source: branches/UKMO/dev_r5518_FOAMv14_output_heat_fluxes/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC/sbcice_cice.F90 @ 10879

Last change on this file since 10879 was 10879, checked in by anaguiar, 2 years ago

Changes to reinstate heat fluxes, see https://code.metoffice.gov.uk/trac/gmed/ticket/454

File size: 48.1 KB
Line 
1MODULE sbcice_cice
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  sbcice_cice  ***
4   !! To couple with sea ice model CICE (LANL)
5   !!=====================================================================
6#if defined key_cice
7   !!----------------------------------------------------------------------
8   !!   'key_cice' :                                     CICE sea-ice model
9   !!----------------------------------------------------------------------
10   !!   sbc_ice_cice  : sea-ice model time-stepping and update ocean sbc over ice-covered area
11   !!   
12   !!   
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   USE oce             ! ocean dynamics and tracers
15   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
16   USE domvvl
17   USE eosbn2, only : eos_fzp ! Function to calculate freezing point of seawater
18   USE phycst, only : rcp, rau0, r1_rau0, rhosn, rhoic, rt0
19   USE in_out_manager  ! I/O manager
20   USE iom, ONLY : iom_put,iom_use              ! I/O manager library !!Joakim edit
21   USE lib_mpp         ! distributed memory computing library
22   USE lbclnk          ! ocean lateral boundary conditions (or mpp link)
23   USE wrk_nemo        ! work arrays
24   USE timing          ! Timing
25   USE daymod          ! calendar
26   USE fldread         ! read input fields
27   USE sbc_oce         ! Surface boundary condition: ocean fields
28   USE sbc_ice         ! Surface boundary condition: ice   fields
29   USE sbcblk_core     ! Surface boundary condition: CORE bulk
30   USE sbccpl
31
32   USE ice_kinds_mod
33   USE ice_blocks
34   USE ice_domain
35   USE ice_domain_size
36   USE ice_boundary
37   USE ice_constants
38   USE ice_gather_scatter
39   USE ice_calendar, only: dt
40# if defined key_cice4
41   USE ice_state, only: aice,aicen,uvel,vvel,vsno,vsnon,vice,vicen
42   USE ice_flux, only: strax,stray,strocnx,strocny,frain,fsnow,  &
43                strocnxT,strocnyT,                               & 
44                sst,sss,uocn,vocn,ss_tltx,ss_tlty,fsalt_gbm,     &
45                fresh_gbm,fhocn_gbm,fswthru_gbm,frzmlt,          &
46                flatn_f,fsurfn_f,fcondtopn_f,                    &
47                uatm,vatm,wind,fsw,flw,Tair,potT,Qa,rhoa,zlvl,   &
48                swvdr,swvdf,swidr,swidf,Tf
49   USE ice_therm_vertical, only: calc_Tsfc
50#else
51   USE ice_state, only: aice,aicen,uvel,nt_hpnd,trcrn,vvel,vsno,&
52                vsnon,vice,vicen,nt_Tsfc
53   USE ice_flux, only: strax,stray,strocnx,strocny,frain,fsnow,  &
54                strocnxT,strocnyT,                               & 
55                sst,sss,uocn,vocn,ss_tltx,ss_tlty,fsalt_ai,      &
56                fresh_ai,fhocn_ai,fswthru_ai,frzmlt,             &
57                flatn_f,fsurfn_f,fcondtopn_f,                    &
58#ifdef key_asminc
59                daice_da,fresh_da,fsalt_da,                    &
60#endif
61                uatm,vatm,wind,fsw,flw,Tair,potT,Qa,rhoa,zlvl,   &
62                swvdr,swvdf,swidr,swidf,Tf,                      &
63      !! When using NEMO with CICE, this change requires use of
64      !! one of the following two CICE branches:
65      !! - at CICE5.0,   hadax/r1015_GSI8_with_GSI7
66      !! - at CICE5.1.2, hadax/vn5.1.2_GSI8
67                keffn_top,Tn_top
68
69   USE ice_therm_shared, only: calc_Tsfc, heat_capacity
70   USE ice_shortwave, only: apeffn
71#endif
72   USE ice_forcing, only: frcvdr,frcvdf,frcidr,frcidf
73   USE ice_atmo, only: calc_strair
74
75   USE CICE_InitMod
76   USE CICE_RunMod
77   USE CICE_FinalMod
78
79   IMPLICIT NONE
80   PRIVATE
81
82   !! * Routine accessibility
83   PUBLIC cice_sbc_init   ! routine called by sbc_init
84   PUBLIC cice_sbc_final  ! routine called by sbc_final
85   PUBLIC sbc_ice_cice    ! routine called by sbc
86
87   INTEGER             ::   ji_off
88   INTEGER             ::   jj_off
89
90   INTEGER , PARAMETER ::   jpfld   = 13   ! maximum number of files to read
91   INTEGER , PARAMETER ::   jp_snow = 1    ! index of snow file
92   INTEGER , PARAMETER ::   jp_rain = 2    ! index of rain file
93   INTEGER , PARAMETER ::   jp_sblm = 3    ! index of sublimation file
94   INTEGER , PARAMETER ::   jp_top1 = 4    ! index of category 1 topmelt file
95   INTEGER , PARAMETER ::   jp_top2 = 5    ! index of category 2 topmelt file
96   INTEGER , PARAMETER ::   jp_top3 = 6    ! index of category 3 topmelt file
97   INTEGER , PARAMETER ::   jp_top4 = 7    ! index of category 4 topmelt file
98   INTEGER , PARAMETER ::   jp_top5 = 8    ! index of category 5 topmelt file
99   INTEGER , PARAMETER ::   jp_bot1 = 9    ! index of category 1 botmelt file
100   INTEGER , PARAMETER ::   jp_bot2 = 10   ! index of category 2 botmelt file
101   INTEGER , PARAMETER ::   jp_bot3 = 11   ! index of category 3 botmelt file
102   INTEGER , PARAMETER ::   jp_bot4 = 12   ! index of category 4 botmelt file
103   INTEGER , PARAMETER ::   jp_bot5 = 13   ! index of category 5 botmelt file
104   TYPE(FLD), ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf    ! structure of input fields (file informations, fields read)
105
106   REAL(wp), ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:), PRIVATE ::   png     ! local array used in sbc_cice_ice
107
108   !! * Substitutions
109#  include "domzgr_substitute.h90"
110
111   !! $Id$
112CONTAINS
113
114   INTEGER FUNCTION sbc_ice_cice_alloc()
115      !!----------------------------------------------------------------------
116      !!                ***  FUNCTION sbc_ice_cice_alloc  ***
117      !!----------------------------------------------------------------------
118      ALLOCATE( png(jpi,jpj,jpnij), STAT=sbc_ice_cice_alloc )
119      IF( lk_mpp                 )   CALL mpp_sum ( sbc_ice_cice_alloc )
120      IF( sbc_ice_cice_alloc > 0 )   CALL ctl_warn('sbc_ice_cice_alloc: allocation of arrays failed.')
121   END FUNCTION sbc_ice_cice_alloc
122
123   SUBROUTINE sbc_ice_cice( kt, ksbc )
124      !!---------------------------------------------------------------------
125      !!                  ***  ROUTINE sbc_ice_cice  ***
126      !!                   
127      !! ** Purpose :   update the ocean surface boundary condition via the
128      !!                CICE Sea Ice Model time stepping
129      !!
130      !! ** Method  : - Get any extra forcing fields for CICE 
131      !!              - Prepare forcing fields
132      !!              - CICE model time stepping
133      !!              - call the routine that computes mass and
134      !!                heat fluxes at the ice/ocean interface
135      !!
136      !! ** Action  : - time evolution of the CICE sea-ice model
137      !!              - update all sbc variables below sea-ice:
138      !!                utau, vtau, qns , qsr, emp , sfx
139      !!---------------------------------------------------------------------
140      INTEGER, INTENT(in) ::   kt      ! ocean time step
141      INTEGER, INTENT(in) ::   ksbc    ! surface forcing type
142      !!----------------------------------------------------------------------
143      !
144      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('sbc_ice_cice')
145      !
146      !                                        !----------------------!
147      IF( MOD( kt-1, nn_fsbc ) == 0 ) THEN     !  Ice time-step only  !
148         !                                     !----------------------!
149
150         ! Make sure any fluxes required for CICE are set
151         IF      ( ksbc == jp_flx ) THEN
152            CALL cice_sbc_force(kt)
153         ELSE IF ( ksbc == jp_purecpl ) THEN
154            CALL sbc_cpl_ice_flx( 1.0-fr_i  )
155         ENDIF
156
157         CALL cice_sbc_in  ( kt, ksbc )
158         CALL CICE_Run
159         CALL cice_sbc_out ( kt, ksbc )
160
161         IF ( ksbc == jp_purecpl )  CALL cice_sbc_hadgam(kt+1)
162
163      ENDIF                                          ! End sea-ice time step only
164      !
165      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('sbc_ice_cice')
166
167   END SUBROUTINE sbc_ice_cice
168
169   SUBROUTINE cice_sbc_init (ksbc)
170      !!---------------------------------------------------------------------
171      !!                    ***  ROUTINE cice_sbc_init  ***
172      !! ** Purpose: Initialise ice related fields for NEMO and coupling
173      !!
174      INTEGER, INTENT( in  ) ::   ksbc                ! surface forcing type
175      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER :: ztmp1, ztmp2
176      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER :: ztfrz3d
177      INTEGER  ::   ji, jj, jl, jk                    ! dummy loop indices
178      !!---------------------------------------------------------------------
179
180      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('cice_sbc_init')
181      !
182      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, ztmp1, ztmp2 )
183      !
184      IF(lwp) WRITE(numout,*)'cice_sbc_init'
185
186      ji_off = INT ( (jpiglo - nx_global) / 2 )
187      jj_off = INT ( (jpjglo - ny_global) / 2 )
188
189      ! Initialize CICE
190      CALL CICE_Initialize
191
192      ! Do some CICE consistency checks
193      IF ( (ksbc == jp_flx) .OR. (ksbc == jp_purecpl) ) THEN
194         IF ( calc_strair .OR. calc_Tsfc ) THEN
195            CALL ctl_stop( 'STOP', 'cice_sbc_init : Forcing option requires calc_strair=F and calc_Tsfc=F in ice_in' )
196         ENDIF
197      ELSEIF (ksbc == jp_core) THEN
198         IF ( .NOT. (calc_strair .AND. calc_Tsfc) ) THEN
199            CALL ctl_stop( 'STOP', 'cice_sbc_init : Forcing option requires calc_strair=T and calc_Tsfc=T in ice_in' )
200         ENDIF
201      ENDIF
202
203
204      ! allocate sbc_ice and sbc_cice arrays
205      IF( sbc_ice_alloc()      /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_ice_alloc : unable to allocate arrays' )
206      IF( sbc_ice_cice_alloc() /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_ice_cice_alloc : unable to allocate cice arrays' )
207
208      ! Ensure that no temperature points are below freezing if not a NEMO restart
209      IF( .NOT. ln_rstart ) THEN
210
211         CALL wrk_alloc( jpi,jpj,jpk, ztfrz3d ) 
212         DO jk=1,jpk
213             CALL eos_fzp( tsn(:,:,jk,jp_sal), ztfrz3d(:,:,jk), fsdept_n(:,:,jk) )
214         ENDDO
215         tsn(:,:,:,jp_tem) = MAX( tsn(:,:,:,jp_tem), ztfrz3d )
216         tsb(:,:,:,jp_tem) = tsn(:,:,:,jp_tem)
217         CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,jpk, ztfrz3d ) 
218
219#if defined key_nemocice_decomp
220         ! Pass initial SST from NEMO to CICE so ice is initialised correctly if
221         ! there is no restart file.
222         ! Values from a CICE restart file would overwrite this
223         CALL nemo2cice( tsn(:,:,1,jp_tem) , sst , 'T' , 1.) 
224#endif
225
226      ENDIF 
227
228      ! calculate surface freezing temperature and send to CICE
229      CALL  eos_fzp(sss_m(:,:), sstfrz(:,:), fsdept_n(:,:,1)) 
230      CALL nemo2cice(sstfrz,Tf, 'T', 1. )
231
232      CALL cice2nemo(aice,fr_i, 'T', 1. )
233      IF ( (ksbc == jp_flx) .OR. (ksbc == jp_purecpl) ) THEN
234         DO jl=1,ncat
235            CALL cice2nemo(aicen(:,:,jl,:),a_i(:,:,jl), 'T', 1. )
236         ENDDO
237      ENDIF
238
239! T point to U point
240! T point to V point
241      fr_iu(:,:)=0.0
242      fr_iv(:,:)=0.0
243      DO jj=1,jpjm1
244         DO ji=1,jpim1
245            fr_iu(ji,jj)=0.5*(fr_i(ji,jj)+fr_i(ji+1,jj))*umask(ji,jj,1)
246            fr_iv(ji,jj)=0.5*(fr_i(ji,jj)+fr_i(ji,jj+1))*vmask(ji,jj,1)
247         ENDDO
248      ENDDO
249
250      CALL lbc_lnk ( fr_iu , 'U', 1. )
251      CALL lbc_lnk ( fr_iv , 'V', 1. )
252
253      !                                      ! embedded sea ice
254      IF( nn_ice_embd /= 0 ) THEN            ! mass exchanges between ice and ocean (case 1 or 2) set the snow+ice mass
255         CALL cice2nemo(vsno(:,:,:),ztmp1,'T', 1. )
256         CALL cice2nemo(vice(:,:,:),ztmp2,'T', 1. )
257         snwice_mass  (:,:) = ( rhosn * ztmp1(:,:) + rhoic * ztmp2(:,:)  )
258         snwice_mass_b(:,:) = snwice_mass(:,:)
259      ELSE
260         snwice_mass  (:,:) = 0.0_wp         ! no mass exchanges
261         snwice_mass_b(:,:) = 0.0_wp         ! no mass exchanges
262      ENDIF
263      IF( .NOT. ln_rstart ) THEN
264         IF( nn_ice_embd == 2 ) THEN            ! full embedment (case 2) deplete the initial ssh below sea-ice area
265            sshn(:,:) = sshn(:,:) - snwice_mass(:,:) * r1_rau0
266            sshb(:,:) = sshb(:,:) - snwice_mass(:,:) * r1_rau0
267#if defined key_vvl           
268           ! key_vvl necessary? clem: yes for compilation purpose
269            DO jk = 1,jpkm1                     ! adjust initial vertical scale factors
270               fse3t_n(:,:,jk) = e3t_0(:,:,jk)*( 1._wp + sshn(:,:)*tmask(:,:,1)/(ht_0(:,:) + 1.0 - tmask(:,:,1)) )
271               fse3t_b(:,:,jk) = e3t_0(:,:,jk)*( 1._wp + sshb(:,:)*tmask(:,:,1)/(ht_0(:,:) + 1.0 - tmask(:,:,1)) )
272            ENDDO
273            fse3t_a(:,:,:) = fse3t_b(:,:,:)
274            ! Reconstruction of all vertical scale factors at now and before time
275            ! steps
276            ! =============================================================================
277            ! Horizontal scale factor interpolations
278            ! --------------------------------------
279            CALL dom_vvl_interpol( fse3t_b(:,:,:), fse3u_b(:,:,:), 'U' )
280            CALL dom_vvl_interpol( fse3t_b(:,:,:), fse3v_b(:,:,:), 'V' )
281            CALL dom_vvl_interpol( fse3t_n(:,:,:), fse3u_n(:,:,:), 'U' )
282            CALL dom_vvl_interpol( fse3t_n(:,:,:), fse3v_n(:,:,:), 'V' )
283            CALL dom_vvl_interpol( fse3u_n(:,:,:), fse3f_n(:,:,:), 'F' )
284            ! Vertical scale factor interpolations
285            ! ------------------------------------
286            CALL dom_vvl_interpol( fse3t_n(:,:,:), fse3w_n (:,:,:), 'W'  )
287            CALL dom_vvl_interpol( fse3u_n(:,:,:), fse3uw_n(:,:,:), 'UW' )
288            CALL dom_vvl_interpol( fse3v_n(:,:,:), fse3vw_n(:,:,:), 'VW' )
289            CALL dom_vvl_interpol( fse3u_b(:,:,:), fse3uw_b(:,:,:), 'UW' )
290            CALL dom_vvl_interpol( fse3v_b(:,:,:), fse3vw_b(:,:,:), 'VW' )
291            ! t- and w- points depth
292            ! ----------------------
293            fsdept_n(:,:,1) = 0.5_wp * fse3w_n(:,:,1)
294            fsdepw_n(:,:,1) = 0.0_wp
295            fsde3w_n(:,:,1) = fsdept_n(:,:,1) - sshn(:,:)
296            DO jk = 2, jpk
297               fsdept_n(:,:,jk) = fsdept_n(:,:,jk-1) + fse3w_n(:,:,jk)
298               fsdepw_n(:,:,jk) = fsdepw_n(:,:,jk-1) + fse3t_n(:,:,jk-1)
299               fsde3w_n(:,:,jk) = fsdept_n(:,:,jk  ) - sshn   (:,:)
300            END DO
301#endif
302         ENDIF
303      ENDIF
304 
305      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, ztmp1, ztmp2 )
306
307#if defined key_asminc
308      ! Initialize fresh water and salt fluxes from data assim   
309      !  and data assimilation index to cice
310      nfresh_da(:,:) = 0.0   
311      nfsalt_da(:,:) = 0.0   
312      ndaice_da(:,:) = 0.0         
313#endif
314      !
315      ! In coupled mode get extra fields from CICE for passing back to atmosphere
316 
317      IF ( ksbc == jp_purecpl ) CALL cice_sbc_hadgam(nit000)
318      !
319      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('cice_sbc_init')
320      !
321   END SUBROUTINE cice_sbc_init
322
323   
324   SUBROUTINE cice_sbc_in (kt, ksbc)
325      !!---------------------------------------------------------------------
326      !!                    ***  ROUTINE cice_sbc_in  ***
327      !! ** Purpose: Set coupling fields and pass to CICE
328      !!---------------------------------------------------------------------
329      INTEGER, INTENT(in   ) ::   kt   ! ocean time step
330      INTEGER, INTENT(in   ) ::   ksbc ! surface forcing type
331
332      INTEGER  ::   ji, jj, jl                   ! dummy loop indices     
333      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER :: ztmp, zpice
334      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER :: ztmpn
335      REAL(wp) ::   zintb, zintn  ! dummy argument
336      !!---------------------------------------------------------------------
337
338      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('cice_sbc_in')
339      !
340      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, ztmp, zpice )
341      CALL wrk_alloc( jpi,jpj,ncat, ztmpn )
342
343      IF( kt == nit000 )  THEN
344         IF(lwp) WRITE(numout,*)'cice_sbc_in'
345      ENDIF
346
347      ztmp(:,:)=0.0
348
349! Aggregate ice concentration already set in cice_sbc_out (or cice_sbc_init on
350! the first time-step)
351
352! forced and coupled case
353
354      IF ( (ksbc == jp_flx).OR.(ksbc == jp_purecpl) ) THEN
355
356         ztmpn(:,:,:)=0.0
357
358! x comp of wind stress (CI_1)
359! U point to F point
360         DO jj=1,jpjm1
361            DO ji=1,jpi
362               ztmp(ji,jj) = 0.5 * (  fr_iu(ji,jj) * utau(ji,jj)      &
363                                    + fr_iu(ji,jj+1) * utau(ji,jj+1) ) * fmask(ji,jj,1)
364            ENDDO
365         ENDDO
366         CALL nemo2cice(ztmp,strax,'F', -1. )
367
368! y comp of wind stress (CI_2)
369! V point to F point
370         DO jj=1,jpj
371            DO ji=1,jpim1
372               ztmp(ji,jj) = 0.5 * (  fr_iv(ji,jj) * vtau(ji,jj)      &
373                                    + fr_iv(ji+1,jj) * vtau(ji+1,jj) ) * fmask(ji,jj,1)
374            ENDDO
375         ENDDO
376         CALL nemo2cice(ztmp,stray,'F', -1. )
377
378
379! Alex West: From configuration GSI8 onwards, when NEMO is used with CICE in
380! HadGEM3 the 'time-travelling ice' coupling approach is used, whereby
381! atmosphere-ice fluxes are passed as pseudo-local values, formed by dividing
382! gridbox mean fluxes in the UM by future ice concentration obtained through 
383! OASIS.  This allows for a much more realistic apportionment of energy through
384! the ice - and conserves energy.
385! Therefore the fluxes are now divided by ice concentration in the coupled
386! formulation (jp_purecpl) as well as for jp_flx.  This NEMO branch should only
387! be used at UM10.2 onwards (unless an explicit GSI8 UM branch is included), at
388! which point the GSI8 UM changes were committed.
389
390! Surface downward latent heat flux (CI_5)
391         IF (ksbc == jp_flx) THEN
392            DO jl=1,ncat
393               ztmpn(:,:,jl)=qla_ice(:,:,1)*a_i(:,:,jl)
394            ENDDO
395         ELSE IF (ksbc == jp_purecpl) THEN
396            DO jl=1,ncat
397               ztmpn(:,:,jl)=qla_ice(:,:,jl)*a_i(:,:,jl)
398            ENDDO
399    ELSE
400           !In coupled mode - qla_ice calculated in sbc_cpl for each category
401           ztmpn(:,:,1:ncat)=qla_ice(:,:,1:ncat)
402         ENDIF
403
404         DO jl=1,ncat
405            CALL nemo2cice(ztmpn(:,:,jl),flatn_f(:,:,jl,:),'T', 1. )
406
407! GBM conductive flux through ice (CI_6)
408!  Convert to GBM
409            IF (ksbc == jp_flx .OR. ksbc == jp_purecpl) THEN
410               ztmp(:,:) = botmelt(:,:,jl)*a_i(:,:,jl)
411            ELSE
412               ztmp(:,:) = botmelt(:,:,jl)
413            ENDIF
414            CALL nemo2cice(ztmp,fcondtopn_f(:,:,jl,:),'T', 1. )
415
416! GBM surface heat flux (CI_7)
417!  Convert to GBM
418            IF (ksbc == jp_flx .OR. ksbc == jp_purecpl) THEN
419               ztmp(:,:) = (topmelt(:,:,jl)+botmelt(:,:,jl))*a_i(:,:,jl) 
420            ELSE
421               ztmp(:,:) = (topmelt(:,:,jl)+botmelt(:,:,jl))
422            ENDIF
423            CALL nemo2cice(ztmp,fsurfn_f(:,:,jl,:),'T', 1. )
424         ENDDO
425
426      ELSE IF (ksbc == jp_core) THEN
427
428! Pass CORE forcing fields to CICE (which will calculate heat fluxes etc itself)
429! x comp and y comp of atmosphere surface wind (CICE expects on T points)
430         ztmp(:,:) = wndi_ice(:,:)
431         CALL nemo2cice(ztmp,uatm,'T', -1. )
432         ztmp(:,:) = wndj_ice(:,:)
433         CALL nemo2cice(ztmp,vatm,'T', -1. )
434         ztmp(:,:) = SQRT ( wndi_ice(:,:)**2 + wndj_ice(:,:)**2 )
435         CALL nemo2cice(ztmp,wind,'T', 1. )    ! Wind speed (m/s)
436         ztmp(:,:) = qsr_ice(:,:,1)
437         CALL nemo2cice(ztmp,fsw,'T', 1. )     ! Incoming short-wave (W/m^2)
438         ztmp(:,:) = qlw_ice(:,:,1)
439         CALL nemo2cice(ztmp,flw,'T', 1. )     ! Incoming long-wave (W/m^2)
440         ztmp(:,:) = tatm_ice(:,:)
441         CALL nemo2cice(ztmp,Tair,'T', 1. )    ! Air temperature (K)
442         CALL nemo2cice(ztmp,potT,'T', 1. )    ! Potential temp (K)
443! Following line uses MAX(....) to avoid problems if tatm_ice has unset halo rows 
444         ztmp(:,:) = 101000. / ( 287.04 * MAX(1.0,tatm_ice(:,:)) )   
445                                               ! Constant (101000.) atm pressure assumed
446         CALL nemo2cice(ztmp,rhoa,'T', 1. )    ! Air density (kg/m^3)
447         ztmp(:,:) = qatm_ice(:,:)
448         CALL nemo2cice(ztmp,Qa,'T', 1. )      ! Specific humidity (kg/kg)
449         ztmp(:,:)=10.0
450         CALL nemo2cice(ztmp,zlvl,'T', 1. )    ! Atmos level height (m)
451
452! May want to check all values are physically realistic (as in CICE routine
453! prepare_forcing)?
454
455! Divide shortwave into spectral bands (as in prepare_forcing)
456         ztmp(:,:)=qsr_ice(:,:,1)*frcvdr       ! visible direct
457         CALL nemo2cice(ztmp,swvdr,'T', 1. )             
458         ztmp(:,:)=qsr_ice(:,:,1)*frcvdf       ! visible diffuse
459         CALL nemo2cice(ztmp,swvdf,'T', 1. )             
460         ztmp(:,:)=qsr_ice(:,:,1)*frcidr       ! near IR direct
461         CALL nemo2cice(ztmp,swidr,'T', 1. )
462         ztmp(:,:)=qsr_ice(:,:,1)*frcidf       ! near IR diffuse
463         CALL nemo2cice(ztmp,swidf,'T', 1. )
464
465      ENDIF
466
467#if defined key_asminc
468!Ice concentration change (from assimilation)
469      ztmp(:,:)=ndaice_da(:,:)*tmask(:,:,1)
470      Call nemo2cice(ztmp,daice_da,'T', 1. )
471#endif 
472
473! Snowfall
474! Ensure fsnow is positive (as in CICE routine prepare_forcing)
475      IF( iom_use('snowpre') )   CALL iom_put('snowpre',MAX( (1.0-fr_i(:,:))*sprecip(:,:) ,0.0)) !!Joakim edit 
476      IF( kt == nit000 .AND. lwp )  THEN
477         WRITE(numout,*) 'sprecip weight, rn_sfac=', rn_sfac
478      ENDIF
479      ztmp(:,:)=MAX(fr_i(:,:)*rn_sfac*sprecip(:,:),0.0) 
480      CALL nemo2cice(ztmp,fsnow,'T', 1. ) 
481
482! Rainfall
483      IF( iom_use('precip') )   CALL iom_put('precip', (1.0-fr_i(:,:))*(tprecip(:,:)-sprecip(:,:)) ) !!Joakim edit
484      ztmp(:,:)=fr_i(:,:)*(tprecip(:,:)-sprecip(:,:))
485      CALL nemo2cice(ztmp,frain,'T', 1. ) 
486
487! Recalculate freezing temperature and send to CICE
488      CALL eos_fzp(sss_m(:,:), sstfrz(:,:), fsdept_n(:,:,1)) 
489      CALL nemo2cice(sstfrz,Tf,'T', 1. )
490
491! Freezing/melting potential
492! Calculated over NEMO leapfrog timestep (hence 2*dt)
493      nfrzmlt(:,:)=rau0*rcp*fse3t_m(:,:)*(sstfrz(:,:)-sst_m(:,:))/(2.0*dt) 
494      CALL nemo2cice(nfrzmlt,frzmlt,'T', 1. )
495
496! SST  and SSS
497
498      CALL nemo2cice(sst_m,sst,'T', 1. )
499      CALL nemo2cice(sss_m,sss,'T', 1. )
500
501      IF( ksbc == jp_purecpl ) THEN
502! Sea ice surface skin temperature
503         DO jl=1,ncat
504           CALL nemo2cice(tsfc_ice(:,:,jl), trcrn(:,:,nt_tsfc,jl,:),'T',1.)
505         ENDDO 
506      ENDIF
507
508! x comp and y comp of surface ocean current
509! U point to F point
510      DO jj=1,jpjm1
511         DO ji=1,jpi
512            ztmp(ji,jj)=0.5*(ssu_m(ji,jj)+ssu_m(ji,jj+1))*fmask(ji,jj,1)
513         ENDDO
514      ENDDO
515      CALL nemo2cice(ztmp,uocn,'F', -1. )
516
517! V point to F point
518      DO jj=1,jpj
519         DO ji=1,jpim1
520            ztmp(ji,jj)=0.5*(ssv_m(ji,jj)+ssv_m(ji+1,jj))*fmask(ji,jj,1)
521         ENDDO
522      ENDDO
523      CALL nemo2cice(ztmp,vocn,'F', -1. )
524
525      IF( nn_ice_embd == 2 ) THEN             !== embedded sea ice: compute representative ice top surface ==!
526          !
527          ! average interpolation coeff as used in dynspg = (1/nn_fsbc) * {SUM[n/nn_fsbc], n=0,nn_fsbc-1}
528          !                                               = (1/nn_fsbc)^2 * {SUM[n], n=0,nn_fsbc-1}
529         zintn = REAL( nn_fsbc - 1 ) / REAL( nn_fsbc ) * 0.5_wp
530          !
531          ! average interpolation coeff as used in dynspg = (1/nn_fsbc) * {SUM[1-n/nn_fsbc], n=0,nn_fsbc-1}
532          !                                               = (1/nn_fsbc)^2 * (nn_fsbc^2 - {SUM[n], n=0,nn_fsbc-1})
533         zintb = REAL( nn_fsbc + 1 ) / REAL( nn_fsbc ) * 0.5_wp
534          !
535         zpice(:,:) = ssh_m(:,:) + (  zintn * snwice_mass(:,:) +  zintb * snwice_mass_b(:,:)  ) * r1_rau0
536          !
537         !
538      ELSE                                    !== non-embedded sea ice: use ocean surface for slope calculation ==!
539         zpice(:,:) = ssh_m(:,:)
540      ENDIF
541
542! x comp and y comp of sea surface slope (on F points)
543! T point to F point
544      DO jj=1,jpjm1
545         DO ji=1,jpim1
546            ztmp(ji,jj)=0.5 * (  (zpice(ji+1,jj  )-zpice(ji,jj  ))/e1u(ji,jj  )   &
547                               + (zpice(ji+1,jj+1)-zpice(ji,jj+1))/e1u(ji,jj+1) ) & 
548                            *  fmask(ji,jj,1)
549         ENDDO
550      ENDDO
551      CALL nemo2cice(ztmp,ss_tltx,'F', -1. )
552
553! T point to F point
554      DO jj=1,jpjm1
555         DO ji=1,jpim1
556            ztmp(ji,jj)=0.5 * (  (zpice(ji  ,jj+1)-zpice(ji  ,jj))/e2v(ji  ,jj)   &
557                               + (zpice(ji+1,jj+1)-zpice(ji+1,jj))/e2v(ji+1,jj) ) &
558                            *  fmask(ji,jj,1)
559         ENDDO
560      ENDDO
561      CALL nemo2cice(ztmp,ss_tlty,'F', -1. )
562
563      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, ztmp, zpice )
564      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj,ncat, ztmpn )
565      !
566      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('cice_sbc_in')
567      !
568   END SUBROUTINE cice_sbc_in
569
570
571   SUBROUTINE cice_sbc_out (kt,ksbc)
572      !!---------------------------------------------------------------------
573      !!                    ***  ROUTINE cice_sbc_out  ***
574      !! ** Purpose: Get fields from CICE and set surface fields for NEMO
575      !!---------------------------------------------------------------------
576      INTEGER, INTENT( in  ) ::   kt   ! ocean time step
577      INTEGER, INTENT( in  ) ::   ksbc ! surface forcing type
578     
579      INTEGER  ::   ji, jj, jl                 ! dummy loop indices
580      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER :: ztmp1, ztmp2
581      !!---------------------------------------------------------------------
582
583      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('cice_sbc_out')
584      !
585      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, ztmp1, ztmp2 )
586     
587      IF( kt == nit000 )  THEN
588         IF(lwp) WRITE(numout,*)'cice_sbc_out'
589      ENDIF
590     
591! x comp of ocean-ice stress
592      CALL cice2nemo(strocnx,ztmp1,'F', -1. )
593      ss_iou(:,:)=0.0
594! F point to U point
595      DO jj=2,jpjm1
596         DO ji=2,jpim1
597            ss_iou(ji,jj) = 0.5 * ( ztmp1(ji,jj-1) + ztmp1(ji,jj) ) * umask(ji,jj,1)
598         ENDDO
599      ENDDO
600      CALL lbc_lnk( ss_iou , 'U', -1. )
601
602! y comp of ocean-ice stress
603      CALL cice2nemo(strocny,ztmp1,'F', -1. )
604      ss_iov(:,:)=0.0
605! F point to V point
606
607      DO jj=1,jpjm1
608         DO ji=2,jpim1
609            ss_iov(ji,jj) = 0.5 * ( ztmp1(ji-1,jj) + ztmp1(ji,jj) ) * vmask(ji,jj,1)
610         ENDDO
611      ENDDO
612      CALL lbc_lnk( ss_iov , 'V', -1. )
613
614! x and y comps of surface stress
615! Combine wind stress and ocean-ice stress
616! [Note that fr_iu hasn't yet been updated, so still from start of CICE timestep]
617! strocnx and strocny already weighted by ice fraction in CICE so not done here
618
619      utau(:,:)=(1.0-fr_iu(:,:))*utau(:,:)-ss_iou(:,:)
620      vtau(:,:)=(1.0-fr_iv(:,:))*vtau(:,:)-ss_iov(:,:)     
621 
622! Also need ice/ocean stress on T points so that taum can be updated
623! This interpolation is already done in CICE so best to use those values
624      CALL cice2nemo(strocnxT,ztmp1,'T',-1.) 
625      CALL cice2nemo(strocnyT,ztmp2,'T',-1.) 
626 
627! Update taum with modulus of ice-ocean stress
628! strocnxT and strocnyT are not weighted by ice fraction in CICE so must be done here
629taum(:,:)=(1.0-fr_i(:,:))*taum(:,:)+fr_i(:,:)*SQRT(ztmp1**2. + ztmp2**2.) 
630
631! Freshwater fluxes
632
633      IF (ksbc == jp_flx) THEN
634! Note that emp from the forcing files is evap*(1-aice)-(tprecip-aice*sprecip)
635! What we want here is evap*(1-aice)-tprecip*(1-aice) hence manipulation below
636! Not ideal since aice won't be the same as in the atmosphere. 
637! Better to use evap and tprecip? (but for now don't read in evap in this case)
638         emp(:,:)  = emp(:,:)+fr_i(:,:)*(tprecip(:,:)-sprecip(:,:))
639      ELSE IF (ksbc == jp_core) THEN
640         emp(:,:)  = (1.0-fr_i(:,:))*emp(:,:)       
641      ELSE IF (ksbc == jp_purecpl) THEN
642! emp_tot is set in sbc_cpl_ice_flx (called from cice_sbc_in above)
643! This is currently as required with the coupling fields from the UM atmosphere
644         emp(:,:) = emp_tot(:,:)+tprecip(:,:)*fr_i(:,:) 
645      ENDIF
646
647#if defined key_cice4
648      CALL cice2nemo(fresh_gbm,ztmp1,'T', 1. )
649      CALL cice2nemo(fsalt_gbm,ztmp2,'T', 1. )
650#else
651      CALL cice2nemo(fresh_ai,ztmp1,'T', 1. )
652      CALL cice2nemo(fsalt_ai,ztmp2,'T', 1. )
653#endif
654
655! Check to avoid unphysical expression when ice is forming (ztmp1 negative)
656! Otherwise we are effectively allowing ice of higher salinity than the ocean to form
657! which has to be compensated for by the ocean salinity potentially going negative
658! This check breaks conservation but seems reasonable until we have prognostic ice salinity
659! Note the 1000.0 below is to convert from kg salt to g salt (needed for PSU)
660      WHERE (ztmp1(:,:).lt.0.0) ztmp2(:,:)=MAX(ztmp2(:,:),ztmp1(:,:)*sss_m(:,:)/1000.0)
661      sfx(:,:)=ztmp2(:,:)*1000.0
662      emp(:,:)=emp(:,:)-ztmp1(:,:)
663      fmmflx(:,:) = ztmp1(:,:) !!Joakim edit
664     
665      CALL lbc_lnk( emp , 'T', 1. )
666      CALL lbc_lnk( sfx , 'T', 1. )
667
668! Solar penetrative radiation and non solar surface heat flux
669
670! Scale qsr, qns, qlw, qsb, qla according to ice fraction (bulk formulae only)
671
672      IF (ksbc == jp_core) THEN
673         qsr(:,:)=qsr(:,:)*(1.0-fr_i(:,:))
674         qns(:,:)=qns(:,:)*(1.0-fr_i(:,:))
675         qlw(:,:)=qlw(:,:)*(1.0-fr_i(:,:))
676         qsb(:,:)=qsb(:,:)*(1.0-fr_i(:,:))
677         qla(:,:)=qla(:,:)*(1.0-fr_i(:,:))
678      ENDIF
679! Take into account snow melting except for fully coupled when already in qns_tot
680      IF (ksbc == jp_purecpl) THEN
681         qsr(:,:)= qsr_tot(:,:)
682         qns(:,:)= qns_tot(:,:)
683      ELSE
684         qns(:,:)= qns(:,:)-sprecip(:,:)*Lfresh*(1.0-fr_i(:,:))
685         qla(:,:)= qla(:,:)+sprecip(:,:)*Lfresh*(1.0-fr_i(:,:))
686      ENDIF
687
688! Now add in ice / snow related terms
689! [fswthru will be zero unless running with calc_Tsfc=T in CICE]
690#if defined key_cice4
691      CALL cice2nemo(fswthru_gbm,ztmp1,'T', 1. )
692#else
693      CALL cice2nemo(fswthru_ai,ztmp1,'T', 1. )
694#endif
695      qsr(:,:)=qsr(:,:)+ztmp1(:,:)
696      CALL lbc_lnk( qsr , 'T', 1. )
697
698      DO jj=1,jpj
699         DO ji=1,jpi
700            nfrzmlt(ji,jj)=MAX(nfrzmlt(ji,jj),0.0)
701         ENDDO
702      ENDDO
703
704#if defined key_cice4
705      CALL cice2nemo(fhocn_gbm,ztmp1,'T', 1. )
706#else
707      CALL cice2nemo(fhocn_ai,ztmp1,'T', 1. )
708#endif
709      qns(:,:)=qns(:,:)+nfrzmlt(:,:)+ztmp1(:,:)
710
711      CALL lbc_lnk( qns , 'T', 1. )
712
713! Prepare for the following CICE time-step
714
715      CALL cice2nemo(aice,fr_i,'T', 1. )
716      IF ( (ksbc == jp_flx).OR.(ksbc == jp_purecpl) ) THEN
717         DO jl=1,ncat
718            CALL cice2nemo(aicen(:,:,jl,:),a_i(:,:,jl), 'T', 1. )
719         ENDDO
720      ENDIF
721
722! T point to U point
723! T point to V point
724      DO jj=1,jpjm1
725         DO ji=1,jpim1
726            fr_iu(ji,jj)=0.5*(fr_i(ji,jj)+fr_i(ji+1,jj))*umask(ji,jj,1)
727            fr_iv(ji,jj)=0.5*(fr_i(ji,jj)+fr_i(ji,jj+1))*vmask(ji,jj,1)
728         ENDDO
729      ENDDO
730
731      CALL lbc_lnk ( fr_iu , 'U', 1. )
732      CALL lbc_lnk ( fr_iv , 'V', 1. )
733
734      !                                      ! embedded sea ice
735      IF( nn_ice_embd /= 0 ) THEN            ! mass exchanges between ice and ocean (case 1 or 2) set the snow+ice mass
736         CALL cice2nemo(vsno(:,:,:),ztmp1,'T', 1. )
737         CALL cice2nemo(vice(:,:,:),ztmp2,'T', 1. )
738         snwice_mass  (:,:) = ( rhosn * ztmp1(:,:) + rhoic * ztmp2(:,:)  )
739         snwice_mass_b(:,:) = snwice_mass(:,:)
740         snwice_fmass (:,:) = ( snwice_mass(:,:) - snwice_mass_b(:,:) ) / dt
741      ENDIF
742
743#if defined key_asminc
744! Import fresh water and salt flux due to seaice da
745      CALL cice2nemo(fresh_da, nfresh_da,'T',1.0)
746      CALL cice2nemo(fsalt_da, nfsalt_da,'T',1.0)
747#endif
748
749! Release work space
750
751      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, ztmp1, ztmp2 )
752      !
753      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('cice_sbc_out')
754      !
755   END SUBROUTINE cice_sbc_out
756
757
758   SUBROUTINE cice_sbc_hadgam( kt )
759      !!---------------------------------------------------------------------
760      !!                    ***  ROUTINE cice_sbc_hadgam  ***
761      !! ** Purpose: Prepare fields needed to pass to HadGAM3 atmosphere
762      !!
763      !!
764      INTEGER, INTENT( in  ) ::   kt   ! ocean time step
765      !!---------------------------------------------------------------------
766
767      INTEGER  ::   jl                        ! dummy loop index
768      INTEGER  ::   ierror
769
770      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_start('cice_sbc_hadgam')
771      !
772      !                                         ! =========================== !
773      !                                         !   Prepare Coupling fields   !
774      !                                         ! =========================== !
775
776! x and y comp of ice velocity
777
778      CALL cice2nemo(uvel,u_ice,'F', -1. )
779      CALL cice2nemo(vvel,v_ice,'F', -1. )
780
781! Ice concentration (CO_1) = a_i calculated at end of cice_sbc_out 
782
783! Snow and ice thicknesses (CO_2 and CO_3)
784
785      DO jl = 1,ncat
786         CALL cice2nemo(vsnon(:,:,jl,:),ht_s(:,:,jl),'T', 1. )
787         CALL cice2nemo(vicen(:,:,jl,:),ht_i(:,:,jl),'T', 1. )
788      ENDDO
789
790#if ! defined key_cice4
791! Meltpond fraction and depth
792      DO jl = 1,ncat
793         CALL cice2nemo(apeffn(:,:,jl,:),a_p(:,:,jl),'T', 1. )
794         CALL cice2nemo(trcrn(:,:,nt_hpnd,jl,:),ht_p(:,:,jl),'T', 1. )
795      ENDDO
796#endif
797
798
799! If using multilayers thermodynamics in CICE then get top layer temperature
800! and effective conductivity       
801!! When using NEMO with CICE, this change requires use of
802!! one of the following two CICE branches:
803!! - at CICE5.0,   hadax/r1015_GSI8_with_GSI7
804!! - at CICE5.1.2, hadax/vn5.1.2_GSI8
805      IF (heat_capacity) THEN
806         DO jl = 1,ncat
807            CALL cice2nemo(Tn_top(:,:,jl,:),tn_ice(:,:,jl),'T', 1. )
808            CALL cice2nemo(keffn_top(:,:,jl,:),kn_ice(:,:,jl),'T', 1. )
809         ENDDO
810! Convert surface temperature to Kelvin
811         tn_ice(:,:,:)=tn_ice(:,:,:)+rt0
812      ELSE
813         tn_ice(:,:,:) = 0.0
814         kn_ice(:,:,:) = 0.0
815      ENDIF       
816
817      !
818      IF( nn_timing == 1 )  CALL timing_stop('cice_sbc_hadgam')
819      !
820   END SUBROUTINE cice_sbc_hadgam
821
822
823   SUBROUTINE cice_sbc_final
824      !!---------------------------------------------------------------------
825      !!                    ***  ROUTINE cice_sbc_final  ***
826      !! ** Purpose: Finalize CICE
827      !!---------------------------------------------------------------------
828
829      IF(lwp) WRITE(numout,*)'cice_sbc_final'
830
831      CALL CICE_Finalize
832
833   END SUBROUTINE cice_sbc_final
834
835   SUBROUTINE cice_sbc_force (kt)
836      !!---------------------------------------------------------------------
837      !!                    ***  ROUTINE cice_sbc_force  ***
838      !! ** Purpose : Provide CICE forcing from files
839      !!
840      !!---------------------------------------------------------------------
841      !! ** Method  :   READ monthly flux file in NetCDF files
842      !!     
843      !!  snowfall   
844      !!  rainfall   
845      !!  sublimation rate   
846      !!  topmelt (category)
847      !!  botmelt (category)
848      !!
849      !! History :
850      !!----------------------------------------------------------------------
851      !! * Modules used
852      USE iom
853
854      !! * arguments
855      INTEGER, INTENT( in  ) ::   kt ! ocean time step
856
857      INTEGER  ::   ierror             ! return error code
858      INTEGER  ::   ifpr               ! dummy loop index
859      !!
860      CHARACTER(len=100) ::  cn_dir                            !   Root directory for location of CICE forcing files
861      TYPE(FLD_N), DIMENSION(jpfld) ::   slf_i                 ! array of namelist informations on the fields to read
862      TYPE(FLD_N) ::   sn_snow, sn_rain, sn_sblm               ! informations about the fields to be read
863      TYPE(FLD_N) ::   sn_top1, sn_top2, sn_top3, sn_top4, sn_top5
864      TYPE(FLD_N) ::   sn_bot1, sn_bot2, sn_bot3, sn_bot4, sn_bot5 
865
866      !!
867      NAMELIST/namsbc_cice/ cn_dir, sn_snow, sn_rain, sn_sblm,   &
868         &                          sn_top1, sn_top2, sn_top3, sn_top4, sn_top5,  &
869         &                          sn_bot1, sn_bot2, sn_bot3, sn_bot4, sn_bot5
870      INTEGER :: ios
871      !!---------------------------------------------------------------------
872
873      !                                         ! ====================== !
874      IF( kt == nit000 ) THEN                   !  First call kt=nit000  !
875         !                                      ! ====================== !
876         ! namsbc_cice is not yet in the reference namelist
877         ! set file information (default values)
878         cn_dir = './'       ! directory in which the model is executed
879
880         ! (NB: frequency positive => hours, negative => months)
881         !            !    file          ! frequency !  variable    ! time intep !  clim   ! 'yearly' or ! weights  ! rotation   ! landmask
882         !            !    name          !  (hours)  !   name       !   (T/F)    !  (T/F)  !  'monthly'  ! filename ! pairs      ! file
883         sn_snow = FLD_N( 'snowfall_1m'  ,    -1.    ,  'snowfall'  ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    ) 
884         sn_rain = FLD_N( 'rainfall_1m'  ,    -1.    ,  'rainfall'  ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    ) 
885         sn_sblm = FLD_N( 'sublim_1m'    ,    -1.    ,  'sublim'    ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
886         sn_top1 = FLD_N( 'topmeltn1_1m' ,    -1.    ,  'topmeltn1' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
887         sn_top2 = FLD_N( 'topmeltn2_1m' ,    -1.    ,  'topmeltn2' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
888         sn_top3 = FLD_N( 'topmeltn3_1m' ,    -1.    ,  'topmeltn3' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
889         sn_top4 = FLD_N( 'topmeltn4_1m' ,    -1.    ,  'topmeltn4' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
890         sn_top5 = FLD_N( 'topmeltn5_1m' ,    -1.    ,  'topmeltn5' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
891         sn_bot1 = FLD_N( 'botmeltn1_1m' ,    -1.    ,  'botmeltn1' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
892         sn_bot2 = FLD_N( 'botmeltn2_1m' ,    -1.    ,  'botmeltn2' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
893         sn_bot3 = FLD_N( 'botmeltn3_1m' ,    -1.    ,  'botmeltn3' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
894         sn_bot4 = FLD_N( 'botmeltn4_1m' ,    -1.    ,  'botmeltn4' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
895         sn_bot5 = FLD_N( 'botmeltn5_1m' ,    -1.    ,  'botmeltn5' ,  .true.    , .true.  ,  ' yearly'  , ''       , ''         ,  ''    )
896
897         REWIND( numnam_ref )              ! Namelist namsbc_cice in reference namelist :
898         READ  ( numnam_ref, namsbc_cice, IOSTAT = ios, ERR = 901)
899901      IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namsbc_cice in reference namelist', lwp )
900
901         REWIND( numnam_cfg )              ! Namelist namsbc_cice in configuration namelist : Parameters of the run
902         READ  ( numnam_cfg, namsbc_cice, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
903902      IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namsbc_cice in configuration namelist', lwp )
904         IF(lwm) WRITE ( numond, namsbc_cice )
905
906         ! store namelist information in an array
907         slf_i(jp_snow) = sn_snow   ;   slf_i(jp_rain) = sn_rain   ;   slf_i(jp_sblm) = sn_sblm
908         slf_i(jp_top1) = sn_top1   ;   slf_i(jp_top2) = sn_top2   ;   slf_i(jp_top3) = sn_top3
909         slf_i(jp_top4) = sn_top4   ;   slf_i(jp_top5) = sn_top5   ;   slf_i(jp_bot1) = sn_bot1
910         slf_i(jp_bot2) = sn_bot2   ;   slf_i(jp_bot3) = sn_bot3   ;   slf_i(jp_bot4) = sn_bot4
911         slf_i(jp_bot5) = sn_bot5
912         
913         ! set sf structure
914         ALLOCATE( sf(jpfld), STAT=ierror )
915         IF( ierror > 0 ) THEN
916            CALL ctl_stop( 'cice_sbc_force: unable to allocate sf structure' )   ;   RETURN
917         ENDIF
918
919         DO ifpr= 1, jpfld
920            ALLOCATE( sf(ifpr)%fnow(jpi,jpj,1) )
921            ALLOCATE( sf(ifpr)%fdta(jpi,jpj,1,2) )
922         END DO
923
924         ! fill sf with slf_i and control print
925         CALL fld_fill( sf, slf_i, cn_dir, 'cice_sbc_force', 'flux formulation for CICE', 'namsbc_cice' )
926         !
927      ENDIF
928
929      CALL fld_read( kt, nn_fsbc, sf )           ! Read input fields and provides the
930      !                                          ! input fields at the current time-step
931
932      ! set the fluxes from read fields
933      sprecip(:,:) = sf(jp_snow)%fnow(:,:,1)
934      tprecip(:,:) = sf(jp_snow)%fnow(:,:,1)+sf(jp_rain)%fnow(:,:,1)
935! May be better to do this conversion somewhere else
936      qla_ice(:,:,1) = -Lsub*sf(jp_sblm)%fnow(:,:,1)
937      topmelt(:,:,1) = sf(jp_top1)%fnow(:,:,1)
938      topmelt(:,:,2) = sf(jp_top2)%fnow(:,:,1)
939      topmelt(:,:,3) = sf(jp_top3)%fnow(:,:,1)
940      topmelt(:,:,4) = sf(jp_top4)%fnow(:,:,1)
941      topmelt(:,:,5) = sf(jp_top5)%fnow(:,:,1)
942      botmelt(:,:,1) = sf(jp_bot1)%fnow(:,:,1)
943      botmelt(:,:,2) = sf(jp_bot2)%fnow(:,:,1)
944      botmelt(:,:,3) = sf(jp_bot3)%fnow(:,:,1)
945      botmelt(:,:,4) = sf(jp_bot4)%fnow(:,:,1)
946      botmelt(:,:,5) = sf(jp_bot5)%fnow(:,:,1)
947
948      ! control print (if less than 100 time-step asked)
949      IF( nitend-nit000 <= 100 .AND. lwp ) THEN
950         WRITE(numout,*) 
951         WRITE(numout,*) '        read forcing fluxes for CICE OK'
952         CALL FLUSH(numout)
953      ENDIF
954
955   END SUBROUTINE cice_sbc_force
956
957   SUBROUTINE nemo2cice( pn, pc, cd_type, psgn)
958      !!---------------------------------------------------------------------
959      !!                    ***  ROUTINE nemo2cice  ***
960      !! ** Purpose :   Transfer field in NEMO array to field in CICE array. 
961#if defined key_nemocice_decomp
962      !!             
963      !!                NEMO and CICE PE sub domains are identical, hence
964      !!                there is no need to gather or scatter data from
965      !!                one PE configuration to another.
966#else
967      !!                Automatically gather/scatter between
968      !!                different processors and blocks
969      !! ** Method :    A. Ensure all haloes are filled in NEMO field (pn)
970      !!                B. Gather pn into global array (png)
971      !!                C. Map png into CICE global array (pcg)
972      !!                D. Scatter pcg to CICE blocks (pc) + update haloes 
973#endif
974      !!---------------------------------------------------------------------
975
976      CHARACTER(len=1), INTENT( in ) ::   &
977          cd_type       ! nature of pn grid-point
978          !             !   = T or F gridpoints
979      REAL(wp), INTENT( in ) ::   &
980          psgn          ! control of the sign change
981          !             !   =-1 , the sign is modified following the type of b.c. used
982          !             !   = 1 , no sign change
983      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: pn
984#if !defined key_nemocice_decomp
985      REAL(wp), DIMENSION(jpiglo,jpjglo) :: png2
986      REAL (kind=dbl_kind), dimension(nx_global,ny_global) :: pcg
987#endif
988      REAL (kind=dbl_kind), dimension(nx_block,ny_block,max_blocks) :: pc
989      INTEGER (int_kind) :: &
990         field_type,        &! id for type of field (scalar, vector, angle)
991         grid_loc            ! id for location on horizontal grid
992                            !  (center, NEcorner, Nface, Eface)
993
994      INTEGER  ::   ji, jj, jn                      ! dummy loop indices
995
996!     A. Ensure all haloes are filled in NEMO field (pn)
997
998      CALL lbc_lnk( pn , cd_type, psgn )
999
1000#if defined key_nemocice_decomp
1001
1002      ! Copy local domain data from NEMO to CICE field
1003      pc(:,:,1)=0.0
1004      DO jj=2,ny_block-1
1005         DO ji=2,nx_block-1
1006            pc(ji,jj,1)=pn(ji-1+ji_off,jj-1+jj_off)
1007         ENDDO
1008      ENDDO
1009
1010#else
1011
1012!     B. Gather pn into global array (png)
1013
1014      IF ( jpnij > 1) THEN
1015         CALL mppsync
1016         CALL mppgather (pn,0,png) 
1017         CALL mppsync
1018      ELSE
1019         png(:,:,1)=pn(:,:)
1020      ENDIF
1021
1022!     C. Map png into CICE global array (pcg)
1023
1024! Need to make sure this is robust to changes in NEMO halo rows....
1025! (may be OK but not 100% sure)
1026
1027      IF (nproc==0) THEN     
1028!        pcg(:,:)=0.0
1029         DO jn=1,jpnij
1030            DO jj=nldjt(jn),nlejt(jn)
1031               DO ji=nldit(jn),nleit(jn)
1032                  png2(ji+nimppt(jn)-1,jj+njmppt(jn)-1)=png(ji,jj,jn)
1033               ENDDO
1034            ENDDO
1035         ENDDO
1036         DO jj=1,ny_global
1037            DO ji=1,nx_global
1038               pcg(ji,jj)=png2(ji+ji_off,jj+jj_off)
1039            ENDDO
1040         ENDDO
1041      ENDIF
1042
1043#endif
1044
1045      SELECT CASE ( cd_type )
1046         CASE ( 'T' )
1047            grid_loc=field_loc_center
1048         CASE ( 'F' )                             
1049            grid_loc=field_loc_NEcorner
1050      END SELECT
1051
1052      SELECT CASE ( NINT(psgn) )
1053         CASE ( -1 )
1054            field_type=field_type_vector
1055         CASE ( 1 )                             
1056            field_type=field_type_scalar
1057      END SELECT
1058
1059#if defined key_nemocice_decomp
1060      ! Ensure CICE halos are up to date
1061      CALL ice_HaloUpdate (pc, halo_info, grid_loc, field_type)
1062#else
1063!     D. Scatter pcg to CICE blocks (pc) + update halos
1064      CALL scatter_global(pc, pcg, 0, distrb_info, grid_loc, field_type)
1065#endif
1066
1067   END SUBROUTINE nemo2cice
1068
1069   SUBROUTINE cice2nemo ( pc, pn, cd_type, psgn )
1070      !!---------------------------------------------------------------------
1071      !!                    ***  ROUTINE cice2nemo  ***
1072      !! ** Purpose :   Transfer field in CICE array to field in NEMO array.
1073#if defined key_nemocice_decomp
1074      !!             
1075      !!                NEMO and CICE PE sub domains are identical, hence
1076      !!                there is no need to gather or scatter data from
1077      !!                one PE configuration to another.
1078#else 
1079      !!                Automatically deal with scatter/gather between
1080      !!                different processors and blocks
1081      !! ** Method :    A. Gather CICE blocks (pc) into global array (pcg)
1082      !!                B. Map pcg into NEMO global array (png)
1083      !!                C. Scatter png into NEMO field (pn) for each processor
1084      !!                D. Ensure all haloes are filled in pn
1085#endif
1086      !!---------------------------------------------------------------------
1087
1088      CHARACTER(len=1), INTENT( in ) ::   &
1089          cd_type       ! nature of pn grid-point
1090          !             !   = T or F gridpoints
1091      REAL(wp), INTENT( in ) ::   &
1092          psgn          ! control of the sign change
1093          !             !   =-1 , the sign is modified following the type of b.c. used
1094          !             !   = 1 , no sign change
1095      REAL(wp), DIMENSION(jpi,jpj) :: pn
1096
1097#if defined key_nemocice_decomp
1098      INTEGER (int_kind) :: &
1099         field_type,        & ! id for type of field (scalar, vector, angle)
1100         grid_loc             ! id for location on horizontal grid
1101                              ! (center, NEcorner, Nface, Eface)
1102#else
1103      REAL (kind=dbl_kind), dimension(nx_global,ny_global) :: pcg
1104#endif
1105
1106      REAL (kind=dbl_kind), dimension(nx_block,ny_block,max_blocks) :: pc
1107
1108      INTEGER  ::   ji, jj, jn                      ! dummy loop indices
1109
1110
1111#if defined key_nemocice_decomp
1112
1113      SELECT CASE ( cd_type )
1114         CASE ( 'T' )
1115            grid_loc=field_loc_center
1116         CASE ( 'F' )                             
1117            grid_loc=field_loc_NEcorner
1118      END SELECT
1119
1120      SELECT CASE ( NINT(psgn) )
1121         CASE ( -1 )
1122            field_type=field_type_vector
1123         CASE ( 1 )                             
1124            field_type=field_type_scalar
1125      END SELECT
1126
1127      CALL ice_HaloUpdate (pc, halo_info, grid_loc, field_type)
1128
1129
1130      pn(:,:)=0.0
1131      DO jj=1,jpjm1
1132         DO ji=1,jpim1
1133            pn(ji,jj)=pc(ji+1-ji_off,jj+1-jj_off,1)
1134         ENDDO
1135      ENDDO
1136
1137#else
1138
1139!      A. Gather CICE blocks (pc) into global array (pcg)
1140
1141      CALL gather_global(pcg, pc, 0, distrb_info)
1142
1143!     B. Map pcg into NEMO global array (png)
1144
1145! Need to make sure this is robust to changes in NEMO halo rows....
1146! (may be OK but not spent much time thinking about it)
1147! Note that non-existent pcg elements may be used below, but
1148! the lbclnk call on pn will replace these with sensible values
1149
1150      IF (nproc==0) THEN
1151         png(:,:,:)=0.0
1152         DO jn=1,jpnij
1153            DO jj=nldjt(jn),nlejt(jn)
1154               DO ji=nldit(jn),nleit(jn)
1155                  png(ji,jj,jn)=pcg(ji+nimppt(jn)-1-ji_off,jj+njmppt(jn)-1-jj_off)
1156               ENDDO
1157            ENDDO
1158         ENDDO
1159      ENDIF
1160
1161!     C. Scatter png into NEMO field (pn) for each processor
1162
1163      IF ( jpnij > 1) THEN
1164         CALL mppsync
1165         CALL mppscatter (png,0,pn) 
1166         CALL mppsync
1167      ELSE
1168         pn(:,:)=png(:,:,1)
1169      ENDIF
1170
1171#endif
1172
1173!     D. Ensure all haloes are filled in pn
1174
1175      CALL lbc_lnk( pn , cd_type, psgn )
1176
1177   END SUBROUTINE cice2nemo
1178
1179#else
1180   !!----------------------------------------------------------------------
1181   !!   Default option           Dummy module         NO CICE sea-ice model
1182   !!----------------------------------------------------------------------
1183   !! $Id$
1184CONTAINS
1185
1186   SUBROUTINE sbc_ice_cice ( kt, ksbc )     ! Dummy routine
1187      IMPLICIT NONE
1188      INTEGER, INTENT(in) ::   kt    ! ocean time-step index
1189      INTEGER, INTENT(in) ::   ksbc    ! surface forcing type
1190      WRITE(*,*) 'sbc_ice_cice: You should not have seen this print! error?', kt
1191   END SUBROUTINE sbc_ice_cice
1192
1193   SUBROUTINE cice_sbc_init (ksbc)    ! Dummy routine
1194      IMPLICIT NONE
1195      INTEGER, INTENT(in) ::   ksbc    ! surface forcing type
1196      WRITE(*,*) 'cice_sbc_init: You should not have seen this print! error?'
1197   END SUBROUTINE cice_sbc_init
1198
1199   SUBROUTINE cice_sbc_final     ! Dummy routine
1200      IMPLICIT NONE
1201      WRITE(*,*) 'cice_sbc_final: You should not have seen this print! error?'
1202   END SUBROUTINE cice_sbc_final
1203
1204#endif
1205
1206   !!======================================================================
1207END MODULE sbcice_cice
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.