/[MITgcm]/MITgcm/model/src/external_forcing.F
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revision 1.9 by adcroft, Wed Nov 29 22:29:23 2000 UTC revision 1.26 by jmc, Sun Jul 18 01:04:23 2004 UTC
# Line 1  Line 1 
1  C     $Header$  C $Header$
2    C $Name$
3    
4    #include "PACKAGES_CONFIG.h"
5  #include "CPP_OPTIONS.h"  #include "CPP_OPTIONS.h"
6    #ifdef ALLOW_OBCS
7    # include "OBCS_OPTIONS.h"
8    #endif
9    
10  CStartOfInterface  CBOP
11    C     !ROUTINE: EXTERNAL_FORCING_U
12    C     !INTERFACE:
13        SUBROUTINE EXTERNAL_FORCING_U(        SUBROUTINE EXTERNAL_FORCING_U(
14       I           iMin, iMax, jMin, jMax,bi,bj,kLev,       I           iMin, iMax, jMin, jMax,bi,bj,kLev,
15       I           myCurrentTime,myThid)       I           myCurrentTime,myThid)
16  C     /==========================================================\  C     !DESCRIPTION: \bv
17  C     | S/R EXTERNAL_FORCING_U                                   |  C     *==========================================================*
18  C     | o Contains problem specific forcing for zonal velocity.  |  C     | S/R EXTERNAL_FORCING_U                                    
19  C     |==========================================================|  C     | o Contains problem specific forcing for zonal velocity.  
20  C     | Adds terms to gU for forcing by external sources         |  C     *==========================================================*
21  C     | e.g. wind stress, bottom friction etc..................  |  C     | Adds terms to gU for forcing by external sources          
22  C     \==========================================================/  C     | e.g. wind stress, bottom friction etc..................  
23        IMPLICIT NONE  C     *==========================================================*
24    C     \ev
25    
26    C     !USES:
27          IMPLICIT NONE
28  C     == Global data ==  C     == Global data ==
29  #include "SIZE.h"  #include "SIZE.h"
30  #include "EEPARAMS.h"  #include "EEPARAMS.h"
# Line 22  C     == Global data == Line 32  C     == Global data ==
32  #include "GRID.h"  #include "GRID.h"
33  #include "DYNVARS.h"  #include "DYNVARS.h"
34  #include "FFIELDS.h"  #include "FFIELDS.h"
35    
36    C     !INPUT/OUTPUT PARAMETERS:
37  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
38  C     iMin - Working range of tile for applying forcing.  C     iMin - Working range of tile for applying forcing.
39  C     iMax  C     iMax
# Line 31  C     kLev Line 43  C     kLev
43        INTEGER iMin, iMax, jMin, jMax, kLev, bi, bj        INTEGER iMin, iMax, jMin, jMax, kLev, bi, bj
44        _RL myCurrentTime        _RL myCurrentTime
45        INTEGER myThid        INTEGER myThid
 CEndOfInterface  
46    
47    C     !LOCAL VARIABLES:
48  C     == Local variables ==  C     == Local variables ==
49  C     Loop counters  C     Loop counters
50        INTEGER I, J        INTEGER I, J
51    C     number of surface interface layer
52          INTEGER kSurface
53    CEOP
54    
55          if ( buoyancyRelation .eq. 'ATMOSPHERIC' ) then
56           kSurface = 0
57          elseif ( buoyancyRelation .eq. 'OCEANICP' ) then
58           kSurface = Nr
59          else
60           kSurface = 1
61          endif
62    
63  C--   Forcing term  C--   Forcing term
64    #ifdef ALLOW_AIM
65          IF ( useAIM ) CALL AIM_TENDENCY_APPLY_U(
66         &                      iMin,iMax, jMin,jMax, bi,bj, kLev,
67         &                      myCurrentTime, myThid )
68    #endif /* ALLOW_AIM */
69    C AMM
70    #ifdef ALLOW_FIZHI
71          IF ( useFIZHI ) CALL FIZHI_TENDENCY_APPLY_U(
72         &                      iMin,iMax, jMin,jMax, bi,bj, kLev,
73         &                      myCurrentTime, myThid )
74    #endif /* ALLOW_FIZHI */
75    C AMM
76    
77  C     Add windstress momentum impulse into the top-layer  C     Add windstress momentum impulse into the top-layer
78        IF ( kLev .EQ. 1 ) THEN        IF ( kLev .EQ. kSurface ) THEN
79         DO j=jMin,jMax         DO j=jMin,jMax
80          DO i=iMin,iMax          DO i=iMin,iMax
81           gU(i,j,kLev,bi,bj) = gU(i,j,kLev,bi,bj)           gU(i,j,kLev,bi,bj) = gU(i,j,kLev,bi,bj)
82       &   +foFacMom*surfaceTendencyU(i,j,bi,bj)       &   +foFacMom*surfaceForcingU(i,j,bi,bj)
83       &   *_maskW(i,j,kLev,bi,bj)       &   *recip_drF(kLev)*recip_hFacW(i,j,kLev,bi,bj)
84          ENDDO          ENDDO
85         ENDDO         ENDDO
86        ENDIF        ENDIF
87    
88    #if (defined (ALLOW_OBCS) && defined (ALLOW_OBCS_SPONGE))
89          IF (useOBCS) THEN
90           CALL OBCS_SPONGE_U(
91         I           iMin, iMax, jMin, jMax,bi,bj,kLev,
92         I           myCurrentTime,myThid)
93          ENDIF
94    #endif
95    
96        RETURN        RETURN
97        END        END
98  CStartOfInterface  CBOP
99    C     !ROUTINE: EXTERNAL_FORCING_V
100    C     !INTERFACE:
101        SUBROUTINE EXTERNAL_FORCING_V(        SUBROUTINE EXTERNAL_FORCING_V(
102       I           iMin, iMax, jMin, jMax,bi,bj,kLev,       I           iMin, iMax, jMin, jMax,bi,bj,kLev,
103       I           myCurrentTime,myThid)       I           myCurrentTime,myThid)
104  C     /==========================================================\  C     !DESCRIPTION: \bv
105  C     | S/R EXTERNAL_FORCING_V                                   |  C     *==========================================================*
106  C     | o Contains problem specific forcing for merid velocity.  |  C     | S/R EXTERNAL_FORCING_V                                    
107  C     |==========================================================|  C     | o Contains problem specific forcing for merid velocity.  
108  C     | Adds terms to gV for forcing by external sources         |  C     *==========================================================*
109  C     | e.g. wind stress, bottom friction etc..................  |  C     | Adds terms to gV for forcing by external sources          
110  C     \==========================================================/  C     | e.g. wind stress, bottom friction etc..................  
111        IMPLICIT NONE  C     *==========================================================*
112    C     \ev
113    
114    C     !USES:
115          IMPLICIT NONE
116  C     == Global data ==  C     == Global data ==
117  #include "SIZE.h"  #include "SIZE.h"
118  #include "EEPARAMS.h"  #include "EEPARAMS.h"
# Line 72  C     == Global data == Line 121  C     == Global data ==
121  #include "DYNVARS.h"  #include "DYNVARS.h"
122  #include "FFIELDS.h"  #include "FFIELDS.h"
123    
124    C     !INPUT/OUTPUT PARAMETERS:
125  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
126  C     iMin - Working range of tile for applying forcing.  C     iMin - Working range of tile for applying forcing.
127  C     iMax  C     iMax
# Line 82  C     kLev Line 131  C     kLev
131        INTEGER iMin, iMax, jMin, jMax, kLev, bi, bj        INTEGER iMin, iMax, jMin, jMax, kLev, bi, bj
132        _RL myCurrentTime        _RL myCurrentTime
133        INTEGER myThid        INTEGER myThid
134  CEndOfInterface  
135    C     !LOCAL VARIABLES:
136  C     == Local variables ==  C     == Local variables ==
137  C     Loop counters  C     Loop counters
138        INTEGER I, J        INTEGER I, J
139    C     number of surface interface layer
140          INTEGER kSurface
141    CEOP
142    
143          if ( buoyancyRelation .eq. 'ATMOSPHERIC' ) then
144           kSurface = 0
145          elseif ( buoyancyRelation .eq. 'OCEANICP' ) then
146           kSurface = Nr
147          else
148           kSurface = 1
149          endif
150    
151  C--   Forcing term  C--   Forcing term
152    #ifdef ALLOW_AIM
153          IF ( useAIM ) CALL AIM_TENDENCY_APPLY_V(
154         &                      iMin,iMax, jMin,jMax, bi,bj, kLev,
155         &                      myCurrentTime, myThid )
156    #endif /* ALLOW_AIM */
157    
158    C AMM
159    #ifdef ALLOW_FIZHI
160          IF ( useFIZHI ) CALL FIZHI_TENDENCY_APPLY_V(
161         &                      iMin,iMax, jMin,jMax, bi,bj, kLev,
162         &                      myCurrentTime, myThid )
163    #endif /* ALLOW_FIZHI */
164    C AMM
165  C     Add windstress momentum impulse into the top-layer  C     Add windstress momentum impulse into the top-layer
166        IF ( kLev .EQ. 1 ) THEN        IF ( kLev .EQ. kSurface ) THEN
167         DO j=jMin,jMax         DO j=jMin,jMax
168          DO i=iMin,iMax          DO i=iMin,iMax
169           gV(i,j,kLev,bi,bj) = gV(i,j,kLev,bi,bj)           gV(i,j,kLev,bi,bj) = gV(i,j,kLev,bi,bj)
170       &   +foFacMom*surfaceTendencyV(i,j,bi,bj)       &   +foFacMom*surfaceForcingV(i,j,bi,bj)
171       &   *_maskS(i,j,kLev,bi,bj)       &   *recip_drF(kLev)*recip_hFacS(i,j,kLev,bi,bj)
172          ENDDO          ENDDO
173         ENDDO         ENDDO
174        ENDIF        ENDIF
175    
176    #if (defined (ALLOW_OBCS) && defined (ALLOW_OBCS_SPONGE))
177          IF (useOBCS) THEN
178           CALL OBCS_SPONGE_V(
179         I           iMin, iMax, jMin, jMax,bi,bj,kLev,
180         I           myCurrentTime,myThid)
181          ENDIF
182    #endif
183    
184        RETURN        RETURN
185        END        END
186  CStartOfInterface  CBOP
187    C     !ROUTINE: EXTERNAL_FORCING_T
188    C     !INTERFACE:
189        SUBROUTINE EXTERNAL_FORCING_T(        SUBROUTINE EXTERNAL_FORCING_T(
190       I           iMin, iMax, jMin, jMax,bi,bj,kLev,       I           iMin, iMax, jMin, jMax,bi,bj,kLev,
      I           maskC,  
191       I           myCurrentTime,myThid)       I           myCurrentTime,myThid)
192  C     /==========================================================\  C     !DESCRIPTION: \bv
193  C     | S/R EXTERNAL_FORCING_T                                   |  C     *==========================================================*
194  C     | o Contains problem specific forcing for temperature.     |  C     | S/R EXTERNAL_FORCING_T                                    
195  C     |==========================================================|  C     | o Contains problem specific forcing for temperature.      
196  C     | Adds terms to gT for forcing by external sources         |  C     *==========================================================*
197  C     | e.g. heat flux, climatalogical relaxation..............  |  C     | Adds terms to gT for forcing by external sources          
198  C     \==========================================================/  C     | e.g. heat flux, climatalogical relaxation..............  
199        IMPLICIT NONE  C     *==========================================================*
200    C     \ev
201    
202    C     !USES:
203          IMPLICIT NONE
204  C     == Global data ==  C     == Global data ==
205  #include "SIZE.h"  #include "SIZE.h"
206  #include "EEPARAMS.h"  #include "EEPARAMS.h"
# Line 122  C     == Global data == Line 208  C     == Global data ==
208  #include "GRID.h"  #include "GRID.h"
209  #include "DYNVARS.h"  #include "DYNVARS.h"
210  #include "FFIELDS.h"  #include "FFIELDS.h"
 #ifdef SHORTWAVE_HEATING  
       integer two  
       _RL minusone  
       parameter (two=2,minusone=-1.)  
       _RL swfracb(two)  
 #endif  
   
211    
212    C     !INPUT/OUTPUT PARAMETERS:
213  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
214  C     iMin - Working range of tile for applying forcing.  C     iMin - Working range of tile for applying forcing.
215  C     iMax  C     iMax
216  C     jMin  C     jMin
217  C     jMax  C     jMax
218  C     kLev  C     kLev
       _RS maskC (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
219        INTEGER iMin, iMax, jMin, jMax, kLev, bi, bj        INTEGER iMin, iMax, jMin, jMax, kLev, bi, bj
220        _RL myCurrentTime        _RL myCurrentTime
221        INTEGER myThid        INTEGER myThid
222  CEndOfInterface  CEndOfInterface
223    
224    C     !LOCAL VARIABLES:
225  C     == Local variables ==  C     == Local variables ==
226  C     Loop counters  C     Loop counters
227        INTEGER I, J        INTEGER I, J
228    C     number of surface interface layer
229          INTEGER kSurface
230    #ifdef SHORTWAVE_HEATING
231          integer two
232          _RL minusone
233          parameter (two=2,minusone=-1.)
234          _RL swfracb(two)
235          INTEGER kp1
236    #endif
237    CEOP
238    
239          if ( buoyancyRelation .eq. 'ATMOSPHERIC' ) then
240           kSurface = 0
241          elseif ( buoyancyRelation .eq. 'OCEANICP' ) then
242           kSurface = Nr
243          else
244           kSurface = 1
245          endif
246    
247  C--   Forcing term  C--   Forcing term
248    #ifdef ALLOW_AIM
249          IF ( useAIM ) CALL AIM_TENDENCY_APPLY_T(
250         &                      iMin,iMax, jMin,jMax, bi,bj, kLev,
251         &                      myCurrentTime, myThid )
252    #endif /* ALLOW_AIM */
253    
254    C AMM
255    #ifdef ALLOW_FIZHI
256          IF ( useFIZHI ) CALL FIZHI_TENDENCY_APPLY_T(
257         &                      iMin,iMax, jMin,jMax, bi,bj, kLev,
258         &                      myCurrentTime, myThid )
259    #endif /* ALLOW_FIZHI */
260    C AMM
261    
262  C     Add heat in top-layer  C     Add heat in top-layer
263        IF ( kLev .EQ. 1 ) THEN        IF ( kLev .EQ. kSurface ) THEN
264         DO j=jMin,jMax         DO j=jMin,jMax
265          DO i=iMin,iMax          DO i=iMin,iMax
266           gT(i,j,kLev,bi,bj)=gT(i,j,kLev,bi,bj)           gT(i,j,kLev,bi,bj)=gT(i,j,kLev,bi,bj)
267       &     +maskC(i,j)*surfaceTendencyT(i,j,bi,bj)       &     +surfaceForcingT(i,j,bi,bj)
268         &     *recip_drF(kLev)*recip_hFacC(i,j,kLev,bi,bj)
269          ENDDO          ENDDO
270         ENDDO         ENDDO
271        ENDIF        ENDIF
272    
273  #ifdef SHORTWAVE_HEATING  #ifdef SHORTWAVE_HEATING
274  C Penetrating SW radiation  C Penetrating SW radiation
275          kp1 = klev+1
276        swfracb(1)=abs(rF(klev))        swfracb(1)=abs(rF(klev))
277        swfracb(2)=abs(rF(klev+1))        swfracb(2)=abs(rF(klev+1))
278        call SWFRAC(        CALL SWFRAC(
279       I     two,minusone,       I     two,minusone,
280       I     myCurrentTime,myThid,       I     myCurrentTime,myThid,
281       O     swfracb)       U     swfracb)
282          IF (klev.EQ.Nr) THEN
283            kp1 = klev
284            swfracb(2)=0. _d 0
285          ENDIF
286        DO j=jMin,jMax        DO j=jMin,jMax
287         DO i=iMin,iMax         DO i=iMin,iMax
288          gT(i,j,klev,bi,bj) = gT(i,j,klev,bi,bj)          gT(i,j,klev,bi,bj) = gT(i,j,klev,bi,bj)
289       &    -maskC(i,j)*Qsw(i,j,bi,bj)*(swfracb(1)-swfracb(2))       &   -Qsw(i,j,bi,bj)*(swfracb(1)*maskC(i,j,klev,bi,bj)
290       &    *recip_Cp*recip_rhoNil*recip_dRf(1)       &                   -swfracb(2)*maskC(i,j,kp1, bi,bj))
291         &    *recip_Cp*recip_rhoConst*recip_drF(klev)
292    c    &                            *recip_hFacC(i,j,kLev,bi,bj)
293         ENDDO         ENDDO
294        ENDDO        ENDDO
295  #endif  #endif
296    
297    #if (defined (ALLOW_OBCS) && defined (ALLOW_OBCS_SPONGE))
298          IF (useOBCS) THEN
299           CALL OBCS_SPONGE_T(
300         I           iMin, iMax, jMin, jMax,bi,bj,kLev,
301         I           myCurrentTime,myThid)
302          ENDIF
303    #endif
304    
305        RETURN        RETURN
306        END        END
307  CStartOfInterface  CBOP
308    C     !ROUTINE: EXTERNAL_FORCING_S
309    C     !INTERFACE:
310        SUBROUTINE EXTERNAL_FORCING_S(        SUBROUTINE EXTERNAL_FORCING_S(
311       I           iMin, iMax, jMin, jMax,bi,bj,kLev,       I           iMin, iMax, jMin, jMax,bi,bj,kLev,
      I           maskC,  
312       I           myCurrentTime,myThid)       I           myCurrentTime,myThid)
 C     /==========================================================\  
 C     | S/R EXTERNAL_FORCING_S                                   |  
 C     | o Contains problem specific forcing for merid velocity.  |  
 C     |==========================================================|  
 C     | Adds terms to gS for forcing by external sources         |  
 C     | e.g. fresh-water flux, climatalogical relaxation.......  |  
 C     \==========================================================/  
       IMPLICIT NONE  
313    
314    C     !DESCRIPTION: \bv
315    C     *==========================================================*
316    C     | S/R EXTERNAL_FORCING_S                                    
317    C     | o Contains problem specific forcing for merid velocity.  
318    C     *==========================================================*
319    C     | Adds terms to gS for forcing by external sources          
320    C     | e.g. fresh-water flux, climatalogical relaxation.......  
321    C     *==========================================================*
322    C     \ev
323    
324    C     !USES:
325          IMPLICIT NONE
326  C     == Global data ==  C     == Global data ==
327  #include "SIZE.h"  #include "SIZE.h"
328  #include "EEPARAMS.h"  #include "EEPARAMS.h"
# Line 197  C     == Global data == Line 331  C     == Global data ==
331  #include "DYNVARS.h"  #include "DYNVARS.h"
332  #include "FFIELDS.h"  #include "FFIELDS.h"
333    
334    C     !INPUT/OUTPUT PARAMETERS:
335  C     == Routine arguments ==  C     == Routine arguments ==
336  C     iMin - Working range of tile for applying forcing.  C     iMin - Working range of tile for applying forcing.
337  C     iMax  C     iMax
338  C     jMin  C     jMin
339  C     jMax  C     jMax
340  C     kLev  C     kLev
       _RS maskC (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)  
341        INTEGER iMin, iMax, jMin, jMax, kLev, bi, bj        INTEGER iMin, iMax, jMin, jMax, kLev, bi, bj
342        _RL myCurrentTime        _RL myCurrentTime
343        INTEGER myThid        INTEGER myThid
 CEndOfInterface  
344    
345    C     !LOCAL VARIABLES:
346  C     == Local variables ==  C     == Local variables ==
347  C     Loop counters  C     Loop counters
348        INTEGER I, J        INTEGER I, J
349    C     number of surface interface layer
350          INTEGER kSurface
351    CEOP
352    
353          if ( buoyancyRelation .eq. 'ATMOSPHERIC' ) then
354           kSurface = 0
355          elseif ( buoyancyRelation .eq. 'OCEANICP' ) then
356           kSurface = Nr
357          else
358           kSurface = 1
359          endif
360    
361    
362  C--   Forcing term  C--   Forcing term
363    #ifdef ALLOW_AIM
364          IF ( useAIM ) CALL AIM_TENDENCY_APPLY_S(
365         &                      iMin,iMax, jMin,jMax, bi,bj, kLev,
366         &                      myCurrentTime, myThid )
367    #endif /* ALLOW_AIM */
368    
369    C AMM
370    #ifdef ALLOW_FIZHI
371          IF ( useFIZHI ) CALL FIZHI_TENDENCY_APPLY_S(
372         &                      iMin,iMax, jMin,jMax, bi,bj, kLev,
373         &                      myCurrentTime, myThid )
374    #endif /* ALLOW_FIZHI */
375    C AMM
376    
377  C     Add fresh-water in top-layer  C     Add fresh-water in top-layer
378        IF ( kLev .EQ. 1 ) THEN        IF ( kLev .EQ. kSurface ) THEN
379         DO j=jMin,jMax         DO j=jMin,jMax
380          DO i=iMin,iMax          DO i=iMin,iMax
381           gS(i,j,kLev,bi,bj)=gS(i,j,kLev,bi,bj)           gS(i,j,kLev,bi,bj)=gS(i,j,kLev,bi,bj)
382       &   +maskC(i,j)*surfaceTendencyS(i,j,bi,bj)       &     +surfaceForcingS(i,j,bi,bj)
383         &     *recip_drF(kLev)*recip_hFacC(i,j,kLev,bi,bj)
384          ENDDO          ENDDO
385         ENDDO         ENDDO
386        ENDIF        ENDIF
387    
388    #if (defined (ALLOW_OBCS) && defined (ALLOW_OBCS_SPONGE))
389          IF (useOBCS) THEN
390           CALL OBCS_SPONGE_S(
391         I           iMin, iMax, jMin, jMax,bi,bj,kLev,
392         I           myCurrentTime,myThid)
393          ENDIF
394    #endif
395    
396        RETURN        RETURN
397        END        END
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