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ice1D.F90 in branches/2017/dev_r8183_ICEMODEL/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_3 – NEMO

source: branches/2017/dev_r8183_ICEMODEL/NEMOGCM/NEMO/LIM_SRC_3/ice1D.F90 @ 8565

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Line 
1MODULE ice1D
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE ice1D  ***
4   !! sea-ice :   Ice thermodynamics variables in 1D
5   !!=====================================================================
6   !! History :  3.0  !  2002-11  (C. Ethe)  F90: Free form and module
7   !!----------------------------------------------------------------------
8#if defined key_lim3
9   !!----------------------------------------------------------------------
10   !!   'key_lim3'                                       ESIM sea-ice model
11   !!----------------------------------------------------------------------
12   USE ice     , ONLY :   nlay_i, nlay_s, jpl   ! number of ice/snow layers and categories
13   !
14   USE in_out_manager ! I/O manager
15   USE lib_mpp        ! MPP library
16
17   IMPLICIT NONE
18   PRIVATE
19
20   PUBLIC   ice1D_alloc   ! called by icestp.F90
21
22   !!----------------------
23   !! * 1D Module variables
24   !!----------------------
25   !: In ice thermodynamics, to spare memory, the vectors are folded
26   !: from 1D to 2D vectors. The following variables, with ending _1d
27   !: are the variables corresponding to 2d vectors
28
29   INTEGER , PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   nptidx !: selected points for ice thermo
30   INTEGER , PUBLIC                                  ::   npti   !  number of selected points
31
32   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qlead_1d     
33   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   ftr_ice_1d   
34   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qsr_ice_1d 
35   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   fr1_i0_1d   
36   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   fr2_i0_1d   
37   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qns_ice_1d 
38   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   t_bo_1d     
39   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   rn_amax_1d
40
41   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_sum_1d
42   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_bom_1d
43   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_bog_1d
44   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_dif_1d
45   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_opw_1d
46   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_snw_1d
47   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_dyn_1d
48   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_err_rem_1d
49   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_err_dif_1d
50   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_out_1d
51
52   ! heat flux associated with ice-atmosphere mass exchange
53   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_sub_1d
54   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_spr_1d
55
56   ! heat flux associated with ice-ocean mass exchange
57   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_thd_1d
58   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   hfx_res_1d
59
60   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_snw_sni_1d 
61   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_snw_sum_1d
62   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_snw_dyn_1d
63   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_sub_1d
64   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_snw_sub_1d 
65   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_ice_sub_1d 
66   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_err_sub_1d 
67   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_lam_1d 
68
69   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_bog_1d   
70   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_bom_1d   
71   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_sum_1d 
72   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_sni_1d 
73   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_opw_1d
74   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_res_1d 
75   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_spr_1d
76   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_dyn_1d
77   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   wfx_pnd_1d
78
79   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_bri_1d
80   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_bog_1d   
81   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_bom_1d   
82   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_sum_1d   
83   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_sni_1d   
84   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_opw_1d   
85   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_res_1d 
86   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_sub_1d
87   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_lam_1d
88   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sfx_dyn_1d
89
90   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sprecip_1d    !: <==> the 2D  sprecip
91   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   at_i_1d        !: <==> the 2D  at_i
92   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   ato_i_1d      !: <==> the 2D  ato_i
93   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   fhtur_1d      !: <==> the 2D  fhtur
94   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   fhld_1d       !: <==> the 2D  fhld
95   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dqns_ice_1d   !: <==> the 2D  dqns_ice
96   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   evap_ice_1d   !: <==> the 2D  evap_ice
97   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   qprec_ice_1d  !: <==> the 2D  qprec_ice
98   !                                                     ! to reintegrate longwave flux inside the ice thermodynamics
99   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   i0            !: fraction of radiation transmitted to the ice
100
101   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   t_su_1d       !: <==> the 2D  t_su
102   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   t_si_1d       !: <==> the 2D  t_si
103   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   a_i_1d        !: <==> the 2D  a_i
104   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   a_ib_1d       !: <==> the 2D  a_i_b
105   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   h_i_1d       !:
106   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   h_ib_1d      !:
107   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   h_s_1d       !:
108   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   fc_su         !: Surface Conduction flux
109   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   fc_bo_i       !: Bottom  Conduction flux
110   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_s_tot      !: Snow accretion/ablation        [m]
111   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_i_surf     !: Ice surface accretion/ablation [m]
112   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_i_sub      !: Ice surface sublimation [m]
113   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_i_bott     !: Ice bottom accretion/ablation  [m]
114   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   dh_snowice    !: Snow ice formation             [m of ice]
115   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   s_i_1d       !: Ice bulk salinity [ppt]
116   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   s_i_new       !: Salinity of new ice at the bottom
117   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   a_ip_1d       !:
118   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   v_ip_1d       !:
119   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   v_i_1d        !:
120   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   v_s_1d        !:
121   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sv_i_1d      !:
122   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   oa_i_1d       !:
123
124   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   t_s_1d   !: corresponding to the 2D var  t_s
125   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   t_i_1d   !: corresponding to the 2D var  t_i
126   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sz_i_1d  !: profiled ice salinity
127   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   e_i_1d   !:    Ice  enthalpy per unit volume
128   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   e_s_1d   !:    Snow enthalpy per unit volume
129
130   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   eh_i_old !: ice heat content (q*h, J.m-2)
131   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   h_i_old  !: ice thickness layer (m)
132
133   ! Conduction flux diagnostics (SIMIP)
134   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   diag_fc_bo_1d      !: <==> the 2D  diag_fc_bo
135   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   diag_fc_su_1d      !: <==> the 2D  diag_fc_su
136
137   ! surface fields from the ocean
138   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sst_1d
139   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:) ::   sss_1d
140
141   !
142   !!----------------------
143   !! * 2D Module variables
144   !!----------------------
145   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   a_i_2d 
146   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   v_i_2d 
147   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   v_s_2d 
148   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   oa_i_2d 
149   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   sv_i_2d 
150   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   a_ip_2d
151   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   v_ip_2d 
152   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   t_su_2d 
153   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   h_i_2d
154
155   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   a_ib_2d
156   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   h_ib_2d
157   
158   !!----------------------------------------------------------------------
159   !! NEMO/ICE 4.0 , NEMO Consortium (2017)
160   !! $Id: ice1D.F90 8379 2017-07-26 15:35:49Z clem $
161   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
162   !!----------------------------------------------------------------------
163CONTAINS
164
165   FUNCTION ice1D_alloc()
166      !!---------------------------------------------------------------------!
167      !!                ***  ROUTINE ice1D_alloc ***
168      !!---------------------------------------------------------------------!
169      INTEGER ::   ice1D_alloc   ! return value
170      INTEGER ::   ierr(7), ii
171      !!---------------------------------------------------------------------!
172      ierr(:) = 0
173
174      ii = 1
175      ALLOCATE( nptidx   (jpij) ,   &
176         &      qlead_1d (jpij) , ftr_ice_1d(jpij) , qsr_ice_1d (jpij) ,   &
177         &      fr1_i0_1d(jpij) , fr2_i0_1d (jpij) , qns_ice_1d(jpij)  ,   &
178         &      t_bo_1d   (jpij) ,                                         &
179         &      hfx_sum_1d(jpij) , hfx_bom_1d(jpij) ,hfx_bog_1d(jpij) ,    & 
180         &      hfx_dif_1d(jpij) , hfx_opw_1d(jpij) ,hfx_dyn_1d(jpij) ,    &
181         &      rn_amax_1d(jpij) ,                                         &
182         &      hfx_thd_1d(jpij) , hfx_spr_1d(jpij) ,                      &
183         &      hfx_snw_1d(jpij) , hfx_sub_1d(jpij) ,                      &
184         &      hfx_res_1d(jpij) , hfx_err_rem_1d(jpij) , hfx_err_dif_1d(jpij) , hfx_out_1d(jpij), STAT=ierr(ii) )
185      !
186      ii = ii + 1
187      ALLOCATE( sprecip_1d (jpij) , at_i_1d    (jpij) , ato_i_1d(jpij) ,                    &
188         &      fhtur_1d   (jpij) , wfx_snw_sni_1d (jpij) , wfx_spr_1d (jpij) , wfx_snw_sum_1d(jpij) , &
189         &      fhld_1d    (jpij) , wfx_sub_1d (jpij) , wfx_bog_1d (jpij) , wfx_bom_1d(jpij) ,  &
190         &      wfx_sum_1d(jpij)  , wfx_sni_1d (jpij) , wfx_opw_1d (jpij) , wfx_res_1d(jpij) ,  &
191         &      wfx_snw_sub_1d(jpij), wfx_snw_dyn_1d(jpij), wfx_ice_sub_1d(jpij), wfx_err_sub_1d(jpij) ,   &
192         &      wfx_lam_1d(jpij)  , wfx_dyn_1d(jpij), wfx_pnd_1d(jpij),dqns_ice_1d(jpij) , evap_ice_1d (jpij),   &
193         &      qprec_ice_1d(jpij), i0         (jpij) ,                                         & 
194         &      sfx_bri_1d (jpij) , sfx_bog_1d (jpij) , sfx_bom_1d (jpij) , sfx_sum_1d (jpij),  &
195         &      sfx_sni_1d (jpij) , sfx_opw_1d (jpij) , sfx_res_1d (jpij) , sfx_sub_1d (jpij),  &
196         &      sfx_lam_1d (jpij) , sfx_dyn_1d(jpij)  , STAT=ierr(ii) )
197      !
198      ii = ii + 1
199      ALLOCATE( t_su_1d  (jpij) , t_si_1d   (jpij) , a_i_1d  (jpij) , a_ib_1d(jpij) ,                  &
200         &      h_i_1d  (jpij) , h_ib_1d  (jpij) , h_s_1d (jpij) , fc_su  (jpij) , fc_bo_i(jpij) ,  &   
201         &      dh_s_tot (jpij) , dh_i_surf (jpij) , dh_i_sub(jpij) ,                                  &   
202         &      dh_i_bott(jpij) , dh_snowice(jpij) , s_i_1d (jpij) , s_i_new(jpij) , &
203         &      a_ip_1d  (jpij) , v_ip_1d   (jpij) , v_i_1d  (jpij) , v_s_1d (jpij) , &
204         &      sv_i_1d (jpij) , oa_i_1d   (jpij) , STAT=ierr(ii) )
205      !
206      ii = ii + 1
207      ALLOCATE( t_s_1d  (jpij,nlay_s)     , t_i_1d (jpij,nlay_i)     , sz_i_1d(jpij,nlay_i) ,  &           
208         &      e_i_1d  (jpij,nlay_i)     , e_s_1d (jpij,nlay_s)     ,                        &
209         &      eh_i_old(jpij,0:nlay_i+1) , h_i_old(jpij,0:nlay_i+1) , STAT=ierr(ii) )
210      !
211      ii = ii + 1
212      ALLOCATE( diag_fc_bo_1d(jpij)      , diag_fc_su_1d(jpij)      , STAT=ierr(ii) )
213      !
214      ii = ii + 1
215      ALLOCATE( sst_1d(jpij) , sss_1d(jpij) , STAT=ierr(ii) )
216      !
217      ii = ii + 1
218      ALLOCATE( a_i_2d(jpij,jpl) , a_ib_2d(jpij,jpl) , h_i_2d(jpij,jpl) , h_ib_2d(jpij,jpl) , &
219         &      v_i_2d(jpij,jpl) ,v_s_2d(jpij,jpl) ,oa_i_2d(jpij,jpl) ,sv_i_2d(jpij,jpl) ,  &
220         &      a_ip_2d(jpij,jpl) ,v_ip_2d(jpij,jpl) ,t_su_2d(jpij,jpl) ,  &
221         &      STAT=ierr(ii) )
222
223      ice1D_alloc = MAXVAL( ierr(:) )
224      IF( ice1D_alloc /= 0 )   CALL ctl_warn( 'ice1D_alloc: failed to allocate arrays.' )
225      !
226   END FUNCTION ice1D_alloc
227   
228#else
229   !!----------------------------------------------------------------------
230   !!   Default option :         Empty module         NO ESIM sea-ice model
231   !!----------------------------------------------------------------------
232CONTAINS
233   SUBROUTINE ice1D_alloc          ! Empty routine
234   END SUBROUTINE ice1D_alloc
235#endif
236 
237   !!======================================================================
238END MODULE ice1D
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