source: branches/2013/dev_MERGE_2013/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_2/ice_2.F90 @ 4306

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dev_MERGE_2013 : merge in the solar mean flux branch from MERCATOR, see ticket #1187

  • Property svn:keywords set to Id
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Line 
1MODULE ice_2
2   !!======================================================================
3   !!                        ***  MODULE ice  ***
4   !! Sea Ice physics:  diagnostics variables of ice defined in memory
5   !!=====================================================================
6   !! History :  2.0  ! 2003-08  (C. Ethe)  F90: Free form and module
7   !!            3.3  ! 2009-05  (G.Garric) addition of the lim2_evp cas
8   !!            4.0  ! 2011-01  (A. R. Porter, STFC Daresbury) dynamical allocation
9   !!----------------------------------------------------------------------
10#if defined key_lim2
11   !!----------------------------------------------------------------------
12   !!   'key_lim2' :                                  LIM 2.0 sea-ice model
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   USE par_ice_2      ! LIM sea-ice parameters
15
16   IMPLICIT NONE
17   PRIVATE
18   
19   PUBLIC    ice_alloc_2  !  Called in iceini_2.F90
20
21   INTEGER , PUBLIC ::   numit        !: ice iteration index
22   REAL(wp), PUBLIC ::   rdt_ice      !: ice time step
23
24   !                                                   !!* namicerun read in iceini  *
25   CHARACTER(len=32)     , PUBLIC ::   cn_icerst_in     !: suffix of ice restart name (input)
26   CHARACTER(len=32)     , PUBLIC ::   cn_icerst_out    !: suffix of ice restart name (output)
27   LOGICAL               , PUBLIC ::   ln_limdyn        !: flag for ice dynamics (T) or not (F)
28   LOGICAL               , PUBLIC ::   ln_limdmp        !: Ice damping
29   REAL(wp)              , PUBLIC ::   hsndif           !: snow temp. computation (0) or not (9999)
30   REAL(wp)              , PUBLIC ::   hicdif           !: ice  temp. computation (0) or not (9999)
31   REAL(wp), DIMENSION(2), PUBLIC ::   acrit            !: minimum lead fraction in the 2 hemisphere
32   !
33   LOGICAL               , PUBLIC ::   ln_nicep      = .TRUE.     !: flag grid points output (T) or not (F)
34   !                                !!* ice-dynamic namelist (namicedyn) *
35   INTEGER , PUBLIC ::   nbiter      !: number of sub-time steps for relaxation
36   INTEGER , PUBLIC ::   nbitdr      !: maximum number of iterations for relaxation
37   INTEGER , PUBLIC ::   nevp        !: number of EVP subcycling iterations
38   INTEGER , PUBLIC ::   telast      !: timescale for EVP elastic waves
39   REAL(wp), PUBLIC ::   epsd        !: tolerance parameter for dynamic
40   REAL(wp), PUBLIC ::   alpha       !: coefficient for semi-implicit coriolis
41   REAL(wp), PUBLIC ::   dm          !: diffusion constant for dynamics
42   REAL(wp), PUBLIC ::   om          !: relaxation constant
43   REAL(wp), PUBLIC ::   resl        !: maximum value for the residual of relaxation
44   REAL(wp), PUBLIC ::   cw          !: drag coefficient for oceanic stress
45   REAL(wp), PUBLIC ::   angvg       !: turning angle for oceanic stress
46   REAL(wp), PUBLIC ::   pstar       !: first bulk-rheology parameter
47   REAL(wp), PUBLIC ::   c_rhg       !: second bulk-rhelogy parameter
48   REAL(wp), PUBLIC ::   etamn       !: minimun value for viscosity
49   REAL(wp), PUBLIC ::   creepl      !: creep limit
50   REAL(wp), PUBLIC ::   ecc         !: eccentricity of the elliptical yield curve
51   REAL(wp), PUBLIC ::   ahi0        !: sea-ice hor. eddy diffusivity coeff. (m2/s)
52   REAL(wp), PUBLIC ::   alphaevp    !: coefficient for the solution of EVP int. stresses
53   REAL(wp), PUBLIC ::   hminrhg = 0.001_wp    !: clem : ice volume (a*h in m) below which ice velocity is set to ocean velocity
54
55   REAL(wp), PUBLIC ::   usecc2                !:  = 1.0 / ( ecc * ecc )
56   REAL(wp), PUBLIC ::   rhoco                 !: = rau0 * cw
57   REAL(wp), PUBLIC ::   sangvg, cangvg        !: sin and cos of the turning angle for ocean stress
58   REAL(wp), PUBLIC ::   pstarh                !: pstar / 2.0
59
60   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   ahiu , ahiv   !: hor. diffusivity coeff. at ocean U- and V-points (m2/s)
61   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   pahu , pahv   !: ice hor. eddy diffusivity coef. at ocean U- and V-points
62   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   ust2s         !: friction velocity
63
64   !!* Ice Rheology
65
66   LOGICAL , PUBLIC::  ltrcdm2dc_ice = .FALSE.              !: In case of Diurnal Cycle short wave, compute a Daily Mean short waves flux
67
68# if defined key_lim2_vp
69   !                                                      !!* VP rheology *
70   LOGICAL , PUBLIC ::   lk_lim2_vp = .TRUE.               !: Visco-Plactic reology flag
71   !
72   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hsnm , hicm   !: mean snow and ice thicknesses
73   !
74# else
75   !                                                      !!* EVP rheology *
76   LOGICAL , PUBLIC::   lk_lim2_vp = .FALSE.               !: Visco-Plactic reology flag
77   !
78   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   stress1_i     !: first stress tensor element       
79   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   stress2_i     !: second stress tensor element
80   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   stress12_i    !: diagonal stress tensor element
81   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   delta_i       !: rheology delta factor (see Flato and Hibler 95) [s-1]
82   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   divu_i        !: Divergence of the velocity field [s-1] -> limrhg.F90
83   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   shear_i       !: Shear of the velocity field [s-1] -> limrhg.F90
84   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   at_i          !: ice fraction
85   !
86   REAL(wp), PUBLIC, DIMENSION(:,:)    , POINTER :: vt_s ,vt_i    !: mean snow and ice thicknesses
87   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:), TARGET  :: hsnm , hicm   !: target vt_s,vt_i pointers
88#endif
89
90   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   rdvosif       !: ice volume change at ice surface (only used for outputs)
91   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   rdvobif       !: ice volume change at ice bottom  (only used for outputs)
92   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   fdvolif       !: Total   ice volume change (only used for outputs)
93   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   rdvonif       !: Lateral ice volume change (only used for outputs)
94   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sist          !: Sea-Ice Surface Temperature [Kelvin]
95   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   tfu           !: Freezing/Melting point temperature of sea water at SSS
96   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hicif         !: Ice thickness
97   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hsnif         !: Snow thickness
98   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   hicifp        !: Ice production/melting
99   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   frld          !: Leads fraction = 1-a/totalarea
100   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   phicif        !: ice thickness  at previous time
101   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   pfrld         !: Leads fraction at previous time 
102   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   qstoif        !: Energy stored in the brine pockets
103   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   fbif          !: Heat flux at the ice base
104   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   rdm_snw       !: Variation of snow mass over 1 time step           [Kg/m2]
105   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   rdq_snw       !: Heat content associated with rdm_snw              [J/m2]
106   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   rdm_ice       !: Variation of ice  mass over 1 time step           [Kg/m2]
107   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   rdq_ice       !: Heat content associated with rdm_ice              [J/m2]
108   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   qldif         !: heat balance of the lead (or of the open ocean)
109   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   qcmif         !: Energy needed to freeze the ocean surface layer
110   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   fdtcn         !: net downward heat flux from the ice to the ocean
111   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   qdtcn         !: energy from the ice to the ocean point (at a factor 2)
112   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   thcm          !: part of the solar energy used in the lead heat budget
113   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   fstric_daymean!: Solar flux transmitted trough the ice, for day mean of qsr ( PISCES, with dirunal cycle )
114   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   fstric        !: Solar flux transmitted trough the ice
115   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   ffltbif       !: linked with the max heat contained in brine pockets (?)
116   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   fscmbq        !: Linked with the solar flux below the ice (?)
117   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   fsbbq         !: Also linked with the solar flux below the ice (?)
118   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   qfvbq         !: used to store energy in case of toral lateral ablation (?)
119   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   dmgwi         !: Variation of the mass of snow ice
120   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   u_ice, v_ice  !: two components of the ice   velocity at I-point (m/s)
121   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   u_oce, v_oce  !: two components of the ocean velocity at I-point (m/s)
122
123   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   tbif  !: Temperature inside the ice/snow layer
124
125   !!* moment used in the advection scheme
126   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sxice, syice, sxxice, syyice, sxyice   !: for ice  volume
127   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sxsn,  sysn,  sxxsn,  syysn,  sxysn    !: for snow volume                 
128   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sxa,   sya,   sxxa,   syya,   sxya     !: for ice cover area               
129   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sxc0,  syc0,  sxxc0,  syyc0,  sxyc0    !: for heat content of snow         
130   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sxc1,  syc1,  sxxc1,  syyc1,  sxyc1    !: for heat content of 1st ice layer
131   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sxc2,  syc2,  sxxc2,  syyc2,  sxyc2    !: for heat content of 2nd ice layer
132   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sxst,  syst,  sxxst,  syyst,  sxyst    !: for heat content of brine pockets
133   !!----------------------------------------------------------------------
134   CONTAINS
135
136   INTEGER FUNCTION ice_alloc_2()
137      !!-----------------------------------------------------------------
138      !!               *** FUNCTION ice_alloc_2 ***
139      !!-----------------------------------------------------------------
140      USE lib_mpp, ONLY:   ctl_warn   ! MPP library
141      INTEGER :: ierr(9)              ! Local variables
142      !!-----------------------------------------------------------------
143      ierr(:) = 0
144      !
145      ALLOCATE( ahiu(jpi,jpj) , pahu(jpi,jpj) ,                      &
146         &      ahiv(jpi,jpj) , pahv(jpi,jpj) , ust2s(jpi,jpj) , STAT=ierr(1) )
147         !
148      !* Ice Rheology
149#if defined key_lim2_vp
150      ALLOCATE( hsnm(jpi,jpj) , hicm(jpi,jpj) , STAT=ierr(2) )
151#else
152      ALLOCATE( stress1_i (jpi,jpj) , delta_i(jpi,jpj) , at_i(jpi,jpj) ,     &
153                stress2_i (jpi,jpj) , divu_i (jpi,jpj) , hsnm(jpi,jpj) ,     &
154                stress12_i(jpi,jpj) , shear_i(jpi,jpj) , hicm(jpi,jpj) , STAT=ierr(2) )
155#endif
156      ALLOCATE( rdvosif(jpi,jpj) , rdvobif(jpi,jpj) ,                      &
157         &      fdvolif(jpi,jpj) , rdvonif(jpi,jpj) ,                      &
158         &      sist   (jpi,jpj) , tfu    (jpi,jpj) , hicif(jpi,jpj) ,     &
159         &      hsnif  (jpi,jpj) , hicifp (jpi,jpj) , frld (jpi,jpj) , STAT=ierr(3) )
160
161      ALLOCATE(phicif(jpi,jpj) , pfrld  (jpi,jpj) , qstoif (jpi,jpj) ,     &
162         &     fbif  (jpi,jpj) , rdm_snw(jpi,jpj) , rdq_snw(jpi,jpj) ,     &
163         &                       rdm_ice(jpi,jpj) , rdq_ice(jpi,jpj) ,     &
164         &     qldif (jpi,jpj) , qcmif  (jpi,jpj) , fdtcn  (jpi,jpj) ,     &
165         &     qdtcn (jpi,jpj) , thcm   (jpi,jpj)                    , STAT=ierr(4) )
166
167      ALLOCATE(fstric(jpi,jpj) , ffltbif(jpi,jpj) , fscmbq(jpi,jpj) ,     &
168         &     fsbbq (jpi,jpj) , qfvbq  (jpi,jpj) , dmgwi (jpi,jpj) ,     &
169         &     u_ice (jpi,jpj) , v_ice  (jpi,jpj) ,                       &
170         &     u_oce (jpi,jpj) , v_oce  (jpi,jpj) ,                       &
171         &     tbif  (jpi,jpj,jplayersp1)                           , STAT=ierr(5))
172
173      IF( ltrcdm2dc_ice ) ALLOCATE(fstric_daymean(jpi,jpj), STAT=ierr(6) )
174
175      !* moment used in the advection scheme
176      ALLOCATE(sxice (jpi,jpj) , syice (jpi,jpj) , sxxice(jpi,jpj) ,     &
177         &     syyice(jpi,jpj) , sxyice(jpi,jpj) ,                       &
178         &     sxsn  (jpi,jpj) , sysn  (jpi,jpj) , sxxsn (jpi,jpj) ,     &
179         &     syysn (jpi,jpj) , sxysn (jpi,jpj)                   , STAT=ierr(6) )
180      ALLOCATE(sxa   (jpi,jpj) , sya   (jpi,jpj) , sxxa  (jpi,jpj) ,     &
181         &     syya  (jpi,jpj) , sxya  (jpi,jpj) ,                       & 
182         &     sxc0  (jpi,jpj) , syc0  (jpi,jpj) , sxxc0 (jpi,jpj) ,     &
183         &     syyc0 (jpi,jpj) , sxyc0 (jpi,jpj)                   , STAT=ierr(7))
184      ALLOCATE(sxc1  (jpi,jpj) , syc1  (jpi,jpj) , sxxc1 (jpi,jpj) ,     &
185         &     syyc1 (jpi,jpj) , sxyc1 (jpi,jpj) ,                       &
186         &     sxc2  (jpi,jpj) , syc2  (jpi,jpj) , sxxc2 (jpi,jpj) ,     &
187         &     syyc2 (jpi,jpj) , sxyc2 (jpi,jpj)                   , STAT=ierr(8))
188      ALLOCATE(sxst  (jpi,jpj) , syst  (jpi,jpj) , sxxst (jpi,jpj) ,     &
189         &     syyst (jpi,jpj) , sxyst (jpi,jpj)                   , STAT=ierr(9))
190         !
191      ice_alloc_2 = MAXVAL( ierr )
192      !
193      IF( ice_alloc_2 /= 0 )   CALL ctl_warn('ice_alloc_2: failed to allocate arrays')
194      !
195   END FUNCTION ice_alloc_2
196
197#else
198   !!----------------------------------------------------------------------
199   !!   Default option         Empty module        NO LIM 2.0 sea-ice model
200   !!----------------------------------------------------------------------
201   LOGICAL , PUBLIC::  ltrcdm2dc_ice = .FALSE.              !: In case of Diurnal Cycle short wave, compute a Daily Mean short waves flux
202#endif
203   !!-----------------------------------------------------------------
204   !! NEMO/LIM2 3.3 , UCL - NEMO Consortium (2010)
205   !! $Id$
206   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
207   !!======================================================================
208END MODULE ice_2
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.