes drift on grid 1 
     113   INTEGER, PARAMETER ::   jpr_sdrfty = 47   ! Stokes drift on grid 2 
    112114   INTEGER, PARAMETER ::   jpr_wper   = 48   ! Mean wave period 
    113115   INTEGER, PARAMETER ::   jpr_wnum   = 49   ! Mean wavenumber 
    114    INTEGER, PARAMETER ::   jpr_tauwoc = 50   ! Stress fraction adsorbed by waves 
     116   INTEGER, PARAMETER ::   jpr_wstrf = 50   ! Stress fraction adsorbed by waves 
    115117   INTEGER, PARAMETER ::   jpr_wdrag  = 51   ! Neutral surface drag coefficient 
    116    INTEGER, PARAMETER ::   jpr_isf    = 52 
    117    INTEGER, PARAMETER ::   jpr_icb    = 53 
    118    INTEGER, PARAMETER ::   jpr_wfreq  = 54   ! Wave peak frequency 
    119    INTEGER, PARAMETER ::   jpr_tauwx  = 55   ! x component of the ocean stress from waves 
    120    INTEGER, PARAMETER ::   jpr_tauwy  = 56   ! y component of the ocean stress from waves 
    121    INTEGER, PARAMETER ::   jpr_ts_ice = 57   ! Sea ice surface temp 
    122  
    123    INTEGER, PARAMETER ::   jprcv      = 57   ! total number of fields received   
     118   INTEGER, PARAMETER ::   jpr_charn  = 52   ! Chranock coefficient 
     119   INTEGER, PARAMETER ::   jpr_twox   = 53   ! wave to ocean momentum flux 
     120   INTEGER, PARAMETER ::   jpr_twoy   = 54   ! wave to ocean momentum flux 
     121   INTEGER, PARAMETER ::   jpr_tawx   = 55   ! net wave-supported stress 
     122   INTEGER, PARAMETER ::   jpr_tawy   = 56   ! net wave-supported stress 
     123   INTEGER, PARAMETER ::   jpr_bhd    = 57   ! Bernoulli head. waves' induced surface pressure 
     124   INTEGER, PARAMETER ::   jpr_tusd   = 58   ! zonal stokes transport 
     125   INTEGER, PARAMETER ::   jpr_tvsd   = 59   ! meridional stokes tranmport 
     126   INTEGER, PARAMETER ::   jpr_isf    = 60 
     127   INTEGER, PARAMETER ::   jpr_icb    = 61 
     128   INTEGER, PARAMETER ::   jpr_ts_ice = 62   ! Sea ice surface temp 
     129 
     130   INTEGER, PARAMETER ::   jprcv      = 62   ! total number of fields received   
    124131 
    125132   INTEGER, PARAMETER ::   jps_fice   =  1   ! ice fraction sent to the atmosphere 
     
    184191      &             sn_snd_thick1, sn_snd_cond, sn_snd_mpnd , sn_snd_sstfrz, sn_snd_ttilyr 
    185192   !                                   ! Received from the atmosphere 
    186    TYPE(FLD_C) ::   sn_rcv_w10m, sn_rcv_taumod, sn_rcv_tau, sn_rcv_tauw, sn_rcv_dqnsdt, sn_rcv_qsr,  & 
     193   TYPE(FLD_C) ::   sn_rcv_w10m, sn_rcv_taumod, sn_rcv_tau, sn_rcv_dqnsdt, sn_rcv_qsr,  & 
    187194      &             sn_rcv_qns , sn_rcv_emp   , sn_rcv_rnf, sn_rcv_ts_ice 
    188195   TYPE(FLD_C) ::   sn_rcv_cal, sn_rcv_iceflx, sn_rcv_co2, sn_rcv_mslp, sn_rcv_icb, sn_rcv_isf 
    189    ! Send to waves  
     196   !                                   ! Send to waves  
    190197   TYPE(FLD_C) ::   sn_snd_ifrac, sn_snd_crtw, sn_snd_wlev  
    191    ! Received from waves  
    192    TYPE(FLD_C) ::   sn_rcv_hsig, sn_rcv_phioc, sn_rcv_sdrfx, sn_rcv_sdrfy, sn_rcv_wper, sn_rcv_wnum, sn_rcv_tauwoc, & 
    193                     sn_rcv_wdrag, sn_rcv_wfreq 
     198   !                                   ! Received from waves  
     199   TYPE(FLD_C) ::   sn_rcv_hsig, sn_rcv_phioc, sn_rcv_sdrfx, sn_rcv_sdrfy, sn_rcv_wper, sn_rcv_wnum, & 
     200      &             sn_rcv_wstrf, sn_rcv_wdrag, sn_rcv_charn, sn_rcv_taw, sn_rcv_bhd, sn_rcv_tusd, sn_rcv_tvsd 
    194201   !                                   ! Other namelist parameters 
    195202   INTEGER     ::   nn_cplmodel           ! Maximum number of models to/from which NEMO is potentialy sending/receiving data 
     
    274281         &                  sn_snd_ifrac , sn_snd_crtw  , sn_snd_wlev , sn_rcv_hsig  , sn_rcv_phioc ,  &  
    275282         &                  sn_rcv_w10m  , sn_rcv_taumod, sn_rcv_tau  , sn_rcv_dqnsdt, sn_rcv_qsr   ,  &  
    276          &                  sn_rcv_sdrfx , sn_rcv_sdrfy , sn_rcv_wper , sn_rcv_wnum  , sn_rcv_tauwoc,  & 
    277          &                  sn_rcv_wdrag , sn_rcv_qns   , sn_rcv_emp  , sn_rcv_rnf   , sn_rcv_cal   ,  & 
    278          &                  sn_rcv_iceflx, sn_rcv_co2   , sn_rcv_mslp ,                                & 
    279          &                  sn_rcv_icb   , sn_rcv_isf   , sn_rcv_wfreq, sn_rcv_tauw  ,                 & 
    280          &                  sn_rcv_ts_ice 
     283         &                  sn_rcv_sdrfx , sn_rcv_sdrfy , sn_rcv_wper , sn_rcv_wnum  , sn_rcv_wstrf ,  & 
     284         &                  sn_rcv_charn , sn_rcv_taw   , sn_rcv_bhd  , sn_rcv_tusd  , sn_rcv_tvsd,    & 
     285         &                  sn_rcv_wdrag , sn_rcv_qns   , sn_rcv_emp  , sn_rcv_rnf   , sn_rcv_cal  ,   & 
     286         &                  sn_rcv_iceflx, sn_rcv_co2   , sn_rcv_icb  , sn_rcv_isf   , sn_rcv_ts_ice  
     287 
    281288      !!--------------------------------------------------------------------- 
    282289      ! 
     
    319326         WRITE(numout,*)'      sea ice heat fluxes             = ', TRIM(sn_rcv_iceflx%cldes), ' (', TRIM(sn_rcv_iceflx%clcat), ')' 
    320327         WRITE(numout,*)'      atm co2                         = ', TRIM(sn_rcv_co2%cldes   ), ' (', TRIM(sn_rcv_co2%clcat   ), ')' 
     328         WRITE(numout,*)'      Sea ice surface skin temperature= ', TRIM(sn_rcv_ts_ice%cldes), ' (', TRIM(sn_rcv_ts_ice%clcat), ')' 
     329         WRITE(numout,*)'      surface waves:' 
    321330         WRITE(numout,*)'      significant wave heigth         = ', TRIM(sn_rcv_hsig%cldes  ), ' (', TRIM(sn_rcv_hsig%clcat  ), ')'  
    322331         WRITE(numout,*)'      wave to oce energy flux         = ', TRIM(sn_rcv_phioc%cldes ), ' (', TRIM(sn_rcv_phioc%clcat ), ')'  
     
    325334         WRITE(numout,*)'      Mean wave period                = ', TRIM(sn_rcv_wper%cldes  ), ' (', TRIM(sn_rcv_wper%clcat  ), ')'  
    326335         WRITE(numout,*)'      Mean wave number                = ', TRIM(sn_rcv_wnum%cldes  ), ' (', TRIM(sn_rcv_wnum%clcat  ), ')'  
    327          WRITE(numout,*)'      Wave peak frequency             = ', TRIM(sn_rcv_wfreq%cldes ), ' (', TRIM(sn_rcv_wfreq%clcat ), ')' 
    328          WRITE(numout,*)'      Stress frac adsorbed by waves   = ', TRIM(sn_rcv_tauwoc%cldes), ' (', TRIM(sn_rcv_tauwoc%clcat ), ')'  
    329          WRITE(numout,*)'      Stress components by waves      = ', TRIM(sn_rcv_tauw%cldes  ), ' (', TRIM(sn_rcv_tauw%clcat  ), ')' 
     336         WRITE(numout,*)'      Stress frac adsorbed by waves   = ', TRIM(sn_rcv_wstrf%cldes ), ' (', TRIM(sn_rcv_wstrf%clcat ), ')' 
    330337         WRITE(numout,*)'      Neutral surf drag coefficient   = ', TRIM(sn_rcv_wdrag%cldes ), ' (', TRIM(sn_rcv_wdrag%clcat ), ')'  
    331          WRITE(numout,*)'      Sea ice surface skin temperature= ', TRIM(sn_rcv_ts_ice%cldes), ' (', TRIM(sn_rcv_ts_ice%clcat), ')'  
     338         WRITE(numout,*)'      Charnock coefficient            = ', TRIM(sn_rcv_charn%cldes ), ' (', TRIM(sn_rcv_charn%clcat ), ')' 
    332339         WRITE(numout,*)'  sent fields (multiple ice categories)' 
    333340         WRITE(numout,*)'      surface temperature             = ', TRIM(sn_snd_temp%cldes  ), ' (', TRIM(sn_snd_temp%clcat  ), ')' 
     
    351358         WRITE(numout,*)'                      - mesh          = ', sn_snd_crtw%clvgrd  
    352359      ENDIF 
    353  
     360      IF( lwp .AND. ln_wave) THEN                        ! control print 
     361      WRITE(numout,*)'      surface waves:' 
     362         WRITE(numout,*)'      Significant wave heigth         = ', TRIM(sn_rcv_hsig%cldes  ), ' (', TRIM(sn_rcv_hsig%clcat  ), ')' 
     363         WRITE(numout,*)'      Wave to oce energy flux         = ', TRIM(sn_rcv_phioc%cldes ), ' (', TRIM(sn_rcv_phioc%clcat ), ')' 
     364         WRITE(numout,*)'      Surface Stokes drift grid u     = ', TRIM(sn_rcv_sdrfx%cldes ), ' (', TRIM(sn_rcv_sdrfx%clcat ), ')' 
     365         WRITE(numout,*)'      Surface Stokes drift grid v     = ', TRIM(sn_rcv_sdrfy%cldes ), ' (', TRIM(sn_rcv_sdrfy%clcat ), ')' 
     366         WRITE(numout,*)'      Mean wave period                = ', TRIM(sn_rcv_wper%cldes  ), ' (', TRIM(sn_rcv_wper%clcat  ), ')' 
     367         WRITE(numout,*)'      Mean wave number                = ', TRIM(sn_rcv_wnum%cldes  ), ' (', TRIM(sn_rcv_wnum%clcat  ), ')' 
     368         WRITE(numout,*)'      Stress frac adsorbed by waves   = ', TRIM(sn_rcv_wstrf%cldes ), ' (', TRIM(sn_rcv_wstrf%clcat ), ')' 
     369         WRITE(numout,*)'      Neutral surf drag coefficient   = ', TRIM(sn_rcv_wdrag%cldes ), ' (', TRIM(sn_rcv_wdrag%clcat ), ')' 
     370         WRITE(numout,*)'      Charnock coefficient            = ', TRIM(sn_rcv_charn%cldes ), ' (', TRIM(sn_rcv_charn%clcat ), ')' 
     371         WRITE(numout,*)' Transport associated to Stokes drift grid u = ', TRIM(sn_rcv_tusd%cldes ), ' (', TRIM(sn_rcv_tusd%clcat ), ')' 
     372         WRITE(numout,*)' Transport associated to Stokes drift grid v = ', TRIM(sn_rcv_tvsd%cldes ), ' (', TRIM(sn_rcv_tvsd%clcat ), ')' 
     373         WRITE(numout,*)'      Bernouilli pressure head        = ', TRIM(sn_rcv_bhd%cldes   ), ' (', TRIM(sn_rcv_bhd%clcat  ), ')' 
     374         WRITE(numout,*)'Wave to ocean momentum flux and Net wave-supported stress = ', TRIM(sn_rcv_taw%cldes ), ' (', TRIM(sn_rcv_taw%clcat ), ')' 
     375         WRITE(numout,*)'      Surface current to waves        = ', TRIM(sn_snd_crtw%cldes  ), ' (', TRIM(sn_snd_crtw%clcat  ), ')' 
     376         WRITE(numout,*)'                      - referential   = ', sn_snd_crtw%clvref 
     377         WRITE(numout,*)'                      - orientation   = ', sn_snd_crtw%clvor 
     378         WRITE(numout,*)'                      - mesh          = ', sn_snd_crtw%clvgrd 
     379      ENDIF 
    354380      !                                   ! allocate sbccpl arrays 
    355381      IF( sbc_cpl_alloc() /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_cpl_alloc : unable to allocate arrays' ) 
     
    629655         cpl_wper = .TRUE. 
    630656      ENDIF 
    631       srcv(jpr_wfreq)%clname = 'O_WFreq'     ! wave peak frequency  
    632       IF( TRIM(sn_rcv_wfreq%cldes ) == 'coupled' )  THEN 
    633          srcv(jpr_wfreq)%laction = .TRUE. 
    634          cpl_wfreq = .TRUE. 
    635       ENDIF 
    636657      srcv(jpr_wnum)%clname = 'O_WNum'       ! mean wave number 
    637658      IF( TRIM(sn_rcv_wnum%cldes ) == 'coupled' )  THEN 
     
    639660         cpl_wnum = .TRUE. 
    640661      ENDIF 
    641       srcv(jpr_tauwoc)%clname = 'O_TauOce'   ! stress fraction adsorbed by the wave 
    642       IF( TRIM(sn_rcv_tauwoc%cldes ) == 'coupled' )  THEN 
    643          srcv(jpr_tauwoc)%laction = .TRUE. 
    644          cpl_tauwoc = .TRUE. 
    645       ENDIF 
    646       srcv(jpr_tauwx)%clname = 'O_Tauwx'      ! ocean stress from wave in the x direction 
    647       srcv(jpr_tauwy)%clname = 'O_Tauwy'      ! ocean stress from wave in the y direction 
    648       IF( TRIM(sn_rcv_tauw%cldes ) == 'coupled' )  THEN 
    649          srcv(jpr_tauwx)%laction = .TRUE. 
    650          srcv(jpr_tauwy)%laction = .TRUE. 
    651          cpl_tauw = .TRUE. 
     662      srcv(jpr_wstrf)%clname = 'O_WStrf'     ! stress fraction adsorbed by the wave 
     663      IF( TRIM(sn_rcv_wstrf%cldes ) == 'coupled' )  THEN 
     664         srcv(jpr_wstrf)%laction = .TRUE. 
     665         cpl_wstrf = .TRUE. 
    652666      ENDIF 
    653667      srcv(jpr_wdrag)%clname = 'O_WDrag'     ! neutral surface drag coefficient 
     
    656670         cpl_wdrag = .TRUE. 
    657671      ENDIF 
    658       IF( srcv(jpr_tauwoc)%laction .AND. srcv(jpr_tauwx)%laction .AND. srcv(jpr_tauwy)%laction ) & 
    659             CALL ctl_stop( 'More than one method for modifying the ocean stress has been selected ', & 
    660                                      '(sn_rcv_tauwoc=coupled and sn_rcv_tauw=coupled)' ) 
     672      srcv(jpr_charn)%clname = 'O_Charn'     ! Chranock coefficient 
     673      IF( TRIM(sn_rcv_charn%cldes ) == 'coupled' )  THEN 
     674         srcv(jpr_charn)%laction = .TRUE. 
     675         cpl_charn = .TRUE. 
     676      ENDIF 
     677      srcv(jpr_bhd)%clname = 'O_Bhd'     ! Bernoulli head. waves' induced surface pressure 
     678      IF( TRIM(sn_rcv_bhd%cldes ) == 'coupled' )  THEN 
     679         srcv(jpr_bhd)%laction = .TRUE. 
     680         cpl_bhd = .TRUE. 
     681      ENDIF 
     682      srcv(jpr_tusd)%clname = 'O_Tusd'     ! zonal stokes transport 
     683      IF( TRIM(sn_rcv_tusd%cldes ) == 'coupled' )  THEN 
     684         srcv(jpr_tusd)%laction = .TRUE. 
     685         cpl_tusd = .TRUE. 
     686      ENDIF 
     687      srcv(jpr_tvsd)%clname = 'O_Tvsd'     ! meridional stokes tranmport 
     688      IF( TRIM(sn_rcv_tvsd%cldes ) == 'coupled' )  THEN 
     689         srcv(jpr_tvsd)%laction = .TRUE. 
     690         cpl_tvsd = .TRUE. 
     691      ENDIF 
     692 
     693      srcv(jpr_twox)%clname = 'O_Twox'     ! wave to ocean momentum flux in the u direction 
     694      srcv(jpr_twoy)%clname = 'O_Twoy'     ! wave to ocean momentum flux in the v direction 
     695      srcv(jpr_tawx)%clname = 'O_Tawx'     ! Net wave-supported stress in the u direction 
     696      srcv(jpr_tawy)%clname = 'O_Tawy'     ! Net wave-supported stress in the v direction 
     697      IF( TRIM(sn_rcv_taw%cldes ) == 'coupled' )  THEN 
     698         srcv(jpr_twox)%laction = .TRUE. 
     699         srcv(jpr_twoy)%laction = .TRUE. 
     700         srcv(jpr_tawx)%laction = .TRUE. 
     701         srcv(jpr_tawy)%laction = .TRUE. 
     702         cpl_taw = .TRUE. 
     703      ENDIF 
    661704      ! 
    662705      !                                                      ! ------------------------------- ! 
     
    10581101      !   initialisation of the coupler  ! 
    10591102      ! ================================ ! 
    1060  
    10611103      CALL cpl_define(jprcv, jpsnd, nn_cplmodel) 
    10621104       
     
    10711113      ENDIF 
    10721114      xcplmask(:,:,0) = 1. - SUM( xcplmask(:,:,1:nn_cplmodel), dim = 3 ) 
     1115      ! 
    10731116      ! 
    10741117   END SUBROUTINE sbc_cpl_init 
     
    11461189         IF( ncpl_qsr_freq /= 0) ncpl_qsr_freq = 86400 / ncpl_qsr_freq ! used by top 
    11471190          
     1191         IF ( ln_wave .AND. nn_components == 0 ) THEN 
     1192            ncpl_qsr_freq = 1; 
     1193            WRITE(numout,*) 'ncpl_qsr_freq is set to 1 when coupling NEMO with wave (without SAS) ' 
     1194         ENDIF 
    11481195      ENDIF 
    11491196      ! 
     
    13201367         IF( srcv(jpr_hsig)%laction ) hsw(:,:) = frcv(jpr_hsig)%z3(:,:,1) 
    13211368      !  
    1322       !                                                      ! ========================= !   
    1323       !                                                      !    Wave peak frequency    !  
    1324       !                                                      ! ========================= !   
    1325          IF( srcv(jpr_wfreq)%laction ) wfreq(:,:) = frcv(jpr_wfreq)%z3(:,:,1) 
    1326       ! 
    13271369      !                                                      ! ========================= !  
    13281370      !                                                      !    Vertical mixing Qiao   ! 
     
    13311373 
    13321374         ! Calculate the 3D Stokes drift both in coupled and not fully uncoupled mode 
    1333          IF( srcv(jpr_sdrftx)%laction .OR. srcv(jpr_sdrfty)%laction .OR. srcv(jpr_wper)%laction & 
    1334                                       .OR. srcv(jpr_hsig)%laction   .OR. srcv(jpr_wfreq)%laction) THEN 
     1375         IF( srcv(jpr_sdrftx)%laction .OR. srcv(jpr_sdrfty)%laction .OR. & 
     1376             srcv(jpr_wper)%laction .OR. srcv(jpr_hsig)%laction )  THEN 
    13351377            CALL sbc_stokes( Kmm ) 
    13361378         ENDIF 
     
    13391381      !                                                      ! Stress adsorbed by waves  ! 
    13401382      !                                                      ! ========================= !  
    1341       IF( srcv(jpr_tauwoc)%laction .AND. ln_tauwoc ) tauoc_wave(:,:) = frcv(jpr_tauwoc)%z3(:,:,1) 
    1342  
    1343       !                                                      ! ========================= !   
    1344       !                                                      ! Stress component by waves !  
    1345       !                                                      ! ========================= !   
    1346       IF( srcv(jpr_tauwx)%laction .AND. srcv(jpr_tauwy)%laction .AND. ln_tauw ) THEN 
    1347          tauw_x(:,:) = frcv(jpr_tauwx)%z3(:,:,1) 
    1348          tauw_y(:,:) = frcv(jpr_tauwy)%z3(:,:,1) 
    1349       ENDIF 
    1350  
     1383      IF( srcv(jpr_wstrf)%laction .AND. ln_tauoc )  tauoc_wave(:,:) = frcv(jpr_wstrf)%z3(:,:,1) 
     1384      ! 
    13511385      !                                                      ! ========================= !  
    13521386      !                                                      !   Wave drag coefficient   ! 
    13531387      !                                                      ! ========================= !  
    13541388      IF( srcv(jpr_wdrag)%laction .AND. ln_cdgw )   cdn_wave(:,:) = frcv(jpr_wdrag)%z3(:,:,1) 
    1355  
     1389      ! 
     1390      !                                                      ! ========================= ! 
     1391      !                                                      !   Chranock coefficient    ! 
     1392      !                                                      ! ========================= ! 
     1393      IF( srcv(jpr_charn)%laction .AND. ln_charn )  charn(:,:) = frcv(jpr_charn)%z3(:,:,1) 
     1394      ! 
     1395      !                                                      ! ========================= ! 
     1396      !                                                      ! net wave-supported stress ! 
     1397      !                                                      ! ========================= ! 
     1398      IF( srcv(jpr_tawx)%laction .AND. ln_taw )     tawx(:,:) = frcv(jpr_tawx)%z3(:,:,1) 
     1399      IF( srcv(jpr_tawy)%laction .AND. ln_taw )     tawy(:,:) = frcv(jpr_tawy)%z3(:,:,1) 
     1400      ! 
     1401      !                                                      ! ========================= ! 
     1402      !                                                      !wave to ocean momentum flux! 
     1403      !                                                      ! ========================= ! 
     1404      IF( srcv(jpr_twox)%laction .AND. ln_taw )     twox(:,:) = frcv(jpr_twox)%z3(:,:,1) 
     1405      IF( srcv(jpr_twoy)%laction .AND. ln_taw )     twoy(:,:) = frcv(jpr_twoy)%z3(:,:,1) 
     1406      !                                                       
     1407      !                                                      ! ========================= ! 
     1408      !                                                      !    wave TKE flux at sfc   ! 
     1409      !                                                      ! ========================= ! 
     1410      IF( srcv(jpr_phioc)%laction .AND. ln_phioc )     phioc(:,:) = frcv(jpr_phioc)%z3(:,:,1) 
     1411      ! 
     1412      !                                                      ! ========================= ! 
     1413      !                                                      !      Bernoulli head       ! 
     1414      !                                                      ! ========================= ! 
     1415      IF( srcv(jpr_bhd)%laction .AND. ln_bern_srfc )   bhd_wave(:,:) = frcv(jpr_bhd)%z3(:,:,1) 
     1416      ! 
     1417      !                                                      ! ========================= ! 
     1418      !                                                      !   Stokes transport u dir  ! 
     1419      !                                                      ! ========================= ! 
     1420      IF( srcv(jpr_tusd)%laction .AND. ln_breivikFV_2016 )    tusd(:,:) = frcv(jpr_tusd)%z3(:,:,1) 
     1421      ! 
     1422      !                                                      ! ========================= ! 
     1423      !                                                      !   Stokes transport v dir  ! 
     1424      !                                                      ! ========================= ! 
     1425      IF( srcv(jpr_tvsd)%laction .AND. ln_breivikFV_2016 )     tvsd(:,:) = frcv(jpr_tvsd)%z3(:,:,1) 
     1426      ! 
    13561427      !  Fields received by SAS when OASIS coupling 
    13571428      !  (arrays no more filled at sbcssm stage) 
  • NEMO/trunk/src/OCE/SBC/sbcmod.F90

    r13970 r14007  
    1616   !!            4.0  ! 2016-06  (L. Brodeau) new general bulk formulation 
    1717   !!            4.0  ! 2019-03  (F. Lemarié & G. Samson)  add ABL compatibility (ln_abl=TRUE) 
     18   !!            4.2  ! 2020-12  (G. Madec, E. Clementi) modified wave forcing and coupling   
    1819   !!---------------------------------------------------------------------- 
    1920 
     
    5455   USE usrdef_sbc     ! user defined: surface boundary condition 
    5556   USE closea         ! closed sea 
     57   USE lbclnk         ! ocean lateral boundary conditions (or mpp link) 
    5658   ! 
    5759   USE prtctl         ! Print control                    (prt_ctl routine) 
     
    7072 
    7173   INTEGER ::   nsbc   ! type of surface boundary condition (deduced from namsbc informations) 
    72  
     74   !! * Substitutions 
     75#  include "do_loop_substitute.h90" 
    7376   !!---------------------------------------------------------------------- 
    7477   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018) 
     
    99102         &             nn_ice   , ln_ice_embd,                                       & 
    100103         &             ln_traqsr, ln_dm2dc ,                                         & 
    101          &             ln_rnf   , nn_fwb   , ln_ssr   , ln_apr_dyn,                  & 
    102          &             ln_wave  , ln_cdgw  , ln_sdw   , ln_tauwoc , ln_stcor  ,      & 
    103          &             ln_tauw  , nn_lsm, nn_sdrift 
     104         &             ln_rnf   , nn_fwb     , ln_ssr   , ln_apr_dyn,                & 
     105         &             ln_wave  , nn_lsm 
    104106      !!---------------------------------------------------------------------- 
    105107      ! 
     
    133135         WRITE(numout,*) '         bulk         formulation                   ln_blk        = ', ln_blk 
    134136         WRITE(numout,*) '         ABL          formulation                   ln_abl        = ', ln_abl 
     137         WRITE(numout,*) '         Surface wave (forced or coupled)           ln_wave       = ', ln_wave 
    135138         WRITE(numout,*) '      Type of coupling (Ocean/Ice/Atmosphere) : ' 
    136139         WRITE(numout,*) '         ocean-atmosphere coupled formulation       ln_cpl        = ', ln_cpl 
     
    150153         WRITE(numout,*) '         runoff / runoff mouths                     ln_rnf        = ', ln_rnf 
    151154         WRITE(numout,*) '         nb of iterations if land-sea-mask applied  nn_lsm        = ', nn_lsm 
    152          WRITE(numout,*) '         surface wave                               ln_wave       = ', ln_wave 
    153          WRITE(numout,*) '               Stokes drift corr. to vert. velocity ln_sdw        = ', ln_sdw 
    154          WRITE(numout,*) '                  vertical parametrization          nn_sdrift     = ', nn_sdrift 
    155          WRITE(numout,*) '               wave modified ocean stress           ln_tauwoc     = ', ln_tauwoc 
    156          WRITE(numout,*) '               wave modified ocean stress component ln_tauw       = ', ln_tauw 
    157          WRITE(numout,*) '               Stokes coriolis term                 ln_stcor      = ', ln_stcor 
    158          WRITE(numout,*) '               neutral drag coefficient (CORE,NCAR) ln_cdgw       = ', ln_cdgw 
    159       ENDIF 
    160       ! 
    161       IF( .NOT.ln_wave ) THEN 
    162          ln_sdw = .false. ; ln_cdgw = .false. ; ln_tauwoc = .false. ; ln_tauw = .false. ; ln_stcor = .false. 
    163       ENDIF  
    164       IF( ln_sdw ) THEN 
    165          IF( .NOT.(nn_sdrift==jp_breivik_2014 .OR. nn_sdrift==jp_li_2017 .OR. nn_sdrift==jp_peakfr) ) & 
    166             CALL ctl_stop( 'The chosen nn_sdrift for Stokes drift vertical velocity must be 0, 1, or 2' ) 
    167       ENDIF 
    168       ll_st_bv2014  = ( nn_sdrift==jp_breivik_2014 ) 
    169       ll_st_li2017  = ( nn_sdrift==jp_li_2017 ) 
    170       ll_st_bv_li   = ( ll_st_bv2014 .OR. ll_st_li2017 ) 
    171       ll_st_peakfr  = ( nn_sdrift==jp_peakfr ) 
    172       IF( ln_tauwoc .AND. ln_tauw ) & 
    173          CALL ctl_stop( 'More than one method for modifying the ocean stress has been selected ', & 
    174                                   '(ln_tauwoc=.true. and ln_tauw=.true.)' ) 
    175       IF( ln_tauwoc ) & 
    176          CALL ctl_warn( 'You are subtracting the wave stress to the ocean (ln_tauwoc=.true.)' ) 
    177       IF( ln_tauw ) & 
    178          CALL ctl_warn( 'The wave modified ocean stress components are used (ln_tauw=.true.) ', & 
    179                               'This will override any other specification of the ocean stress' ) 
     155      ENDIF 
    180156      ! 
    181157      IF( .NOT.ln_usr ) THEN     ! the model calendar needs some specificities (except in user defined case) 
     
    357333      IF( nn_ice == 3 )   CALL cice_sbc_init( nsbc, Kbb, Kmm )   ! CICE initialization 
    358334      ! 
    359       IF( ln_wave     )   CALL sbc_wave_init                     ! surface wave initialisation 
     335      IF( ln_wave     ) THEN 
     336                          CALL sbc_wave_init                     ! surface wave initialisation 
     337      ELSE 
     338                          IF(lwp) WRITE(numout,*) 
     339                          IF(lwp) WRITE(numout,*) '   No surface waves : all wave related logical set to false' 
     340                          ln_sdw       = .false. 
     341                          ln_stcor     = .false. 
     342                          ln_cdgw      = .false. 
     343                          ln_tauoc     = .false. 
     344                          ln_wave_test = .false. 
     345                          ln_charn     = .false. 
     346                          ln_taw       = .false. 
     347                          ln_phioc     = .false. 
     348                          ln_bern_srfc = .false. 
     349                          ln_breivikFV_2016 = .false. 
     350                          ln_vortex_force = .false. 
     351                          ln_stshear  = .false. 
     352      ENDIF 
    360353      ! 
    361354   END SUBROUTINE sbc_init 
     
    380373      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! ocean time step 
    381374      INTEGER, INTENT(in) ::   Kbb, Kmm   ! ocean time level indices 
     375      INTEGER  ::   jj, ji          ! dummy loop argument 
    382376      ! 
    383377      LOGICAL ::   ll_sas, ll_opa   ! local logical 
     
    412406      ! 
    413407      IF( .NOT.ll_sas )   CALL sbc_ssm ( kt, Kbb, Kmm )  ! mean ocean sea surface variables (sst_m, sss_m, ssu_m, ssv_m) 
    414       IF( ln_wave     )   CALL sbc_wave( kt, Kmm )       ! surface waves 
    415  
    416408      ! 
    417409      !                                            !==  sbc formulation  ==! 
    418410      !                                                    
     411      ! 
    419412      SELECT CASE( nsbc )                                ! Compute ocean surface boundary condition 
    420413      !                                                  ! (i.e. utau,vtau, qns, qsr, emp, sfx) 
     
    423416      CASE( jp_blk     ) 
    424417         IF( ll_sas    )       CALL sbc_cpl_rcv   ( kt, nn_fsbc, nn_ice, Kbb, Kmm )   ! OPA-SAS coupling: SAS receiving fields from OPA 
     418!!!!!!!!!!! ATTENTION:ln_wave is not only used for oasis coupling !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 
     419         IF( ln_wave )   THEN 
     420             IF ( lk_oasis )  CALL sbc_cpl_rcv ( kt, nn_fsbc, nn_ice, Kbb, Kmm )   ! OPA-wave coupling 
     421             CALL sbc_wave ( kt, Kmm ) 
     422         ENDIF 
    425423                               CALL sbc_blk       ( kt )                    ! bulk formulation for the ocean 
    426424                               ! 
     
    436434      IF( ln_mixcpl )          CALL sbc_cpl_rcv   ( kt, nn_fsbc, nn_ice, Kbb, Kmm )  ! forced-coupled mixed formulation after forcing 
    437435      ! 
    438       IF ( ln_wave .AND. (ln_tauwoc .OR. ln_tauw) ) CALL sbc_wstress( )              ! Wind stress provided by waves  
     436      IF( ln_wave .AND. ln_tauoc )  THEN            ! Wave stress reduction 
     437         DO_2D( 0, 0, 0, 0) 
     438            utau(ji,jj) = utau(ji,jj) * ( tauoc_wave(ji,jj) + tauoc_wave(ji-1,jj) ) * 0.5_wp 
     439            vtau(ji,jj) = vtau(ji,jj) * ( tauoc_wave(ji,jj) + tauoc_wave(ji,jj-1) ) * 0.5_wp 
     440         END_2D 
     441         ! 
     442         CALL lbc_lnk( 'sbcwave', utau, 'U', -1. ) 
     443         CALL lbc_lnk( 'sbcwave', vtau, 'V', -1. ) 
     444         ! 
     445         taum(:,:) = taum(:,:)*tauoc_wave(:,:) 
     446         ! 
     447         IF( kt == nit000 )   CALL ctl_warn( 'sbc: You are subtracting the wave stress to the ocean.',   & 
     448            &                                'If not requested select ln_tauoc=.false.' ) 
     449         ! 
     450      ELSEIF( ln_wave .AND. ln_taw ) THEN                  ! Wave stress reduction 
     451         utau(:,:) = utau(:,:) - tawx(:,:) + twox(:,:) 
     452         vtau(:,:) = vtau(:,:) - tawy(:,:) + twoy(:,:) 
     453         CALL lbc_lnk( 'sbcwave', utau, 'U', -1. ) 
     454         CALL lbc_lnk( 'sbcwave', vtau, 'V', -1. ) 
     455         ! 
     456         DO_2D( 0, 0, 0, 0) 
     457             taum(ji,jj) = sqrt((.5*(utau(ji-1,jj)+utau(ji,jj)))**2 + (.5*(vtau(ji,jj-1)+vtau(ji,jj)))**2) 
     458         END_2D 
     459         ! 
     460         IF( kt == nit000 )   CALL ctl_warn( 'sbc: You are subtracting the wave stress to the ocean.',   & 
     461            &                                'If not requested select ln_taw=.false.' ) 
     462         ! 
     463      ENDIF 
     464      CALL lbc_lnk( 'sbcmod', taum(:,:), 'T', 1. ) 
    439465      ! 
    440466      !                                            !==  Misc. Options  ==! 
  • NEMO/trunk/src/OCE/SBC/sbcwave.F90

    r13546 r14007  
    99   !!             -   !  2016-12  (G. Madec, E. Clementi) update Stoke drift computation 
    1010   !!                                                    + add sbc_wave_ini routine 
     11   !!            4.2  !  2020-12  (G. Madec, E. Clementi) updates, new Stoke drift computation  
     12   !!                                                    according to Couvelard et al.,2019 
    1113   !!---------------------------------------------------------------------- 
    1214 
    1315   !!---------------------------------------------------------------------- 
    1416   !!   sbc_stokes    : calculate 3D Stokes-drift velocities 
    15    !!   sbc_wave      : wave data from wave model in netcdf files  
     17   !!   sbc_wave      : wave data from wave model: forced (netcdf files) or coupled mode 
    1618   !!   sbc_wave_init : initialisation fo surface waves  
    1719   !!---------------------------------------------------------------------- 
    18    USE phycst         ! physical constants  
     20   USE phycst         ! physical constants 
    1921   USE oce            ! ocean variables 
    20    USE sbc_oce        ! Surface boundary condition: ocean fields 
    21    USE zdf_oce,  ONLY : ln_zdfswm 
     22   USE dom_oce        ! ocean domain variables 
     23   USE sbc_oce        ! Surface boundary condition: ocean fields 
    2224   USE bdy_oce        ! open boundary condition variables 
    2325   USE domvvl         ! domain: variable volume layers 
     
    2628   USE in_out_manager ! I/O manager 
    2729   USE lib_mpp        ! distribued memory computing library 
    28    USE fldread        ! read input fields 
     30   USE fldread        ! read input fields 
    2931 
    3032   IMPLICIT NONE 
     
    3234 
    3335   PUBLIC   sbc_stokes      ! routine called in sbccpl 
    34    PUBLIC   sbc_wstress     ! routine called in sbcmod  
    3536   PUBLIC   sbc_wave        ! routine called in sbcmod 
    3637   PUBLIC   sbc_wave_init   ! routine called in sbcmod 
    3738    
    3839   ! Variables checking if the wave parameters are coupled (if not, they are read from file) 
    39    LOGICAL, PUBLIC ::   cpl_hsig   = .FALSE. 
    40    LOGICAL, PUBLIC ::   cpl_phioc  = .FALSE. 
    41    LOGICAL, PUBLIC ::   cpl_sdrftx = .FALSE. 
    42    LOGICAL, PUBLIC ::   cpl_sdrfty = .FALSE. 
    43    LOGICAL, PUBLIC ::   cpl_wper   = .FALSE. 
    44    LOGICAL, PUBLIC ::   cpl_wfreq  = .FALSE. 
    45    LOGICAL, PUBLIC ::   cpl_wnum   = .FALSE. 
    46    LOGICAL, PUBLIC ::   cpl_tauwoc = .FALSE. 
    47    LOGICAL, PUBLIC ::   cpl_tauw   = .FALSE. 
    48    LOGICAL, PUBLIC ::   cpl_wdrag  = .FALSE. 
     40   LOGICAL, PUBLIC ::   cpl_hsig          = .FALSE. 
     41   LOGICAL, PUBLIC ::   cpl_phioc         = .FALSE. 
     42   LOGICAL, PUBLIC ::   cpl_sdrftx        = .FALSE. 
     43   LOGICAL, PUBLIC ::   cpl_sdrfty        = .FALSE. 
     44   LOGICAL, PUBLIC ::   cpl_wper          = .FALSE. 
     45   LOGICAL, PUBLIC ::   cpl_wnum          = .FALSE. 
     46   LOGICAL, PUBLIC ::   cpl_wstrf         = .FALSE. 
     47   LOGICAL, PUBLIC ::   cpl_wdrag         = .FALSE. 
     48   LOGICAL, PUBLIC ::   cpl_charn         = .FALSE. 
     49   LOGICAL, PUBLIC ::   cpl_taw           = .FALSE. 
     50   LOGICAL, PUBLIC ::   cpl_bhd           = .FALSE. 
     51   LOGICAL, PUBLIC ::   cpl_tusd          = .FALSE. 
     52   LOGICAL, PUBLIC ::   cpl_tvsd          = .FALSE. 
    4953 
    5054   INTEGER ::   jpfld    ! number of files to read for stokes drift 
     
    5357   INTEGER ::   jp_hsw   ! index of significant wave hight      (m)      at T-point 
    5458   INTEGER ::   jp_wmp   ! index of mean wave period            (s)      at T-point 
    55    INTEGER ::   jp_wfr   ! index of wave peak frequency         (1/s)    at T-point 
    5659 
    5760   TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf_cd      ! structure of input fields (file informations, fields read) Drag Coefficient 
    5861   TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf_sd      ! structure of input fields (file informations, fields read) Stokes Drift 
    5962   TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf_wn      ! structure of input fields (file informations, fields read) wave number for Qiao 
    60    TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf_tauwoc  ! structure of input fields (file informations, fields read) normalized wave stress into the ocean 
    61    TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf_tauw    ! structure of input fields (file informations, fields read) ocean stress components from wave model 
    62  
    63    REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::   cdn_wave            !: 
    64    REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::   hsw, wmp, wnum      !:  
    65    REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::   wfreq               !:  
    66    REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::   tauoc_wave          !:   
    67    REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::   tauw_x, tauw_y      !:   
    68    REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::   tsd2d               !:  
    69    REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::   div_sd              !: barotropic stokes drift divergence 
    70    REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::   ut0sd, vt0sd        !: surface Stokes drift velocities at t-point 
    71    REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:) ::   usd  , vsd  , wsd   !: Stokes drift velocities at u-, v- & w-points, resp. 
    72  
     63   TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf_tauoc   ! structure of input fields (file informations, fields read) normalized wave stress into the ocean 
     64 
     65   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::   cdn_wave        !: Neutral drag coefficient at t-point 
     66   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::   hsw             !: Significant Wave Height at t-point 
     67   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::   wmp             !: Wave Mean Period at t-point 
     68   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::   wnum            !: Wave Number at t-point 
     69   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::   tauoc_wave      !: stress reduction factor  at t-point 
     70   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::   tsd2d           !: Surface Stokes Drift module at t-point 
     71   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::   div_sd          !: barotropic stokes drift divergence 
     72   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::   ut0sd, vt0sd    !: surface Stokes drift velocities at t-point 
     73   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:) ::   usd, vsd, wsd   !: Stokes drift velocities at u-, v- & w-points, resp.u 
     74! 
     75   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::   charn           !: charnock coefficient at t-point 
     76   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::   tawx            !: Net wave-supported stress, u 
     77   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::   tawy            !: Net wave-supported stress, v 
     78   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::   twox            !: wave-ocean momentum flux, u 
     79   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::   twoy            !: wave-ocean momentum flux, v 
     80   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::   tauoc_wavex     !: stress reduction factor  at, u component 
     81   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::   tauoc_wavey     !: stress reduction factor  at, v component 
     82   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::   phioc           !: tke flux from wave model 
     83   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::   KZN2            !: Kz*N2 
     84   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::   bhd_wave        !: Bernoulli head. wave induce pression 
     85   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:)   ::   tusd, tvsd      !: Stokes drift transport 
     86   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, DIMENSION(:,:,:) ::   ZMX             !: Kz*N2 
    7387   !! * Substitutions 
    7488#  include "do_loop_substitute.h90" 
     
    88102      !!                2014 (DOI: 10.1175/JPO-D-14-0020.1) 
    89103      !! 
    90       !! ** Method  : - Calculate Stokes transport speed  
    91       !!              - Calculate horizontal divergence  
    92       !!              - Integrate the horizontal divergenze from the bottom  
    93       !! ** action   
     104      !! ** Method  : - Calculate the horizontal Stokes drift velocity (Breivik et al. 2014) 
     105      !!              - Calculate its horizontal divergence 
     106      !!              - Calculate the vertical Stokes drift velocity 
     107      !!              - Calculate the barotropic Stokes drift divergence 
     108      !! 
     109      !! ** action  : - tsd2d         : module of the surface Stokes drift velocity 
     110      !!              - usd, vsd, wsd : 3 components of the Stokes drift velocity 
     111      !!              - div_sd        : barotropic Stokes drift divergence 
    94112      !!--------------------------------------------------------------------- 
    95113      INTEGER, INTENT(in) :: Kmm ! ocean time level index 
    96114      INTEGER  ::   jj, ji, jk   ! dummy loop argument 
    97115      INTEGER  ::   ik           ! local integer  
    98       REAL(wp) ::  ztransp, zfac, zsp0 
    99       REAL(wp) ::  zdepth, zsqrt_depth,  zexp_depth, z_two_thirds, zsqrtpi !sqrt of pi 
    100       REAL(wp) ::  zbot_u, zbot_v, zkb_u, zkb_v, zke3_u, zke3_v, zda_u, zda_v 
    101       REAL(wp) ::  zstokes_psi_u_bot, zstokes_psi_v_bot 
    102       REAL(wp) ::  zdep_u, zdep_v, zkh_u, zkh_v 
    103       REAL(wp), DIMENSION(:,:)  , ALLOCATABLE ::   zk_t, zk_u, zk_v, zu0_sd, zv0_sd     ! 2D workspace 
    104       REAL(wp), DIMENSION(:,:)  , ALLOCATABLE ::   zstokes_psi_u_top, zstokes_psi_v_top ! 2D workspace 
    105       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::   ze3divh                              ! 3D workspace 
    106       !!--------------------------------------------------------------------- 
    107       ! 
    108       ALLOCATE( ze3divh(jpi,jpj,jpkm1) )   ! jpkm1 -> avoid lbc_lnk on jpk that is not defined 
     116      REAL(wp) ::  ztransp, zfac, ztemp, zsp0, zsqrt, zbreiv16_w 
     117      REAL(wp) ::  zdep_u, zdep_v, zkh_u, zkh_v, zda_u, zda_v, sdtrp 
     118      REAL(wp), DIMENSION(:,:)  , ALLOCATABLE ::   zk_t, zk_u, zk_v, zu0_sd, zv0_sd ! 2D workspace 
     119      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::   ze3divh, zInt_w                  ! 3D workspace 
     120      !!--------------------------------------------------------------------- 
     121      ! 
     122      ALLOCATE( ze3divh(jpi,jpj,jpkm1) ) ! jpkm1 -> avoid lbc_lnk on jpk that is not defined 
     123      ALLOCATE( zInt_w(jpi,jpj,jpk) ) 
    109124      ALLOCATE( zk_t(jpi,jpj), zk_u(jpi,jpj), zk_v(jpi,jpj), zu0_sd(jpi,jpj), zv0_sd(jpi,jpj) ) 
     125      zk_t    (:,:) = 0._wp 
     126      zk_u    (:,:) = 0._wp 
     127      zk_v    (:,:) = 0._wp 
     128      zu0_sd  (:,:) = 0._wp 
     129      zv0_sd  (:,:) = 0._wp 
     130      ze3divh (:,:,:) = 0._wp 
     131 
    110132      ! 
    111133      ! select parameterization for the calculation of vertical Stokes drift 
    112134      ! exp. wave number at t-point 
    113       IF( ll_st_bv_li ) THEN   ! (Eq. (19) in Breivik et al. (2014) ) 
     135      IF( ln_breivikFV_2016 ) THEN 
     136      ! Assumptions :  ut0sd and vt0sd are surface Stokes drift at T-points 
     137      !                sdtrp is the norm of Stokes transport 
     138      ! 
     139         zfac = 0.166666666667_wp 
     140         DO_2D( 1, 1, 1, 1 ) ! In the deep-water limit we have ke = ||ust0||/( 6 * ||transport|| ) 
     141            zsp0          = SQRT( ut0sd(ji,jj)*ut0sd(ji,jj) + vt0sd(ji,jj)*vt0sd(ji,jj) ) !<-- norm of Surface Stokes drift 
     142            tsd2d(ji,jj)  = zsp0 
     143            IF( cpl_tusd .AND. cpl_tvsd ) THEN  !stokes transport is provided in coupled mode 
     144               sdtrp      = SQRT( tusd(ji,jj)*tusd(ji,jj) + tvsd(ji,jj)*tvsd(ji,jj) )  !<-- norm of Surface Stokes drift transport 
     145            ELSE  
     146               ! Stokes drift transport estimated from Hs and Tmean  
     147               sdtrp      = 2.0_wp * rpi / 16.0_wp *                             & 
     148                   &        hsw(ji,jj)*hsw(ji,jj) / MAX( wmp(ji,jj), 0.0000001_wp ) 
     149            ENDIF 
     150            zk_t (ji,jj)  = zfac * zsp0 / MAX ( sdtrp, 0.0000001_wp ) !<-- ke = ||ust0||/( 6 * ||transport|| ) 
     151         END_2D 
     152      !# define zInt_w ze3divh 
     153         DO_3D( 1, 1, 1, 1, 1, jpk ) ! Compute the primitive of Breivik 2016 function at W-points 
     154            zfac             = - 2._wp * zk_t (ji,jj) * gdepw(ji,jj,jk,Kmm)  !<-- zfac should be negative definite 
     155            ztemp            = EXP ( zfac ) 
     156            zsqrt            = SQRT( -zfac ) 
     157            zbreiv16_w       = ztemp - SQRT(rpi)*zsqrt*ERFC(zsqrt) !Eq. 16 Breivik 2016 
     158            zInt_w(ji,jj,jk) = ztemp - 4._wp * zk_t (ji,jj) * gdepw(ji,jj,jk,Kmm) * zbreiv16_w 
     159         END_3D 
     160! 
     161         DO jk = 1, jpkm1 
     162            zfac = 0.166666666667_wp 
     163            DO_2D( 1, 1, 1, 1 ) !++ Compute the FV Breivik 2016 function at T-points 
     164               zsp0          = zfac / MAX(zk_t (ji,jj),0.0000001_wp) 
     165               ztemp         = zInt_w(ji,jj,jk) - zInt_w(ji,jj,jk+1) 
     166               zu0_sd(ji,jj) = ut0sd(ji,jj) * zsp0 * ztemp * tmask(ji,jj,jk) 
     167               zv0_sd(ji,jj) = vt0sd(ji,jj) * zsp0 * ztemp * tmask(ji,jj,jk) 
     168            END_2D 
     169            DO_2D( 1, 0, 1, 0 ) ! ++ Interpolate at U/V points 
     170               zfac          =  1.0_wp / e3u(ji  ,jj,jk,Kmm) 
     171               usd(ji,jj,jk) =  0.5_wp * zfac * ( zu0_sd(ji,jj)+zu0_sd(ji+1,jj) ) * umask(ji,jj,jk) 
     172               zfac          =  1.0_wp / e3v(ji  ,jj,jk,Kmm) 
     173               vsd(ji,jj,jk) =  0.5_wp * zfac * ( zv0_sd(ji,jj)+zv0_sd(ji,jj+1) ) * vmask(ji,jj,jk) 
     174            END_2D 
     175         ENDDO 
     176      !# undef zInt_w 
     177      ! 
     178      ELSE 
    114179         zfac = 2.0_wp * rpi / 16.0_wp 
    115180         DO_2D( 1, 1, 1, 1 ) 
     
    128193            zv0_sd(ji,jj) = 0.5_wp * ( vt0sd(ji,jj) + vt0sd(ji,jj+1) ) 
    129194         END_2D 
    130       ELSE IF( ll_st_peakfr ) THEN    ! peak wave number calculated from the peak frequency received by the wave model 
    131          DO_2D( 1, 1, 1, 1 ) 
    132             zk_t(ji,jj) = ( 2.0_wp * rpi * wfreq(ji,jj) ) * ( 2.0_wp * rpi * wfreq(ji,jj) ) / grav 
    133          END_2D 
    134          DO_2D( 1, 0, 1, 0 ) 
    135             zk_u(ji,jj) = 0.5_wp * ( zk_t(ji,jj) + zk_t(ji+1,jj) ) 
    136             zk_v(ji,jj) = 0.5_wp * ( zk_t(ji,jj) + zk_t(ji,jj+1) ) 
    137             ! 
    138             zu0_sd(ji,jj) = 0.5_wp * ( ut0sd(ji,jj) + ut0sd(ji+1,jj) ) 
    139             zv0_sd(ji,jj) = 0.5_wp * ( vt0sd(ji,jj) + vt0sd(ji,jj+1) ) 
    140          END_2D 
    141       ENDIF 
    142       ! 
     195 
    143196      !                       !==  horizontal Stokes Drift 3D velocity  ==! 
    144       IF( ll_st_bv2014 ) THEN 
     197 
    145198         DO_3D( 0, 0, 0, 0, 1, jpkm1 ) 
    146199            zdep_u = 0.5_wp * ( gdept(ji,jj,jk,Kmm) + gdept(ji+1,jj,jk,Kmm) ) 
    147200            zdep_v = 0.5_wp * ( gdept(ji,jj,jk,Kmm) + gdept(ji,jj+1,jk,Kmm) ) 
    148             !                           
     201            ! 
    149202            zkh_u = zk_u(ji,jj) * zdep_u     ! k * depth 
    150203            zkh_v = zk_v(ji,jj) * zdep_v 
     
    156209            vsd(ji,jj,jk) = zda_v * zv0_sd(ji,jj) * vmask(ji,jj,jk) 
    157210         END_3D 
    158       ELSE IF( ll_st_li2017 .OR. ll_st_peakfr ) THEN 
    159          ALLOCATE( zstokes_psi_u_top(jpi,jpj), zstokes_psi_v_top(jpi,jpj) ) 
    160          DO_2D( 1, 0, 1, 0 ) 
    161             zstokes_psi_u_top(ji,jj) = 0._wp 
    162             zstokes_psi_v_top(ji,jj) = 0._wp 
    163          END_2D 
    164          zsqrtpi = SQRT(rpi) 
    165          z_two_thirds = 2.0_wp / 3.0_wp 
    166          DO_3D( 0, 0, 0, 0, 1, jpkm1 )       ! exp. wave number & Stokes drift velocity at u- & v-points 
    167             zbot_u = ( gdepw(ji,jj,jk+1,Kmm) + gdepw(ji+1,jj,jk+1,Kmm) )  ! 2 * bottom depth 
    168             zbot_v = ( gdepw(ji,jj,jk+1,Kmm) + gdepw(ji,jj+1,jk+1,Kmm) )  ! 2 * bottom depth 
    169             zkb_u  = zk_u(ji,jj) * zbot_u                             ! 2 * k * bottom depth 
    170             zkb_v  = zk_v(ji,jj) * zbot_v                             ! 2 * k * bottom depth 
    171             ! 
    172             zke3_u = MAX(1.e-8_wp, 2.0_wp * zk_u(ji,jj) * e3u(ji,jj,jk,Kmm))     ! 2k * thickness 
    173             zke3_v = MAX(1.e-8_wp, 2.0_wp * zk_v(ji,jj) * e3v(ji,jj,jk,Kmm))     ! 2k * thickness 
    174  
    175             ! Depth attenuation .... do u component first.. 
    176             zdepth      = zkb_u 
    177             zsqrt_depth = SQRT(zdepth) 
    178             zexp_depth  = EXP(-zdepth) 
    179             zstokes_psi_u_bot = 1.0_wp - zexp_depth  & 
    180                  &              - z_two_thirds * ( zsqrtpi*zsqrt_depth*zdepth*ERFC(zsqrt_depth) & 
    181                  &              + 1.0_wp - (1.0_wp + zdepth)*zexp_depth ) 
    182             zda_u                    = ( zstokes_psi_u_bot - zstokes_psi_u_top(ji,jj) ) / zke3_u 
    183             zstokes_psi_u_top(ji,jj) =   zstokes_psi_u_bot 
    184  
    185             !         ... and then v component 
    186             zdepth      =zkb_v 
    187             zsqrt_depth = SQRT(zdepth) 
    188             zexp_depth  = EXP(-zdepth) 
    189             zstokes_psi_v_bot = 1.0_wp - zexp_depth  & 
    190                  &              - z_two_thirds * ( zsqrtpi*zsqrt_depth*zdepth*ERFC(zsqrt_depth) & 
    191                  &              + 1.0_wp - (1.0_wp + zdepth)*zexp_depth ) 
    192             zda_v                    = ( zstokes_psi_v_bot - zstokes_psi_v_top(ji,jj) ) / zke3_v 
    193             zstokes_psi_v_top(ji,jj) =   zstokes_psi_v_bot 
    194             ! 
    195             usd(ji,jj,jk) = zda_u * zu0_sd(ji,jj) * umask(ji,jj,jk) 
    196             vsd(ji,jj,jk) = zda_v * zv0_sd(ji,jj) * vmask(ji,jj,jk) 
    197          END_3D 
    198          DEALLOCATE( zstokes_psi_u_top, zstokes_psi_v_top ) 
    199211      ENDIF 
    200212 
     
    235247      CALL iom_put( "vstokes",  vsd  ) 
    236248      CALL iom_put( "wstokes",  wsd  ) 
    237       ! 
    238       DEALLOCATE( ze3divh ) 
     249!      ! 
     250      DEALLOCATE( ze3divh, zInt_w ) 
    239251      DEALLOCATE( zk_t, zk_u, zk_v, zu0_sd, zv0_sd ) 
    240252      ! 
    241253   END SUBROUTINE sbc_stokes 
    242  
    243  
    244    SUBROUTINE sbc_wstress( ) 
    245       !!--------------------------------------------------------------------- 
    246       !!                     ***  ROUTINE sbc_wstress  *** 
    247       !! 
    248       !! ** Purpose :   Updates the ocean momentum modified by waves 
    249       !! 
    250       !! ** Method  : - Calculate u,v components of stress depending on stress 
    251       !!                model  
    252       !!              - Calculate the stress module 
    253       !!              - The wind module is not modified by waves  
    254       !! ** action   
    255       !!--------------------------------------------------------------------- 
    256       INTEGER  ::   jj, ji   ! dummy loop argument 
    257       ! 
    258       IF( ln_tauwoc ) THEN 
    259          utau(:,:) = utau(:,:)*tauoc_wave(:,:) 
    260          vtau(:,:) = vtau(:,:)*tauoc_wave(:,:) 
    261          taum(:,:) = taum(:,:)*tauoc_wave(:,:) 
    262       ENDIF 
    263       ! 
    264       IF( ln_tauw ) THEN 
    265          DO_2D( 1, 0, 1, 0 ) 
    266             ! Stress components at u- & v-points 
    267             utau(ji,jj) = 0.5_wp * ( tauw_x(ji,jj) + tauw_x(ji+1,jj) ) 
    268             vtau(ji,jj) = 0.5_wp * ( tauw_y(ji,jj) + tauw_y(ji,jj+1) ) 
    269             ! 
    270             ! Stress module at t points 
    271             taum(ji,jj) = SQRT( tauw_x(ji,jj)*tauw_x(ji,jj) + tauw_y(ji,jj)*tauw_y(ji,jj) ) 
    272          END_2D 
    273          CALL lbc_lnk_multi( 'sbcwave', utau(:,:), 'U', -1.0_wp , vtau(:,:), 'V', -1.0_wp , taum(:,:) , 'T', -1.0_wp ) 
    274       ENDIF 
    275       ! 
    276    END SUBROUTINE sbc_wstress 
    277  
    278  
     254! 
     255! 
    279256   SUBROUTINE sbc_wave( kt, Kmm ) 
    280257      !!--------------------------------------------------------------------- 
    281258      !!                     ***  ROUTINE sbc_wave  *** 
    282259      !! 
    283       !! ** Purpose :   read wave parameters from wave model  in netcdf files. 
    284       !! 
    285       !! ** Method  : - Read namelist namsbc_wave 
    286       !!              - Read Cd_n10 fields in netcdf files  
    287       !!              - Read stokes drift 2d in netcdf files  
    288       !!              - Read wave number in netcdf files  
    289       !!              - Compute 3d stokes drift using Breivik et al.,2014 
    290       !!                formulation 
    291       !! ** action   
     260      !! ** Purpose :   read wave parameters from wave model in netcdf files 
     261      !!                or from a coupled wave mdoel 
     262      !! 
    292263      !!--------------------------------------------------------------------- 
    293264      INTEGER, INTENT(in   ) ::   kt   ! ocean time step 
    294265      INTEGER, INTENT(in   ) ::   Kmm  ! ocean time index 
    295266      !!--------------------------------------------------------------------- 
     267      ! 
     268      IF( kt == nit000 .AND. lwp ) THEN 
     269         WRITE(numout,*) 
     270         WRITE(numout,*) 'sbc_wave : update the read waves fields' 
     271         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~ ' 
     272      ENDIF 
    296273      ! 
    297274      IF( ln_cdgw .AND. .NOT. cpl_wdrag ) THEN     !==  Neutral drag coefficient  ==! 
     
    300277      ENDIF 
    301278 
    302       IF( ln_tauwoc .AND. .NOT. cpl_tauwoc ) THEN  !==  Wave induced stress  ==! 
    303          CALL fld_read( kt, nn_fsbc, sf_tauwoc )         ! read wave norm stress from external forcing 
    304          tauoc_wave(:,:) = sf_tauwoc(1)%fnow(:,:,1) * tmask(:,:,1) 
    305       ENDIF 
    306  
    307       IF( ln_tauw .AND. .NOT. cpl_tauw ) THEN      !==  Wave induced stress  ==! 
    308          CALL fld_read( kt, nn_fsbc, sf_tauw )           ! read ocean stress components from external forcing (T grid) 
    309          tauw_x(:,:) = sf_tauw(1)%fnow(:,:,1) * tmask(:,:,1) 
    310          tauw_y(:,:) = sf_tauw(2)%fnow(:,:,1) * tmask(:,:,1) 
    311       ENDIF 
    312  
    313       IF( ln_sdw )  THEN                           !==  Computation of the 3d Stokes Drift  ==!  
     279      IF( ln_tauoc .AND. .NOT. cpl_wstrf ) THEN    !==  Wave induced stress  ==! 
     280         CALL fld_read( kt, nn_fsbc, sf_tauoc )          ! read stress reduction factor due to wave from external forcing 
     281         tauoc_wave(:,:) = sf_tauoc(1)%fnow(:,:,1) * tmask(:,:,1) 
     282      ELSEIF ( ln_taw .AND. cpl_taw ) THEN 
     283         IF (kt < 1) THEN ! The first fields gave by OASIS have very high erroneous values .... 
     284            twox(:,:)=0._wp 
     285            twoy(:,:)=0._wp 
     286            tawx(:,:)=0._wp 
     287            tawy(:,:)=0._wp 
     288            tauoc_wavex(:,:) = 1._wp 
     289            tauoc_wavey(:,:) = 1._wp 
     290         ELSE 
     291            tauoc_wavex(:,:) = abs(twox(:,:)/tawx(:,:)) 
     292            tauoc_wavey(:,:) = abs(twoy(:,:)/tawy(:,:)) 
     293         ENDIF 
     294      ENDIF 
     295 
     296      IF ( ln_phioc .and. cpl_phioc .and.  kt == nit000 ) THEN 
     297         WRITE(numout,*) 
     298         WRITE(numout,*) 'sbc_wave : PHIOC from wave model' 
     299         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~ ' 
     300      ENDIF 
     301 
     302      IF( ln_sdw .AND. .NOT. cpl_sdrftx)  THEN       !==  Computation of the 3d Stokes Drift  ==!  
    314303         ! 
    315304         IF( jpfld > 0 ) THEN                            ! Read from file only if the field is not coupled 
    316305            CALL fld_read( kt, nn_fsbc, sf_sd )          ! read wave parameters from external forcing 
     306            !                                            ! NB: test case mode, not read as jpfld=0 
    317307            IF( jp_hsw > 0 )   hsw  (:,:) = sf_sd(jp_hsw)%fnow(:,:,1) * tmask(:,:,1)  ! significant wave height 
    318308            IF( jp_wmp > 0 )   wmp  (:,:) = sf_sd(jp_wmp)%fnow(:,:,1) * tmask(:,:,1)  ! wave mean period 
    319             IF( jp_wfr > 0 )   wfreq(:,:) = sf_sd(jp_wfr)%fnow(:,:,1) * tmask(:,:,1)  ! Peak wave frequency 
    320309            IF( jp_usd > 0 )   ut0sd(:,:) = sf_sd(jp_usd)%fnow(:,:,1) * tmask(:,:,1)  ! 2D zonal Stokes Drift at T point 
    321310            IF( jp_vsd > 0 )   vt0sd(:,:) = sf_sd(jp_vsd)%fnow(:,:,1) * tmask(:,:,1)  ! 2D meridional Stokes Drift at T point 
    322311         ENDIF 
    323312         ! 
    324          ! Read also wave number if needed, so that it is available in coupling routines 
    325          IF( ln_zdfswm .AND. .NOT.cpl_wnum ) THEN 
    326             CALL fld_read( kt, nn_fsbc, sf_wn )          ! read wave parameters from external forcing 
    327             wnum(:,:) = sf_wn(1)%fnow(:,:,1) * tmask(:,:,1) 
    328          ENDIF 
    329             
    330          ! Calculate only if required fields have been read 
    331          ! In coupled wave model-NEMO case the call is done after coupling 
     313         IF( jpfld == 4 .OR. ln_wave_test )   & 
     314            &      CALL sbc_stokes( Kmm )                 ! Calculate only if all required fields are read 
     315            !                                            ! or in wave test case 
     316         !  !                                            ! In coupled case the call is done after (in sbc_cpl) 
     317      ENDIF 
    332318         ! 
    333          IF( ( ll_st_bv_li   .AND. jp_hsw>0 .AND. jp_wmp>0 .AND. jp_usd>0 .AND. jp_vsd>0 ) .OR. & 
    334            & ( ll_st_peakfr  .AND. jp_wfr>0 .AND. jp_usd>0 .AND. jp_vsd>0                ) ) CALL sbc_stokes( Kmm ) 
    335          ! 
    336       ENDIF 
    337       ! 
    338319   END SUBROUTINE sbc_wave 
    339320 
     
    343324      !!                     ***  ROUTINE sbc_wave_init  *** 
    344325      !! 
    345       !! ** Purpose :   read wave parameters from wave model  in netcdf files. 
     326      !! ** Purpose :   Initialisation fo surface waves 
    346327      !! 
    347328      !! ** Method  : - Read namelist namsbc_wave 
    348       !!              - Read Cd_n10 fields in netcdf files  
    349       !!              - Read stokes drift 2d in netcdf files  
    350       !!              - Read wave number in netcdf files  
    351       !!              - Compute 3d stokes drift using Breivik et al.,2014 
    352       !!                formulation 
     329      !!              - create the structure used to read required wave fields 
     330      !!                (its size depends on namelist options) 
    353331      !! ** action   
    354332      !!--------------------------------------------------------------------- 
     
    357335      !! 
    358336      CHARACTER(len=100)     ::  cn_dir                            ! Root directory for location of drag coefficient files 
    359       TYPE(FLD_N), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   slf_i, slf_j     ! array of namelist informations on the fields to read 
     337      TYPE(FLD_N), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   slf_i            ! array of namelist informations on the fields to read 
    360338      TYPE(FLD_N)            ::  sn_cdg, sn_usd, sn_vsd,  & 
    361                              &   sn_hsw, sn_wmp, sn_wfr, sn_wnum, & 
    362                              &   sn_tauwoc, sn_tauwx, sn_tauwy     ! informations about the fields to be read 
    363       ! 
    364       NAMELIST/namsbc_wave/  sn_cdg, cn_dir, sn_usd, sn_vsd, sn_hsw, sn_wmp, sn_wfr, & 
    365                              sn_wnum, sn_tauwoc, sn_tauwx, sn_tauwy 
    366       !!--------------------------------------------------------------------- 
     339                             &   sn_hsw, sn_wmp, sn_wnum, sn_tauoc    ! informations about the fields to be read 
     340      ! 
     341      NAMELIST/namsbc_wave/ cn_dir, sn_cdg, sn_usd, sn_vsd, sn_hsw, sn_wmp, sn_wnum, sn_tauoc,   & 
     342         &                  ln_cdgw, ln_sdw, ln_tauoc, ln_stcor, ln_charn, ln_taw, ln_phioc,     & 
     343         &                  ln_wave_test, ln_bern_srfc, ln_breivikFV_2016, ln_vortex_force, ln_stshear 
     344      !!--------------------------------------------------------------------- 
     345      IF(lwp) THEN 
     346         WRITE(numout,*) 
     347         WRITE(numout,*) 'sbc_wave_init : surface waves in the system' 
     348         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~~ ' 
     349      ENDIF 
    367350      ! 
    368351      READ  ( numnam_ref, namsbc_wave, IOSTAT = ios, ERR = 901) 
    369 901   IF( ios /= 0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namsbc_wave in reference namelist' ) 
    370           
     352901   IF( ios /= 0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namsbc_wave in reference namelist') 
     353 
    371354      READ  ( numnam_cfg, namsbc_wave, IOSTAT = ios, ERR = 902 ) 
    372355902   IF( ios >  0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namsbc_wave in configuration namelist' ) 
    373356      IF(lwm) WRITE ( numond, namsbc_wave ) 
    374357      ! 
    375       IF( ln_cdgw ) THEN 
    376          IF( .NOT. cpl_wdrag ) THEN 
    377             ALLOCATE( sf_cd(1), STAT=ierror )               !* allocate and fill sf_wave with sn_cdg 
    378             IF( ierror > 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_wave_init: unable to allocate sf_wave structure' ) 
     358      IF(lwp) THEN 
     359         WRITE(numout,*) '   Namelist namsbc_wave' 
     360         WRITE(numout,*) '      Stokes drift                                  ln_sdw = ', ln_sdw 
     361         WRITE(numout,*) '      Breivik 2016                       ln_breivikFV_2016 = ', ln_breivikFV_2016 
     362         WRITE(numout,*) '      Stokes Coriolis & tracer advection terms    ln_stcor = ', ln_stcor 
     363         WRITE(numout,*) '      Vortex Force                         ln_vortex_force = ', ln_vortex_force 
     364         WRITE(numout,*) '      Bernouilli Head Pressure                ln_bern_srfc = ', ln_bern_srfc 
     365         WRITE(numout,*) '      wave modified ocean stress                  ln_tauoc = ', ln_tauoc 
     366         WRITE(numout,*) '      neutral drag coefficient (CORE bulk only)    ln_cdgw = ', ln_cdgw 
     367         WRITE(numout,*) '      charnock coefficient                        ln_charn = ', ln_charn 
     368         WRITE(numout,*) '      Stress modificated by wave                    ln_taw = ', ln_taw 
     369         WRITE(numout,*) '      TKE flux from wave                          ln_phioc = ', ln_phioc 
     370         WRITE(numout,*) '      Surface shear with Stokes drift           ln_stshear = ', ln_stshear 
     371         WRITE(numout,*) '      Test with constant wave fields          ln_wave_test = ', ln_wave_test 
     372      ENDIF 
     373 
     374      !                                ! option check 
     375      IF( .NOT.( ln_cdgw .OR. ln_sdw .OR. ln_tauoc .OR. ln_stcor .OR. ln_charn) )   & 
     376         &     CALL ctl_warn( 'Ask for wave coupling but ln_cdgw=F, ln_sdw=F, ln_tauoc=F, ln_stcor=F') 
     377      IF( ln_cdgw .AND. ln_blk )   & 
     378         &     CALL ctl_stop( 'drag coefficient read from wave model NOT available yet with aerobulk package') 
     379      IF( ln_stcor .AND. .NOT.ln_sdw )   & 
     380         &     CALL ctl_stop( 'Stokes-Coriolis term calculated only if activated Stokes Drift ln_sdw=T') 
     381 
     382      !                             !==  Allocate wave arrays  ==! 
     383      ALLOCATE( ut0sd (jpi,jpj)    , vt0sd (jpi,jpj) ) 
     384      ALLOCATE( hsw   (jpi,jpj)    , wmp   (jpi,jpj) ) 
     385      ALLOCATE( wnum  (jpi,jpj) ) 
     386      ALLOCATE( tsd2d (jpi,jpj)    , div_sd(jpi,jpj)    , bhd_wave(jpi,jpj)     ) 
     387      ALLOCATE( usd   (jpi,jpj,jpk), vsd   (jpi,jpj,jpk), wsd     (jpi,jpj,jpk) ) 
     388      ALLOCATE( tusd  (jpi,jpj)    , tvsd  (jpi,jpj)    , ZMX     (jpi,jpj,jpk) ) 
     389      usd   (:,:,:) = 0._wp 
     390      vsd   (:,:,:) = 0._wp 
     391      wsd   (:,:,:) = 0._wp 
     392      hsw     (:,:) = 0._wp 
     393      wmp     (:,:) = 0._wp 
     394      ut0sd   (:,:) = 0._wp 
     395      vt0sd   (:,:) = 0._wp 
     396      tusd    (:,:) = 0._wp 
     397      tvsd    (:,:) = 0._wp 
     398      bhd_wave(:,:) = 0._wp 
     399      ZMX   (:,:,:) = 0._wp 
     400! 
     401      IF( ln_wave_test ) THEN       !==  Wave TEST case  ==!   set uniform waves fields 
     402         jpfld    = 0                   ! No field read 
     403         ln_cdgw  = .FALSE.             ! No neutral wave drag input 
     404         ln_tauoc = .FALSE.             ! No wave induced drag reduction factor 
     405         ut0sd(:,:) = 0.13_wp * tmask(:,:,1)   ! m/s 
     406         vt0sd(:,:) = 0.00_wp                  ! m/s 
     407         hsw  (:,:) = 2.80_wp                  ! meters 
     408         wmp  (:,:) = 8.00_wp                  ! seconds 
     409         ! 
     410      ELSE                          !==  create the structure associated with fields to be read  ==! 
     411         IF( ln_cdgw ) THEN                       ! wave drag 
     412            IF( .NOT. cpl_wdrag ) THEN 
     413               ALLOCATE( sf_cd(1), STAT=ierror )               !* allocate and fill sf_wave with sn_cdg 
     414               IF( ierror > 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_wave_init: unable to allocate sf_wave structure' ) 
     415               ! 
     416                                      ALLOCATE( sf_cd(1)%fnow(jpi,jpj,1)   ) 
     417               IF( sn_cdg%ln_tint )   ALLOCATE( sf_cd(1)%fdta(jpi,jpj,1,2) ) 
     418               CALL fld_fill( sf_cd, (/ sn_cdg /), cn_dir, 'sbc_wave_init', 'Wave module ', 'namsbc_wave' ) 
     419            ENDIF 
     420            ALLOCATE( cdn_wave(jpi,jpj) ) 
     421            cdn_wave(:,:) = 0._wp 
     422         ENDIF 
     423         IF( ln_charn ) THEN                     ! wave drag 
     424            IF( .NOT. cpl_charn ) THEN 
     425               CALL ctl_stop( 'STOP', 'Charnock based wind stress can be used in coupled mode only' ) 
     426            ENDIF 
     427            ALLOCATE( charn(jpi,jpj) ) 
     428            charn(:,:) = 0._wp 
     429         ENDIF 
     430         IF( ln_taw ) THEN                     ! wind stress 
     431            IF( .NOT. cpl_taw ) THEN 
     432               CALL ctl_stop( 'STOP', 'wind stress from wave model can be used in coupled mode only, use ln_cdgw instead' ) 
     433            ENDIF 
     434            ALLOCATE( tawx(jpi,jpj) ) 
     435            ALLOCATE( tawy(jpi,jpj) ) 
     436            ALLOCATE( twox(jpi,jpj) ) 
     437            ALLOCATE( twoy(jpi,jpj) ) 
     438            ALLOCATE( tauoc_wavex(jpi,jpj) ) 
     439            ALLOCATE( tauoc_wavey(jpi,jpj) ) 
     440            tawx(:,:) = 0._wp 
     441            tawy(:,:) = 0._wp 
     442            twox(:,:) = 0._wp 
     443            twoy(:,:) = 0._wp 
     444            tauoc_wavex(:,:) = 1._wp 
     445            tauoc_wavey(:,:) = 1._wp 
     446         ENDIF 
     447 
     448         IF( ln_phioc ) THEN                     ! TKE flux 
     449            IF( .NOT. cpl_phioc ) THEN 
     450                CALL ctl_stop( 'STOP', 'phioc can be used in coupled mode only' ) 
     451            ENDIF 
     452            ALLOCATE( phioc(jpi,jpj) ) 
     453            phioc(:,:) = 0._wp 
     454         ENDIF 
     455 
     456         IF( ln_tauoc ) THEN                    ! normalized wave stress into the ocean 
     457            IF( .NOT. cpl_wstrf ) THEN 
     458               ALLOCATE( sf_tauoc(1), STAT=ierror )           !* allocate and fill sf_wave with sn_tauoc 
     459               IF( ierror > 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_wave_init: unable to allocate sf_tauoc structure' ) 
     460               ! 
     461                                       ALLOCATE( sf_tauoc(1)%fnow(jpi,jpj,1)   ) 
     462               IF( sn_tauoc%ln_tint )  ALLOCATE( sf_tauoc(1)%fdta(jpi,jpj,1,2) ) 
     463               CALL fld_fill( sf_tauoc, (/ sn_tauoc /), cn_dir, 'sbc_wave_init', 'Wave module', 'namsbc_wave' ) 
     464            ENDIF 
     465            ALLOCATE( tauoc_wave(jpi,jpj) ) 
     466            tauoc_wave(:,:) = 0._wp 
     467         ENDIF 
     468 
     469         IF( ln_sdw ) THEN                      ! Stokes drift 
     470            ! 1. Find out how many fields have to be read from file if not coupled 
     471            jpfld=0 
     472            jp_usd=0   ;   jp_vsd=0   ;   jp_hsw=0   ;   jp_wmp=0 
     473            IF( .NOT. cpl_sdrftx ) THEN 
     474               jpfld  = jpfld + 1 
     475               jp_usd = jpfld 
     476            ENDIF 
     477            IF( .NOT. cpl_sdrfty ) THEN 
     478               jpfld  = jpfld + 1 
     479               jp_vsd = jpfld 
     480            ENDIF 
     481            IF( .NOT. cpl_hsig ) THEN 
     482               jpfld  = jpfld + 1 
     483               jp_hsw = jpfld 
     484            ENDIF 
     485            IF( .NOT. cpl_wper ) THEN 
     486               jpfld  = jpfld + 1 
     487               jp_wmp = jpfld 
     488            ENDIF 
     489            ! 2. Read from file only the non-coupled fields  
     490            IF( jpfld > 0 ) THEN 
     491               ALLOCATE( slf_i(jpfld) ) 
     492               IF( jp_usd > 0 )   slf_i(jp_usd) = sn_usd 
     493               IF( jp_vsd > 0 )   slf_i(jp_vsd) = sn_vsd 
     494               IF( jp_hsw > 0 )   slf_i(jp_hsw) = sn_hsw 
     495               IF( jp_wmp > 0 )   slf_i(jp_wmp) = sn_wmp 
     496               ALLOCATE( sf_sd(jpfld), STAT=ierror )   !* allocate and fill sf_sd with stokes drift 
     497               IF( ierror > 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_wave_init: unable to allocate sf_wave structure' ) 
     498               ! 
     499               DO ifpr= 1, jpfld 
     500                  ALLOCATE( sf_sd(ifpr)%fnow(jpi,jpj,1) ) 
     501                  IF( slf_i(ifpr)%ln_tint )   ALLOCATE( sf_sd(ifpr)%fdta(jpi,jpj,1,2) ) 
     502               END DO 
     503               ! 
     504               CALL fld_fill( sf_sd, slf_i, cn_dir, 'sbc_wave_init', 'Wave module ', 'namsbc_wave' ) 
     505            ENDIF 
    379506            ! 
    380                                    ALLOCATE( sf_cd(1)%fnow(jpi,jpj,1)   ) 
    381             IF( sn_cdg%ln_tint )   ALLOCATE( sf_cd(1)%fdta(jpi,jpj,1,2) ) 
    382             CALL fld_fill( sf_cd, (/ sn_cdg /), cn_dir, 'sbc_wave_init', 'Wave module ', 'namsbc_wave' ) 
    383          ENDIF 
    384          ALLOCATE( cdn_wave(jpi,jpj) ) 
    385       ENDIF 
    386  
    387       IF( ln_tauwoc ) THEN 
    388          IF( .NOT. cpl_tauwoc ) THEN 
    389             ALLOCATE( sf_tauwoc(1), STAT=ierror )           !* allocate and fill sf_wave with sn_tauwoc 
    390             IF( ierror > 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_wave_init: unable to allocate sf_wave structure' ) 
     507            ! 3. Wave number (only needed for Qiao parametrisation, ln_zdfqiao=T) 
     508            IF( .NOT. cpl_wnum ) THEN 
     509               ALLOCATE( sf_wn(1), STAT=ierror )           !* allocate and fill sf_wave with sn_wnum 
     510               IF( ierror > 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_wave_init: unable to allocate sf_wn structure' ) 
     511                                      ALLOCATE( sf_wn(1)%fnow(jpi,jpj,1)   ) 
     512               IF( sn_wnum%ln_tint )  ALLOCATE( sf_wn(1)%fdta(jpi,jpj,1,2) ) 
     513               CALL fld_fill( sf_wn, (/ sn_wnum /), cn_dir, 'sbc_wave', 'Wave module', 'namsbc_wave' ) 
     514            ENDIF 
    391515            ! 
    392                                      ALLOCATE( sf_tauwoc(1)%fnow(jpi,jpj,1)   ) 
    393             IF( sn_tauwoc%ln_tint )  ALLOCATE( sf_tauwoc(1)%fdta(jpi,jpj,1,2) ) 
    394             CALL fld_fill( sf_tauwoc, (/ sn_tauwoc /), cn_dir, 'sbc_wave_init', 'Wave module', 'namsbc_wave' ) 
    395          ENDIF 
    396          ALLOCATE( tauoc_wave(jpi,jpj) ) 
    397       ENDIF 
    398  
    399       IF( ln_tauw ) THEN 
    400          IF( .NOT. cpl_tauw ) THEN 
    401             ALLOCATE( sf_tauw(2), STAT=ierror )           !* allocate and fill sf_wave with sn_tauwx/y 
    402             IF( ierror > 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_wave_init: unable to allocate sf_tauw structure' ) 
    403             ! 
    404             ALLOCATE( slf_j(2) ) 
    405             slf_j(1) = sn_tauwx 
    406             slf_j(2) = sn_tauwy 
    407                                     ALLOCATE( sf_tauw(1)%fnow(jpi,jpj,1)   ) 
    408                                     ALLOCATE( sf_tauw(2)%fnow(jpi,jpj,1)   ) 
    409             IF( slf_j(1)%ln_tint )  ALLOCATE( sf_tauw(1)%fdta(jpi,jpj,1,2) ) 
    410             IF( slf_j(2)%ln_tint )  ALLOCATE( sf_tauw(2)%fdta(jpi,jpj,1,2) ) 
    411             CALL fld_fill( sf_tauw, (/ slf_j /), cn_dir, 'sbc_wave_init', 'read wave input', 'namsbc_wave' ) 
    412          ENDIF 
    413          ALLOCATE( tauw_x(jpi,jpj) ) 
    414          ALLOCATE( tauw_y(jpi,jpj) ) 
    415       ENDIF 
    416  
    417       IF( ln_sdw ) THEN   ! Find out how many fields have to be read from file if not coupled 
    418          jpfld=0 
    419          jp_usd=0   ;   jp_vsd=0   ;   jp_hsw=0   ;   jp_wmp=0   ;   jp_wfr=0 
    420          IF( .NOT. cpl_sdrftx ) THEN 
    421             jpfld  = jpfld + 1 
    422             jp_usd = jpfld 
    423          ENDIF 
    424          IF( .NOT. cpl_sdrfty ) THEN 
    425             jpfld  = jpfld + 1 
    426             jp_vsd = jpfld 
    427          ENDIF 
    428          IF( .NOT. cpl_hsig  .AND. ll_st_bv_li  ) THEN 
    429             jpfld  = jpfld + 1 
    430             jp_hsw = jpfld 
    431          ENDIF 
    432          IF( .NOT. cpl_wper  .AND. ll_st_bv_li  ) THEN 
    433             jpfld  = jpfld + 1 
    434             jp_wmp = jpfld 
    435          ENDIF 
    436          IF( .NOT. cpl_wfreq .AND. ll_st_peakfr ) THEN 
    437             jpfld  = jpfld + 1 
    438             jp_wfr = jpfld 
    439          ENDIF 
    440  
    441          ! Read from file only the non-coupled fields  
    442          IF( jpfld > 0 ) THEN 
    443             ALLOCATE( slf_i(jpfld) ) 
    444             IF( jp_usd > 0 )   slf_i(jp_usd) = sn_usd 
    445             IF( jp_vsd > 0 )   slf_i(jp_vsd) = sn_vsd 
    446             IF( jp_hsw > 0 )   slf_i(jp_hsw) = sn_hsw 
    447             IF( jp_wmp > 0 )   slf_i(jp_wmp) = sn_wmp 
    448             IF( jp_wfr > 0 )   slf_i(jp_wfr) = sn_wfr 
    449  
    450             ALLOCATE( sf_sd(jpfld), STAT=ierror )   !* allocate and fill sf_sd with stokes drift 
    451             IF( ierror > 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_wave_init: unable to allocate sf_wave structure' ) 
    452             ! 
    453             DO ifpr= 1, jpfld 
    454                ALLOCATE( sf_sd(ifpr)%fnow(jpi,jpj,1) ) 
    455                IF( slf_i(ifpr)%ln_tint )   ALLOCATE( sf_sd(ifpr)%fdta(jpi,jpj,1,2) ) 
    456             END DO 
    457             ! 
    458             CALL fld_fill( sf_sd, slf_i, cn_dir, 'sbc_wave_init', 'Wave module ', 'namsbc_wave' ) 
    459          ENDIF 
    460          ALLOCATE( usd  (jpi,jpj,jpk), vsd  (jpi,jpj,jpk), wsd(jpi,jpj,jpk) ) 
    461          ALLOCATE( hsw  (jpi,jpj)    , wmp  (jpi,jpj)     ) 
    462          ALLOCATE( wfreq(jpi,jpj) ) 
    463          ALLOCATE( ut0sd(jpi,jpj)    , vt0sd(jpi,jpj)     ) 
    464          ALLOCATE( div_sd(jpi,jpj) ) 
    465          ALLOCATE( tsd2d (jpi,jpj) ) 
    466  
    467          ut0sd(:,:) = 0._wp 
    468          vt0sd(:,:) = 0._wp 
    469          hsw(:,:) = 0._wp 
    470          wmp(:,:) = 0._wp 
    471  
    472          usd(:,:,:) = 0._wp 
    473          vsd(:,:,:) = 0._wp 
    474          wsd(:,:,:) = 0._wp 
    475          ! Wave number needed only if ln_zdfswm=T 
    476          IF( .NOT. cpl_wnum ) THEN 
    477             ALLOCATE( sf_wn(1), STAT=ierror )           !* allocate and fill sf_wave with sn_wnum 
    478             IF( ierror > 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_wave_init: unable toallocate sf_wave structure' ) 
    479                                    ALLOCATE( sf_wn(1)%fnow(jpi,jpj,1)   ) 
    480             IF( sn_wnum%ln_tint )  ALLOCATE( sf_wn(1)%fdta(jpi,jpj,1,2) ) 
    481             CALL fld_fill( sf_wn, (/ sn_wnum /), cn_dir, 'sbc_wave', 'Wave module', 'namsbc_wave' ) 
    482          ENDIF 
    483          ALLOCATE( wnum(jpi,jpj) ) 
     516         ENDIF 
     517         ! 
    484518      ENDIF 
    485519      ! 
  • NEMO/trunk/src/OCE/ZDF/zdfsh2.F90

    r13497 r14007  
    66   !! History :   -   !  2014-10  (A. Barthelemy, G. Madec)  original code 
    77   !!   NEMO     4.0  !  2017-04  (G. Madec)  remove u-,v-pts avm 
     8   !!   NEMO     4.2  !  2020-12  (G. Madec, E. Clementi) add Stokes Drift Shear 
     9   !                  !           for wave coupling 
    810   !!---------------------------------------------------------------------- 
    911 
     
    1315   USE oce 
    1416   USE dom_oce        ! domain: ocean 
     17   USE sbcwave        ! Surface Waves (add Stokes shear) 
     18   USE sbc_oce , ONLY: ln_stshear  !Stoked Drift shear contribution 
    1519   ! 
    1620   USE in_out_manager ! I/O manager 
     
    2125 
    2226   PUBLIC   zdf_sh2        ! called by zdftke, zdfglf, and zdfric 
    23     
     27 
    2428   !! * Substitutions 
    2529#  include "do_loop_substitute.h90" 
     
    5963      !!-------------------------------------------------------------------- 
    6064      ! 
    61       DO jk = 2, jpkm1 
    62          DO_2D( 1, 0, 1, 0 )     !* 2 x shear production at uw- and vw-points (energy conserving form) 
    63             zsh2u(ji,jj) = ( p_avm(ji+1,jj,jk) + p_avm(ji,jj,jk) ) & 
    64                &         * (   uu(ji,jj,jk-1,Kmm) -   uu(ji,jj,jk,Kmm) ) & 
    65                &         * (   uu(ji,jj,jk-1,Kbb) -   uu(ji,jj,jk,Kbb) ) &  
    66                &         / ( e3uw(ji,jj,jk  ,Kmm) * e3uw(ji,jj,jk,Kbb) ) & 
    67                &         * wumask(ji,jj,jk) 
    68             zsh2v(ji,jj) = ( p_avm(ji,jj+1,jk) + p_avm(ji,jj,jk) ) & 
    69                &         * (   vv(ji,jj,jk-1,Kmm) -   vv(ji,jj,jk,Kmm) ) & 
    70                &         * (   vv(ji,jj,jk-1,Kbb) -   vv(ji,jj,jk,Kbb) ) & 
    71                &         / ( e3vw(ji,jj,jk  ,Kmm) * e3vw(ji,jj,jk,Kbb) ) & 
    72                &         * wvmask(ji,jj,jk) 
    73          END_2D 
     65      DO jk = 2, jpkm1                 !* Shear production at uw- and vw-points (energy conserving form) 
     66         IF ( cpl_sdrftx .AND. ln_stshear )  THEN       ! Surface Stokes Drift available  ===>>>  shear + stokes drift contibution 
     67            DO_2D( 1, 0, 1, 0 ) 
     68               zsh2u(ji,jj) = ( p_avm(ji+1,jj,jk) + p_avm(ji,jj,jk) )        & 
     69                  &         * ( uu (ji,jj,jk-1,Kmm) -   uu (ji,jj,jk,Kmm)    & 
     70                  &           + usd(ji,jj,jk-1) -   usd(ji,jj,jk) )  & 
     71                  &         * ( uu (ji,jj,jk-1,Kbb) -   uu (ji,jj,jk,Kbb) )  & 
     72                  &         / ( e3uw(ji,jj,jk,Kmm) * e3uw(ji,jj,jk,Kbb) ) * wumask(ji,jj,jk) 
     73               zsh2v(ji,jj) = ( p_avm(ji,jj+1,jk) + p_avm(ji,jj,jk) )         & 
     74                  &         * ( vv (ji,jj,jk-1,Kmm) -   vv (ji,jj,jk,Kmm)     & 
     75                  &           + vsd(ji,jj,jk-1) -   vsd(ji,jj,jk) )   & 
     76                  &         * ( vv (ji,jj,jk-1,Kbb) -   vv (ji,jj,jk,Kbb) )   & 
     77                  &/ ( e3vw(ji,jj,jk,Kmm) * e3vw(ji,jj,jk,Kbb) ) * wvmask(ji,jj,jk) 
     78            END_2D 
     79         ELSE 
     80            DO_2D( 1, 0, 1, 0 )     !* 2 x shear production at uw- and vw-points (energy conserving form) 
     81               zsh2u(ji,jj) = ( p_avm(ji+1,jj,jk) + p_avm(ji,jj,jk) ) & 
     82                  &         * (   uu(ji,jj,jk-1,Kmm) -   uu(ji,jj,jk,Kmm) ) & 
     83                  &         * (   uu(ji,jj,jk-1,Kbb) -   uu(ji,jj,jk,Kbb) ) &  
     84                  &         / ( e3uw(ji,jj,jk  ,Kmm) * e3uw(ji,jj,jk,Kbb) ) & 
     85                  &         * wumask(ji,jj,jk) 
     86               zsh2v(ji,jj) = ( p_avm(ji,jj+1,jk) + p_avm(ji,jj,jk) ) & 
     87                  &         * (   vv(ji,jj,jk-1,Kmm) -   vv(ji,jj,jk,Kmm) ) & 
     88                  &         * (   vv(ji,jj,jk-1,Kbb) -   vv(ji,jj,jk,Kbb) ) & 
     89                  &         / ( e3vw(ji,jj,jk  ,Kmm) * e3vw(ji,jj,jk,Kbb) ) & 
     90                  &         * wvmask(ji,jj,jk) 
     91            END_2D 
     92         ENDIF 
    7493         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )     !* shear production at w-point ! coast mask: =2 at the coast ; =1 otherwise (NB: wmask useless as zsh2 are masked) 
    7594            p_sh2(ji,jj,jk) = 0.25 * (   ( zsh2u(ji-1,jj) + zsh2u(ji,jj) ) * ( 2. - umask(ji-1,jj,jk) * umask(ji,jj,jk) )   & 
    7695               &                       + ( zsh2v(ji,jj-1) + zsh2v(ji,jj) ) * ( 2. - vmask(ji,jj-1,jk) * vmask(ji,jj,jk) )   ) 
    7796         END_2D 
    78       END DO  
     97      END DO 
    7998      ! 
    8099   END SUBROUTINE zdf_sh2 
  • NEMO/trunk/src/OCE/ZDF/zdftke.F90

    r13970 r14007  
    2929   !!            4.0  !  2017-04  (G. Madec)  remove CPP ddm key & avm at t-point only  
    3030   !!             -   !  2017-05  (G. Madec)  add top/bottom friction as boundary condition 
     31   !!            4.2  !  2020-12  (G. Madec, E. Clementi) add wave coupling 
     32   !                  !           following Couvelard et al., 2019 
    3133   !!---------------------------------------------------------------------- 
    3234 
     
    5860   USE prtctl         ! Print control 
    5961   USE lib_fortran    ! Fortran utilities (allows no signed zero when 'key_nosignedzero' defined)   
     62   USE sbcwave        ! Surface boundary waves 
    6063 
    6164   IMPLICIT NONE 
     
    6871   !                      !!** Namelist  namzdf_tke  ** 
    6972   LOGICAL  ::   ln_mxl0   ! mixing length scale surface value as function of wind stress or not 
     73   LOGICAL  ::   ln_mxhsw  ! mixing length scale surface value as a fonction of wave height 
    7074   INTEGER  ::   nn_mxlice ! type of scaling under sea-ice (=0/1/2/3) 
    7175   REAL(wp) ::   rn_mxlice ! ice thickness value when scaling under sea-ice 
     
    8185   INTEGER  ::   nn_etau   ! type of depth penetration of surface tke (=0/1/2/3) 
    8286   INTEGER  ::      nn_htau   ! type of tke profile of penetration (=0/1) 
     87   INTEGER  ::   nn_bc_surf! surface condition (0/1=Dir/Neum) ! Only applicable for wave coupling 
     88   INTEGER  ::   nn_bc_bot ! surface condition (0/1=Dir/Neum) ! Only applicable for wave coupling 
    8389   REAL(wp) ::      rn_efr    ! fraction of TKE surface value which penetrates in the ocean 
    8490   LOGICAL  ::   ln_lc     ! Langmuir cells (LC) as a source term of TKE or not 
     
    209215      REAL(wp) ::   zus   , zwlc  , zind       !   -      - 
    210216      REAL(wp) ::   zzd_up, zzd_lw             !   -      - 
     217      REAL(wp) ::   ztaui, ztauj, z1_norm 
    211218      INTEGER , DIMENSION(jpi,jpj)     ::   imlc 
    212       REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj)     ::   zice_fra, zhlc, zus3 
     219      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj)     ::   zice_fra, zhlc, zus3, zWlc2 
    213220      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk) ::   zpelc, zdiag, zd_up, zd_lw 
    214221      !!-------------------------------------------------------------------- 
     
    219226      zfact2  = 1.5_wp * rn_Dt * rn_ediss 
    220227      zfact3  = 0.5_wp         * rn_ediss 
     228      ! 
     229      zpelc(:,:,:) = 0._wp ! need to be initialised in case ln_lc is not used 
    221230      ! 
    222231      ! ice fraction considered for attenuation of langmuir & wave breaking 
     
    232241      !                     !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<< 
    233242      ! 
    234       DO_2D( 0, 0, 0, 0 )         ! en(1)   = rn_ebb taum / rau0  (min value rn_emin0) 
    235 !! clem: this should be the right formulation but it makes the model unstable unless drags are calculated implicitly 
    236 !!       one way around would be to increase zbbirau  
    237 !!          en(ji,jj,1) = MAX( rn_emin0, ( ( 1._wp - fr_i(ji,jj) ) * zbbrau + & 
    238 !!             &                                     fr_i(ji,jj)   * zbbirau ) * taum(ji,jj) ) * tmask(ji,jj,1) 
     243      DO_2D( 0, 0, 0, 0 ) 
    239244         en(ji,jj,1) = MAX( rn_emin0, zbbrau * taum(ji,jj) ) * tmask(ji,jj,1) 
     245         zdiag(ji,jj,1) = 1._wp/en(ji,jj,1) 
     246         zd_lw(ji,jj,1) = 1._wp   
     247         zd_up(ji,jj,1) = 0._wp 
    240248      END_2D 
    241249      ! 
     
    274282      ! 
    275283      !                     !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<< 
    276       IF( ln_lc ) THEN      !  Langmuir circulation source term added to tke   !   (Axell JGR 2002) 
     284      IF( ln_lc ) THEN      !  Langmuir circulation source term added to tke (Axell JGR 2002) 
    277285         !                  !>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> 
    278286         ! 
    279          !                        !* total energy produce by LC : cumulative sum over jk 
     287         !                       !* Langmuir velocity scale 
     288         ! 
     289         IF ( cpl_sdrftx )  THEN       ! Surface Stokes Drift available 
     290            !                                ! Craik-Leibovich velocity scale Wlc = ( u* u_s )^1/2    with u* = (taum/rho0)^1/2 
     291            !                                ! associated kinetic energy : 1/2 (Wlc)^2 = u* u_s 
     292            !                                ! more precisely, it is the dot product that must be used : 
     293            !                                !     1/2  (W_lc)^2 = MAX( u* u_s + v* v_s , 0 )   only the positive part 
     294!!gm  ! PS: currently we don't have neither the 2 stress components at t-point !nor the angle between u* and u_s 
     295!!gm  ! so we will overestimate the LC velocity....   !!gm I will do the work if !LC have an effect ! 
     296            DO_2D( 0, 0, 0, 0 ) 
     297!!XC                  zWlc2(ji,jj) = 0.5_wp * SQRT( taum(ji,jj) * r1_rho0 * ( ut0sd(ji,jj)**2 +vt0sd(ji,jj)**2 )  ) 
     298                  zWlc2(ji,jj) = 0.5_wp *  ( ut0sd(ji,jj)**2 +vt0sd(ji,jj)**2 ) 
     299            END_2D 
     300! 
     301!  Projection of Stokes drift in the wind stress direction 
     302! 
     303            DO_2D( 0, 0, 0, 0 ) 
     304                  ztaui   = 0.5_wp * ( utau(ji,jj) + utau(ji-1,jj) ) 
     305                  ztauj   = 0.5_wp * ( vtau(ji,jj) + vtau(ji,jj-1) ) 
     306                  z1_norm = 1._wp / MAX( SQRT(ztaui*ztaui+ztauj*ztauj), 1.e-12 ) * tmask(ji,jj,1) 
     307                  zWlc2(ji,jj) = 0.5_wp * z1_norm * ( MAX( ut0sd(ji,jj)*ztaui + vt0sd(ji,jj)*ztauj, 0._wp ) )**2 
     308            END_2D 
     309         CALL lbc_lnk      ( 'zdftke', zWlc2, 'T', 1. ) 
     310! 
     311         ELSE                          ! Surface Stokes drift deduced from surface stress 
     312            !                                ! Wlc = u_s   with u_s = 0.016*U_10m, the surface stokes drift  (Axell 2002, Eq.44) 
     313            !                                ! using |tau| = rho_air Cd |U_10m|^2 , it comes: 
     314            !                                ! Wlc = 0.016 * [|tau|/(rho_air Cdrag) ]^1/2   and thus: 
     315            !                                ! 1/2 Wlc^2 = 0.5 * 0.016 * 0.016 |tau| /( rho_air Cdrag ) 
     316            zcof = 0.5 * 0.016 * 0.016 / ( zrhoa * zcdrag )      ! to convert stress in 10m wind using a constant drag 
     317            DO_2D( 1, 1, 1, 1 ) 
     318               zWlc2(ji,jj) = zcof * taum(ji,jj) 
     319            END_2D 
     320            ! 
     321         ENDIF 
     322         ! 
     323         !                       !* Depth of the LC circulation  (Axell 2002, Eq.47) 
     324         !                             !- LHS of Eq.47 
    280325         zpelc(:,:,1) =  MAX( rn2b(:,:,1), 0._wp ) * gdepw(:,:,1,Kmm) * e3w(:,:,1,Kmm) 
    281326         DO jk = 2, jpk 
     
    283328               &        MAX( rn2b(:,:,jk), 0._wp ) * gdepw(:,:,jk,Kmm) * e3w(:,:,jk,Kmm) 
    284329         END DO 
    285          !                        !* finite Langmuir Circulation depth 
    286          zcof = 0.5 * 0.016 * 0.016 / ( zrhoa * zcdrag ) 
     330         ! 
     331         !                             !- compare LHS to RHS of Eq.47 
    287332         imlc(:,:) = mbkt(:,:) + 1       ! Initialization to the number of w ocean point (=2 over land) 
    288          DO_3DS( 1, 1, 1, 1, jpkm1, 2, -1 )   ! Last w-level at which zpelc>=0.5*us*us  
    289             zus = zcof * taum(ji,jj)          !      with us=0.016*wind(starting from jpk-1) 
    290             IF( zpelc(ji,jj,jk) > zus )   imlc(ji,jj) = jk 
     333         DO_3DS( 1, 1, 1, 1, jpkm1, 2, -1 ) 
     334            IF( zpelc(ji,jj,jk) > zWlc2(ji,jj) )   imlc(ji,jj) = jk 
    291335         END_3D 
    292336         !                               ! finite LC depth 
     
    294338            zhlc(ji,jj) = gdepw(ji,jj,imlc(ji,jj),Kmm) 
    295339         END_2D 
     340         ! 
    296341         zcof = 0.016 / SQRT( zrhoa * zcdrag ) 
    297342         DO_2D( 0, 0, 0, 0 ) 
    298             zus  = zcof * SQRT( taum(ji,jj) )           ! Stokes drift 
     343            zus = SQRT( 2. * zWlc2(ji,jj) )             ! Stokes drift 
    299344            zus3(ji,jj) = MAX( 0._wp, 1._wp - zice_fra(ji,jj) ) * zus * zus * zus * tmask(ji,jj,1) ! zus > 0. ok 
    300345         END_2D 
     
    351396            &                                ) * wmask(ji,jj,jk) 
    352397      END_3D 
     398      ! 
     399      !                     !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<< 
     400      !                     !  Surface boundary condition on tke if 
     401      !                     !  coupling with waves 
     402      !                     !<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<< 
     403      ! 
     404      IF ( cpl_phioc .and. ln_phioc )  THEN 
     405         SELECT CASE (nn_bc_surf) ! Boundary Condition using surface TKE flux from waves  
     406 
     407         CASE ( 0 ) ! Dirichlet BC 
     408            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )    ! en(1)   = rn_ebb taum / rho0  (min value rn_emin0) 
     409               IF ( phioc(ji,jj) < 0 )  phioc(ji,jj) = 0._wp 
     410               en(ji,jj,1) = MAX( rn_emin0, .5 * ( 15.8 * phioc(ji,jj) / rho0 )**(2./3.) )  * tmask(ji,jj,1) 
     411               zdiag(ji,jj,1) = 1._wp/en(ji,jj,1)  ! choose to keep coherence with former estimation of 
     412            END_2D 
     413 
     414         CASE ( 1 ) ! Neumann BC 
     415            DO_2D( 0, 0, 0, 0 ) 
     416               IF ( phioc(ji,jj) < 0 )  phioc(ji,jj) = 0._wp 
     417               en(ji,jj,2)    = en(ji,jj,2) + ( rn_Dt * phioc(ji,jj) / rho0 ) /e3w(ji,jj,2,Kmm) 
     418               en(ji,jj,1)    = en(ji,jj,2) + (2 * e3t(ji,jj,1,Kmm) * phioc(ji,jj)/rho0) / ( p_avm(ji,jj,1) + p_avm(ji,jj,2) ) 
     419               zdiag(ji,jj,2) = zdiag(ji,jj,2) + zd_lw(ji,jj,2) 
     420               zdiag(ji,jj,1) = 1._wp 
     421               zd_lw(ji,jj,2) = 0._wp 
     422            END_2D 
     423 
     424         END SELECT 
     425 
     426      ENDIF 
     427      ! 
    353428      !                          !* Matrix inversion from level 2 (tke prescribed at level 1) 
    354       DO_3D( 0, 0, 0, 0, 3, jpkm1 )                ! First recurrence : Dk = Dk - Lk * Uk-1 / Dk-1 
     429      DO_3D( 0, 0, 0, 0, 2, jpkm1 )                ! First recurrence : Dk = Dk - Lk * Uk-1 / Dk-1 
    355430         zdiag(ji,jj,jk) = zdiag(ji,jj,jk) - zd_lw(ji,jj,jk) * zd_up(ji,jj,jk-1) / zdiag(ji,jj,jk-1) 
    356431      END_3D 
    357       DO_2D( 0, 0, 0, 0 )                          ! Second recurrence : Lk = RHSk - Lk / Dk-1 * Lk-1 
    358          zd_lw(ji,jj,2) = en(ji,jj,2) - zd_lw(ji,jj,2) * en(ji,jj,1)    ! Surface boudary conditions on tke 
    359       END_2D 
    360       DO_3D( 0, 0, 0, 0, 3, jpkm1 ) 
     432!XC : commented to allow for neumann boundary condition 
     433!      DO_2D( 0, 0, 0, 0 ) 
     434!         zd_lw(ji,jj,2) = en(ji,jj,2) - zd_lw(ji,jj,2) * en(ji,jj,1)    ! Surface boudary conditions on tke 
     435!      END_2D 
     436      DO_3D( 0, 0, 0, 0, 2, jpkm1 ) 
    361437         zd_lw(ji,jj,jk) = en(ji,jj,jk) - zd_lw(ji,jj,jk) / zdiag(ji,jj,jk-1) *zd_lw(ji,jj,jk-1) 
    362438      END_3D 
     
    460536      zmxlm(:,:,:)  = rmxl_min     
    461537      zmxld(:,:,:)  = rmxl_min 
     538      ! 
     539      IF(ln_sdw .AND. ln_mxhsw) THEN 
     540         zmxlm(:,:,1)= vkarmn * MAX ( 1.6 * hsw(:,:) , 0.02 )        ! surface mixing length = F(wave height) 
     541         ! from terray et al 1999 and mellor and blumberg 2004 it should be 0.85 and not 1.6 
     542         zcoef       = vkarmn * ( (rn_ediff*rn_ediss)**0.25 ) / rn_ediff 
     543         zmxlm(:,:,1)= zcoef * MAX ( 1.6 * hsw(:,:) , 0.02 )        ! surface mixing length = F(wave height) 
     544      ELSE 
    462545      !  
    463      IF( ln_mxl0 ) THEN            ! surface mixing length = F(stress) : l=vkarmn*2.e5*taum/(rho0*g) 
    464          ! 
    465          zraug = vkarmn * 2.e5_wp / ( rho0 * grav ) 
     546         IF( ln_mxl0 ) THEN            ! surface mixing length = F(stress) : l=vkarmn*2.e5*taum/(rho0*g) 
     547         ! 
     548            zraug = vkarmn * 2.e5_wp / ( rho0 * grav ) 
    466549#if ! defined key_si3 && ! defined key_cice 
    467          DO_2D( 0, 0, 0, 0 )                  ! No sea-ice 
    468             zmxlm(ji,jj,1) =  zraug * taum(ji,jj) * tmask(ji,jj,1) 
    469          END_2D 
     550            DO_2D( 0, 0, 0, 0 )                  ! No sea-ice 
     551               zmxlm(ji,jj,1) =  zraug * taum(ji,jj) * tmask(ji,jj,1) 
     552            END_2D 
    470553#else 
    471          SELECT CASE( nn_mxlice )             ! Type of scaling under sea-ice 
    472          ! 
    473          CASE( 0 )                      ! No scaling under sea-ice 
     554            SELECT CASE( nn_mxlice )             ! Type of scaling under sea-ice 
     555            ! 
     556            CASE( 0 )                      ! No scaling under sea-ice 
     557               DO_2D( 0, 0, 0, 0 ) 
     558                  zmxlm(ji,jj,1) = zraug * taum(ji,jj) * tmask(ji,jj,1) 
     559               END_2D 
     560               ! 
     561            CASE( 1 )                      ! scaling with constant sea-ice thickness 
     562               DO_2D( 0, 0, 0, 0 ) 
     563                  zmxlm(ji,jj,1) =  ( ( 1._wp - fr_i(ji,jj) ) * zraug * taum(ji,jj) + & 
     564                     &                          fr_i(ji,jj)   * rn_mxlice           ) * tmask(ji,jj,1) 
     565               END_2D 
     566               ! 
     567            CASE( 2 )                      ! scaling with mean sea-ice thickness 
     568               DO_2D( 0, 0, 0, 0 ) 
     569#if defined key_si3 
     570                  zmxlm(ji,jj,1) = ( ( 1._wp - fr_i(ji,jj) ) * zraug * taum(ji,jj) + & 
     571                     &                         fr_i(ji,jj)   * hm_i(ji,jj) * 2._wp ) * tmask(ji,jj,1) 
     572#elif defined key_cice 
     573                  zmaxice = MAXVAL( h_i(ji,jj,:) ) 
     574                  zmxlm(ji,jj,1) = ( ( 1._wp - fr_i(ji,jj) ) * zraug * taum(ji,jj) + & 
     575                     &                         fr_i(ji,jj)   * zmaxice             ) * tmask(ji,jj,1) 
     576#endif 
     577               END_2D 
     578               ! 
     579            CASE( 3 )                      ! scaling with max sea-ice thickness 
     580               DO_2D( 0, 0, 0, 0 ) 
     581                  zmaxice = MAXVAL( h_i(ji,jj,:) ) 
     582                  zmxlm(ji,jj,1) = ( ( 1._wp - fr_i(ji,jj) ) * zraug * taum(ji,jj) + & 
     583                     &                         fr_i(ji,jj)   * zmaxice             ) * tmask(ji,jj,1) 
     584               END_2D 
     585               ! 
     586            END SELECT 
     587#endif 
     588            ! 
    474589            DO_2D( 0, 0, 0, 0 ) 
    475                zmxlm(ji,jj,1) = zraug * taum(ji,jj) * tmask(ji,jj,1) 
     590               zmxlm(ji,jj,1) = MAX( rn_mxl0, zmxlm(ji,jj,1) ) 
    476591            END_2D 
    477592            ! 
    478          CASE( 1 )                      ! scaling with constant sea-ice thickness 
    479             DO_2D( 0, 0, 0, 0 ) 
    480                zmxlm(ji,jj,1) =  ( ( 1._wp - fr_i(ji,jj) ) * zraug * taum(ji,jj) + & 
    481                   &                          fr_i(ji,jj)   * rn_mxlice           ) * tmask(ji,jj,1) 
    482             END_2D 
    483             ! 
    484          CASE( 2 )                      ! scaling with mean sea-ice thickness 
    485             DO_2D( 0, 0, 0, 0 ) 
    486 #if defined key_si3 
    487                zmxlm(ji,jj,1) = ( ( 1._wp - fr_i(ji,jj) ) * zraug * taum(ji,jj) + & 
    488                   &                         fr_i(ji,jj)   * hm_i(ji,jj) * 2._wp ) * tmask(ji,jj,1) 
    489 #elif defined key_cice 
    490                zmaxice = MAXVAL( h_i(ji,jj,:) ) 
    491                zmxlm(ji,jj,1) = ( ( 1._wp - fr_i(ji,jj) ) * zraug * taum(ji,jj) + & 
    492                   &                         fr_i(ji,jj)   * zmaxice             ) * tmask(ji,jj,1) 
    493 #endif 
    494             END_2D 
    495             ! 
    496          CASE( 3 )                      ! scaling with max sea-ice thickness 
    497             DO_2D( 0, 0, 0, 0 ) 
    498                zmaxice = MAXVAL( h_i(ji,jj,:) ) 
    499                zmxlm(ji,jj,1) = ( ( 1._wp - fr_i(ji,jj) ) * zraug * taum(ji,jj) + & 
    500                   &                         fr_i(ji,jj)   * zmaxice             ) * tmask(ji,jj,1) 
    501             END_2D 
    502             ! 
    503          END SELECT 
    504 #endif 
    505          ! 
    506          DO_2D( 0, 0, 0, 0 ) 
    507             zmxlm(ji,jj,1) = MAX( rn_mxl0, zmxlm(ji,jj,1) ) 
    508          END_2D 
    509          ! 
    510       ELSE 
    511          zmxlm(:,:,1) = rn_mxl0 
    512       ENDIF 
    513  
     593         ELSE 
     594            zmxlm(:,:,1) = rn_mxl0 
     595         ENDIF 
     596      ENDIF 
    514597      ! 
    515598      DO_3D( 0, 0, 0, 0, 2, jpkm1 ) 
     
    624707         &                 rn_mxl0 , nn_mxlice, rn_mxlice,             & 
    625708         &                 nn_pdl  , ln_lc    , rn_lc    ,             & 
    626          &                 nn_etau , nn_htau  , rn_efr   , nn_eice   
     709         &                 nn_etau , nn_htau  , rn_efr   , nn_eice  ,  &    
     710         &                 nn_bc_surf, nn_bc_bot, ln_mxhsw 
    627711      !!---------------------------------------------------------------------- 
    628712      ! 
     
    666750         WRITE(numout,*) '      Langmuir cells parametrization              ln_lc     = ', ln_lc 
    667751         WRITE(numout,*) '         coef to compute vertical velocity of LC     rn_lc  = ', rn_lc 
     752         IF ( cpl_phioc .and. ln_phioc )  THEN 
     753            SELECT CASE( nn_bc_surf)             ! Type of scaling under sea-ice 
     754            CASE( 0 )   ;   WRITE(numout,*) '  nn_bc_surf=0 ==>>> DIRICHLET SBC using surface TKE flux from waves' 
     755            CASE( 1 )   ;   WRITE(numout,*) '  nn_bc_surf=1 ==>>> NEUMANN SBC using surface TKE flux from waves' 
     756            END SELECT 
     757         ENDIF 
    668758         WRITE(numout,*) '      test param. to add tke induced by wind      nn_etau   = ', nn_etau 
    669759         WRITE(numout,*) '          type of tke penetration profile            nn_htau   = ', nn_htau 
Note: See TracChangeset for help on using the changeset viewer.