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trunk/phylmd/Interface_surf/fonte_neige.f revision 101 by guez, Mon Jul 7 17:45:21 2014 UTC trunk/Sources/phylmd/Interface_surf/fonte_neige.f revision 188 by guez, Tue Mar 22 16:31:39 2016 UTC
# Line 4  module fonte_neige_m Line 4  module fonte_neige_m
4    
5  contains  contains
6    
7    SUBROUTINE fonte_neige(klon, knon, nisurf, dtime, tsurf, p1lay, beta, &    SUBROUTINE fonte_neige(nisurf, dtime, tsurf, p1lay, beta, coef1lay, ps, &
8         coef1lay, ps, precip_rain, precip_snow, snow, qsol, t1lay, q1lay, &         precip_rain, precip_snow, snow, qsol, t1lay, q1lay, u1lay, v1lay, &
9         u1lay, v1lay, petAcoef, peqAcoef, petBcoef, peqBcoef, tsurf_new, evap, &         petAcoef, peqAcoef, petBcoef, peqBcoef, tsurf_new, evap, fqcalving, &
10         fqcalving, ffonte, run_off_lic_0)         ffonte, run_off_lic_0)
11    
12      ! Routine de traitement de la fonte de la neige dans le cas du traitement      ! Routine de traitement de la fonte de la neige dans le cas du traitement
13      ! de sol simplifié      ! de sol simplifi\'e
14    
15      ! LF 03/2001      ! LF 03/2001
16    
17      USE fcttre, ONLY: dqsatl, dqsats, foede, foeew, qsatl, qsats, thermcep      USE fcttre, ONLY: foeew, qsatl, qsats, thermcep
18      USE indicesol, ONLY: epsfra, is_lic, is_sic, is_ter      USE indicesol, ONLY: epsfra, is_lic, is_sic, is_ter
19      USE interface_surf, ONLY: run_off, run_off_lic, tau_calv      USE interface_surf, ONLY: run_off, run_off_lic, tau_calv
20      USE suphec_m, ONLY: rcpd, rd, rday, retv, rkappa, rlmlt, rlstt, rlvtt, rtt      use nr_util, only: assert_eq
21        USE suphec_m, ONLY: rcpd, rday, retv, rlmlt, rlstt, rlvtt, rtt
22      USE yoethf_m, ONLY: r2es, r5ies, r5les, rvtmp2      USE yoethf_m, ONLY: r2es, r5ies, r5les, rvtmp2
23    
24      integer, intent(IN):: klon      integer, intent(IN):: nisurf ! surface \`a traiter
     integer, intent(IN):: knon ! nombre de points à traiter  
     integer, intent(IN):: nisurf ! surface à traiter  
25      real, intent(IN):: dtime ! pas de temps de la physique (en s)      real, intent(IN):: dtime ! pas de temps de la physique (en s)
26      real, dimension(klon), intent(IN):: tsurf, p1lay, beta, coef1lay      real, dimension(:), intent(IN):: tsurf, p1lay, beta, coef1lay ! (knon)
27      ! tsurf temperature de surface      ! tsurf temperature de surface
28      ! p1lay pression 1er niveau (milieu de couche)      ! p1lay pression 1er niveau (milieu de couche)
29      ! beta evap reelle      ! beta evap reelle
30      ! coef1lay coefficient d'echange      ! coef1lay coefficient d'echange
31      real, dimension(klon), intent(IN):: ps      real, dimension(:), intent(IN):: ps ! (knon)
32      ! ps pression au sol      ! ps pression au sol
33    
34      real, intent(IN):: precip_rain(:) ! (knon)      real, intent(IN):: precip_rain(:) ! (knon)
35      ! precipitation, liquid water mass flux (kg/m2/s), positive down      ! precipitation, liquid water mass flux (kg/m2/s), positive down
36    
37      real, intent(IN):: precip_snow(klon)      real, intent(IN):: precip_snow(:) ! (knon)
38      ! precipitation, solid water mass flux (kg/m2/s), positive down      ! precipitation, solid water mass flux (kg/m2/s), positive down
39    
40      real, intent(INOUT):: snow(klon) ! column-density of mass of snow, in kg m-2      real, intent(INOUT):: snow(:) ! (knon)
41        ! column-density of mass of snow, in kg m-2
42    
43      real, intent(INOUT):: qsol(:) ! (knon)      real, intent(INOUT):: qsol(:) ! (knon)
44      ! column-density of water in soil, in kg m-2      ! column-density of water in soil, in kg m-2
45    
46      real, dimension(klon), intent(IN):: t1lay      real, dimension(:), intent(IN):: t1lay ! (knon)
47      real, dimension(klon), intent(IN):: q1lay      real, dimension(:), intent(IN):: q1lay ! (knon)
48      real, dimension(klon), intent(IN):: u1lay, v1lay      real, dimension(:), intent(IN):: u1lay, v1lay ! (knon)
49      real, dimension(klon), intent(IN):: petAcoef, peqAcoef      real, dimension(:), intent(IN):: petAcoef, peqAcoef ! (knon)
50      ! petAcoef coeff. A de la resolution de la CL pour t      ! petAcoef coeff. A de la resolution de la CL pour t
51      ! peqAcoef coeff. A de la resolution de la CL pour q      ! peqAcoef coeff. A de la resolution de la CL pour q
52      real, dimension(klon), intent(IN):: petBcoef, peqBcoef      real, dimension(:), intent(IN):: petBcoef, peqBcoef ! (knon)
53      ! petBcoef coeff. B de la resolution de la CL pour t      ! petBcoef coeff. B de la resolution de la CL pour t
54      ! peqBcoef coeff. B de la resolution de la CL pour q      ! peqBcoef coeff. B de la resolution de la CL pour q
55    
56      real, intent(INOUT):: tsurf_new(klon), evap(klon)      real, intent(INOUT):: tsurf_new(:)
57      ! tsurf_new temperature au sol      ! tsurf_new temperature au sol
58    
59        real, intent(IN):: evap(:) ! (knon)
60    
61      ! Flux d'eau "perdue" par la surface et necessaire pour que limiter la      ! Flux d'eau "perdue" par la surface et necessaire pour que limiter la
62      ! hauteur de neige, en kg/m2/s      ! hauteur de neige, en kg/m2/s
63      real, dimension(klon), intent(INOUT):: fqcalving      real, intent(OUT):: fqcalving(:) ! (knon)
64    
65      ! Flux thermique utiliser pour fondre la neige      ! Flux thermique utiliser pour fondre la neige
66      real, dimension(klon), intent(INOUT):: ffonte      real, intent(OUT):: ffonte(:) ! (knon)
67    
68      real, dimension(klon), intent(INOUT):: run_off_lic_0      real, dimension(:), intent(INOUT):: run_off_lic_0 ! (knon)
69      ! run_off_lic_0 run off glacier du pas de temps précedent      ! run_off_lic_0 run off glacier du pas de temps pr\'ecedent
70    
71      ! Local:      ! Local:
72    
73        integer knon ! nombre de points \`a traiter
74      real, parameter:: snow_max=3000.      real, parameter:: snow_max=3000.
75      ! Masse maximum de neige (kg/m2). Au dessus de ce seuil, la neige      ! Masse maximum de neige (kg/m2). Au dessus de ce seuil, la neige
76      ! en exces "s'ecoule" (calving)      ! en exces "s'ecoule" (calving)
77    
78      integer i      integer i
79      real, dimension(klon):: zx_mh, zx_nh, zx_oh      logical zdelta
80      real, dimension(klon):: zx_mq, zx_nq, zx_oq      real zcvm5, zx_qs, zcor
     real, dimension(klon):: zx_pkh, zx_dq_s_dt, zx_qsat, zx_coef  
     real, dimension(klon):: zx_sl, zx_k1  
     real, dimension(klon):: d_ts  
     real zdelta, zcvm5, zx_qs, zcor, zx_dq_s_dh  
81      real fq_fonte      real fq_fonte
82      REAL bil_eau_s(knon) ! in kg m-2      REAL bil_eau_s(size(ps)) ! in kg m-2
83      real snow_evap(klon) ! in kg m-2 s-1      real snow_evap(size(ps)) ! in kg m-2 s-1
84      real, parameter:: t_grnd = 271.35, t_coup = 273.15      real, parameter:: t_coup = 273.15
85      REAL, parameter:: chasno = 3.334E5/(2.3867E6*0.15)      REAL, parameter:: chasno = 3.334E5/(2.3867E6*0.15)
86      REAL, parameter:: chaice = 3.334E5/(2.3867E6*0.15)      REAL, parameter:: chaice = 3.334E5/(2.3867E6*0.15)
87      real, parameter:: max_eau_sol = 150. ! in kg m-2      real, parameter:: max_eau_sol = 150. ! in kg m-2
# Line 90  contains Line 89  contains
89    
90      !--------------------------------------------------------------------      !--------------------------------------------------------------------
91    
92        knon = assert_eq((/size(tsurf), size(p1lay), size(beta), size(coef1lay), &
93             size(ps), size(precip_rain), size(precip_snow), size(snow), &
94             size(qsol), size(t1lay), size(q1lay), size(u1lay), size(v1lay), &
95             size(petAcoef), size(peqAcoef), size(petBcoef), size(peqBcoef), &
96             size(tsurf_new), size(evap), size(fqcalving), size(ffonte), &
97             size(run_off_lic_0)/), "fonte_neige knon")
98    
99      ! Initialisations      ! Initialisations
100      coeff_rel = dtime/(tau_calv * rday)      coeff_rel = dtime/(tau_calv * rday)
101      bil_eau_s = 0.      bil_eau_s = 0.
102      DO i = 1, knon      DO i = 1, knon
        zx_pkh(i) = (ps(i)/ps(i))**RKAPPA  
103         IF (thermcep) THEN         IF (thermcep) THEN
104            zdelta=MAX(0., SIGN(1., rtt-tsurf(i)))            zdelta= rtt >= tsurf(i)
105            zcvm5 = R5LES*RLVTT*(1.-zdelta) + R5IES*RLSTT*zdelta            zcvm5 = merge(R5IES*RLSTT, R5LES*RLVTT, zdelta)
106            zcvm5 = zcvm5 / RCPD / (1. + RVTMP2*q1lay(i))            zcvm5 = zcvm5 / RCPD / (1. + RVTMP2*q1lay(i))
107            zx_qs= r2es * FOEEW(tsurf(i), zdelta)/ps(i)            zx_qs= r2es * FOEEW(tsurf(i), zdelta)/ps(i)
108            zx_qs=MIN(0.5, zx_qs)            zx_qs=MIN(0.5, zx_qs)
109            zcor=1./(1.-retv*zx_qs)            zcor=1./(1.-retv*zx_qs)
110            zx_qs=zx_qs*zcor            zx_qs=zx_qs*zcor
           zx_dq_s_dh = FOEDE(tsurf(i), zdelta, zcvm5, zx_qs, zcor) /RLVTT &  
                / zx_pkh(i)  
111         ELSE         ELSE
112            IF (tsurf(i) < t_coup) THEN            IF (tsurf(i) < t_coup) THEN
113               zx_qs = qsats(tsurf(i)) / ps(i)               zx_qs = qsats(tsurf(i)) / ps(i)
              zx_dq_s_dh = dqsats(tsurf(i), zx_qs)/RLVTT / zx_pkh(i)  
114            ELSE            ELSE
115               zx_qs = qsatl(tsurf(i)) / ps(i)               zx_qs = qsatl(tsurf(i)) / ps(i)
              zx_dq_s_dh = dqsatl(tsurf(i), zx_qs)/RLVTT / zx_pkh(i)  
116            ENDIF            ENDIF
117         ENDIF         ENDIF
        zx_dq_s_dt(i) = RCPD * zx_pkh(i) * zx_dq_s_dh  
        zx_qsat(i) = zx_qs  
        zx_coef(i) = coef1lay(i) * (1. + SQRT(u1lay(i)**2 + v1lay(i)**2)) &  
             * p1lay(i) / (RD * t1lay(i))  
118      ENDDO      ENDDO
119    
120      ! Calcul de la temperature de surface      ! Calcul de la temperature de surface
121    
     ! zx_sl = chaleur latente d'evaporation ou de sublimation  
   
     do i = 1, knon  
        zx_sl(i) = RLVTT  
        if (tsurf(i) < RTT) zx_sl(i) = RLSTT  
        zx_k1(i) = zx_coef(i)  
     enddo  
   
     do i = 1, knon  
        ! Q  
        zx_oq(i) = 1. - (beta(i) * zx_k1(i) * peqBcoef(i) * dtime)  
        zx_mq(i) = beta(i) * zx_k1(i) * (peqAcoef(i) - zx_qsat(i) &  
             + zx_dq_s_dt(i) * tsurf(i)) / zx_oq(i)  
        zx_nq(i) = beta(i) * zx_k1(i) * (-1. * zx_dq_s_dt(i)) / zx_oq(i)  
   
        ! 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)  
     enddo  
   
122      WHERE (precip_snow > 0.) snow = snow + precip_snow * dtime      WHERE (precip_snow > 0.) snow = snow + precip_snow * dtime
123    
124      WHERE (evap > 0.)      WHERE (evap > 0.)
125         snow_evap = MIN (snow / dtime, evap)         snow_evap = MIN(snow / dtime, evap)
126         snow = snow - snow_evap * dtime         snow = snow - snow_evap * dtime
127         snow = MAX(0., snow)         snow = MAX(0., snow)
128      elsewhere      elsewhere
# Line 173  contains Line 149  contains
149               bil_eau_s(i) = bil_eau_s(i) + fq_fonte               bil_eau_s(i) = bil_eau_s(i) + fq_fonte
150               tsurf_new(i) = RTT               tsurf_new(i) = RTT
151            ENDIF            ENDIF
           d_ts(i) = tsurf_new(i) - tsurf(i)  
152         endif         endif
153    
154         ! S'il y a une hauteur trop importante de neige, elle s'écoule         ! S'il y a une hauteur trop importante de neige, elle s'\'ecoule
155         fqcalving(i) = max(0., snow(i) - snow_max)/dtime         fqcalving(i) = max(0., snow(i) - snow_max)/dtime
156         snow(i)=min(snow(i), snow_max)         snow(i)=min(snow(i), snow_max)
157    
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