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1MODULE zdfsh2
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  zdfsh2  ***
4   !! Ocean physics:  shear production term of TKE
5   !!=====================================================================
6   !! History :   -   !  2014-10  (A. Barthelemy, G. Madec)  original code
7   !!   NEMO     4.0  !  2017-04  (G. Madec)  remove u-,v-pts avm
8   !!   NEMO     4.2  !  2020-12  (G. Madec, E. Clementi) add Stokes Drift Shear
9   !                  !           for wave coupling
10   !!----------------------------------------------------------------------
11
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!   zdf_sh2       : compute mixing the shear production term of TKE
14   !!----------------------------------------------------------------------
15   USE oce
16   USE dom_oce        ! domain: ocean
17   USE sbcwave        ! Surface Waves (add Stokes shear)
18   USE sbc_oce , ONLY: ln_stshear  !Stoked Drift shear contribution
19   !
20   USE in_out_manager ! I/O manager
21   USE lib_mpp        ! MPP library
22
23   IMPLICIT NONE
24   PRIVATE
25
26   PUBLIC   zdf_sh2        ! called by zdftke, zdfglf, and zdfric
27
28   !! * Substitutions
29#  include "do_loop_substitute.h90"
30#  include "domzgr_substitute.h90"
31   !!----------------------------------------------------------------------
32   !! NEMO/OCE 4.0 , NEMO Consortium (2018)
33   !! $Id$
34   !! Software governed by the CeCILL license (see ./LICENSE)
35   !!----------------------------------------------------------------------
36CONTAINS
37
38   SUBROUTINE zdf_sh2( Kbb, Kmm, p_avm, p_sh2  )
39      !!----------------------------------------------------------------------
40      !!                   ***  ROUTINE zdf_sh2  ***
41      !!
42      !! ** Purpose :   Compute the shear production term of a TKE equation
43      !!
44      !! ** Method  : - a stable discretization of this term is linked to the
45      !!                time-space discretization of the vertical diffusion
46      !!                of the OGCM. NEMO uses C-grid, a leap-frog environment
47      !!                and an implicit computation of vertical mixing term,
48      !!                so the shear production at w-point is given by:
49      !!                   sh2 = mi[   mi(avm) * dk[ub]/e3ub * dk[un]/e3un   ]
50      !!                       + mj[   mj(avm) * dk[vb]/e3vb * dk[vn]/e3vn   ]
51      !!                NB: wet-point only horizontal averaging of shear
52      !!
53      !! ** Action  : - p_sh2 shear prod. term at w-point (inner domain only)
54      !!                                                   *****
55      !! References :   Bruchard, OM 2002
56      !! ---------------------------------------------------------------------
57      INTEGER                    , INTENT(in   ) ::   Kbb, Kmm             ! ocean time level indices
58      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:) , INTENT(in   ) ::   p_avm                ! vertical eddy viscosity (w-points)
59      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:) , INTENT(  out) ::   p_sh2                ! shear production of TKE (w-points)
60      !
61      INTEGER  ::   ji, jj, jk   ! dummy loop arguments
62      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) ::   zsh2u, zsh2v   ! 2D workspace
63      !!--------------------------------------------------------------------
64      !
65      DO jk = 2, jpkm1                 !* Shear production at uw- and vw-points (energy conserving form)
66         IF ( cpl_sdrftx .AND. ln_stshear )  THEN       ! Surface Stokes Drift available  ===>>>  shear + stokes drift contibution
67            DO_2D( 1, 0, 1, 0 )
68               zsh2u(ji,jj) = ( p_avm(ji+1,jj,jk) + p_avm(ji,jj,jk) )        &
69                  &         * ( uu (ji,jj,jk-1,Kmm) -   uu (ji,jj,jk,Kmm)    &
70                  &           + usd(ji,jj,jk-1) -   usd(ji,jj,jk) )  &
71                  &         * ( uu (ji,jj,jk-1,Kbb) -   uu (ji,jj,jk,Kbb) )  &
72                  &         / ( e3uw(ji,jj,jk,Kmm) * e3uw(ji,jj,jk,Kbb) ) * wumask(ji,jj,jk)
73               zsh2v(ji,jj) = ( p_avm(ji,jj+1,jk) + p_avm(ji,jj,jk) )         &
74                  &         * ( vv (ji,jj,jk-1,Kmm) -   vv (ji,jj,jk,Kmm)     &
75                  &           + vsd(ji,jj,jk-1) -   vsd(ji,jj,jk) )   &
76                  &         * ( vv (ji,jj,jk-1,Kbb) -   vv (ji,jj,jk,Kbb) )   &
77                  &/ ( e3vw(ji,jj,jk,Kmm) * e3vw(ji,jj,jk,Kbb) ) * wvmask(ji,jj,jk)
78            END_2D
79         ELSE
80            DO_2D( 1, 0, 1, 0 )     !* 2 x shear production at uw- and vw-points (energy conserving form)
81               zsh2u(ji,jj) = ( p_avm(ji+1,jj,jk) + p_avm(ji,jj,jk) ) &
82                  &         * (   uu(ji,jj,jk-1,Kmm) -   uu(ji,jj,jk,Kmm) ) &
83                  &         * (   uu(ji,jj,jk-1,Kbb) -   uu(ji,jj,jk,Kbb) ) &
84                  &         / ( e3uw(ji,jj,jk  ,Kmm) * e3uw(ji,jj,jk,Kbb) ) &
85                  &         * wumask(ji,jj,jk)
86               zsh2v(ji,jj) = ( p_avm(ji,jj+1,jk) + p_avm(ji,jj,jk) ) &
87                  &         * (   vv(ji,jj,jk-1,Kmm) -   vv(ji,jj,jk,Kmm) ) &
88                  &         * (   vv(ji,jj,jk-1,Kbb) -   vv(ji,jj,jk,Kbb) ) &
89                  &         / ( e3vw(ji,jj,jk  ,Kmm) * e3vw(ji,jj,jk,Kbb) ) &
90                  &         * wvmask(ji,jj,jk)
91            END_2D
92         ENDIF
93         DO_2D( 0, 0, 0, 0 )     !* shear production at w-point ! coast mask: =2 at the coast ; =1 otherwise (NB: wmask useless as zsh2 are masked)
94            p_sh2(ji,jj,jk) = 0.25 * (   ( zsh2u(ji-1,jj) + zsh2u(ji,jj) ) * ( 2. - umask(ji-1,jj,jk) * umask(ji,jj,jk) )   &
95               &                       + ( zsh2v(ji,jj-1) + zsh2v(ji,jj) ) * ( 2. - vmask(ji,jj-1,jk) * vmask(ji,jj,jk) )   )
96         END_2D
97      END DO
98      !
99   END SUBROUTINE zdf_sh2
100
101   !!======================================================================
102END MODULE zdfsh2
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.