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trunk/phylmd/Radlwsw/radlwsw.f90 revision 76 by guez, Fri Nov 15 18:45:49 2013 UTC trunk/Sources/phylmd/Radlwsw/radlwsw.f revision 213 by guez, Mon Feb 27 15:44:55 2017 UTC
# Line 4  module radlwsw_m Line 4  module radlwsw_m
4    
5  contains  contains
6    
7    SUBROUTINE radlwsw(dist, rmu0, fract, paprs, play, tsol, albedo, alblw, &    SUBROUTINE radlwsw(dist, mu0, fract, paprs, play, tsol, albedo, t, q, wo, &
8         t, q, wo, cldfra, cldemi, cldtaupd, heat, heat0, cool, cool0, radsol, &         cldfra, cldemi, cldtaupd, heat, heat0, cool, cool0, radsol, albpla, &
9         albpla, topsw, toplw, solsw, sollw, sollwdown, topsw0, toplw0, solsw0, &         topsw, toplw, solsw, sollw, sollwdown, topsw0, toplw0, solsw0, sollw0, &
10         sollw0, lwdn0, lwdn, lwup0, lwup, swdn0, swdn, swup0, swup, ok_ade, &         lwdn0, lwdn, lwup0, lwup, swdn0, swdn, swup0, swup, ok_ade, ok_aie, &
11         ok_aie, tau_ae, piz_ae, cg_ae, topswad, solswad, cldtaupi, topswai, &         tau_ae, piz_ae, cg_ae, topswad, solswad, cldtaupi, topswai, solswai)
        solswai)  
12    
13      ! From LMDZ4/libf/phylmd/radlwsw.F, version 1.4 2005/06/06 13:16:33      ! From LMDZ4/libf/phylmd/radlwsw.F, version 1.4 2005/06/06 13:16:33
14      ! Author: Z. X. Li (LMD/CNRS)      ! Author: Z. X. Li (LMD/CNRS)
# Line 35  contains Line 34  contains
34      ! aerosol indirect forcing is F_{AI} = topsw - topswai      ! aerosol indirect forcing is F_{AI} = topsw - topswai
35      ! aerosol direct forcing is F_{AD} = topswai - topswad      ! aerosol direct forcing is F_{AD} = topswai - topswad
36    
37      USE clesphys, ONLY: bug_ozone, solaire      USE clesphys, ONLY: solaire
38      USE dimphy, ONLY: klev, klon      USE dimphy, ONLY: klev, klon
39      use lw_m, only: lw      use lw_m, only: lw
40      USE raddim, ONLY: kdlon      USE raddim, ONLY: kdlon
# Line 43  contains Line 42  contains
42      use sw_m, only: sw      use sw_m, only: sw
43      USE yoethf_m, ONLY: rvtmp2      USE yoethf_m, ONLY: rvtmp2
44                    
45      ! Arguments:      real, intent(in):: dist ! distance astronomique terre-soleil
46        real, intent(in):: mu0(klon) ! cosinus de l'angle zenithal
47        real, intent(in):: fract(klon) ! duree d'ensoleillement normalisee
48        real, intent(in):: paprs(klon, klev+1) ! pression a inter-couche (Pa)
49        real, intent(in):: play(klon, klev) ! pression au milieu de couche (Pa)
50        real, intent(in):: tsol(klon) ! temperature du sol (en K)
51        real, intent(in):: albedo(klon) ! albedo du sol (entre 0 et 1)
52        real, intent(in):: t(klon, klev) ! temperature (K)
53        real, intent(in):: q(klon, klev) ! vapeur d'eau (en kg/kg)
54    
     real dist, rmu0(klon), fract(klon)  
     ! dist-----input-R- distance astronomique terre-soleil  
     ! rmu0-----input-R- cosinus de l'angle zenithal  
     ! fract----input-R- duree d'ensoleillement normalisee  
   
     real, intent(in):: paprs(klon, klev+1)  
     ! paprs----input-R- pression a inter-couche (Pa)  
     real, intent(in):: play(klon, klev)  
     ! play----input-R- pression au milieu de couche (Pa)  
     real tsol(klon), albedo(klon), alblw(klon)  
     ! albedo---input-R- albedo du sol (entre 0 et 1)  
     ! tsol-----input-R- temperature du sol (en K)  
     real, intent(in):: t(klon, klev)  
     ! t--------input-R- temperature (K)  
     real q(klon, klev)  
     ! q--------input-R- vapeur d'eau (en kg/kg)  
55      real, intent(in):: wo(klon, klev)      real, intent(in):: wo(klon, klev)
56      ! wo-------input-R- contenu en ozone (en kg/kg) correction MPL 100505      ! column-density of ozone in a layer, in kilo-Dobsons
     real cldfra(klon, klev), cldemi(klon, klev)  
     ! cldfra---input-R- fraction nuageuse (entre 0 et 1)  
     ! cldemi---input-R- emissivite des nuages dans l'IR (entre 0 et 1)  
57    
58      real cldtaupd(klon, klev)      real, intent(in):: cldfra(klon, klev) ! fraction nuageuse (entre 0 et 1)
59      ! input-R- epaisseur optique des nuages dans le visible (present-day value)  
60        real, intent(in):: cldemi(klon, klev)
61        ! emissivite des nuages dans l'IR (entre 0 et 1)
62    
63        real, intent(in):: cldtaupd(klon, klev)
64        ! epaisseur optique des nuages dans le visible (present-day value)
65    
66      real, intent(out):: heat(klon, klev)      real, intent(out):: heat(klon, klev)
67      ! échauffement atmosphérique (visible) (K/jour)      ! échauffement atmosphérique (visible) (K/jour)
68    
69      real heat0(klon, klev)      real, intent(out):: heat0(klon, klev) ! chauffage solaire ciel clair
70      real cool(klon, klev)      real, intent(out):: cool(klon, klev) ! refroidissement dans l'IR (K/jour)
71      ! cool-----output-R- refroidissement dans l'IR (K/jour)  
72      real cool0(klon, klev)      real, intent(out):: cool0(klon, klev)
73      real radsol(klon)      ! refroidissement infrarouge ciel clair
74      ! radsol---output-R- bilan radiatif net au sol (W/m**2) (+ vers le bas)  
75      real albpla(klon)      real, intent(out):: radsol(klon)
76      ! albpla---output-R- albedo planetaire (entre 0 et 1)      ! bilan radiatif net au sol (W/m**2) (+ vers le bas)
77      real topsw(klon)  
78      ! topsw----output-R- flux solaire net au sommet de l'atm.      real, intent(out):: albpla(klon) ! albedo planetaire (entre 0 et 1)
79        real, intent(out):: topsw(klon) ! flux solaire net au sommet de l'atm.
80    
81      real, intent(out):: toplw(klon)      real, intent(out):: toplw(klon)
82      ! rayonnement infrarouge montant au sommet de l'atmosphère      ! rayonnement infrarouge montant au sommet de l'atmosphère
# Line 93  contains Line 87  contains
87      ! rayonnement infrarouge montant à la surface      ! rayonnement infrarouge montant à la surface
88    
89      real, intent(out):: sollwdown(klon)      real, intent(out):: sollwdown(klon)
90      real topsw0(klon)      real, intent(out):: topsw0(klon)
91      real, intent(out):: toplw0(klon)      real, intent(out):: toplw0(klon)
92      real solsw0(klon), sollw0(klon)      real, intent(out):: solsw0(klon), sollw0(klon)
93      !IM output 3D: SWup, SWdn, LWup, LWdn      REAL, intent(out):: lwdn0(klon, klev+1), lwdn(klon, klev+1)
94      REAL lwdn0(klon, klev+1), lwdn(klon, klev+1)      REAL, intent(out):: lwup0(klon, klev+1), lwup(klon, klev+1)
95      REAL lwup0(klon, klev+1), lwup(klon, klev+1)      REAL, intent(out):: swdn0(klon, klev+1), swdn(klon, klev+1)
96      REAL swdn0(klon, klev+1), swdn(klon, klev+1)      REAL, intent(out):: swup0(klon, klev+1), swup(klon, klev+1)
97      REAL swup0(klon, klev+1), swup(klon, klev+1)  
98        logical, intent(in):: ok_ade ! apply the Aerosol Direct Effect
99      logical ok_ade, ok_aie      logical, intent(in):: ok_aie ! apply the Aerosol Indirect Effect
100      ! switches whether to use aerosol direct (indirect) effects or not  
101      ! ok_ade---input-L- apply the Aerosol Direct Effect or not?      ! aerosol optical properties (calculated in aeropt.F):
102      ! ok_aie---input-L- apply the Aerosol Indirect Effect or not?      real, intent(in):: tau_ae(klon, klev, 2), piz_ae(klon, klev, 2)
103        real, intent(in):: cg_ae(klon, klev, 2)
104      real tau_ae(klon, klev, 2), piz_ae(klon, klev, 2), cg_ae(klon, klev, 2)  
105      ! input-R- aerosol optical properties (calculated in aeropt.F)      real, intent(out):: topswad(klon), solswad(klon)
106        ! aerosol direct forcing at TOA and surface
107      real topswad(klon), solswad(klon)      ! ray. solaire net absorbe
108      ! output: aerosol direct forcing at TOA and surface      
109      ! topswad---output-R- ray. solaire absorbe au sommet de l'atm. (aerosol dir)      real, intent(in):: cldtaupi(klon, klev)
110      ! solswad---output-R- ray. solaire net absorbe a la surface (aerosol dir)      ! cloud visible optical thickness for pre-industrial aerosol concentrations
   
     real cldtaupi(klon, klev)  
     ! cloud optical thickness for pre-industrial aerosol concentrations  
     ! (i.e. with a smaller droplet concentration and thus larger droplet radii)  
     ! -input-R- epaisseur optique des nuages dans le visible  
     ! calculated for pre-industrial (pi) aerosol concentrations,  
111      ! i.e. with smaller droplet concentration, thus larger droplets,      ! i.e. with smaller droplet concentration, thus larger droplets,
112      ! thus generally cdltaupi cldtaupd it is needed for the      ! thus generally cdltaupi cldtaupd it is needed for the
113      ! diagnostics of the aerosol indirect radiative forcing      ! diagnostics of the aerosol indirect radiative forcing
114    
115      real topswai(klon), solswai(klon)      real, intent(out):: topswai(klon), solswai(klon)
116      ! output: aerosol indirect forcing atTOA and surface      ! aerosol indirect forcing at TOA and surface
117      ! topswai---output-R- ray. solaire absorbe au sommet de l'atm. (aerosol ind)      ! ray. solaire net absorbe
     ! solswai---output-R- ray. solaire net absorbe a la surface (aerosol ind)  
118    
119      ! Local:      ! Local:
120    
# Line 135  contains Line 122  contains
122      double precision pizae(kdlon, klev, 2)      double precision pizae(kdlon, klev, 2)
123      double precision cgae(kdlon, klev, 2)      double precision cgae(kdlon, klev, 2)
124    
     !IM output 3D  
125      DOUBLE PRECISION ZFSUP(KDLON, KLEV+1)      DOUBLE PRECISION ZFSUP(KDLON, KLEV+1)
126      DOUBLE PRECISION ZFSDN(KDLON, KLEV+1)      DOUBLE PRECISION ZFSDN(KDLON, KLEV+1)
127      DOUBLE PRECISION ZFSUP0(KDLON, KLEV+1)      DOUBLE PRECISION ZFSUP0(KDLON, KLEV+1)
# Line 155  contains Line 141  contains
141      DOUBLE PRECISION PPSOL(kdlon), PDP(kdlon, klev)      DOUBLE PRECISION PPSOL(kdlon), PDP(kdlon, klev)
142      DOUBLE PRECISION PTL(kdlon, klev+1), PPMB(kdlon, klev+1)      DOUBLE PRECISION PTL(kdlon, klev+1), PPMB(kdlon, klev+1)
143      DOUBLE PRECISION PTAVE(kdlon, klev)      DOUBLE PRECISION PTAVE(kdlon, klev)
144      DOUBLE PRECISION PWV(kdlon, klev), PQS(kdlon, klev), POZON(kdlon, klev)      DOUBLE PRECISION PWV(kdlon, klev), PQS(kdlon, klev)
145      DOUBLE PRECISION PAER(kdlon, klev, 5)      DOUBLE PRECISION POZON(kdlon, klev) ! mass fraction of ozone
146        DOUBLE PRECISION PAER(kdlon, klev, 5) ! AEROSOLS' OPTICAL THICKNESS
147      DOUBLE PRECISION PCLDLD(kdlon, klev)      DOUBLE PRECISION PCLDLD(kdlon, klev)
148      DOUBLE PRECISION PCLDLU(kdlon, klev)      DOUBLE PRECISION PCLDLU(kdlon, klev)
149      DOUBLE PRECISION PCLDSW(kdlon, klev)      DOUBLE PRECISION PCLDSW(kdlon, klev)
# Line 164  contains Line 151  contains
151      DOUBLE PRECISION POMEGA(kdlon, 2, klev)      DOUBLE PRECISION POMEGA(kdlon, 2, klev)
152      DOUBLE PRECISION PCG(kdlon, 2, klev)      DOUBLE PRECISION PCG(kdlon, 2, klev)
153    
154      DOUBLE PRECISION zfract(kdlon), zrmu0(kdlon), zdist      DOUBLE PRECISION zfract(kdlon), zrmu0(kdlon)
155    
156      DOUBLE PRECISION zheat(kdlon, klev), zcool(kdlon, klev)      DOUBLE PRECISION zheat(kdlon, klev), zcool(kdlon, klev)
157      DOUBLE PRECISION zheat0(kdlon, klev), zcool0(kdlon, klev)      DOUBLE PRECISION zheat0(kdlon, klev), zcool0(kdlon, klev)
# Line 188  contains Line 175  contains
175      ! Aerosol direct forcing at TOAand surface      ! Aerosol direct forcing at TOAand surface
176    
177      DOUBLE PRECISION ztopswai(kdlon), zsolswai(kdlon) ! dito, indirect      DOUBLE PRECISION ztopswai(kdlon), zsolswai(kdlon) ! dito, indirect
178        real, parameter:: dobson_u = 2.1415e-05 ! Dobson unit, in kg m-2
179    
180      !----------------------------------------------------------------------      !----------------------------------------------------------------------
181    
# Line 205  contains Line 193  contains
193      cool = 0.      cool = 0.
194      heat0 = 0.      heat0 = 0.
195      cool0 = 0.      cool0 = 0.
196      zdist = dist      PSCT = solaire / dist**2
     PSCT = solaire / zdist / zdist  
197    
198      loop_iof: DO iof = 0, klon - kdlon, kdlon      loop_iof: DO iof = 0, klon - kdlon, kdlon
199         DO i = 1, kdlon         DO i = 1, kdlon
200            zfract(i) = fract(iof+i)            zfract(i) = fract(iof+i)
201            zrmu0(i) = rmu0(iof+i)            zrmu0(i) = mu0(iof+i)
202            PALBD(i, 1) = albedo(iof+i)            PALBD(i, 1) = albedo(iof+i)
203            PALBD(i, 2) = alblw(iof+i)            PALBD(i, 2) = albedo(iof+i)
204            PALBP(i, 1) = albedo(iof+i)            PALBP(i, 1) = albedo(iof+i)
205            PALBP(i, 2) = alblw(iof+i)            PALBP(i, 2) = albedo(iof+i)
206            ! cf. JLD pour etre en accord avec ORCHIDEE il faut mettre            ! cf. JLD pour etre en accord avec ORCHIDEE il faut mettre
207            ! PEMIS(i) = 0.96            ! PEMIS(i) = 0.96
208            PEMIS(i) = 1.0            PEMIS(i) = 1.0
# Line 239  contains Line 226  contains
226               PTAVE(i, k) = t(iof+i, k)               PTAVE(i, k) = t(iof+i, k)
227               PWV(i, k) = MAX (q(iof+i, k), 1.0e-12)               PWV(i, k) = MAX (q(iof+i, k), 1.0e-12)
228               PQS(i, k) = PWV(i, k)               PQS(i, k) = PWV(i, k)
229               ! wo:    cm.atm (epaisseur en cm dans la situation standard)               POZON(i, k) = wo(iof+i, k) * RG * dobson_u * 1e3 &
230               ! POZON: kg/kg                    / (paprs(iof+i, k) - paprs(iof+i, k+1))
              IF (bug_ozone) then  
                 POZON(i, k) = MAX(wo(iof+i, k), 1.0e-12)*RG/46.6968 &  
                      /(paprs(iof+i, k)-paprs(iof+i, k+1)) &  
                      *(paprs(iof+i, 1)/101325.0)  
              ELSE  
                 ! le calcul qui suit est maintenant fait dans ozonecm (MPL)  
                 POZON(i, k) = wo(i, k)  
              ENDIF  
231               PCLDLD(i, k) = cldfra(iof+i, k)*cldemi(iof+i, k)               PCLDLD(i, k) = cldfra(iof+i, k)*cldemi(iof+i, k)
232               PCLDLU(i, k) = cldfra(iof+i, k)*cldemi(iof+i, k)               PCLDLU(i, k) = cldfra(iof+i, k)*cldemi(iof+i, k)
233               PCLDSW(i, k) = cldfra(iof+i, k)               PCLDSW(i, k) = cldfra(iof+i, k)
# Line 301  contains Line 280  contains
280            ENDDO            ENDDO
281         ENDDO         ENDDO
282    
283         CALL LW(PPMB, PDP, PPSOL, PDT0, PEMIS, PTL, PTAVE, PWV, POZON, PAER, &         CALL LW(PPMB, PDP, PDT0, PEMIS, PTL, PTAVE, PWV, POZON, PAER, PCLDLD, &
284              PCLDLD, PCLDLU, PVIEW, zcool, zcool0, ztoplw, zsollw, ztoplw0, &              PCLDLU, PVIEW, zcool, zcool0, ztoplw, zsollw, ztoplw0, zsollw0, &
285              zsollw0, zsollwdown, ZFLUP, ZFLDN, ZFLUP0, ZFLDN0)              zsollwdown, ZFLUP, ZFLDN, ZFLUP0, ZFLDN0)
286         CALL SW(PSCT, zrmu0, zfract, PPMB, PDP, PPSOL, PALBD, PALBP, PTAVE, &         CALL SW(PSCT, zrmu0, zfract, PPMB, PDP, PPSOL, PALBD, PALBP, PTAVE, &
287              PWV, PQS, POZON, PAER, PCLDSW, PTAU, POMEGA, PCG, zheat, zheat0, &              PWV, PQS, POZON, PCLDSW, PTAU, POMEGA, PCG, zheat, zheat0, &
288              zalbpla, ztopsw, zsolsw, ztopsw0, zsolsw0, ZFSUP, ZFSDN, ZFSUP0, &              zalbpla, ztopsw, zsolsw, ztopsw0, zsolsw0, ZFSUP, ZFSDN, ZFSUP0, &
289              ZFSDN0, tauae, pizae, cgae, PTAUA, POMEGAA, ztopswad, zsolswad, &              ZFSDN0, tauae, pizae, cgae, PTAUA, POMEGAA, ztopswad, zsolswad, &
290              ztopswai, zsolswai, ok_ade, ok_aie)              ztopswai, zsolswai, ok_ade, ok_aie)
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