/[MITgcm]/MITgcm/pkg/ebm/ebm_atmosphere.F
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Diff of /MITgcm/pkg/ebm/ebm_atmosphere.F

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revision 1.2 by heimbach, Wed May 19 20:38:53 2004 UTC revision 1.3 by heimbach, Fri May 21 21:45:35 2004 UTC
# Line 35  C     === Global variables === Line 35  C     === Global variables ===
35  #ifdef ALLOW_EBM  #ifdef ALLOW_EBM
36  # include "EBM.h"  # include "EBM.h"
37  #endif  #endif
38    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
39    # include "tamc.h"
40    # include "tamc_keys.h"
41    #endif
42    
43  C     === Routine arguments ===  C     === Routine arguments ===
44  C     myThid - Instance number for this innvocation of CALC_FORCING  C     myThid - Instance number for this innvocation of CALC_FORCING
# Line 51  C     == Local variables == Line 55  C     == Local variables ==
55        INTEGER bi, bj        INTEGER bi, bj
56        INTEGER i, j        INTEGER i, j
57        INTEGER no_so        INTEGER no_so
58          INTEGER iebmkey
59        LOGICAL TOP_LAYER        LOGICAL TOP_LAYER
60    
61  C--   Top layer only  C--   Top layer only
# Line 61  cph      IF ( TOP_LAYER ) THEN Line 66  cph      IF ( TOP_LAYER ) THEN
66        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)
67         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)
68    
69          DO j=1,sNy  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
70           S(j,bj) = 0.0            act1 = bi - myBxLo(myThid)
71           P2(j,bj) = 0.0            max1 = myBxHi(myThid) - myBxLo(myThid) + 1
72           P4(j,bj) = 0.0            act2 = bj - myByLo(myThid)
73              max2 = myByHi(myThid) - myByLo(myThid) + 1
74              act3 = myThid - 1
75              max3 = nTx*nTy
76              act4 = ikey_dynamics - 1
77              iebmkey = (act1 + 1) + act2*max1
78         &                      + act3*max1*max2
79         &                      + act4*max1*max2*max3
80    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
81    
82            DO j=1-oLy,sNy+oLy
83             DO i=1-oLx,sNx+oLx
84              S(i,j,bj) = 0.0
85              P2(i,j,bj) = 0.0
86              P4(i,j,bj) = 0.0
87             ENDDO
88           SW(j,bj) = 0.0           SW(j,bj) = 0.0
89           LW(j,bj) = 0.0           LW(j,bj) = 0.0
90           Hd(j,bj) = 0.0           Hd(j,bj) = 0.0
# Line 92  C--   Greenland in Northern Hemisphere, Line 112  C--   Greenland in Northern Hemisphere,
112              ReCountX(j,bj) = CountX(j,bj) + 1.0              ReCountX(j,bj) = CountX(j,bj) + 1.0
113           ENDIF           ENDIF
114          ENDDO          ENDDO
115            #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
116    CADJ STORE ReCountX(:,bj) = comlev1_bibj, key=iebmkey, byte=isbyte
117    #endif
118    
119  c=====================================================  c=====================================================
120  c     Fit area-weighed  averaged SST north/south of 34  c     Fit area-weighed  averaged SST north/south of 34
# Line 102  c======================================= Line 124  c=======================================
124          T_var(2) = SIN(lat(3)*deg2rad) - SIN(lat(2)*deg2rad)          T_var(2) = SIN(lat(3)*deg2rad) - SIN(lat(2)*deg2rad)
125          T_var(3) = SIN(lat(2)*deg2rad)**3. - SIN(lat(1)*deg2rad)**3.          T_var(3) = SIN(lat(2)*deg2rad)**3. - SIN(lat(1)*deg2rad)**3.
126          T_var(4) = SIN(lat(3)*deg2rad)**3. - SIN(lat(2)*deg2rad)**3.          T_var(4) = SIN(lat(3)*deg2rad)**3. - SIN(lat(2)*deg2rad)**3.
127    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
128    CADJ STORE T_var(:) = comlev1_bibj, key=iebmkey, byte=isbyte
129    #endif
130    
131  c----------------------------------------  c----------------------------------------
132  c     Southern hemisphere:  c     Southern hemisphere:
# Line 134  c--------------------------------------- Line 159  c---------------------------------------
159  c     Magnitude of the heat and moisture transport at 35 N/S  c     Magnitude of the heat and moisture transport at 35 N/S
160  c-----------------------------------------------------------  c-----------------------------------------------------------
161    
162    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
163    CADJ STORE T35(:)    = comlev1_bibj, key=iebmkey, byte=isbyte
164    CADJ STORE DTDy35(:) = comlev1_bibj, key=iebmkey, byte=isbyte
165    #endif
166    
167          DO no_so = 1, 2          DO no_so = 1, 2
168           gamma = -T35(no_so)*beta*Hw*Nw*Nw/           gamma = -T35(no_so)*beta*Hw*Nw*Nw/
# Line 169  c======================================= Line 198  c=======================================
198  c    c  
199          DO j=1,sNy          DO j=1,sNy
200           DO i=1,sNx           DO i=1,sNx
201    C     sin(lat)
202              S(i,j,bj) = sin(yC(i,j,bi,bj)*deg2rad)
203    C     setup Legendre polynomials and  derivatives
204              P2(i,j,bj) = 0.5*(3.*S(i,j,bj)**2 - 1.)
205              P4(i,j,bj) = 0.12*(35.*S(i,j,bj)**4 - 30.*S(i,j,bj)**2 + 3.)
206             ENDDO
207            ENDDO
208    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
209    CADJ STORE S(:,:,bj)    = comlev1_bibj, key=iebmkey, byte=isbyte
210    CADJ STORE P2(:,:,bj)   = comlev1_bibj, key=iebmkey, byte=isbyte
211    CADJ STORE P4(:,:,bj)   = comlev1_bibj, key=iebmkey, byte=isbyte
212    #endif
213    c  
214            DO j=1,sNy
215             DO i=1,sNx
216    
217            IF (yC(i,j,bi,bj) .LT. 0.) THEN            IF (yC(i,j,bi,bj) .LT. 0.) THEN
218               no_so = 1               no_so = 1
219            ELSE            ELSE
220               no_so = 2               no_so = 2
221            ENDIF            ENDIF
 C     sin(lat)  
           S(j,bj) = sin(yC(i,j,bi,bj)*deg2rad)  
 C     setup Legendre polynomials and  derivatives  
           P2(j,bj) = 0.5*(3.*S(j,bj)**2 - 1.)  
           P4(j,bj) = 0.12*(35.*S(j,bj)**4 - 30.*S(j,bj)**2 + 3.)  
222  c     net shortwave  c     net shortwave
223            SW(j,bj) = 0.25*Q0*(1 + Q2*P2(j,bj))*            SW(j,bj) = 0.25*Q0*(1 + Q2*P2(i,j,bj))*
224       <         (1 - A0 - A2*P2(j,bj) - A4*P4(j,bj) )       <         (1 - A0 - A2*P2(i,j,bj) - A4*P4(i,j,bj) )
225  c     temperature  c     temperature
226            T(j,bj) = T0(no_so) + T2(no_so)*P2(j,bj)            T(j,bj) = T0(no_so) + T2(no_so)*P2(i,j,bj)
227  c     net longwave  c     net longwave
228            LW(j,bj) = LW0 + LW1*(T(j,bj)-t_mlt)            LW(j,bj) = LW0 + LW1*(T(j,bj)-t_mlt)
229  c     climate change run, the parameter to change is DLW  c     climate change run, the parameter to change is DLW
# Line 193  c     climate change run, the parameter Line 232  c     climate change run, the parameter
232       <            (myTime-startTime)*3.215e-8*DLW       <            (myTime-startTime)*3.215e-8*DLW
233  c     <            - 6.0  c     <            - 6.0
234  c     <            *75.0*0.0474*  c     <            *75.0*0.0474*
235  c     <            (-2.62*S(j,bj)**8 + 0.73*S(j,bj)**7 +  c     <            (-2.62*S(i,j,bj)**8 + 0.73*S(i,j,bj)**7 +
236  c     <            4.82*S(j,bj)**6 -  c     <            4.82*S(i,j,bj)**6 -
237  c     <            1.12*S(j,bj)**5 - 2.69*S(j,bj)**4 + 0.47*S(j,bj)**3 +  c     <            1.12*S(i,j,bj)**5 - 2.69*S(i,j,bj)**4 + 0.47*S(i,j,bj)**3 +
238  c     <            0.51*S(j,bj)**2 - 0.05*S(j,bj)**1 + 0.17)  c     <            0.51*S(i,j,bj)**2 - 0.05*S(i,j,bj)**1 + 0.17)
239  #endif  #endif
240  c     fluxes at ocean/atmosphere interface  c     fluxes at ocean/atmosphere interface
241  c     Heat Flux = -Div(atmospheric heat transport) + SW - LW  c     Heat Flux = -Div(atmospheric heat transport) + SW - LW
242  #ifdef EBM_VERSION_1BASIN  #ifdef EBM_VERSION_1BASIN
243           Qnet(i,j,bi,bj) = -1.0*( SW(j,bj) - LW(j,bj) -           Qnet(i,j,bi,bj) = -1.0*( SW(j,bj) - LW(j,bj) -
244       <        Hd35(no_so)*(       <        Hd35(no_so)*(
245       <        0.000728e4      - 0.00678e4*S(j,bj) +       <        0.000728e4      - 0.00678e4*S(i,j,bj) +
246       <        0.0955e4*S(j,bj)**2 + 0.0769e4*S(j,bj)**3 -       <        0.0955e4*S(i,j,bj)**2 + 0.0769e4*S(i,j,bj)**3 -
247       <        0.8508e4*S(j,bj)**4 - 0.3581e4*S(j,bj)**5 +       <        0.8508e4*S(i,j,bj)**4 - 0.3581e4*S(i,j,bj)**5 +
248       <        2.9240e4*S(j,bj)**6 + 0.8311e4*S(j,bj)**7 -         <        2.9240e4*S(i,j,bj)**6 + 0.8311e4*S(i,j,bj)**7 -  
249       <        4.9548e4*S(j,bj)**8 - 0.8808e4*S(j,bj)**9 +       <        4.9548e4*S(i,j,bj)**8 - 0.8808e4*S(i,j,bj)**9 +
250       <        4.0644e4*S(j,bj)**10 +0.3409e4*S(j,bj)**11 -       <        4.0644e4*S(i,j,bj)**10 +0.3409e4*S(i,j,bj)**11 -
251       <        1.2893e4*S(j,bj)**12 )       <        1.2893e4*S(i,j,bj)**12 )
252       <        /(2*PI*rSphere*rSphere*25.0) )       <        /(2*PI*rSphere*rSphere*25.0) )
253  c             Qnet(i,j,bi,bj) = -1.0*( SW(j,bj) - LW(j,bj) -  c             Qnet(i,j,bi,bj) = -1.0*( SW(j,bj) - LW(j,bj) -
254  c     <            0.5*Hd35(no_so)*(3.054e1 - 3.763e1*S(j,bj) +  c     <            0.5*Hd35(no_so)*(3.054e1 - 3.763e1*S(i,j,bj) +
255  c     <        1.892e2*S(j,bj)**2 + 3.041e2*S(j,bj)**3 -  c     <        1.892e2*S(i,j,bj)**2 + 3.041e2*S(i,j,bj)**3 -
256  c     <        1.540e3*S(j,bj)**4 - 9.586e2*S(j,bj)**5 +  c     <        1.540e3*S(i,j,bj)**4 - 9.586e2*S(i,j,bj)**5 +
257  c     <        2.939e3*S(j,bj)**6 + 1.219e3*S(j,bj)**7 -    c     <        2.939e3*S(i,j,bj)**6 + 1.219e3*S(i,j,bj)**7 -  
258  c     <        2.550e3*S(j,bj)**8 - 5.396e2*S(j,bj)**9 +  c     <        2.550e3*S(i,j,bj)**8 - 5.396e2*S(i,j,bj)**9 +
259  c     <        8.119e2*S(j,bj)**10)  c     <        8.119e2*S(i,j,bj)**10)
260  c     <            /(2*PI*rSphere*rSphere*22.3) )  c     <            /(2*PI*rSphere*rSphere*22.3) )
261  #else  #else
262            IF (ReCountX(j,bj) .GT. 0.) THEN            IF (ReCountX(j,bj) .GT. 0.) THEN
263               Qnet(i,j,bi,bj) = (-90./ReCountX(j,bj))*               Qnet(i,j,bi,bj) = (-90./ReCountX(j,bj))*
264       <            ( SW(j,bj) - LW(j,bj) -       <            ( SW(j,bj) - LW(j,bj) -
265       <            Hd35(no_so)*(3.054e1 - 3.763e1*S(j,bj) +       <            Hd35(no_so)*(3.054e1 - 3.763e1*S(i,j,bj) +
266       <        1.892e2*S(j,bj)**2 + 3.041e2*S(j,bj)**3 -       <        1.892e2*S(i,j,bj)**2 + 3.041e2*S(i,j,bj)**3 -
267       <        1.540e3*S(j,bj)**4 - 9.586e2*S(j,bj)**5 +       <        1.540e3*S(i,j,bj)**4 - 9.586e2*S(i,j,bj)**5 +
268       <        2.939e3*S(j,bj)**6 + 1.219e3*S(j,bj)**7 -         <        2.939e3*S(i,j,bj)**6 + 1.219e3*S(i,j,bj)**7 -  
269       <        2.550e3*S(j,bj)**8 - 5.396e2*S(j,bj)**9 +       <        2.550e3*S(i,j,bj)**8 - 5.396e2*S(i,j,bj)**9 +
270       <        8.119e2*S(j,bj)**10)       <        8.119e2*S(i,j,bj)**10)
271       <            /(2*PI*rSphere*rSphere*22.3) )       <            /(2*PI*rSphere*rSphere*22.3) )
272            ELSE            ELSE
273               Qnet(i,j,bi,bj) = 0.               Qnet(i,j,bi,bj) = 0.
# Line 238  c     Freshwater Flux = Div(atmospheric Line 277  c     Freshwater Flux = Div(atmospheric
277  c---  conversion of E-P from kg/(s m^2) -> m/s -> psu/s: 1e-3*35/delZ(1)  c---  conversion of E-P from kg/(s m^2) -> m/s -> psu/s: 1e-3*35/delZ(1)
278  #ifdef EBM_VERSION_1BASIN  #ifdef EBM_VERSION_1BASIN
279            EmPmR(i,j,bi,bj) = -1.e-3*Fw35(no_so)            EmPmR(i,j,bi,bj) = -1.e-3*Fw35(no_so)
280       <    *(-0.8454e5*S(j,bj)**14 + 0.5367e5*S(j,bj)**13       <    *(-0.8454e5*S(i,j,bj)**14 + 0.5367e5*S(i,j,bj)**13
281       <    +3.3173e5*S(j,bj)**12 - 1.8965e5*S(j,bj)**11       <    +3.3173e5*S(i,j,bj)**12 - 1.8965e5*S(i,j,bj)**11
282       <    -5.1701e5*S(j,bj)**10       <    -5.1701e5*S(i,j,bj)**10
283       <    +2.6240e5*S(j,bj)**9 + 4.077e5*S(j,bj)**8 - 1.791e5*S(j,bj)**7       <    +2.6240e5*S(i,j,bj)**9 + 4.077e5*S(i,j,bj)**8
284       <    -1.7231e5*S(j,bj)**6 + 0.6229e5*S(j,bj)**5       <    -1.791e5*S(i,j,bj)**7
285       <    +0.3824e5*S(j,bj)**4       <    -1.7231e5*S(i,j,bj)**6 + 0.6229e5*S(i,j,bj)**5
286       <    -0.1017e5*S(j,bj)**3 - 0.0387e5*S(j,bj)**2       <    +0.3824e5*S(i,j,bj)**4
287       <    +0.00562e5*S(j,bj)  + 0.0007743e5)       <    -0.1017e5*S(i,j,bj)**3 - 0.0387e5*S(i,j,bj)**2
288         <    +0.00562e5*S(i,j,bj)  + 0.0007743e5)
289       <    /(2.0*12.0*PI*rSphere*rSphere)       <    /(2.0*12.0*PI*rSphere*rSphere)
290  c             EmPmR(i,j,bi,bj) = 1.e-3*Fw35(no_so)  c             EmPmR(i,j,bi,bj) = 1.e-3*Fw35(no_so)
291  c     <            *(50.0 + 228.0*S(j,bj) -1.593e3*S(j,bj)**2  c     <            *(50.0 + 228.0*S(i,j,bj) -1.593e3*S(i,j,bj)**2
292  c     <            - 2.127e3*S(j,bj)**3 + 7.3e3*S(j,bj)**4  c     <            - 2.127e3*S(i,j,bj)**3 + 7.3e3*S(i,j,bj)**4
293  c     <            + 5.799e3*S(j,bj)**5 - 1.232e4*S(j,bj)**6  c     <            + 5.799e3*S(i,j,bj)**5 - 1.232e4*S(i,j,bj)**6
294  c     <            - 6.389e3*S(j,bj)**7 + 9.123e3*S(j,bj)**8  c     <            - 6.389e3*S(i,j,bj)**7 + 9.123e3*S(i,j,bj)**8
295  c     <            + 2.495e3*S(j,bj)**9 - 2.567e3*S(j,bj)**10)  c     <            + 2.495e3*S(i,j,bj)**9 - 2.567e3*S(i,j,bj)**10)
296  c     <            /(2*PI*rSphere*rSphere*15.0)  c     <            /(2*PI*rSphere*rSphere*15.0)
297  #else  #else
298            IF (yC(i,j,bi,bj) .LT. -40.) THEN            IF (yC(i,j,bi,bj) .LT. -40.) THEN
299  c--   Southern Hemisphere  c--   Southern Hemisphere
300             EmPmR(i,j,bi,bj) = -1.e-3*(Fw35(no_so)*             EmPmR(i,j,bi,bj) = -1.e-3*(Fw35(no_so)*
301       <            (-6.5 + 35.3 + 71.7*S(j,bj)         <            (-6.5 + 35.3 + 71.7*S(i,j,bj)  
302       <           - 1336.3*S(j,bj)**2 - 425.8*S(j,bj)**3       <           - 1336.3*S(i,j,bj)**2 - 425.8*S(i,j,bj)**3
303       <           + 5434.8*S(j,bj)**4 + 707.9*S(j,bj)**5       <           + 5434.8*S(i,j,bj)**4 + 707.9*S(i,j,bj)**5
304       <           - 6987.7*S(j,bj)**6 - 360.4*S(j,bj)**7       <           - 6987.7*S(i,j,bj)**6 - 360.4*S(i,j,bj)**7
305       <           + 2855.0*S(j,bj)**8)       <           + 2855.0*S(i,j,bj)**8)
306       <            /(2*PI*rSphere*rSphere*18.0))       <            /(2*PI*rSphere*rSphere*18.0))
307            ELSE            ELSE
308  c--   Atlantic  c--   Atlantic
309             IF (xC(i,j,bi,bj) .GT. 284.             IF (xC(i,j,bi,bj) .GT. 284.
310       <      .OR. xC(i,j,bi,bj) .LT. 28.) THEN       <      .OR. xC(i,j,bi,bj) .LT. 28.) THEN
311                EmPmR(i,j,bi,bj) = -1.e-3*(Fw35(no_so)*                EmPmR(i,j,bi,bj) = -1.e-3*(Fw35(no_so)*
312       <             (-6.5 -2.878 + 3.157e2*S(j,bj) -       <             (-6.5 -2.878 + 3.157e2*S(i,j,bj) -
313       <             2.388e3*S(j,bj)**2 - 4.101e3*S(j,bj)**3 +       <             2.388e3*S(i,j,bj)**2 - 4.101e3*S(i,j,bj)**3 +
314       <             1.963e4*S(j,bj)**4 + 1.534e4*S(j,bj)**5 -       <             1.963e4*S(i,j,bj)**4 + 1.534e4*S(i,j,bj)**5 -
315       <             6.556e4*S(j,bj)**6 - 2.478e4*S(j,bj)**7 +       <             6.556e4*S(i,j,bj)**6 - 2.478e4*S(i,j,bj)**7 +
316       <             1.083e5*S(j,bj)**8 + 1.85e4*S(j,bj)**9 -       <             1.083e5*S(i,j,bj)**8 + 1.85e4*S(i,j,bj)**9 -
317       <             8.703e4*S(j,bj)**10 - 5.276e3*S(j,bj)**11 +       <             8.703e4*S(i,j,bj)**10 - 5.276e3*S(i,j,bj)**11 +
318       <             2.703e4*S(j,bj)**12)       <             2.703e4*S(i,j,bj)**12)
319       <             /(2*PI*rSphere*rSphere*12.0))       <             /(2*PI*rSphere*rSphere*12.0))
320             ELSE             ELSE
321  c--   Pacific  c--   Pacific
322                EmPmR(i,j,bi,bj) = -1.e-3*(Fw35(no_so)                EmPmR(i,j,bi,bj) = -1.e-3*(Fw35(no_so)
323       <             *(-6.5 +51.89 + 4.916e2*S(j,bj) -       <             *(-6.5 +51.89 + 4.916e2*S(i,j,bj) -
324       <             1.041e3*S(j,bj)**2 - 7.546e3*S(j,bj)**3 +       <             1.041e3*S(i,j,bj)**2 - 7.546e3*S(i,j,bj)**3 +
325       <             2.335e3*S(j,bj)**4 + 3.449e4*S(j,bj)**5 +       <             2.335e3*S(i,j,bj)**4 + 3.449e4*S(i,j,bj)**5 +
326       <             6.702e3*S(j,bj)**6 - 6.601e4*S(j,bj)**7 -       <             6.702e3*S(i,j,bj)**6 - 6.601e4*S(i,j,bj)**7 -
327       <             2.594e4*S(j,bj)**8 + 5.652e4*S(j,bj)**9 +       <             2.594e4*S(i,j,bj)**8 + 5.652e4*S(i,j,bj)**9 +
328       <             2.738e4*S(j,bj)**10 - 1.795e4*S(j,bj)**11 -       <             2.738e4*S(i,j,bj)**10 - 1.795e4*S(i,j,bj)**11 -
329       <             9.486e3*S(j,bj)**12)       <             9.486e3*S(i,j,bj)**12)
330       <             /(2*PI*rSphere*rSphere*12.0))       <             /(2*PI*rSphere*rSphere*12.0))
331             ENDIF             ENDIF
332            ENDIF            ENDIF
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