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.
iceistate.F90 in NEMO/branches/UKMO/NEMO_4.0.1_fix_cpl_v2/src/ICE – NEMO

source: NEMO/branches/UKMO/NEMO_4.0.1_fix_cpl_v2/src/ICE/iceistate.F90 @ 12937

Last change on this file since 12937 was 12937, checked in by dancopsey, 3 years ago

Merge in Clem's branch. It was originally here:

svn+ssh://forge.ipsl.jussieu.fr/ipsl/forge/projets/nemo/svn/NEMO/branches/UKMO/NEMO_4.0.1_dan_test_clems_branch

File size: 28.6 KB
Line 
1MODULE iceistate
2   !!======================================================================
3   !!                     ***  MODULE  iceistate  ***
4   !!   sea-ice : Initialization of ice variables
5   !!======================================================================
6   !! History :  2.0  !  2004-01  (C. Ethe, G. Madec) Original code
7   !!            3.0  !  2007     (M. Vancoppenolle)  Rewrite for ice cats
8   !!            4.0  !  2018     (many people)       SI3 [aka Sea Ice cube]
9   !!----------------------------------------------------------------------
10#if defined key_si3
11   !!----------------------------------------------------------------------
12   !!   'key_si3'                                       SI3 sea-ice model
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   !!   ice_istate       :  initialization of diagnostics ice variables
15   !!   ice_istate_init  :  initialization of ice state and namelist read
16   !!----------------------------------------------------------------------
17   USE phycst         ! physical constant
18   USE oce            ! dynamics and tracers variables
19   USE dom_oce        ! ocean domain
20   USE sbc_oce , ONLY : sst_m, sss_m, ln_ice_embd 
21   USE sbc_ice , ONLY : tn_ice, snwice_mass, snwice_mass_b
22   USE eosbn2         ! equation of state
23   USE domvvl         ! Variable volume
24   USE ice            ! sea-ice: variables
25   USE ice1D          ! sea-ice: thermodynamics variables
26   USE icetab         ! sea-ice: 1D <==> 2D transformation
27   USE icevar         ! sea-ice: operations
28   !
29   USE in_out_manager ! I/O manager
30   USE iom            ! I/O manager library
31   USE lib_mpp        ! MPP library
32   USE lib_fortran    ! fortran utilities (glob_sum + no signed zero)
33   USE fldread        ! read input fields
34
35   IMPLICIT NONE
36   PRIVATE
37
38   PUBLIC   ice_istate        ! called by icestp.F90
39   PUBLIC   ice_istate_init   ! called by icestp.F90
40   !
41   !                             !! ** namelist (namini) **
42   LOGICAL, PUBLIC  ::   ln_iceini        !: Ice initialization or not
43   INTEGER, PUBLIC  ::   nn_iceini_file   !: Ice initialization:
44                                  !        0 = Initialise sea ice based on SSTs
45                                  !        1 = Initialise sea ice from single category netcdf file
46                                  !        2 = Initialise sea ice from multi category restart file
47   REAL(wp) ::   rn_thres_sst
48   REAL(wp) ::   rn_hti_ini_n, rn_hts_ini_n, rn_ati_ini_n, rn_smi_ini_n, rn_tmi_ini_n, rn_tsu_ini_n, rn_tms_ini_n
49   REAL(wp) ::   rn_hti_ini_s, rn_hts_ini_s, rn_ati_ini_s, rn_smi_ini_s, rn_tmi_ini_s, rn_tsu_ini_s, rn_tms_ini_s
50   REAL(wp) ::   rn_apd_ini_n, rn_hpd_ini_n, rn_hld_ini_n
51   REAL(wp) ::   rn_apd_ini_s, rn_hpd_ini_s, rn_hld_ini_s
52   !
53   !                              ! if nn_iceini_file = 1
54   INTEGER , PARAMETER ::   jpfldi = 10          ! maximum number of files to read
55   INTEGER , PARAMETER ::   jp_hti = 1           ! index of ice thickness    (m)
56   INTEGER , PARAMETER ::   jp_hts = 2           ! index of snw thickness    (m)
57   INTEGER , PARAMETER ::   jp_ati = 3           ! index of ice fraction     (-)
58   INTEGER , PARAMETER ::   jp_smi = 4           ! index of ice salinity     (g/kg)
59   INTEGER , PARAMETER ::   jp_tmi = 5           ! index of ice temperature  (K)
60   INTEGER , PARAMETER ::   jp_tsu = 6           ! index of ice surface temp (K)
61   INTEGER , PARAMETER ::   jp_tms = 7           ! index of snw temperature  (K)
62   INTEGER , PARAMETER ::   jp_apd = 8           ! index of pnd fraction     (-)
63   INTEGER , PARAMETER ::   jp_hpd = 9           ! index of pnd depth        (m)
64   INTEGER , PARAMETER ::   jp_hld = 10          ! index of pnd lid depth    (m)
65   TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   si  ! structure of input fields (file informations, fields read)
66   !   
67   !!----------------------------------------------------------------------
68   !! NEMO/ICE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
69   !! $Id$
70   !! Software governed by the CeCILL licence (modipsl/doc/NEMO_CeCILL.txt)
71   !!----------------------------------------------------------------------
72CONTAINS
73
74   SUBROUTINE ice_istate( kt )
75      !!-------------------------------------------------------------------
76      !!                    ***  ROUTINE ice_istate  ***
77      !!
78      !! ** Purpose :   defined the sea-ice initial state
79      !!
80      !! ** Method  :   This routine will put some ice where ocean
81      !!                is at the freezing point, then fill in ice
82      !!                state variables using prescribed initial
83      !!                values in the namelist           
84      !!
85      !! ** Steps   :   1) Set initial surface and basal temperatures
86      !!                2) Recompute or read sea ice state variables
87      !!                3) Fill in the ice thickness distribution using gaussian
88      !!                4) Fill in space-dependent arrays for state variables
89      !!                5) snow-ice mass computation
90      !!                6) store before fields
91      !!
92      !! ** Notes   : o_i, t_su, t_s, t_i, sz_i must be filled everywhere, even
93      !!              where there is no ice
94      !!--------------------------------------------------------------------
95      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! time step
96      !!
97      INTEGER  ::   ji, jj, jk, jl         ! dummy loop indices
98      REAL(wp) ::   ztmelts
99      INTEGER , DIMENSION(4)           ::   itest
100      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj)     ::   z2d
101      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj)     ::   zswitch    ! ice indicator
102      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj)     ::   zht_i_ini, zat_i_ini, ztm_s_ini            !data from namelist or nc file
103      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj)     ::   zt_su_ini, zht_s_ini, zsm_i_ini, ztm_i_ini !data from namelist or nc file
104      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj)     ::   zapnd_ini, zhpnd_ini, zhlid_ini            !data from namelist or nc file
105      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpl) ::   zti_3d , zts_3d                            !temporary arrays
106      !!
107      REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::   zhi_2d, zhs_2d, zai_2d, zti_2d, zts_2d, ztsu_2d, zsi_2d, zaip_2d, zhip_2d, zhil_2d
108      !--------------------------------------------------------------------
109
110      IF(lwp) WRITE(numout,*)
111      IF(lwp) WRITE(numout,*) 'ice_istate: sea-ice initialization '
112      IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~'
113
114      !---------------------------
115      ! 1) 1st init. of the fields
116      !---------------------------
117      !
118      ! basal temperature (considered at freezing point)   [Kelvin]
119      CALL eos_fzp( sss_m(:,:), t_bo(:,:) )
120      t_bo(:,:) = ( t_bo(:,:) + rt0 ) * tmask(:,:,1) 
121      !
122      ! surface temperature and conductivity
123      DO jl = 1, jpl
124         t_su   (:,:,jl) = rt0 * tmask(:,:,1)  ! temp at the surface
125         cnd_ice(:,:,jl) = 0._wp               ! initialisation of the effective conductivity at the top of ice/snow (ln_cndflx=T)
126      END DO
127      !
128      ! ice and snw temperatures
129      DO jl = 1, jpl
130         DO jk = 1, nlay_i
131            t_i(:,:,jk,jl) = rt0 * tmask(:,:,1)
132         END DO
133         DO jk = 1, nlay_s
134            t_s(:,:,jk,jl) = rt0 * tmask(:,:,1)
135         END DO
136      END DO
137      !
138      ! specific temperatures for coupled runs
139      tn_ice (:,:,:) = t_i (:,:,1,:)
140      t1_ice (:,:,:) = t_i (:,:,1,:)
141
142      ! heat contents
143      e_i (:,:,:,:) = 0._wp
144      e_s (:,:,:,:) = 0._wp
145     
146      ! general fields
147      a_i (:,:,:) = 0._wp
148      v_i (:,:,:) = 0._wp
149      v_s (:,:,:) = 0._wp
150      sv_i(:,:,:) = 0._wp
151      oa_i(:,:,:) = 0._wp
152      !
153      h_i (:,:,:) = 0._wp
154      h_s (:,:,:) = 0._wp
155      s_i (:,:,:) = 0._wp
156      o_i (:,:,:) = 0._wp
157      !
158      ! melt ponds
159      a_ip     (:,:,:) = 0._wp
160      v_ip     (:,:,:) = 0._wp
161      v_il     (:,:,:) = 0._wp
162      a_ip_eff (:,:,:) = 0._wp
163      h_ip     (:,:,:) = 0._wp
164      h_il     (:,:,:) = 0._wp
165      !
166      ! ice velocities
167      u_ice (:,:) = 0._wp
168      v_ice (:,:) = 0._wp
169      !
170      !------------------------------------------------------------------------
171      ! 2) overwrite some of the fields with namelist parameters or netcdf file
172      !------------------------------------------------------------------------
173      IF( ln_iceini ) THEN
174         !                             !---------------!
175         IF( nn_iceini_file == 1 )THEN ! Read a file   !
176            !                          !---------------!
177            WHERE( ff_t(:,:) >= 0._wp )   ;   zswitch(:,:) = 1._wp
178            ELSEWHERE                     ;   zswitch(:,:) = 0._wp
179            END WHERE
180            !
181            CALL fld_read( kt, 1, si ) ! input fields provided at the current time-step
182            !
183            ! -- mandatory fields -- !
184            zht_i_ini(:,:) = si(jp_hti)%fnow(:,:,1)
185            zht_s_ini(:,:) = si(jp_hts)%fnow(:,:,1)
186            zat_i_ini(:,:) = si(jp_ati)%fnow(:,:,1)
187
188            ! -- optional fields -- !
189            !    if fields do not exist then set them to the values present in the namelist (except for snow and surface temperature)
190            !
191            ! ice salinity
192            IF( TRIM(si(jp_smi)%clrootname) == 'NOT USED' ) &
193               &     si(jp_smi)%fnow(:,:,1) = ( rn_smi_ini_n * zswitch + rn_smi_ini_s * (1._wp - zswitch) ) * tmask(:,:,1)
194            zsm_i_ini(:,:) = si(jp_smi)%fnow(:,:,1)
195            !
196            ! ice temperature
197            IF( TRIM(si(jp_tmi)%clrootname) == 'NOT USED' ) &
198               &     si(jp_tmi)%fnow(:,:,1) = ( rn_tmi_ini_n * zswitch + rn_tmi_ini_s * (1._wp - zswitch) ) * tmask(:,:,1)
199            ztm_i_ini(:,:) = si(jp_tmi)%fnow(:,:,1)
200            !
201            ! surface temperature => set to ice temperature if it exists
202            IF    ( TRIM(si(jp_tsu)%clrootname) == 'NOT USED' .AND. TRIM(si(jp_tmi)%clrootname) == 'NOT USED' ) THEN
203                     si(jp_tsu)%fnow(:,:,1) = ( rn_tsu_ini_n * zswitch + rn_tsu_ini_s * (1._wp - zswitch) ) * tmask(:,:,1)
204            ELSEIF( TRIM(si(jp_tsu)%clrootname) == 'NOT USED' .AND. TRIM(si(jp_tmi)%clrootname) /= 'NOT USED' ) THEN
205                     si(jp_tsu)%fnow(:,:,1) = si(jp_tmi)%fnow(:,:,1)
206            ENDIF
207            zt_su_ini(:,:) = si(jp_tsu)%fnow(:,:,1)
208            !
209            ! snow temperature => set to ice temperature if it exists
210            IF    ( TRIM(si(jp_tms)%clrootname) == 'NOT USED' .AND. TRIM(si(jp_tmi)%clrootname) == 'NOT USED' ) THEN
211                     si(jp_tms)%fnow(:,:,1) = ( rn_tms_ini_n * zswitch + rn_tms_ini_s * (1._wp - zswitch) ) * tmask(:,:,1)
212            ELSEIF( TRIM(si(jp_tms)%clrootname) == 'NOT USED' .AND. TRIM(si(jp_tmi)%clrootname) /= 'NOT USED' ) THEN
213                     si(jp_tms)%fnow(:,:,1) = si(jp_tmi)%fnow(:,:,1)
214            ENDIF
215            ztm_s_ini(:,:) = si(jp_tms)%fnow(:,:,1)
216            !
217            ! pond concentration
218            IF( TRIM(si(jp_apd)%clrootname) == 'NOT USED' ) &
219               &     si(jp_apd)%fnow(:,:,1) = ( rn_apd_ini_n * zswitch + rn_apd_ini_s * (1._wp - zswitch) ) * tmask(:,:,1) & ! rn_apd = pond fraction => rn_apnd * a_i = pond conc.
220               &                              * si(jp_ati)%fnow(:,:,1) 
221            zapnd_ini(:,:) = si(jp_apd)%fnow(:,:,1)
222            !
223            ! pond depth
224            IF( TRIM(si(jp_hpd)%clrootname) == 'NOT USED' ) &
225               &     si(jp_hpd)%fnow(:,:,1) = ( rn_hpd_ini_n * zswitch + rn_hpd_ini_s * (1._wp - zswitch) ) * tmask(:,:,1)
226            !
227            ! pond lid depth
228            IF( TRIM(si(jp_hld)%clrootname) == 'NOT USED' ) &
229               &     si(jp_hld)%fnow(:,:,1) = ( rn_hld_ini_n * zswitch + rn_hld_ini_s * (1._wp - zswitch) ) * tmask(:,:,1)
230            !
231            zhpnd_ini(:,:) = si(jp_hpd)%fnow(:,:,1)
232            zhlid_ini(:,:) = si(jp_hld)%fnow(:,:,1)
233            !
234            ! change the switch for the following
235            WHERE( zat_i_ini(:,:) > 0._wp )   ;   zswitch(:,:) = tmask(:,:,1) 
236            ELSEWHERE                         ;   zswitch(:,:) = 0._wp
237            END WHERE
238            !                          !---------------!
239         ELSE                          ! Read namelist !
240            !                          !---------------!
241            ! no ice if (sst - Tfreez) >= thresold
242            WHERE( ( sst_m(:,:) - (t_bo(:,:) - rt0) ) * tmask(:,:,1) >= rn_thres_sst )   ;   zswitch(:,:) = 0._wp 
243            ELSEWHERE                                                                    ;   zswitch(:,:) = tmask(:,:,1)
244            END WHERE
245            !
246            ! assign initial thickness, concentration, snow depth and salinity to an hemisphere-dependent array
247            WHERE( ff_t(:,:) >= 0._wp )
248               zht_i_ini(:,:) = rn_hti_ini_n * zswitch(:,:)
249               zht_s_ini(:,:) = rn_hts_ini_n * zswitch(:,:)
250               zat_i_ini(:,:) = rn_ati_ini_n * zswitch(:,:)
251               zsm_i_ini(:,:) = rn_smi_ini_n * zswitch(:,:)
252               ztm_i_ini(:,:) = rn_tmi_ini_n * zswitch(:,:)
253               zt_su_ini(:,:) = rn_tsu_ini_n * zswitch(:,:)
254               ztm_s_ini(:,:) = rn_tms_ini_n * zswitch(:,:)
255               zapnd_ini(:,:) = rn_apd_ini_n * zswitch(:,:) * zat_i_ini(:,:) ! rn_apd = pond fraction => rn_apd * a_i = pond conc.
256               zhpnd_ini(:,:) = rn_hpd_ini_n * zswitch(:,:)
257               zhlid_ini(:,:) = rn_hld_ini_n * zswitch(:,:)
258            ELSEWHERE
259               zht_i_ini(:,:) = rn_hti_ini_s * zswitch(:,:)
260               zht_s_ini(:,:) = rn_hts_ini_s * zswitch(:,:)
261               zat_i_ini(:,:) = rn_ati_ini_s * zswitch(:,:)
262               zsm_i_ini(:,:) = rn_smi_ini_s * zswitch(:,:)
263               ztm_i_ini(:,:) = rn_tmi_ini_s * zswitch(:,:)
264               zt_su_ini(:,:) = rn_tsu_ini_s * zswitch(:,:)
265               ztm_s_ini(:,:) = rn_tms_ini_s * zswitch(:,:)
266               zapnd_ini(:,:) = rn_apd_ini_s * zswitch(:,:) * zat_i_ini(:,:) ! rn_apd = pond fraction => rn_apd * a_i = pond conc.
267               zhpnd_ini(:,:) = rn_hpd_ini_s * zswitch(:,:)
268               zhlid_ini(:,:) = rn_hld_ini_s * zswitch(:,:)
269            END WHERE
270            !
271         ENDIF
272
273         ! make sure ponds = 0 if no ponds scheme
274         IF ( .NOT.ln_pnd ) THEN
275            zapnd_ini(:,:) = 0._wp
276            zhpnd_ini(:,:) = 0._wp
277            zhlid_ini(:,:) = 0._wp
278         ENDIF
279
280         IF ( .NOT.ln_pnd_lids ) THEN
281            zhlid_ini(:,:) = 0._wp
282         ENDIF
283         
284         !-------------!
285         ! fill fields !
286         !-------------!
287         ! select ice covered grid points
288         npti = 0 ; nptidx(:) = 0
289         DO jj = 1, jpj
290            DO ji = 1, jpi
291               IF ( zht_i_ini(ji,jj) > 0._wp ) THEN
292                  npti         = npti  + 1
293                  nptidx(npti) = (jj - 1) * jpi + ji
294               ENDIF
295            END DO
296         END DO
297
298         ! move to 1D arrays: (jpi,jpj) -> (jpi*jpj)
299         CALL tab_2d_1d( npti, nptidx(1:npti), h_i_1d (1:npti)  , zht_i_ini )
300         CALL tab_2d_1d( npti, nptidx(1:npti), h_s_1d (1:npti)  , zht_s_ini )
301         CALL tab_2d_1d( npti, nptidx(1:npti), at_i_1d(1:npti)  , zat_i_ini )
302         CALL tab_2d_1d( npti, nptidx(1:npti), t_i_1d (1:npti,1), ztm_i_ini )
303         CALL tab_2d_1d( npti, nptidx(1:npti), t_s_1d (1:npti,1), ztm_s_ini )
304         CALL tab_2d_1d( npti, nptidx(1:npti), t_su_1d(1:npti)  , zt_su_ini )
305         CALL tab_2d_1d( npti, nptidx(1:npti), s_i_1d (1:npti)  , zsm_i_ini )
306         CALL tab_2d_1d( npti, nptidx(1:npti), a_ip_1d(1:npti)  , zapnd_ini )
307         CALL tab_2d_1d( npti, nptidx(1:npti), h_ip_1d(1:npti)  , zhpnd_ini )
308         CALL tab_2d_1d( npti, nptidx(1:npti), h_il_1d(1:npti)  , zhlid_ini )
309
310         ! allocate temporary arrays
311         ALLOCATE( zhi_2d (npti,jpl), zhs_2d (npti,jpl), zai_2d (npti,jpl), &
312            &      zti_2d (npti,jpl), zts_2d (npti,jpl), ztsu_2d(npti,jpl), zsi_2d(npti,jpl), &
313            &      zaip_2d(npti,jpl), zhip_2d(npti,jpl), zhil_2d(npti,jpl) )
314         
315         ! distribute 1-cat into jpl-cat: (jpi*jpj) -> (jpi*jpj,jpl)
316         CALL ice_var_itd( h_i_1d(1:npti)  , h_s_1d(1:npti)  , at_i_1d(1:npti),                  &
317            &              zhi_2d          , zhs_2d          , zai_2d         ,                  &
318            &              t_i_1d(1:npti,1), t_s_1d(1:npti,1), t_su_1d(1:npti),                  &
319            &              s_i_1d(1:npti)  , a_ip_1d(1:npti) , h_ip_1d(1:npti), h_il_1d(1:npti), &
320            &              zti_2d          , zts_2d          , ztsu_2d        ,                  &
321            &              zsi_2d          , zaip_2d         , zhip_2d        , zhil_2d )
322
323         ! move to 3D arrays: (jpi*jpj,jpl) -> (jpi,jpj,jpl)
324         DO jl = 1, jpl
325            zti_3d(:,:,jl) = rt0 * tmask(:,:,1)
326            zts_3d(:,:,jl) = rt0 * tmask(:,:,1)
327         END DO
328         CALL tab_2d_3d( npti, nptidx(1:npti), zhi_2d   , h_i    )
329         CALL tab_2d_3d( npti, nptidx(1:npti), zhs_2d   , h_s    )
330         CALL tab_2d_3d( npti, nptidx(1:npti), zai_2d   , a_i    )
331         CALL tab_2d_3d( npti, nptidx(1:npti), zti_2d   , zti_3d )
332         CALL tab_2d_3d( npti, nptidx(1:npti), zts_2d   , zts_3d )
333         CALL tab_2d_3d( npti, nptidx(1:npti), ztsu_2d  , t_su   )
334         CALL tab_2d_3d( npti, nptidx(1:npti), zsi_2d   , s_i    )
335         CALL tab_2d_3d( npti, nptidx(1:npti), zaip_2d  , a_ip   )
336         CALL tab_2d_3d( npti, nptidx(1:npti), zhip_2d  , h_ip   )
337         CALL tab_2d_3d( npti, nptidx(1:npti), zhil_2d  , h_il   )
338
339         ! deallocate temporary arrays
340         DEALLOCATE( zhi_2d, zhs_2d, zai_2d , &
341            &        zti_2d, zts_2d, ztsu_2d, zsi_2d, zaip_2d, zhip_2d, zhil_2d )
342
343         ! calculate extensive and intensive variables
344         CALL ice_var_salprof ! for sz_i
345         DO jl = 1, jpl
346            DO jj = 1, jpj
347               DO ji = 1, jpi
348                  v_i (ji,jj,jl) = h_i(ji,jj,jl) * a_i(ji,jj,jl)
349                  v_s (ji,jj,jl) = h_s(ji,jj,jl) * a_i(ji,jj,jl)
350                  sv_i(ji,jj,jl) = MIN( MAX( rn_simin , s_i(ji,jj,jl) ) , rn_simax ) * v_i(ji,jj,jl)
351               END DO
352            END DO
353         END DO
354         !
355         DO jl = 1, jpl
356            DO jk = 1, nlay_s
357               DO jj = 1, jpj
358                  DO ji = 1, jpi
359                     t_s(ji,jj,jk,jl) = zts_3d(ji,jj,jl)
360                     e_s(ji,jj,jk,jl) = zswitch(ji,jj) * v_s(ji,jj,jl) * r1_nlay_s * &
361                        &               rhos * ( rcpi * ( rt0 - t_s(ji,jj,jk,jl) ) + rLfus )
362                  END DO
363               END DO
364            END DO
365         END DO
366         !
367         DO jl = 1, jpl
368            DO jk = 1, nlay_i
369               DO jj = 1, jpj
370                  DO ji = 1, jpi
371                     t_i (ji,jj,jk,jl) = zti_3d(ji,jj,jl) 
372                     ztmelts          = - rTmlt * sz_i(ji,jj,jk,jl) + rt0 ! melting temperature in K
373                     e_i(ji,jj,jk,jl) = zswitch(ji,jj) * v_i(ji,jj,jl) * r1_nlay_i * &
374                        &               rhoi * (  rcpi  * ( ztmelts - t_i(ji,jj,jk,jl) ) + &
375                        &                         rLfus * ( 1._wp - (ztmelts-rt0) / MIN( (t_i(ji,jj,jk,jl)-rt0), -epsi20 ) ) &
376                        &                       - rcp   * ( ztmelts - rt0 ) )
377                  END DO
378               END DO
379            END DO
380         END DO
381
382         ! Melt ponds
383         WHERE( a_i > epsi10 )   ;   a_ip_eff(:,:,:) = a_ip(:,:,:) / a_i(:,:,:)
384         ELSEWHERE               ;   a_ip_eff(:,:,:) = 0._wp
385         END WHERE
386         v_ip(:,:,:) = h_ip(:,:,:) * a_ip(:,:,:)
387         v_il(:,:,:) = h_il(:,:,:) * a_ip(:,:,:)
388         
389         ! specific temperatures for coupled runs
390         tn_ice(:,:,:) = t_su(:,:,:)
391         t1_ice(:,:,:) = t_i (:,:,1,:)
392         !
393      ENDIF ! ln_iceini
394      !
395      at_i(:,:) = SUM( a_i, dim=3 )
396      !
397      !----------------------------------------------
398      ! 3) Snow-ice mass (case ice is fully embedded)
399      !----------------------------------------------
400      snwice_mass  (:,:) = tmask(:,:,1) * SUM( rhos * v_s(:,:,:) + rhoi * v_i(:,:,:), dim=3  )   ! snow+ice mass
401      snwice_mass_b(:,:) = snwice_mass(:,:)
402      !
403      IF( ln_ice_embd ) THEN            ! embedded sea-ice: deplete the initial ssh below sea-ice area
404         !
405         sshn(:,:) = sshn(:,:) - snwice_mass(:,:) * r1_rau0
406         sshb(:,:) = sshb(:,:) - snwice_mass(:,:) * r1_rau0
407         !
408         IF( .NOT.ln_linssh ) THEN
409            !
410            WHERE( ht_0(:,:) > 0 )   ;   z2d(:,:) = 1._wp + sshn(:,:)*tmask(:,:,1) / ht_0(:,:)
411            ELSEWHERE                ;   z2d(:,:) = 1._wp   ;   END WHERE
412            !
413            DO jk = 1,jpkm1                     ! adjust initial vertical scale factors               
414               e3t_n(:,:,jk) = e3t_0(:,:,jk) * z2d(:,:)
415               e3t_b(:,:,jk) = e3t_n(:,:,jk)
416               e3t_a(:,:,jk) = e3t_n(:,:,jk)
417            END DO
418            !
419            ! Reconstruction of all vertical scale factors at now and before time-steps
420            ! =========================================================================
421            ! Horizontal scale factor interpolations
422            ! --------------------------------------
423            CALL dom_vvl_interpol( e3t_b(:,:,:), e3u_b(:,:,:), 'U' )
424            CALL dom_vvl_interpol( e3t_b(:,:,:), e3v_b(:,:,:), 'V' )
425            CALL dom_vvl_interpol( e3t_n(:,:,:), e3u_n(:,:,:), 'U' )
426            CALL dom_vvl_interpol( e3t_n(:,:,:), e3v_n(:,:,:), 'V' )
427            CALL dom_vvl_interpol( e3u_n(:,:,:), e3f_n(:,:,:), 'F' )
428            ! Vertical scale factor interpolations
429            ! ------------------------------------
430            CALL dom_vvl_interpol( e3t_n(:,:,:), e3w_n (:,:,:), 'W'  )
431            CALL dom_vvl_interpol( e3u_n(:,:,:), e3uw_n(:,:,:), 'UW' )
432            CALL dom_vvl_interpol( e3v_n(:,:,:), e3vw_n(:,:,:), 'VW' )
433            CALL dom_vvl_interpol( e3u_b(:,:,:), e3uw_b(:,:,:), 'UW' )
434            CALL dom_vvl_interpol( e3v_b(:,:,:), e3vw_b(:,:,:), 'VW' )
435            ! t- and w- points depth
436            ! ----------------------
437            !!gm not sure of that....
438            gdept_n(:,:,1) = 0.5_wp * e3w_n(:,:,1)
439            gdepw_n(:,:,1) = 0.0_wp
440            gde3w_n(:,:,1) = gdept_n(:,:,1) - sshn(:,:)
441            DO jk = 2, jpk
442               gdept_n(:,:,jk) = gdept_n(:,:,jk-1) + e3w_n(:,:,jk  )
443               gdepw_n(:,:,jk) = gdepw_n(:,:,jk-1) + e3t_n(:,:,jk-1)
444               gde3w_n(:,:,jk) = gdept_n(:,:,jk  ) - sshn (:,:)
445            END DO
446         ENDIF
447      ENDIF
448     
449      !------------------------------------
450      ! 4) store fields at before time-step
451      !------------------------------------
452      ! it is only necessary for the 1st interpolation by Agrif
453      a_i_b  (:,:,:)   = a_i  (:,:,:)
454      e_i_b  (:,:,:,:) = e_i  (:,:,:,:)
455      v_i_b  (:,:,:)   = v_i  (:,:,:)
456      v_s_b  (:,:,:)   = v_s  (:,:,:)
457      e_s_b  (:,:,:,:) = e_s  (:,:,:,:)
458      sv_i_b (:,:,:)   = sv_i (:,:,:)
459      u_ice_b(:,:)     = u_ice(:,:)
460      v_ice_b(:,:)     = v_ice(:,:)
461      ! total concentration is needed for Lupkes parameterizations
462      at_i_b (:,:)     = at_i (:,:) 
463
464!!clem: output of initial state should be written here but it is impossible because
465!!      the ocean and ice are in the same file
466!!      CALL dia_wri_state( 'output.init' )
467      !
468   END SUBROUTINE ice_istate
469
470
471   SUBROUTINE ice_istate_init
472      !!-------------------------------------------------------------------
473      !!                   ***  ROUTINE ice_istate_init  ***
474      !!       
475      !! ** Purpose :   Definition of initial state of the ice
476      !!
477      !! ** Method  :   Read the namini namelist and check the parameter
478      !!              values called at the first timestep (nit000)
479      !!
480      !! ** input   :  Namelist namini
481      !!
482      !!-----------------------------------------------------------------------------
483      INTEGER ::   ios   ! Local integer output status for namelist read
484      INTEGER ::   ifpr, ierror
485      !
486      CHARACTER(len=256) ::  cn_dir          ! Root directory for location of ice files
487      TYPE(FLD_N)                    ::   sn_hti, sn_hts, sn_ati, sn_smi, sn_tmi, sn_tsu, sn_tms, sn_apd, sn_hpd, sn_hld
488      TYPE(FLD_N), DIMENSION(jpfldi) ::   slf_i                 ! array of namelist informations on the fields to read
489      !
490      NAMELIST/namini/ ln_iceini, nn_iceini_file, rn_thres_sst, &
491         &             rn_hti_ini_n, rn_hti_ini_s, rn_hts_ini_n, rn_hts_ini_s, &
492         &             rn_ati_ini_n, rn_ati_ini_s, rn_smi_ini_n, rn_smi_ini_s, &
493         &             rn_tmi_ini_n, rn_tmi_ini_s, rn_tsu_ini_n, rn_tsu_ini_s, rn_tms_ini_n, rn_tms_ini_s, &
494         &             rn_apd_ini_n, rn_apd_ini_s, rn_hpd_ini_n, rn_hpd_ini_s, rn_hld_ini_n, rn_hld_ini_s, &
495         &             sn_hti, sn_hts, sn_ati, sn_tsu, sn_tmi, sn_smi, sn_tms, sn_apd, sn_hpd, sn_hld, cn_dir
496      !!-----------------------------------------------------------------------------
497      !
498      REWIND( numnam_ice_ref )              ! Namelist namini in reference namelist : Ice initial state
499      READ  ( numnam_ice_ref, namini, IOSTAT = ios, ERR = 901)
500901   IF( ios /= 0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namini in reference namelist' )
501      REWIND( numnam_ice_cfg )              ! Namelist namini in configuration namelist : Ice initial state
502      READ  ( numnam_ice_cfg, namini, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
503902   IF( ios >  0 )   CALL ctl_nam ( ios , 'namini in configuration namelist' )
504      IF(lwm) WRITE ( numoni, namini )
505      !
506      slf_i(jp_hti) = sn_hti  ;  slf_i(jp_hts) = sn_hts
507      slf_i(jp_ati) = sn_ati  ;  slf_i(jp_smi) = sn_smi
508      slf_i(jp_tmi) = sn_tmi  ;  slf_i(jp_tsu) = sn_tsu   ;   slf_i(jp_tms) = sn_tms
509      slf_i(jp_apd) = sn_apd  ;  slf_i(jp_hpd) = sn_hpd   ;   slf_i(jp_hld) = sn_hld
510      !
511      IF(lwp) THEN                          ! control print
512         WRITE(numout,*)
513         WRITE(numout,*) 'ice_istate_init: ice parameters inititialisation '
514         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~~~~'
515         WRITE(numout,*) '   Namelist namini:'
516         WRITE(numout,*) '      ice initialization (T) or not (F)                ln_iceini      = ', ln_iceini
517         WRITE(numout,*) '      ice initialization from a netcdf file            nn_iceini_file = ', nn_iceini_file
518         WRITE(numout,*) '      max ocean temp. above Tfreeze with initial ice   rn_thres_sst   = ', rn_thres_sst
519         IF( ln_iceini .AND. nn_iceini_file == 0 ) THEN
520            WRITE(numout,*) '      initial snw thickness in the north-south         rn_hts_ini     = ', rn_hts_ini_n,rn_hts_ini_s 
521            WRITE(numout,*) '      initial ice thickness in the north-south         rn_hti_ini     = ', rn_hti_ini_n,rn_hti_ini_s
522            WRITE(numout,*) '      initial ice concentr  in the north-south         rn_ati_ini     = ', rn_ati_ini_n,rn_ati_ini_s
523            WRITE(numout,*) '      initial ice salinity  in the north-south         rn_smi_ini     = ', rn_smi_ini_n,rn_smi_ini_s
524            WRITE(numout,*) '      initial surf temperat in the north-south         rn_tsu_ini     = ', rn_tsu_ini_n,rn_tsu_ini_s
525            WRITE(numout,*) '      initial ice temperat  in the north-south         rn_tmi_ini     = ', rn_tmi_ini_n,rn_tmi_ini_s
526            WRITE(numout,*) '      initial snw temperat  in the north-south         rn_tms_ini     = ', rn_tms_ini_n,rn_tms_ini_s
527            WRITE(numout,*) '      initial pnd fraction  in the north-south         rn_apd_ini     = ', rn_apd_ini_n,rn_apd_ini_s
528            WRITE(numout,*) '      initial pnd depth     in the north-south         rn_hpd_ini     = ', rn_hpd_ini_n,rn_hpd_ini_s
529            WRITE(numout,*) '      initial pnd lid depth in the north-south         rn_hld_ini     = ', rn_hld_ini_n,rn_hld_ini_s
530         ENDIF
531      ENDIF
532      !
533      IF( nn_iceini_file == 1 ) THEN                      ! Ice initialization using input file
534         !
535         ! set si structure
536         ALLOCATE( si(jpfldi), STAT=ierror )
537         IF( ierror > 0 ) THEN
538            CALL ctl_stop( 'ice_istate_ini in iceistate: unable to allocate si structure' )   ;   RETURN
539         ENDIF
540         !
541         DO ifpr = 1, jpfldi
542            ALLOCATE( si(ifpr)%fnow(jpi,jpj,1) )
543            IF( slf_i(ifpr)%ln_tint )  ALLOCATE( si(ifpr)%fdta(jpi,jpj,1,2) )
544         END DO
545         !
546         ! fill si with slf_i and control print
547         CALL fld_fill( si, slf_i, cn_dir, 'ice_istate_ini', 'initialization of sea ice fields', 'numnam_ice' )
548         !
549      ENDIF
550      !
551      IF( .NOT.ln_pnd ) THEN
552         rn_apd_ini_n = 0. ; rn_apd_ini_s = 0.
553         rn_hpd_ini_n = 0. ; rn_hpd_ini_s = 0.
554         rn_hld_ini_n = 0. ; rn_hld_ini_s = 0.
555         CALL ctl_warn( 'rn_apd_ini & rn_hpd_ini = 0 & rn_hld_ini = 0 when no ponds' )
556      ENDIF
557      !
558      IF( .NOT.ln_pnd_lids ) THEN
559         rn_hld_ini_n = 0. ; rn_hld_ini_s = 0.
560      ENDIF
561      !
562   END SUBROUTINE ice_istate_init
563
564#else
565   !!----------------------------------------------------------------------
566   !!   Default option :         Empty module         NO SI3 sea-ice model
567   !!----------------------------------------------------------------------
568#endif
569
570   !!======================================================================
571END MODULE iceistate
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.