New URL for NEMO forge!   http://forge.nemo-ocean.eu

Since March 2022 along with NEMO 4.2 release, the code development moved to a self-hosted GitLab.
This present forge is now archived and remained online for history.
Changeset 5965 for branches/2014/dev_r4650_UKMO14.5_SST_BIAS_CORRECTION/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_3/limthd_dh.F90 – NEMO

Ignore:
Timestamp:
2015-12-01T16:35:30+01:00 (8 years ago)
Author:
timgraham
Message:

Upgraded branch to r5518 of trunk (v3.6 stable revision)

File:
1 edited

Legend:

Unmodified
Added
Removed
  • branches/2014/dev_r4650_UKMO14.5_SST_BIAS_CORRECTION/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_3/limthd_dh.F90

    r4333 r5965  
    66   !! History :  LIM  ! 2003-05 (M. Vancoppenolle) Original code in 1D 
    77   !!                 ! 2005-06 (M. Vancoppenolle) 3D version  
    8    !!            3.2  ! 2009-07 (M. Vancoppenolle, Y. Aksenov, G. Madec) bug correction in rdm_snw & rdm_ice 
     8   !!            3.2  ! 2009-07 (M. Vancoppenolle, Y. Aksenov, G. Madec) bug correction in wfx_snw & wfx_ice 
    99   !!            3.4  ! 2011-02 (G. Madec) dynamical allocation 
    1010   !!            3.5  ! 2012-10 (G. Madec & co) salt flux + bug fixes  
     
    2020   USE sbc_oce        ! Surface boundary condition: ocean fields 
    2121   USE ice            ! LIM variables 
    22    USE par_ice        ! LIM parameters 
    2322   USE thd_ice        ! LIM thermodynamics 
    2423   USE in_out_manager ! I/O manager 
     
    2625   USE wrk_nemo       ! work arrays 
    2726   USE lib_fortran    ! Fortran utilities (allows no signed zero when 'key_nosignedzero' defined)   
    28  
     27    
    2928   IMPLICIT NONE 
    3029   PRIVATE 
    3130 
    32    PUBLIC   lim_thd_dh   ! called by lim_thd 
    33  
    34    REAL(wp) ::   epsi20 = 1.e-20   ! constant values 
    35    REAL(wp) ::   epsi10 = 1.e-10   ! 
    36    REAL(wp) ::   epsi13 = 1.e-13   ! 
    37    REAL(wp) ::   zzero  = 0._wp    ! 
    38    REAL(wp) ::   zone   = 1._wp    ! 
     31   PUBLIC   lim_thd_dh      ! called by lim_thd 
     32   PUBLIC   lim_thd_snwblow ! called in sbcblk/sbcclio/sbccpl and here 
     33 
     34   INTERFACE lim_thd_snwblow 
     35      MODULE PROCEDURE lim_thd_snwblow_1d, lim_thd_snwblow_2d 
     36   END INTERFACE 
    3937 
    4038   !!---------------------------------------------------------------------- 
     
    4543CONTAINS 
    4644 
    47    SUBROUTINE lim_thd_dh( kideb, kiut, jl ) 
     45   SUBROUTINE lim_thd_dh( kideb, kiut ) 
    4846      !!------------------------------------------------------------------ 
    4947      !!                ***  ROUTINE lim_thd_dh  *** 
     
    7068      !!------------------------------------------------------------------ 
    7169      INTEGER , INTENT(in) ::   kideb, kiut   ! Start/End point on which the  the computation is applied 
    72       INTEGER , INTENT(in) ::   jl            ! Thickness cateogry number 
    7370      !!  
    7471      INTEGER  ::   ji , jk        ! dummy loop indices 
    7572      INTEGER  ::   ii, ij         ! 2D corresponding indices to ji 
    76       INTEGER  ::   isnow          ! switch for presence (1) or absence (0) of snow 
    77       INTEGER  ::   isnowic        ! snow ice formation not 
    78       INTEGER  ::   i_ice_switch   ! ice thickness above a certain treshold or not 
    7973      INTEGER  ::   iter 
    8074 
    81       REAL(wp) ::   zzfmass_i, zihgnew                     ! local scalar 
    82       REAL(wp) ::   zzfmass_s, zhsnew, ztmelts             ! local scalar 
    83       REAL(wp) ::   zhn, zdhcf, zdhbf, zhni, zhnfi, zihg   ! 
    84       REAL(wp) ::   zdhnm, zhnnew, zhisn, zihic, zzc       ! 
     75      REAL(wp) ::   ztmelts             ! local scalar 
     76      REAL(wp) ::   zfdum        
    8577      REAL(wp) ::   zfracs       ! fractionation coefficient for bottom salt entrapment 
    86       REAL(wp) ::   zcoeff       ! dummy argument for snowfall partitioning over ice and leads 
    87       REAL(wp) ::   zsm_snowice  ! snow-ice salinity 
     78      REAL(wp) ::   zs_snic      ! snow-ice salinity 
    8879      REAL(wp) ::   zswi1        ! switch for computation of bottom salinity 
    8980      REAL(wp) ::   zswi12       ! switch for computation of bottom salinity 
    9081      REAL(wp) ::   zswi2        ! switch for computation of bottom salinity 
    9182      REAL(wp) ::   zgrr         ! bottom growth rate 
    92       REAL(wp) ::   ztform       ! bottom formation temperature 
    93       ! 
    94       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::   zh_i        ! ice layer thickness 
    95       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::   zh_s        ! snow layer thickness 
    96       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::   ztfs        ! melting point 
    97       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::   zhsold      ! old snow thickness 
    98       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::   zqprec      ! energy of fallen snow 
    99       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::   zqfont_su   ! incoming, remaining surface energy 
    100       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::   zqfont_bo   ! incoming, bottom energy 
    101       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::   z_f_surf    ! surface heat for ablation 
    102       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::   zhgnew      ! new ice thickness 
    103       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::   zfmass_i    !  
     83      REAL(wp) ::   zt_i_new     ! bottom formation temperature 
     84 
     85      REAL(wp) ::   zQm          ! enthalpy exchanged with the ocean (J/m2), >0 towards the ocean 
     86      REAL(wp) ::   zEi          ! specific enthalpy of sea ice (J/kg) 
     87      REAL(wp) ::   zEw          ! specific enthalpy of exchanged water (J/kg) 
     88      REAL(wp) ::   zdE          ! specific enthalpy difference (J/kg) 
     89      REAL(wp) ::   zfmdt        ! exchange mass flux x time step (J/m2), >0 towards the ocean 
     90      REAL(wp) ::   zsstK        ! SST in Kelvin 
     91 
     92      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::   zqprec      ! energy of fallen snow                       (J.m-3) 
     93      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::   zq_su       ! heat for surface ablation                   (J.m-2) 
     94      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::   zq_bo       ! heat for bottom ablation                    (J.m-2) 
     95      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::   zq_rema     ! remaining heat at the end of the routine    (J.m-2) 
     96      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::   zf_tt       ! Heat budget to determine melting or freezing(W.m-2) 
    10497 
    10598      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::   zdh_s_mel   ! snow melt  
     
    108101 
    109102      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) ::   zdeltah 
    110  
    111       ! Pathological cases 
    112       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::   zfdt_init   ! total incoming heat for ice melt 
    113       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::   zfdt_final  ! total remaing heat for ice melt 
    114       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::   zqt_i       ! total ice heat content 
    115       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::   zqt_s       ! total snow heat content 
    116       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::   zqt_dummy   ! dummy heat content 
    117  
    118       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) ::   zqt_i_lay   ! total ice heat content 
    119  
    120       ! mass and salt flux (clem) 
    121       REAL(wp) :: zdvres, zdvsur, zdvbot 
    122       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::   zviold, zvsold   ! old ice volume... 
     103      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) ::   zh_i      ! ice layer thickness 
     104      INTEGER , POINTER, DIMENSION(:,:) ::   icount    ! number of layers vanished by melting  
     105 
     106      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::   zqh_i       ! total ice heat content  (J.m-2) 
     107      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::   zqh_s       ! total snow heat content (J.m-2) 
     108      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::   zq_s        ! total snow enthalpy     (J.m-3) 
     109      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::   zsnw        ! distribution of snow after wind blowing 
     110 
     111      REAL(wp) :: zswitch_sal 
    123112 
    124113      ! Heat conservation  
    125       INTEGER  ::   num_iter_max, numce_dh 
    126       REAL(wp) ::   meance_dh 
    127       REAL(wp) ::   zinda  
    128       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::   zinnermelt 
    129       REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:) ::   zfbase, zdq_i 
     114      INTEGER  ::   num_iter_max 
     115 
    130116      !!------------------------------------------------------------------ 
    131117 
    132       CALL wrk_alloc( jpij, zh_i, zh_s, ztfs, zhsold, zqprec, zqfont_su, zqfont_bo, z_f_surf, zhgnew, zfmass_i ) 
    133       CALL wrk_alloc( jpij, zdh_s_mel, zdh_s_pre, zdh_s_sub, zfdt_init, zfdt_final, zqt_i, zqt_s, zqt_dummy ) 
    134       CALL wrk_alloc( jpij, zinnermelt, zfbase, zdq_i ) 
    135       CALL wrk_alloc( jpij, jkmax, zdeltah, zqt_i_lay ) 
    136  
    137       CALL wrk_alloc( jpij, zviold, zvsold ) ! clem 
    138        
    139       ftotal_fin(:) = 0._wp 
    140       zfdt_init (:) = 0._wp 
    141       zfdt_final(:) = 0._wp 
    142  
    143       dh_i_surf (:) = 0._wp 
    144       dh_i_bott (:) = 0._wp 
    145       dh_snowice(:) = 0._wp 
    146  
    147       DO ji = kideb, kiut 
    148          old_ht_i_b(ji) = ht_i_b(ji) 
    149          old_ht_s_b(ji) = ht_s_b(ji) 
    150          zviold(ji) = a_i_b(ji) * ht_i_b(ji) ! clem 
    151          zvsold(ji) = a_i_b(ji) * ht_s_b(ji) ! clem 
    152       END DO 
     118      ! Discriminate between varying salinity (nn_icesal=2) and prescribed cases (other values) 
     119      SELECT CASE( nn_icesal )                       ! varying salinity or not 
     120         CASE( 1, 3, 4 ) ;   zswitch_sal = 0       ! prescribed salinity profile 
     121         CASE( 2 )       ;   zswitch_sal = 1       ! varying salinity profile 
     122      END SELECT 
     123 
     124      CALL wrk_alloc( jpij, zqprec, zq_su, zq_bo, zf_tt, zq_rema, zsnw ) 
     125      CALL wrk_alloc( jpij, zdh_s_mel, zdh_s_pre, zdh_s_sub, zqh_i, zqh_s, zq_s ) 
     126      CALL wrk_alloc( jpij, nlay_i, zdeltah, zh_i ) 
     127      CALL wrk_alloc( jpij, nlay_i, icount ) 
     128        
     129      dh_i_surf  (:) = 0._wp ; dh_i_bott  (:) = 0._wp ; dh_snowice(:) = 0._wp 
     130      dsm_i_se_1d(:) = 0._wp ; dsm_i_si_1d(:) = 0._wp    
     131 
     132      zqprec   (:) = 0._wp ; zq_su    (:) = 0._wp ; zq_bo    (:) = 0._wp ; zf_tt(:) = 0._wp 
     133      zq_rema  (:) = 0._wp ; zsnw     (:) = 0._wp 
     134      zdh_s_mel(:) = 0._wp ; zdh_s_pre(:) = 0._wp ; zdh_s_sub(:) = 0._wp ; zqh_i(:) = 0._wp 
     135      zqh_s    (:) = 0._wp ; zq_s     (:) = 0._wp      
     136 
     137      zdeltah(:,:) = 0._wp ; zh_i(:,:) = 0._wp        
     138      icount (:,:) = 0 
     139 
     140 
     141      ! Initialize enthalpy at nlay_i+1 
     142      DO ji = kideb, kiut 
     143         q_i_1d(ji,nlay_i+1) = 0._wp 
     144      END DO 
     145 
     146      ! initialize layer thicknesses and enthalpies 
     147      h_i_old (:,0:nlay_i+1) = 0._wp 
     148      qh_i_old(:,0:nlay_i+1) = 0._wp 
     149      DO jk = 1, nlay_i 
     150         DO ji = kideb, kiut 
     151            h_i_old (ji,jk) = ht_i_1d(ji) * r1_nlay_i 
     152            qh_i_old(ji,jk) = q_i_1d(ji,jk) * h_i_old(ji,jk) 
     153         ENDDO 
     154      ENDDO 
    153155      ! 
    154156      !------------------------------------------------------------------------------! 
    155       !  1) Calculate available heat for surface ablation                            ! 
     157      !  1) Calculate available heat for surface and bottom ablation                 ! 
    156158      !------------------------------------------------------------------------------! 
    157159      ! 
    158160      DO ji = kideb, kiut 
    159          isnow         = INT(  1.0 - MAX(  0.0 , SIGN( 1.0 , - ht_s_b(ji) )  )  ) 
    160          ztfs     (ji) = isnow * rtt + ( 1.0 - isnow ) * rtt 
    161          z_f_surf (ji) = qnsr_ice_1d(ji) + ( 1.0 - i0(ji) ) * qsr_ice_1d(ji) - fc_su(ji) 
    162          z_f_surf (ji) = MAX(  zzero , z_f_surf(ji)  ) * MAX(  zzero , SIGN( zone , t_su_b(ji) - ztfs(ji) )  ) 
    163          zfdt_init(ji) = ( z_f_surf(ji) + MAX( fbif_1d(ji) + qlbbq_1d(ji) + fc_bo_i(ji),0.0 ) ) * rdt_ice 
    164       END DO ! ji 
    165  
    166       zqfont_su  (:) = 0._wp 
    167       zqfont_bo  (:) = 0._wp 
    168       dsm_i_se_1d(:) = 0._wp      
    169       dsm_i_si_1d(:) = 0._wp    
     161         zfdum      = qns_ice_1d(ji) + ( 1._wp - i0(ji) ) * qsr_ice_1d(ji) - fc_su(ji)  
     162         zf_tt(ji)  = fc_bo_i(ji) + fhtur_1d(ji) + fhld_1d(ji)  
     163 
     164         zq_su (ji) = MAX( 0._wp, zfdum     * rdt_ice ) * MAX( 0._wp , SIGN( 1._wp, t_su_1d(ji) - rt0 ) ) 
     165         zq_bo (ji) = MAX( 0._wp, zf_tt(ji) * rdt_ice ) 
     166      END DO 
     167 
    170168      ! 
    171169      !------------------------------------------------------------------------------! 
    172       !  2) Computing layer thicknesses and  snow and sea-ice enthalpies.            ! 
     170      ! If snow temperature is above freezing point, then snow melts  
     171      ! (should not happen but sometimes it does) 
    173172      !------------------------------------------------------------------------------! 
    174       ! 
    175       DO ji = kideb, kiut     ! Layer thickness 
    176          zh_i(ji) = ht_i_b(ji) / REAL( nlay_i ) 
    177          zh_s(ji) = ht_s_b(ji) / REAL( nlay_s ) 
    178       END DO 
    179       ! 
    180       zqt_s(:) = 0._wp        ! Total enthalpy of the snow 
     173      DO ji = kideb, kiut 
     174         IF( t_s_1d(ji,1) > rt0 ) THEN !!! Internal melting 
     175            ! Contribution to heat flux to the ocean [W.m-2], < 0   
     176            hfx_res_1d(ji) = hfx_res_1d(ji) + q_s_1d(ji,1) * ht_s_1d(ji) * a_i_1d(ji) * r1_rdtice 
     177            ! Contribution to mass flux 
     178            wfx_snw_1d(ji) = wfx_snw_1d(ji) + rhosn * ht_s_1d(ji) * a_i_1d(ji) * r1_rdtice 
     179            ! updates 
     180            ht_s_1d(ji)   = 0._wp 
     181            q_s_1d (ji,1) = 0._wp 
     182            t_s_1d (ji,1) = rt0 
     183         END IF 
     184      END DO 
     185 
     186      !------------------------------------------------------------! 
     187      !  2) Computing layer thicknesses and enthalpies.            ! 
     188      !------------------------------------------------------------! 
     189      ! 
    181190      DO jk = 1, nlay_s 
    182191         DO ji = kideb, kiut 
    183             zqt_s(ji) =  zqt_s(ji) + q_s_b(ji,jk) * ht_s_b(ji) / REAL( nlay_s ) 
     192            zqh_s(ji) =  zqh_s(ji) + q_s_1d(ji,jk) * ht_s_1d(ji) * r1_nlay_s 
    184193         END DO 
    185194      END DO 
    186195      ! 
    187       zqt_i(:) = 0._wp        ! Total enthalpy of the ice 
    188196      DO jk = 1, nlay_i 
    189197         DO ji = kideb, kiut 
    190             zzc = q_i_b(ji,jk) * ht_i_b(ji) / REAL( nlay_i ) 
    191             zqt_i(ji)        =  zqt_i(ji) + zzc 
    192             zqt_i_lay(ji,jk) =              zzc 
     198            zh_i(ji,jk) = ht_i_1d(ji) * r1_nlay_i 
     199            zqh_i(ji)   = zqh_i(ji) + q_i_1d(ji,jk) * zh_i(ji,jk) 
    193200         END DO 
    194201      END DO 
     
    212219      ! Martin Vancoppenolle, December 2006 
    213220 
    214       ! Snow fall 
    215       DO ji = kideb, kiut 
    216          zcoeff = ( 1.0 - ( 1.0 - at_i_b(ji) )**betas ) / at_i_b(ji)  
    217          zdh_s_pre(ji) = zcoeff * sprecip_1d(ji) * rdt_ice / rhosn 
    218       END DO 
    219       zdh_s_mel(:) =  0._wp 
    220  
    221       ! Melt of fallen snow 
    222       DO ji = kideb, kiut 
    223          ! tatm_ice is now in K 
    224          zqprec   (ji)   =  rhosn * ( cpic * ( rtt - tatm_ice_1d(ji) ) + lfus )   
    225          zqfont_su(ji)   =  z_f_surf(ji) * rdt_ice 
    226          zdeltah  (ji,1) =  MIN( 0.e0 , - zqfont_su(ji) / MAX( zqprec(ji) , epsi13 ) ) 
    227          zqfont_su(ji)   =  MAX( 0.e0 , - zdh_s_pre(ji) - zdeltah(ji,1)              ) * zqprec(ji) 
    228          zdeltah  (ji,1) =  MAX( - zdh_s_pre(ji) , zdeltah(ji,1) ) 
    229          zdh_s_mel(ji)   =  zdh_s_mel(ji) + zdeltah(ji,1) 
    230          ! heat conservation 
    231          qt_s_in(ji,jl)  =  qt_s_in(ji,jl) + zqprec(ji) * zdh_s_pre(ji) 
    232          zqt_s  (ji)     =  zqt_s  (ji)    + zqprec(ji) * zdh_s_pre(ji) 
    233          zqt_s  (ji)     =  MAX( zqt_s(ji) - zqfont_su(ji) , 0.e0 )  
    234       END DO 
    235  
    236  
    237       ! Snow melt due to surface heat imbalance 
     221      CALL lim_thd_snwblow( 1. - at_i_1d(kideb:kiut), zsnw(kideb:kiut) ) ! snow distribution over ice after wind blowing 
     222 
     223      zdeltah(:,:) = 0._wp 
     224      DO ji = kideb, kiut 
     225         !----------- 
     226         ! Snow fall 
     227         !----------- 
     228         ! thickness change 
     229         zdh_s_pre(ji) = zsnw(ji) * sprecip_1d(ji) * rdt_ice * r1_rhosn / at_i_1d(ji) 
     230         ! enthalpy of the precip (>0, J.m-3) 
     231         zqprec   (ji) = - qprec_ice_1d(ji)    
     232         IF( sprecip_1d(ji) == 0._wp ) zqprec(ji) = 0._wp 
     233         ! heat flux from snow precip (>0, W.m-2) 
     234         hfx_spr_1d(ji) = hfx_spr_1d(ji) + zdh_s_pre(ji) * a_i_1d(ji) * zqprec(ji) * r1_rdtice 
     235         ! mass flux, <0 
     236         wfx_spr_1d(ji) = wfx_spr_1d(ji) - rhosn * a_i_1d(ji) * zdh_s_pre(ji) * r1_rdtice 
     237 
     238         !--------------------- 
     239         ! Melt of falling snow 
     240         !--------------------- 
     241         ! thickness change 
     242         rswitch        = MAX( 0._wp , SIGN( 1._wp , zqprec(ji) - epsi20 ) ) 
     243         zdeltah (ji,1) = - rswitch * zq_su(ji) / MAX( zqprec(ji) , epsi20 ) 
     244         zdeltah (ji,1) = MAX( - zdh_s_pre(ji), zdeltah(ji,1) ) ! bound melting  
     245         ! heat used to melt snow (W.m-2, >0) 
     246         hfx_snw_1d(ji) = hfx_snw_1d(ji) - zdeltah(ji,1) * a_i_1d(ji) * zqprec(ji) * r1_rdtice 
     247         ! snow melting only = water into the ocean (then without snow precip), >0 
     248         wfx_snw_1d(ji) = wfx_snw_1d(ji) - rhosn * a_i_1d(ji) * zdeltah(ji,1) * r1_rdtice     
     249         ! updates available heat + precipitations after melting 
     250         zq_su     (ji) = MAX( 0._wp , zq_su (ji) + zdeltah(ji,1) * zqprec(ji) )       
     251         zdh_s_pre (ji) = zdh_s_pre(ji) + zdeltah(ji,1) 
     252 
     253         ! update thickness 
     254         ht_s_1d(ji) = MAX( 0._wp , ht_s_1d(ji) + zdh_s_pre(ji) ) 
     255      END DO 
     256 
     257      ! If heat still available (zq_su > 0), then melt more snow 
     258      zdeltah(:,:) = 0._wp 
    238259      DO jk = 1, nlay_s 
    239260         DO ji = kideb, kiut 
    240             zdeltah  (ji,jk) = - zqfont_su(ji) / q_s_b(ji,jk) 
    241             zqfont_su(ji)    =  MAX( 0.0 , - zh_s(ji) - zdeltah(ji,jk) ) * q_s_b(ji,jk)  
    242             zdeltah  (ji,jk) =  MAX( zdeltah(ji,jk) , - zh_s(ji) ) 
    243             zdh_s_mel(ji)    =  zdh_s_mel(ji) + zdeltah(ji,jk)        ! resulting melt of snow     
     261            ! thickness change 
     262            rswitch          = 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, - ht_s_1d(ji) ) )  
     263            rswitch          = rswitch * ( MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, q_s_1d(ji,jk) - epsi20 ) ) )  
     264            zdeltah  (ji,jk) = - rswitch * zq_su(ji) / MAX( q_s_1d(ji,jk), epsi20 ) 
     265            zdeltah  (ji,jk) = MAX( zdeltah(ji,jk) , - ht_s_1d(ji) ) ! bound melting 
     266            zdh_s_mel(ji)    = zdh_s_mel(ji) + zdeltah(ji,jk)     
     267            ! heat used to melt snow(W.m-2, >0) 
     268            hfx_snw_1d(ji)   = hfx_snw_1d(ji) - zdeltah(ji,jk) * a_i_1d(ji) * q_s_1d(ji,jk) * r1_rdtice  
     269            ! snow melting only = water into the ocean (then without snow precip) 
     270            wfx_snw_1d(ji)   = wfx_snw_1d(ji) - rhosn * a_i_1d(ji) * zdeltah(ji,jk) * r1_rdtice 
     271            ! updates available heat + thickness 
     272            zq_su (ji)  = MAX( 0._wp , zq_su (ji) + zdeltah(ji,jk) * q_s_1d(ji,jk) ) 
     273            ht_s_1d(ji) = MAX( 0._wp , ht_s_1d(ji) + zdeltah(ji,jk) ) 
    244274         END DO 
    245275      END DO 
    246276 
    247       ! Apply snow melt to snow depth 
    248       DO ji = kideb, kiut 
    249          dh_s_tot(ji)   =  zdh_s_mel(ji) + zdh_s_pre(ji) 
    250          ! Old and new snow depths 
    251          zhsold(ji)     =  ht_s_b(ji) 
    252          zhsnew         =  ht_s_b(ji) + dh_s_tot(ji) 
    253          ! If snow is still present zhn = 1, else zhn = 0 
    254          zhn            =  1.0 - MAX(  zzero , SIGN( zone , - zhsnew )  ) 
    255          ht_s_b(ji)     =  MAX( zzero , zhsnew ) 
    256          ! we recompute dh_s_tot (clem)  
    257          dh_s_tot (ji)  =  ht_s_b(ji) - zhsold(ji) 
    258          ! Volume and mass variations of snow 
    259          dvsbq_1d  (ji) =  a_i_b(ji) * ( ht_s_b(ji) - zhsold(ji) - zdh_s_pre(ji) ) 
    260          dvsbq_1d  (ji) =  MIN( zzero, dvsbq_1d(ji) ) 
    261          !clem rdm_snw_1d(ji) =  rdm_snw_1d(ji) + rhosn * dvsbq_1d(ji) 
    262       END DO ! ji 
    263  
    264       !-------------------------- 
    265       ! 3.2 Surface ice ablation  
    266       !-------------------------- 
    267       DO ji = kideb, kiut  
    268          z_f_surf (ji) =  zqfont_su(ji) * r1_rdtice   ! heat conservation test 
    269          zdq_i    (ji) =  0._wp 
    270       END DO ! ji 
    271  
    272       DO jk = 1, nlay_i 
    273          DO ji = kideb, kiut  
    274             !                                                    ! melt of layer jk 
    275             zdeltah  (ji,jk) = - zqfont_su(ji) / q_i_b(ji,jk) 
    276             !                                                    ! recompute heat available 
    277             zqfont_su(ji   ) = MAX( 0.0 , - zh_i(ji) - zdeltah(ji,jk) ) * q_i_b(ji,jk)  
    278             !                                                    ! melt of layer jk cannot be higher than its thickness 
    279             zdeltah  (ji,jk) = MAX( zdeltah(ji,jk) , - zh_i(ji) ) 
    280             !                                                    ! update surface melt 
    281             dh_i_surf(ji   ) = dh_i_surf(ji) + zdeltah(ji,jk)  
    282             !                                                    ! for energy conservation 
    283             zdq_i    (ji   ) = zdq_i(ji) + zdeltah(ji,jk) * q_i_b(ji,jk) * r1_rdtice 
    284             ! 
    285             ! clem 
    286             sfx_thd_1d(ji) = sfx_thd_1d(ji) - sm_i_b(ji) * a_i_b(ji)    & 
    287                &                              * MIN( zdeltah(ji,jk) , 0._wp ) * rhoic / rdt_ice 
    288          END DO 
    289       END DO 
    290  
    291       !                                          !------------------- 
    292       IF( con_i .AND. jiindex_1d > 0 ) THEN      ! Conservation test 
    293          !                                       !------------------- 
    294          numce_dh  = 0 
    295          meance_dh = 0._wp 
    296          DO ji = kideb, kiut 
    297             IF ( ( z_f_surf(ji) + zdq_i(ji) ) .GE. 1.0e-3 ) THEN 
    298                numce_dh  = numce_dh + 1 
    299                meance_dh = meance_dh + z_f_surf(ji) + zdq_i(ji) 
    300             ENDIF 
    301             IF( z_f_surf(ji) + zdq_i(ji) .GE. 1.0e-3  ) THEN! 
    302                WRITE(numout,*) ' ALERTE heat loss for surface melt ' 
    303                WRITE(numout,*) ' ii, ij, jl :', ii, ij, jl 
    304                WRITE(numout,*) ' ht_i_b       : ', ht_i_b(ji) 
    305                WRITE(numout,*) ' z_f_surf     : ', z_f_surf(ji) 
    306                WRITE(numout,*) ' zdq_i        : ', zdq_i(ji) 
    307                WRITE(numout,*) ' ht_i_b       : ', ht_i_b(ji) 
    308                WRITE(numout,*) ' fc_bo_i      : ', fc_bo_i(ji) 
    309                WRITE(numout,*) ' fbif_1d      : ', fbif_1d(ji) 
    310                WRITE(numout,*) ' qlbbq_1d     : ', qlbbq_1d(ji) 
    311                WRITE(numout,*) ' s_i_new      : ', s_i_new(ji) 
    312                WRITE(numout,*) ' sss_m        : ', sss_m(ii,ij) 
    313             ENDIF 
    314          END DO 
    315          ! 
    316          IF( numce_dh > 0 )   meance_dh = meance_dh / numce_dh 
    317          WRITE(numout,*) ' Error report - Category : ', jl 
    318          WRITE(numout,*) ' ~~~~~~~~~~~~ ' 
    319          WRITE(numout,*) ' Number of points where there is sur. me. error : ', numce_dh 
    320          WRITE(numout,*) ' Mean basal growth error on error points : ', meance_dh 
    321          ! 
    322       ENDIF 
    323  
    324277      !---------------------- 
    325       ! 3.3 Snow sublimation 
     278      ! 3.2 Snow sublimation  
    326279      !---------------------- 
    327  
    328       DO ji = kideb, kiut 
    329          ! qla_ice is always >=0 (upwards), heat goes to the atmosphere, therefore snow sublimates 
    330 #if defined key_coupled 
    331          zdh_s_sub(ji)    =  0._wp      ! coupled mode: sublimation already included in emp_ice (to do in limsbc_ice) 
    332 #else 
    333          !                              ! forced  mode: snow thickness change due to sublimation 
    334          zdh_s_sub(ji)    =  - parsub * qla_ice_1d(ji) / ( rhosn * lsub ) * rdt_ice 
    335 #endif 
    336          dh_s_tot (ji)    =  dh_s_tot(ji) + zdh_s_sub(ji) 
    337          zdhcf            =  ht_s_b(ji) + zdh_s_sub(ji)  
    338          ht_s_b   (ji)    =  MAX( zzero , zdhcf ) 
    339          ! we recompute dh_s_tot  
    340          dh_s_tot (ji)    =  ht_s_b(ji) - zhsold(ji) 
    341          qt_s_in  (ji,jl) =  qt_s_in(ji,jl) + zdh_s_sub(ji)*q_s_b(ji,1) 
    342       END DO 
    343  
    344       zqt_dummy(:) = 0.e0 
     280      ! qla_ice is always >=0 (upwards), heat goes to the atmosphere, therefore snow sublimates 
     281      ! clem comment: not counted in mass/heat exchange in limsbc since this is an exchange with atm. (not ocean) 
     282      ! clem comment: ice should also sublimate 
     283      zdeltah(:,:) = 0._wp 
     284      ! coupled mode: sublimation is set to 0 (evap_ice = 0) until further notice 
     285      ! forced  mode: snow thickness change due to sublimation 
     286      DO ji = kideb, kiut 
     287         zdh_s_sub(ji)  =  MAX( - ht_s_1d(ji) , - evap_ice_1d(ji) * r1_rhosn * rdt_ice ) 
     288         ! Heat flux by sublimation [W.m-2], < 0 
     289         !      sublimate first snow that had fallen, then pre-existing snow 
     290         zdeltah(ji,1)  = MAX( zdh_s_sub(ji), - zdh_s_pre(ji) ) 
     291         hfx_sub_1d(ji) = hfx_sub_1d(ji) + ( zdeltah(ji,1) * zqprec(ji) + ( zdh_s_sub(ji) - zdeltah(ji,1) ) * q_s_1d(ji,1)  & 
     292            &                              ) * a_i_1d(ji) * r1_rdtice 
     293         ! Mass flux by sublimation 
     294         wfx_sub_1d(ji) =  wfx_sub_1d(ji) - rhosn * a_i_1d(ji) * zdh_s_sub(ji) * r1_rdtice 
     295         ! new snow thickness 
     296         ht_s_1d(ji)    =  MAX( 0._wp , ht_s_1d(ji) + zdh_s_sub(ji) ) 
     297         ! update precipitations after sublimation and correct sublimation 
     298         zdh_s_pre(ji) = zdh_s_pre(ji) + zdeltah(ji,1) 
     299         zdh_s_sub(ji) = zdh_s_sub(ji) - zdeltah(ji,1) 
     300      END DO 
     301       
     302      ! --- Update snow diags --- ! 
     303      DO ji = kideb, kiut 
     304         dh_s_tot(ji) = zdh_s_mel(ji) + zdh_s_pre(ji) + zdh_s_sub(ji) 
     305      END DO 
     306 
     307      !------------------------------------------- 
     308      ! 3.3 Update temperature, energy 
     309      !------------------------------------------- 
     310      ! new temp and enthalpy of the snow (remaining snow precip + remaining pre-existing snow) 
     311      zq_s(:) = 0._wp  
    345312      DO jk = 1, nlay_s 
    346313         DO ji = kideb,kiut 
    347             q_s_b    (ji,jk) = rhosn * ( cpic * ( rtt - t_s_b(ji,jk) ) + lfus ) 
    348             zqt_dummy(ji)    =  zqt_dummy(ji) + q_s_b(ji,jk) * ht_s_b(ji) / REAL( nlay_s )            ! heat conservation 
     314            rswitch       = MAX(  0._wp , SIGN( 1._wp, ht_s_1d(ji) - epsi20 )  ) 
     315            q_s_1d(ji,jk) = rswitch / MAX( ht_s_1d(ji), epsi20 ) *                          & 
     316              &            ( (   zdh_s_pre(ji)             ) * zqprec(ji) +  & 
     317              &              (   ht_s_1d(ji) - zdh_s_pre(ji) ) * rhosn * ( cpic * ( rt0 - t_s_1d(ji,jk) ) + lfus ) ) 
     318            zq_s(ji)     =  zq_s(ji) + q_s_1d(ji,jk) 
    349319         END DO 
    350320      END DO 
    351321 
    352       DO jk = 1, nlay_s 
     322      !-------------------------- 
     323      ! 3.4 Surface ice ablation  
     324      !-------------------------- 
     325      zdeltah(:,:) = 0._wp ! important 
     326      DO jk = 1, nlay_i 
    353327         DO ji = kideb, kiut 
    354             ! In case of disparition of the snow, we have to update the snow temperatures 
    355             zhisn  =  MAX(  zzero , SIGN( zone, - ht_s_b(ji) )  ) 
    356             t_s_b(ji,jk) = ( 1.0 - zhisn ) * t_s_b(ji,jk) + zhisn * rtt 
    357             q_s_b(ji,jk) = ( 1.0 - zhisn ) * q_s_b(ji,jk) 
     328            ztmelts           = - tmut * s_i_1d(ji,jk) + rt0          ! Melting point of layer k [K] 
     329             
     330            IF( t_i_1d(ji,jk) >= ztmelts ) THEN !!! Internal melting 
     331 
     332               zEi            = - q_i_1d(ji,jk) * r1_rhoic            ! Specific enthalpy of layer k [J/kg, <0]        
     333               zdE            = 0._wp                                 ! Specific enthalpy difference   (J/kg, <0) 
     334                                                                      ! set up at 0 since no energy is needed to melt water...(it is already melted) 
     335               zdeltah(ji,jk) = MIN( 0._wp , - zh_i(ji,jk) )          ! internal melting occurs when the internal temperature is above freezing      
     336                                                                      ! this should normally not happen, but sometimes, heat diffusion leads to this 
     337               zfmdt          = - zdeltah(ji,jk) * rhoic              ! Mass flux x time step > 0 
     338                          
     339               dh_i_surf(ji)  = dh_i_surf(ji) + zdeltah(ji,jk)        ! Cumulate surface melt 
     340                
     341               zfmdt          = - rhoic * zdeltah(ji,jk)              ! Recompute mass flux [kg/m2, >0] 
     342 
     343               ! Contribution to heat flux to the ocean [W.m-2], <0 (ice enthalpy zEi is "sent" to the ocean)  
     344               hfx_res_1d(ji) = hfx_res_1d(ji) + zfmdt * a_i_1d(ji) * zEi * r1_rdtice 
     345                
     346               ! Contribution to salt flux (clem: using sm_i_1d and not s_i_1d(jk) is ok) 
     347               sfx_res_1d(ji) = sfx_res_1d(ji) - rhoic * a_i_1d(ji) * zdeltah(ji,jk) * sm_i_1d(ji) * r1_rdtice 
     348                
     349               ! Contribution to mass flux 
     350               wfx_res_1d(ji) =  wfx_res_1d(ji) - rhoic * a_i_1d(ji) * zdeltah(ji,jk) * r1_rdtice 
     351 
     352            ELSE                                !!! Surface melting 
     353                
     354               zEi            = - q_i_1d(ji,jk) * r1_rhoic            ! Specific enthalpy of layer k [J/kg, <0] 
     355               zEw            =    rcp * ( ztmelts - rt0 )            ! Specific enthalpy of resulting meltwater [J/kg, <0] 
     356               zdE            =    zEi - zEw                          ! Specific enthalpy difference < 0 
     357                
     358               zfmdt          = - zq_su(ji) / zdE                     ! Mass flux to the ocean [kg/m2, >0] 
     359                
     360               zdeltah(ji,jk) = - zfmdt * r1_rhoic                    ! Melt of layer jk [m, <0] 
     361                
     362               zdeltah(ji,jk) = MIN( 0._wp , MAX( zdeltah(ji,jk) , - zh_i(ji,jk) ) )    ! Melt of layer jk cannot exceed the layer thickness [m, <0] 
     363                
     364               zq_su(ji)      = MAX( 0._wp , zq_su(ji) - zdeltah(ji,jk) * rhoic * zdE ) ! update available heat 
     365                
     366               dh_i_surf(ji)  = dh_i_surf(ji) + zdeltah(ji,jk)        ! Cumulate surface melt 
     367                
     368               zfmdt          = - rhoic * zdeltah(ji,jk)              ! Recompute mass flux [kg/m2, >0] 
     369                
     370               zQm            = zfmdt * zEw                           ! Energy of the melt water sent to the ocean [J/m2, <0] 
     371                
     372               ! Contribution to salt flux (clem: using sm_i_1d and not s_i_1d(jk) is ok) 
     373               sfx_sum_1d(ji) = sfx_sum_1d(ji) - rhoic * a_i_1d(ji) * zdeltah(ji,jk) * sm_i_1d(ji) * r1_rdtice 
     374                
     375               ! Contribution to heat flux [W.m-2], < 0 
     376               hfx_thd_1d(ji) = hfx_thd_1d(ji) + zfmdt * a_i_1d(ji) * zEw * r1_rdtice 
     377                
     378               ! Total heat flux used in this process [W.m-2], > 0   
     379               hfx_sum_1d(ji) = hfx_sum_1d(ji) - zfmdt * a_i_1d(ji) * zdE * r1_rdtice 
     380                
     381               ! Contribution to mass flux 
     382               wfx_sum_1d(ji) =  wfx_sum_1d(ji) - rhoic * a_i_1d(ji) * zdeltah(ji,jk) * r1_rdtice 
     383                
     384            END IF 
     385            ! record which layers have disappeared (for bottom melting)  
     386            !    => icount=0 : no layer has vanished 
     387            !    => icount=5 : 5 layers have vanished 
     388            rswitch       = MAX( 0._wp , SIGN( 1._wp , - ( zh_i(ji,jk) + zdeltah(ji,jk) ) ) )  
     389            icount(ji,jk) = NINT( rswitch ) 
     390            zh_i(ji,jk)   = MAX( 0._wp , zh_i(ji,jk) + zdeltah(ji,jk) ) 
     391 
     392            ! update heat content (J.m-2) and layer thickness 
     393            qh_i_old(ji,jk) = qh_i_old(ji,jk) + zdeltah(ji,jk) * q_i_1d(ji,jk) 
     394            h_i_old (ji,jk) = h_i_old (ji,jk) + zdeltah(ji,jk) 
    358395         END DO 
     396      END DO 
     397      ! update ice thickness 
     398      DO ji = kideb, kiut 
     399         ht_i_1d(ji) =  MAX( 0._wp , ht_i_1d(ji) + dh_i_surf(ji) ) 
    359400      END DO 
    360401 
     
    364405      !------------------------------------------------------------------------------! 
    365406      ! 
    366       ! Ice basal growth / melt is given by the ratio of heat budget over basal 
    367       ! ice heat content.  Basal heat budget is given by the difference between 
    368       ! the inner conductive flux  (fc_bo_i), from the open water heat flux  
    369       ! (qlbbqb) and the turbulent ocean flux (fbif).  
    370       ! fc_bo_i is positive downwards. fbif and qlbbq are positive to the ice  
    371  
    372       !----------------------------------------------------- 
    373       ! 4.1 Basal growth - (a) salinity not varying in time  
    374       !----------------------------------------------------- 
    375       IF(  num_sal /= 2  ) THEN   ! ice salinity constant in time 
     407      !------------------ 
     408      ! 4.1 Basal growth  
     409      !------------------ 
     410      ! Basal growth is driven by heat imbalance at the ice-ocean interface, 
     411      ! between the inner conductive flux  (fc_bo_i), from the open water heat flux  
     412      ! (fhld) and the turbulent ocean flux (fhtur).  
     413      ! fc_bo_i is positive downwards. fhtur and fhld are positive to the ice  
     414 
     415      ! If salinity varies in time, an iterative procedure is required, because 
     416      ! the involved quantities are inter-dependent. 
     417      ! Basal growth (dh_i_bott) depends upon new ice specific enthalpy (zEi), 
     418      ! which depends on forming ice salinity (s_i_new), which depends on dh/dt (dh_i_bott) 
     419      ! -> need for an iterative procedure, which converges quickly 
     420 
     421      num_iter_max = 1 
     422      IF( nn_icesal == 2 ) num_iter_max = 5 
     423 
     424      ! Iterative procedure 
     425      DO iter = 1, num_iter_max 
    376426         DO ji = kideb, kiut 
    377             IF(  ( fc_bo_i(ji) + fbif_1d(ji) + qlbbq_1d(ji) ) < 0._wp  ) THEN 
    378                s_i_new(ji)         =  sm_i_b(ji) 
    379                ! Melting point in K 
    380                ztmelts             =  - tmut * s_i_new(ji) + rtt  
    381                ! New ice heat content (Bitz and Lipscomb, 1999) 
    382                ztform              =  t_i_b(ji,nlay_i)  ! t_bo_b crashes in the 
    383                ! Baltic 
    384                q_i_b(ji,nlay_i+1)  = rhoic * (  cpic * ( ztmelts - ztform )                                & 
    385                   &                           + lfus * (  1.0 - ( ztmelts - rtt ) / ( ztform - rtt )  )    & 
    386                   &                           - rcp  * ( ztmelts - rtt )                                 ) 
    387                ! Basal growth rate = - F*dt / q 
    388                dh_i_bott(ji)       =  - rdt_ice * ( fc_bo_i(ji) + fbif_1d(ji) + qlbbq_1d(ji) ) / q_i_b(ji,nlay_i+1)  
    389                sfx_thd_1d(ji) = sfx_thd_1d(ji) - s_i_new(ji) * a_i_b(ji) * dh_i_bott(ji) * rhoic * r1_rdtice 
     427            IF(  zf_tt(ji) < 0._wp  ) THEN 
     428 
     429               ! New bottom ice salinity (Cox & Weeks, JGR88 ) 
     430               !--- zswi1  if dh/dt < 2.0e-8 
     431               !--- zswi12 if 2.0e-8 < dh/dt < 3.6e-7  
     432               !--- zswi2  if dh/dt > 3.6e-7 
     433               zgrr               = MIN( 1.0e-3, MAX ( dh_i_bott(ji) * r1_rdtice , epsi10 ) ) 
     434               zswi2              = MAX( 0._wp , SIGN( 1._wp , zgrr - 3.6e-7 ) ) 
     435               zswi12             = MAX( 0._wp , SIGN( 1._wp , zgrr - 2.0e-8 ) ) * ( 1.0 - zswi2 ) 
     436               zswi1              = 1. - zswi2 * zswi12 
     437               zfracs             = MIN ( zswi1  * 0.12 + zswi12 * ( 0.8925 + 0.0568 * LOG( 100.0 * zgrr ) )   & 
     438                  &               + zswi2  * 0.26 / ( 0.26 + 0.74 * EXP ( - 724300.0 * zgrr ) )  , 0.5 ) 
     439 
     440               ii = MOD( npb(ji) - 1, jpi ) + 1 ; ij = ( npb(ji) - 1 ) / jpi + 1 
     441 
     442               s_i_new(ji)        = zswitch_sal * zfracs * sss_m(ii,ij)  &  ! New ice salinity 
     443                                  + ( 1. - zswitch_sal ) * sm_i_1d(ji)  
     444               ! New ice growth 
     445               ztmelts            = - tmut * s_i_new(ji) + rt0          ! New ice melting point (K) 
     446 
     447               zt_i_new           = zswitch_sal * t_bo_1d(ji) + ( 1. - zswitch_sal) * t_i_1d(ji, nlay_i) 
     448                
     449               zEi                = cpic * ( zt_i_new - ztmelts ) &     ! Specific enthalpy of forming ice (J/kg, <0)       
     450                  &               - lfus * ( 1.0 - ( ztmelts - rt0 ) / ( zt_i_new - rt0 ) )   & 
     451                  &               + rcp  * ( ztmelts-rt0 )           
     452 
     453               zEw                = rcp  * ( t_bo_1d(ji) - rt0 )         ! Specific enthalpy of seawater (J/kg, < 0) 
     454 
     455               zdE                = zEi - zEw                           ! Specific enthalpy difference (J/kg, <0) 
     456 
     457               dh_i_bott(ji)      = rdt_ice * MAX( 0._wp , zf_tt(ji) / ( zdE * rhoic ) ) 
     458 
     459               q_i_1d(ji,nlay_i+1) = -zEi * rhoic                        ! New ice energy of melting (J/m3, >0) 
     460                
    390461            ENDIF 
    391462         END DO 
    392       ENDIF 
    393  
    394       !------------------------------------------------- 
    395       ! 4.1 Basal growth - (b) salinity varying in time  
    396       !------------------------------------------------- 
    397       IF(  num_sal == 2  ) THEN 
    398          ! the growth rate (dh_i_bott) is function of the new ice heat content (q_i_b(nlay_i+1)).  
    399          ! q_i_b depends on the new ice salinity (snewice).  
    400          ! snewice depends on dh_i_bott ; it converges quickly, so, no problem 
    401          ! See Vancoppenolle et al., OM08 for more info on this 
    402  
    403          ! Initial value (tested 1D, can be anything between 1 and 20) 
    404          num_iter_max = 4 
    405          s_i_new(:)   = 4.0 
    406  
    407          ! Iterative procedure 
    408          DO iter = 1, num_iter_max 
    409             DO ji = kideb, kiut 
    410                IF(  fc_bo_i(ji) + fbif_1d(ji) + qlbbq_1d(ji) < 0.e0  ) THEN 
    411                   ii = MOD( npb(ji) - 1, jpi ) + 1 
    412                   ij = ( npb(ji) - 1 ) / jpi + 1 
    413                   ! Melting point in K 
    414                   ztmelts             =   - tmut * s_i_new(ji) + rtt  
    415                   ! New ice heat content (Bitz and Lipscomb, 1999) 
    416                   q_i_b(ji,nlay_i+1)  =  rhoic * (  cpic * ( ztmelts - t_bo_b(ji) )                             & 
    417                      &                            + lfus * ( 1.0 - ( ztmelts - rtt ) / ( t_bo_b(ji) - rtt ) )   & 
    418                      &                            - rcp * ( ztmelts-rtt )                                     ) 
    419                   ! Bottom growth rate = - F*dt / q 
    420                   dh_i_bott(ji) =  - rdt_ice * ( fc_bo_i(ji) + fbif_1d(ji) + qlbbq_1d(ji) ) / q_i_b(ji,nlay_i+1) 
    421                   ! New ice salinity ( Cox and Weeks, JGR, 1988 ) 
    422                   ! zswi2  (1) if dh_i_bott/rdt .GT. 3.6e-7 
    423                   ! zswi12 (1) if dh_i_bott/rdt .LT. 3.6e-7 and .GT. 2.0e-8 
    424                   ! zswi1  (1) if dh_i_bott/rdt .LT. 2.0e-8 
    425                   zgrr   = MIN( 1.0e-3, MAX ( dh_i_bott(ji) * r1_rdtice , epsi13 ) ) 
    426                   zswi2  = MAX( zzero , SIGN( zone , zgrr - 3.6e-7 ) )  
    427                   zswi12 = MAX( zzero , SIGN( zone , zgrr - 2.0e-8 ) ) * ( 1.0 - zswi2 ) 
    428                   zswi1  = 1. - zswi2 * zswi12  
    429                   zfracs = zswi1  * 0.12 + zswi12 * ( 0.8925 + 0.0568 * LOG( 100.0 * zgrr ) )   & 
    430                      &                   + zswi2  * 0.26 / ( 0.26 + 0.74 * EXP ( - 724300.0 * zgrr ) )  
    431                   zfracs = MIN( 0.5 , zfracs ) 
    432                   s_i_new(ji) = zfracs * sss_m(ii,ij) 
    433                ENDIF ! fc_bo_i 
    434             END DO ! ji 
    435          END DO ! iter 
    436  
    437          ! Final values 
    438          DO ji = kideb, kiut 
    439             IF( ( fc_bo_i(ji) + fbif_1d(ji) + qlbbq_1d(ji) ) .LT. 0.0  ) THEN 
    440                ! New ice salinity must not exceed 20 psu 
    441                s_i_new(ji) = MIN( s_i_new(ji), s_i_max ) 
    442                ! Metling point in K 
    443                ztmelts     =   - tmut * s_i_new(ji) + rtt  
    444                ! New ice heat content (Bitz and Lipscomb, 1999) 
    445                q_i_b(ji,nlay_i+1)  =  rhoic * (  cpic * ( ztmelts - t_bo_b(ji) )                              & 
    446                   &                            + lfus * ( 1.0 - ( ztmelts - rtt ) / ( t_bo_b(ji) - rtt ) )    & 
    447                   &                            - rcp * ( ztmelts - rtt )                                    ) 
    448                ! Basal growth rate = - F*dt / q 
    449                dh_i_bott(ji)       =  - rdt_ice * ( fc_bo_i(ji) + fbif_1d(ji) + qlbbq_1d(ji) ) / q_i_b(ji,nlay_i+1) 
    450                ! Salinity update 
    451                ! entrapment during bottom growth 
    452                sfx_thd_1d(ji) = sfx_thd_1d(ji) - s_i_new(ji) * a_i_b(ji) * dh_i_bott(ji) * rhoic * r1_rdtice 
    453             ENDIF ! heat budget 
    454          END DO 
    455       ENDIF 
     463      END DO 
     464 
     465      ! Contribution to Energy and Salt Fluxes 
     466      DO ji = kideb, kiut 
     467         IF(  zf_tt(ji) < 0._wp  ) THEN 
     468            ! New ice growth 
     469                                     
     470            zfmdt          = - rhoic * dh_i_bott(ji)             ! Mass flux x time step (kg/m2, < 0) 
     471 
     472            ztmelts        = - tmut * s_i_new(ji) + rt0          ! New ice melting point (K) 
     473             
     474            zt_i_new       = zswitch_sal * t_bo_1d(ji) + ( 1. - zswitch_sal) * t_i_1d(ji, nlay_i) 
     475             
     476            zEi            = cpic * ( zt_i_new - ztmelts ) &     ! Specific enthalpy of forming ice (J/kg, <0)       
     477               &               - lfus * ( 1.0 - ( ztmelts - rt0 ) / ( zt_i_new - rt0 ) )   & 
     478               &               + rcp  * ( ztmelts-rt0 )           
     479             
     480            zEw            = rcp  * ( t_bo_1d(ji) - rt0 )         ! Specific enthalpy of seawater (J/kg, < 0) 
     481             
     482            zdE            = zEi - zEw                           ! Specific enthalpy difference (J/kg, <0) 
     483             
     484            ! Contribution to heat flux to the ocean [W.m-2], >0   
     485            hfx_thd_1d(ji) = hfx_thd_1d(ji) + zfmdt * a_i_1d(ji) * zEw * r1_rdtice 
     486 
     487            ! Total heat flux used in this process [W.m-2], <0   
     488            hfx_bog_1d(ji) = hfx_bog_1d(ji) - zfmdt * a_i_1d(ji) * zdE * r1_rdtice 
     489             
     490            ! Contribution to salt flux, <0 
     491            sfx_bog_1d(ji) = sfx_bog_1d(ji) - rhoic * a_i_1d(ji) * dh_i_bott(ji) * s_i_new(ji) * r1_rdtice 
     492 
     493            ! Contribution to mass flux, <0 
     494            wfx_bog_1d(ji) =  wfx_bog_1d(ji) - rhoic * a_i_1d(ji) * dh_i_bott(ji) * r1_rdtice 
     495 
     496            ! update heat content (J.m-2) and layer thickness 
     497            qh_i_old(ji,nlay_i+1) = qh_i_old(ji,nlay_i+1) + dh_i_bott(ji) * q_i_1d(ji,nlay_i+1) 
     498            h_i_old (ji,nlay_i+1) = h_i_old (ji,nlay_i+1) + dh_i_bott(ji) 
     499         ENDIF 
     500      END DO 
    456501 
    457502      !---------------- 
    458503      ! 4.2 Basal melt 
    459504      !---------------- 
    460       meance_dh = 0._wp 
    461       numce_dh  = 0 
    462       zinnermelt(:) = 0._wp 
    463  
    464       DO ji = kideb, kiut 
    465          ! heat convergence at the surface > 0 
    466          IF(  ( fc_bo_i(ji) + fbif_1d(ji) + qlbbq_1d(ji) ) >= 0._wp  ) THEN 
    467             s_i_new(ji)   =  s_i_b(ji,nlay_i) 
    468             zqfont_bo(ji) =  rdt_ice * ( fc_bo_i(ji) + fbif_1d(ji) + qlbbq_1d(ji) ) 
    469             zfbase(ji)    =  zqfont_bo(ji) * r1_rdtice     ! heat conservation test 
    470             zdq_i(ji)     =  0._wp 
    471             dh_i_bott(ji) =  0._wp 
    472          ENDIF 
    473       END DO 
    474  
     505      zdeltah(:,:) = 0._wp ! important 
    475506      DO jk = nlay_i, 1, -1 
    476507         DO ji = kideb, kiut 
    477             IF(  fc_bo_i(ji) + fbif_1d(ji) + qlbbq_1d(ji)  >=  0._wp  ) THEN 
    478                ztmelts = - tmut * s_i_b(ji,jk) + rtt  
    479                IF( t_i_b(ji,jk) >= ztmelts ) THEN   !!gm : a comment is needed 
    480                   zdeltah   (ji,jk) = - zh_i(ji) 
    481                   dh_i_bott (ji   ) = dh_i_bott(ji) + zdeltah(ji,jk) 
    482                   zinnermelt(ji   ) = 1._wp 
    483                ELSE                                  ! normal ablation 
    484                   zdeltah  (ji,jk) = - zqfont_bo(ji) / q_i_b(ji,jk) 
    485                   zqfont_bo(ji   ) = MAX( 0.0 , - zh_i(ji) - zdeltah(ji,jk) ) * q_i_b(ji,jk) 
    486                   zdeltah  (ji,jk) = MAX(zdeltah(ji,jk), - zh_i(ji) ) 
    487                   dh_i_bott(ji   ) = dh_i_bott(ji) + zdeltah(ji,jk) 
    488                   zdq_i    (ji   ) = zdq_i(ji) + zdeltah(ji,jk) * q_i_b(ji,jk) * r1_rdtice 
     508            IF(  zf_tt(ji)  >  0._wp  .AND. jk > icount(ji,jk) ) THEN   ! do not calculate where layer has already disappeared by surface melting  
     509 
     510               ztmelts = - tmut * s_i_1d(ji,jk) + rt0  ! Melting point of layer jk (K) 
     511 
     512               IF( t_i_1d(ji,jk) >= ztmelts ) THEN !!! Internal melting 
     513 
     514                  zEi               = - q_i_1d(ji,jk) * r1_rhoic    ! Specific enthalpy of melting ice (J/kg, <0) 
     515                  zdE               = 0._wp                         ! Specific enthalpy difference   (J/kg, <0) 
     516                                                                    ! set up at 0 since no energy is needed to melt water...(it is already melted) 
     517                  zdeltah   (ji,jk) = MIN( 0._wp , - zh_i(ji,jk) )  ! internal melting occurs when the internal temperature is above freezing      
     518                                                                    ! this should normally not happen, but sometimes, heat diffusion leads to this 
     519 
     520                  dh_i_bott (ji)    = dh_i_bott(ji) + zdeltah(ji,jk) 
     521 
     522                  zfmdt             = - zdeltah(ji,jk) * rhoic      ! Mass flux x time step > 0 
     523 
     524                  ! Contribution to heat flux to the ocean [W.m-2], <0 (ice enthalpy zEi is "sent" to the ocean)  
     525                  hfx_res_1d(ji) = hfx_res_1d(ji) + zfmdt * a_i_1d(ji) * zEi * r1_rdtice 
     526 
     527                  ! Contribution to salt flux (clem: using sm_i_1d and not s_i_1d(jk) is ok) 
     528                  sfx_res_1d(ji) = sfx_res_1d(ji) - rhoic * a_i_1d(ji) * zdeltah(ji,jk) * sm_i_1d(ji) * r1_rdtice 
     529                                     
     530                  ! Contribution to mass flux 
     531                  wfx_res_1d(ji) =  wfx_res_1d(ji) - rhoic * a_i_1d(ji) * zdeltah(ji,jk) * r1_rdtice 
     532 
     533                  ! update heat content (J.m-2) and layer thickness 
     534                  qh_i_old(ji,jk) = qh_i_old(ji,jk) + zdeltah(ji,jk) * q_i_1d(ji,jk) 
     535                  h_i_old (ji,jk) = h_i_old (ji,jk) + zdeltah(ji,jk) 
     536 
     537               ELSE                               !!! Basal melting 
     538 
     539                  zEi             = - q_i_1d(ji,jk) * r1_rhoic ! Specific enthalpy of melting ice (J/kg, <0) 
     540                  zEw             = rcp * ( ztmelts - rt0 )    ! Specific enthalpy of meltwater (J/kg, <0) 
     541                  zdE             = zEi - zEw                  ! Specific enthalpy difference   (J/kg, <0) 
     542 
     543                  zfmdt           = - zq_bo(ji) / zdE          ! Mass flux x time step (kg/m2, >0) 
     544 
     545                  zdeltah(ji,jk)  = - zfmdt * r1_rhoic         ! Gross thickness change 
     546 
     547                  zdeltah(ji,jk)  = MIN( 0._wp , MAX( zdeltah(ji,jk), - zh_i(ji,jk) ) ) ! bound thickness change 
     548                   
     549                  zq_bo(ji)       = MAX( 0._wp , zq_bo(ji) - zdeltah(ji,jk) * rhoic * zdE ) ! update available heat. MAX is necessary for roundup errors 
     550 
     551                  dh_i_bott(ji)   = dh_i_bott(ji) + zdeltah(ji,jk)    ! Update basal melt 
     552 
     553                  zfmdt           = - zdeltah(ji,jk) * rhoic          ! Mass flux x time step > 0 
     554 
     555                  zQm             = zfmdt * zEw         ! Heat exchanged with ocean 
     556 
     557                  ! Contribution to heat flux to the ocean [W.m-2], <0   
     558                  hfx_thd_1d(ji)  = hfx_thd_1d(ji) + zfmdt * a_i_1d(ji) * zEw * r1_rdtice 
     559 
     560                  ! Contribution to salt flux (clem: using sm_i_1d and not s_i_1d(jk) is ok) 
     561                  sfx_bom_1d(ji)  = sfx_bom_1d(ji) - rhoic *  a_i_1d(ji) * zdeltah(ji,jk) * sm_i_1d(ji) * r1_rdtice 
     562                   
     563                  ! Total heat flux used in this process [W.m-2], >0   
     564                  hfx_bom_1d(ji)  = hfx_bom_1d(ji) - zfmdt * a_i_1d(ji) * zdE * r1_rdtice 
     565                   
     566                  ! Contribution to mass flux 
     567                  wfx_bom_1d(ji)  =  wfx_bom_1d(ji) - rhoic * a_i_1d(ji) * zdeltah(ji,jk) * r1_rdtice 
     568 
     569                  ! update heat content (J.m-2) and layer thickness 
     570                  qh_i_old(ji,jk) = qh_i_old(ji,jk) + zdeltah(ji,jk) * q_i_1d(ji,jk) 
     571                  h_i_old (ji,jk) = h_i_old (ji,jk) + zdeltah(ji,jk) 
    489572               ENDIF 
    490                ! clem: contribution to salt flux 
    491                sfx_thd_1d(ji) = sfx_thd_1d(ji) - sm_i_b(ji) * a_i_b(ji)    & 
    492                     &                              * MIN( zdeltah(ji,jk) , 0._wp ) * rhoic * r1_rdtice 
    493             ENDIF 
    494          END DO ! ji 
    495       END DO ! jk 
    496  
    497       !                                          !------------------- 
    498       IF( con_i .AND. jiindex_1d > 0 ) THEN      ! Conservation test 
    499       !                                          !------------------- 
    500          DO ji = kideb, kiut 
    501             IF(  ( fc_bo_i(ji) + fbif_1d(ji) + qlbbq_1d(ji) ) >= 0.e0  ) THEN 
    502                IF( ( zfbase(ji) + zdq_i(ji) ) >= 1.e-3 ) THEN 
    503                   numce_dh  = numce_dh + 1 
    504                   meance_dh = meance_dh + zfbase(ji) + zdq_i(ji) 
    505                ENDIF 
    506                IF ( zfbase(ji) + zdq_i(ji) .GE. 1.0e-3  ) THEN 
    507                   WRITE(numout,*) ' ALERTE heat loss for basal melt : ii, ij, jl :', ii, ij, jl 
    508                   WRITE(numout,*) ' ht_i_b    : ', ht_i_b(ji) 
    509                   WRITE(numout,*) ' zfbase    : ', zfbase(ji) 
    510                   WRITE(numout,*) ' zdq_i     : ', zdq_i(ji) 
    511                   WRITE(numout,*) ' ht_i_b    : ', ht_i_b(ji) 
    512                   WRITE(numout,*) ' fc_bo_i   : ', fc_bo_i(ji) 
    513                   WRITE(numout,*) ' fbif_1d   : ', fbif_1d(ji) 
    514                   WRITE(numout,*) ' qlbbq_1d  : ', qlbbq_1d(ji) 
    515                   WRITE(numout,*) ' s_i_new   : ', s_i_new(ji) 
    516                   WRITE(numout,*) ' sss_m     : ', sss_m(ii,ij) 
    517                   WRITE(numout,*) ' dh_i_bott : ', dh_i_bott(ji) 
    518                   WRITE(numout,*) ' innermelt : ', INT( zinnermelt(ji) ) 
    519                ENDIF 
     573            
    520574            ENDIF 
    521575         END DO 
    522          IF( numce_dh > 0 )   meance_dh = meance_dh / numce_dh 
    523          WRITE(numout,*) ' Number of points where there is bas. me. error : ', numce_dh 
    524          WRITE(numout,*) ' Mean basal melt error on error points : ', meance_dh 
    525          WRITE(numout,*) ' Remaining bottom heat : ', zqfont_bo(jiindex_1d) 
    526          ! 
    527       ENDIF 
    528  
    529       ! 
    530       !------------------------------------------------------------------------------! 
    531       !  5) Pathological cases                                                       ! 
    532       !------------------------------------------------------------------------------! 
    533       ! 
    534       !---------------------------------------------- 
    535       ! 5.1 Excessive ablation in a 1-category model 
    536       !---------------------------------------------- 
    537  
    538       DO ji = kideb, kiut 
    539          !                     ! in a 1-category sea ice model, bottom ablation must not exceed hmelt (-0.15) 
    540          IF( jpl == 1 ) THEN   ;   zdhbf = MAX( hmelt , dh_i_bott(ji) ) 
    541          ELSE                  ;   zdhbf =              dh_i_bott(ji)  
    542          ENDIF 
    543          zdvres        = zdhbf - dh_i_bott(ji) 
    544          dh_i_bott(ji) = zdhbf 
    545          sfx_thd_1d(ji)  = sfx_thd_1d(ji) - sm_i_b(ji) * a_i_b(ji) * zdvres * rhoic * r1_rdtice 
    546          !                     ! excessive energy is sent to lateral ablation 
    547          zinda = MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp , 1.0 - at_i_b(ji) - epsi10 ) ) 
    548          fsup(ji) =  zinda * rhoic * lfus * at_i_b(ji) / MAX( 1.0 - at_i_b(ji) , epsi10 ) * zdvres * r1_rdtice 
    549       END DO 
    550  
    551       !----------------------------------- 
    552       ! 5.2 More than available ice melts 
    553       !----------------------------------- 
    554       ! then heat applied minus heat content at previous time step should equal heat remaining  
    555       ! 
    556       DO ji = kideb, kiut 
    557          ! Adapt the remaining energy if too much ice melts 
    558          !-------------------------------------------------- 
    559          zdvres     = MAX( 0._wp, - ht_i_b(ji) - dh_i_surf(ji) - dh_i_bott(ji) ) 
    560          zdvsur     = MIN( 0._wp, dh_i_surf(ji) + zdvres ) - dh_i_surf(ji) ! fill the surface first 
    561          zdvbot     = MAX( 0._wp, zdvres - zdvsur ) ! then the bottom 
    562          dh_i_surf (ji) = dh_i_surf(ji) + zdvsur ! clem 
    563          dh_i_bott (ji) = dh_i_bott(ji) + zdvbot ! clem 
    564  
    565          ! new ice thickness (clem) 
    566          zhgnew(ji) = ht_i_b(ji) + dh_i_surf(ji) + dh_i_bott(ji) 
    567          zihgnew    = 1.0 - MAX( zzero , SIGN( zone , - zhgnew(ji) ) ) !1 if ice 
    568          zhgnew(ji) = zihgnew * zhgnew(ji)      ! ice thickness is put to 0 
    569   
    570          !                     !since ice volume is only used for outputs, we keep it global for all categories 
    571          dvbbq_1d (ji) = a_i_b(ji) * dh_i_bott(ji) 
    572  
    573         ! remaining heat 
    574          zfdt_final(ji) = ( 1.0 - zihgnew ) * ( zqfont_su(ji) +  zqfont_bo(ji) )  
    575  
    576          ! If snow remains, energy is used to melt snow 
    577          zhni =  ht_s_b(ji)      ! snow depth at previous time step 
    578          zihg =  MAX(  zzero , SIGN ( zone , - ht_s_b(ji) )  )   ! =0 if snow  
    579  
    580          ! energy of melting of remaining snow 
    581          zinda = MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp , zhni - epsi10 ) ) 
    582          zqt_s(ji) =    ( 1. - zihg ) * zqt_s(ji) / MAX( zhni, epsi10 ) * zinda 
    583          zdhnm     =  - ( 1. - zihg ) * ( 1. - zihgnew ) * zfdt_final(ji) / MAX( zqt_s(ji) , epsi13 ) 
    584          zhnfi     =  zhni + zdhnm 
    585          zfdt_final(ji) =  MAX( zfdt_final(ji) + zqt_s(ji) * zdhnm , 0.0 ) 
    586          ht_s_b(ji)     =  MAX( zzero , zhnfi ) 
    587          zqt_s(ji)      =  zqt_s(ji) * ht_s_b(ji) 
    588          ! we recompute dh_s_tot (clem) 
    589          dh_s_tot (ji)  =  ht_s_b(ji) - zhsold(ji) 
    590  
    591          ! Mass variations of ice and snow 
    592          !--------------------------------- 
    593          !                                              ! mass variation of the jl category 
    594          zzfmass_s = - a_i_b(ji) * ( zhni       - ht_s_b(ji) ) * rhosn   ! snow 
    595          zzfmass_i =   a_i_b(ji) * ( zhgnew(ji) - ht_i_b(ji) ) * rhoic   ! ice   
    596          ! 
    597          zfmass_i(ji) = zzfmass_i                       ! ice variation saved to compute salt flux (see below) 
    598          ! 
    599          !                                              ! mass variation cumulated over category 
    600          !clem rdm_snw_1d(ji) = rdm_snw_1d(ji) + zzfmass_s                     ! snow  
    601          !clem rdm_ice_1d(ji) = rdm_ice_1d(ji) + zzfmass_i                     ! ice  
    602  
    603          ! Remaining heat to the ocean  
    604          !--------------------------------- 
    605          focea(ji)  = - zfdt_final(ji) * r1_rdtice         ! focea is in W.m-2 * dt 
    606  
    607          ! residual salt flux (clem) 
    608          !-------------------------- 
    609          ! surface 
    610          sfx_thd_1d(ji)    = sfx_thd_1d(ji) - sm_i_b(ji)  * a_i_b(ji) * zdvsur * rhoic * r1_rdtice 
    611          ! bottom 
    612          IF ( fc_bo_i(ji) + fbif_1d(ji) + qlbbq_1d(ji) >= 0._wp ) THEN ! melting 
    613             sfx_thd_1d(ji) = sfx_thd_1d(ji) - sm_i_b(ji)  * a_i_b(ji) * zdvbot * rhoic * r1_rdtice 
    614          ELSE                                                          ! growth 
    615             sfx_thd_1d(ji) = sfx_thd_1d(ji) - s_i_new(ji) * a_i_b(ji) * zdvbot * rhoic * r1_rdtice 
    616          ENDIF 
    617          ! 
    618          ! diagnostic  
    619          ii = MOD( npb(ji) - 1, jpi ) + 1 
    620          ij = ( npb(ji) - 1 ) / jpi + 1 
    621          diag_bot_gr(ii,ij) = diag_bot_gr(ii,ij) + MAX(dh_i_bott(ji),0.0)*a_i_b(ji) * r1_rdtice 
    622          diag_sur_me(ii,ij) = diag_sur_me(ii,ij) + MIN(dh_i_surf(ji),0.0)*a_i_b(ji) * r1_rdtice 
    623          diag_bot_me(ii,ij) = diag_bot_me(ii,ij) + MIN(dh_i_bott(ji),0.0)*a_i_b(ji) * r1_rdtice 
    624       END DO 
    625  
    626       ftotal_fin (:) = zfdt_final(:)  * r1_rdtice 
    627  
    628       !--------------------------- 
    629       ! heat fluxes                     
    630       !--------------------------- 
    631       DO ji = kideb, kiut 
    632          zihgnew    =  1.0 - MAX( zzero , SIGN( zone , - zhgnew(ji) ) )   ! =1 if ice 
    633          ! 
    634          ! Heat flux 
    635          ! excessive bottom ablation energy (fsup) - 0 except if jpl = 1 
    636          ! excessive total  ablation energy (focea) sent to the ocean 
    637          qfvbq_1d(ji)  = qfvbq_1d(ji) + fsup(ji) + ( 1.0 - zihgnew ) * focea(ji) * a_i_b(ji) * rdt_ice 
    638  
    639          zihic   = 1.0 - MAX(  zzero , SIGN( zone , -ht_i_b(ji) )  )      ! equals 0 if ht_i = 0, 1 if ht_i gt 0 
    640          fscbq_1d(ji) =  a_i_b(ji) * fstbif_1d(ji) 
    641          qldif_1d(ji)  = qldif_1d(ji) + fsup(ji) + ( 1.0 - zihgnew ) * focea   (ji) * a_i_b(ji) * rdt_ice   & 
    642             &                                    + ( 1.0 - zihic   ) * fscbq_1d(ji)             * rdt_ice 
    643       END DO  ! ji 
    644  
    645       !------------------------------------------- 
    646       ! Correct temperature, energy and thickness 
    647       !------------------------------------------- 
    648       DO ji = kideb, kiut 
    649          zihgnew    =  1.0 - MAX( zzero , SIGN( zone , - zhgnew(ji) ) )  
    650          t_su_b(ji) =  zihgnew * t_su_b(ji) + ( 1.0 - zihgnew ) * rtt 
    651       END DO  ! ji 
    652  
    653       DO jk = 1, nlay_i 
    654          DO ji = kideb, kiut 
    655             zihgnew      =  1.0 - MAX( zzero , SIGN( zone , - zhgnew(ji) ) )  
    656             t_i_b(ji,jk) =  zihgnew * t_i_b(ji,jk) + ( 1.0 - zihgnew ) * rtt 
    657             q_i_b(ji,jk) =  zihgnew * q_i_b(ji,jk) 
    658          END DO 
    659       END DO  ! ji 
    660  
    661       DO ji = kideb, kiut 
    662          ht_i_b(ji) = zhgnew(ji) 
    663       END DO  ! ji 
     576      END DO 
     577 
     578      !------------------------------------------- 
     579      ! Update temperature, energy 
     580      !------------------------------------------- 
     581      DO ji = kideb, kiut 
     582         ht_i_1d(ji) =  MAX( 0._wp , ht_i_1d(ji) + dh_i_bott(ji) ) 
     583      END DO   
     584 
     585      !------------------------------------------- 
     586      ! 5. What to do with remaining energy 
     587      !------------------------------------------- 
     588      ! If heat still available for melting and snow remains, then melt more snow 
     589      !------------------------------------------- 
     590      zdeltah(:,:) = 0._wp ! important 
     591      DO ji = kideb, kiut 
     592         zq_rema(ji)     = zq_su(ji) + zq_bo(ji)  
     593         rswitch         = 1._wp - MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, - ht_s_1d(ji) ) )   ! =1 if snow 
     594         rswitch         = rswitch * MAX( 0._wp, SIGN( 1._wp, q_s_1d(ji,1) - epsi20 ) ) 
     595         zdeltah  (ji,1) = - rswitch * zq_rema(ji) / MAX( q_s_1d(ji,1), epsi20 ) 
     596         zdeltah  (ji,1) = MIN( 0._wp , MAX( zdeltah(ji,1) , - ht_s_1d(ji) ) ) ! bound melting 
     597         dh_s_tot (ji)   = dh_s_tot(ji)  + zdeltah(ji,1) 
     598         ht_s_1d   (ji)  = ht_s_1d(ji)   + zdeltah(ji,1) 
     599         
     600         zq_rema(ji)     = zq_rema(ji) + zdeltah(ji,1) * q_s_1d(ji,1)                ! update available heat (J.m-2) 
     601         ! heat used to melt snow 
     602         hfx_snw_1d(ji)  = hfx_snw_1d(ji) - zdeltah(ji,1) * a_i_1d(ji) * q_s_1d(ji,1) * r1_rdtice ! W.m-2 (>0) 
     603         ! Contribution to mass flux 
     604         wfx_snw_1d(ji)  =  wfx_snw_1d(ji) - rhosn * a_i_1d(ji) * zdeltah(ji,1) * r1_rdtice 
     605         !     
     606         ii = MOD( npb(ji) - 1, jpi ) + 1 ; ij = ( npb(ji) - 1 ) / jpi + 1 
     607         ! Remaining heat flux (W.m-2) is sent to the ocean heat budget 
     608         hfx_out(ii,ij)  = hfx_out(ii,ij) + ( zq_rema(ji) * a_i_1d(ji) ) * r1_rdtice 
     609 
     610         IF( ln_icectl .AND. zq_rema(ji) < 0. .AND. lwp ) WRITE(numout,*) 'ALERTE zq_rema <0 = ', zq_rema(ji) 
     611      END DO 
     612       
    664613      ! 
    665614      !------------------------------------------------------------------------------| 
     
    670619      DO ji = kideb, kiut 
    671620         ! 
    672          dh_snowice(ji) = MAX(  zzero , ( rhosn * ht_s_b(ji) + (rhoic-rau0) * ht_i_b(ji) ) / ( rhosn+rau0-rhoic )  ) 
    673          zhgnew(ji)     = MAX(  zhgnew(ji) , zhgnew(ji) + dh_snowice(ji)  ) 
    674          zhnnew         = MIN(  ht_s_b(ji) , ht_s_b(ji) - dh_snowice(ji)  ) 
    675  
    676          !  Changes in ice volume and ice mass. 
    677          dvnbq_1d  (ji) =                a_i_b(ji) * ( zhgnew(ji)-ht_i_b(ji) ) 
    678          dmgwi_1d  (ji) = dmgwi_1d(ji) + a_i_b(ji) * ( ht_s_b(ji) - zhnnew ) * rhosn 
    679  
    680          !clem rdm_ice_1d(ji) = rdm_ice_1d(ji) + a_i_b(ji) * ( zhgnew(ji) - ht_i_b(ji) ) * rhoic  
    681          !clem rdm_snw_1d(ji) = rdm_snw_1d(ji) + a_i_b(ji) * ( zhnnew     - ht_s_b(ji) ) * rhosn  
    682  
    683          !        Equivalent salt flux (1) Snow-ice formation component 
    684          !        ----------------------------------------------------- 
    685          ii = MOD( npb(ji) - 1, jpi ) + 1 
    686          ij =    ( npb(ji) - 1 ) / jpi + 1 
    687  
    688          IF( num_sal == 2 ) THEN   ;   zsm_snowice = sss_m(ii,ij) * ( rhoic - rhosn ) / rhoic 
    689          ELSE                      ;   zsm_snowice = sm_i_b(ji)    
    690          ENDIF 
     621         dh_snowice(ji) = MAX(  0._wp , ( rhosn * ht_s_1d(ji) + (rhoic-rau0) * ht_i_1d(ji) ) / ( rhosn+rau0-rhoic )  ) 
     622 
     623         ht_i_1d(ji)    = ht_i_1d(ji) + dh_snowice(ji) 
     624         ht_s_1d(ji)    = ht_s_1d(ji) - dh_snowice(ji) 
     625 
     626         ! Salinity of snow ice 
     627         ii = MOD( npb(ji) - 1, jpi ) + 1 ; ij = ( npb(ji) - 1 ) / jpi + 1 
     628         zs_snic = zswitch_sal * sss_m(ii,ij) * ( rhoic - rhosn ) * r1_rhoic + ( 1. - zswitch_sal ) * sm_i_1d(ji) 
     629 
    691630         ! entrapment during snow ice formation 
    692          ! clem: new salinity difference stored (to be used in limthd_ent.F90) 
    693          IF (  num_sal == 2  ) THEN 
    694             i_ice_switch = MAX( 0._wp , SIGN( 1._wp , zhgnew(ji) - epsi10 ) ) 
     631         ! new salinity difference stored (to be used in limthd_sal.F90) 
     632         IF (  nn_icesal == 2  ) THEN 
     633            rswitch = MAX( 0._wp , SIGN( 1._wp , ht_i_1d(ji) - epsi20 ) ) 
    695634            ! salinity dif due to snow-ice formation 
    696             dsm_i_si_1d(ji) = ( zsm_snowice - sm_i_b(ji) ) * dh_snowice(ji) / MAX( zhgnew(ji), epsi10 ) * i_ice_switch      
     635            dsm_i_si_1d(ji) = ( zs_snic - sm_i_1d(ji) ) * dh_snowice(ji) / MAX( ht_i_1d(ji), epsi20 ) * rswitch      
    697636            ! salinity dif due to bottom growth  
    698             IF (  fc_bo_i(ji) + fbif_1d(ji) + qlbbq_1d(ji)  < 0._wp ) THEN 
    699                dsm_i_se_1d(ji) = ( s_i_new(ji) - sm_i_b(ji) ) * dh_i_bott(ji) / MAX( zhgnew(ji), epsi10 ) * i_ice_switch 
     637            IF (  zf_tt(ji)  < 0._wp ) THEN 
     638               dsm_i_se_1d(ji) = ( s_i_new(ji) - sm_i_1d(ji) ) * dh_i_bott(ji) / MAX( ht_i_1d(ji), epsi20 ) * rswitch 
    700639            ENDIF 
    701640         ENDIF 
    702641 
    703          !  Actualize new snow and ice thickness. 
    704          ht_s_b(ji)  = zhnnew 
    705          ht_i_b(ji)  = zhgnew(ji) 
    706  
    707          ! Total ablation ! new lines added to debug 
    708          IF( ht_i_b(ji) <= 0._wp )   a_i_b(ji) = 0._wp 
    709  
    710          ! diagnostic ( snow ice growth ) 
    711          ii = MOD( npb(ji) - 1, jpi ) + 1 
    712          ij =    ( npb(ji) - 1 ) / jpi + 1 
    713          diag_sni_gr(ii,ij)  = diag_sni_gr(ii,ij) + dh_snowice(ji)*a_i_b(ji) * r1_rdtice 
    714          ! 
    715          ! salt flux 
    716          sfx_thd_1d(ji) = sfx_thd_1d(ji) - zsm_snowice * a_i_b(ji) * dh_snowice(ji) * rhoic * r1_rdtice 
    717          !-------------------------------- 
    718          ! Update mass fluxes (clem) 
    719          !-------------------------------- 
    720          rdm_ice_1d(ji) = rdm_ice_1d(ji) + ( a_i_b(ji) * ht_i_b(ji) - zviold(ji) ) * rhoic  
    721          rdm_snw_1d(ji) = rdm_snw_1d(ji) + ( a_i_b(ji) * ht_s_b(ji) - zvsold(ji) ) * rhosn  
    722  
    723       END DO !ji 
    724       ! 
    725       CALL wrk_dealloc( jpij, zh_i, zh_s, ztfs, zhsold, zqprec, zqfont_su, zqfont_bo, z_f_surf, zhgnew, zfmass_i ) 
    726       CALL wrk_dealloc( jpij, zdh_s_mel, zdh_s_pre, zdh_s_sub, zfdt_init, zfdt_final, zqt_i, zqt_s, zqt_dummy ) 
    727       CALL wrk_dealloc( jpij, zinnermelt, zfbase, zdq_i ) 
    728       CALL wrk_dealloc( jpij, jkmax, zdeltah, zqt_i_lay ) 
    729       ! 
    730       CALL wrk_dealloc( jpij, zviold, zvsold ) ! clem 
     642         ! Contribution to energy flux to the ocean [J/m2], >0 (if sst<0) 
     643         ii = MOD( npb(ji) - 1, jpi ) + 1 ; ij = ( npb(ji) - 1 ) / jpi + 1 
     644         zfmdt          = ( rhosn - rhoic ) * MAX( dh_snowice(ji), 0._wp )    ! <0 
     645         zsstK          = sst_m(ii,ij) + rt0                                 
     646         zEw            = rcp * ( zsstK - rt0 ) 
     647         zQm            = zfmdt * zEw  
     648          
     649         ! Contribution to heat flux 
     650         hfx_thd_1d(ji) = hfx_thd_1d(ji) + zfmdt * a_i_1d(ji) * zEw * r1_rdtice  
     651 
     652         ! Contribution to salt flux 
     653         sfx_sni_1d(ji) = sfx_sni_1d(ji) + sss_m(ii,ij) * a_i_1d(ji) * zfmdt * r1_rdtice  
     654           
     655         ! Contribution to mass flux 
     656         ! All snow is thrown in the ocean, and seawater is taken to replace the volume 
     657         wfx_sni_1d(ji) = wfx_sni_1d(ji) - a_i_1d(ji) * dh_snowice(ji) * rhoic * r1_rdtice 
     658         wfx_snw_1d(ji) = wfx_snw_1d(ji) + a_i_1d(ji) * dh_snowice(ji) * rhosn * r1_rdtice 
     659 
     660         ! update heat content (J.m-2) and layer thickness 
     661         qh_i_old(ji,0) = qh_i_old(ji,0) + dh_snowice(ji) * q_s_1d(ji,1) + zfmdt * zEw 
     662         h_i_old (ji,0) = h_i_old (ji,0) + dh_snowice(ji) 
     663          
     664      END DO 
     665 
     666      ! 
     667      !------------------------------------------- 
     668      ! Update temperature, energy 
     669      !------------------------------------------- 
     670      DO ji = kideb, kiut 
     671         rswitch     =  1.0 - MAX( 0._wp , SIGN( 1._wp , - ht_i_1d(ji) ) )  
     672         t_su_1d(ji) =  rswitch * t_su_1d(ji) + ( 1.0 - rswitch ) * rt0 
     673      END DO 
     674 
     675      DO jk = 1, nlay_s 
     676         DO ji = kideb,kiut 
     677            ! mask enthalpy 
     678            rswitch       = 1._wp - MAX(  0._wp , SIGN( 1._wp, - ht_s_1d(ji) )  ) 
     679            q_s_1d(ji,jk) = rswitch * q_s_1d(ji,jk) 
     680            ! recalculate t_s_1d from q_s_1d 
     681            t_s_1d(ji,jk) = rt0 + rswitch * ( - q_s_1d(ji,jk) / ( rhosn * cpic ) + lfus / cpic ) 
     682         END DO 
     683      END DO 
     684 
     685      ! --- ensure that a_i = 0 where ht_i = 0 --- 
     686      WHERE( ht_i_1d == 0._wp ) a_i_1d = 0._wp 
     687       
     688      CALL wrk_dealloc( jpij, zqprec, zq_su, zq_bo, zf_tt, zq_rema, zsnw ) 
     689      CALL wrk_dealloc( jpij, zdh_s_mel, zdh_s_pre, zdh_s_sub, zqh_i, zqh_s, zq_s ) 
     690      CALL wrk_dealloc( jpij, nlay_i, zdeltah, zh_i ) 
     691      CALL wrk_dealloc( jpij, nlay_i, icount ) 
     692      ! 
    731693      ! 
    732694   END SUBROUTINE lim_thd_dh 
     695 
     696 
     697   !!-------------------------------------------------------------------------- 
     698   !! INTERFACE lim_thd_snwblow 
     699   !! ** Purpose :   Compute distribution of precip over the ice 
     700   !!-------------------------------------------------------------------------- 
     701   SUBROUTINE lim_thd_snwblow_2d( pin, pout ) 
     702      REAL(wp), DIMENSION(:,:), INTENT(in   ) :: pin   ! previous fraction lead ( pfrld or (1. - a_i_b) ) 
     703      REAL(wp), DIMENSION(:,:), INTENT(inout) :: pout 
     704      pout = ( 1._wp - ( pin )**rn_betas ) 
     705   END SUBROUTINE lim_thd_snwblow_2d 
     706 
     707   SUBROUTINE lim_thd_snwblow_1d( pin, pout ) 
     708      REAL(wp), DIMENSION(:), INTENT(in   ) :: pin 
     709      REAL(wp), DIMENSION(:), INTENT(inout) :: pout 
     710      pout = ( 1._wp - ( pin )**rn_betas ) 
     711   END SUBROUTINE lim_thd_snwblow_1d 
     712 
    733713    
    734714#else 
Note: See TracChangeset for help on using the changeset viewer.