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Since March 2022 along with NEMO 4.2 release, the code development moved to a self-hosted GitLab.
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sbc_ice.F90 in branches/UKMO/GO6_package_r8356_CICEnudging/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC – NEMO

source: branches/UKMO/GO6_package_r8356_CICEnudging/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC/sbc_ice.F90 @ 8618

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Changes for DePreSys3 (coupled) sea-ice nudging, including code to read in ancillary file and pass to CICE.

File size: 12.9 KB
Line 
1MODULE sbc_ice
2   !!======================================================================
3   !!                 ***  MODULE  sbc_ice  ***
4   !! Surface module - LIM-3: parameters & variables defined in memory
5   !!======================================================================
6   !! History :  3.0  ! 2006-08  (G. Madec)  Surface module
7   !!            3.2  ! 2009-06  (S. Masson) merge with ice_oce
8   !!            3.3.1! 2011-01  (A. R. Porter, STFC Daresbury) dynamical allocation
9   !!            3.4  ! 2011-11  (C. Harris) CICE added as an option
10   !!----------------------------------------------------------------------
11#if defined key_lim3 || defined key_lim2 || defined key_cice
12   !!----------------------------------------------------------------------
13   !!   'key_lim2' or 'key_lim3' :             LIM-2 or LIM-3 sea-ice model
14   !!----------------------------------------------------------------------
15   USE par_oce          ! ocean parameters
16   USE sbc_oce          ! surface boundary condition: ocean
17# if defined key_lim3
18   USE ice              ! LIM-3 parameters
19# endif
20# if defined key_lim2
21   USE par_ice_2        ! LIM-2 parameters
22   USE ice_2
23# endif
24# if defined key_cice
25   USE ice_domain_size, only: ncat 
26#endif
27   USE lib_mpp          ! MPP library
28   USE in_out_manager   ! I/O manager
29
30   IMPLICIT NONE
31   PRIVATE
32
33   PUBLIC sbc_ice_alloc ! called in iceini(_2).F90
34
35# if defined  key_lim2
36   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_lim2    = .TRUE.   !: LIM-2 ice model
37   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_lim3    = .FALSE.  !: no LIM-3
38   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_cice    = .FALSE.  !: no CICE
39#  if defined key_lim2_vp
40   CHARACTER(len=1), PUBLIC, PARAMETER ::   cp_ice_msh = 'I'      !: VP : 'I'-grid ice-velocity (B-grid lower left corner)
41#  else
42   CHARACTER(len=1), PUBLIC, PARAMETER ::   cp_ice_msh = 'C'      !: EVP: 'C'-grid ice-velocity
43#  endif
44# endif
45# if defined  key_lim3
46   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_lim2    = .FALSE.  !: no LIM-2
47   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_lim3    = .TRUE.   !: LIM-3 ice model
48   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_cice    = .FALSE.  !: no CICE
49   CHARACTER(len=1), PUBLIC, PARAMETER ::   cp_ice_msh = 'C'      !: 'C'-grid ice-velocity
50# endif
51# if defined  key_cice
52   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_lim2    = .FALSE.  !: no LIM-2
53   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_lim3    = .FALSE.  !: no LIM-3
54   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_cice    = .TRUE.   !: CICE ice model
55   CHARACTER(len=1), PUBLIC            ::   cp_ice_msh = 'F'      !: 'F'-grid ice-velocity
56# endif
57
58   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qns_ice        !: non solar heat flux over ice                  [W/m2]
59   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qsr_ice        !: solar heat flux over ice                      [W/m2]
60   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qla_ice        !: latent flux over ice                          [W/m2]
61   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   dqla_ice       !: latent sensibility over ice                 [W/m2/K]
62   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   dqns_ice       !: non solar heat flux over ice (LW+SEN+LA)    [W/m2/K]
63   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   tn_ice         !: ice surface temperature                          [K]
64   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   alb_ice        !: ice albedo                                       [-]
65
66   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   utau_ice       !: atmos-ice u-stress. VP: I-pt ; EVP: U,V-pts   [N/m2]
67   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   vtau_ice       !: atmos-ice v-stress. VP: I-pt ; EVP: U,V-pts   [N/m2]
68   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   fr1_i0         !: Solar surface transmission parameter, thick ice  [-]
69   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   fr2_i0         !: Solar surface transmission parameter, thin ice   [-]
70   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   emp_ice        !: sublimation - precip over sea ice          [kg/m2/s]
71
72   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   topmelt            !: category topmelt
73   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   botmelt            !: category botmelt
74   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   ndaice_da        !: NEMO ice conc rate of change
75   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   nfresh_da         !: NEMO fresh water flux to ocean due to data assim
76   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:) ::   nfsalt_da          !: NEMO salt flux to ocean due to data assim
77
78#if defined  key_lim3
79   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   evap_ice       !: sublimation                              [kg/m2/s]
80   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   devap_ice      !: sublimation sensitivity                [kg/m2/s/K]
81   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qns_oce        !: non solar heat flux over ocean              [W/m2]
82   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qsr_oce        !: non solar heat flux over ocean              [W/m2]
83   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qemp_oce       !: heat flux of precip and evap over ocean     [W/m2]
84   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qemp_ice       !: heat flux of precip and evap over ice       [W/m2]
85   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qevap_ice      !: heat flux of evap over ice                  [W/m2]
86   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qprec_ice      !: enthalpy of precip over ice                 [J/m3]
87   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   emp_oce        !: evap - precip over ocean                 [kg/m2/s]
88#endif
89#if defined key_lim3 || defined key_lim2
90   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   wndm_ice       !: wind speed module at T-point                 [m/s]
91#endif
92
93#if defined key_cice
94   !
95   ! for consistency with LIM, these are declared with three dimensions
96   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qlw_ice            !: incoming long-wave
97   !
98   ! other forcing arrays are two dimensional
99   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   ss_iou             !: x ice-ocean surface stress at NEMO U point
100   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   ss_iov             !: y ice-ocean surface stress at NEMO V point
101   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   qatm_ice           !: specific humidity
102   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   wndi_ice           !: i wind at T point
103   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   wndj_ice           !: j wind at T point
104   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   nfrzmlt            !: NEMO frzmlt
105   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   fr_iu              !: ice fraction at NEMO U point
106   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   fr_iv              !: ice fraction at NEMO V point
107   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   sstfrz             !: sea surface freezing temperature
108   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   tsfc_ice           !: sea-ice surface skin temperature (on categories)
109   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   kn_ice             !: sea-ice surface layer thermal conductivity (on cats)
110
111   ! variables used in the coupled interface
112   INTEGER , PUBLIC, PARAMETER ::   jpl = ncat
113   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   u_ice, v_ice          ! jpi, jpj
114   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::  a_p, ht_p ! Meltpond fraction and depth
115#endif
116   
117#if defined key_lim2 || defined key_cice
118   ! already defined in ice.F90 for LIM3
119   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::  a_i
120   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::  ht_i, ht_s
121#endif
122
123#if defined key_cice
124   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   tatm_ice       !: air temperature [K]
125#endif
126
127   REAL(wp), PUBLIC, SAVE ::   cldf_ice = 0.81    !: cloud fraction over sea ice, summer CLIO value   [-]
128
129   !!----------------------------------------------------------------------
130   !! NEMO/OPA 4.0 , NEMO Consortium (2011)
131   !! $Id$
132   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
133   !!----------------------------------------------------------------------
134CONTAINS
135
136   INTEGER FUNCTION sbc_ice_alloc()
137      !!----------------------------------------------------------------------
138      !!                     ***  FUNCTION sbc_ice_alloc  ***
139      !!----------------------------------------------------------------------
140      INTEGER :: ierr(5)
141      !!----------------------------------------------------------------------
142      ierr(:) = 0
143
144#if defined key_lim3 || defined key_lim2
145      ALLOCATE( qns_ice (jpi,jpj,jpl) , qsr_ice (jpi,jpj,jpl) ,     &
146         &      qla_ice (jpi,jpj,jpl) , dqla_ice(jpi,jpj,jpl) ,     &
147         &      dqns_ice(jpi,jpj,jpl) , tn_ice  (jpi,jpj,jpl) , alb_ice (jpi,jpj,jpl) ,   &
148         &      utau_ice(jpi,jpj)     , vtau_ice(jpi,jpj)     , wndm_ice(jpi,jpj)     ,   &
149         &      fr1_i0  (jpi,jpj)     , fr2_i0  (jpi,jpj)     ,     &
150#if defined key_lim2
151         &      a_i(jpi,jpj,jpl)      ,                             &
152#endif
153#if defined key_lim3
154         &      evap_ice(jpi,jpj,jpl) , devap_ice(jpi,jpj,jpl) , qprec_ice(jpi,jpj) ,   &
155         &      qemp_ice(jpi,jpj)     , qevap_ice(jpi,jpj,jpl) , qemp_oce (jpi,jpj) ,   &
156         &      qns_oce (jpi,jpj)     , qsr_oce  (jpi,jpj)     , emp_oce (jpi,jpj)  ,   &
157#endif
158         &      emp_ice(jpi,jpj)      ,  STAT= ierr(1) )
159#endif
160
161#if defined key_cice
162      ALLOCATE( qla_ice(jpi,jpj,ncat) , qlw_ice(jpi,jpj,1)    , qsr_ice(jpi,jpj,1)    , &
163                wndi_ice(jpi,jpj)     , tatm_ice(jpi,jpj)     , qatm_ice(jpi,jpj)     , &
164                wndj_ice(jpi,jpj)     , nfrzmlt(jpi,jpj)      , ss_iou(jpi,jpj)       , &
165                ss_iov(jpi,jpj)       , fr_iu(jpi,jpj)        , fr_iv(jpi,jpj)        , &
166                a_i(jpi,jpj,ncat)     , topmelt(jpi,jpj,ncat) , botmelt(jpi,jpj,ncat) , &
167                sstfrz(jpi,jpj)       , ndaice_da(jpi,jpj), nfresh_da(jpi,jpj), &
168      nfsalt_da(jpi,jpj), STAT= ierr(1) )
169   ! Alex West: Allocating tn_ice with 5 categories.  When NEMO is used with CICE, this variable
170   ! represents top layer ice temperature, which is multi-category.
171      IF( ln_cpl )   ALLOCATE( u_ice(jpi,jpj)        , fr1_i0(jpi,jpj)       , tn_ice (jpi,jpj,jpl)  , &
172         &                     v_ice(jpi,jpj)        , fr2_i0(jpi,jpj)       , alb_ice(jpi,jpj,1)    , &
173         &                     emp_ice(jpi,jpj)      , qns_ice(jpi,jpj,1)    , dqns_ice(jpi,jpj,1)   , &
174         &                     a_p(jpi,jpj,jpl)      , ht_p(jpi,jpj,jpl)     , tsfc_ice(jpi,jpj,jpl) , &
175         &                     kn_ice(jpi,jpj,jpl) ,    STAT=ierr(2) )
176     
177#endif
178         !
179#if defined key_cice || defined key_lim2
180      IF( ln_cpl )   ALLOCATE( ht_i(jpi,jpj,jpl) , ht_s(jpi,jpj,jpl) , STAT=ierr(5) )
181#endif
182
183      sbc_ice_alloc = MAXVAL( ierr )
184      IF( lk_mpp            )   CALL mpp_sum ( sbc_ice_alloc )
185      IF( sbc_ice_alloc > 0 )   CALL ctl_warn('sbc_ice_alloc: allocation of arrays failed')
186   END FUNCTION sbc_ice_alloc
187
188#else
189   !!----------------------------------------------------------------------
190   !!   Default option                      NO LIM 2.0 or 3.0 or CICE sea-ice model
191   !!----------------------------------------------------------------------
192   USE in_out_manager   ! I/O manager
193   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_lim2    = .FALSE.  !: no LIM-2 ice model
194   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_lim3    = .FALSE.  !: no LIM-3 ice model
195   LOGICAL         , PUBLIC, PARAMETER ::   lk_cice    = .FALSE.  !: no CICE  ice model
196   CHARACTER(len=1), PUBLIC, PARAMETER ::   cp_ice_msh = '-'      !: no grid ice-velocity
197   REAL            , PUBLIC, PARAMETER ::   cldf_ice = 0.81       !: cloud fraction over sea ice, summer CLIO value   [-]
198   INTEGER         , PUBLIC, PARAMETER ::   jpl = 1 
199   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   u_ice, v_ice,fr1_i0,fr2_i0          ! jpi, jpj
200   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   tn_ice, alb_ice, qns_ice, dqns_ice  ! (jpi,jpj,jpl)
201   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   a_i
202   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   emp_ice
203   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   qsr_ice
204   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   ht_i, ht_s
205   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   topmelt, botmelt
206#endif
207
208   !!======================================================================
209END MODULE sbc_ice
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.