/[MITgcm]/MITgcm/pkg/thsice/thsice_main.F
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revision 1.1 by jmc, Sun Nov 23 01:20:13 2003 UTC revision 1.20 by jmc, Thu Jun 11 19:23:54 2009 UTC
# Line 2  C $Header$ Line 2  C $Header$
2  C $Name$  C $Name$
3    
4  #include "THSICE_OPTIONS.h"  #include "THSICE_OPTIONS.h"
5    
6    CBOP
7  C     !ROUTINE: THSICE_MAIN  C     !ROUTINE: THSICE_MAIN
8  C     !INTERFACE:  C     !INTERFACE:
9        SUBROUTINE THSICE_MAIN(        SUBROUTINE THSICE_MAIN(
10       I                        myTime, myIter, myThid )       I                        myTime, myIter, myThid )
11    C     !DESCRIPTION: \bv
12  C     *==========================================================*  C     *==========================================================*
13  C     | SUBROUTINE  THSICE_MAIN              C     | S/R  THSICE_MAIN
14  C     | o Therm_SeaIce main routine.  C     | o Therm_SeaIce main routine.
15  C     |   step forward Thermodynamic_SeaIce variables and modify  C     |   step forward Thermodynamic_SeaIce variables and modify
16  C     |    ocean surface forcing accordingly.  C     |    ocean surface forcing accordingly.
17  C     *==========================================================*  C     *==========================================================*
18    
19  C     !USES:  C     !USES:
20        IMPLICIT NONE        IMPLICIT NONE
21    
22  C     === Global variables ===  C     === Global variables ===
23  #include "SIZE.h"  #include "SIZE.h"
24  #include "EEPARAMS.h"  #include "EEPARAMS.h"
25  #include "PARAMS.h"  #include "PARAMS.h"
26    #include "GRID.h"
27    #include "SURFACE.h"
28    #include "DYNVARS.h"
29  #include "FFIELDS.h"  #include "FFIELDS.h"
30  #include "THSICE_PARAMS.h"  #include "THSICE_PARAMS.h"
31  #include "THSICE.h"  #include "THSICE_VARS.h"
32    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
33    # include "tamc.h"
34    # include "tamc_keys.h"
35    #endif
36    
37  C     !INPUT/OUTPUT PARAMETERS:  C     !INPUT/OUTPUT PARAMETERS:
38  C     === Routine arguments ===  C     === Routine arguments ===
39  C     myIter :: iteration counter for this thread  C     myTime    :: Current time in simulation (s)
40  C     myTime :: time counter for this thread  C     myIter    :: Current iteration number
41  C     myThid :: thread number for this instance of the routine.  C     myThid    :: My Thread Id. number
42        _RL  myTime        _RL     myTime
43        INTEGER myIter        INTEGER myIter
44        INTEGER myThid        INTEGER myThid
45    CEOP
46    
47  #ifdef ALLOW_THSICE  #ifdef ALLOW_THSICE
48  C     !LOCAL VARIABLES:  C     !LOCAL VARIABLES:
# Line 40  C     === Local variables === Line 51  C     === Local variables ===
51        INTEGER bi,bj        INTEGER bi,bj
52        INTEGER iMin, iMax        INTEGER iMin, iMax
53        INTEGER jMin, jMax        INTEGER jMin, jMax
54          _RL prcAtm(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
55    c     _RL evpAtm(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
56    c     _RL flxAtm(1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
57    c     _RL flxSW (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy)
58    
59        _RL tauFac        _RL tauFac
60    
61  C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|  C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
62    
63        IF ( stressReduction.GT. 0. _d 0 ) THEN        IF ( stressReduction.GT. 0. _d 0 ) THEN
64         iMin = 1-Olx  C-     needs new Ice Fraction in halo region to apply wind-stress reduction
65         iMax = sNx+Olx-1         iMin = 1-OLx
66         jMin = 1-Oly         iMax = sNx+OLx-1
67         jMax = sNy+Oly-1         jMin = 1-OLy
68           jMax = sNy+OLy-1
69    #ifdef ATMOSPHERIC_LOADING
70          ELSEIF ( useRealFreshWaterFlux .AND. .NOT.useSEAICE ) THEN
71    C-     needs sea-ice loading in part of the halo regions for grad.Phi0surf
72    C      to be valid at the boundaries ( d/dx 1:sNx+1 ; d/dy 1:sNy+1 )
73           iMin = 0
74           iMax = sNx+1
75           jMin = 0
76           jMax = sNy+1
77    #endif /* ATMOSPHERIC_LOADING */
78        ELSE        ELSE
79         iMin = 1         iMin = 1
80         iMax = sNx         iMax = sNx
# Line 59  C---+----1----+----2----+----3----+----4 Line 84  C---+----1----+----2----+----3----+----4
84    
85        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)        DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)
86         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)         DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)
87           CALL THSICE_STEP_FWD(  
88       I                     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
89              act1 = bi - myBxLo(myThid)
90              max1 = myBxHi(myThid) - myBxLo(myThid) + 1
91              act2 = bj - myByLo(myThid)
92              max2 = myByHi(myThid) - myByLo(myThid) + 1
93              act3 = myThid - 1
94              max3 = nTx*nTy
95              act4 = ikey_dynamics - 1
96              iicekey = (act1 + 1) + act2*max1
97         &                         + act3*max1*max2
98         &                         + act4*max1*max2*max3
99    #endif /* ALLOW_AUTODIFF_TAMC */
100    
101    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
102    CADJ STORE ocefwfx(:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=iicekey, byte=isbyte
103    CADJ STORE oceqnet(:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=iicekey, byte=isbyte
104    CADJ STORE ocesflx(:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=iicekey, byte=isbyte
105    # ifdef ALLOW_EXF
106    CADJ STORE qsw(:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=iicekey, byte=isbyte
107    # endif
108    #endif
109    
110    C--     Mixed layer thickness: take the 1rst layer
111    #ifdef NONLIN_FRSURF
112            IF ( staggerTimeStep .AND. nonlinFreeSurf.GT.0 ) THEN
113             IF ( select_rStar.GT.0 ) THEN
114              DO j=1-OLy,sNy+OLy
115               DO i=1-OLx,sNx+OLx
116                 hOceMxL(i,j,bi,bj) = drF(1)*h0FacC(i,j,1,bi,bj)
117         &                                  *rStarFacC(i,j,bi,bj)
118               ENDDO
119              ENDDO
120             ELSE
121              DO j=1-OLy,sNy+OLy
122               DO i=1-OLx,sNx+OLx
123                IF ( ksurfC(i,j,bi,bj).EQ.1 ) THEN
124                 hOceMxL(i,j,bi,bj) = drF(1)*hFac_surfC(i,j,bi,bj)
125                ELSE
126                 hOceMxL(i,j,bi,bj) = drF(1)*hFacC(i,j,1,bi,bj)
127                ENDIF
128               ENDDO
129              ENDDO
130             ENDIF
131            ELSE
132    #else /* ndef NONLIN_FRSURF */
133            IF (.TRUE.) THEN
134    #endif /* NONLIN_FRSURF */
135              DO j=1-OLy,sNy+OLy
136               DO i=1-OLx,sNx+OLx
137                 hOceMxL(i,j,bi,bj) = drF(1)*hFacC(i,j,1,bi,bj)
138               ENDDO
139              ENDDO
140            ENDIF
141    
142    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
143    CADJ STORE uvel (:,:,1,bi,bj) = comlev1_bibj, key=iicekey, byte=isbyte
144    CADJ STORE vvel (:,:,1,bi,bj) = comlev1_bibj, key=iicekey, byte=isbyte
145    #endif
146    
147            DO j = jMin, jMax
148             DO i = iMin, iMax
149              tOceMxL(i,j,bi,bj) = theta(i,j,1,bi,bj)
150              sOceMxL(i,j,bi,bj) = salt (i,j,1,bi,bj)
151              v2ocMxL(i,j,bi,bj) =
152         &              ( uvel(i,j,1,bi,bj)*uvel(i,j,1,bi,bj)
153         &              + uvel(i+1,j,1,bi,bj)*uvel(i+1,j,1,bi,bj)
154         &              + vvel(i,j+1,1,bi,bj)*vvel(i,j+1,1,bi,bj)
155         &              + vvel(i,j,1,bi,bj)*vvel(i,j,1,bi,bj)
156         &              )*0.5 _d 0
157              prcAtm(i,j) = 0.
158              icFrwAtm(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
159              icFlxAtm(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
160              icFlxSW (i,j,bi,bj) = 0. _d 0
161              snowPrc(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
162              siceAlb(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
163             ENDDO
164            ENDDO
165    
166    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
167    CADJ STORE iceMask = comlev1, key = iicekey
168    CADJ STORE iceHeight  = comlev1, key = iicekey
169    CADJ STORE snowHeight = comlev1, key = iicekey
170    CADJ STORE Tsrf    = comlev1, key = iicekey
171    CADJ STORE Qice1   = comlev1, key = iicekey
172    CADJ STORE Qice2   = comlev1, key = iicekey
173    CADJ STORE snowAge = comlev1, key = iicekey
174    CADJ STORE snowPrc  = comlev1, key = iicekey
175    
176    CADJ STORE hOceMxL = comlev1, key = iicekey
177    CADJ STORE tOceMxL = comlev1, key = iicekey
178    CADJ STORE sOceMxL = comlev1, key = iicekey
179    CADJ STORE v2ocMxL = comlev1, key = iicekey
180    
181    CADJ STORE empmr   = comlev1, key = iicekey
182    CADJ STORE qnet    = comlev1, key = iicekey
183    #endif
184    
185    C-      do sea-ice advection before getting surface fluxes
186    C Note: will inline this S/R once thSIce in Atmos. set-up is settled
187            IF ( thSIceAdvScheme.GT.0 )
188         &   CALL THSICE_DO_ADVECT(
189         I                   bi,bj, myTime, myIter, myThid )
190    
191    #ifdef ALLOW_BULK_FORCE
192            IF ( useBulkforce ) THEN
193             CALL THSICE_GET_PRECIP(
194         I                  iceMask,
195         O                  prcAtm, snowPrc(1-OLx,1-OLy,bi,bj),
196         O                  icFlxSW(1-OLx,1-OLy,bi,bj),
197         I                  iMin,iMax,jMin,jMax, bi,bj, myThid )
198            ENDIF
199    #endif
200    #ifdef ALLOW_EXF
201            IF ( useEXF ) THEN
202             CALL THSICE_MAP_EXF(
203         I                  iceMask,
204         O                  prcAtm, snowPrc(1-OLx,1-OLy,bi,bj),
205         O                  icFlxSW(1-OLx,1-OLy,bi,bj),
206         I                  iMin,iMax,jMin,jMax, bi,bj, myThid )
207            ENDIF
208    #endif
209    
210            CALL THSICE_STEP_TEMP(
211         I                     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
212         I                     myTime, myIter, myThid )
213    
214    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
215    CADJ STORE empmr, qnet = comlev1, key = iicekey
216    CADJ STORE iceMask = comlev1, key = iicekey
217    CADJ STORE iceHeight  = comlev1, key = iicekey
218    CADJ STORE snowHeight = comlev1, key = iicekey
219    CADJ STORE Tsrf    = comlev1, key = iicekey
220    CADJ STORE Qice1   = comlev1, key = iicekey
221    CADJ STORE Qice2   = comlev1, key = iicekey
222    CADJ STORE snowAge = comlev1, key = iicekey
223    #endif
224    
225            CALL THSICE_STEP_FWD(
226         I                     bi, bj, iMin, iMax, jMin, jMax,
227         I                     prcAtm,
228       I                     myTime, myIter, myThid )       I                     myTime, myIter, myThid )
229           IF ( thSIce_taveFreq .GT. 0. _d 0 )  
230       &   CALL THSICE_AVE( bi,bj, mythid )          CALL THSICE_AVE(
231         I                     bi,bj, myTime, myIter, myThid )
232    
233  c      ENDDO  c      ENDDO
234  c     ENDDO  c     ENDDO
235    
236  c       IF ( .FALSE. ) THEN  C--   note: If useSEAICE=.true., the stress is computed in seaice_model,
237    C--   and stressReduction is always set to zero
238    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
239    CADJ STORE fu(:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=iicekey, byte=isbyte
240    CADJ STORE fv(:,:,bi,bj) = comlev1_bibj, key=iicekey, byte=isbyte
241    #endif
242          IF ( stressReduction.GT. 0. _d 0 ) THEN          IF ( stressReduction.GT. 0. _d 0 ) THEN
243           DO j = jMin, jMax            DO j = jMin, jMax
244            DO i = iMin+1,iMax             DO i = iMin+1,iMax
245              tauFac = stressReduction              tauFac = stressReduction
246       &             *(iceMask(i-1,j,bi,bj)+iceMask(i,j,bi,bj))*0.5 _d 0       &             *(iceMask(i-1,j,bi,bj)+iceMask(i,j,bi,bj))*0.5 _d 0
247              fu(i,j,bi,bj) = (1. _d 0 - tauFac)*fu(i,j,bi,bj)              fu(i,j,bi,bj) = (1. _d 0 - tauFac)*fu(i,j,bi,bj)
248               ENDDO
249            ENDDO            ENDDO
250           ENDDO            DO j = jMin+1, jMax
251           DO j = jMin+1, jMax             DO i = iMin, iMax
           DO i = iMin, iMax  
252              tauFac = stressReduction              tauFac = stressReduction
253       &             *(iceMask(i,j-1,bi,bj)+iceMask(i,j,bi,bj))*0.5 _d 0       &             *(iceMask(i,j-1,bi,bj)+iceMask(i,j,bi,bj))*0.5 _d 0
254              fv(i,j,bi,bj) = (1. _d 0 - tauFac)*fv(i,j,bi,bj)              fv(i,j,bi,bj) = (1. _d 0 - tauFac)*fv(i,j,bi,bj)
255               ENDDO
256            ENDDO            ENDDO
          ENDDO  
257          ENDIF          ENDIF
258    
259  C--  end bi,bj loop  C--  end bi,bj loop
260         ENDDO         ENDDO
261        ENDDO        ENDDO
262    
263    C     add a small piece of code to check AddFluid implementation:
264    c#include "thsice_test_addfluid.h"
265    
266          IF ( useSEAICE .OR. thSIceAdvScheme.GT.0 ) THEN
267    C--   Exchange fields that are advected by seaice dynamics
268            _EXCH_XY_RL( iceMask, myThid )
269            _EXCH_XY_RL( iceHeight, myThid )
270            _EXCH_XY_RL( snowHeight, myThid )
271            _EXCH_XY_RL( Qice1, myThid )
272            _EXCH_XY_RL( Qice2, myThid )
273    #ifdef ATMOSPHERIC_LOADING
274            IF (useRealFreshWaterFlux)
275         &  _EXCH_XY_RS( sIceLoad, myThid )
276    #endif
277          ENDIF
278    
279  C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|  C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
280  #endif  /*ALLOW_THSICE*/  #endif  /*ALLOW_THSICE*/
281    
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