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trunk/phylmd/Interface_surf/calcul_fluxs.f revision 101 by guez, Mon Jul 7 17:45:21 2014 UTC trunk/Sources/phylmd/Interface_surf/calcul_fluxs.f revision 134 by guez, Wed Apr 29 15:47:56 2015 UTC
# Line 4  module calcul_fluxs_m Line 4  module calcul_fluxs_m
4    
5  contains  contains
6    
7    SUBROUTINE calcul_fluxs( klon, knon, nisurf, dtime,  &    SUBROUTINE calcul_fluxs(nisurf, dtime, tsurf, p1lay, cal, beta, coef1lay, &
8         tsurf, p1lay, cal, beta, coef1lay, ps,  &         ps, qsurf, radsol, dif_grnd, t1lay, q1lay, u1lay, v1lay, petAcoef, &
9         precip_rain, precip_snow, snow, qsurf,  &         peqAcoef, petBcoef, peqBcoef, tsurf_new, evap, fluxlat, fluxsens, &
10         radsol, dif_grnd, t1lay, q1lay, u1lay, v1lay,  &         dflux_s, dflux_l)
        petAcoef, peqAcoef, petBcoef, peqBcoef,  &  
        tsurf_new, evap, fluxlat, fluxsens, dflux_s, dflux_l)  
11    
12      ! Cette routine calcule les fluxs en h et q à l'interface et une      ! Cette routine calcule les fluxs en h et q à l'interface et une
13      ! température de surface.      ! température de surface.
14    
15      ! L. Fairhead 4/2000      ! L. Fairhead April 2000
16    
17      ! input:      USE abort_gcm_m, ONLY: abort_gcm
18      ! knon nombre de points a traiter      USE indicesol, ONLY: is_ter
19      ! nisurf surface a traiter      USE fcttre, ONLY: dqsatl, dqsats, foede, foeew, qsatl, qsats, thermcep
20      ! tsurf temperature de surface      USE interface_surf, ONLY: run_off
21      ! p1lay pression 1er niveau (milieu de couche)      use nr_util, only: assert_eq
22      ! cal capacite calorifique du sol      USE suphec_m, ONLY: rcpd, rd, retv, rkappa, rlstt, rlvtt, rtt
23      ! beta evap reelle      USE yoethf_m, ONLY: r2es, r5ies, r5les, rvtmp2
24      ! coef1lay coefficient d'echange  
25      ! ps pression au sol      integer, intent(IN):: nisurf ! surface a traiter
26      ! precip_rain precipitations liquides      real, intent(IN):: dtime
27      ! precip_snow precipitations solides      real, intent(IN):: tsurf(:) ! (knon) temperature de surface
28      ! snow champs hauteur de neige      real, intent(IN):: p1lay(:) ! (knon) pression 1er niveau (milieu de couche)
29      ! runoff runoff en cas de trop plein      real, intent(IN):: cal(:) ! (knon) capacité calorifique du sol
30      ! petAcoef coeff. A de la resolution de la CL pour t      real, intent(IN):: beta(:) ! (knon) evap reelle
31      ! peqAcoef coeff. A de la resolution de la CL pour q      real, intent(IN):: coef1lay(:) ! (knon) coefficient d'échange
32        real, intent(IN):: ps(:) ! (knon) pression au sol
33        real, intent(OUT):: qsurf(:) ! (knon) humidite de l'air au dessus du sol
34        real, intent(IN):: radsol(:) ! (knon) rayonnement net au sol (LW + SW)
35    
36        real, intent(IN):: dif_grnd(:) ! (knon)
37        ! coefficient diffusion vers le sol profond
38    
39        real, intent(IN):: t1lay(:), q1lay(:), u1lay(:), v1lay(:) ! (knon)
40    
41        real, intent(IN):: petAcoef(:), peqAcoef(:) ! (knon)
42        ! coefficients A de la résolution de la couche limite pour t et q
43    
44        real, intent(IN):: petBcoef(:), peqBcoef(:) ! (knon)
45      ! petBcoef coeff. B de la resolution de la CL pour t      ! petBcoef coeff. B de la resolution de la CL pour t
46      ! peqBcoef coeff. B de la resolution de la CL pour q      ! peqBcoef coeff. B de la resolution de la CL pour q
     ! radsol rayonnement net aus sol (LW + SW)  
     ! dif_grnd coeff. diffusion vers le sol profond  
47    
48      ! output:      real, intent(OUT):: tsurf_new(:) ! (knon) température au sol
49      ! tsurf_new temperature au sol      real, intent(OUT):: evap(:), fluxlat(:), fluxsens(:) ! (knon)
     ! qsurf humidite de l'air au dessus du sol  
     ! fluxsens flux de chaleur sensible  
50      ! fluxlat flux de chaleur latente      ! fluxlat flux de chaleur latente
51        ! fluxsens flux de chaleur sensible
52        real, intent(OUT):: dflux_s(:), dflux_l(:) ! (knon)
53        ! Dérivées des flux dF/dTs (W m-2 K-1)
54      ! dflux_s derivee du flux de chaleur sensible / Ts      ! dflux_s derivee du flux de chaleur sensible / Ts
55      ! dflux_l derivee du flux de chaleur latente / Ts      ! dflux_l derivee du flux de chaleur latente / Ts
56    
57        ! Local:
58      use indicesol      integer i
59      use abort_gcm_m, only: abort_gcm      integer knon ! nombre de points a traiter
60      use yoethf_m      real, dimension(size(ps)):: mh, oh, mq, nq, oq
61      use fcttre, only: thermcep, foeew, qsats, qsatl, foede, dqsats, dqsatl      real, dimension(size(ps)):: dq_s_dt, coef
62      use SUPHEC_M      real qsat(size(ps)) ! qsat en kg/kg
63      use interface_surf      real sl(size(ps)) ! chaleur latente d'evaporation ou de sublimation
64        logical delta
65      ! Parametres d'entree      real zcor
66      integer, intent(IN) :: knon, nisurf, klon      real, parameter:: t_grnd = 271.35, t_coup = 273.15
67      real , intent(IN) :: dtime  
68      real, dimension(klon), intent(IN) :: petAcoef, peqAcoef      !---------------------------------------------------------------------
69      real, dimension(klon), intent(IN) :: petBcoef, peqBcoef  
70      real, dimension(klon), intent(IN) :: ps, q1lay      knon = assert_eq((/size(tsurf), size(p1lay), size(cal), size(beta), &
71      real, dimension(klon), intent(IN) :: tsurf, p1lay, cal, beta, coef1lay           size(coef1lay), size(ps), size(qsurf), size(radsol), size(dif_grnd), &
72      real, dimension(klon), intent(IN) :: precip_rain, precip_snow           size(t1lay), size(q1lay), size(u1lay), size(v1lay), size(petAcoef), &
73      real, dimension(klon), intent(IN) :: radsol, dif_grnd           size(peqAcoef), size(petBcoef), size(peqBcoef), size(tsurf_new), &
74      real, dimension(klon), intent(IN) :: t1lay, u1lay, v1lay           size(evap), size(fluxlat), size(fluxsens), size(dflux_s), &
75      real, dimension(klon), intent(INOUT) :: snow, qsurf           size(dflux_l)/), "calcul_fluxs knon")
   
     ! Parametres sorties  
     real, dimension(klon), intent(OUT):: tsurf_new, evap, fluxsens, fluxlat  
     real, dimension(klon), intent(OUT):: dflux_s, dflux_l  
   
     ! Variables locales  
     integer :: i  
     real, dimension(klon) :: zx_mh, zx_nh, zx_oh  
     real, dimension(klon) :: zx_mq, zx_nq, zx_oq  
     real, dimension(klon) :: zx_pkh, zx_dq_s_dt, zx_qsat, zx_coef  
     real, dimension(klon) :: zx_sl, zx_k1  
     real, dimension(klon) :: zx_q_0 , d_ts  
     real :: zdelta, zcvm5, zx_qs, zcor, zx_dq_s_dh  
     real :: bilan_f, fq_fonte  
     REAL :: subli, fsno  
     REAL :: qsat_new, q1_new  
     real, parameter :: t_grnd = 271.35, t_coup = 273.15  
     !! PB temporaire en attendant mieux pour le modele de neige  
     REAL, parameter :: chasno = 3.334E+05/(2.3867E+06*0.15)  
   
     logical, save :: check = .false.  
     character (len = 20) :: modname = 'calcul_fluxs'  
     logical, save :: fonte_neige = .false.  
     real, save :: max_eau_sol = 150.0  
     character (len = 80) :: abort_message  
     logical, save :: first = .true., second=.false.  
   
     if (check) write(*, *)'Entree ', modname, ' surface = ', nisurf  
   
     IF (check) THEN  
        WRITE(*, *)' radsol (min, max)' &  
             , MINVAL(radsol(1:knon)), MAXVAL(radsol(1:knon))  
        !!CALL flush(6)  
     ENDIF  
76    
77      if (size(run_off) /= knon .AND. nisurf == is_ter) then      if (size(run_off) /= knon .AND. nisurf == is_ter) then
78         write(*, *)'Bizarre, le nombre de points continentaux'         print *, 'Bizarre, le nombre de points continentaux'
79         write(*, *)'a change entre deux appels. J''arrete ...'         print *, 'a change entre deux appels. J''arrete.'
80         abort_message='Pb run_off'         call abort_gcm('calcul_fluxs', 'Pb run_off', 1)
        call abort_gcm(modname, abort_message, 1)  
81      endif      endif
82    
83      ! Traitement neige et humidite du sol      ! Traitement humidite du sol
   
     ! Initialisation  
84    
85      evap = 0.      IF (thermcep) THEN
86      fluxsens=0.         DO i = 1, knon
87      fluxlat=0.            delta = rtt >= tsurf(i)
88      dflux_s = 0.            qsat(i) = MIN(0.5, r2es * FOEEW(tsurf(i), delta) / ps(i))
89      dflux_l = 0.            zcor = 1. / (1. - retv * qsat(i))
90              qsat(i) = qsat(i) * zcor
91      ! zx_qs = qsat en kg/kg            dq_s_dt(i) = RCPD * FOEDE(tsurf(i), delta, merge(R5IES * RLSTT, &
92                   R5LES * RLVTT, delta) / RCPD / (1. + RVTMP2 * q1lay(i)), &
93      DO i = 1, knon                 qsat(i), zcor) / RLVTT
94         zx_pkh(i) = (ps(i)/ps(i))**RKAPPA         ENDDO
95         IF (thermcep) THEN      ELSE
96            zdelta=MAX(0., SIGN(1., rtt-tsurf(i)))         DO i = 1, knon
97            zcvm5 = R5LES*RLVTT*(1.-zdelta) + R5IES*RLSTT*zdelta            IF (tsurf(i) < t_coup) THEN
98            zcvm5 = zcvm5 / RCPD / (1.0+RVTMP2*q1lay(i))               qsat(i) = qsats(tsurf(i)) / ps(i)
99            zx_qs= r2es * FOEEW(tsurf(i), zdelta)/ps(i)               dq_s_dt(i) = RCPD * dqsats(tsurf(i), qsat(i)) / RLVTT
           zx_qs=MIN(0.5, zx_qs)  
           zcor=1./(1.-retv*zx_qs)  
           zx_qs=zx_qs*zcor  
           zx_dq_s_dh = FOEDE(tsurf(i), zdelta, zcvm5, zx_qs, zcor) &  
                /RLVTT / zx_pkh(i)  
        ELSE  
           IF (tsurf(i).LT.t_coup) THEN  
              zx_qs = qsats(tsurf(i)) / ps(i)  
              zx_dq_s_dh = dqsats(tsurf(i), zx_qs)/RLVTT &  
                   / zx_pkh(i)  
100            ELSE            ELSE
101               zx_qs = qsatl(tsurf(i)) / ps(i)               qsat(i) = qsatl(tsurf(i)) / ps(i)
102               zx_dq_s_dh = dqsatl(tsurf(i), zx_qs)/RLVTT &               dq_s_dt(i) = RCPD * dqsatl(tsurf(i), qsat(i)) / RLVTT
                   / zx_pkh(i)  
103            ENDIF            ENDIF
104         ENDIF         ENDDO
105         zx_dq_s_dt(i) = RCPD * zx_pkh(i) * zx_dq_s_dh      ENDIF
106         zx_qsat(i) = zx_qs  
107         zx_coef(i) = coef1lay(i) &      coef = coef1lay * (1. + SQRT(u1lay**2 + v1lay**2)) * p1lay / (RD * t1lay)
108              * (1.0+SQRT(u1lay(i)**2+v1lay(i)**2)) &      sl = merge(RLSTT, RLVTT, tsurf < RTT)
109              * p1lay(i)/(RD*t1lay(i))  
110        ! Q
111      ENDDO      oq = 1. - (beta * coef * peqBcoef * dtime)
112        mq = beta * coef * (peqAcoef - qsat + dq_s_dt * tsurf) / oq
113      ! === Calcul de la temperature de surface ===      nq = beta * coef * (- 1. * dq_s_dt) / oq
114    
115      ! zx_sl = chaleur latente d'evaporation ou de sublimation      ! H
116        oh = 1. - (coef * petBcoef * dtime)
117      do i = 1, knon      mh = coef * petAcoef / oh
118         zx_sl(i) = RLVTT      dflux_s = - (coef * RCPD)/ oh
119         if (tsurf(i) .LT. RTT) zx_sl(i) = RLSTT  
120         zx_k1(i) = zx_coef(i)      ! Tsurface
121      enddo      tsurf_new = (tsurf + cal / RCPD * dtime * (radsol + mh + sl * mq) &
122             + dif_grnd * t_grnd * dtime) / (1. - dtime * cal / RCPD * (dflux_s &
123      do i = 1, knon           + sl * nq) + dtime * dif_grnd)
124         ! Q  
125         zx_oq(i) = 1. - (beta(i) * zx_k1(i) * peqBcoef(i) * dtime)      evap = - mq - nq * tsurf_new
126         zx_mq(i) = beta(i) * zx_k1(i) * &      fluxlat = - evap * sl
127              (peqAcoef(i) - zx_qsat(i) &      fluxsens = mh + dflux_s * tsurf_new
128              + zx_dq_s_dt(i) * tsurf(i)) &      dflux_l = sl * nq
129              / zx_oq(i)  
130         zx_nq(i) = beta(i) * zx_k1(i) * (-1. * zx_dq_s_dt(i)) &      ! Nouvelle valeur de l'humidité au dessus du sol :
131              / zx_oq(i)      qsurf = (peqAcoef - peqBcoef * evap * dtime) * (1. - beta) + beta * (qsat &
132             + dq_s_dt * (tsurf_new - tsurf))
        ! H  
        zx_oh(i) = 1. - (zx_k1(i) * petBcoef(i) * dtime)  
        zx_mh(i) = zx_k1(i) * petAcoef(i) / zx_oh(i)  
        zx_nh(i) = - (zx_k1(i) * RCPD * zx_pkh(i))/ zx_oh(i)  
   
        ! Tsurface  
        tsurf_new(i) = (tsurf(i) + cal(i)/(RCPD * zx_pkh(i)) * dtime * &  
             (radsol(i) + zx_mh(i) + zx_sl(i) * zx_mq(i)) &  
             + dif_grnd(i) * t_grnd * dtime)/ &  
             ( 1. - dtime * cal(i)/(RCPD * zx_pkh(i)) * ( &  
             zx_nh(i) + zx_sl(i) * zx_nq(i)) &  
             + dtime * dif_grnd(i))  
   
   
        ! Y'a-t-il fonte de neige?  
   
        ! fonte_neige = (nisurf /= is_oce) .AND. &  
        ! & (snow(i) > epsfra .OR. nisurf == is_sic .OR. nisurf == is_lic) &  
        ! & .AND. (tsurf_new(i) >= RTT)  
        ! if (fonte_neige) tsurf_new(i) = RTT  
        d_ts(i) = tsurf_new(i) - tsurf(i)  
        ! zx_h_ts(i) = tsurf_new(i) * RCPD * zx_pkh(i)  
        ! zx_q_0(i) = zx_qsat(i) + zx_dq_s_dt(i) * d_ts(i)  
        !== flux_q est le flux de vapeur d'eau: kg/(m**2 s) positive vers bas  
        !== flux_t est le flux de cpt (energie sensible): j/(m**2 s)  
        evap(i) = - zx_mq(i) - zx_nq(i) * tsurf_new(i)  
        fluxlat(i) = - evap(i) * zx_sl(i)  
        fluxsens(i) = zx_mh(i) + zx_nh(i) * tsurf_new(i)  
        ! Derives des flux dF/dTs (W m-2 K-1):  
        dflux_s(i) = zx_nh(i)  
        dflux_l(i) = (zx_sl(i) * zx_nq(i))  
        ! Nouvelle valeure de l'humidite au dessus du sol  
        qsat_new=zx_qsat(i) + zx_dq_s_dt(i) * d_ts(i)  
        q1_new = peqAcoef(i) - peqBcoef(i)*evap(i)*dtime  
        qsurf(i)=q1_new*(1.-beta(i)) + beta(i)*qsat_new  
     ENDDO  
133    
134    END SUBROUTINE calcul_fluxs    END SUBROUTINE calcul_fluxs
135    
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