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isf.F90 in NEMO/branches/2019/ENHANCE-02_ISF_nemo/src/OCE/ISF – NEMO

source: NEMO/branches/2019/ENHANCE-02_ISF_nemo/src/OCE/ISF/isf.F90 @ 11521

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ENHANCE-02_ISF: fix issue with ice sheet coupling and conservation + other minor changes (ticket #2142)
File size: 11.4 KB
Line 
1MODULE isf
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  sbcisf  ***
4   !! Surface module :  compute iceshelf melt and heat flux
5   !!======================================================================
6   !! History :  3.2  !  2011-02  (C.Harris  ) Original code isf cav
7   !!            X.X  !  2006-02  (C. Wang   ) Original code bg03
8   !!            3.4  !  2013-03  (P. Mathiot) Merging + parametrization
9   !!            4.1  !  2019-09  (P. Mathiot) Split param/explicit ice shelf and re-organisation
10   !!----------------------------------------------------------------------
11
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!   isf          : define and allocate ice shelf variables
14   !!----------------------------------------------------------------------
15
16   USE in_out_manager ! I/O manager
17   USE lib_mpp        ! MPP library
18   USE fldread        ! read input fields
19
20   IMPLICIT NONE
21
22   PRIVATE
23
24   PUBLIC   isf_alloc, isf_alloc_par, isf_alloc_cav, isf_alloc_cpl
25   !
26   !-------------------------------------------------------
27   ! 0 :              namelist parameter
28   !-------------------------------------------------------
29   !
30   ! 0.1 -------- ice shelf cavity parameter --------------
31   CHARACTER(LEN=256), PUBLIC :: cn_isfdir
32   LOGICAL           , PUBLIC :: ln_isf
33   !
34   ! 0.2 -------- ice shelf cavity opened namelist parameter -------------
35   LOGICAL           , PUBLIC :: ln_isfcav_mlt   !: logical for the use of ice shelf parametrisation
36   REAL(wp)          , PUBLIC :: rn_gammat0      !: temperature exchange coeficient    []
37   REAL(wp)          , PUBLIC :: rn_gammas0      !: salinity    exchange coeficient    []
38   REAL(wp)          , PUBLIC :: rn_htbl         !: Losch top boundary layer thickness [m]
39   CHARACTER(LEN=256), PUBLIC :: cn_gammablk     !: gamma formulation
40   CHARACTER(LEN=256), PUBLIC :: cn_isfcav_mlt   !: melt formulation (cavity/param)
41   CHARACTER(LEN=256), PUBLIC :: cn_isfload      !: ice shelf load computation method
42   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC :: sn_isfcav_fwf   !: information about the isf melting file to be read
43   !
44   ! 0.3 -------- ice shelf cavity parametrised namelist parameter -------------
45   LOGICAL           , PUBLIC :: ln_isfpar_mlt   !: logical for the computation of melt inside the cavity
46   CHARACTER(LEN=256), PUBLIC :: cn_isfpar_mlt   !: melt formulation (cavity/param)
47   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC :: sn_isfpar_fwf   !: information about the isf melting file to be read
48   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC :: sn_isfpar_zmax  !: information about the grounding line depth file to be read
49   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC :: sn_isfpar_zmin  !: information about the calving   line depth file to be read
50   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC :: sn_isfpar_Leff  !: information about the effective length     file to be read
51   !
52   ! 0.4 -------- coupling namelist parameter -------------
53   LOGICAL, PUBLIC :: ln_isfcpl      !:
54   LOGICAL, PUBLIC :: ln_isfcpl_cons !:
55   INTEGER, PUBLIC :: nn_drown       !:
56   !
57   !-------------------------------------------------------
58   ! 1 :              ice shelf parameter
59   !-------------------------------------------------------
60   !
61   REAL(wp), PARAMETER, PUBLIC :: rLfusisf = 0.334e6_wp    !: latent heat of fusion of ice shelf     [J/kg]
62   REAL(wp), PARAMETER, PUBLIC :: rcpisf = 2000.0_wp       !: specific heat of ice shelf             [J/kg/K]
63   REAL(wp), PARAMETER, PUBLIC :: rkappa = 1.54e-6_wp      !: heat diffusivity through the ice-shelf [m2/s]
64   REAL(wp), PARAMETER, PUBLIC :: rhoisf = 920.0_wp        !: volumic mass of ice shelf              [kg/m3]
65   REAL(wp), PARAMETER, PUBLIC :: rtsurf = -20.0           !: surface temperature                    [C]
66   !
67   !-------------------------------------------------------
68   ! 2 :              ice shelf global variables
69   !-------------------------------------------------------
70   !
71   ! 0.1 -------- ice shelf cavity parameter --------------
72   LOGICAL , PUBLIC            :: l_isfoasis
73   REAL(wp), PUBLIC            :: r1_Lfusisf               !: 1/rLfusisf
74   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)    ::   risfload                    !: ice shelf load
75   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)    ::   fwfisf_oasis
76   !
77   ! 0.2 -------- ice shelf cavity melt namelist parameter -------------
78   INTEGER  , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: mskisf_cav                    !:
79   INTEGER  , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: misfkt_cav   , misfkb_cav     !:
80   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: rhisf_tbl_cav, rfrac_tbl_cav  !:
81   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: fwfisf_cav   , fwfisf_cav_b   !: before and now net fwf from the ice shelf        [kg/m2/s]
82   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: risf_cav_tsc , risf_cav_tsc_b !: before and now T & S isf contents [K.m/s & PSU.m/s] 
83   TYPE(FLD), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)     :: sf_isfcav_fwf                 !:
84   !
85   REAL(wp) , PUBLIC                                      :: risf_lamb1, risf_lamb2, risf_lamb3  ! freezing point linearization coeficient
86   !
87   ! 0.3 -------- ice shelf param. melt namelist parameter -------------
88   INTEGER  , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: mskisf_par                    !:
89   INTEGER  , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: misfkt_par   , misfkb_par     !:
90   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: rhisf_tbl_par, rfrac_tbl_par  !:
91   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: fwfisf_par   , fwfisf_par_b   !: before and now net fwf from the ice shelf        [kg/m2/s]
92   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) :: risf_par_tsc , risf_par_tsc_b !: before and now T & S isf contents [K.m/s & PSU.m/s] 
93   TYPE(FLD), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)     :: sf_isfpar_fwf                 !:
94   !
95   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: rhisf0_tbl_par                !: thickness of tbl (initial value)  [m]
96   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: risfLeff                      !:
97   !
98   ! 0.4 -------- coupling namelist parameter -------------
99   LOGICAL , PUBLIC                                        :: ll_isfcpl      !:
100   LOGICAL , PUBLIC                                        :: ll_isfcpl_cons !:
101   INTEGER , PUBLIC                                        ::   nstp_iscpl   !:
102   REAL(wp), PUBLIC                                        ::   rdt_iscpl    !:
103   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::   risfcpl_cons_ssh, risfcpl_cons_ssh_b               !:
104   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::   risfcpl_vol, risfcpl_cons_vol, risfcpl_cons_vol_b  !:
105   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:) ::   risfcpl_tsc, risfcpl_cons_tsc, risfcpl_cons_tsc_b  !:
106   !
107   !!----------------------------------------------------------------------
108   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
109   !! $Id: sbcisf.F90 10536 2019-01-16 19:21:09Z mathiot $
110   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
111   !!----------------------------------------------------------------------
112CONTAINS
113
114   SUBROUTINE isf_alloc_par()
115      !!---------------------------------------------------------------------
116      !!                  ***  ROUTINE isf_alloc_par  ***
117      !!
118      !! ** Purpose :
119      !!
120      !! ** Method  :
121      !!
122      !!----------------------------------------------------------------------
123      INTEGER :: ierr, ialloc
124      !!----------------------------------------------------------------------
125      ierr = 0       ! set to zero if no array to be allocated
126      !
127      ALLOCATE(risfLeff(jpi,jpj), STAT=ialloc)
128      ierr = ierr + ialloc
129      !
130      ALLOCATE(misfkt_par(jpi,jpj), misfkb_par(jpi,jpj), STAT=ialloc )
131      ierr = ierr + ialloc
132      !
133      ALLOCATE( rfrac_tbl_par(jpi,jpj), STAT=ialloc)
134      ierr = ierr + ialloc
135      !
136      ALLOCATE( rhisf_tbl_par(jpi,jpj), rhisf0_tbl_par(jpi,jpj), STAT=ialloc)
137      ierr = ierr + ialloc
138      !
139      ALLOCATE( mskisf_par(jpi,jpj), STAT=ialloc)
140      ierr = ierr + ialloc
141      !
142      CALL mpp_sum ( 'isf', ierr )
143      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'isf: failed to allocate arrays.' )
144      !
145   END SUBROUTINE isf_alloc_par
146
147   SUBROUTINE isf_alloc_cav()
148      !!---------------------------------------------------------------------
149      !!                  ***  ROUTINE isf_alloc_cav  ***
150      !!
151      !! ** Purpose :
152      !!
153      !! ** Method  :
154      !!
155      !!----------------------------------------------------------------------
156      INTEGER :: ierr, ialloc
157      !!----------------------------------------------------------------------
158      ierr = 0       ! set to zero if no array to be allocated
159      !
160      ALLOCATE(misfkt_cav(jpi,jpj), misfkb_cav(jpi,jpj), STAT=ialloc )
161      ierr = ierr + ialloc
162      !
163      ALLOCATE( rfrac_tbl_cav(jpi,jpj), STAT=ialloc)
164      ierr = ierr + ialloc
165      !
166      ALLOCATE( rhisf_tbl_cav(jpi,jpj), STAT=ialloc)
167      ierr = ierr + ialloc
168      !
169      CALL mpp_sum ( 'isf', ierr )
170      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'isf: failed to allocate arrays.' )
171      !
172   END SUBROUTINE isf_alloc_cav
173
174   SUBROUTINE isf_alloc_cpl()
175      !!---------------------------------------------------------------------
176      !!                  ***  ROUTINE isf_alloc_cpl  ***
177      !!
178      !! ** Purpose :
179      !!
180      !! ** Method  :
181      !!
182      !!----------------------------------------------------------------------
183      INTEGER :: ierr, ialloc
184      !!----------------------------------------------------------------------
185      ierr = 0
186      !
187      ALLOCATE( risfcpl_tsc(jpi,jpj,jpk,jpts)      , risfcpl_vol(jpi,jpj,jpk)      ,             &
188         &      risfcpl_cons_tsc(jpi,jpj,jpk,jpts) , risfcpl_cons_vol(jpi,jpj,jpk) ,             &
189         &      risfcpl_cons_tsc_b(jpi,jpj,jpk,jpts) , risfcpl_cons_vol_b(jpi,jpj,jpk),          &
190                risfcpl_cons_ssh_b(jpi,jpj), risfcpl_cons_ssh(jpi,jpj), STAT=ialloc )
191      ierr = ierr + ialloc
192      !
193      CALL mpp_sum ( 'isf', ierr )
194      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_warn('STOP','isfcpl: failed to allocate arrays.')
195      !
196   END SUBROUTINE isf_alloc_cpl
197
198   SUBROUTINE isf_alloc()
199      !!---------------------------------------------------------------------
200      !!                  ***  ROUTINE isf_alloc  ***
201      !!
202      !! ** Purpose :
203      !!
204      !! ** Method  :
205      !!
206      !!----------------------------------------------------------------------
207      INTEGER :: ierr, ialloc
208      !!----------------------------------------------------------------------
209      !
210      ierr = 0       ! set to zero if no array to be allocated
211      !
212      ALLOCATE(fwfisf_par(jpi,jpj)  , fwfisf_par_b(jpi,jpj), &
213         &     fwfisf_cav(jpi,jpj)  , fwfisf_cav_b(jpi,jpj), &
214         &     fwfisf_oasis(jpi,jpj),            STAT=ialloc )
215      ierr = ierr + ialloc
216      !
217      ALLOCATE(risf_par_tsc(jpi,jpj,jpts), risf_par_tsc_b(jpi,jpj,jpts), STAT=ialloc )
218      ierr = ierr + ialloc
219      !
220      ALLOCATE(risf_cav_tsc(jpi,jpj,jpts), risf_cav_tsc_b(jpi,jpj,jpts), STAT=ialloc )
221      ierr = ierr + ialloc
222      !
223      ALLOCATE(risfload(jpi,jpj), STAT=ialloc)
224      ierr = ierr + ialloc
225      !
226      ALLOCATE( mskisf_cav(jpi,jpj), STAT=ialloc)
227      ierr = ierr + ialloc
228      !
229      CALL mpp_sum ( 'isf', ierr )
230      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'isf: failed to allocate arrays.' )
231
232   END SUBROUTINE isf_alloc
233
234END MODULE isf
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.