New URL for NEMO forge!   http://forge.nemo-ocean.eu

Since March 2022 along with NEMO 4.2 release, the code development moved to a self-hosted GitLab.
This present forge is now archived and remained online for history.
sbcrnf.F90 in branches/UKMO/dev_r5518_GO6_starthour_obsoper/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC – NEMO

source: branches/UKMO/dev_r5518_GO6_starthour_obsoper/NEMOGCM/NEMO/OPA_SRC/SBC/sbcrnf.F90 @ 15603

Last change on this file since 15603 was 15603, checked in by mattmartin, 3 years ago

Updated NEMO branch for coupled NWP at GO6 to include stochastic model perturbations.
For more info see ticket: https://code.metoffice.gov.uk/trac/nwpscience/ticket/1125.

File size: 30.0 KB
Line 
1MODULE sbcrnf
2   !!======================================================================
3   !!                       ***  MODULE  sbcrnf  ***
4   !! Ocean forcing:  river runoff
5   !!=====================================================================
6   !! History :  OPA  ! 2000-11  (R. Hordoir, E. Durand)  NetCDF FORMAT
7   !!   NEMO     1.0  ! 2002-09  (G. Madec)  F90: Free form and module
8   !!            3.0  ! 2006-07  (G. Madec)  Surface module
9   !!            3.2  ! 2009-04  (B. Lemaire)  Introduce iom_put
10   !!            3.3  ! 2010-10  (R. Furner, G. Madec) runoff distributed over ocean levels
11   !!----------------------------------------------------------------------
12
13   !!----------------------------------------------------------------------
14   !!   sbc_rnf      : monthly runoffs read in a NetCDF file
15   !!   sbc_rnf_init : runoffs initialisation
16   !!   rnf_mouth    : set river mouth mask
17   !!----------------------------------------------------------------------
18   USE dom_oce         ! ocean space and time domain
19   USE phycst          ! physical constants
20   USE sbc_oce         ! surface boundary condition variables
21   USE sbcisf          ! PM we could remove it I think
22   USE closea          ! closed seas
23   USE fldread         ! read input field at current time step
24   USE in_out_manager  ! I/O manager
25   USE iom             ! I/O module
26   USE lib_mpp         ! MPP library
27   USE eosbn2
28   USE wrk_nemo        ! Memory allocation
29   USE timing
30
31   IMPLICIT NONE
32   PRIVATE
33
34   PUBLIC   sbc_rnf       ! routine call in sbcmod module
35   PUBLIC   sbc_rnf_div   ! routine called in divcurl module
36   PUBLIC   sbc_rnf_alloc ! routine call in sbcmod module
37   PUBLIC   sbc_rnf_init  ! (PUBLIC for TAM)
38   !                                                     !!* namsbc_rnf namelist *
39   CHARACTER(len=100)         ::   cn_dir          !: Root directory for location of rnf files
40   LOGICAL                    ::   ln_rnf_depth      !: depth       river runoffs attribute specified in a file
41   LOGICAL                    ::   ln_rnf_depth_ini  !: depth       river runoffs  computed at the initialisation
42   REAL(wp)                   ::   rn_rnf_max        !: maximum value of the runoff climatologie ( ln_rnf_depth_ini = .true )
43   REAL(wp)                   ::   rn_dep_max        !: depth over which runoffs is spread ( ln_rnf_depth_ini = .true )
44   INTEGER                    ::   nn_rnf_depth_file !: create (=1) a runoff depth file or not (=0)
45   LOGICAL                    ::   ln_rnf_tem      !: temperature river runoffs attribute specified in a file
46   LOGICAL           , PUBLIC ::   ln_rnf_sal      !: salinity    river runoffs attribute specified in a file
47   TYPE(FLD_N)       , PUBLIC ::   sn_rnf          !: information about the runoff file to be read
48   TYPE(FLD_N)                ::   sn_cnf          !: information about the runoff mouth file to be read
49   TYPE(FLD_N)                ::   sn_s_rnf        !: information about the salinities of runoff file to be read
50   TYPE(FLD_N)                ::   sn_t_rnf        !: information about the temperatures of runoff file to be read
51   TYPE(FLD_N)                ::   sn_dep_rnf      !: information about the depth which river inflow affects
52   LOGICAL           , PUBLIC ::   ln_rnf_mouth    !: specific treatment in mouths vicinity
53   REAL(wp)                   ::   rn_hrnf         !: runoffs, depth over which enhanced vertical mixing is used
54   REAL(wp)          , PUBLIC ::   rn_avt_rnf      !: runoffs, value of the additional vertical mixing coef. [m2/s]
55   REAL(wp)          , PUBLIC ::   rn_rfact        !: multiplicative factor for runoff
56   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   rn_avt_rnf0
57
58   LOGICAL           , PUBLIC ::   l_rnfcpl = .false.       ! runoffs recieved from oasis
59
60   INTEGER , PUBLIC  ::   nkrnf = 0         !: nb of levels over which Kz is increased at river mouths
61   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   rnfmsk              !: river mouth mask (hori.)
62   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:)     ::   rnfmsk_z            !: river mouth mask (vert.)
63   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   h_rnf               !: depth of runoff in m
64   INTEGER,  PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:)   ::   nk_rnf              !: depth of runoff in model levels
65   REAL(wp), PUBLIC, ALLOCATABLE, SAVE, DIMENSION(:,:,:) ::   rnf_tsc_b, rnf_tsc  !: before and now T & S runoff contents   [K.m/s & PSU.m/s]   
66
67   TYPE(FLD),        ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf_rnf       ! structure: river runoff (file information, fields read)
68   TYPE(FLD),        ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf_s_rnf     ! structure: river runoff salinity (file information, fields read) 
69   TYPE(FLD),        ALLOCATABLE, DIMENSION(:) ::   sf_t_rnf     ! structure: river runoff temperature (file information, fields read) 
70 
71   !! * Substitutions 
72#  include "domzgr_substitute.h90" 
73   !!----------------------------------------------------------------------
74   !! NEMO/OPA 3.3 , NEMO Consortium (2010)
75   !! $Id$
76   !! Software governed by the CeCILL licence     (NEMOGCM/NEMO_CeCILL.txt)
77   !!----------------------------------------------------------------------
78CONTAINS
79
80   INTEGER FUNCTION sbc_rnf_alloc()
81      !!----------------------------------------------------------------------
82      !!                ***  ROUTINE sbc_rnf_alloc  ***
83      !!----------------------------------------------------------------------
84      ALLOCATE( rnfmsk(jpi,jpj)         , rnfmsk_z(jpk)          ,     &
85         &      h_rnf (jpi,jpj)         , nk_rnf  (jpi,jpj)      ,     &
86         &      rnf_tsc_b(jpi,jpj,jpts) , rnf_tsc (jpi,jpj,jpts) , STAT=sbc_rnf_alloc )
87         !
88      IF( lk_mpp            )   CALL mpp_sum ( sbc_rnf_alloc )
89      IF( sbc_rnf_alloc > 0 )   CALL ctl_warn('sbc_rnf_alloc: allocation of arrays failed')
90   END FUNCTION sbc_rnf_alloc
91
92
93   SUBROUTINE sbc_rnf( kt )
94      !!----------------------------------------------------------------------
95      !!                  ***  ROUTINE sbc_rnf  ***
96      !!
97      !! ** Purpose :   Introduce a climatological run off forcing
98      !!
99      !! ** Method  :   Set each river mouth with a monthly climatology
100      !!                provided from different data.
101      !!                CAUTION : upward water flux, runoff forced to be < 0
102      !!
103      !! ** Action  :   runoff updated runoff field at time-step kt
104      !!----------------------------------------------------------------------
105      INTEGER, INTENT(in) ::   kt          ! ocean time step
106      !
107      INTEGER  ::   ji, jj    ! dummy loop indices
108      INTEGER  ::   z_err = 0 ! dummy integer for error handling
109      !!----------------------------------------------------------------------
110      REAL(wp), DIMENSION(:,:), POINTER       ::   ztfrz   ! freezing point used for temperature correction
111      !
112      CALL wrk_alloc( jpi,jpj, ztfrz)
113      !
114      !                                            !-------------------!
115      !                                            !   Update runoff   !
116      !                                            !-------------------!
117      !
118      IF( .NOT. l_rnfcpl )   CALL fld_read ( kt, nn_fsbc, sf_rnf   )    ! Read Runoffs data and provide it at kt
119      IF(   ln_rnf_tem   )   CALL fld_read ( kt, nn_fsbc, sf_t_rnf )    ! idem for runoffs temperature if required
120      IF(   ln_rnf_sal   )   CALL fld_read ( kt, nn_fsbc, sf_s_rnf )    ! idem for runoffs salinity    if required
121      !
122      IF( MOD( kt - 1, nn_fsbc ) == 0 ) THEN
123         !
124         IF( .NOT. l_rnfcpl )   rnf(:,:) = rn_rfact * ( sf_rnf(1)%fnow(:,:,1) )       ! updated runoff value at time step kt
125         CALL lbc_lnk(rnf(:,:), 'T', 1._wp)
126         !
127         !                                                     ! set temperature & salinity content of runoffs
128         IF( ln_rnf_tem ) THEN                                       ! use runoffs temperature data
129            rnf_tsc(:,:,jp_tem) = ( sf_t_rnf(1)%fnow(:,:,1) ) * rnf(:,:) * r1_rau0
130            WHERE( sf_t_rnf(1)%fnow(:,:,1) == -999._wp )             ! if missing data value use SST as runoffs temperature
131               rnf_tsc(:,:,jp_tem) = sst_m(:,:) * rnf(:,:) * r1_rau0
132            END WHERE
133            WHERE( sf_t_rnf(1)%fnow(:,:,1) == -222._wp )             ! where fwf comes from melting of ice shelves or iceberg
134               ztfrz(:,:) = -1.9 !tfreez( sss_m(:,:) ) !PM to be discuss (trouble if sensitivity study)
135               rnf_tsc(:,:,jp_tem) = ztfrz(:,:) * rnf(:,:) * r1_rau0 - rnf(:,:) * lfusisf * r1_rau0_rcp
136            END WHERE
137         ELSE                                                        ! use SST as runoffs temperature
138            rnf_tsc(:,:,jp_tem) = sst_m(:,:) * rnf(:,:) * r1_rau0
139         ENDIF
140         !                                                           ! use runoffs salinity data
141         IF( ln_rnf_sal )   rnf_tsc(:,:,jp_sal) = ( sf_s_rnf(1)%fnow(:,:,1) ) * rnf(:,:) * r1_rau0
142         !                                                           ! else use S=0 for runoffs (done one for all in the init)
143         CALL iom_put( "runoffs", rnf )         ! output runoffs arrays
144      ENDIF
145      !
146      !                                                ! ---------------------------------------- !
147      IF( kt == nit000 ) THEN                          !   set the forcing field at nit000 - 1    !
148         !                                             ! ---------------------------------------- !
149         IF( ln_rstart .AND.    &                               !* Restart: read in restart file
150            & iom_varid( numror, 'rnf_b', ldstop = .FALSE. ) > 0 ) THEN
151            IF(lwp .AND. nprint > 0) WRITE(numout,*) '          nit000-1 runoff forcing fields red in the restart file'
152            IF(nn_timing == 2)  CALL timing_start('iom_rstget')
153            CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'rnf_b', rnf_b )     ! before runoff
154            CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'rnf_hc_b', rnf_tsc_b(:,:,jp_tem) )   ! before heat content of runoff
155            CALL iom_get( numror, jpdom_autoglo, 'rnf_sc_b', rnf_tsc_b(:,:,jp_sal) )   ! before salinity content of runoff
156            IF(nn_timing == 2)  CALL timing_stop('iom_rstget')
157         ELSE                                                   !* no restart: set from nit000 values
158            IF(lwp) WRITE(numout,*) '          nit000-1 runoff forcing fields set to nit000'
159            rnf_b    (:,:  ) = rnf    (:,:  )
160            rnf_tsc_b(:,:,:) = rnf_tsc(:,:,:)
161         ENDIF
162
163         IF(lwp .AND. lflush) CALL flush(numout)
164
165      ENDIF
166      !                                                ! ---------------------------------------- !
167      IF( lrst_oce ) THEN                              !      Write in the ocean restart file     !
168         !                                             ! ---------------------------------------- !
169         IF(lwp .AND. nprint > 0) THEN
170            WRITE(numout,*)
171            WRITE(numout,*) 'sbcrnf : runoff forcing fields written in ocean restart file ',   &
172            &                    'at it= ', kt,' date= ', ndastp
173            WRITE(numout,*) '~~~~'
174            IF(lflush) CALL flush(numout)
175         ENDIF
176         IF(nn_timing == 2)  CALL timing_start('iom_rstput')
177         CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'rnf_b' , rnf )
178         CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'rnf_hc_b', rnf_tsc(:,:,jp_tem) )
179         CALL iom_rstput( kt, nitrst, numrow, 'rnf_sc_b', rnf_tsc(:,:,jp_sal) )
180         IF(nn_timing == 2)  CALL timing_stop('iom_rstput')
181      ENDIF
182      !
183      CALL wrk_dealloc( jpi,jpj, ztfrz)
184      !
185   END SUBROUTINE sbc_rnf
186
187
188   SUBROUTINE sbc_rnf_div( phdivn )
189      !!----------------------------------------------------------------------
190      !!                  ***  ROUTINE sbc_rnf  ***
191      !!
192      !! ** Purpose :   update the horizontal divergence with the runoff inflow
193      !!
194      !! ** Method  :
195      !!                CAUTION : rnf is positive (inflow) decreasing the
196      !!                          divergence and expressed in m/s
197      !!
198      !! ** Action  :   phdivn   decreased by the runoff inflow
199      !!----------------------------------------------------------------------
200      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), INTENT(inout) ::   phdivn   ! horizontal divergence
201      !!
202      INTEGER  ::   ji, jj, jk   ! dummy loop indices
203      REAL(wp) ::   zfact     ! local scalar
204      !!----------------------------------------------------------------------
205      !
206      zfact = 0.5_wp
207      !
208      IF( ln_rnf_depth .OR. ln_rnf_depth_ini ) THEN      !==   runoff distributed over several levels   ==!
209         IF( lk_vvl ) THEN             ! variable volume case
210            DO jj = 1, jpj                   ! update the depth over which runoffs are distributed
211               DO ji = 1, jpi
212                  h_rnf(ji,jj) = 0._wp
213                  DO jk = 1, nk_rnf(ji,jj)                           ! recalculates h_rnf to be the depth in metres
214                     h_rnf(ji,jj) = h_rnf(ji,jj) + fse3t(ji,jj,jk)   ! to the bottom of the relevant grid box
215                  END DO
216                  !                          ! apply the runoff input flow
217                  DO jk = 1, nk_rnf(ji,jj)
218                     phdivn(ji,jj,jk) = phdivn(ji,jj,jk) - ( rnf(ji,jj) + rnf_b(ji,jj) ) * zfact * r1_rau0 / h_rnf(ji,jj)
219                  END DO
220               END DO
221            END DO
222         ELSE                          ! constant volume case : just apply the runoff input flow
223            DO jj = 1, jpj
224               DO ji = 1, jpi
225                  DO jk = 1, nk_rnf(ji,jj)
226                     phdivn(ji,jj,jk) = phdivn(ji,jj,jk) - ( rnf(ji,jj) + rnf_b(ji,jj) ) * zfact * r1_rau0 / h_rnf(ji,jj)
227                  END DO
228               END DO
229            END DO
230         ENDIF
231      ELSE                       !==   runoff put only at the surface   ==!
232         IF( lk_vvl ) THEN              ! variable volume case
233            h_rnf(:,:) = fse3t(:,:,1)   ! recalculate h_rnf to be depth of top box
234         ENDIF
235         phdivn(:,:,1) = phdivn(:,:,1) - ( rnf(:,:) + rnf_b(:,:) ) * zfact * r1_rau0 / fse3t(:,:,1)
236      ENDIF
237      !
238   END SUBROUTINE sbc_rnf_div
239
240
241   SUBROUTINE sbc_rnf_init
242      !!----------------------------------------------------------------------
243      !!                  ***  ROUTINE sbc_rnf_init  ***
244      !!
245      !! ** Purpose :   Initialisation of the runoffs if (ln_rnf=T)
246      !!
247      !! ** Method  : - read the runoff namsbc_rnf namelist
248      !!
249      !! ** Action  : - read parameters
250      !!----------------------------------------------------------------------
251      CHARACTER(len=32) ::   rn_dep_file   ! runoff file name
252      INTEGER           ::   ji, jj, jk, jm    ! dummy loop indices
253      INTEGER           ::   ierror, inum  ! temporary integer
254      INTEGER           ::   ios           ! Local integer output status for namelist read
255      INTEGER           ::   nbrec         ! temporary integer
256      REAL(wp)          ::   zacoef 
257      REAL(wp), DIMENSION(12)                 :: zrec             ! times records
258      REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE :: zrnfcl   
259      REAL(wp), DIMENSION(:,:  ), ALLOCATABLE :: zrnf
260      !
261      NAMELIST/namsbc_rnf/ cn_dir            , ln_rnf_depth, ln_rnf_tem, ln_rnf_sal,   &
262         &                 sn_rnf, sn_cnf    , sn_s_rnf    , sn_t_rnf  , sn_dep_rnf,   &
263         &                 ln_rnf_mouth      , rn_hrnf     , rn_avt_rnf, rn_rfact,     &
264         &                 ln_rnf_depth_ini  , rn_dep_max  , rn_rnf_max, nn_rnf_depth_file
265      !!----------------------------------------------------------------------
266      !
267      !                                         !==  allocate runoff arrays
268      IF( sbc_rnf_alloc() /= 0 )   CALL ctl_stop( 'STOP', 'sbc_rnf_alloc : unable to allocate arrays' )
269      !
270      IF( .NOT. ln_rnf ) THEN                      ! no specific treatment in vicinity of river mouths
271         ln_rnf_mouth  = .FALSE.                   ! default definition needed for example by sbc_ssr or by tra_adv_muscl
272         nkrnf         = 0
273         rnf     (:,:) = 0.0_wp
274         rnf_b   (:,:) = 0.0_wp
275         rnfmsk  (:,:) = 0.0_wp
276         rnfmsk_z(:)   = 0.0_wp
277         RETURN
278      ENDIF
279      !
280      !                                   ! ============
281      !                                   !   Namelist
282      !                                   ! ============
283      !
284      REWIND( numnam_ref )              ! Namelist namsbc_rnf in reference namelist : Runoffs
285      READ  ( numnam_ref, namsbc_rnf, IOSTAT = ios, ERR = 901)
286901   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namsbc_rnf in reference namelist', lwp )
287
288      REWIND( numnam_cfg )              ! Namelist namsbc_rnf in configuration namelist : Runoffs
289      READ  ( numnam_cfg, namsbc_rnf, IOSTAT = ios, ERR = 902 )
290902   IF( ios /= 0 ) CALL ctl_nam ( ios , 'namsbc_rnf in configuration namelist', lwp )
291      IF(lwm .AND. nprint > 2) WRITE ( numond, namsbc_rnf )
292      !
293      !                                         ! Control print
294      IF(lwp) THEN
295         WRITE(numout,*)
296         WRITE(numout,*) 'sbc_rnf : runoff '
297         WRITE(numout,*) '~~~~~~~ '
298         WRITE(numout,*) '   Namelist namsbc_rnf'
299         WRITE(numout,*) '      specific river mouths treatment            ln_rnf_mouth = ', ln_rnf_mouth
300         WRITE(numout,*) '      river mouth additional Kz                  rn_avt_rnf   = ', rn_avt_rnf
301         WRITE(numout,*) '      depth of river mouth additional mixing     rn_hrnf      = ', rn_hrnf
302         WRITE(numout,*) '      multiplicative factor for runoff           rn_rfact     = ', rn_rfact
303         IF(lflush) CALL flush(numout)
304      ENDIF
305      !                                   ! ==================
306      !                                   !   Type of runoff
307      !                                   ! ==================
308      !
309      IF( .NOT. l_rnfcpl ) THEN                   
310         ALLOCATE( sf_rnf(1), STAT=ierror )         ! Create sf_rnf structure (runoff inflow)
311         IF(lwp) WRITE(numout,*)
312         IF(lwp) WRITE(numout,*) '          runoffs inflow read in a file'
313         IF(lwp .AND. lflush) CALL flush(numout)
314         IF( ierror > 0 ) THEN
315            CALL ctl_stop( 'sbc_rnf: unable to allocate sf_rnf structure' )   ;   RETURN
316         ENDIF
317         ALLOCATE( sf_rnf(1)%fnow(jpi,jpj,1)   )
318         IF( sn_rnf%ln_tint ) ALLOCATE( sf_rnf(1)%fdta(jpi,jpj,1,2) )
319         CALL fld_fill( sf_rnf, (/ sn_rnf /), cn_dir, 'sbc_rnf_init', 'read runoffs data', 'namsbc_rnf' )
320      ENDIF
321      !
322      IF( ln_rnf_tem ) THEN                      ! Create (if required) sf_t_rnf structure
323         IF(lwp) WRITE(numout,*)
324         IF(lwp) WRITE(numout,*) '          runoffs temperatures read in a file'
325         IF(lwp .AND. lflush) CALL flush(numout)
326         ALLOCATE( sf_t_rnf(1), STAT=ierror  )
327         IF( ierror > 0 ) THEN
328            CALL ctl_stop( 'sbc_rnf_init: unable to allocate sf_t_rnf structure' )   ;   RETURN
329         ENDIF
330         ALLOCATE( sf_t_rnf(1)%fnow(jpi,jpj,1)   )
331         IF( sn_t_rnf%ln_tint ) ALLOCATE( sf_t_rnf(1)%fdta(jpi,jpj,1,2) )
332         CALL fld_fill (sf_t_rnf, (/ sn_t_rnf /), cn_dir, 'sbc_rnf_init', 'read runoff temperature data', 'namsbc_rnf' )
333      ENDIF
334      !
335      IF( ln_rnf_sal  ) THEN                     ! Create (if required) sf_s_rnf and sf_t_rnf structures
336         IF(lwp) WRITE(numout,*)
337         IF(lwp) WRITE(numout,*) '          runoffs salinities read in a file'
338         IF(lwp .AND. lflush) CALL flush(numout)
339         ALLOCATE( sf_s_rnf(1), STAT=ierror  )
340         IF( ierror > 0 ) THEN
341            CALL ctl_stop( 'sbc_rnf_init: unable to allocate sf_s_rnf structure' )   ;   RETURN
342         ENDIF
343         ALLOCATE( sf_s_rnf(1)%fnow(jpi,jpj,1)   )
344         IF( sn_s_rnf%ln_tint ) ALLOCATE( sf_s_rnf(1)%fdta(jpi,jpj,1,2) )
345         CALL fld_fill (sf_s_rnf, (/ sn_s_rnf /), cn_dir, 'sbc_rnf_init', 'read runoff salinity data', 'namsbc_rnf' )
346      ENDIF
347      !
348      IF( ln_rnf_depth ) THEN                    ! depth of runoffs set from a file
349         IF(lwp) WRITE(numout,*)
350         IF(lwp) WRITE(numout,*) '          runoffs depth read in a file'
351         IF(lwp .AND. lflush) CALL flush(numout)
352         rn_dep_file = TRIM( cn_dir )//TRIM( sn_dep_rnf%clname )
353         IF( .NOT. sn_dep_rnf%ln_clim ) THEN   ;   WRITE(rn_dep_file, '(a,"_y",i4)' ) TRIM( rn_dep_file ), nyear    ! add year
354            IF( sn_dep_rnf%cltype == 'monthly' )   WRITE(rn_dep_file, '(a,"m",i2)'  ) TRIM( rn_dep_file ), nmonth   ! add month
355         ENDIF
356         CALL iom_open ( rn_dep_file, inum )                           ! open file
357         CALL iom_get  ( inum, jpdom_data, sn_dep_rnf%clvar, h_rnf )   ! read the river mouth array
358         CALL iom_close( inum )                                        ! close file
359         !
360         nk_rnf(:,:) = 0                               ! set the number of level over which river runoffs are applied
361         DO jj = 1, jpj
362            DO ji = 1, jpi
363               IF( h_rnf(ji,jj) > 0._wp ) THEN
364                  jk = 2
365                  DO WHILE ( jk /= mbkt(ji,jj) .AND. gdept_0(ji,jj,jk) < h_rnf(ji,jj) ) ;  jk = jk + 1
366                  END DO
367                  nk_rnf(ji,jj) = jk
368               ELSEIF( h_rnf(ji,jj) == -1._wp   ) THEN   ;  nk_rnf(ji,jj) = 1
369               ELSEIF( h_rnf(ji,jj) == -999._wp ) THEN   ;  nk_rnf(ji,jj) = mbkt(ji,jj)
370               ELSE
371                  CALL ctl_stop( 'sbc_rnf_init: runoff depth not positive, and not -999 or -1, rnf value in file fort.999'  )
372                  WRITE(999,*) 'ji, jj, h_rnf(ji,jj) :', ji, jj, h_rnf(ji,jj)
373               ENDIF
374            END DO
375         END DO
376         DO jj = 1, jpj                                ! set the associated depth
377            DO ji = 1, jpi
378               h_rnf(ji,jj) = 0._wp
379               DO jk = 1, nk_rnf(ji,jj)
380                  h_rnf(ji,jj) = h_rnf(ji,jj) + fse3t(ji,jj,jk)
381               END DO
382            END DO
383         END DO
384         !
385      ELSE IF( ln_rnf_depth_ini ) THEN           ! runoffs applied at the surface
386         !
387         IF(lwp) WRITE(numout,*)
388         IF(lwp) WRITE(numout,*) '    depth of runoff computed once from max value of runoff'
389         IF(lwp) WRITE(numout,*) '    max value of the runoff climatologie (over global domain) rn_rnf_max = ', rn_rnf_max
390         IF(lwp) WRITE(numout,*) '    depth over which runoffs is spread                        rn_dep_max = ', rn_dep_max
391         IF(lwp) WRITE(numout,*) '     create (=1) a runoff depth file or not (=0)      nn_rnf_depth_file  = ', nn_rnf_depth_file
392         IF(lwp .AND. lflush) CALL flush(numout)
393
394         CALL iom_open( TRIM( sn_rnf%clname ), inum )    !  open runoff file
395         CALL iom_gettime( inum, zrec, kntime=nbrec)
396         ALLOCATE( zrnfcl(jpi,jpj,nbrec) )     ;      ALLOCATE( zrnf(jpi,jpj) )
397         DO jm = 1, nbrec
398            CALL iom_get( inum, jpdom_data, TRIM( sn_rnf%clvar ), zrnfcl(:,:,jm), jm )
399         END DO
400         CALL iom_close( inum )
401         zrnf(:,:) = MAXVAL( zrnfcl(:,:,:), DIM=3 )   !  maximum value in time
402         DEALLOCATE( zrnfcl )
403         !
404         h_rnf(:,:) = 1.
405         !
406         zacoef = rn_dep_max / rn_rnf_max            ! coef of linear relation between runoff and its depth (150m for max of runoff)
407         !
408         WHERE( zrnf(:,:) > 0._wp )  h_rnf(:,:) = zacoef * zrnf(:,:)   ! compute depth for all runoffs
409         !
410         DO jj = 1, jpj                     ! take in account min depth of ocean rn_hmin
411            DO ji = 1, jpi
412               IF( zrnf(ji,jj) > 0._wp ) THEN
413                  jk = mbkt(ji,jj)
414                  h_rnf(ji,jj) = MIN( h_rnf(ji,jj), gdept_0(ji,jj,jk ) )
415               ENDIF
416            END DO
417         END DO
418         !
419         nk_rnf(:,:) = 0                       ! number of levels on which runoffs are distributed
420         DO jj = 1, jpj
421            DO ji = 1, jpi
422               IF( zrnf(ji,jj) > 0._wp ) THEN
423                  jk = 2
424                  DO WHILE ( jk /= mbkt(ji,jj) .AND. gdept_0(ji,jj,jk) < h_rnf(ji,jj) ) ;  jk = jk + 1
425                  END DO
426                  nk_rnf(ji,jj) = jk
427               ELSE
428                  nk_rnf(ji,jj) = 1
429               ENDIF
430            END DO
431         END DO
432         !
433         DEALLOCATE( zrnf )
434         !
435         DO jj = 1, jpj                                ! set the associated depth
436            DO ji = 1, jpi
437               h_rnf(ji,jj) = 0._wp
438               DO jk = 1, nk_rnf(ji,jj)
439                  h_rnf(ji,jj) = h_rnf(ji,jj) + fse3t(ji,jj,jk)
440               END DO
441            END DO
442         END DO
443         !
444         IF( nn_rnf_depth_file == 1 ) THEN      !  save  output nb levels for runoff
445            IF(lwp) WRITE(numout,*) '              create runoff depht file'
446            IF(lwp .AND. lflush) CALL flush(numout)
447            CALL iom_open  ( TRIM( sn_dep_rnf%clname ), inum, ldwrt = .TRUE., kiolib = jprstlib )
448            CALL iom_rstput( 0, 0, inum, 'rodepth', h_rnf )
449            CALL iom_close ( inum )
450         ENDIF
451      ELSE                                       ! runoffs applied at the surface
452         nk_rnf(:,:) = 1
453         h_rnf (:,:) = fse3t(:,:,1)
454      ENDIF
455      !
456      rnf(:,:) =  0._wp                         ! runoff initialisation
457      rnf_tsc(:,:,:) = 0._wp                    ! runoffs temperature & salinty contents initilisation
458      !
459      !                                   ! ========================
460      !                                   !   River mouth vicinity
461      !                                   ! ========================
462      !
463      IF( ln_rnf_mouth ) THEN                   ! Specific treatment in vicinity of river mouths :
464         !                                      !    - Increase Kz in surface layers ( rn_hrnf > 0 )
465         !                                      !    - set to zero SSS damping (ln_ssr=T)
466         !                                      !    - mixed upstream-centered (ln_traadv_cen2=T)
467         !
468         ALLOCATE ( rn_avt_rnf0(jpi,jpj) )
469         rn_avt_rnf0(:,:) = rn_avt_rnf
470         !
471         IF ( ln_rnf_depth )   CALL ctl_warn( 'sbc_rnf_init: increased mixing turned on but effects may already',   &
472            &                                              'be spread through depth by ln_rnf_depth'               )
473         !
474         nkrnf = 0                                  ! Number of level over which Kz increase
475         IF( rn_hrnf > 0._wp ) THEN
476            nkrnf = 2
477            DO WHILE( nkrnf /= jpkm1 .AND. gdepw_1d(nkrnf+1) < rn_hrnf )   ;   nkrnf = nkrnf + 1
478            END DO
479            IF( ln_sco )   CALL ctl_warn( 'sbc_rnf: number of levels over which Kz is increased is computed for zco...' )
480         ENDIF
481         IF(lwp) WRITE(numout,*)
482         IF(lwp) WRITE(numout,*) '          Specific treatment used in vicinity of river mouths :'
483         IF(lwp) WRITE(numout,*) '             - Increase Kz in surface layers (if rn_hrnf > 0 )'
484         IF(lwp) WRITE(numout,*) '               by ', rn_avt_rnf,' m2/s  over ', nkrnf, ' w-levels'
485         IF(lwp) WRITE(numout,*) '             - set to zero SSS damping       (if ln_ssr=T)'
486         IF(lwp) WRITE(numout,*) '             - mixed upstream-centered       (if ln_traadv_cen2=T)'
487         IF(lwp .AND. lflush) CALL flush(numout)
488         !
489         CALL rnf_mouth                             ! set river mouth mask
490         !
491      ELSE                                      ! No treatment at river mouths
492         IF(lwp) WRITE(numout,*)
493         IF(lwp) WRITE(numout,*) '          No specific treatment at river mouths'
494         IF(lwp .AND. lflush) CALL flush(numout)
495         rnfmsk  (:,:) = 0._wp
496         rnfmsk_z(:)   = 0._wp
497         nkrnf = 0
498      ENDIF
499      !
500   END SUBROUTINE sbc_rnf_init
501
502
503   SUBROUTINE rnf_mouth
504      !!----------------------------------------------------------------------
505      !!                  ***  ROUTINE rnf_mouth  ***
506      !!
507      !! ** Purpose :   define the river mouths mask
508      !!
509      !! ** Method  :   read the river mouth mask (=0/1) in the river runoff
510      !!                climatological file. Defined a given vertical structure.
511      !!                CAUTION, the vertical structure is hard coded on the
512      !!                first 5 levels.
513      !!                This fields can be used to:
514      !!                 - set an upstream advection scheme
515      !!                   (ln_rnf_mouth=T and ln_traadv_cen2=T)
516      !!                 - increase vertical on the top nn_krnf vertical levels
517      !!                   at river runoff input grid point (nn_krnf>=2, see step.F90)
518      !!                 - set to zero SSS restoring flux at river mouth grid points
519      !!
520      !! ** Action  :   rnfmsk   set to 1 at river runoff input, 0 elsewhere
521      !!                rnfmsk_z vertical structure
522      !!----------------------------------------------------------------------
523      INTEGER            ::   inum        ! temporary integers
524      CHARACTER(len=140) ::   cl_rnfile   ! runoff file name
525      !!----------------------------------------------------------------------
526      !
527      IF(lwp) WRITE(numout,*)
528      IF(lwp) WRITE(numout,*) 'rnf_mouth : river mouth mask'
529      IF(lwp) WRITE(numout,*) '~~~~~~~~~ '
530      IF(lwp .AND. lflush) CALL flush(numout)
531      !
532      cl_rnfile = TRIM( cn_dir )//TRIM( sn_cnf%clname )
533      IF( .NOT. sn_cnf%ln_clim ) THEN   ;   WRITE(cl_rnfile, '(a,"_y",i4)' ) TRIM( cl_rnfile ), nyear    ! add year
534         IF( sn_cnf%cltype == 'monthly' )   WRITE(cl_rnfile, '(a,"m",i2)'  ) TRIM( cl_rnfile ), nmonth   ! add month
535      ENDIF
536      !
537      ! horizontal mask (read in NetCDF file)
538      CALL iom_open ( cl_rnfile, inum )                           ! open file
539      CALL iom_get  ( inum, jpdom_data, sn_cnf%clvar, rnfmsk )    ! read the river mouth array
540      CALL iom_close( inum )                                      ! close file
541      !
542      IF( nn_closea == 1 )   CALL clo_rnf( rnfmsk )               ! closed sea inflow set as ruver mouth
543      !
544      rnfmsk_z(:)   = 0._wp                                       ! vertical structure
545      rnfmsk_z(1)   = 1.0
546      rnfmsk_z(2)   = 1.0                                         ! **********
547      rnfmsk_z(3)   = 0.5                                         ! HARD CODED on the 5 first levels
548      rnfmsk_z(4)   = 0.25                                        ! **********
549      rnfmsk_z(5)   = 0.125
550      !
551   END SUBROUTINE rnf_mouth
552
553   !!======================================================================
554END MODULE sbcrnf
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.