source: NEMO/branches/UKMO/NEMO_4.0_add_pond_lids_prints/src/ICE/icewri.F90 @ 12379

Last change on this file since 12379 was 12379, checked in by dancopsey, 14 months ago

Add meltpond lid thickness as a new prognostic.

File size: 17.5 KB
Line 
1MODULE icewri
2   !!======================================================================
3   !!                     ***  MODULE  icewri  ***
4   !!   sea-ice : output ice variables
5   !!======================================================================
6   !! History :  4.0  !  2018     (many people)      SI3 [aka Sea Ice cube]
7   !!----------------------------------------------------------------------
8#if defined key_si3
9   !!----------------------------------------------------------------------
10   !!   'key_si3'                                       SI3 sea-ice model
11   !!----------------------------------------------------------------------
12   !!   ice_wri       : write of the diagnostics variables in ouput file
13   !!   ice_wri_state : write for initial state or/and abandon
14   !!----------------------------------------------------------------------
15   USE dianam         ! build name of file (routine)
16   USE phycst         ! physical constant
17   USE dom_oce        ! domain: ocean
18   USE sbc_oce        ! surf. boundary cond.: ocean
19   USE sbc_ice        ! Surface boundary condition: ice fields
20   USE ice            ! sea-ice: variables
21   USE icevar         ! sea-ice: operations
22   !
23   USE ioipsl         !
24   USE in_out_manager ! I/O manager
25   USE iom            ! I/O manager library
26   USE lib_mpp        ! MPP library
27   USE lib_fortran    ! fortran utilities (glob_sum + no signed zero)
28   USE lbclnk         ! lateral boundary conditions (or mpp links)
29   USE timing         ! Timing
30
31   IMPLICIT NONE
32   PRIVATE
33
34   PUBLIC ice_wri        ! called by ice_stp
35   PUBLIC ice_wri_state  ! called by dia_wri_state
36
37   !!----------------------------------------------------------------------
38   !! NEMO/ICE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
39   !! $Id$
40   !! Software governed by the CeCILL licence     (./LICENSE)
41   !!----------------------------------------------------------------------
42CONTAINS
43
44   SUBROUTINE ice_wri( kt )
45      !!-------------------------------------------------------------------
46      !!  This routine ouputs some (most?) of the sea ice fields
47      !!-------------------------------------------------------------------
48      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! time-step
49      !
50      INTEGER  ::   ji, jj, jk, jl  ! dummy loop indices
51      REAL(wp) ::   z2da, z2db, zrho1, zrho2
52      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj)     ::   z2d, zfast !  2D workspace
53      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj)     ::   zmsk00, zmsk05, zmsk15, zmsksn ! O%, 5% and 15% concentration mask and snow mask
54      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpl) ::   zmsk00l, zmsksnl               ! cat masks
55      !
56      ! Global ice diagnostics (SIMIP)
57      REAL(wp) ::   zdiag_area_nh, zdiag_extt_nh, zdiag_volu_nh   ! area, extent, volume
58      REAL(wp) ::   zdiag_area_sh, zdiag_extt_sh, zdiag_volu_sh 
59      !!-------------------------------------------------------------------
60
61      IF( ln_timing )   CALL timing_start('icewri')
62
63      ! brine volume
64      CALL ice_var_bv
65
66      ! tresholds for outputs
67      DO jj = 1, jpj
68         DO ji = 1, jpi
69            zmsk00(ji,jj) = MAX( 0._wp , SIGN( 1._wp , at_i(ji,jj) - epsi06  ) ) ! 1 if ice    , 0 if no ice
70            zmsk05(ji,jj) = MAX( 0._wp , SIGN( 1._wp , at_i(ji,jj) - 0.05_wp ) ) ! 1 if 5% ice , 0 if less
71            zmsk15(ji,jj) = MAX( 0._wp , SIGN( 1._wp , at_i(ji,jj) - 0.15_wp ) ) ! 1 if 15% ice, 0 if less
72            zmsksn(ji,jj) = MAX( 0._wp , SIGN( 1._wp , vt_s(ji,jj) - epsi06  ) ) ! 1 if snow   , 0 if no snow
73         END DO
74      END DO
75      DO jl = 1, jpl
76         DO jj = 1, jpj
77            DO ji = 1, jpi
78               zmsk00l(ji,jj,jl)  = MAX( 0._wp , SIGN( 1._wp , a_i(ji,jj,jl) - epsi06 ) )
79               zmsksnl(ji,jj,jl)  = MAX( 0._wp , SIGN( 1._wp , v_s(ji,jj,jl) - epsi06 ) )
80            END DO
81         END DO
82      END DO
83
84      !-----------------
85      ! Standard outputs
86      !-----------------
87      zrho1 = ( rau0 - rhoi ) * r1_rau0; zrho2 = rhos * r1_rau0
88      ! masks
89      IF( iom_use('icemask'  ) )   CALL iom_put( "icemask"  , zmsk00              )   ! ice mask 0%
90      IF( iom_use('icemask05') )   CALL iom_put( "icemask05", zmsk05              )   ! ice mask 5%
91      IF( iom_use('icemask15') )   CALL iom_put( "icemask15", zmsk15              )   ! ice mask 15%
92      !
93      ! general fields
94      IF( iom_use('icemass'  ) )   CALL iom_put( "icemass", rhoi * vt_i * zmsk00  )   ! Ice mass per cell area
95      IF( iom_use('snwmass'  ) )   CALL iom_put( "snwmass", rhos * vt_s * zmsksn  )   ! Snow mass per cell area
96      IF( iom_use('icepres'  ) )   CALL iom_put( "icepres", zmsk00                )   ! Ice presence (1 or 0)
97      IF( iom_use('iceconc'  ) )   CALL iom_put( "iceconc", at_i  * zmsk00        )   ! ice concentration
98      IF( iom_use('icevolu'  ) )   CALL iom_put( "icevolu", vt_i  * zmsk00        )   ! ice volume = mean ice thickness over the cell
99      IF( iom_use('icethic'  ) )   CALL iom_put( "icethic", hm_i  * zmsk00        )   ! ice thickness
100      IF( iom_use('snwthic'  ) )   CALL iom_put( "snwthic", hm_s  * zmsk00        )   ! snw thickness
101      IF( iom_use('icebrv'   ) )   CALL iom_put( "icebrv" , bvm_i * zmsk00 * 100. )   ! brine volume
102      IF( iom_use('iceage'   ) )   CALL iom_put( "iceage" , om_i  * zmsk15 / rday )   ! ice age
103      IF( iom_use('icehnew'  ) )   CALL iom_put( "icehnew", ht_i_new              )   ! new ice thickness formed in the leads
104      IF( iom_use('snwvolu'  ) )   CALL iom_put( "snwvolu", vt_s  * zmsksn        )   ! snow volume
105      IF( iom_use('icefrb') ) THEN
106         z2d(:,:) = ( zrho1 * hm_i(:,:) - zrho2 * hm_s(:,:) )                                         
107         WHERE( z2d < 0._wp )   z2d = 0._wp
108                                   CALL iom_put( "icefrb" , z2d * zmsk00          )   ! Ice freeboard
109      ENDIF
110      !
111      ! melt ponds
112      IF( iom_use('iceapnd'  ) )   CALL iom_put( "iceapnd", at_ip  * zmsk00       )   ! melt pond total fraction
113      IF( iom_use('icevpnd'  ) )   CALL iom_put( "icevpnd", vt_ip  * zmsk00       )   ! melt pond total volume per unit area
114      !
115      ! salt
116      IF( iom_use('icesalt'  ) )   CALL iom_put( "icesalt", sm_i  * zmsk00        )   ! mean ice salinity
117      IF( iom_use('icesalm'  ) )   CALL iom_put( "icesalm", SUM( sv_i, DIM = 3 ) * rhoi * 1.0e-3 * zmsk00 )   ! Mass of salt in sea ice per cell area
118
119      ! heat
120      IF( iom_use('icetemp'  ) )   CALL iom_put( "icetemp", ( tm_i  - rt0 ) * zmsk00 )   ! ice mean temperature
121      IF( iom_use('snwtemp'  ) )   CALL iom_put( "snwtemp", ( tm_s  - rt0 ) * zmsksn )   ! snw mean temperature
122      IF( iom_use('icettop'  ) )   CALL iom_put( "icettop", ( tm_su - rt0 ) * zmsk00 )   ! temperature at the ice surface
123      IF( iom_use('icetbot'  ) )   CALL iom_put( "icetbot", ( t_bo  - rt0 ) * zmsk00 )   ! temperature at the ice bottom
124      IF( iom_use('icetsni'  ) )   CALL iom_put( "icetsni", ( tm_si - rt0 ) * zmsk00 )   ! temperature at the snow-ice interface
125      IF( iom_use('icehc'    ) )   CALL iom_put( "icehc"  ,  -et_i          * zmsk00 )   ! ice heat content
126      IF( iom_use('snwhc'    ) )   CALL iom_put( "snwhc"  ,  -et_s          * zmsksn )   ! snow heat content
127
128      ! momentum
129      IF( iom_use('uice'     ) )   CALL iom_put( "uice"   , u_ice                 )   ! ice velocity u component
130      IF( iom_use('vice'     ) )   CALL iom_put( "vice"   , v_ice                 )   ! ice velocity v component
131      IF( iom_use('utau_ai'  ) )   CALL iom_put( "utau_ai", utau_ice * zmsk00     )   ! Wind stress term in force balance (x)
132      IF( iom_use('vtau_ai'  ) )   CALL iom_put( "vtau_ai", vtau_ice * zmsk00     )   ! Wind stress term in force balance (y)
133
134      IF( iom_use('icevel') .OR. iom_use('fasticepres') ) THEN 
135        ! module of ice velocity
136         DO jj = 2 , jpjm1
137            DO ji = 2 , jpim1
138               z2da  = ( u_ice(ji,jj) + u_ice(ji-1,jj) )
139               z2db  = ( v_ice(ji,jj) + v_ice(ji,jj-1) )
140               z2d(ji,jj) = 0.5_wp * SQRT( z2da * z2da + z2db * z2db )
141           END DO
142         END DO
143         CALL lbc_lnk( 'icewri', z2d, 'T', 1. )
144         IF( iom_use('icevel') )   CALL iom_put( "icevel" , z2d )
145
146        ! record presence of fast ice
147         WHERE( z2d(:,:) < 5.e-04_wp .AND. zmsk15(:,:) == 1._wp ) ; zfast(:,:) = 1._wp
148         ELSEWHERE                                                ; zfast(:,:) = 0._wp
149         END WHERE
150         IF( iom_use('fasticepres') )   CALL iom_put( "fasticepres" , zfast )
151      ENDIF
152
153      ! --- category-dependent fields --- !
154      IF( iom_use('icemask_cat' ) )   CALL iom_put( "icemask_cat" , zmsk00l                                                    )   ! ice mask 0%
155      IF( iom_use('iceconc_cat' ) )   CALL iom_put( "iceconc_cat" , a_i * zmsk00l                                              )   ! area for categories
156      IF( iom_use('icethic_cat' ) )   CALL iom_put( "icethic_cat" , h_i * zmsk00l                                              )   ! thickness for categories
157      IF( iom_use('icevol_cat'  ) )   CALL iom_put( "icevol_cat" , v_i * zmsk00l                                               )   ! volume for categories
158      IF( iom_use('snwthic_cat' ) )   CALL iom_put( "snwthic_cat" , h_s * zmsksnl                                              )   ! snow depth for categories
159      IF( iom_use('icesalt_cat' ) )   CALL iom_put( "icesalt_cat" , s_i * zmsk00l                                              )   ! salinity for categories
160      IF( iom_use('iceage_cat'  ) )   CALL iom_put( "iceage_cat"  , o_i * zmsk00l / rday                                       )   ! ice age
161      IF( iom_use('icetemp_cat' ) )   CALL iom_put( "icetemp_cat" , ( SUM( t_i(:,:,:,:), dim=3 ) * r1_nlay_i - rt0 ) * zmsk00l )   ! ice temperature
162      IF( iom_use('snwtemp_cat' ) )   CALL iom_put( "snwtemp_cat" , ( SUM( t_s(:,:,:,:), dim=3 ) * r1_nlay_s - rt0 ) * zmsksnl )   ! snow temperature
163      IF( iom_use('icettop_cat' ) )   CALL iom_put( "icettop_cat" , ( t_su - rt0 ) * zmsk00l                                   )   ! surface temperature
164      IF( iom_use('icebrv_cat'  ) )   CALL iom_put( "icebrv_cat"  ,   bv_i * 100.  * zmsk00l                                   )   ! brine volume
165      IF( iom_use('iceapnd_cat' ) )   CALL iom_put( "iceapnd_cat" ,   a_ip         * zmsk00l                                   )   ! melt pond frac for categories
166      IF( iom_use('icehpnd_cat' ) )   CALL iom_put( "icehpnd_cat" ,   h_ip         * zmsk00l                                   )   ! melt pond frac for categories
167      IF( iom_use('iceafpnd_cat') )   CALL iom_put( "iceafpnd_cat",   a_ip_frac    * zmsk00l                                   )   ! melt pond frac for categories
168      IF( iom_uce('icehlid_cat' ) )   CALL iom_put( "icehlid_cat",    lh_ip        * zmsk00l                                   )   ! melt pond lid thickness for categories
169
170      !------------------
171      ! Add-ons for SIMIP
172      !------------------
173      ! trends
174      IF( iom_use('dmithd') )   CALL iom_put( "dmithd", - wfx_bog - wfx_bom - wfx_sum - wfx_sni - wfx_opw - wfx_lam - wfx_res ) ! Sea-ice mass change from thermodynamics
175      IF( iom_use('dmidyn') )   CALL iom_put( "dmidyn", - wfx_dyn + rhoi * diag_trp_vi      )   ! Sea-ice mass change from dynamics(kg/m2/s)
176      IF( iom_use('dmiopw') )   CALL iom_put( "dmiopw", - wfx_opw                           )   ! Sea-ice mass change through growth in open water
177      IF( iom_use('dmibog') )   CALL iom_put( "dmibog", - wfx_bog                           )   ! Sea-ice mass change through basal growth
178      IF( iom_use('dmisni') )   CALL iom_put( "dmisni", - wfx_sni                           )   ! Sea-ice mass change through snow-to-ice conversion
179      IF( iom_use('dmisum') )   CALL iom_put( "dmisum", - wfx_sum                           )   ! Sea-ice mass change through surface melting
180      IF( iom_use('dmibom') )   CALL iom_put( "dmibom", - wfx_bom                           )   ! Sea-ice mass change through bottom melting
181      IF( iom_use('dmtsub') )   CALL iom_put( "dmtsub", - wfx_sub                           )   ! Sea-ice mass change through evaporation and sublimation
182      IF( iom_use('dmssub') )   CALL iom_put( "dmssub", - wfx_snw_sub                       )   ! Snow mass change through sublimation
183      IF( iom_use('dmisub') )   CALL iom_put( "dmisub", - wfx_ice_sub                       )   ! Sea-ice mass change through sublimation
184      IF( iom_use('dmsspr') )   CALL iom_put( "dmsspr", - wfx_spr                           )   ! Snow mass change through snow fall
185      IF( iom_use('dmsssi') )   CALL iom_put( "dmsssi",   wfx_sni*rhos*r1_rhoi              )   ! Snow mass change through snow-to-ice conversion
186      IF( iom_use('dmsmel') )   CALL iom_put( "dmsmel", - wfx_snw_sum                       )   ! Snow mass change through melt
187      IF( iom_use('dmsdyn') )   CALL iom_put( "dmsdyn", - wfx_snw_dyn + rhos * diag_trp_vs  )   ! Snow mass change through dynamics(kg/m2/s)
188
189      ! Global ice diagnostics
190      IF( iom_use('NH_icearea') .OR. iom_use('NH_icevolu') .OR. iom_use('NH_iceextt') )   THEN   ! NH diagnostics
191         !
192         WHERE( ff_t > 0._wp )   ;   zmsk00(:,:) = 1.0e-12
193         ELSEWHERE               ;   zmsk00(:,:) = 0.
194         END WHERE
195         zdiag_area_nh = glob_sum( 'icewri', at_i(:,:) * zmsk00(:,:) * e1e2t(:,:) )
196         zdiag_volu_nh = glob_sum( 'icewri', vt_i(:,:) * zmsk00(:,:) * e1e2t(:,:) )
197         !
198         WHERE( ff_t > 0._wp .AND. at_i > 0.15 )   ; zmsk00(:,:) = 1.0e-12
199         ELSEWHERE                                 ; zmsk00(:,:) = 0.
200         END WHERE
201         zdiag_extt_nh = glob_sum( 'icewri', zmsk00(:,:) * e1e2t(:,:) )
202         !
203         IF( iom_use('NH_icearea') )   CALL iom_put( "NH_icearea" ,  zdiag_area_nh )
204         IF( iom_use('NH_icevolu') )   CALL iom_put( "NH_icevolu" ,  zdiag_volu_nh )
205         IF( iom_use('NH_iceextt') )   CALL iom_put( "NH_iceextt" ,  zdiag_extt_nh )
206         !
207      ENDIF
208      !
209      IF( iom_use('SH_icearea') .OR. iom_use('SH_icevolu') .OR. iom_use('SH_iceextt') )   THEN   ! SH diagnostics
210         !
211         WHERE( ff_t < 0._wp ); zmsk00(:,:) = 1.0e-12; 
212         ELSEWHERE            ; zmsk00(:,:) = 0.
213         END WHERE
214         zdiag_area_sh = glob_sum( 'icewri', at_i(:,:) * zmsk00(:,:) * e1e2t(:,:) ) 
215         zdiag_volu_sh = glob_sum( 'icewri', vt_i(:,:) * zmsk00(:,:) * e1e2t(:,:) )
216         !
217         WHERE( ff_t < 0._wp .AND. at_i > 0.15 ); zmsk00(:,:) = 1.0e-12
218         ELSEWHERE                              ; zmsk00(:,:) = 0.
219         END WHERE
220         zdiag_extt_sh = glob_sum( 'icewri', zmsk00(:,:) * e1e2t(:,:) )
221         !
222         IF( iom_use('SH_icearea') ) CALL iom_put( "SH_icearea", zdiag_area_sh )
223         IF( iom_use('SH_icevolu') ) CALL iom_put( "SH_icevolu", zdiag_volu_sh )
224         IF( iom_use('SH_iceextt') ) CALL iom_put( "SH_iceextt", zdiag_extt_sh )
225         !
226      ENDIF 
227      !
228!!CR      !     !  Create an output files (output.lim.abort.nc) if S < 0 or u > 20 m/s
229!!CR      !     IF( kindic < 0 )   CALL ice_wri_state( 'output.abort' )
230!!CR      !     not yet implemented
231!!gm  idem for the ocean...  Ask Seb how to get read of ioipsl....
232      !
233      IF( ln_timing )  CALL timing_stop('icewri')
234      !
235   END SUBROUTINE ice_wri
236
237 
238   SUBROUTINE ice_wri_state( kid )
239      !!---------------------------------------------------------------------
240      !!                 ***  ROUTINE ice_wri_state  ***
241      !!       
242      !! ** Purpose :   create a NetCDF file named cdfile_name which contains
243      !!      the instantaneous ice state and forcing fields for ice model
244      !!        Used to find errors in the initial state or save the last
245      !!      ocean state in case of abnormal end of a simulation
246      !!
247      !! History :   4.0  !  2013-06  (C. Rousset)
248      !!----------------------------------------------------------------------
249      INTEGER, INTENT( in ) ::   kid 
250      !!----------------------------------------------------------------------
251      !
252      !! The file is open in dia_wri_state (ocean routine)
253
254      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'sithic', hm_i         )   ! Ice thickness
255      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'siconc', at_i         )   ! Ice concentration
256      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'sitemp', tm_i - rt0   )   ! Ice temperature
257      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'sivelu', u_ice        )   ! i-Ice speed
258      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'sivelv', v_ice        )   ! j-Ice speed
259      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'sistru', utau_ice     )   ! i-Wind stress over ice
260      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'sistrv', vtau_ice     )   ! i-Wind stress over ice
261      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'sisflx', qsr          )   ! Solar flx over ocean
262      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'sinflx', qns          )   ! NonSolar flx over ocean
263      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'snwpre', sprecip      )   ! Snow precipitation
264      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'sisali', sm_i         )   ! Ice salinity
265      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'sivolu', vt_i         )   ! Ice volume
266      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'sidive', divu_i*1.0e8 )   ! Ice divergence
267      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'si_amp', at_ip        )   ! Melt pond fraction
268      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'si_vmp', vt_ip        )   ! Melt pond volume
269      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'sithicat', h_i        )   ! Ice thickness
270      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'siconcat', a_i        )   ! Ice concentration
271      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'sisalcat', s_i        )   ! Ice salinity
272      CALL iom_rstput( 0, 0, kid, 'snthicat', h_s        )   ! Snw thickness
273
274    END SUBROUTINE ice_wri_state
275
276#else
277   !!----------------------------------------------------------------------
278   !!   Default option :         Empty module         NO SI3 sea-ice model
279   !!----------------------------------------------------------------------
280#endif
281
282   !!======================================================================
283END MODULE icewri
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.