source: NEMO/trunk/src/OCE/TRA/zpshde.F90 @ 13237

Last change on this file since 13237 was 13237, checked in by smasson, 3 months ago

trunk: Mid-year merge, merge back KERNEL-06_techene_e3

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 24.2 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#  include "domzgr_substitute.h90"
35   !!----------------------------------------------------------------------
36   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
37   !! $Id$
38   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
39   !!----------------------------------------------------------------------
40CONTAINS
41
42   SUBROUTINE zps_hde( kt, Kmm, kjpt, pta, pgtu, pgtv,   &
43      &                          prd, pgru, pgrv    )
44      !!----------------------------------------------------------------------
45      !!                     ***  ROUTINE zps_hde  ***
46      !!                   
47      !! ** Purpose :   Compute the horizontal derivative of T, S and rho
48      !!      at u- and v-points with a linear interpolation for z-coordinate
49      !!      with partial steps.
50      !!
51      !! ** Method  :   In z-coord with partial steps, scale factors on last
52      !!      levels are different for each grid point, so that T, S and rd
53      !!      points are not at the same depth as in z-coord. To have horizontal
54      !!      gradients again, we interpolate T and S at the good depth :
55      !!      Linear interpolation of T, S   
56      !!         Computation of di(tb) and dj(tb) by vertical interpolation:
57      !!          di(t) = t~ - t(i,j,k) or t(i+1,j,k) - t~
58      !!          dj(t) = t~ - t(i,j,k) or t(i,j+1,k) - t~
59      !!         This formulation computes the two cases:
60      !!                 CASE 1                   CASE 2 
61      !!         k-1  ___ ___________   k-1   ___ ___________
62      !!                    Ti  T~                  T~  Ti+1
63      !!                  _____                        _____
64      !!         k        |   |Ti+1     k           Ti |   |
65      !!                  |   |____                ____|   |
66      !!              ___ |   |   |           ___  |   |   |
67      !!                 
68      !!      case 1->   e3w(i+1,:,:,Kmm) >= e3w(i,:,:,Kmm) ( and e3w(:,j+1,:,Kmm) >= e3w(:,j,:,Kmm) ) then
69      !!          t~ = t(i+1,j  ,k) + (e3w(i+1,j,k,Kmm) - e3w(i,j,k,Kmm)) * dk(Ti+1)/e3w(i+1,j,k,Kmm)
70      !!        ( t~ = t(i  ,j+1,k) + (e3w(i,j+1,k,Kmm) - e3w(i,j,k,Kmm)) * dk(Tj+1)/e3w(i,j+1,k,Kmm)  )
71      !!          or
72      !!      case 2->   e3w(i+1,:,:,Kmm) <= e3w(i,:,:,Kmm) ( and e3w(:,j+1,:,Kmm) <= e3w(:,j,:,Kmm) ) then
73      !!          t~ = t(i,j,k) + (e3w(i,j,k,Kmm) - e3w(i+1,j,k,Kmm)) * dk(Ti)/e3w(i,j,k,Kmm)
74      !!        ( t~ = t(i,j,k) + (e3w(i,j,k,Kmm) - e3w(i,j+1,k,Kmm)) * dk(Tj)/e3w(i,j,k,Kmm) )
75      !!          Idem for di(s) and dj(s)         
76      !!
77      !!      For rho, we call eos which will compute rd~(t~,s~) at the right
78      !!      depth zh from interpolated T and S for the different formulations
79      !!      of the equation of state (eos).
80      !!      Gradient formulation for rho :
81      !!          di(rho) = rd~ - rd(i,j,k)   or   rd(i+1,j,k) - rd~
82      !!
83      !! ** Action  : compute for top interfaces
84      !!              - pgtu, pgtv: horizontal gradient of tracer at u- & v-points
85      !!              - pgru, pgrv: horizontal gradient of rho (if present) at u- & v-points
86      !!----------------------------------------------------------------------
87      INTEGER                              , INTENT(in   )           ::  kt          ! ocean time-step index
88      INTEGER                              , INTENT(in   )           ::  Kmm         ! ocean time level index
89      INTEGER                              , INTENT(in   )           ::  kjpt        ! number of tracers
90      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,kjpt), INTENT(in   )           ::  pta         ! 4D tracers fields
91      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,    kjpt), INTENT(  out)           ::  pgtu, pgtv  ! hor. grad. of ptra at u- & v-pts
92      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk     ), INTENT(in   ), OPTIONAL ::  prd         ! 3D density anomaly fields
93      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj         ), INTENT(  out), OPTIONAL ::  pgru, pgrv  ! hor. grad of prd at u- & v-pts (bottom)
94      !
95      INTEGER  ::   ji, jj, jn                  ! Dummy loop indices
96      INTEGER  ::   iku, ikv, ikum1, ikvm1      ! partial step level (ocean bottom level) at u- and v-points
97      REAL(wp) ::   ze3wu, ze3wv, zmaxu, zmaxv  ! local scalars
98      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj)      ::   zri, zrj, zhi, zhj   ! NB: 3rd dim=1 to use eos
99      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,kjpt) ::   zti, ztj             !
100      !!----------------------------------------------------------------------
101      !
102      IF( ln_timing )   CALL timing_start( 'zps_hde')
103      !
104      pgtu(:,:,:) = 0._wp   ;   zti (:,:,:) = 0._wp   ;   zhi (:,:) = 0._wp
105      pgtv(:,:,:) = 0._wp   ;   ztj (:,:,:) = 0._wp   ;   zhj (:,:) = 0._wp
106      !
107      DO jn = 1, kjpt      !==   Interpolation of tracers at the last ocean level   ==!
108         !
109         DO_2D_10_10
110            iku = mbku(ji,jj)   ;   ikum1 = MAX( iku - 1 , 1 )    ! last and before last ocean level at u- & v-points
111            ikv = mbkv(ji,jj)   ;   ikvm1 = MAX( ikv - 1 , 1 )    ! if level first is a p-step, ik.m1=1
112!!gm BUG ? when applied to before fields, e3w(:,:,k,Kbb) should be used....
113            ze3wu = e3w(ji+1,jj  ,iku,Kmm) - e3w(ji,jj,iku,Kmm)
114            ze3wv = e3w(ji  ,jj+1,ikv,Kmm) - e3w(ji,jj,ikv,Kmm)
115            !
116            ! i- direction
117            IF( ze3wu >= 0._wp ) THEN      ! case 1
118               zmaxu =  ze3wu / e3w(ji+1,jj,iku,Kmm)
119               ! interpolated values of tracers
120               zti (ji,jj,jn) = pta(ji+1,jj,iku,jn) + zmaxu * ( pta(ji+1,jj,ikum1,jn) - pta(ji+1,jj,iku,jn) )
121               ! gradient of  tracers
122               pgtu(ji,jj,jn) = umask(ji,jj,1) * ( zti(ji,jj,jn) - pta(ji,jj,iku,jn) )
123            ELSE                           ! case 2
124               zmaxu = -ze3wu / e3w(ji,jj,iku,Kmm)
125               ! interpolated values of tracers
126               zti (ji,jj,jn) = pta(ji,jj,iku,jn) + zmaxu * ( pta(ji,jj,ikum1,jn) - pta(ji,jj,iku,jn) )
127               ! gradient of tracers
128               pgtu(ji,jj,jn) = umask(ji,jj,1) * ( pta(ji+1,jj,iku,jn) - zti(ji,jj,jn) )
129            ENDIF
130            !
131            ! j- direction
132            IF( ze3wv >= 0._wp ) THEN      ! case 1
133               zmaxv =  ze3wv / e3w(ji,jj+1,ikv,Kmm)
134               ! interpolated values of tracers
135               ztj (ji,jj,jn) = pta(ji,jj+1,ikv,jn) + zmaxv * ( pta(ji,jj+1,ikvm1,jn) - pta(ji,jj+1,ikv,jn) )
136               ! gradient of tracers
137               pgtv(ji,jj,jn) = vmask(ji,jj,1) * ( ztj(ji,jj,jn) - pta(ji,jj,ikv,jn) )
138            ELSE                           ! case 2
139               zmaxv =  -ze3wv / e3w(ji,jj,ikv,Kmm)
140               ! interpolated values of tracers
141               ztj (ji,jj,jn) = pta(ji,jj,ikv,jn) + zmaxv * ( pta(ji,jj,ikvm1,jn) - pta(ji,jj,ikv,jn) )
142               ! gradient of tracers
143               pgtv(ji,jj,jn) = vmask(ji,jj,1) * ( pta(ji,jj+1,ikv,jn) - ztj(ji,jj,jn) )
144            ENDIF
145         END_2D
146      END DO
147      !
148      CALL lbc_lnk_multi( 'zpshde', pgtu(:,:,:), 'U', -1.0_wp , pgtv(:,:,:), 'V', -1.0_wp )   ! Lateral boundary cond.
149      !               
150      IF( PRESENT( prd ) ) THEN    !==  horizontal derivative of density anomalies (rd)  ==!    (optional part)
151         pgru(:,:) = 0._wp
152         pgrv(:,:) = 0._wp                ! depth of the partial step level
153         DO_2D_10_10
154            iku = mbku(ji,jj)
155            ikv = mbkv(ji,jj)
156            ze3wu  = e3w(ji+1,jj  ,iku,Kmm) - e3w(ji,jj,iku,Kmm)
157            ze3wv  = e3w(ji  ,jj+1,ikv,Kmm) - e3w(ji,jj,ikv,Kmm)
158            IF( ze3wu >= 0._wp ) THEN   ;   zhi(ji,jj) = gdept(ji  ,jj,iku,Kmm)     ! i-direction: case 1
159            ELSE                        ;   zhi(ji,jj) = gdept(ji+1,jj,iku,Kmm)     ! -     -      case 2
160            ENDIF
161            IF( ze3wv >= 0._wp ) THEN   ;   zhj(ji,jj) = gdept(ji,jj  ,ikv,Kmm)     ! j-direction: case 1
162            ELSE                        ;   zhj(ji,jj) = gdept(ji,jj+1,ikv,Kmm)     ! -     -      case 2
163            ENDIF
164         END_2D
165         !
166         CALL eos( zti, zhi, zri )        ! interpolated density from zti, ztj
167         CALL eos( ztj, zhj, zrj )        ! at the partial step depth output in  zri, zrj
168         !
169         DO_2D_10_10
170            iku = mbku(ji,jj)
171            ikv = mbkv(ji,jj)
172            ze3wu  = e3w(ji+1,jj  ,iku,Kmm) - e3w(ji,jj,iku,Kmm)
173            ze3wv  = e3w(ji  ,jj+1,ikv,Kmm) - e3w(ji,jj,ikv,Kmm)
174            IF( ze3wu >= 0._wp ) THEN   ;   pgru(ji,jj) = umask(ji,jj,1) * ( zri(ji  ,jj    ) - prd(ji,jj,iku) )   ! i: 1
175            ELSE                        ;   pgru(ji,jj) = umask(ji,jj,1) * ( prd(ji+1,jj,iku) - zri(ji,jj    ) )   ! i: 2
176            ENDIF
177            IF( ze3wv >= 0._wp ) THEN   ;   pgrv(ji,jj) = vmask(ji,jj,1) * ( zrj(ji,jj      ) - prd(ji,jj,ikv) )   ! j: 1
178            ELSE                        ;   pgrv(ji,jj) = vmask(ji,jj,1) * ( prd(ji,jj+1,ikv) - zrj(ji,jj    ) )   ! j: 2
179            ENDIF
180         END_2D
181         CALL lbc_lnk_multi( 'zpshde', pgru , 'U', -1.0_wp , pgrv , 'V', -1.0_wp )   ! Lateral boundary conditions
182         !
183      END IF
184      !
185      IF( ln_timing )   CALL timing_stop( 'zps_hde')
186      !
187   END SUBROUTINE zps_hde
188
189
190   SUBROUTINE zps_hde_isf( kt, Kmm, kjpt, pta, pgtu, pgtv, pgtui, pgtvi,  &
191      &                          prd, pgru, pgrv, pgrui, pgrvi )
192      !!----------------------------------------------------------------------
193      !!                     ***  ROUTINE zps_hde_isf  ***
194      !!                   
195      !! ** Purpose :   Compute the horizontal derivative of T, S and rho
196      !!      at u- and v-points with a linear interpolation for z-coordinate
197      !!      with partial steps for top (ice shelf) and bottom.
198      !!
199      !! ** Method  :   In z-coord with partial steps, scale factors on last
200      !!      levels are different for each grid point, so that T, S and rd
201      !!      points are not at the same depth as in z-coord. To have horizontal
202      !!      gradients again, we interpolate T and S at the good depth :
203      !!      For the bottom case:
204      !!      Linear interpolation of T, S   
205      !!         Computation of di(tb) and dj(tb) by vertical interpolation:
206      !!          di(t) = t~ - t(i,j,k) or t(i+1,j,k) - t~
207      !!          dj(t) = t~ - t(i,j,k) or t(i,j+1,k) - t~
208      !!         This formulation computes the two cases:
209      !!                 CASE 1                   CASE 2 
210      !!         k-1  ___ ___________   k-1   ___ ___________
211      !!                    Ti  T~                  T~  Ti+1
212      !!                  _____                        _____
213      !!         k        |   |Ti+1     k           Ti |   |
214      !!                  |   |____                ____|   |
215      !!              ___ |   |   |           ___  |   |   |
216      !!                 
217      !!      case 1->   e3w(i+1,j,k,Kmm) >= e3w(i,j,k,Kmm) ( and e3w(i,j+1,k,Kmm) >= e3w(i,j,k,Kmm) ) then
218      !!          t~ = t(i+1,j  ,k) + (e3w(i+1,j  ,k,Kmm) - e3w(i,j,k,Kmm)) * dk(Ti+1)/e3w(i+1,j  ,k,Kmm)
219      !!        ( t~ = t(i  ,j+1,k) + (e3w(i  ,j+1,k,Kmm) - e3w(i,j,k,Kmm)) * dk(Tj+1)/e3w(i  ,j+1,k,Kmm)  )
220      !!          or
221      !!      case 2->   e3w(i+1,j,k,Kmm) <= e3w(i,j,k,Kmm) ( and e3w(i,j+1,k,Kmm) <= e3w(i,j,k,Kmm) ) then
222      !!          t~ = t(i,j,k) + (e3w(i,j,k,Kmm) - e3w(i+1,j  ,k,Kmm)) * dk(Ti)/e3w(i,j,k,Kmm)
223      !!        ( t~ = t(i,j,k) + (e3w(i,j,k,Kmm) - e3w(i  ,j+1,k,Kmm)) * dk(Tj)/e3w(i,j,k,Kmm) )
224      !!          Idem for di(s) and dj(s)         
225      !!
226      !!      For rho, we call eos which will compute rd~(t~,s~) at the right
227      !!      depth zh from interpolated T and S for the different formulations
228      !!      of the equation of state (eos).
229      !!      Gradient formulation for rho :
230      !!          di(rho) = rd~ - rd(i,j,k)   or   rd(i+1,j,k) - rd~
231      !!
232      !!      For the top case (ice shelf): As for the bottom case but upside down
233      !!
234      !! ** Action  : compute for top and bottom interfaces
235      !!              - pgtu, pgtv, pgtui, pgtvi: horizontal gradient of tracer at u- & v-points
236      !!              - pgru, pgrv, pgrui, pgtvi: horizontal gradient of rho (if present) at u- & v-points
237      !!----------------------------------------------------------------------
238      INTEGER                              , INTENT(in   )           ::  kt           ! ocean time-step index
239      INTEGER                              , INTENT(in   )           ::  Kmm          ! ocean time level index
240      INTEGER                              , INTENT(in   )           ::  kjpt         ! number of tracers
241      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk,kjpt), INTENT(in   )           ::  pta          ! 4D tracers fields
242      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,    kjpt), INTENT(  out)           ::  pgtu, pgtv   ! hor. grad. of ptra at u- & v-pts
243      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,    kjpt), INTENT(  out)           ::  pgtui, pgtvi ! hor. grad. of stra at u- & v-pts (ISF)
244      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpk     ), INTENT(in   ), OPTIONAL ::  prd          ! 3D density anomaly fields
245      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj         ), INTENT(  out), OPTIONAL ::  pgru, pgrv   ! hor. grad of prd at u- & v-pts (bottom)
246      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj         ), INTENT(  out), OPTIONAL ::  pgrui, pgrvi ! hor. grad of prd at u- & v-pts (top)
247      !
248      INTEGER  ::   ji, jj, jn      ! Dummy loop indices
249      INTEGER  ::   iku, ikv, ikum1, ikvm1,ikup1, ikvp1   ! partial step level (ocean bottom level) at u- and v-points
250      REAL(wp) ::  ze3wu, ze3wv, zmaxu, zmaxv             ! temporary scalars
251      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj)      ::  zri, zrj, zhi, zhj   ! NB: 3rd dim=1 to use eos
252      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,kjpt) ::  zti, ztj             !
253      !!----------------------------------------------------------------------
254      !
255      IF( ln_timing )   CALL timing_start( 'zps_hde_isf')
256      !
257      pgtu (:,:,:) = 0._wp   ;   pgtv (:,:,:) =0._wp
258      pgtui(:,:,:) = 0._wp   ;   pgtvi(:,:,:) =0._wp
259      zti  (:,:,:) = 0._wp   ;   ztj  (:,:,:) =0._wp
260      zhi  (:,:  ) = 0._wp   ;   zhj  (:,:  ) =0._wp
261      !
262      DO jn = 1, kjpt      !==   Interpolation of tracers at the last ocean level   ==!
263         !
264         DO_2D_10_10
265
266            iku = mbku(ji,jj); ikum1 = MAX( iku - 1 , 1 )    ! last and before last ocean level at u- & v-points
267            ikv = mbkv(ji,jj); ikvm1 = MAX( ikv - 1 , 1 )    ! if level first is a p-step, ik.m1=1
268            ze3wu = gdept(ji+1,jj,iku,Kmm) - gdept(ji,jj,iku,Kmm)
269            ze3wv = gdept(ji,jj+1,ikv,Kmm) - gdept(ji,jj,ikv,Kmm)
270            !
271            ! i- direction
272            IF( ze3wu >= 0._wp ) THEN      ! case 1
273               zmaxu =  ze3wu / e3w(ji+1,jj,iku,Kmm)
274               ! interpolated values of tracers
275               zti (ji,jj,jn) = pta(ji+1,jj,iku,jn) + zmaxu * ( pta(ji+1,jj,ikum1,jn) - pta(ji+1,jj,iku,jn) )
276               ! gradient of  tracers
277               pgtu(ji,jj,jn) = ssumask(ji,jj) * ( zti(ji,jj,jn) - pta(ji,jj,iku,jn) )
278            ELSE                           ! case 2
279               zmaxu = -ze3wu / e3w(ji,jj,iku,Kmm)
280               ! interpolated values of tracers
281               zti (ji,jj,jn) = pta(ji,jj,iku,jn) + zmaxu * ( pta(ji,jj,ikum1,jn) - pta(ji,jj,iku,jn) )
282               ! gradient of tracers
283               pgtu(ji,jj,jn) = ssumask(ji,jj) * ( pta(ji+1,jj,iku,jn) - zti(ji,jj,jn) )
284            ENDIF
285            !
286            ! j- direction
287            IF( ze3wv >= 0._wp ) THEN      ! case 1
288               zmaxv =  ze3wv / e3w(ji,jj+1,ikv,Kmm)
289               ! interpolated values of tracers
290               ztj (ji,jj,jn) = pta(ji,jj+1,ikv,jn) + zmaxv * ( pta(ji,jj+1,ikvm1,jn) - pta(ji,jj+1,ikv,jn) )
291               ! gradient of tracers
292               pgtv(ji,jj,jn) = ssvmask(ji,jj) * ( ztj(ji,jj,jn) - pta(ji,jj,ikv,jn) )
293            ELSE                           ! case 2
294               zmaxv =  -ze3wv / e3w(ji,jj,ikv,Kmm)
295               ! interpolated values of tracers
296               ztj (ji,jj,jn) = pta(ji,jj,ikv,jn) + zmaxv * ( pta(ji,jj,ikvm1,jn) - pta(ji,jj,ikv,jn) )
297               ! gradient of tracers
298               pgtv(ji,jj,jn) = ssvmask(ji,jj) * ( pta(ji,jj+1,ikv,jn) - ztj(ji,jj,jn) )
299            ENDIF
300
301         END_2D
302      END DO
303      !
304      CALL lbc_lnk_multi( 'zpshde', pgtu(:,:,:), 'U', -1.0_wp , pgtv(:,:,:), 'V', -1.0_wp )   ! Lateral boundary cond.
305
306      ! horizontal derivative of density anomalies (rd)
307      IF( PRESENT( prd ) ) THEN         ! depth of the partial step level
308         pgru(:,:)=0.0_wp   ; pgrv(:,:)=0.0_wp ; 
309         !
310         DO_2D_10_10
311
312            iku = mbku(ji,jj)
313            ikv = mbkv(ji,jj)
314            ze3wu = gdept(ji+1,jj,iku,Kmm) - gdept(ji,jj,iku,Kmm)
315            ze3wv = gdept(ji,jj+1,ikv,Kmm) - gdept(ji,jj,ikv,Kmm)
316            !
317            IF( ze3wu >= 0._wp ) THEN   ;   zhi(ji,jj) = gdept(ji  ,jj,iku,Kmm)    ! i-direction: case 1
318            ELSE                        ;   zhi(ji,jj) = gdept(ji+1,jj,iku,Kmm)    ! -     -      case 2
319            ENDIF
320            IF( ze3wv >= 0._wp ) THEN   ;   zhj(ji,jj) = gdept(ji,jj  ,ikv,Kmm)    ! j-direction: case 1
321            ELSE                        ;   zhj(ji,jj) = gdept(ji,jj+1,ikv,Kmm)    ! -     -      case 2
322            ENDIF
323
324         END_2D
325
326         ! Compute interpolated rd from zti, ztj for the 2 cases at the depth of the partial
327         ! step and store it in  zri, zrj for each  case
328         CALL eos( zti, zhi, zri )
329         CALL eos( ztj, zhj, zrj )
330
331         DO_2D_10_10
332            iku = mbku(ji,jj)
333            ikv = mbkv(ji,jj)
334            ze3wu = gdept(ji+1,jj,iku,Kmm) - gdept(ji,jj,iku,Kmm)
335            ze3wv = gdept(ji,jj+1,ikv,Kmm) - gdept(ji,jj,ikv,Kmm)
336
337            IF( ze3wu >= 0._wp ) THEN   ;   pgru(ji,jj) = ssumask(ji,jj) * ( zri(ji  ,jj    ) - prd(ji,jj,iku) )   ! i: 1
338            ELSE                        ;   pgru(ji,jj) = ssumask(ji,jj) * ( prd(ji+1,jj,iku) - zri(ji,jj    ) )   ! i: 2
339            ENDIF
340            IF( ze3wv >= 0._wp ) THEN   ;   pgrv(ji,jj) = ssvmask(ji,jj) * ( zrj(ji,jj      ) - prd(ji,jj,ikv) )   ! j: 1
341            ELSE                        ;   pgrv(ji,jj) = ssvmask(ji,jj) * ( prd(ji,jj+1,ikv) - zrj(ji,jj    ) )   ! j: 2
342            ENDIF
343
344         END_2D
345
346         CALL lbc_lnk_multi( 'zpshde', pgru , 'U', -1.0_wp , pgrv , 'V', -1.0_wp )   ! Lateral boundary conditions
347         !
348      END IF
349      !
350      !     !==  (ISH)  compute grui and gruvi  ==!
351      !
352      DO jn = 1, kjpt      !==   Interpolation of tracers at the last ocean level   ==!            !
353         DO_2D_10_10
354            iku = miku(ji,jj); ikup1 = miku(ji,jj) + 1
355            ikv = mikv(ji,jj); ikvp1 = mikv(ji,jj) + 1
356            !
357            ! (ISF) case partial step top and bottom in adjacent cell in vertical
358            ! cannot used e3w because if 2 cell water column, we have ps at top and bottom
359            ! in this case e3w(i,j,k,Kmm) - e3w(i,j+1,k,Kmm) is not the distance between Tj~ and Tj
360            ! the only common depth between cells (i,j) and (i,j+1) is gdepw_0
361            ze3wu  =  gdept(ji,jj,iku,Kmm) - gdept(ji+1,jj,iku,Kmm)
362            ze3wv  =  gdept(ji,jj,ikv,Kmm) - gdept(ji,jj+1,ikv,Kmm) 
363
364            ! i- direction
365            IF( ze3wu >= 0._wp ) THEN      ! case 1
366               zmaxu = ze3wu / e3w(ji+1,jj,ikup1,Kmm)
367               ! interpolated values of tracers
368               zti(ji,jj,jn) = pta(ji+1,jj,iku,jn) + zmaxu * ( pta(ji+1,jj,ikup1,jn) - pta(ji+1,jj,iku,jn) )
369               ! gradient of tracers
370               pgtui(ji,jj,jn) = ssumask(ji,jj) * ( zti(ji,jj,jn) - pta(ji,jj,iku,jn) )
371            ELSE                           ! case 2
372               zmaxu = - ze3wu / e3w(ji,jj,ikup1,Kmm)
373               ! interpolated values of tracers
374               zti(ji,jj,jn) = pta(ji,jj,iku,jn) + zmaxu * ( pta(ji,jj,ikup1,jn) - pta(ji,jj,iku,jn) )
375               ! gradient of  tracers
376               pgtui(ji,jj,jn) = ssumask(ji,jj) * ( pta(ji+1,jj,iku,jn) - zti(ji,jj,jn) )
377            ENDIF
378            !
379            ! j- direction
380            IF( ze3wv >= 0._wp ) THEN      ! case 1
381               zmaxv =  ze3wv / e3w(ji,jj+1,ikvp1,Kmm)
382               ! interpolated values of tracers
383               ztj(ji,jj,jn) = pta(ji,jj+1,ikv,jn) + zmaxv * ( pta(ji,jj+1,ikvp1,jn) - pta(ji,jj+1,ikv,jn) )
384               ! gradient of tracers
385               pgtvi(ji,jj,jn) = ssvmask(ji,jj) * ( ztj(ji,jj,jn) - pta(ji,jj,ikv,jn) )
386            ELSE                           ! case 2
387               zmaxv =  - ze3wv / e3w(ji,jj,ikvp1,Kmm)
388               ! interpolated values of tracers
389               ztj(ji,jj,jn) = pta(ji,jj,ikv,jn) + zmaxv * ( pta(ji,jj,ikvp1,jn) - pta(ji,jj,ikv,jn) )
390               ! gradient of tracers
391               pgtvi(ji,jj,jn) = ssvmask(ji,jj) * ( pta(ji,jj+1,ikv,jn) - ztj(ji,jj,jn) )
392            ENDIF
393
394         END_2D
395         !
396      END DO
397      CALL lbc_lnk_multi( 'zpshde', pgtui(:,:,:), 'U', -1.0_wp , pgtvi(:,:,:), 'V', -1.0_wp )   ! Lateral boundary cond.
398
399      IF( PRESENT( prd ) ) THEN    !==  horizontal derivative of density anomalies (rd)  ==!    (optional part)
400         !
401         pgrui(:,:)  =0.0_wp; pgrvi(:,:)  =0.0_wp;
402         DO_2D_10_10
403
404            iku = miku(ji,jj)
405            ikv = mikv(ji,jj)
406            ze3wu  =  gdept(ji,jj,iku,Kmm) - gdept(ji+1,jj,iku,Kmm)
407            ze3wv  =  gdept(ji,jj,ikv,Kmm) - gdept(ji,jj+1,ikv,Kmm) 
408            !
409            IF( ze3wu >= 0._wp ) THEN   ;   zhi(ji,jj) = gdept(ji  ,jj,iku,Kmm)    ! i-direction: case 1
410            ELSE                        ;   zhi(ji,jj) = gdept(ji+1,jj,iku,Kmm)    ! -     -      case 2
411            ENDIF
412
413            IF( ze3wv >= 0._wp ) THEN   ;   zhj(ji,jj) = gdept(ji,jj  ,ikv,Kmm)    ! j-direction: case 1
414            ELSE                        ;   zhj(ji,jj) = gdept(ji,jj+1,ikv,Kmm)    ! -     -      case 2
415            ENDIF
416
417         END_2D
418         !
419         CALL eos( zti, zhi, zri )        ! interpolated density from zti, ztj
420         CALL eos( ztj, zhj, zrj )        ! at the partial step depth output in  zri, zrj
421         !
422         DO_2D_10_10
423            iku = miku(ji,jj) 
424            ikv = mikv(ji,jj) 
425            ze3wu  =  gdept(ji,jj,iku,Kmm) - gdept(ji+1,jj,iku,Kmm)
426            ze3wv  =  gdept(ji,jj,ikv,Kmm) - gdept(ji,jj+1,ikv,Kmm) 
427
428            IF( ze3wu >= 0._wp ) THEN ; pgrui(ji,jj) = ssumask(ji,jj) * ( zri(ji  ,jj      ) - prd(ji,jj,iku) ) ! i: 1
429            ELSE                      ; pgrui(ji,jj) = ssumask(ji,jj) * ( prd(ji+1,jj  ,iku) - zri(ji,jj    ) ) ! i: 2
430            ENDIF
431            IF( ze3wv >= 0._wp ) THEN ; pgrvi(ji,jj) = ssvmask(ji,jj) * ( zrj(ji  ,jj      ) - prd(ji,jj,ikv) ) ! j: 1
432            ELSE                      ; pgrvi(ji,jj) = ssvmask(ji,jj) * ( prd(ji  ,jj+1,ikv) - zrj(ji,jj    ) ) ! j: 2
433            ENDIF
434
435         END_2D
436         CALL lbc_lnk_multi( 'zpshde', pgrui, 'U', -1.0_wp , pgrvi, 'V', -1.0_wp )   ! Lateral boundary conditions
437         !
438      END IF 
439      !
440      IF( ln_timing )   CALL timing_stop( 'zps_hde_isf')
441      !
442   END SUBROUTINE zps_hde_isf
443
444   !!======================================================================
445END MODULE zpshde
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.