/[MITgcm]/MITgcm_contrib/dgoldberg/streamice/streamice_adv_front.F
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revision 1.1 by heimbach, Thu Mar 29 15:59:21 2012 UTC revision 1.9 by dgoldberg, Wed Aug 27 19:29:13 2014 UTC
# Line 6  C $Name$ Line 6  C $Name$
6  C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|  C---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7-|--+----|
7    
8  CBOP  CBOP
9        SUBROUTINE STREAMICE_ADV_FRONT ( myThid, time_step )        SUBROUTINE STREAMICE_ADV_FRONT (
10         & myThid,
11         & time_step,
12         & hflux_x_si,
13         & hflux_y_si )
14    
15  C     /============================================================\  C     /============================================================\
16  C     | SUBROUTINE                                                 |    C     | SUBROUTINE                                                 |  
# Line 23  C     === Global variables === Line 27  C     === Global variables ===
27  #include "PARAMS.h"  #include "PARAMS.h"
28  #include "STREAMICE.h"  #include "STREAMICE.h"
29  #include "STREAMICE_ADV.h"  #include "STREAMICE_ADV.h"
30    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
31    # include "tamc.h"
32    #endif
33    
34        INTEGER myThid        INTEGER myThid
35        _RL time_step        _RL time_step
36          _RL hflux_x_SI (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,nSx,nSy)
37          _RL hflux_y_SI (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,nSx,nSy)
38    
39  #ifdef ALLOW_STREAMICE  #ifdef ALLOW_STREAMICE
40    
41        INTEGER i, j, bi, bj, k, n_flux, iter_count, iter_flag        INTEGER i, j, bi, bj, k, iter_count, iter_rpt
42        INTEGER Gi, Gj        INTEGER Gi, Gj
43        INTEGER new_partial(4)        INTEGER new_partial(4)
44          INTEGER ikey_front, ikey_1
45          _RL iter_flag
46          _RL n_flux_1, n_flux_2
47        _RL href, rho, partial_vol, tot_flux, hpot        _RL href, rho, partial_vol, tot_flux, hpot
48          CHARACTER*(MAX_LEN_MBUF) msgBuf
49          _RL hflux_x_SI2 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,nSx,nSy)
50          _RL hflux_y_SI2 (1-OLx:sNx+OLx,1-OLy:sNy+OLy,nSx,nSy)
51    
52    
53        rho = streamice_density        rho = streamice_density
54        iter_count = 0  cph      iter_count = 0
55        iter_flag = 1        iter_flag = 1. _d 0
56          iter_rpt = 0
57    
58            DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)
59             DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)
60              DO j=1-OLy,sNy+OLy
61               DO i=1-OLx,sNx+OLx
62                hflux_x_SI2(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
63                hflux_y_SI2(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
64               ENDDO
65              ENDDO
66             ENDDO
67            ENDDO
68    
69    
70        DO WHILE (iter_flag .eq. 1)        DO iter_count = 0, 3
71          
72         iter_flag = 0  #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
73             ikey_front = (ikey_dynamics-1)*4 + iter_count + 1
74    CADJ STORE area_shelf_streamice
75    CADJ &     = comlev1_stream_front, key = ikey_front
76    CADJ STORE h_streamice
77    CADJ &     = comlev1_stream_front, key = ikey_front
78    CADJ STORE hflux_x_si
79    CADJ &     = comlev1_stream_front, key = ikey_front
80    CADJ STORE hflux_x_si2
81    CADJ &     = comlev1_stream_front, key = ikey_front
82    CADJ STORE hflux_y_si
83    CADJ &     = comlev1_stream_front, key = ikey_front
84    CADJ STORE hflux_y_si2
85    CADJ &     = comlev1_stream_front, key = ikey_front
86    CADJ STORE streamice_hmask
87    CADJ &     = comlev1_stream_front, key = ikey_front
88    CADJ STORE iter_flag
89    CADJ &     = comlev1_stream_front, key = ikey_front
90    #endif
91    
92           IF ( iter_flag .GT. 0. ) THEN
93    
94           iter_flag = 0. _d 0
95    
96         IF (iter_count .gt. 0) then         IF (iter_count .gt. 0) then
97          DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)          DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)
# Line 57  C     === Global variables === Line 108  C     === Global variables ===
108          ENDDO                  ENDDO        
109         ENDIF         ENDIF
110    
111         iter_count = iter_count + 1  !       iter_count = iter_count + 1
112           iter_rpt = iter_rpt + 1
113    
114         DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)         DO bj=myByLo(myThid),myByHi(myThid)
115          DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)          DO bi=myBxLo(myThid),myBxHi(myThid)
116    
117           DO j=1-1,sNy+1           DO j=1-1,sNy+1
118            Gj = (myYGlobalLo-1)+(bj-1)*sNy+j            Gj = (myYGlobalLo-1)+(bj-1)*sNy+j
119            IF ((Gj .ge. 1) .and. (Gj .le. Ny)) THEN            IF ((Gj .ge. 1) .and. (Gj .le. Ny)) THEN
120             DO i=1-1,sNx+1             DO i=1-1,sNx+1
121              Gi = (myXGlobalLo-1)+(bi-1)*sNx+i              Gi = (myXGlobalLo-1)+(bi-1)*sNx+i
122              IF ((Gi .ge. 1) .and. (Gi .le. Nx) .and.  
123    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
124              act1 = bi - myBxLo(myThid)
125              max1 = myBxHi(myThid) - myBxLo(myThid) + 1
126              act2 = bj - myByLo(myThid)
127              max2 = myByHi(myThid) - myByLo(myThid) + 1
128              act3 = myThid - 1
129              max3 = nTx*nTy
130              act4 = ikey_front - 1
131              ikey_1 = i + 1
132         &         + (sNx+2)*(j)
133         &         + (sNx+2)*(sNy+2)*act1
134         &         + (sNx+2)*(sNy+2)*max1*act2
135         &         + (sNx+2)*(sNy+2)*max1*max2*act3
136         &         + (sNx+2)*(sNy+2)*max1*max2*max3*act4
137    CADJ STORE area_shelf_streamice(i,j,bi,bj)
138    CADJ &     = comlev1_stream_ij, key = ikey_1
139    CADJ STORE h_streamice(i,j,bi,bj)
140    CADJ &     = comlev1_stream_ij, key = ikey_1
141    CADJ STORE hflux_x_si(i,j,bi,bj)
142    CADJ &     = comlev1_stream_ij, key = ikey_1
143    CADJ STORE hflux_y_si(i,j,bi,bj)
144    CADJ &     = comlev1_stream_ij, key = ikey_1
145    CADJ STORE streamice_hmask(i,j,bi,bj)
146    CADJ &     = comlev1_stream_ij, key = ikey_1
147    #endif
148    
149                IF (.not. STREAMICE_calve_to_mask .OR.
150         &       STREAMICE_calve_mask (i,j,bi,bj) .eq. 1.0) THEN
151    
152                IF ((Gi .ge. 1) .and. (Gi .le. Nx) .and.
153       &          (STREAMICE_Hmask(i,j,bi,bj).eq.0.0 .or.       &          (STREAMICE_Hmask(i,j,bi,bj).eq.0.0 .or.
154       &           STREAMICE_Hmask(i,j,bi,bj).eq.2.0)) THEN       &           STREAMICE_Hmask(i,j,bi,bj).eq.2.0)) THEN
155               n_flux = 0               n_flux_1 = 0. _d 0
156               href = 0. _d 0               href = 0. _d 0
157               tot_flux = 0. _d 0               tot_flux = 0. _d 0
158    
159    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
160    CADJ STORE hflux_x_SI(i,j,bi,bj)
161    CADJ &     = comlev1_stream_ij, key = ikey_1
162    #endif
163               IF (hflux_x_SI(i,j,bi,bj).gt. 0. _d 0) THEN               IF (hflux_x_SI(i,j,bi,bj).gt. 0. _d 0) THEN
164                n_flux = n_flux + 1                n_flux_1 = n_flux_1 + 1. _d 0
165                href = href + H_streamice(i-1,j,bi,bj)                href = href + H_streamice(i-1,j,bi,bj)
166                tot_flux = tot_flux + hflux_x_SI(i,j,bi,bj) *                tot_flux = tot_flux + hflux_x_SI(i,j,bi,bj) *
167       &         dxG(i,j,bi,bj) * time_step       &         dxG(i,j,bi,bj) * time_step
168                hflux_x_SI(i,j,bi,bj) = 0. _d 0                hflux_x_SI(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
169               ENDIF               ENDIF
170    
171    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
172    CADJ STORE hflux_x_SI(i,j,bi,bj)
173    CADJ &     = comlev1_stream_ij, key = ikey_1
174    #endif
175               IF (hflux_x_SI(i+1,j,bi,bj).lt. 0. _d 0) THEN               IF (hflux_x_SI(i+1,j,bi,bj).lt. 0. _d 0) THEN
176                n_flux = n_flux + 1                n_flux_1 = n_flux_1 + 1. _d 0
177                href = href + H_streamice(i+1,j,bi,bj)                href = href + H_streamice(i+1,j,bi,bj)
178                tot_flux = tot_flux - hflux_x_SI(i+1,j,bi,bj) *                tot_flux = tot_flux - hflux_x_SI(i+1,j,bi,bj) *
179       &         dxG(i+1,j,bi,bj) * time_step       &         dxG(i+1,j,bi,bj) * time_step
180                hflux_x_SI(i+1,j,bi,bj) = 0. _d 0                hflux_x_SI(i+1,j,bi,bj) = 0. _d 0
181               ENDIF               ENDIF
182    
183    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
184    CADJ STORE hflux_y_SI(i,j,bi,bj)
185    CADJ &     = comlev1_stream_ij, key = ikey_1
186    #endif
187               IF (hflux_y_SI(i,j,bi,bj).gt. 0. _d 0) THEN               IF (hflux_y_SI(i,j,bi,bj).gt. 0. _d 0) THEN
188                n_flux = n_flux + 1                n_flux_1 = n_flux_1 + 1. _d 0
189                href = href + H_streamice(i,j-1,bi,bj)                href = href + H_streamice(i,j-1,bi,bj)
190                tot_flux = tot_flux + hflux_y_SI(i,j,bi,bj) *                tot_flux = tot_flux + hflux_y_SI(i,j,bi,bj) *
191       &         dyG(i,j,bi,bj) * time_step       &         dyG(i,j,bi,bj) * time_step
192                hflux_y_SI(i,j,bi,bj) = 0. _d 0                hflux_y_SI(i,j,bi,bj) = 0. _d 0
193               ENDIF               ENDIF
194    
195    #ifdef ALLOW_AUTODIFF_TAMC
196    CADJ STORE hflux_y_SI(i,j,bi,bj)
197    CADJ &     = comlev1_stream_ij, key = ikey_1
198    #endif
199               IF (hflux_y_SI(i,j+1,bi,bj).lt. 0. _d 0) THEN               IF (hflux_y_SI(i,j+1,bi,bj).lt. 0. _d 0) THEN
200                n_flux = n_flux + 1                n_flux_1 = n_flux_1 + 1. _d 0
201                href = href + H_streamice(i,j+1,bi,bj)                href = href + H_streamice(i,j+1,bi,bj)
202                tot_flux = tot_flux - hflux_y_SI(i,j+1,bi,bj) *                tot_flux = tot_flux - hflux_y_SI(i,j+1,bi,bj) *
203       &         dyG(i,j+1,bi,bj) * time_step       &         dyG(i,j+1,bi,bj) * time_step
204                hflux_y_SI(i,j+1,bi,bj) = 0. _d 0                hflux_y_SI(i,j+1,bi,bj) = 0. _d 0
205               ENDIF               ENDIF
206    
207               IF (n_flux .gt. 0) THEN               IF (n_flux_1 .gt. 0.) THEN
208    
209                href = href / real(n_flux)                href = href / n_flux_1
210                partial_vol = H_streamice (i,j,bi,bj) *                partial_vol = H_streamice (i,j,bi,bj) *
211       &         area_shelf_streamice (i,j,bi,bj) + tot_flux       &         area_shelf_streamice (i,j,bi,bj) + tot_flux
212                hpot = partial_vol * recip_rA(i,j,bi,bj)                hpot = partial_vol * recip_rA(i,j,bi,bj)
# Line 119  C     === Global variables === Line 218  C     === Global variables ===
218       &           rA(i,j,bi,bj)       &           rA(i,j,bi,bj)
219                ELSEIF (hpot .lt. href) THEN ! cell still unfilled                ELSEIF (hpot .lt. href) THEN ! cell still unfilled
220    
221  !                PRINT *, "PARTIAL CELL INCREASED", tot_flux, i,  
 !      &         area_shelf_streamice (i,j,bi,bj),  
 !      &         H_streamice (i,j,bi,bj)  
222    
223                 STREAMICE_hmask (i,j,bi,bj) = 2.0                 STREAMICE_hmask (i,j,bi,bj) = 2.0
224                 area_shelf_streamice (i,j,bi,bj) = partial_vol / href                 area_shelf_streamice (i,j,bi,bj) = partial_vol / href
225                 H_streamice (i,j,bi,bj) = href                 H_streamice (i,j,bi,bj) = href
226                ELSE ! cell is filled - do overflow                ELSE ! cell is filled - do overflow
227    
228  !                PRINT *, "CELL FILLED"                
229    
230                 STREAMICE_hmask (i,j,bi,bj) = 1.0                 STREAMICE_hmask (i,j,bi,bj) = 1.0
231                 area_shelf_streamice(i,j,bi,bj) =                 area_shelf_streamice(i,j,bi,bj) =
232       &           rA(i,j,bi,bj)       &           rA(i,j,bi,bj)
233    
234                                 PRINT *, "GOT HERE OVERFLOW ", i,j,
235         &          area_shelf_streamice(i,j,bi,bj)
236                 partial_vol = partial_vol - href * rA(i,j,bi,bj)                 partial_vol = partial_vol - href * rA(i,j,bi,bj)
237    
238                 iter_flag  = 1                 iter_flag  = 1. _d 0
239    
240                 n_flux = 0 ;                 n_flux_2 = 0. _d 0 ;
241                 DO k=1,4                 DO k=1,4
242                  new_partial (:) = 0                  new_partial (:) = 0
243                 ENDDO                 ENDDO
244    
245                 DO k=1,2                 DO k=1,2
246                  IF (STREAMICE_ufacemask(i-1+k,j,bi,bj).eq.2.0) THEN  ! at a permanent calving boundary - no advance allowed                  IF ( (STREAMICE_ufacemask(i-1+k,j,bi,bj).eq.2.0) .or.
247                     n_flux = n_flux + 1       &            (STREAMICE_calve_to_mask .and.
248         &             STREAMICE_calve_mask(i+2*k-3,j,bi,bj).ne.1.0)
249         &             ) THEN  ! at a permanent calving boundary - no advance allowed
250                       n_flux_2 = n_flux_2 + 1. _d 0
251                  ELSEIF (STREAMICE_hmask(i+2*k-3,j,bi,bj).eq.0 _d 0) THEN ! adjacent cell is completely ice free                  ELSEIF (STREAMICE_hmask(i+2*k-3,j,bi,bj).eq.0 _d 0) THEN ! adjacent cell is completely ice free
252                     n_flux = n_flux + 1                     n_flux_2 = n_flux_2 + 1. _d 0
253                     new_partial (k) = 1                     new_partial (k) = 1
254                  ENDIF                  ENDIF
255                 ENDDO                 ENDDO
256                 DO k=1,2                 DO k=1,2
257                  IF (STREAMICE_vfacemask (i,j-1+k,bi,bj).eq.2.0) THEN                  IF ( (STREAMICE_vfacemask (i,j-1+k,bi,bj).eq.2.0) .or.
258                      n_flux = n_flux + 1       &            (STREAMICE_calve_to_mask .and.
259         &             STREAMICE_calve_mask(i,j+2*k-3,bi,bj).ne.1.0)
260         &             ) THEN  ! at a permanent calving boundary - no advance allowed
261                        n_flux_2 = n_flux_2 + 1. _d 0
262                  ELSEIF (STREAMICE_hmask(i,j+2*k-3,bi,bj).eq.0 _d 0) THEN                  ELSEIF (STREAMICE_hmask(i,j+2*k-3,bi,bj).eq.0 _d 0) THEN
263                      n_flux = n_flux + 1                      n_flux_2 = n_flux_2 + 1. _d 0
264                      new_partial (k+2) = 1                      new_partial (k+2) = 1
265                  ENDIF                  ENDIF
266                 ENDDO                 ENDDO
267    
268                 IF (n_flux .eq. 0) THEN ! there is nowhere to put the extra ice!                 IF (n_flux_2 .eq. 0.) THEN ! there is nowhere to put the extra ice!
269                  H_streamice(i,j,bi,bj) = href + partial_vol *                  H_streamice(i,j,bi,bj) = href + partial_vol *
270       &             recip_rA(i,j,bi,bj)       &             recip_rA(i,j,bi,bj)
271                 ELSE                 ELSE
# Line 170  C     === Global variables === Line 274  C     === Global variables ===
274                  DO k=1,2                  DO k=1,2
275                   IF (new_partial(k) .eq. 1) THEN                   IF (new_partial(k) .eq. 1) THEN
276                    hflux_x_SI2(i-1+k,j,bi,bj) =                    hflux_x_SI2(i-1+k,j,bi,bj) =
277       &             partial_vol/time_step/real(n_flux)/       &             partial_vol/time_step/n_flux_2/
278       &               dxG(i-1+k,j,bi,bj)       &               dxG(i-1+k,j,bi,bj)
279                   ENDIF                   ENDIF
280                  ENDDO                  ENDDO
# Line 178  C     === Global variables === Line 282  C     === Global variables ===
282                  DO k=1,2                  DO k=1,2
283                   IF (new_partial(k+2) .eq. 1) THEN                   IF (new_partial(k+2) .eq. 1) THEN
284                    hflux_y_SI2(i,j-1+k,bi,bj) =                    hflux_y_SI2(i,j-1+k,bi,bj) =
285       &             partial_vol/time_step/real(n_flux)/       &             partial_vol/time_step/n_flux_2/
286       &               dxG(i,j-1+k,bi,bj)       &               dxG(i,j-1+k,bi,bj)
287                   ENDIF                   ENDIF
288                  ENDDO                  ENDDO
# Line 186  C     === Global variables === Line 290  C     === Global variables ===
290                 ENDIF                 ENDIF
291                ENDIF                ENDIF
292               ENDIF               ENDIF
293    
294                ENDIF
295              ENDIF              ENDIF
296             ENDDO             ENDDO
297            ENDIF            ENDIF
298           ENDDO           ENDDO
299    c
300          ENDDO          ENDDO
301         ENDDO         ENDDO
302    c
303          ENDIF
304        ENDDO        ENDDO
305    
306        IF (iter_count.gt.1) THEN        IF (iter_rpt.gt.1) THEN
307         PRINT *, "FRONT ADVANCE: ", iter_count, " ITERATIONS"         WRITE(msgBuf,'(A,I5,A)') 'FRONT ADVANCE: ',iter_rpt,
308         &  ' ITERATIONS'
309           CALL PRINT_MESSAGE( msgBuf, standardMessageUnit,
310         &                     SQUEEZE_RIGHT , 1)      
311        ENDIF        ENDIF
312    
313    
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