source: NEMO/branches/2020/dev_r12512_HPC-04_mcastril_Mixed_Precision_implementation/src/OCE/ISF/isf_oce.F90 @ 13257

Last change on this file since 13257 was 12077, checked in by mathiot, 12 months ago

include ENHANCE-02_ISF_nemo in UKMO merge branch

File size: 12.8 KB
Line 
1MODULE isf_oce
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 par_oce       , ONLY: jpi, jpj, jpk
17   USE in_out_manager, ONLY: wp, jpts ! I/O manager
18   USE lib_mpp       , ONLY: ctl_stop, mpp_sum      ! MPP library
19   USE fldread        ! read input fields
20
21   IMPLICIT NONE
22
23   PRIVATE
24
25   PUBLIC   isf_alloc, isf_alloc_par, isf_alloc_cav, isf_alloc_cpl, isf_dealloc_cpl
26   !
27   !-------------------------------------------------------
28   ! 0 :              namelist parameter
29   !-------------------------------------------------------
30   !
31   ! 0.1 -------- ice shelf cavity parameter --------------
32   CHARACTER(LEN=256), PUBLIC :: cn_isfdir
33   LOGICAL           , PUBLIC :: ln_isf
34   LOGICAL           , PUBLIC :: ln_isfdebug
35   !
36   ! 0.2 -------- ice shelf cavity opened namelist parameter -------------
37   LOGICAL           , PUBLIC :: ln_isfcav_mlt   !: logical for the use of ice shelf parametrisation
38   REAL(wp)          , PUBLIC :: rn_gammat0      !: temperature exchange coeficient    []
39   REAL(wp)          , PUBLIC :: rn_gammas0      !: salinity    exchange coeficient    []
40   REAL(wp)          , PUBLIC :: rn_htbl         !: Losch top boundary layer thickness [m]
41   REAL(wp)          , PUBLIC :: rn_isfload_T    !:
42   REAL(wp)          , PUBLIC :: rn_isfload_S    !:
43   CHARACTER(LEN=256), PUBLIC :: cn_gammablk     !: gamma formulation
44   CHARACTER(LEN=256), PUBLIC :: cn_isfcav_mlt   !: melt formulation (cavity/param)
45   CHARACTER(LEN=256), PUBLIC :: cn_isfload      !: ice shelf load computation method
46   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC :: sn_isfcav_fwf   !: information about the isf melting file to be read
47   !
48   ! 0.3 -------- ice shelf cavity parametrised namelist parameter -------------
49   LOGICAL           , PUBLIC :: ln_isfpar_mlt   !: logical for the computation of melt inside the cavity
50   CHARACTER(LEN=256), PUBLIC :: cn_isfpar_mlt   !: melt formulation (cavity/param)
51   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC :: sn_isfpar_fwf   !: information about the isf melting file to be read
52   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC :: sn_isfpar_zmax  !: information about the grounding line depth file to be read
53   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC :: sn_isfpar_zmin  !: information about the calving   line depth file to be read
54   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC :: sn_isfpar_Leff  !: information about the effective length     file to be read
55   !
56   ! 0.4 -------- coupling namelist parameter -------------
57   LOGICAL, PUBLIC :: ln_isfcpl      !:
58   LOGICAL, PUBLIC :: ln_isfcpl_cons !:
59   INTEGER, PUBLIC :: nn_drown       !:
60   !
61   !-------------------------------------------------------
62   ! 1 :              ice shelf parameter
63   !-------------------------------------------------------
64   !
65   REAL(wp), PARAMETER, PUBLIC :: rLfusisf = 0.334e6_wp    !: latent heat of fusion of ice shelf     [J/kg]
66   REAL(wp), PARAMETER, PUBLIC :: rcpisf = 2000.0_wp       !: specific heat of ice shelf             [J/kg/K]
67   REAL(wp), PARAMETER, PUBLIC :: rkappa = 1.54e-6_wp      !: heat diffusivity through the ice-shelf [m2/s]
68   REAL(wp), PARAMETER, PUBLIC :: rhoisf = 920.0_wp        !: volumic mass of ice shelf              [kg/m3]
69   REAL(wp), PARAMETER, PUBLIC :: rtsurf = -20.0           !: surface temperature                    [C]
70   !
71   !-------------------------------------------------------
72   ! 2 :              ice shelf global variables
73   !-------------------------------------------------------
74   !
75   ! 2.1 -------- ice shelf cavity parameter --------------
76   LOGICAL , PUBLIC            :: l_isfoasis
77   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)    ::   risfload                    !: ice shelf load
78   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)    ::   fwfisf_oasis
79   !
80   ! 2.2 -------- ice shelf cavity melt namelist parameter -------------
81   INTEGER  , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: mskisf_cav                    !:
82   INTEGER  , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: misfkt_cav   , misfkb_cav     !:
83   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: rhisf_tbl_cav, rfrac_tbl_cav  !:
84   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: fwfisf_cav   , fwfisf_cav_b   !: before and now net fwf from the ice shelf        [kg/m2/s]
85   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] 
86   TYPE(FLD), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)     :: sf_isfcav_fwf                 !:
87   !
88   REAL(wp) , PUBLIC                                      :: risf_lamb1, risf_lamb2, risf_lamb3  ! freezing point linearization coeficient
89   !
90   ! 2.3 -------- ice shelf param. melt namelist parameter -------------
91   INTEGER  , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: mskisf_par                    !:
92   INTEGER  , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: misfkt_par   , misfkb_par     !:
93   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: rhisf_tbl_par, rfrac_tbl_par  !:
94   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: fwfisf_par   , fwfisf_par_b   !: before and now net fwf from the ice shelf        [kg/m2/s]
95   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] 
96   TYPE(FLD), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)     :: sf_isfpar_fwf                 !:
97   !
98   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: rhisf0_tbl_par                !: thickness of tbl (initial value)  [m]
99   REAL(wp) , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   :: risfLeff                      !:
100   !
101   ! 2.4 -------- coupling namelist parameter -------------
102   INTEGER , PUBLIC                                        ::   nstp_iscpl   !:
103   REAL(wp), PUBLIC                                        ::   rdt_iscpl    !:
104   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)     ::   risfcpl_ssh, risfcpl_cons_ssh, risfcpl_cons_ssh_b               !:
105   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:)   ::   risfcpl_vol, risfcpl_cons_vol, risfcpl_cons_vol_b  !:
106   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:,:) ::   risfcpl_tsc, risfcpl_cons_tsc, risfcpl_cons_tsc_b  !:
107   !
108   !!----------------------------------------------------------------------
109   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
110   !! $Id: sbcisf.F90 10536 2019-01-16 19:21:09Z mathiot $
111   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
112   !!----------------------------------------------------------------------
113CONTAINS
114
115   SUBROUTINE isf_alloc_par()
116      !!---------------------------------------------------------------------
117      !!                  ***  ROUTINE isf_alloc_par  ***
118      !!
119      !! ** Purpose :
120      !!
121      !! ** Method  :
122      !!
123      !!----------------------------------------------------------------------
124      INTEGER :: ierr, ialloc
125      !!----------------------------------------------------------------------
126      ierr = 0       ! set to zero if no array to be allocated
127      !
128      ALLOCATE(risfLeff(jpi,jpj), STAT=ialloc)
129      ierr = ierr + ialloc
130      !
131      ALLOCATE(misfkt_par(jpi,jpj), misfkb_par(jpi,jpj), STAT=ialloc )
132      ierr = ierr + ialloc
133      !
134      ALLOCATE( rfrac_tbl_par(jpi,jpj), STAT=ialloc)
135      ierr = ierr + ialloc
136      !
137      ALLOCATE( rhisf_tbl_par(jpi,jpj), rhisf0_tbl_par(jpi,jpj), STAT=ialloc)
138      ierr = ierr + ialloc
139      !
140      ALLOCATE( mskisf_par(jpi,jpj), STAT=ialloc)
141      ierr = ierr + ialloc
142      !
143      CALL mpp_sum ( 'isf', ierr )
144      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'isf: failed to allocate arrays.' )
145      !
146   END SUBROUTINE isf_alloc_par
147
148   SUBROUTINE isf_alloc_cav()
149      !!---------------------------------------------------------------------
150      !!                  ***  ROUTINE isf_alloc_cav  ***
151      !!
152      !! ** Purpose :
153      !!
154      !! ** Method  :
155      !!
156      !!----------------------------------------------------------------------
157      INTEGER :: ierr, ialloc
158      !!----------------------------------------------------------------------
159      ierr = 0       ! set to zero if no array to be allocated
160      !
161      ALLOCATE(misfkt_cav(jpi,jpj), misfkb_cav(jpi,jpj), STAT=ialloc )
162      ierr = ierr + ialloc
163      !
164      ALLOCATE( rfrac_tbl_cav(jpi,jpj), STAT=ialloc)
165      ierr = ierr + ialloc
166      !
167      ALLOCATE( rhisf_tbl_cav(jpi,jpj), STAT=ialloc)
168      ierr = ierr + ialloc
169      !
170      CALL mpp_sum ( 'isf', ierr )
171      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'isf: failed to allocate arrays.' )
172      !
173   END SUBROUTINE isf_alloc_cav
174
175   SUBROUTINE isf_alloc_cpl()
176      !!---------------------------------------------------------------------
177      !!                  ***  ROUTINE isf_alloc_cpl  ***
178      !!
179      !! ** Purpose : allocate array use for the ice sheet coupling
180      !!
181      !!----------------------------------------------------------------------
182      INTEGER :: ierr, ialloc
183      !!----------------------------------------------------------------------
184      ierr = 0
185      !
186      ALLOCATE( risfcpl_ssh(jpi,jpj), risfcpl_tsc(jpi,jpj,jpk,jpts), risfcpl_vol(jpi,jpj,jpk), STAT=ialloc )
187      ierr = ierr + ialloc
188      !
189      risfcpl_tsc(:,:,:,:) = 0.0 ; risfcpl_vol(:,:,:) = 0.0 ; risfcpl_ssh(:,:) = 0.0
190
191      IF ( ln_isfcpl_cons) THEN
192         ALLOCATE( risfcpl_cons_tsc(jpi,jpj,jpk,jpts) , risfcpl_cons_vol(jpi,jpj,jpk) ,risfcpl_cons_ssh(jpi,jpj), STAT=ialloc )
193         ierr = ierr + ialloc
194         !
195         risfcpl_cons_tsc(:,:,:,:) = 0.0 ; risfcpl_cons_vol(:,:,:) = 0.0 ; risfcpl_cons_ssh(:,:) = 0.0
196         !
197      END IF
198      !
199      CALL mpp_sum ( 'isf', ierr )
200      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop('STOP','isfcpl: failed to allocate arrays.')
201      !
202   END SUBROUTINE isf_alloc_cpl
203
204   SUBROUTINE isf_dealloc_cpl()
205      !!---------------------------------------------------------------------
206      !!                  ***  ROUTINE isf_dealloc_cpl  ***
207      !!
208      !! ** Purpose : de-allocate useless public 3d array used for ice sheet coupling
209      !!
210      !!----------------------------------------------------------------------
211      INTEGER :: ierr, ialloc
212      !!----------------------------------------------------------------------
213      ierr = 0
214      !
215      DEALLOCATE( risfcpl_ssh, risfcpl_tsc, risfcpl_vol, STAT=ialloc )
216      ierr = ierr + ialloc
217      !
218      CALL mpp_sum ( 'isf', ierr )
219      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop('STOP','isfcpl: failed to deallocate arrays.')
220      !
221   END SUBROUTINE isf_dealloc_cpl
222
223   SUBROUTINE isf_alloc()
224      !!---------------------------------------------------------------------
225      !!                  ***  ROUTINE isf_alloc  ***
226      !!
227      !! ** Purpose : allocate array used for the ice shelf cavity (cav and par)
228      !!
229      !!----------------------------------------------------------------------
230      INTEGER :: ierr, ialloc
231      !!----------------------------------------------------------------------
232      !
233      ierr = 0       ! set to zero if no array to be allocated
234      !
235      ALLOCATE(fwfisf_par(jpi,jpj)  , fwfisf_par_b(jpi,jpj), &
236         &     fwfisf_cav(jpi,jpj)  , fwfisf_cav_b(jpi,jpj), &
237         &     fwfisf_oasis(jpi,jpj),            STAT=ialloc )
238      ierr = ierr + ialloc
239      !
240      ALLOCATE(risf_par_tsc(jpi,jpj,jpts), risf_par_tsc_b(jpi,jpj,jpts), STAT=ialloc )
241      ierr = ierr + ialloc
242      !
243      ALLOCATE(risf_cav_tsc(jpi,jpj,jpts), risf_cav_tsc_b(jpi,jpj,jpts), STAT=ialloc )
244      ierr = ierr + ialloc
245      !
246      ALLOCATE(risfload(jpi,jpj), STAT=ialloc)
247      ierr = ierr + ialloc
248      !
249      ALLOCATE( mskisf_cav(jpi,jpj), STAT=ialloc)
250      ierr = ierr + ialloc
251      !
252      CALL mpp_sum ( 'isf', ierr )
253      IF( ierr /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'isf: failed to allocate arrays.' )
254      !
255      ! initalisation of fwf and tsc array to 0
256      risfload(:,:)       = 0.0_wp
257      fwfisf_oasis(:,:)   = 0.0_wp
258      fwfisf_par(:,:)     = 0.0_wp    ; fwfisf_par_b(:,:)     = 0.0_wp
259      fwfisf_cav(:,:)     = 0.0_wp    ; fwfisf_cav_b(:,:)     = 0.0_wp
260      risf_cav_tsc(:,:,:) = 0.0_wp    ; risf_cav_tsc_b(:,:,:) = 0.0_wp
261      risf_par_tsc(:,:,:) = 0.0_wp    ; risf_par_tsc_b(:,:,:) = 0.0_wp
262      !
263
264   END SUBROUTINE isf_alloc
265
266END MODULE isf_oce
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.