source: NEMO/trunk/src/OCE/TRA/zpshde.F90 @ 13226

Last change on this file since 13226 was 13226, checked in by orioltp, 3 months ago

Merging dev_r12512_HPC-04_mcastril_Mixed_Precision_implementation into the trunk

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 23.8 KB
Line 
1MODULE zpshde
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE zpshde   ***
4   !! z-coordinate + partial step : Horizontal Derivative at ocean bottom level
5   !!======================================================================
6   !! History :  OPA  !  2002-04  (A. Bozec)  Original code
7   !!   NEMO     1.0  !  2002-08  (G. Madec E. Durand)  Optimization and Free form
8   !!             -   !  2004-03  (C. Ethe)  adapted for passive tracers
9   !!            3.3  !  2010-05  (C. Ethe, G. Madec)  merge TRC-TRA
10   !!            3.6  !  2014-11  (P. Mathiot) Add zps_hde_isf (needed to open a cavity)
11   !!======================================================================
12   
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   !!   zps_hde      :  Horizontal DErivative of T, S and rd at the last
15   !!                   ocean level (Z-coord. with Partial Steps)
16   !!----------------------------------------------------------------------
17   USE oce             ! ocean: dynamics and tracers variables
18   USE dom_oce         ! domain: ocean variables
19   USE phycst          ! physical constants
20   USE eosbn2          ! ocean equation of state
21   USE in_out_manager  ! I/O manager
22   USE lbclnk          ! lateral boundary conditions (or mpp link)
23   USE lib_mpp         ! MPP library
24   USE timing          ! Timing
25
26   IMPLICIT NONE
27   PRIVATE
28
29   PUBLIC   zps_hde     ! routine called by step.F90
30   PUBLIC   zps_hde_isf ! routine called by step.F90
31
32   !! * Substitutions
33#  include "do_loop_substitute.h90"
34   !!----------------------------------------------------------------------
35   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
36   !! $Id$
37   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
38   !!----------------------------------------------------------------------
39CONTAINS
40
41   SUBROUTINE zps_hde( kt, Kmm, kjpt, pta, pgtu, pgtv,   &
42      &                          prd, pgru, pgrv    )
43      !!----------------------------------------------------------------------
44      !!                     ***  ROUTINE zps_hde  ***
45      !!                   
46      !! ** Purpose :   Compute the horizontal derivative of T, S and rho
47      !!      at u- and v-points with a linear interpolation for z-coordinate
48      !!      with partial steps.
49      !!
50      !! ** Method  :   In z-coord with partial steps, scale factors on last
51      !!      levels are different for each grid point, so that T, S and rd
52      !!      points are not at the same depth as in z-coord. To have horizontal
53      !!      gradients again, we interpolate T and S at the good depth :
54      !!      Linear interpolation of T, S   
55      !!         Computation of di(tb) and dj(tb) by vertical interpolation:
56      !!          di(t) = t~ - t(i,j,k) or t(i+1,j,k) - t~
57      !!          dj(t) = t~ - t(i,j,k) or t(i,j+1,k) - t~
58      !!         This formulation computes the two cases:
59      !!                 CASE 1                   CASE 2 
60      !!         k-1  ___ ___________   k-1   ___ ___________
61      !!                    Ti  T~                  T~  Ti+1
62      !!                  _____                        _____
63      !!         k        |   |Ti+1     k           Ti |   |
64      !!                  |   |____                ____|   |
65      !!              ___ |   |   |           ___  |   |   |
66      !!                 
67      !!      case 1->   e3w(i+1) >= e3w(i) ( and e3w(j+1) >= e3w(j) ) then
68      !!          t~ = t(i+1,j  ,k) + (e3w(i+1) - e3w(i)) * dk(Ti+1)/e3w(i+1)
69      !!        ( t~ = t(i  ,j+1,k) + (e3w(j+1) - e3w(j)) * dk(Tj+1)/e3w(j+1)  )
70      !!          or
71      !!      case 2->   e3w(i+1) <= e3w(i) ( and e3w(j+1) <= e3w(j) ) then
72      !!          t~ = t(i,j,k) + (e3w(i) - e3w(i+1)) * dk(Ti)/e3w(i )
73      !!        ( t~ = t(i,j,k) + (e3w(j) - e3w(j+1)) * dk(Tj)/e3w(j ) )
74      !!          Idem for di(s) and dj(s)         
75      !!
76      !!      For rho, we call eos which will compute rd~(t~,s~) at the right
77      !!      depth zh from interpolated T and S for the different formulations
78      !!      of the equation of state (eos).
79      !!      Gradient formulation for rho :
80      !!          di(rho) = rd~ - rd(i,j,k)   or   rd(i+1,j,k) - rd~
81      !!
82      !! ** Action  : compute for top interfaces
83      !!              - pgtu, pgtv: horizontal gradient of tracer at u- & v-points
84      !!              - pgru, pgrv: horizontal gradient of rho (if present) at u- & v-points
85      !!----------------------------------------------------------------------
86      INTEGER                              , INTENT(in   )           ::  kt          ! ocean time-step index
87      INTEGER                              , INTENT(in   )           ::  Kmm         ! ocean time level index
88      INTEGER                              , INTENT(in   )           ::  kjpt        ! number of tracers
89      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,kjpt), INTENT(in   )           ::  pta         ! 4D tracers fields
90      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,    kjpt), INTENT(  out)           ::  pgtu, pgtv  ! hor. grad. of ptra at u- & v-pts
91      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk     ), INTENT(in   ), OPTIONAL ::  prd         ! 3D density anomaly fields
92      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj         ), INTENT(  out), OPTIONAL ::  pgru, pgrv  ! hor. grad of prd at u- & v-pts (bottom)
93      !
94      INTEGER  ::   ji, jj, jn                  ! Dummy loop indices
95      INTEGER  ::   iku, ikv, ikum1, ikvm1      ! partial step level (ocean bottom level) at u- and v-points
96      REAL(wp) ::   ze3wu, ze3wv, zmaxu, zmaxv  ! local scalars
97      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj)      ::   zri, zrj, zhi, zhj   ! NB: 3rd dim=1 to use eos
98      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,kjpt) ::   zti, ztj             !
99      !!----------------------------------------------------------------------
100      !
101      IF( ln_timing )   CALL timing_start( 'zps_hde')
102      !
103      pgtu(:,:,:) = 0._wp   ;   zti (:,:,:) = 0._wp   ;   zhi (:,:) = 0._wp
104      pgtv(:,:,:) = 0._wp   ;   ztj (:,:,:) = 0._wp   ;   zhj (:,:) = 0._wp
105      !
106      DO jn = 1, kjpt      !==   Interpolation of tracers at the last ocean level   ==!
107         !
108         DO_2D_10_10
109            iku = mbku(ji,jj)   ;   ikum1 = MAX( iku - 1 , 1 )    ! last and before last ocean level at u- & v-points
110            ikv = mbkv(ji,jj)   ;   ikvm1 = MAX( ikv - 1 , 1 )    ! if level first is a p-step, ik.m1=1
111!!gm BUG ? when applied to before fields, e3w(:,:,:,Kbb) should be used....
112            ze3wu = e3w(ji+1,jj  ,iku,Kmm) - e3w(ji,jj,iku,Kmm)
113            ze3wv = e3w(ji  ,jj+1,ikv,Kmm) - e3w(ji,jj,ikv,Kmm)
114            !
115            ! i- direction
116            IF( ze3wu >= 0._wp ) THEN      ! case 1
117               zmaxu =  ze3wu / e3w(ji+1,jj,iku,Kmm)
118               ! interpolated values of tracers
119               zti (ji,jj,jn) = pta(ji+1,jj,iku,jn) + zmaxu * ( pta(ji+1,jj,ikum1,jn) - pta(ji+1,jj,iku,jn) )
120               ! gradient of  tracers
121               pgtu(ji,jj,jn) = umask(ji,jj,1) * ( zti(ji,jj,jn) - pta(ji,jj,iku,jn) )
122            ELSE                           ! case 2
123               zmaxu = -ze3wu / e3w(ji,jj,iku,Kmm)
124               ! interpolated values of tracers
125               zti (ji,jj,jn) = pta(ji,jj,iku,jn) + zmaxu * ( pta(ji,jj,ikum1,jn) - pta(ji,jj,iku,jn) )
126               ! gradient of tracers
127               pgtu(ji,jj,jn) = umask(ji,jj,1) * ( pta(ji+1,jj,iku,jn) - zti(ji,jj,jn) )
128            ENDIF
129            !
130            ! j- direction
131            IF( ze3wv >= 0._wp ) THEN      ! case 1
132               zmaxv =  ze3wv / e3w(ji,jj+1,ikv,Kmm)
133               ! interpolated values of tracers
134               ztj (ji,jj,jn) = pta(ji,jj+1,ikv,jn) + zmaxv * ( pta(ji,jj+1,ikvm1,jn) - pta(ji,jj+1,ikv,jn) )
135               ! gradient of tracers
136               pgtv(ji,jj,jn) = vmask(ji,jj,1) * ( ztj(ji,jj,jn) - pta(ji,jj,ikv,jn) )
137            ELSE                           ! case 2
138               zmaxv =  -ze3wv / e3w(ji,jj,ikv,Kmm)
139               ! interpolated values of tracers
140               ztj (ji,jj,jn) = pta(ji,jj,ikv,jn) + zmaxv * ( pta(ji,jj,ikvm1,jn) - pta(ji,jj,ikv,jn) )
141               ! gradient of tracers
142               pgtv(ji,jj,jn) = vmask(ji,jj,1) * ( pta(ji,jj+1,ikv,jn) - ztj(ji,jj,jn) )
143            ENDIF
144         END_2D
145      END DO
146      !
147      CALL lbc_lnk_multi( 'zpshde', pgtu(:,:,:), 'U', -1.0_wp , pgtv(:,:,:), 'V', -1.0_wp )   ! Lateral boundary cond.
148      !               
149      IF( PRESENT( prd ) ) THEN    !==  horizontal derivative of density anomalies (rd)  ==!    (optional part)
150         pgru(:,:) = 0._wp
151         pgrv(:,:) = 0._wp                ! depth of the partial step level
152         DO_2D_10_10
153            iku = mbku(ji,jj)
154            ikv = mbkv(ji,jj)
155            ze3wu  = e3w(ji+1,jj  ,iku,Kmm) - e3w(ji,jj,iku,Kmm)
156            ze3wv  = e3w(ji  ,jj+1,ikv,Kmm) - e3w(ji,jj,ikv,Kmm)
157            IF( ze3wu >= 0._wp ) THEN   ;   zhi(ji,jj) = gdept(ji  ,jj,iku,Kmm)     ! i-direction: case 1
158            ELSE                        ;   zhi(ji,jj) = gdept(ji+1,jj,iku,Kmm)     ! -     -      case 2
159            ENDIF
160            IF( ze3wv >= 0._wp ) THEN   ;   zhj(ji,jj) = gdept(ji,jj  ,ikv,Kmm)     ! j-direction: case 1
161            ELSE                        ;   zhj(ji,jj) = gdept(ji,jj+1,ikv,Kmm)     ! -     -      case 2
162            ENDIF
163         END_2D
164         !
165         CALL eos( zti, zhi, zri )        ! interpolated density from zti, ztj
166         CALL eos( ztj, zhj, zrj )        ! at the partial step depth output in  zri, zrj
167         !
168         DO_2D_10_10
169            iku = mbku(ji,jj)
170            ikv = mbkv(ji,jj)
171            ze3wu  = e3w(ji+1,jj  ,iku,Kmm) - e3w(ji,jj,iku,Kmm)
172            ze3wv  = e3w(ji  ,jj+1,ikv,Kmm) - e3w(ji,jj,ikv,Kmm)
173            IF( ze3wu >= 0._wp ) THEN   ;   pgru(ji,jj) = umask(ji,jj,1) * ( zri(ji  ,jj    ) - prd(ji,jj,iku) )   ! i: 1
174            ELSE                        ;   pgru(ji,jj) = umask(ji,jj,1) * ( prd(ji+1,jj,iku) - zri(ji,jj    ) )   ! i: 2
175            ENDIF
176            IF( ze3wv >= 0._wp ) THEN   ;   pgrv(ji,jj) = vmask(ji,jj,1) * ( zrj(ji,jj      ) - prd(ji,jj,ikv) )   ! j: 1
177            ELSE                        ;   pgrv(ji,jj) = vmask(ji,jj,1) * ( prd(ji,jj+1,ikv) - zrj(ji,jj    ) )   ! j: 2
178            ENDIF
179         END_2D
180         CALL lbc_lnk_multi( 'zpshde', pgru , 'U', -1.0_wp , pgrv , 'V', -1.0_wp )   ! Lateral boundary conditions
181         !
182      END IF
183      !
184      IF( ln_timing )   CALL timing_stop( 'zps_hde')
185      !
186   END SUBROUTINE zps_hde
187
188
189   SUBROUTINE zps_hde_isf( kt, Kmm, kjpt, pta, pgtu, pgtv, pgtui, pgtvi,  &
190      &                          prd, pgru, pgrv, pgrui, pgrvi )
191      !!----------------------------------------------------------------------
192      !!                     ***  ROUTINE zps_hde_isf  ***
193      !!                   
194      !! ** Purpose :   Compute the horizontal derivative of T, S and rho
195      !!      at u- and v-points with a linear interpolation for z-coordinate
196      !!      with partial steps for top (ice shelf) and bottom.
197      !!
198      !! ** Method  :   In z-coord with partial steps, scale factors on last
199      !!      levels are different for each grid point, so that T, S and rd
200      !!      points are not at the same depth as in z-coord. To have horizontal
201      !!      gradients again, we interpolate T and S at the good depth :
202      !!      For the bottom case:
203      !!      Linear interpolation of T, S   
204      !!         Computation of di(tb) and dj(tb) by vertical interpolation:
205      !!          di(t) = t~ - t(i,j,k) or t(i+1,j,k) - t~
206      !!          dj(t) = t~ - t(i,j,k) or t(i,j+1,k) - t~
207      !!         This formulation computes the two cases:
208      !!                 CASE 1                   CASE 2 
209      !!         k-1  ___ ___________   k-1   ___ ___________
210      !!                    Ti  T~                  T~  Ti+1
211      !!                  _____                        _____
212      !!         k        |   |Ti+1     k           Ti |   |
213      !!                  |   |____                ____|   |
214      !!              ___ |   |   |           ___  |   |   |
215      !!                 
216      !!      case 1->   e3w(i+1) >= e3w(i) ( and e3w(j+1) >= e3w(j) ) then
217      !!          t~ = t(i+1,j  ,k) + (e3w(i+1) - e3w(i)) * dk(Ti+1)/e3w(i+1)
218      !!        ( t~ = t(i  ,j+1,k) + (e3w(j+1) - e3w(j)) * dk(Tj+1)/e3w(j+1)  )
219      !!          or
220      !!      case 2->   e3w(i+1) <= e3w(i) ( and e3w(j+1) <= e3w(j) ) then
221      !!          t~ = t(i,j,k) + (e3w(i) - e3w(i+1)) * dk(Ti)/e3w(i )
222      !!        ( t~ = t(i,j,k) + (e3w(j) - e3w(j+1)) * dk(Tj)/e3w(j ) )
223      !!          Idem for di(s) and dj(s)         
224      !!
225      !!      For rho, we call eos which will compute rd~(t~,s~) at the right
226      !!      depth zh from interpolated T and S for the different formulations
227      !!      of the equation of state (eos).
228      !!      Gradient formulation for rho :
229      !!          di(rho) = rd~ - rd(i,j,k)   or   rd(i+1,j,k) - rd~
230      !!
231      !!      For the top case (ice shelf): As for the bottom case but upside down
232      !!
233      !! ** Action  : compute for top and bottom interfaces
234      !!              - pgtu, pgtv, pgtui, pgtvi: horizontal gradient of tracer at u- & v-points
235      !!              - pgru, pgrv, pgrui, pgtvi: horizontal gradient of rho (if present) at u- & v-points
236      !!----------------------------------------------------------------------
237      INTEGER                              , INTENT(in   )           ::  kt           ! ocean time-step index
238      INTEGER                              , INTENT(in   )           ::  Kmm          ! ocean time level index
239      INTEGER                              , INTENT(in   )           ::  kjpt         ! number of tracers
240      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,kjpt), INTENT(in   )           ::  pta          ! 4D tracers fields
241      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,    kjpt), INTENT(  out)           ::  pgtu, pgtv   ! hor. grad. of ptra at u- & v-pts
242      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,    kjpt), INTENT(  out)           ::  pgtui, pgtvi ! hor. grad. of stra at u- & v-pts (ISF)
243      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk     ), INTENT(in   ), OPTIONAL ::  prd          ! 3D density anomaly fields
244      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj         ), INTENT(  out), OPTIONAL ::  pgru, pgrv   ! hor. grad of prd at u- & v-pts (bottom)
245      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj         ), INTENT(  out), OPTIONAL ::  pgrui, pgrvi ! hor. grad of prd at u- & v-pts (top)
246      !
247      INTEGER  ::   ji, jj, jn      ! Dummy loop indices
248      INTEGER  ::   iku, ikv, ikum1, ikvm1,ikup1, ikvp1   ! partial step level (ocean bottom level) at u- and v-points
249      REAL(wp) ::  ze3wu, ze3wv, zmaxu, zmaxv             ! temporary scalars
250      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj)      ::  zri, zrj, zhi, zhj   ! NB: 3rd dim=1 to use eos
251      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,kjpt) ::  zti, ztj             !
252      !!----------------------------------------------------------------------
253      !
254      IF( ln_timing )   CALL timing_start( 'zps_hde_isf')
255      !
256      pgtu (:,:,:) = 0._wp   ;   pgtv (:,:,:) =0._wp
257      pgtui(:,:,:) = 0._wp   ;   pgtvi(:,:,:) =0._wp
258      zti  (:,:,:) = 0._wp   ;   ztj  (:,:,:) =0._wp
259      zhi  (:,:  ) = 0._wp   ;   zhj  (:,:  ) =0._wp
260      !
261      DO jn = 1, kjpt      !==   Interpolation of tracers at the last ocean level   ==!
262         !
263         DO_2D_10_10
264
265            iku = mbku(ji,jj); ikum1 = MAX( iku - 1 , 1 )    ! last and before last ocean level at u- & v-points
266            ikv = mbkv(ji,jj); ikvm1 = MAX( ikv - 1 , 1 )    ! if level first is a p-step, ik.m1=1
267            ze3wu = gdept(ji+1,jj,iku,Kmm) - gdept(ji,jj,iku,Kmm)
268            ze3wv = gdept(ji,jj+1,ikv,Kmm) - gdept(ji,jj,ikv,Kmm)
269            !
270            ! i- direction
271            IF( ze3wu >= 0._wp ) THEN      ! case 1
272               zmaxu =  ze3wu / e3w(ji+1,jj,iku,Kmm)
273               ! interpolated values of tracers
274               zti (ji,jj,jn) = pta(ji+1,jj,iku,jn) + zmaxu * ( pta(ji+1,jj,ikum1,jn) - pta(ji+1,jj,iku,jn) )
275               ! gradient of  tracers
276               pgtu(ji,jj,jn) = ssumask(ji,jj) * ( zti(ji,jj,jn) - pta(ji,jj,iku,jn) )
277            ELSE                           ! case 2
278               zmaxu = -ze3wu / e3w(ji,jj,iku,Kmm)
279               ! interpolated values of tracers
280               zti (ji,jj,jn) = pta(ji,jj,iku,jn) + zmaxu * ( pta(ji,jj,ikum1,jn) - pta(ji,jj,iku,jn) )
281               ! gradient of tracers
282               pgtu(ji,jj,jn) = ssumask(ji,jj) * ( pta(ji+1,jj,iku,jn) - zti(ji,jj,jn) )
283            ENDIF
284            !
285            ! j- direction
286            IF( ze3wv >= 0._wp ) THEN      ! case 1
287               zmaxv =  ze3wv / e3w(ji,jj+1,ikv,Kmm)
288               ! interpolated values of tracers
289               ztj (ji,jj,jn) = pta(ji,jj+1,ikv,jn) + zmaxv * ( pta(ji,jj+1,ikvm1,jn) - pta(ji,jj+1,ikv,jn) )
290               ! gradient of tracers
291               pgtv(ji,jj,jn) = ssvmask(ji,jj) * ( ztj(ji,jj,jn) - pta(ji,jj,ikv,jn) )
292            ELSE                           ! case 2
293               zmaxv =  -ze3wv / e3w(ji,jj,ikv,Kmm)
294               ! interpolated values of tracers
295               ztj (ji,jj,jn) = pta(ji,jj,ikv,jn) + zmaxv * ( pta(ji,jj,ikvm1,jn) - pta(ji,jj,ikv,jn) )
296               ! gradient of tracers
297               pgtv(ji,jj,jn) = ssvmask(ji,jj) * ( pta(ji,jj+1,ikv,jn) - ztj(ji,jj,jn) )
298            ENDIF
299
300         END_2D
301      END DO
302      !
303      CALL lbc_lnk_multi( 'zpshde', pgtu(:,:,:), 'U', -1.0_wp , pgtv(:,:,:), 'V', -1.0_wp )   ! Lateral boundary cond.
304
305      ! horizontal derivative of density anomalies (rd)
306      IF( PRESENT( prd ) ) THEN         ! depth of the partial step level
307         pgru(:,:)=0.0_wp   ; pgrv(:,:)=0.0_wp ; 
308         !
309         DO_2D_10_10
310
311            iku = mbku(ji,jj)
312            ikv = mbkv(ji,jj)
313            ze3wu = gdept(ji+1,jj,iku,Kmm) - gdept(ji,jj,iku,Kmm)
314            ze3wv = gdept(ji,jj+1,ikv,Kmm) - gdept(ji,jj,ikv,Kmm)
315            !
316            IF( ze3wu >= 0._wp ) THEN   ;   zhi(ji,jj) = gdept(ji  ,jj,iku,Kmm)    ! i-direction: case 1
317            ELSE                        ;   zhi(ji,jj) = gdept(ji+1,jj,iku,Kmm)    ! -     -      case 2
318            ENDIF
319            IF( ze3wv >= 0._wp ) THEN   ;   zhj(ji,jj) = gdept(ji,jj  ,ikv,Kmm)    ! j-direction: case 1
320            ELSE                        ;   zhj(ji,jj) = gdept(ji,jj+1,ikv,Kmm)    ! -     -      case 2
321            ENDIF
322
323         END_2D
324
325         ! Compute interpolated rd from zti, ztj for the 2 cases at the depth of the partial
326         ! step and store it in  zri, zrj for each  case
327         CALL eos( zti, zhi, zri )
328         CALL eos( ztj, zhj, zrj )
329
330         DO_2D_10_10
331            iku = mbku(ji,jj)
332            ikv = mbkv(ji,jj)
333            ze3wu = gdept(ji+1,jj,iku,Kmm) - gdept(ji,jj,iku,Kmm)
334            ze3wv = gdept(ji,jj+1,ikv,Kmm) - gdept(ji,jj,ikv,Kmm)
335
336            IF( ze3wu >= 0._wp ) THEN   ;   pgru(ji,jj) = ssumask(ji,jj) * ( zri(ji  ,jj    ) - prd(ji,jj,iku) )   ! i: 1
337            ELSE                        ;   pgru(ji,jj) = ssumask(ji,jj) * ( prd(ji+1,jj,iku) - zri(ji,jj    ) )   ! i: 2
338            ENDIF
339            IF( ze3wv >= 0._wp ) THEN   ;   pgrv(ji,jj) = ssvmask(ji,jj) * ( zrj(ji,jj      ) - prd(ji,jj,ikv) )   ! j: 1
340            ELSE                        ;   pgrv(ji,jj) = ssvmask(ji,jj) * ( prd(ji,jj+1,ikv) - zrj(ji,jj    ) )   ! j: 2
341            ENDIF
342
343         END_2D
344
345         CALL lbc_lnk_multi( 'zpshde', pgru , 'U', -1.0_wp , pgrv , 'V', -1.0_wp )   ! Lateral boundary conditions
346         !
347      END IF
348      !
349      !     !==  (ISH)  compute grui and gruvi  ==!
350      !
351      DO jn = 1, kjpt      !==   Interpolation of tracers at the last ocean level   ==!            !
352         DO_2D_10_10
353            iku = miku(ji,jj); ikup1 = miku(ji,jj) + 1
354            ikv = mikv(ji,jj); ikvp1 = mikv(ji,jj) + 1
355            !
356            ! (ISF) case partial step top and bottom in adjacent cell in vertical
357            ! cannot used e3w because if 2 cell water column, we have ps at top and bottom
358            ! in this case e3w(i,j) - e3w(i,j+1) is not the distance between Tj~ and Tj
359            ! the only common depth between cells (i,j) and (i,j+1) is gdepw_0
360            ze3wu  =  gdept(ji,jj,iku,Kmm) - gdept(ji+1,jj,iku,Kmm)
361            ze3wv  =  gdept(ji,jj,ikv,Kmm) - gdept(ji,jj+1,ikv,Kmm) 
362
363            ! i- direction
364            IF( ze3wu >= 0._wp ) THEN      ! case 1
365               zmaxu = ze3wu / e3w(ji+1,jj,ikup1,Kmm)
366               ! interpolated values of tracers
367               zti(ji,jj,jn) = pta(ji+1,jj,iku,jn) + zmaxu * ( pta(ji+1,jj,ikup1,jn) - pta(ji+1,jj,iku,jn) )
368               ! gradient of tracers
369               pgtui(ji,jj,jn) = ssumask(ji,jj) * ( zti(ji,jj,jn) - pta(ji,jj,iku,jn) )
370            ELSE                           ! case 2
371               zmaxu = - ze3wu / e3w(ji,jj,ikup1,Kmm)
372               ! interpolated values of tracers
373               zti(ji,jj,jn) = pta(ji,jj,iku,jn) + zmaxu * ( pta(ji,jj,ikup1,jn) - pta(ji,jj,iku,jn) )
374               ! gradient of  tracers
375               pgtui(ji,jj,jn) = ssumask(ji,jj) * ( pta(ji+1,jj,iku,jn) - zti(ji,jj,jn) )
376            ENDIF
377            !
378            ! j- direction
379            IF( ze3wv >= 0._wp ) THEN      ! case 1
380               zmaxv =  ze3wv / e3w(ji,jj+1,ikvp1,Kmm)
381               ! interpolated values of tracers
382               ztj(ji,jj,jn) = pta(ji,jj+1,ikv,jn) + zmaxv * ( pta(ji,jj+1,ikvp1,jn) - pta(ji,jj+1,ikv,jn) )
383               ! gradient of tracers
384               pgtvi(ji,jj,jn) = ssvmask(ji,jj) * ( ztj(ji,jj,jn) - pta(ji,jj,ikv,jn) )
385            ELSE                           ! case 2
386               zmaxv =  - ze3wv / e3w(ji,jj,ikvp1,Kmm)
387               ! interpolated values of tracers
388               ztj(ji,jj,jn) = pta(ji,jj,ikv,jn) + zmaxv * ( pta(ji,jj,ikvp1,jn) - pta(ji,jj,ikv,jn) )
389               ! gradient of tracers
390               pgtvi(ji,jj,jn) = ssvmask(ji,jj) * ( pta(ji,jj+1,ikv,jn) - ztj(ji,jj,jn) )
391            ENDIF
392
393         END_2D
394         !
395      END DO
396      CALL lbc_lnk_multi( 'zpshde', pgtui(:,:,:), 'U', -1.0_wp , pgtvi(:,:,:), 'V', -1.0_wp )   ! Lateral boundary cond.
397
398      IF( PRESENT( prd ) ) THEN    !==  horizontal derivative of density anomalies (rd)  ==!    (optional part)
399         !
400         pgrui(:,:)  =0.0_wp; pgrvi(:,:)  =0.0_wp;
401         DO_2D_10_10
402
403            iku = miku(ji,jj)
404            ikv = mikv(ji,jj)
405            ze3wu  =  gdept(ji,jj,iku,Kmm) - gdept(ji+1,jj,iku,Kmm)
406            ze3wv  =  gdept(ji,jj,ikv,Kmm) - gdept(ji,jj+1,ikv,Kmm) 
407            !
408            IF( ze3wu >= 0._wp ) THEN   ;   zhi(ji,jj) = gdept(ji  ,jj,iku,Kmm)    ! i-direction: case 1
409            ELSE                        ;   zhi(ji,jj) = gdept(ji+1,jj,iku,Kmm)    ! -     -      case 2
410            ENDIF
411
412            IF( ze3wv >= 0._wp ) THEN   ;   zhj(ji,jj) = gdept(ji,jj  ,ikv,Kmm)    ! j-direction: case 1
413            ELSE                        ;   zhj(ji,jj) = gdept(ji,jj+1,ikv,Kmm)    ! -     -      case 2
414            ENDIF
415
416         END_2D
417         !
418         CALL eos( zti, zhi, zri )        ! interpolated density from zti, ztj
419         CALL eos( ztj, zhj, zrj )        ! at the partial step depth output in  zri, zrj
420         !
421         DO_2D_10_10
422            iku = miku(ji,jj) 
423            ikv = mikv(ji,jj) 
424            ze3wu  =  gdept(ji,jj,iku,Kmm) - gdept(ji+1,jj,iku,Kmm)
425            ze3wv  =  gdept(ji,jj,ikv,Kmm) - gdept(ji,jj+1,ikv,Kmm) 
426
427            IF( ze3wu >= 0._wp ) THEN ; pgrui(ji,jj) = ssumask(ji,jj) * ( zri(ji  ,jj      ) - prd(ji,jj,iku) ) ! i: 1
428            ELSE                      ; pgrui(ji,jj) = ssumask(ji,jj) * ( prd(ji+1,jj  ,iku) - zri(ji,jj    ) ) ! i: 2
429            ENDIF
430            IF( ze3wv >= 0._wp ) THEN ; pgrvi(ji,jj) = ssvmask(ji,jj) * ( zrj(ji  ,jj      ) - prd(ji,jj,ikv) ) ! j: 1
431            ELSE                      ; pgrvi(ji,jj) = ssvmask(ji,jj) * ( prd(ji  ,jj+1,ikv) - zrj(ji,jj    ) ) ! j: 2
432            ENDIF
433
434         END_2D
435         CALL lbc_lnk_multi( 'zpshde', pgrui, 'U', -1.0_wp , pgrvi, 'V', -1.0_wp )   ! Lateral boundary conditions
436         !
437      END IF 
438      !
439      IF( ln_timing )   CALL timing_stop( 'zps_hde_isf')
440      !
441   END SUBROUTINE zps_hde_isf
442
443   !!======================================================================
444END MODULE zpshde
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.