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Branch dev_NOC_2012_r3555. #1006. Step 7. Check in code now merged with dev_r3385_NOCS04_HAMF

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Line 
1MODULE limthd_2
2   !!======================================================================
3   !!                  ***  MODULE limthd_2   ***
4   !!              LIM thermo ice model : ice thermodynamic
5   !!======================================================================
6   !! History :  1.0  ! 2000-01 (LIM)
7   !!            2.0  ! 2002-07 (C. Ethe, G. Madec) F90
8   !!            2.0  ! 2003-08 (C. Ethe)  add lim_thd_init
9   !!             -   ! 2008-2008  (A. Caubel, G. Madec, E. Maisonnave, S. Masson ) generic coupled interface
10   !!---------------------------------------------------------------------
11#if defined key_lim2
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!   'key_lim2' :                                  LIM 2.0 sea-ice model
14   !!----------------------------------------------------------------------
15   !!   lim_thd_2       : thermodynamic of sea ice
16   !!   lim_thd_init_2  : initialisation of sea-ice thermodynamic
17   !!----------------------------------------------------------------------
18   USE phycst           ! physical constants
19   USE dom_oce          ! ocean space and time domain variables
20   USE domvvl
21   USE lbclnk
22   USE in_out_manager   ! I/O manager
23   USE lib_mpp
24   USE wrk_nemo         ! work arrays
25   USE iom              ! IOM library
26   USE ice_2            ! LIM sea-ice variables
27   USE sbc_oce          !
28   USE sbc_ice          !
29   USE thd_ice_2        ! LIM thermodynamic sea-ice variables
30   USE dom_ice_2        ! LIM sea-ice domain
31   USE limthd_zdf_2
32   USE limthd_lac_2
33   USE limtab_2
34   USE prtctl           ! Print control
35   USE cpl_oasis3, ONLY :   lk_cpl
36   USE diaar5    , ONLY :   lk_diaar5
37   USE lib_fortran      ! Fortran utilities (allows no signed zero when 'key_nosignedzero' defined) 
38   
39   IMPLICIT NONE
40   PRIVATE
41
42   PUBLIC   lim_thd_2  ! called by lim_step
43
44   REAL(wp) ::   epsi20 = 1.e-20   ! constant values
45   REAL(wp) ::   epsi16 = 1.e-16   !
46   REAL(wp) ::   epsi04 = 1.e-04   !
47   REAL(wp) ::   rzero  = 0.e0     !
48   REAL(wp) ::   rone   = 1.e0     !
49
50   !! * Substitutions
51#  include "domzgr_substitute.h90"
52#  include "vectopt_loop_substitute.h90"
53   !!-------- -------------------------------------------------------------
54   !! NEMO/LIM2 3.3 , UCL - NEMO Consortium (2010)
55   !! $Id$
56   !! Software governed by the CeCILL licence (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
57   !!----------------------------------------------------------------------
58CONTAINS
59
60   SUBROUTINE lim_thd_2( kt )
61      !!-------------------------------------------------------------------
62      !!                ***  ROUTINE lim_thd_2  ***       
63      !! 
64      !! ** Purpose : This routine manages the ice thermodynamic.
65      !!         
66      !! ** Action : - Initialisation of some variables
67      !!             - Some preliminary computation (oceanic heat flux
68      !!               at the ice base, snow acc.,heat budget of the leads)
69      !!             - selection of the icy points and put them in an array
70      !!             - call lim_vert_ther for vert ice thermodynamic
71      !!             - back to the geographic grid
72      !!             - selection of points for lateral accretion
73      !!             - call lim_lat_acc  for the ice accretion
74      !!             - back to the geographic grid
75      !!
76      !! References :   Goosse et al. 1996, Bul. Soc. Roy. Sc. Liege, 65, 87-90
77      !!---------------------------------------------------------------------
78      INTEGER, INTENT(in) ::   kt     ! number of iteration
79      !!
80      INTEGER  ::   ji, jj               ! dummy loop indices
81      INTEGER  ::   nbpb                 ! nb of icy pts for thermo. cal.
82      INTEGER  ::   nbpac                ! nb of pts for lateral accretion
83      CHARACTER (len=22) :: charout
84      REAL(wp) ::   zfric_umin = 5e-03   ! lower bound for the friction velocity
85      REAL(wp) ::   zfric_umax = 2e-02   ! upper bound for the friction velocity
86      REAL(wp) ::   zinda                ! switch for test. the val. of concen.
87      REAL(wp) ::   zindb, zindg         ! switches for test. the val of arg
88      REAL(wp) ::   zfricp               ! temporary scalar
89      REAL(wp) ::   za , zh, zthsnice    !
90      REAL(wp) ::   zfric_u              ! friction velocity
91      REAL(wp) ::   zfntlat, zpareff     ! test. the val. of lead heat budget
92
93      REAL(wp) ::   zuice_m, zvice_m     ! Sea-ice velocities at U & V-points
94      REAL(wp) ::   zhice_u, zhice_v     ! Sea-ice volume at U & V-points
95      REAL(wp) ::   ztr_fram             ! Sea-ice transport through Fram strait
96      REAL(wp) ::   zrhoij, zrhoijm1     ! temporary scalars
97      REAL(wp) ::   zztmp                ! temporary scalars within a loop
98      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:)     ::   ztmp      ! 2D workspace
99      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:)     ::   zqlbsbq   ! link with lead energy budget qldif
100      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:)     ::   zlicegr   ! link with lateral ice growth
101!!$      REAL(wp), DIMENSION(:,:) ::   firic         ! IR flux over the ice            (outputs only)
102!!$      REAL(wp), DIMENSION(:,:) ::   fcsic         ! Sensible heat flux over the ice (outputs only)
103!!$      REAL(wp), DIMENSION(:,:) ::   fleic         ! Latent heat flux over the ice   (outputs only)
104!!$      REAL(wp), DIMENSION(:,:) ::   qlatic        ! latent flux                     (outputs only)
105      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) ::   zdvosif       ! Variation of volume at surface                (outputs only)
106      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) ::   zdvobif       ! Variation of ice volume at the bottom ice     (outputs only)
107      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) ::   zdvolif       ! Total variation of ice volume                 (outputs only)
108      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) ::   zdvonif       ! Surface accretion Snow to Ice transformation  (outputs only)
109      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) ::   zdvomif       ! Bottom variation of ice volume due to melting (outputs only)
110      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) ::   zu_imasstr    ! Sea-ice transport along i-axis at U-point     (outputs only)
111      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) ::   zv_imasstr    ! Sea-ice transport along j-axis at V-point     (outputs only)
112      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) ::   zmsk        ! 3D workspace
113      !!-------------------------------------------------------------------
114
115      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, ztmp, zqlbsbq, zlicegr, zdvosif, zdvobif, zdvolif, zdvonif, zdvomif, zu_imasstr, zv_imasstr )
116      CALL wrk_alloc( jpi, jpj, jpk, zmsk )
117
118      IF( kt == nit000 )   CALL lim_thd_init_2  ! Initialization (first time-step only)
119   
120      !-------------------------------------------!
121      !   Initilization of diagnostic variables   !
122      !-------------------------------------------!
123     
124!!gm needed?  yes at least for some of these arrays
125      zdvosif(:,:) = 0.e0   ! variation of ice volume at surface
126      zdvobif(:,:) = 0.e0   ! variation of ice volume at bottom
127      zdvolif(:,:) = 0.e0   ! total variation of ice volume
128      zdvonif(:,:) = 0.e0   ! transformation of snow to sea-ice volume
129      zlicegr(:,:) = 0.e0   ! lateral variation of ice volume
130      zdvomif(:,:) = 0.e0   ! variation of ice volume at bottom due to melting only
131      ztr_fram     = 0.e0   ! sea-ice transport through Fram strait
132      fstric (:,:) = 0.e0   ! part of solar radiation absorbing inside the ice
133      fscmbq (:,:) = 0.e0   ! linked with fstric
134      ffltbif(:,:) = 0.e0   ! linked with fstric
135      qfvbq  (:,:) = 0.e0   ! linked with fstric
136      rdm_snw(:,:) = 0.e0   ! variation of snow mass over 1 time step
137      rdq_snw(:,:) = 0.e0   ! heat content associated with rdm_snw
138      rdm_ice(:,:) = 0.e0   ! variation of ice mass over 1 time step
139      rdq_ice(:,:) = 0.e0   ! heat content associated with rdm_ice
140      zmsk (:,:,:) = 0.e0
141
142      ! set to zero snow thickness smaller than epsi04
143      DO jj = 1, jpj
144         DO ji = 1, jpi
145            hsnif(ji,jj)  = hsnif(ji,jj) *  MAX( rzero, SIGN( rone , hsnif(ji,jj) - epsi04 ) )
146         END DO
147      END DO
148!!gm better coded (do not use SIGN...)
149!     WHERE( hsnif(:,:) < epsi04 )   hsnif(:,:) = 0.e0
150!!gm
151
152      IF(ln_ctl)   CALL prt_ctl( tab2d_1=hsnif, clinfo1=' lim_thd: hsnif   : ' )
153     
154      !-----------------------------------!
155      !   Treatment of particular cases   !
156      !-----------------------------------!
157     
158      DO jj = 1, jpj
159         DO ji = 1, jpi
160            !  snow is transformed into ice if the original ice cover disappears.
161            zindg         = tms(ji,jj) *  MAX( rzero , SIGN( rone , -hicif(ji,jj) ) )
162            hicif(ji,jj)  = hicif(ji,jj) + zindg * rhosn * hsnif(ji,jj) / rau0
163            hsnif(ji,jj)  = ( rone - zindg ) * hsnif(ji,jj) + zindg * hicif(ji,jj) * ( rau0 - rhoic ) / rhosn
164            dmgwi(ji,jj)  = zindg * (1.0 - frld(ji,jj)) * rhoic * hicif(ji,jj)   ! snow/ice mass
165           
166            !  the lead fraction, frld, must be little than or equal to amax (ice ridging).
167            zthsnice      = hsnif(ji,jj) + hicif(ji,jj)
168            zindb         = tms(ji,jj) * ( 1.0 - MAX( rzero , SIGN( rone , - zthsnice ) ) ) 
169            za            = zindb * MIN( rone, ( 1.0 - frld(ji,jj) ) * uscomi )
170            hsnif (ji,jj) = hsnif(ji,jj)  * za
171            hicif (ji,jj) = hicif(ji,jj)  * za
172            qstoif(ji,jj) = qstoif(ji,jj) * za
173            frld  (ji,jj) = 1.0 - zindb * ( 1.0 - frld(ji,jj) ) / MAX( za, epsi20 )
174           
175            !  the in situ ice thickness, hicif, must be equal to or greater than hiclim.
176            zh            = MAX( rone , zindb * hiclim  / MAX( hicif(ji,jj), epsi20 ) )
177            hsnif (ji,jj) = hsnif(ji,jj)  * zh
178            hicif (ji,jj) = hicif(ji,jj)  * zh
179            qstoif(ji,jj) = qstoif(ji,jj) * zh
180            frld  (ji,jj) = ( frld(ji,jj) + ( zh - 1.0 ) ) / zh
181         END DO
182      END DO
183
184      IF(ln_ctl) THEN
185         CALL prt_ctl( tab2d_1=hicif , clinfo1=' lim_thd: hicif   : ' )
186         CALL prt_ctl( tab2d_1=hsnif , clinfo1=' lim_thd: hsnif   : ' )
187         CALL prt_ctl( tab2d_1=dmgwi , clinfo1=' lim_thd: dmgwi   : ' )
188         CALL prt_ctl( tab2d_1=qstoif, clinfo1=' lim_thd: qstoif  : ' )
189         CALL prt_ctl( tab2d_1=frld  , clinfo1=' lim_thd: frld    : ' )
190      ENDIF
191
192     
193      !-------------------------------!
194      !   Thermodynamics of sea ice   !
195      !-------------------------------!
196     
197      !      Partial computation of forcing for the thermodynamic sea ice model.
198      !--------------------------------------------------------------------------
199
200      !CDIR NOVERRCHK
201      DO jj = 1, jpj
202         !CDIR NOVERRCHK
203         DO ji = 1, jpi
204            zthsnice       = hsnif(ji,jj) + hicif(ji,jj)
205            zindb          = tms(ji,jj) * ( 1.0 - MAX( rzero , SIGN( rone , - zthsnice ) ) ) 
206            pfrld(ji,jj)   = frld(ji,jj)
207            zfricp         = 1.0 - frld(ji,jj)
208            zinda          = 1.0 - MAX( rzero , SIGN( rone , - zfricp ) )
209           
210            !  solar irradiance transmission at the mixed layer bottom and used in the lead heat budget
211            thcm(ji,jj)    = 0.e0 
212           
213            !  net downward heat flux from the ice to the ocean, expressed as a function of ocean
214            !  temperature and turbulent mixing (McPhee, 1992)
215            zfric_u        = MAX ( MIN( SQRT( ust2s(ji,jj) ) , zfric_umax ) , zfric_umin )  ! friction velocity
216            fdtcn(ji,jj)  = zindb * rau0 * rcp * 0.006  * zfric_u * ( sst_m(ji,jj) + rt0 - tfu(ji,jj) ) 
217            qdtcn(ji,jj)  = zindb * fdtcn(ji,jj) * frld(ji,jj) * rdt_ice
218                       
219            !  partial computation of the lead energy budget (qldif)
220#if defined key_coupled 
221            qldif(ji,jj)   = tms(ji,jj) * rdt_ice                                                  &
222               &    * (   ( qsr_tot(ji,jj) - qsr_ice(ji,jj,1) * zfricp ) * ( 1.0 - thcm(ji,jj) )   &
223               &        + ( qns_tot(ji,jj) - qns_ice(ji,jj,1) * zfricp )                           &
224               &        + frld(ji,jj) * ( fdtcn(ji,jj) + ( 1.0 - zindb ) * fsbbq(ji,jj) )   )
225#else
226            qldif(ji,jj)   = tms(ji,jj) * rdt_ice * frld(ji,jj)                    &
227               &                        * (  qsr(ji,jj) * ( 1.0 - thcm(ji,jj) )    &
228               &                           + qns(ji,jj)  +  fdtcn(ji,jj)           &
229               &                           + ( 1.0 - zindb ) * fsbbq(ji,jj)      )
230#endif
231            !  parlat : percentage of energy used for lateral ablation (0.0)
232            zfntlat        = 1.0 - MAX( rzero , SIGN( rone ,  - qldif(ji,jj) ) )
233            zpareff        = 1.0 + ( parlat - 1.0 ) * zinda * zfntlat
234            zqlbsbq(ji,jj) = qldif(ji,jj) * ( 1.0 - zpareff ) / MAX( (1.0 - frld(ji,jj)) * rdt_ice , epsi16 )
235            qldif  (ji,jj) = zpareff *  qldif(ji,jj)
236            qdtcn  (ji,jj) = zpareff * qdtcn(ji,jj)
237           
238            !  energy needed to bring ocean surface layer until its freezing
239            qcmif  (ji,jj) =  rau0 * rcp * fse3t_m(ji,jj,1) * ( tfu(ji,jj) - sst_m(ji,jj) - rt0 ) * ( 1 - zinda )
240           
241            !  calculate oceanic heat flux.
242            fbif   (ji,jj) = zindb * (  fsbbq(ji,jj) / MAX( (1.0 - frld(ji,jj)) , epsi20 ) + fdtcn(ji,jj) )
243           
244            ! computation of the thermodynamic ice production (only needed for output)
245            hicifp(ji,jj) = hicif(ji,jj) * ( 1.0 - frld(ji,jj) )
246         END DO
247      END DO
248     
249      !         Select icy points and fulfill arrays for the vectorial grid.
250      !----------------------------------------------------------------------
251      nbpb = 0
252      DO jj = 1, jpj
253         DO ji = 1, jpi
254            IF ( frld(ji,jj) < 1.0 ) THEN     
255               nbpb      = nbpb + 1
256               npb(nbpb) = (jj - 1) * jpi + ji
257            ENDIF
258         END DO
259      END DO
260
261      IF(ln_ctl) THEN
262         CALL prt_ctl(tab2d_1=pfrld, clinfo1=' lim_thd: pfrld   : ', tab2d_2=thcm   , clinfo2='  thcm    : ')
263         CALL prt_ctl(tab2d_1=fdtcn, clinfo1=' lim_thd: fdtcn   : ', tab2d_2=qdtcn  , clinfo2='  qdtcn   : ')
264         CALL prt_ctl(tab2d_1=qldif, clinfo1=' lim_thd: qldif   : ', tab2d_2=zqlbsbq, clinfo2='  zqlbsbq : ')
265         CALL prt_ctl(tab2d_1=qcmif, clinfo1=' lim_thd: qcmif   : ', tab2d_2=fbif   , clinfo2='  fbif    : ')
266         zmsk(:,:,1) = tms(:,:)
267         CALL prt_ctl(tab2d_1=qcmif , clinfo1=' lim_thd: qcmif  : ', mask1=zmsk)
268         CALL prt_ctl(tab2d_1=hicifp, clinfo1=' lim_thd: hicifp : ')
269         WRITE(charout, FMT="('lim_thd: nbpb = ',I4)") nbpb
270         CALL prt_ctl_info(charout)
271      ENDIF
272     
273     
274      ! If there is no ice, do nothing. Otherwise, compute Top and Bottom accretion/ablation
275      !------------------------------------------------------------------------------------
276
277      IF( nbpb > 0 ) THEN
278         !   
279         !  put the variable in a 1-D array for thermodynamics process
280         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, frld_1d    (1:nbpb)     , frld           , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
281         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, h_ice_1d   (1:nbpb)     , hicif          , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
282         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, h_snow_1d  (1:nbpb)     , hsnif          , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
283         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, sist_1d    (1:nbpb)     , sist           , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
284         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, tbif_1d    (1:nbpb , 1 ), tbif(:,:,1)    , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
285         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, tbif_1d    (1:nbpb , 2 ), tbif(:,:,2)    , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
286         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, tbif_1d    (1:nbpb , 3 ), tbif(:,:,3)    , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
287         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, qsr_ice_1d (1:nbpb)     , qsr_ice(:,:,1) , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
288         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, fr1_i0_1d  (1:nbpb)     , fr1_i0         , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
289         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, fr2_i0_1d  (1:nbpb)     , fr2_i0         , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
290         CALL tab_2d_1d_2( nbpb,  qns_ice_1d(1:nbpb)     ,  qns_ice(:,:,1), jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
291         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, dqns_ice_1d(1:nbpb)     , dqns_ice(:,:,1), jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
292         IF( .NOT. lk_cpl ) THEN
293            CALL tab_2d_1d_2( nbpb, qla_ice_1d (1:nbpb)     ,  qla_ice(:,:,1), jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
294            CALL tab_2d_1d_2( nbpb, dqla_ice_1d(1:nbpb)     , dqla_ice(:,:,1), jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
295         ENDIF
296         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, tfu_1d     (1:nbpb)     , tfu        , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
297         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, sprecip_1d (1:nbpb)     , sprecip    , jpi, jpj, npb(1:nbpb) ) 
298         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, fbif_1d    (1:nbpb)     , fbif       , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
299         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, thcm_1d    (1:nbpb)     , thcm       , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
300         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, qldif_1d   (1:nbpb)     , qldif      , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
301         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, qstbif_1d  (1:nbpb)     , qstoif     , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
302         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, rdm_ice_1d (1:nbpb)     , rdm_ice    , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
303         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, rdq_ice_1d (1:nbpb)     , rdq_ice    , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
304         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, dmgwi_1d   (1:nbpb)     , dmgwi      , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
305         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, rdm_snw_1d (1:nbpb)     , rdm_snw    , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
306         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, rdq_snw_1d (1:nbpb)     , rdq_snw    , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
307         CALL tab_2d_1d_2( nbpb, qlbbq_1d   (1:nbpb)     , zqlbsbq    , jpi, jpj, npb(1:nbpb) )
308         !
309         CALL lim_thd_zdf_2( 1, nbpb )       !  compute ice growth
310         !
311         !  back to the geographic grid.
312         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, frld       , npb, frld_1d   (1:nbpb)     , jpi, jpj )
313         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, hicif      , npb, h_ice_1d  (1:nbpb)     , jpi, jpj )
314         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, hsnif      , npb, h_snow_1d (1:nbpb)     , jpi, jpj )
315         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, sist       , npb, sist_1d   (1:nbpb)     , jpi, jpj )
316         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, tbif(:,:,1), npb, tbif_1d   (1:nbpb , 1 ), jpi, jpj )   
317         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, tbif(:,:,2), npb, tbif_1d   (1:nbpb , 2 ), jpi, jpj )   
318         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, tbif(:,:,3), npb, tbif_1d   (1:nbpb , 3 ), jpi, jpj )   
319         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, fscmbq     , npb, fscbq_1d  (1:nbpb)     , jpi, jpj )
320         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, ffltbif    , npb, fltbif_1d (1:nbpb)     , jpi, jpj )
321         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, fstric     , npb, fstbif_1d (1:nbpb)     , jpi, jpj )
322         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, qldif      , npb, qldif_1d  (1:nbpb)     , jpi, jpj )
323         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, qfvbq      , npb, qfvbq_1d  (1:nbpb)     , jpi, jpj )
324         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, qstoif     , npb, qstbif_1d (1:nbpb)     , jpi, jpj )
325         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, rdm_ice    , npb, rdm_ice_1d(1:nbpb)     , jpi, jpj )
326         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, rdq_ice    , npb, rdq_ice_1d(1:nbpb)     , jpi, jpj )
327         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, dmgwi      , npb, dmgwi_1d  (1:nbpb)     , jpi, jpj )
328         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, rdm_snw    , npb, rdm_snw_1d(1:nbpb)     , jpi, jpj )
329         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, rdq_snw    , npb, rdq_snw_1d(1:nbpb)     , jpi, jpj )
330         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, zdvosif    , npb, dvsbq_1d  (1:nbpb)     , jpi, jpj )
331         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, zdvobif    , npb, dvbbq_1d  (1:nbpb)     , jpi, jpj )
332         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, zdvomif    , npb, rdvomif_1d(1:nbpb)     , jpi, jpj )
333         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, zdvolif    , npb, dvlbq_1d  (1:nbpb)     , jpi, jpj )
334         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, zdvonif    , npb, dvnbq_1d  (1:nbpb)     , jpi, jpj ) 
335         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, qsr_ice(:,:,1), npb, qsr_ice_1d(1:nbpb)  , jpi, jpj )
336         CALL tab_1d_2d_2( nbpb, qns_ice(:,:,1), npb, qns_ice_1d(1:nbpb)  , jpi, jpj )
337         IF( .NOT. lk_cpl )   CALL tab_1d_2d_2( nbpb, qla_ice(:,:,1), npb, qla_ice_1d(1:nbpb)  , jpi, jpj )
338         !
339      ENDIF
340
341      ! Up-date sea ice thickness
342      !--------------------------
343      DO jj = 1, jpj
344         DO ji = 1, jpi
345            phicif(ji,jj) = hicif(ji,jj) 
346            hicif(ji,jj)  = hicif(ji,jj) *  ( rone -  MAX( rzero, SIGN( rone, - ( 1.0 - frld(ji,jj) ) ) ) )
347         END DO
348      END DO
349
350     
351      ! Tricky trick : add 2 to frld in the Southern Hemisphere
352      !--------------------------------------------------------
353      IF( fcor(1,1) < 0.e0 ) THEN
354         DO jj = 1, njeqm1
355            DO ji = 1, jpi
356               frld(ji,jj) = frld(ji,jj) + 2.0
357            END DO
358         END DO
359      ENDIF
360
361      CALL lbc_lnk( frld , 'T', 1. )     
362     
363      ! Select points for lateral accretion (this occurs when heat exchange
364      ! between ice and ocean is negative; ocean losing heat)
365      !-----------------------------------------------------------------
366      nbpac = 0
367      DO jj = 1, jpj
368         DO ji = 1, jpi
369!i yes!     IF ( ( qcmif(ji,jj) - qldif(ji,jj) ) > 0.e0 ) THEN
370            IF ( tms(ji,jj) * ( qcmif(ji,jj) - qldif(ji,jj) ) > 0.e0 ) THEN
371               nbpac = nbpac + 1
372               npac( nbpac ) = (jj - 1) * jpi + ji
373            ENDIF
374         END DO
375      END DO
376     
377      IF(ln_ctl) THEN
378         CALL prt_ctl(tab2d_1=phicif, clinfo1=' lim_thd: phicif  : ', tab2d_2=hicif, clinfo2=' hicif : ')
379         WRITE(charout, FMT="('lim_thd: nbpac = ',I4)") nbpac
380         CALL prt_ctl_info(charout)
381      ENDIF
382
383
384      ! If ocean gains heat do nothing ; otherwise, one performs lateral accretion
385      !--------------------------------------------------------------------------------
386      IF( nbpac > 0 ) THEN
387         !
388         zlicegr(:,:) = rdm_ice(:,:)      ! to output the lateral sea-ice growth
389         !...Put the variable in a 1-D array for lateral accretion
390         CALL tab_2d_1d_2( nbpac, frld_1d   (1:nbpac)     , frld       , jpi, jpj, npac(1:nbpac) )
391         CALL tab_2d_1d_2( nbpac, h_snow_1d (1:nbpac)     , hsnif      , jpi, jpj, npac(1:nbpac) )
392         CALL tab_2d_1d_2( nbpac, h_ice_1d  (1:nbpac)     , hicif      , jpi, jpj, npac(1:nbpac) )
393         CALL tab_2d_1d_2( nbpac, tbif_1d   (1:nbpac , 1 ), tbif(:,:,1), jpi, jpj, npac(1:nbpac) )   
394         CALL tab_2d_1d_2( nbpac, tbif_1d   (1:nbpac , 2 ), tbif(:,:,2), jpi, jpj, npac(1:nbpac) )   
395         CALL tab_2d_1d_2( nbpac, tbif_1d   (1:nbpac , 3 ), tbif(:,:,3), jpi, jpj, npac(1:nbpac) )   
396         CALL tab_2d_1d_2( nbpac, qldif_1d  (1:nbpac)     , qldif      , jpi, jpj, npac(1:nbpac) )
397         CALL tab_2d_1d_2( nbpac, qcmif_1d  (1:nbpac)     , qcmif      , jpi, jpj, npac(1:nbpac) )
398         CALL tab_2d_1d_2( nbpac, qstbif_1d (1:nbpac)     , qstoif     , jpi, jpj, npac(1:nbpac) )
399         CALL tab_2d_1d_2( nbpac, rdm_ice_1d(1:nbpac)     , rdm_ice    , jpi, jpj, npac(1:nbpac) )
400         CALL tab_2d_1d_2( nbpac, rdq_ice_1d(1:nbpac)     , rdq_ice    , jpi, jpj, npac(1:nbpac) )
401         CALL tab_2d_1d_2( nbpac, dvlbq_1d  (1:nbpac)     , zdvolif    , jpi, jpj, npac(1:nbpac) )
402         CALL tab_2d_1d_2( nbpac, tfu_1d    (1:nbpac)     , tfu        , jpi, jpj, npac(1:nbpac) )
403         !
404         CALL lim_thd_lac_2( 1 , nbpac )         ! lateral accretion routine.
405         !
406         !   back to the geographic grid
407         CALL tab_1d_2d_2( nbpac, frld       , npac(1:nbpac), frld_1d   (1:nbpac)     , jpi, jpj )
408         CALL tab_1d_2d_2( nbpac, hsnif      , npac(1:nbpac), h_snow_1d (1:nbpac)     , jpi, jpj )
409         CALL tab_1d_2d_2( nbpac, hicif      , npac(1:nbpac), h_ice_1d  (1:nbpac)     , jpi, jpj )
410         CALL tab_1d_2d_2( nbpac, tbif(:,:,1), npac(1:nbpac), tbif_1d   (1:nbpac , 1 ), jpi, jpj )
411         CALL tab_1d_2d_2( nbpac, tbif(:,:,2), npac(1:nbpac), tbif_1d   (1:nbpac , 2 ), jpi, jpj )
412         CALL tab_1d_2d_2( nbpac, tbif(:,:,3), npac(1:nbpac), tbif_1d   (1:nbpac , 3 ), jpi, jpj )
413         CALL tab_1d_2d_2( nbpac, qstoif     , npac(1:nbpac), qstbif_1d (1:nbpac)     , jpi, jpj )
414         CALL tab_1d_2d_2( nbpac, rdm_ice    , npac(1:nbpac), rdm_ice_1d(1:nbpac)     , jpi, jpj )
415         CALL tab_1d_2d_2( nbpac, rdq_ice    , npac(1:nbpac), rdq_ice_1d(1:nbpac)     , jpi, jpj )
416         CALL tab_1d_2d_2( nbpac, zdvolif    , npac(1:nbpac), dvlbq_1d  (1:nbpac)     , jpi, jpj )
417         !
418      ENDIF
419       
420       
421      ! Recover frld values between 0 and 1 in the Southern Hemisphere (tricky trick)
422      ! Update daily thermodynamic ice production.   
423      !------------------------------------------------------------------------------
424      DO jj = 1, jpj
425         DO ji = 1, jpi
426            frld  (ji,jj) = MIN( frld(ji,jj), ABS( frld(ji,jj) - 2.0 ) )
427            fr_i  (ji,jj) = 1.0 - frld(ji,jj) 
428            hicifp(ji,jj) = hicif(ji,jj) * fr_i(ji,jj) - hicifp(ji,jj)
429         END DO
430      END DO
431
432      ! Outputs
433      !--------------------------------------------------------------------------------
434      ztmp(:,:) = 1. - pfrld(:,:)                                ! fraction of ice after the dynamic, before the thermodynamic
435      CALL iom_put( 'ioceflxb', fbif )                           ! Oceanic flux at the ice base           [W/m2 ???]
436      CALL iom_put( 'ist_cea', (sist(:,:) - rt0) * ztmp(:,:) )   ! Ice surface temperature                [Celius]
437      CALL iom_put( 'qsr_ai_cea', qsr_ice(:,:,1) * ztmp(:,:) )   ! Solar flux over the ice                [W/m2]
438      CALL iom_put( 'qns_ai_cea', qns_ice(:,:,1) * ztmp(:,:) )   ! Non-solar flux over the ice            [W/m2]
439      IF( .NOT. lk_cpl )   CALL iom_put( 'qla_ai_cea', qla_ice(:,:,1) * ztmp(:,:) )     ! Latent flux over the ice  [W/m2]
440      !
441      CALL iom_put( 'snowthic_cea', hsnif  (:,:) * fr_i(:,:) )   ! Snow thickness             [m]
442      CALL iom_put( 'icethic_cea' , hicif  (:,:) * fr_i(:,:) )   ! Ice thickness              [m]
443      zztmp = 1.0 / rdt_ice
444      CALL iom_put( 'iceprod_cea' , hicifp (:,:) * zztmp     )   ! Ice produced               [m/s]
445      IF( lk_diaar5 ) THEN
446         CALL iom_put( 'snowmel_cea' , rdm_snw(:,:) * zztmp     )   ! Snow melt                  [kg/m2/s]
447         zztmp = rhoic / rdt_ice
448         CALL iom_put( 'sntoice_cea' , zdvonif(:,:) * zztmp     )   ! Snow to Ice transformation [kg/m2/s]
449         CALL iom_put( 'ticemel_cea' , zdvosif(:,:) * zztmp     )   ! Melt at Sea Ice top        [kg/m2/s]
450         CALL iom_put( 'bicemel_cea' , zdvomif(:,:) * zztmp     )   ! Melt at Sea Ice bottom     [kg/m2/s]
451         zlicegr(:,:) = MAX( 0.e0, rdm_ice(:,:)-zlicegr(:,:) )
452         CALL iom_put( 'licepro_cea' , zlicegr(:,:) * zztmp     )   ! Lateral sea ice growth     [kg/m2/s]
453      ENDIF
454      !
455      ! Compute the Eastward & Northward sea-ice transport
456      zztmp = 0.25 * rhoic
457      DO jj = 1, jpjm1 
458         DO ji = 1, jpim1   ! NO vector opt.
459            ! Ice velocities, volume & transport at U & V-points
460            zuice_m = u_ice(ji+1,jj+1) + u_ice(ji+1,jj )
461            zvice_m = v_ice(ji+1,jj+1) + v_ice(ji ,jj+1)
462            zhice_u = hicif(ji,jj)*e2t(ji,jj)*fr_i(ji,jj) + hicif(ji+1,jj  )*e2t(ji+1,jj  )*fr_i(ji+1,jj  )
463            zhice_v = hicif(ji,jj)*e1t(ji,jj)*fr_i(ji,jj) + hicif(ji  ,jj+1)*e1t(ji  ,jj+1)*fr_i(ji  ,jj+1)
464            zu_imasstr(ji,jj) = zztmp * zhice_u * zuice_m 
465            zv_imasstr(ji,jj) = zztmp * zhice_v * zvice_m 
466         END DO
467      END DO
468      CALL lbc_lnk( zu_imasstr, 'U', -1. )   ;   CALL lbc_lnk( zv_imasstr, 'V', -1. )
469      CALL iom_put( 'u_imasstr',  zu_imasstr(:,:) )   ! Ice transport along i-axis at U-point [kg/s]
470      CALL iom_put( 'v_imasstr',  zv_imasstr(:,:) )   ! Ice transport along j-axis at V-point [kg/s]
471
472      !! Fram Strait sea-ice transport (sea-ice + snow)  (in ORCA2 = 5 points)
473      IF( cp_cfg == "orca" .AND. jp_cfg == 2 ) THEN    ! ORCA R2 configuration
474         DO jj = mj0(137), mj1(137) ! B grid
475            IF( mj0(jj-1) >= nldj ) THEN
476               DO ji = MAX(mi0(134),nldi), MIN(mi1(138),nlei)
477                  zrhoij    = e1t(ji,jj  ) * fr_i(ji,jj  ) * ( rhoic*hicif(ji,jj  ) + rhosn*hsnif(ji,jj  ) ) 
478                  zrhoijm1  = e1t(ji,jj-1) * fr_i(ji,jj-1) * ( rhoic*hicif(ji,jj-1) + rhosn*hsnif(ji,jj-1) ) 
479                  ztr_fram  = ztr_fram - 0.25 * ( v_ice(ji,jj)+ v_ice(ji+1,jj) ) * ( zrhoij + zrhoijm1 )
480               END DO
481            ENDIF
482         END DO
483         IF( lk_mpp )   CALL mpp_sum( ztr_fram )
484         CALL iom_put( 'fram_trans', ztr_fram )   ! Ice transport through Fram strait     [kg/s]
485      ENDIF
486
487!! ce     ztmp(:,:) = 1. - AINT( frld(:,:), wp )                        ! return 1 as soon as there is ice
488!! ce     A big warning because the model crashes on IDRIS/IBM SP6 with xlf 13.1.0.3, see ticket #761
489!! ce     We Unroll the loop and everything works fine
490      DO jj = 1, jpj
491         DO ji = 1, jpi
492            ztmp(ji,jj) = 1. - AINT( frld(ji,jj), wp )                ! return 1 as soon as there is ice
493         END DO
494      END DO
495      !
496      CALL iom_put( 'ice_pres'  , ztmp                            )   ! Ice presence                          [-]
497      CALL iom_put( 'ist_ipa'   , ( sist(:,:) - rt0 ) * ztmp(:,:) )   ! Ice surface temperature               [Celius]
498      CALL iom_put( 'uice_ipa'  ,  u_ice(:,:)         * ztmp(:,:) )   ! Ice velocity along i-axis at I-point  [m/s]
499      CALL iom_put( 'vice_ipa'  ,  v_ice(:,:)         * ztmp(:,:) )   ! Ice velocity along j-axis at I-point  [m/s]
500
501      IF(ln_ctl) THEN
502         CALL prt_ctl_info(' lim_thd  end  ')
503         CALL prt_ctl( tab2d_1=hicif      , clinfo1=' lim_thd: hicif   : ', tab2d_2=hsnif , clinfo2=' hsnif  : ' )
504         CALL prt_ctl( tab2d_1=frld       , clinfo1=' lim_thd: frld    : ', tab2d_2=hicifp, clinfo2=' hicifp : ' )
505         CALL prt_ctl( tab2d_1=phicif     , clinfo1=' lim_thd: phicif  : ', tab2d_2=pfrld , clinfo2=' pfrld  : ' )
506         CALL prt_ctl( tab2d_1=sist       , clinfo1=' lim_thd: sist    : ' )
507         CALL prt_ctl( tab2d_1=tbif(:,:,1), clinfo1=' lim_thd: tbif 1  : ' )
508         CALL prt_ctl( tab2d_1=tbif(:,:,2), clinfo1=' lim_thd: tbif 2  : ' )
509         CALL prt_ctl( tab2d_1=tbif(:,:,3), clinfo1=' lim_thd: tbif 3  : ' )
510         CALL prt_ctl( tab2d_1=fdtcn      , clinfo1=' lim_thd: fdtcn   : ', tab2d_2=qdtcn , clinfo2=' qdtcn  : ' )
511         CALL prt_ctl( tab2d_1=qstoif     , clinfo1=' lim_thd: qstoif  : ', tab2d_2=fsbbq , clinfo2=' fsbbq  : ' )
512      ENDIF
513       !
514      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, ztmp, zqlbsbq, zlicegr, zdvosif, zdvobif, zdvolif, zdvonif, zdvomif, zu_imasstr, zv_imasstr )
515      CALL wrk_dealloc( jpi, jpj, jpk, zmsk )
516      !
517    END SUBROUTINE lim_thd_2
518
519
520    SUBROUTINE lim_thd_init_2
521      !!-------------------------------------------------------------------
522      !!                   ***  ROUTINE lim_thd_init_2 ***
523      !!                 
524      !! ** Purpose :   Physical constants and parameters linked to the ice
525      !!      thermodynamics
526      !!
527      !! ** Method  :   Read the namicethd namelist and check the ice-thermo
528      !!       parameter values called at the first timestep (nit000)
529      !!
530      !! ** input   :   Namelist namicether
531      !!-------------------------------------------------------------------
532      NAMELIST/namicethd/ hmelt , hiccrit, hicmin, hiclim, amax  ,        &
533         &                swiqst, sbeta  , parlat, hakspl, hibspl, exld,  &
534         &                hakdif, hnzst  , thth  , parsub, alphs
535      !!-------------------------------------------------------------------
536      !
537      REWIND( numnam_ice )                  ! read namelist
538      READ  ( numnam_ice , namicethd )
539      IF( lk_cpl .AND. parsub /= 0.0 )   CALL ctl_stop( 'In coupled mode, use parsub = 0. or send dqla' )
540      !
541      IF(lwp) THEN                          ! control print
542         WRITE(numout,*)
543         WRITE(numout,*)'lim_thd_init_2: ice parameters for ice thermodynamic computation '
544         WRITE(numout,*)'~~~~~~~~~~~~~~'
545         WRITE(numout,*)'       maximum melting at the bottom                           hmelt        = ', hmelt
546         WRITE(numout,*)'       ice thick. for lateral accretion in NH (SH)             hiccrit(1/2) = ', hiccrit
547         WRITE(numout,*)'       ice thick. corr. to max. energy stored in brine pocket  hicmin       = ', hicmin 
548         WRITE(numout,*)'       minimum ice thickness                                   hiclim       = ', hiclim 
549         WRITE(numout,*)'       maximum lead fraction                                   amax         = ', amax
550         WRITE(numout,*)'       energy stored in brine pocket (=1) or not (=0)          swiqst       = ', swiqst 
551         WRITE(numout,*)'       numerical carac. of the scheme for diffusion in ice '
552         WRITE(numout,*)'       Cranck-Nicholson (=0.5), implicit (=1), explicit (=0)   sbeta        = ', sbeta
553         WRITE(numout,*)'       percentage of energy used for lateral ablation          parlat       = ', parlat
554         WRITE(numout,*)'       slope of distr. for Hakkinen-Mellor lateral melting     hakspl       = ', hakspl 
555         WRITE(numout,*)'       slope of distribution for Hibler lateral melting        hibspl       = ', hibspl
556         WRITE(numout,*)'       exponent for leads-closure rate                         exld         = ', exld
557         WRITE(numout,*)'       coefficient for diffusions of ice and snow              hakdif       = ', hakdif
558         WRITE(numout,*)'       threshold thick. for comp. of eq. thermal conductivity  zhth         = ', thth 
559         WRITE(numout,*)'       thickness of the surf. layer in temp. computation       hnzst        = ', hnzst
560         WRITE(numout,*)'       switch for snow sublimation  (=1) or not (=0)           parsub       = ', parsub 
561         WRITE(numout,*)'       coefficient for snow density when snow ice formation    alphs        = ', alphs
562      ENDIF
563      !         
564      uscomi = 1.0 / ( 1.0 - amax )   ! inverse of minimum lead fraction
565      rcdsn = hakdif * rcdsn 
566      rcdic = hakdif * rcdic
567      !
568      IF( hsndif > 100.e0 .OR. hicdif > 100.e0 ) THEN
569         cnscg = 0.e0
570      ELSE
571         cnscg = rcpsn / rcpic   ! ratio  rcpsn/rcpic
572      ENDIF
573      !
574   END SUBROUTINE lim_thd_init_2
575
576#else
577   !!----------------------------------------------------------------------
578   !!   Default option          Dummy module       NO LIM 2.0 sea-ice model
579   !!----------------------------------------------------------------------
580CONTAINS
581   SUBROUTINE lim_thd_2         ! Dummy routine
582   END SUBROUTINE lim_thd_2
583#endif
584
585   !!======================================================================
586END MODULE limthd_2
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.