New URL for NEMO forge!   http://forge.nemo-ocean.eu

Since March 2022 along with NEMO 4.2 release, the code development moved to a self-hosted GitLab.
This present forge is now archived and remained online for history.
limitd_th.F90 in branches/2013/dev_LOCEAN_2013/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_3 – NEMO

source: branches/2013/dev_LOCEAN_2013/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_3/limitd_th.F90 @ 4161

Last change on this file since 4161 was 4161, checked in by cetlod, 9 years ago

dev_LOCEAN_2013 : merge in the 3rd dev branch dev_r4028_CNRS_LIM3, see ticket #1169

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 48.7 KB
Line 
1MODULE limitd_th
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE limitd_th ***
4   !!   LIM3 ice model : ice thickness distribution: Thermodynamics
5   !!======================================================================
6   !! History :   -   !          (W. H. Lipscomb and E.C. Hunke) CICE (c) original code
7   !!            3.0  ! 2005-12  (M. Vancoppenolle) adaptation to LIM-3
8   !!             -   ! 2006-06  (M. Vancoppenolle) adaptation to include salt, age and types
9   !!             -   ! 2007-04  (M. Vancoppenolle) Mass conservation checked
10   !!----------------------------------------------------------------------
11#if defined key_lim3
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!   'key_lim3' :                                   LIM3 sea-ice model
14   !!----------------------------------------------------------------------
15   !!   lim_itd_th       : thermodynamics of ice thickness distribution
16   !!   lim_itd_th_rem   :
17   !!   lim_itd_th_reb   :
18   !!   lim_itd_fitline  :
19   !!   lim_itd_shiftice :
20   !!----------------------------------------------------------------------
21   USE dom_ice          ! LIM-3 domain
22   USE par_oce          ! ocean parameters
23   USE dom_oce          ! ocean domain
24   USE phycst           ! physical constants (ocean directory)
25   USE thd_ice          ! LIM-3 thermodynamic variables
26   USE ice              ! LIM-3 variables
27   USE par_ice          ! LIM-3 parameters
28   USE limthd_lac       ! LIM-3 lateral accretion
29   USE limvar           ! LIM-3 variables
30   USE limcons          ! LIM-3 conservation
31   USE prtctl           ! Print control
32   USE in_out_manager   ! I/O manager
33   USE lib_mpp          ! MPP library
34   USE wrk_nemo         ! work arrays
35   USE lib_fortran      ! to use key_nosignedzero
36   USE timing          ! Timing
37
38   IMPLICIT NONE
39   PRIVATE
40
41   PUBLIC   lim_itd_th         ! called by ice_stp
42   PUBLIC   lim_itd_th_rem
43   PUBLIC   lim_itd_th_reb
44   PUBLIC   lim_itd_fitline
45   PUBLIC   lim_itd_shiftice
46
47   REAL(wp) ::   epsi20 = 1.e-20_wp   ! constant values
48   REAL(wp) ::   epsi13 = 1.e-13_wp   !
49   REAL(wp) ::   epsi10 = 1.e-10_wp   !
50
51   !!----------------------------------------------------------------------
52   !! NEMO/LIM3 4.0 , UCL - NEMO Consortium (2010)
53   !! $Id$
54   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
55   !!----------------------------------------------------------------------
56CONTAINS
57
58   SUBROUTINE lim_itd_th( kt )
59      !!------------------------------------------------------------------
60      !!                ***  ROUTINE lim_itd_th ***
61      !!
62      !! ** Purpose :   computes the thermodynamics of ice thickness distribution
63      !!
64      !! ** Method  :
65      !!------------------------------------------------------------------
66      INTEGER, INTENT(in) ::   kt   ! time step index
67      !
68      INTEGER ::   jl, ja, jm, jbnd1, jbnd2   ! ice types    dummy loop index         
69      REAL(wp) :: zchk_v_i, zchk_smv, zchk_fs, zchk_fw, zchk_v_i_b, zchk_smv_b, zchk_fs_b, zchk_fw_b ! Check conservation (C Rousset)
70      REAL(wp) :: zchk_vmin, zchk_amin, zchk_amax ! Check errors (C Rousset)
71      !!------------------------------------------------------------------
72      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('limitd_th')
73
74      ! -------------------------------
75      !- check conservation (C Rousset)
76      IF (ln_limdiahsb) THEN
77         zchk_v_i_b = glob_sum( SUM(   v_i(:,:,:), dim=3 ) * area(:,:) * tms(:,:) )
78         zchk_smv_b = glob_sum( SUM( smv_i(:,:,:), dim=3 ) * area(:,:) * tms(:,:) )
79         zchk_fw_b  = glob_sum( rdm_ice(:,:) * area(:,:) * tms(:,:) )
80         zchk_fs_b  = glob_sum( ( sfx_bri(:,:) + sfx_thd(:,:) + sfx_res(:,:) + sfx_mec(:,:) ) * area(:,:) * tms(:,:) )
81       ENDIF
82      !- check conservation (C Rousset)
83      ! -------------------------------
84
85      IF( kt == nit000 .AND. lwp ) THEN
86         WRITE(numout,*)
87         WRITE(numout,*) 'lim_itd_th  : Thermodynamics of the ice thickness distribution'
88         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~'
89      ENDIF
90
91      !------------------------------------------------------------------------------|
92      !  1) Transport of ice between thickness categories.                           |
93      !------------------------------------------------------------------------------|
94      ! Given thermodynamic growth rates, transport ice between
95      ! thickness categories.
96      DO jm = 1, jpm
97         jbnd1 = ice_cat_bounds(jm,1)
98         jbnd2 = ice_cat_bounds(jm,2)
99         IF( ice_ncat_types(jm) > 1 )   CALL lim_itd_th_rem( jbnd1, jbnd2, jm, kt )
100      END DO
101      !
102      CALL lim_var_glo2eqv    ! only for info
103      CALL lim_var_agg(1)
104
105      !------------------------------------------------------------------------------|
106      !  3) Add frazil ice growing in leads.
107      !------------------------------------------------------------------------------|
108
109      CALL lim_thd_lac
110      CALL lim_var_glo2eqv    ! only for info
111
112      !----------------------------------------------------------------------------------------
113      !  4) Computation of trend terms and get back to old values     
114      !----------------------------------------------------------------------------------------
115
116      !- Trend terms
117      d_a_i_thd(:,:,:)   = a_i(:,:,:)   - old_a_i(:,:,:) 
118      d_v_s_thd(:,:,:)   = v_s(:,:,:)   - old_v_s(:,:,:)
119      d_v_i_thd(:,:,:)   = v_i(:,:,:)   - old_v_i(:,:,:) 
120      d_e_s_thd(:,:,:,:) = e_s(:,:,:,:) - old_e_s(:,:,:,:) 
121      d_e_i_thd(:,:,:,:) = e_i(:,:,:,:) - old_e_i(:,:,:,:)
122      !?? d_oa_i_thd(:,:,:)  = oa_i (:,:,:) - old_oa_i (:,:,:)
123      d_smv_i_thd(:,:,:) = 0._wp
124      IF( num_sal == 2 )   d_smv_i_thd(:,:,:) = smv_i(:,:,:) - old_smv_i(:,:,:)
125
126      ! diag only (clem)
127      dv_dt_thd(:,:,:) = d_v_i_thd(:,:,:) * r1_rdtice * rday
128
129      IF(ln_ctl) THEN   ! Control print
130         CALL prt_ctl_info(' ')
131         CALL prt_ctl_info(' - Cell values : ')
132         CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~~~~~~~ ')
133         CALL prt_ctl(tab2d_1=area , clinfo1=' lim_itd_th  : cell area :')
134         CALL prt_ctl(tab2d_1=at_i , clinfo1=' lim_itd_th  : at_i      :')
135         CALL prt_ctl(tab2d_1=vt_i , clinfo1=' lim_itd_th  : vt_i      :')
136         CALL prt_ctl(tab2d_1=vt_s , clinfo1=' lim_itd_th  : vt_s      :')
137         DO jl = 1, jpl
138            CALL prt_ctl_info(' ')
139            CALL prt_ctl_info(' - Category : ', ivar1=jl)
140            CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~~~~')
141            CALL prt_ctl(tab2d_1=a_i   (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_itd_th  : a_i      : ')
142            CALL prt_ctl(tab2d_1=ht_i  (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_itd_th  : ht_i     : ')
143            CALL prt_ctl(tab2d_1=ht_s  (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_itd_th  : ht_s     : ')
144            CALL prt_ctl(tab2d_1=v_i   (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_itd_th  : v_i      : ')
145            CALL prt_ctl(tab2d_1=v_s   (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_itd_th  : v_s      : ')
146            CALL prt_ctl(tab2d_1=e_s   (:,:,1,jl) , clinfo1= ' lim_itd_th  : e_s      : ')
147            CALL prt_ctl(tab2d_1=t_su  (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_itd_th  : t_su     : ')
148            CALL prt_ctl(tab2d_1=t_s   (:,:,1,jl) , clinfo1= ' lim_itd_th  : t_snow   : ')
149            CALL prt_ctl(tab2d_1=sm_i  (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_itd_th  : sm_i     : ')
150            CALL prt_ctl(tab2d_1=smv_i (:,:,jl)   , clinfo1= ' lim_itd_th  : smv_i    : ')
151            DO ja = 1, nlay_i
152               CALL prt_ctl_info(' ')
153               CALL prt_ctl_info(' - Layer : ', ivar1=ja)
154               CALL prt_ctl_info('   ~~~~~~~')
155               CALL prt_ctl(tab2d_1=t_i(:,:,ja,jl) , clinfo1= ' lim_itd_th  : t_i      : ')
156               CALL prt_ctl(tab2d_1=e_i(:,:,ja,jl) , clinfo1= ' lim_itd_th  : e_i      : ')
157            END DO
158         END DO
159      ENDIF
160      !
161      ! -------------------------------
162      !- check conservation (C Rousset)
163      IF( ln_limdiahsb ) THEN
164         zchk_fs  = glob_sum( ( sfx_bri(:,:) + sfx_thd(:,:) + sfx_res(:,:) + sfx_mec(:,:) ) * area(:,:) * tms(:,:) ) - zchk_fs_b
165         zchk_fw  = glob_sum( rdm_ice(:,:) * area(:,:) * tms(:,:) ) - zchk_fw_b
166 
167         zchk_v_i = ( glob_sum( SUM(   v_i(:,:,:), dim=3 ) * area(:,:) * tms(:,:) ) - zchk_v_i_b - ( zchk_fw / rhoic ) ) * r1_rdtice
168         zchk_smv = ( glob_sum( SUM( smv_i(:,:,:), dim=3 ) * area(:,:) * tms(:,:) ) - zchk_smv_b ) * r1_rdtice + ( zchk_fs / rhoic )
169
170         zchk_vmin = glob_min(v_i)
171         zchk_amax = glob_max(SUM(a_i,dim=3))
172         zchk_amin = glob_min(a_i)
173
174         IF(lwp) THEN
175            IF ( ABS( zchk_v_i   ) >  1.e-5 ) WRITE(numout,*) 'violation volume [m3/day]     (limitd_th) = ',(zchk_v_i * rday)
176            IF ( ABS( zchk_smv   ) >  1.e-4 ) WRITE(numout,*) 'violation saline [psu*m3/day] (limitd_th) = ',(zchk_smv * rday)
177            IF ( zchk_vmin <  0.            ) WRITE(numout,*) 'violation v_i<0  [mm]         (limitd_th) = ',(zchk_vmin * 1.e-3)
178            IF ( zchk_amax >  amax+epsi10   ) WRITE(numout,*) 'violation a_i>amax            (limitd_th) = ',zchk_amax
179            IF ( zchk_amin <  0.            ) WRITE(numout,*) 'violation a_i<0               (limitd_th) = ',zchk_amin
180         ENDIF
181       ENDIF
182      !- check conservation (C Rousset)
183      ! -------------------------------
184      !
185      !- Recover Old values
186      a_i(:,:,:)   = old_a_i (:,:,:)
187      v_s(:,:,:)   = old_v_s (:,:,:)
188      v_i(:,:,:)   = old_v_i (:,:,:)
189      e_s(:,:,:,:) = old_e_s (:,:,:,:)
190      e_i(:,:,:,:) = old_e_i (:,:,:,:)
191      !?? oa_i(:,:,:)  = old_oa_i(:,:,:)
192      IF( num_sal == 2 )   smv_i(:,:,:) = old_smv_i(:,:,:)
193      !
194      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('limitd_th')
195   END SUBROUTINE lim_itd_th
196   !
197
198   SUBROUTINE lim_itd_th_rem( klbnd, kubnd, ntyp, kt )
199      !!------------------------------------------------------------------
200      !!                ***  ROUTINE lim_itd_th_rem ***
201      !!
202      !! ** Purpose :   computes the redistribution of ice thickness
203      !!              after thermodynamic growth of ice thickness
204      !!
205      !! ** Method  : Linear remapping
206      !!
207      !! References : W.H. Lipscomb, JGR 2001
208      !!------------------------------------------------------------------
209      INTEGER , INTENT (in) ::   klbnd   ! Start thickness category index point
210      INTEGER , INTENT (in) ::   kubnd   ! End point on which the  the computation is applied
211      INTEGER , INTENT (in) ::   ntyp    ! Number of the type used
212      INTEGER , INTENT (in) ::   kt      ! Ocean time step
213      !
214      INTEGER  ::   ji, jj, jl     ! dummy loop index
215      INTEGER  ::   ii, ij         ! 2D corresponding indices to ji
216      INTEGER  ::   nd             ! local integer
217      REAL(wp) ::   zx1, zwk1, zdh0, zetamin, zdamax   ! local scalars
218      REAL(wp) ::   zx2, zwk2, zda0, zetamax           !   -      -
219      REAL(wp) ::   zx3,             zareamin, zindb   !   -      -
220      CHARACTER (len = 15) :: fieldid
221
222      INTEGER , POINTER, DIMENSION(:,:,:) ::   zdonor   ! donor category index
223
224      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) ::   zdhice      ! ice thickness increment
225      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) ::   g0          ! coefficients for fitting the line of the ITD
226      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) ::   g1          ! coefficients for fitting the line of the ITD
227      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) ::   hL          ! left boundary for the ITD for each thickness
228      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) ::   hR          ! left boundary for the ITD for each thickness
229      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) ::   zht_i_o     ! old ice thickness
230      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) ::   dummy_es
231      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) ::   zdaice, zdvice          ! local increment of ice area and volume
232      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:)     ::   zvetamin, zvetamax      ! maximum values for etas
233      INTEGER , POINTER, DIMENSION(:)     ::   nind_i, nind_j          ! compressed indices for i/j directions
234      INTEGER                             ::   nbrem                   ! number of cells with ice to transfer
235      REAL(wp)                            ::   zslope                  ! used to compute local thermodynamic "speeds"
236      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:)   ::   zhb0, zhb1              ! category boundaries for thinnes categories
237      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:)   ::   vt_i_init, vt_i_final   !  ice volume summed over categories
238      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:)   ::   vt_s_init, vt_s_final   !  snow volume summed over categories
239      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:)   ::   et_i_init, et_i_final   !  ice energy summed over categories
240      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:)   ::   et_s_init, et_s_final   !  snow energy summed over categories
241      INTEGER , POINTER, DIMENSION(:,:)   ::   zremap_flag      ! compute remapping or not ????
242      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) ::   zhbnew           ! new boundaries of ice categories
243      !!------------------------------------------------------------------
244
245      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, zremap_flag )    ! integer
246      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpl-1, zdonor )   ! integer
247      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpl, zdhice, g0, g1, hL, hR, zht_i_o, dummy_es )
248      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpl-1, zdaice, zdvice )   
249      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpl+1, zhbnew, kkstart = 0 )   
250      CALL wrk_alloc( (jpi+1)*(jpj+1), zvetamin, zvetamax )   
251      CALL wrk_alloc( (jpi+1)*(jpj+1), nind_i, nind_j )   ! integer
252      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, zhb0,zhb1,vt_i_init,vt_i_final,vt_s_init,vt_s_final,et_i_init,et_i_final,et_s_init,et_s_final )
253
254      zareamin = epsi10   !minimum area in thickness categories tolerated by the conceptors of the model
255
256      !!----------------------------------------------------------------------------------------------
257      !! 0) Conservation checkand changes in each ice category
258      !!----------------------------------------------------------------------------------------------
259      IF( con_i ) THEN
260         CALL lim_column_sum (jpl,   v_i, vt_i_init)
261         CALL lim_column_sum (jpl,   v_s, vt_s_init)
262         CALL lim_column_sum_energy (jpl, nlay_i,   e_i, et_i_init)
263         dummy_es(:,:,:) = e_s(:,:,1,:)
264         CALL lim_column_sum (jpl, dummy_es(:,:,:) , et_s_init)
265      ENDIF
266
267      !!----------------------------------------------------------------------------------------------
268      !! 1) Compute thickness and changes in each ice category
269      !!----------------------------------------------------------------------------------------------
270      IF( kt == nit000 .AND. lwp) THEN
271         WRITE(numout,*)
272         WRITE(numout,*) 'lim_itd_th_rem  : Remapping the ice thickness distribution'
273         WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~~~~~~~'
274         WRITE(numout,*) ' klbnd :       ', klbnd
275         WRITE(numout,*) ' kubnd :       ', kubnd
276         WRITE(numout,*) ' ntyp  :       ', ntyp 
277      ENDIF
278
279      zdhice(:,:,:) = 0._wp
280      DO jl = klbnd, kubnd
281         DO jj = 1, jpj
282            DO ji = 1, jpi
283               zindb             = 1.0-MAX(0.0,SIGN(1.0,-a_i(ji,jj,jl)+epsi10))     !0 if no ice and 1 if yes
284               ht_i(ji,jj,jl)    = v_i(ji,jj,jl) / MAX(a_i(ji,jj,jl),epsi10) * zindb
285               zindb             = 1.0-MAX(0.0,SIGN(1.0,-old_a_i(ji,jj,jl)+epsi10)) !0 if no ice and 1 if yes
286               zht_i_o(ji,jj,jl) = old_v_i(ji,jj,jl) / MAX(old_a_i(ji,jj,jl),epsi10) * zindb
287               IF( a_i(ji,jj,jl) > 1e-6 )   zdhice(ji,jj,jl) = ht_i(ji,jj,jl) - zht_i_o(ji,jj,jl) 
288            END DO
289         END DO
290      END DO
291
292      !-----------------------------------------------------------------------------------------------
293      !  2) Compute fractional ice area in each grid cell
294      !-----------------------------------------------------------------------------------------------
295      at_i(:,:) = 0._wp
296      DO jl = klbnd, kubnd
297         at_i(:,:) = at_i(:,:) + a_i(:,:,jl)
298      END DO
299
300      !-----------------------------------------------------------------------------------------------
301      !  3) Identify grid cells with ice
302      !-----------------------------------------------------------------------------------------------
303      nbrem = 0
304      DO jj = 1, jpj
305         DO ji = 1, jpi
306            IF ( at_i(ji,jj) .gt. zareamin ) THEN
307               nbrem         = nbrem + 1
308               nind_i(nbrem) = ji
309               nind_j(nbrem) = jj
310               zremap_flag(ji,jj) = 1
311            ELSE
312               zremap_flag(ji,jj) = 0
313            ENDIF
314         END DO !ji
315      END DO !jj
316
317      !-----------------------------------------------------------------------------------------------
318      !  4) Compute new category boundaries
319      !-----------------------------------------------------------------------------------------------
320      !- 4.1 Compute category boundaries
321      ! Tricky trick see limitd_me.F90
322      ! will be soon removed, CT
323      ! hi_max(kubnd) = 999.99
324      zhbnew(:,:,:) = 0._wp
325
326      DO jl = klbnd, kubnd - 1
327         DO ji = 1, nbrem
328            ii = nind_i(ji)
329            ij = nind_j(ji)
330            !
331            IF ( ( zht_i_o(ii,ij,jl)  .GT.epsi10 ) .AND. & 
332               ( zht_i_o(ii,ij,jl+1).GT.epsi10 ) ) THEN
333               !interpolate between adjacent category growth rates
334               zslope = ( zdhice(ii,ij,jl+1)     - zdhice(ii,ij,jl) ) / &
335                  ( zht_i_o   (ii,ij,jl+1) - zht_i_o   (ii,ij,jl) )
336               zhbnew(ii,ij,jl) = hi_max(jl) + zdhice(ii,ij,jl) + &
337                  zslope * ( hi_max(jl) - zht_i_o(ii,ij,jl) )
338            ELSEIF (zht_i_o(ii,ij,jl).gt.epsi10) THEN
339               zhbnew(ii,ij,jl) = hi_max(jl) + zdhice(ii,ij,jl)
340            ELSEIF (zht_i_o(ii,ij,jl+1).gt.epsi10) THEN
341               zhbnew(ii,ij,jl) = hi_max(jl) + zdhice(ii,ij,jl+1)
342            ELSE
343               zhbnew(ii,ij,jl) = hi_max(jl)
344            ENDIF
345         END DO
346
347         !- 4.2 Check that each zhbnew lies between adjacent values of ice thickness
348         DO ji = 1, nbrem
349            ! jl, ji
350            ii = nind_i(ji)
351            ij = nind_j(ji)
352            ! jl, ji
353            IF ( ( a_i(ii,ij,jl) .GT.epsi10) .AND. & 
354               ( ht_i(ii,ij,jl).GE. zhbnew(ii,ij,jl) ) &
355               ) THEN
356               zremap_flag(ii,ij) = 0
357            ELSEIF ( ( a_i(ii,ij,jl+1) .GT. epsi10 ) .AND. &
358               ( ht_i(ii,ij,jl+1).LE. zhbnew(ii,ij,jl) ) &
359               ) THEN
360               zremap_flag(ii,ij) = 0
361            ENDIF
362
363            !- 4.3 Check that each zhbnew does not exceed maximal values hi_max 
364            ! jl, ji
365            IF (zhbnew(ii,ij,jl).gt.hi_max(jl+1)) THEN
366               zremap_flag(ii,ij) = 0
367            ENDIF
368            ! jl, ji
369            IF (zhbnew(ii,ij,jl).lt.hi_max(jl-1)) THEN
370               zremap_flag(ii,ij) = 0
371            ENDIF
372            ! jl, ji
373         END DO !ji
374         ! ji
375      END DO !jl
376
377      !-----------------------------------------------------------------------------------------------
378      !  5) Identify cells where ITD is to be remapped
379      !-----------------------------------------------------------------------------------------------
380      nbrem = 0
381      DO jj = 1, jpj
382         DO ji = 1, jpi
383            IF ( zremap_flag(ji,jj) == 1 ) THEN
384               nbrem         = nbrem + 1
385               nind_i(nbrem) = ji
386               nind_j(nbrem) = jj
387            ENDIF
388         END DO !ji
389      END DO !jj
390
391      !-----------------------------------------------------------------------------------------------
392      !  6) Fill arrays with lowermost / uppermost boundaries of 'new' categories
393      !-----------------------------------------------------------------------------------------------
394      DO jj = 1, jpj
395         DO ji = 1, jpi
396            zhb0(ji,jj) = hi_max_typ(0,ntyp) ! 0eme
397            zhb1(ji,jj) = hi_max_typ(1,ntyp) ! 1er
398
399            zhbnew(ji,jj,klbnd-1) = 0._wp
400
401            IF( a_i(ji,jj,kubnd) > epsi10 ) THEN
402               zhbnew(ji,jj,kubnd) = 3._wp * ht_i(ji,jj,kubnd) - 2._wp * zhbnew(ji,jj,kubnd-1)
403            ELSE
404               zhbnew(ji,jj,kubnd) = hi_max(kubnd)
405            ENDIF
406
407            IF( zhbnew(ji,jj,kubnd) < hi_max(kubnd-1) )   zhbnew(ji,jj,kubnd) = hi_max(kubnd-1)
408
409         END DO !jj
410      END DO !jj
411
412      !-----------------------------------------------------------------------------------------------
413      !  7) Compute g(h)
414      !-----------------------------------------------------------------------------------------------
415      !- 7.1 g(h) for category 1 at start of time step
416      CALL lim_itd_fitline( klbnd, zhb0, zhb1, zht_i_o(:,:,klbnd),         &
417         &                  g0(:,:,klbnd), g1(:,:,klbnd), hL(:,:,klbnd),   &
418         &                  hR(:,:,klbnd), zremap_flag )
419
420      !- 7.2 Area lost due to melting of thin ice (first category,  klbnd)
421      DO ji = 1, nbrem
422         ii = nind_i(ji) 
423         ij = nind_j(ji) 
424
425         !ji
426         IF (a_i(ii,ij,klbnd) .gt. epsi10) THEN
427            zdh0 = zdhice(ii,ij,klbnd) !decrease of ice thickness in the lower category
428            ! ji, a_i > epsi10
429            IF (zdh0 .lt. 0.0) THEN !remove area from category 1
430               ! ji, a_i > epsi10; zdh0 < 0
431               zdh0 = MIN(-zdh0,hi_max(klbnd))
432
433               !Integrate g(1) from 0 to dh0 to estimate area melted
434               zetamax = MIN(zdh0,hR(ii,ij,klbnd)) - hL(ii,ij,klbnd)
435               IF (zetamax.gt.0.0) THEN
436                  zx1  = zetamax
437                  zx2  = 0.5 * zetamax*zetamax 
438                  zda0 = g1(ii,ij,klbnd) * zx2 + g0(ii,ij,klbnd) * zx1 !ice area removed
439                  ! Constrain new thickness <= ht_i
440                  zdamax = a_i(ii,ij,klbnd) * & 
441                     (1.0 - ht_i(ii,ij,klbnd)/zht_i_o(ii,ij,klbnd)) ! zdamax > 0
442                  !ice area lost due to melting of thin ice
443                  zda0   = MIN(zda0, zdamax)
444
445                  ! Remove area, conserving volume
446                  ht_i(ii,ij,klbnd) = ht_i(ii,ij,klbnd) & 
447                     * a_i(ii,ij,klbnd) / ( a_i(ii,ij,klbnd) - zda0 )
448                  a_i(ii,ij,klbnd)  = a_i(ii,ij,klbnd) - zda0
449                  v_i(ii,ij,klbnd)  = a_i(ii,ij,klbnd)*ht_i(ii,ij,klbnd) ! clem@useless ?
450               ENDIF     ! zetamax > 0
451               ! ji, a_i > epsi10
452
453            ELSE ! if ice accretion
454               ! ji, a_i > epsi10; zdh0 > 0
455               IF ( ntyp .EQ. 1 ) zhbnew(ii,ij,klbnd-1) = MIN(zdh0,hi_max(klbnd)) 
456               ! zhbnew was 0, and is shifted to the right to account for thin ice
457               ! growth in openwater (F0 = f1)
458               IF ( ntyp .NE. 1 ) zhbnew(ii,ij,0) = 0 
459               ! in other types there is
460               ! no open water growth (F0 = 0)
461            ENDIF ! zdh0
462
463            ! a_i > epsi10
464         ENDIF ! a_i > epsi10
465
466      END DO ! ji
467
468      !- 7.3 g(h) for each thickness category 
469      DO jl = klbnd, kubnd
470         CALL lim_itd_fitline(jl, zhbnew(:,:,jl-1), zhbnew(:,:,jl), ht_i(:,:,jl), &
471            g0(:,:,jl), g1(:,:,jl), hL(:,:,jl), hR(:,:,jl),     &
472            zremap_flag)
473      END DO
474
475      !-----------------------------------------------------------------------------------------------
476      !  8) Compute area and volume to be shifted across each boundary
477      !-----------------------------------------------------------------------------------------------
478
479      DO jl = klbnd, kubnd - 1
480         DO jj = 1, jpj
481            DO ji = 1, jpi
482               zdonor(ji,jj,jl) = 0
483               zdaice(ji,jj,jl) = 0.0
484               zdvice(ji,jj,jl) = 0.0
485            END DO
486         END DO
487
488         DO ji = 1, nbrem
489            ii = nind_i(ji)
490            ij = nind_j(ji)
491
492            IF (zhbnew(ii,ij,jl) .gt. hi_max(jl)) THEN ! transfer from jl to jl+1
493
494               ! left and right integration limits in eta space
495               zvetamin(ji) = MAX(hi_max(jl), hL(ii,ij,jl)) - hL(ii,ij,jl)
496               zvetamax(ji) = MIN(zhbnew(ii,ij,jl), hR(ii,ij,jl)) - hL(ii,ij,jl)
497               zdonor(ii,ij,jl) = jl
498
499            ELSE  ! zhbnew(jl) <= hi_max(jl) ; transfer from jl+1 to jl
500
501               ! left and right integration limits in eta space
502               zvetamin(ji) = 0.0
503               zvetamax(ji) = MIN(hi_max(jl), hR(ii,ij,jl+1)) - hL(ii,ij,jl+1)
504               zdonor(ii,ij,jl) = jl + 1
505
506            ENDIF  ! zhbnew(jl) > hi_max(jl)
507
508            zetamax = MAX(zvetamax(ji), zvetamin(ji)) ! no transfer if etamax < etamin
509            zetamin = zvetamin(ji)
510
511            zx1  = zetamax - zetamin
512            zwk1 = zetamin*zetamin
513            zwk2 = zetamax*zetamax
514            zx2  = 0.5 * (zwk2 - zwk1)
515            zwk1 = zwk1 * zetamin
516            zwk2 = zwk2 * zetamax
517            zx3  = 1.0/3.0 * (zwk2 - zwk1)
518            nd   = zdonor(ii,ij,jl)
519            zdaice(ii,ij,jl) = g1(ii,ij,nd)*zx2 + g0(ii,ij,nd)*zx1
520            zdvice(ii,ij,jl) = g1(ii,ij,nd)*zx3 + g0(ii,ij,nd)*zx2 + &
521               zdaice(ii,ij,jl)*hL(ii,ij,nd)
522
523         END DO ! ji
524      END DO ! jl klbnd -> kubnd - 1
525
526      !!----------------------------------------------------------------------------------------------
527      !! 9) Shift ice between categories
528      !!----------------------------------------------------------------------------------------------
529      CALL lim_itd_shiftice ( klbnd, kubnd, zdonor, zdaice, zdvice )
530
531      !!----------------------------------------------------------------------------------------------
532      !! 10) Make sure ht_i >= minimum ice thickness hi_min
533      !!----------------------------------------------------------------------------------------------
534
535      DO ji = 1, nbrem
536         ii = nind_i(ji)
537         ij = nind_j(ji)
538         IF ( ( a_i(ii,ij,1) > epsi10 ) .AND. ( ht_i(ii,ij,1) < hiclim ) ) THEN
539            a_i(ii,ij,1)  = a_i(ii,ij,1) * ht_i(ii,ij,1) / hiclim 
540            ht_i(ii,ij,1) = hiclim
541            v_i(ii,ij,1)  = a_i(ii,ij,1) * ht_i(ii,ij,1) !clem@useless
542         ENDIF
543      END DO !ji
544
545      !!----------------------------------------------------------------------------------------------
546      !! 11) Conservation check
547      !!----------------------------------------------------------------------------------------------
548      IF ( con_i ) THEN
549         CALL lim_column_sum (jpl,   v_i, vt_i_final)
550         fieldid = ' v_i : limitd_th '
551         CALL lim_cons_check (vt_i_init, vt_i_final, 1.0e-6, fieldid) 
552
553         CALL lim_column_sum_energy (jpl, nlay_i,  e_i, et_i_final)
554         fieldid = ' e_i : limitd_th '
555         CALL lim_cons_check (et_i_init, et_i_final, 1.0e-3, fieldid) 
556
557         CALL lim_column_sum (jpl,   v_s, vt_s_final)
558         fieldid = ' v_s : limitd_th '
559         CALL lim_cons_check (vt_s_init, vt_s_final, 1.0e-6, fieldid) 
560
561         dummy_es(:,:,:) = e_s(:,:,1,:)
562         CALL lim_column_sum (jpl, dummy_es(:,:,:) , et_s_final)
563         fieldid = ' e_s : limitd_th '
564         CALL lim_cons_check (et_s_init, et_s_final, 1.0e-3, fieldid) 
565      ENDIF
566
567      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, zremap_flag )    ! integer
568      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpl-1, zdonor )   ! integer
569      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpl, zdhice, g0, g1, hL, hR, zht_i_o, dummy_es )
570      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpl-1, zdaice, zdvice )   
571      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpl+1, zhbnew, kkstart = 0 )   
572      CALL wrk_dealloc( (jpi+1)*(jpj+1), zvetamin, zvetamax )   
573      CALL wrk_dealloc( (jpi+1)*(jpj+1), nind_i, nind_j )   ! integer
574      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, zhb0,zhb1,vt_i_init,vt_i_final,vt_s_init,vt_s_final,et_i_init,et_i_final,et_s_init,et_s_final )
575
576   END SUBROUTINE lim_itd_th_rem
577
578
579   SUBROUTINE lim_itd_fitline( num_cat, HbL, Hbr, hice,   &
580      &                        g0, g1, hL, hR, zremap_flag )
581      !!------------------------------------------------------------------
582      !!                ***  ROUTINE lim_itd_fitline ***
583      !!
584      !! ** Purpose :   fit g(h) with a line using area, volume constraints
585      !!
586      !! ** Method  :   Fit g(h) with a line, satisfying area and volume constraints.
587      !!              To reduce roundoff errors caused by large values of g0 and g1,
588      !!              we actually compute g(eta), where eta = h - hL, and hL is the
589      !!              left boundary.
590      !!------------------------------------------------------------------
591      INTEGER                     , INTENT(in   ) ::   num_cat      ! category index
592      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(in   ) ::   HbL, HbR     ! left and right category boundaries
593      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(in   ) ::   hice         ! ice thickness
594      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(  out) ::   g0, g1       ! coefficients in linear equation for g(eta)
595      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(  out) ::   hL           ! min value of range over which g(h) > 0
596      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(  out) ::   hR           ! max value of range over which g(h) > 0
597      INTEGER , DIMENSION(jpi,jpj), INTENT(in   ) ::   zremap_flag  !
598      !
599      INTEGER ::   ji,jj           ! horizontal indices
600      REAL(wp) ::   zh13         ! HbL + 1/3 * (HbR - HbL)
601      REAL(wp) ::   zh23         ! HbL + 2/3 * (HbR - HbL)
602      REAL(wp) ::   zdhr         ! 1 / (hR - hL)
603      REAL(wp) ::   zwk1, zwk2   ! temporary variables
604      REAL(wp) ::   zacrith      ! critical minimum concentration in an ice category
605      !!------------------------------------------------------------------
606      !
607      zacrith       = 1.0e-6
608      !
609      DO jj = 1, jpj
610         DO ji = 1, jpi
611            !
612            IF( zremap_flag(ji,jj) == 1 .AND. a_i(ji,jj,num_cat) > zacrith   &
613               &                        .AND. hice(ji,jj)        > 0._wp     ) THEN
614
615               ! Initialize hL and hR
616
617               hL(ji,jj) = HbL(ji,jj)
618               hR(ji,jj) = HbR(ji,jj)
619
620               ! Change hL or hR if hice falls outside central third of range
621
622               zh13 = 1.0/3.0 * (2.0*hL(ji,jj) + hR(ji,jj))
623               zh23 = 1.0/3.0 * (hL(ji,jj) + 2.0*hR(ji,jj))
624
625               IF    ( hice(ji,jj) < zh13 ) THEN   ;   hR(ji,jj) = 3._wp * hice(ji,jj) - 2._wp * hL(ji,jj)
626               ELSEIF( hice(ji,jj) > zh23 ) THEN   ;   hL(ji,jj) = 3._wp * hice(ji,jj) - 2._wp * hR(ji,jj)
627               ENDIF
628
629               ! Compute coefficients of g(eta) = g0 + g1*eta
630
631               zdhr = 1._wp / (hR(ji,jj) - hL(ji,jj))
632               zwk1 = 6._wp * a_i(ji,jj,num_cat) * zdhr
633               zwk2 = ( hice(ji,jj) - hL(ji,jj) ) * zdhr
634               g0(ji,jj) = zwk1 * ( 2._wp/3._wp - zwk2 )
635               g1(ji,jj) = 2._wp * zdhr * zwk1 * (zwk2 - 0.5)
636               !
637            ELSE                   ! remap_flag = .false. or a_i < epsi10
638               hL(ji,jj) = 0._wp
639               hR(ji,jj) = 0._wp
640               g0(ji,jj) = 0._wp
641               g1(ji,jj) = 0._wp
642            ENDIF                  ! a_i > epsi10
643            !
644         END DO
645      END DO
646      !
647   END SUBROUTINE lim_itd_fitline
648
649
650   SUBROUTINE lim_itd_shiftice( klbnd, kubnd, zdonor, zdaice, zdvice )
651      !!------------------------------------------------------------------
652      !!                ***  ROUTINE lim_itd_shiftice ***
653      !!
654      !! ** Purpose :   shift ice across category boundaries, conserving everything
655      !!              ( area, volume, energy, age*vol, and mass of salt )
656      !!
657      !! ** Method  :
658      !!------------------------------------------------------------------
659      INTEGER                           , INTENT(in   ) ::   klbnd    ! Start thickness category index point
660      INTEGER                           , INTENT(in   ) ::   kubnd    ! End point on which the  the computation is applied
661      INTEGER , DIMENSION(jpi,jpj,jpl-1), INTENT(in   ) ::   zdonor   ! donor category index
662      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpl-1), INTENT(inout) ::   zdaice   ! ice area transferred across boundary
663      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj,jpl-1), INTENT(inout) ::   zdvice   ! ice volume transferred across boundary
664
665      INTEGER ::   ji, jj, jl, jl2, jl1, jk   ! dummy loop indices
666      INTEGER ::   ii, ij          ! indices when changing from 2D-1D is done
667
668      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) ::   zaTsfn
669      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:)   ::   zworka            ! temporary array used here
670
671      REAL(wp) ::   zdvsnow, zdesnow   ! snow volume and energy transferred
672      REAL(wp) ::   zdeice             ! ice energy transferred
673      REAL(wp) ::   zdsm_vice          ! ice salinity times volume transferred
674      REAL(wp) ::   zdo_aice           ! ice age times volume transferred
675      REAL(wp) ::   zdaTsf             ! aicen*Tsfcn transferred
676      REAL(wp) ::   zindsn             ! snow or not
677      REAL(wp) ::   zindb              ! ice or not
678
679      INTEGER, POINTER, DIMENSION(:) ::   nind_i, nind_j   ! compressed indices for i/j directions
680
681      INTEGER ::   nbrem             ! number of cells with ice to transfer
682
683      LOGICAL ::   zdaice_negative         ! true if daice < -puny
684      LOGICAL ::   zdvice_negative         ! true if dvice < -puny
685      LOGICAL ::   zdaice_greater_aicen    ! true if daice > aicen
686      LOGICAL ::   zdvice_greater_vicen    ! true if dvice > vicen
687      !!------------------------------------------------------------------
688
689      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpl, zaTsfn )
690      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, zworka )
691      CALL wrk_alloc( (jpi+1)*(jpj+1), nind_i, nind_j )   ! integer
692
693      !----------------------------------------------------------------------------------------------
694      ! 1) Define a variable equal to a_i*T_su
695      !----------------------------------------------------------------------------------------------
696
697      DO jl = klbnd, kubnd
698         zaTsfn(:,:,jl) = a_i(:,:,jl)*t_su(:,:,jl)
699      END DO
700
701      !----------------------------------------------------------------------------------------------
702      ! 2) Check for daice or dvice out of range, allowing for roundoff error
703      !----------------------------------------------------------------------------------------------
704      ! Note: zdaice < 0 or zdvice < 0 usually happens when category jl
705      ! has a small area, with h(n) very close to a boundary.  Then
706      ! the coefficients of g(h) are large, and the computed daice and
707      ! dvice can be in error. If this happens, it is best to transfer
708      ! either the entire category or nothing at all, depending on which
709      ! side of the boundary hice(n) lies.
710      !-----------------------------------------------------------------
711      DO jl = klbnd, kubnd-1
712
713         zdaice_negative = .false.
714         zdvice_negative = .false.
715         zdaice_greater_aicen = .false.
716         zdvice_greater_vicen = .false.
717
718         DO jj = 1, jpj
719            DO ji = 1, jpi
720
721               IF (zdonor(ji,jj,jl) .GT. 0) THEN
722                  jl1 = zdonor(ji,jj,jl)
723
724                  IF (zdaice(ji,jj,jl) .LT. 0.0) THEN
725                     IF (zdaice(ji,jj,jl) .GT. -epsi10) THEN
726                        IF ( ( jl1.EQ.jl   .AND. ht_i(ji,jj,jl1) .GT. hi_max(jl) )           &
727                           .OR.                                      &
728                           ( jl1.EQ.jl+1 .AND. ht_i(ji,jj,jl1) .LE. hi_max(jl) )           & 
729                           ) THEN                                                             
730                           zdaice(ji,jj,jl) = a_i(ji,jj,jl1)  ! shift entire category
731                           zdvice(ji,jj,jl) = v_i(ji,jj,jl1)
732                        ELSE
733                           zdaice(ji,jj,jl) = 0.0 ! shift no ice
734                           zdvice(ji,jj,jl) = 0.0
735                        ENDIF
736                     ELSE
737                        zdaice_negative = .true.
738                     ENDIF
739                  ENDIF
740
741                  IF (zdvice(ji,jj,jl) .LT. 0.0) THEN
742                     IF (zdvice(ji,jj,jl) .GT. -epsi10 ) THEN
743                        IF ( ( jl1.EQ.jl .AND. ht_i(ji,jj,jl1).GT.hi_max(jl) )     &
744                           .OR.                                     &
745                           ( jl1.EQ.jl+1 .AND. ht_i(ji,jj,jl1) .LE. hi_max(jl) ) &
746                           ) THEN
747                           zdaice(ji,jj,jl) = a_i(ji,jj,jl1) ! shift entire category
748                           zdvice(ji,jj,jl) = v_i(ji,jj,jl1) 
749                        ELSE
750                           zdaice(ji,jj,jl) = 0.0    ! shift no ice
751                           zdvice(ji,jj,jl) = 0.0
752                        ENDIF
753                     ELSE
754                        zdvice_negative = .true.
755                     ENDIF
756                  ENDIF
757
758                  ! If daice is close to aicen, set daice = aicen.
759                  IF (zdaice(ji,jj,jl) .GT. a_i(ji,jj,jl1) - epsi10 ) THEN
760                     IF (zdaice(ji,jj,jl) .LT. a_i(ji,jj,jl1)+epsi10) THEN
761                        zdaice(ji,jj,jl) = a_i(ji,jj,jl1)
762                        zdvice(ji,jj,jl) = v_i(ji,jj,jl1) 
763                     ELSE
764                        zdaice_greater_aicen = .true.
765                     ENDIF
766                  ENDIF
767
768                  IF (zdvice(ji,jj,jl) .GT. v_i(ji,jj,jl1)-epsi10) THEN
769                     IF (zdvice(ji,jj,jl) .LT. v_i(ji,jj,jl1)+epsi10) THEN
770                        zdaice(ji,jj,jl) = a_i(ji,jj,jl1)
771                        zdvice(ji,jj,jl) = v_i(ji,jj,jl1) 
772                     ELSE
773                        zdvice_greater_vicen = .true.
774                     ENDIF
775                  ENDIF
776
777               ENDIF               ! donor > 0
778            END DO                   ! i
779         END DO                 ! j
780
781      END DO !jl
782
783      !-------------------------------------------------------------------------------
784      ! 3) Transfer volume and energy between categories
785      !-------------------------------------------------------------------------------
786
787      DO jl = klbnd, kubnd - 1
788         nbrem = 0
789         DO jj = 1, jpj
790            DO ji = 1, jpi
791               IF (zdaice(ji,jj,jl) .GT. 0.0 ) THEN ! daice(n) can be < puny
792                  nbrem = nbrem + 1
793                  nind_i(nbrem) = ji
794                  nind_j(nbrem) = jj
795               ENDIF ! tmask
796            END DO
797         END DO
798
799         DO ji = 1, nbrem 
800            ii = nind_i(ji)
801            ij = nind_j(ji)
802
803            jl1 = zdonor(ii,ij,jl)
804            zindb             = MAX( 0.0 , SIGN( 1.0 , v_i(ii,ij,jl1) - epsi10 ) )
805            zworka(ii,ij)   = zdvice(ii,ij,jl) / MAX(v_i(ii,ij,jl1),epsi10) * zindb
806            IF( jl1 == jl) THEN   ;   jl2 = jl1+1
807            ELSE                    ;   jl2 = jl 
808            ENDIF
809
810            !--------------
811            ! Ice areas
812            !--------------
813
814            a_i(ii,ij,jl1) = a_i(ii,ij,jl1) - zdaice(ii,ij,jl)
815            a_i(ii,ij,jl2) = a_i(ii,ij,jl2) + zdaice(ii,ij,jl)
816
817            !--------------
818            ! Ice volumes
819            !--------------
820
821            v_i(ii,ij,jl1) = v_i(ii,ij,jl1) - zdvice(ii,ij,jl) 
822            v_i(ii,ij,jl2) = v_i(ii,ij,jl2) + zdvice(ii,ij,jl)
823
824            !--------------
825            ! Snow volumes
826            !--------------
827
828            zdvsnow          = v_s(ii,ij,jl1) * zworka(ii,ij)
829            v_s(ii,ij,jl1) = v_s(ii,ij,jl1) - zdvsnow
830            v_s(ii,ij,jl2) = v_s(ii,ij,jl2) + zdvsnow 
831
832            !--------------------
833            ! Snow heat content 
834            !--------------------
835
836            zdesnow              = e_s(ii,ij,1,jl1) * zworka(ii,ij)
837            e_s(ii,ij,1,jl1)   = e_s(ii,ij,1,jl1) - zdesnow
838            e_s(ii,ij,1,jl2)   = e_s(ii,ij,1,jl2) + zdesnow
839
840            !--------------
841            ! Ice age
842            !--------------
843
844            zdo_aice             = oa_i(ii,ij,jl1) * zdaice(ii,ij,jl)
845            oa_i(ii,ij,jl1)    = oa_i(ii,ij,jl1) - zdo_aice
846            oa_i(ii,ij,jl2)    = oa_i(ii,ij,jl2) + zdo_aice
847
848            !--------------
849            ! Ice salinity
850            !--------------
851
852            zdsm_vice            = smv_i(ii,ij,jl1) * zworka(ii,ij)
853            smv_i(ii,ij,jl1)   = smv_i(ii,ij,jl1) - zdsm_vice
854            smv_i(ii,ij,jl2)   = smv_i(ii,ij,jl2) + zdsm_vice
855
856            !---------------------
857            ! Surface temperature
858            !---------------------
859
860            zdaTsf               = t_su(ii,ij,jl1) * zdaice(ii,ij,jl)
861            zaTsfn(ii,ij,jl1)  = zaTsfn(ii,ij,jl1) - zdaTsf
862            zaTsfn(ii,ij,jl2)  = zaTsfn(ii,ij,jl2) + zdaTsf 
863
864         END DO                 ! ji
865
866         !------------------
867         ! Ice heat content
868         !------------------
869
870         DO jk = 1, nlay_i
871!CDIR NODEP
872            DO ji = 1, nbrem
873               ii = nind_i(ji)
874               ij = nind_j(ji)
875
876               jl1 = zdonor(ii,ij,jl)
877               IF (jl1 .EQ. jl) THEN
878                  jl2 = jl+1
879               ELSE             ! n1 = n+1
880                  jl2 = jl 
881               ENDIF
882
883               zdeice = e_i(ii,ij,jk,jl1) * zworka(ii,ij)
884               e_i(ii,ij,jk,jl1) =  e_i(ii,ij,jk,jl1) - zdeice
885               e_i(ii,ij,jk,jl2) =  e_i(ii,ij,jk,jl2) + zdeice 
886            END DO              ! ji
887         END DO                 ! jk
888
889      END DO                   ! boundaries, 1 to ncat-1
890
891      !-----------------------------------------------------------------
892      ! Update ice thickness and temperature
893      !-----------------------------------------------------------------
894
895      DO jl = klbnd, kubnd
896         DO jj = 1, jpj
897            DO ji = 1, jpi 
898               IF ( a_i(ji,jj,jl) > epsi10 ) THEN
899                  ht_i(ji,jj,jl)  =  v_i   (ji,jj,jl) / a_i(ji,jj,jl) 
900                  t_su(ji,jj,jl)  =  zaTsfn(ji,jj,jl) / a_i(ji,jj,jl) 
901                  zindsn          =  1.0 - MAX(0.0,SIGN(1.0,-v_s(ji,jj,jl)+epsi10)) !0 if no ice and 1 if yes
902               ELSE
903                  ht_i(ji,jj,jl)  = 0._wp
904                  t_su(ji,jj,jl)  = rtt
905               ENDIF
906            END DO                 ! ji
907         END DO                 ! jj
908      END DO                    ! jl
909      !
910      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpl, zaTsfn )
911      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, zworka )
912      CALL wrk_dealloc( (jpi+1)*(jpj+1), nind_i, nind_j )   ! integer
913      !
914   END SUBROUTINE lim_itd_shiftice
915   
916
917   SUBROUTINE lim_itd_th_reb( klbnd, kubnd, ntyp )
918      !!------------------------------------------------------------------
919      !!                ***  ROUTINE lim_itd_th_reb ***
920      !!
921      !! ** Purpose : rebin - rebins thicknesses into defined categories
922      !!
923      !! ** Method  :
924      !!------------------------------------------------------------------
925      INTEGER , INTENT (in) ::   klbnd   ! Start thickness category index point
926      INTEGER , INTENT (in) ::   kubnd   ! End point on which the  the computation is applied
927      INTEGER , INTENT (in) ::   ntyp    ! number of the ice type involved in the rebinning process
928      !
929      INTEGER ::   ji,jj, jl   ! dummy loop indices
930      INTEGER ::   zshiftflag          ! = .true. if ice must be shifted
931      CHARACTER (len = 15) :: fieldid
932
933      INTEGER , POINTER, DIMENSION(:,:,:) ::   zdonor           ! donor category index
934      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:,:) ::   zdaice, zdvice   ! ice area and volume transferred
935
936      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) ::   vt_i_init, vt_i_final   ! ice volume summed over categories
937      REAL(wp), POINTER, DIMENSION(:,:) ::   vt_s_init, vt_s_final   ! snow volume summed over categories
938      !!------------------------------------------------------------------
939     
940      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpl, zdonor )   ! interger
941      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpl, zdaice, zdvice )
942      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, vt_i_init, vt_i_final, vt_s_init, vt_s_final )
943      !     
944      IF( con_i ) THEN                 ! conservation check
945         CALL lim_column_sum (jpl,   v_i, vt_i_init)
946         CALL lim_column_sum (jpl,   v_s, vt_s_init)
947      ENDIF
948
949      !
950      !------------------------------------------------------------------------------
951      ! 1) Compute ice thickness.
952      !------------------------------------------------------------------------------
953      DO jl = klbnd, kubnd
954         DO jj = 1, jpj
955            DO ji = 1, jpi 
956               IF( a_i(ji,jj,jl) > epsi10 ) THEN
957                  ht_i(ji,jj,jl) = v_i(ji,jj,jl) / a_i(ji,jj,jl)
958               ELSE
959                  ht_i(ji,jj,jl) = 0._wp
960               ENDIF
961            END DO
962         END DO
963      END DO
964
965      !------------------------------------------------------------------------------
966      ! 2) Make sure thickness of cat klbnd is at least hi_max_typ(klbnd)
967      !------------------------------------------------------------------------------
968      DO jj = 1, jpj 
969         DO ji = 1, jpi 
970            IF( a_i(ji,jj,klbnd) > epsi10 ) THEN
971               IF( ht_i(ji,jj,klbnd) <= hi_max_typ(0,ntyp) .AND. hi_max_typ(0,ntyp) > 0._wp ) THEN
972                  a_i(ji,jj,klbnd)  = v_i(ji,jj,klbnd) / hi_max_typ(0,ntyp) 
973                  ht_i(ji,jj,klbnd) = hi_max_typ(0,ntyp)
974               ENDIF
975            ENDIF
976         END DO
977      END DO
978
979      !------------------------------------------------------------------------------
980      ! 3) If a category thickness is not in bounds, shift the
981      ! entire area, volume, and energy to the neighboring category
982      !------------------------------------------------------------------------------
983      !-------------------------
984      ! Initialize shift arrays
985      !-------------------------
986      DO jl = klbnd, kubnd
987         zdonor(:,:,jl) = 0
988         zdaice(:,:,jl) = 0._wp
989         zdvice(:,:,jl) = 0._wp
990      END DO
991
992      !-------------------------
993      ! Move thin categories up
994      !-------------------------
995
996      DO jl = klbnd, kubnd - 1  ! loop over category boundaries
997
998         !---------------------------------------
999         ! identify thicknesses that are too big
1000         !---------------------------------------
1001         zshiftflag = 0
1002
1003         DO jj = 1, jpj 
1004            DO ji = 1, jpi 
1005               IF( a_i(ji,jj,jl) > epsi10 .AND. ht_i(ji,jj,jl) > hi_max(jl) ) THEN
1006                  zshiftflag        = 1
1007                  zdonor(ji,jj,jl)  = jl 
1008                  ! begin TECLIM change
1009                  !zdaice(ji,jj,jl)  = a_i(ji,jj,jl)
1010                  !zdvice(ji,jj,jl)  = v_i(ji,jj,jl)
1011                  zdaice(ji,jj,jl)  = a_i(ji,jj,jl)/2
1012                  zdvice(ji,jj,jl)  = v_i(ji,jj,jl)-zdaice(ji,jj,jl)*(hi_max(jl)+hi_max(jl-1))/2
1013                  ! end TECLIM change
1014               ENDIF
1015            END DO                 ! ji
1016         END DO                 ! jj
1017         IF(lk_mpp)   CALL mpp_max( zshiftflag )
1018
1019         IF( zshiftflag == 1 ) THEN            ! Shift ice between categories
1020            CALL lim_itd_shiftice( klbnd, kubnd, zdonor, zdaice, zdvice )
1021            ! Reset shift parameters
1022            zdonor(:,:,jl) = 0
1023            zdaice(:,:,jl) = 0._wp
1024            zdvice(:,:,jl) = 0._wp
1025         ENDIF
1026         !
1027      END DO                    ! jl
1028
1029      !----------------------------
1030      ! Move thick categories down
1031      !----------------------------
1032
1033      DO jl = kubnd - 1, 1, -1       ! loop over category boundaries
1034
1035         !-----------------------------------------
1036         ! Identify thicknesses that are too small
1037         !-----------------------------------------
1038         zshiftflag = 0
1039
1040         DO jj = 1, jpj
1041            DO ji = 1, jpi
1042               IF( a_i(ji,jj,jl+1) >  epsi10 .AND.   &
1043                  ht_i(ji,jj,jl+1) <= hi_max(jl) ) THEN
1044                  !
1045                  zshiftflag = 1
1046                  zdonor(ji,jj,jl) = jl + 1
1047                  zdaice(ji,jj,jl) = a_i(ji,jj,jl+1) 
1048                  zdvice(ji,jj,jl) = v_i(ji,jj,jl+1)
1049               ENDIF
1050            END DO                 ! ji
1051         END DO                 ! jj
1052
1053         IF(lk_mpp)   CALL mpp_max( zshiftflag )
1054         
1055         IF( zshiftflag == 1 ) THEN            ! Shift ice between categories
1056            CALL lim_itd_shiftice( klbnd, kubnd, zdonor, zdaice, zdvice )
1057            ! Reset shift parameters
1058            zdonor(:,:,jl) = 0
1059            zdaice(:,:,jl) = 0._wp
1060            zdvice(:,:,jl) = 0._wp
1061         ENDIF
1062
1063      END DO                    ! jl
1064
1065      !------------------------------------------------------------------------------
1066      ! 4) Conservation check
1067      !------------------------------------------------------------------------------
1068
1069      IF( con_i ) THEN
1070         CALL lim_column_sum (jpl,   v_i, vt_i_final)
1071         fieldid = ' v_i : limitd_reb '
1072         CALL lim_cons_check (vt_i_init, vt_i_final, 1.0e-6, fieldid) 
1073
1074         CALL lim_column_sum (jpl,   v_s, vt_s_final)
1075         fieldid = ' v_s : limitd_reb '
1076         CALL lim_cons_check (vt_s_init, vt_s_final, 1.0e-6, fieldid) 
1077      ENDIF
1078      !
1079      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpl, zdonor )   ! interger
1080      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpl, zdaice, zdvice )
1081      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, vt_i_init, vt_i_final, vt_s_init, vt_s_final )
1082
1083   END SUBROUTINE lim_itd_th_reb
1084
1085#else
1086   !!----------------------------------------------------------------------
1087   !!   Default option            Dummy module         NO LIM sea-ice model
1088   !!----------------------------------------------------------------------
1089CONTAINS
1090   SUBROUTINE lim_itd_th           ! Empty routines
1091   END SUBROUTINE lim_itd_th
1092   SUBROUTINE lim_itd_th_ini
1093   END SUBROUTINE lim_itd_th_ini
1094   SUBROUTINE lim_itd_th_rem
1095   END SUBROUTINE lim_itd_th_rem
1096   SUBROUTINE lim_itd_fitline
1097   END SUBROUTINE lim_itd_fitline
1098   SUBROUTINE lim_itd_shiftice
1099   END SUBROUTINE lim_itd_shiftice
1100   SUBROUTINE lim_itd_th_reb
1101   END SUBROUTINE lim_itd_th_reb
1102#endif
1103   !!======================================================================
1104END MODULE limitd_th
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.