source: NEMO/branches/2020/dev_r12563_ASINTER-06_ABL_improvement/tests/VORTEX/MY_SRC/usrdef_istate.F90 @ 13197

Last change on this file since 13197 was 13197, checked in by gsamson, 4 months ago

merge with trunk@r13136 with a more recent svn version; pass all SETTE tests; results identical to trunk@r13136; ticket #2419

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 5.6 KB
Line 
1MODULE usrdef_istate
2   !!======================================================================
3   !!                     ***  MODULE usrdef_istate   ***
4   !!
5   !!                      ===  VORTEX configuration  ===
6   !!
7   !! User defined : set the initial state of a user configuration
8   !!======================================================================
9   !! History :  NEMO ! 2017-11  (J. Chanut) Original code
10   !!----------------------------------------------------------------------
11
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!  usr_def_istate : initial state in Temperature and salinity
14   !!----------------------------------------------------------------------
15   USE par_oce        ! ocean space and time domain
16   USE dom_oce , ONLY : glamt, gphit, glamu, gphiu, glamv, gphiv 
17   USE phycst         ! physical constants
18   !
19   USE in_out_manager ! I/O manager
20   USE lib_mpp        ! MPP library
21   USE lbclnk         ! ocean lateral boundary conditions (or mpp link)
22   !   
23   USE usrdef_nam, ONLY : rn_ppgphi0  ! Reference latitude   
24   
25   IMPLICIT NONE
26   PRIVATE
27
28   PUBLIC   usr_def_istate   ! called by istate.F90
29
30   !! * Substitutions
31#  include "do_loop_substitute.h90"
32   !!----------------------------------------------------------------------
33   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
34   !! $Id$
35   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
36   !!----------------------------------------------------------------------
37CONTAINS
38 
39   SUBROUTINE usr_def_istate( pdept, ptmask, pts, pu, pv, pssh )
40      !!----------------------------------------------------------------------
41      !!                   ***  ROUTINE usr_def_istate  ***
42      !!
43      !! ** Purpose :   Initialization of the dynamics and tracers
44      !!                Here VORTEX configuration
45      !!
46      !! ** Method  :   Set a gaussian anomaly of pressure and associated
47      !!                geostrophic velocities
48      !!----------------------------------------------------------------------
49      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk)     , INTENT(in   ) ::   pdept   ! depth of t-point               [m]
50      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk)     , INTENT(in   ) ::   ptmask  ! t-point ocean mask             [m]
51      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,jpts), INTENT(  out) ::   pts     ! T & S fields      [Celsius ; g/kg]
52      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk)     , INTENT(  out) ::   pu      ! i-component of the velocity  [m/s]
53      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk)     , INTENT(  out) ::   pv      ! j-component of the velocity  [m/s]
54      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj)         , INTENT(  out) ::   pssh    ! sea-surface height
55      !
56      INTEGER  :: ji, jj, jk  ! dummy loop indices
57      REAL(wp) :: zx, zy, zP0, zumax, zlambda, zn2, zf0, zH, zrho1, za, zf
58      REAL(wp) :: zdt, zdu, zdv
59      !!----------------------------------------------------------------------
60      !
61      IF(lwp) WRITE(numout,*)
62      IF(lwp) WRITE(numout,*) 'usr_def_istate : VORTEX configuration, analytical definition of initial state'
63      IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~~~   '
64      !
65      !
66      !
67      zf0   = 2._wp * omega * SIN( rad * rn_ppgphi0 )
68      zumax = 1._wp * SIGN(1._wp, zf0) ! Here Anticyclonic: set zumax=-1 for cyclonic
69      zlambda = SQRT(2._wp)*60.e3      ! Horizontal scale in meters
70      zn2 = 3.e-3**2
71      zH = 0.5_wp * 5000._wp
72      !
73      zP0 = rho0 * zf0 * zumax * zlambda * SQRT(EXP(1._wp)/2._wp)
74      !
75      ! Sea level:
76      za = -zP0 * (1._wp-EXP(-zH)) / (grav*(zH-1._wp + EXP(-zH)))
77      DO_2D_11_11
78         zx = glamt(ji,jj) * 1.e3
79         zy = gphit(ji,jj) * 1.e3
80         zrho1 = rho0 + za * EXP(-(zx**2+zy**2)/zlambda**2)
81         pssh(ji,jj) = zP0 * EXP(-(zx**2+zy**2)/zlambda**2)/(zrho1*grav) * ptmask(ji,jj,1)
82      END_2D
83      !
84      ! temperature:         
85      DO_2D_11_11
86         zx = glamt(ji,jj) * 1.e3
87         zy = gphit(ji,jj) * 1.e3
88         DO jk=1,jpk
89            zdt =  pdept(ji,jj,jk) 
90            zrho1 = rho0 * (1._wp + zn2*zdt/grav)
91            IF (zdt < zH) THEN
92               zrho1 = zrho1 - zP0 * (1._wp-EXP(zdt-zH)) &
93                  & * EXP(-(zx**2+zy**2)/zlambda**2) / (grav*(zH -1._wp + EXP(-zH)));
94            ENDIF
95            pts(ji,jj,jk,jp_tem) = (20._wp + (rho0-zrho1) / 0.28_wp) * ptmask(ji,jj,jk)
96         END DO
97      END_2D
98      !
99      ! salinity: 
100      pts(:,:,:,jp_sal) = 35._wp 
101      !
102      ! velocities:
103      za = 2._wp * zP0 / (zf0 * rho0 * zlambda**2)
104      DO_2D_00_00
105         zx = glamu(ji,jj) * 1.e3
106         zy = gphiu(ji,jj) * 1.e3
107         DO jk=1, jpk
108            zdu = 0.5_wp * (pdept(ji  ,jj,jk) + pdept(ji+1,jj,jk))
109            IF (zdu < zH) THEN
110               zf = (zH-1._wp-zdu+EXP(zdu-zH)) / (zH-1._wp+EXP(-zH))
111               pu(ji,jj,jk) = (za * zf * zy * EXP(-(zx**2+zy**2)/zlambda**2)) * ptmask(ji,jj,jk) * ptmask(ji+1,jj,jk)
112            ELSE
113               pu(ji,jj,jk) = 0._wp
114            ENDIF
115         END DO
116      END_2D
117      !
118      DO_2D_00_00
119         zx = glamv(ji,jj) * 1.e3
120         zy = gphiv(ji,jj) * 1.e3
121         DO jk=1, jpk
122            zdv = 0.5_wp * (pdept(ji  ,jj,jk) + pdept(ji,jj+1,jk))
123            IF (zdv < zH) THEN
124               zf = (zH-1._wp-zdv+EXP(zdv-zH)) / (zH-1._wp+EXP(-zH))
125               pv(ji,jj,jk) = -(za * zf * zx * EXP(-(zx**2+zy**2)/zlambda**2)) * ptmask(ji,jj,jk) * ptmask(ji,jj+1,jk)
126            ELSE
127               pv(ji,jj,jk) = 0._wp
128            ENDIF
129         END DO
130      END_2D
131      !
132      CALL lbc_lnk_multi( 'usrdef_istate', pu, 'U', -1., pv, 'V', -1. )
133      !   
134   END SUBROUTINE usr_def_istate
135
136   !!======================================================================
137END MODULE usrdef_istate
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.