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revision 233 by guez, Tue Nov 7 10:52:46 2017 UTC revision 250 by guez, Fri Jan 5 18:18:53 2018 UTC
# Line 5  module clmain_m Line 5  module clmain_m
5  contains  contains
6    
7    SUBROUTINE clmain(dtime, pctsrf, t, q, u, v, julien, mu0, ftsol, cdmmax, &    SUBROUTINE clmain(dtime, pctsrf, t, q, u, v, julien, mu0, ftsol, cdmmax, &
8         cdhmax, ksta, ksta_ter, ok_kzmin, ftsoil, qsol, paprs, pplay, fsnow, &         cdhmax, ftsoil, qsol, paprs, pplay, fsnow, qsurf, evap, falbe, fluxlat, &
9         qsurf, evap, falbe, fluxlat, rain_fall, snow_f, fsolsw, fsollw, frugs, &         rain_fall, snow_f, fsolsw, fsollw, frugs, agesno, rugoro, d_t, d_q, &
10         agesno, rugoro, d_t, d_q, d_u, d_v, d_ts, flux_t, flux_q, flux_u, &         d_u, d_v, d_ts, flux_t, flux_q, flux_u, flux_v, cdragh, cdragm, q2, &
11         flux_v, cdragh, cdragm, q2, dflux_t, dflux_q, ycoefh, t2m, q2m, &         dflux_t, dflux_q, coefh, t2m, q2m, u10m_srf, v10m_srf, pblh, capcl, &
12         u10m_srf, v10m_srf, pblh, capcl, oliqcl, cteicl, pblt, therm, trmb1, &         oliqcl, cteicl, pblt, therm, trmb1, trmb2, trmb3, plcl, fqcalving, &
13         trmb2, trmb3, plcl, fqcalving, ffonte, run_off_lic_0)         ffonte, run_off_lic_0)
14    
15      ! From phylmd/clmain.F, version 1.6, 2005/11/16 14:47:19      ! From phylmd/clmain.F, version 1.6, 2005/11/16 14:47:19
16      ! Author: Z. X. Li (LMD/CNRS), date: 1993/08/18      ! Author: Z. X. Li (LMD/CNRS), date: 1993/08/18
# Line 21  contains Line 21  contains
21      ! ne tient pas compte de la diff\'erentiation des sous-fractions      ! ne tient pas compte de la diff\'erentiation des sous-fractions
22      ! de sol.      ! de sol.
23    
24        use clcdrag_m, only: clcdrag
25      use clqh_m, only: clqh      use clqh_m, only: clqh
26      use clvent_m, only: clvent      use clvent_m, only: clvent
27      use coefkz_m, only: coefkz      use coef_diff_turb_m, only: coef_diff_turb
     use coefkzmin_m, only: coefkzmin  
     use coefkz2_m, only: coefkz2  
28      USE conf_gcm_m, ONLY: lmt_pas      USE conf_gcm_m, ONLY: lmt_pas
29      USE conf_phys_m, ONLY: iflag_pbl      USE conf_phys_m, ONLY: iflag_pbl
30      USE dimphy, ONLY: klev, klon, zmasq      USE dimphy, ONLY: klev, klon, zmasq
# Line 34  contains Line 33  contains
33      USE indicesol, ONLY: epsfra, is_lic, is_oce, is_sic, is_ter, nbsrf      USE indicesol, ONLY: epsfra, is_lic, is_oce, is_sic, is_ter, nbsrf
34      USE interfoce_lim_m, ONLY: interfoce_lim      USE interfoce_lim_m, ONLY: interfoce_lim
35      use stdlevvar_m, only: stdlevvar      use stdlevvar_m, only: stdlevvar
36      USE suphec_m, ONLY: rd, rg, rkappa      USE suphec_m, ONLY: rd, rg
37      use time_phylmdz, only: itap      use time_phylmdz, only: itap
     use ustarhb_m, only: ustarhb  
     use yamada4_m, only: yamada4  
38    
39      REAL, INTENT(IN):: dtime ! interval du temps (secondes)      REAL, INTENT(IN):: dtime ! interval du temps (secondes)
40    
# Line 51  contains Line 48  contains
48      REAL, intent(in):: mu0(klon) ! cosinus de l'angle solaire zenithal          REAL, intent(in):: mu0(klon) ! cosinus de l'angle solaire zenithal    
49      REAL, INTENT(IN):: ftsol(:, :) ! (klon, nbsrf) temp\'erature du sol (en K)      REAL, INTENT(IN):: ftsol(:, :) ! (klon, nbsrf) temp\'erature du sol (en K)
50      REAL, INTENT(IN):: cdmmax, cdhmax ! seuils cdrm, cdrh      REAL, INTENT(IN):: cdmmax, cdhmax ! seuils cdrm, cdrh
     REAL, INTENT(IN):: ksta, ksta_ter  
     LOGICAL, INTENT(IN):: ok_kzmin  
51    
52      REAL, INTENT(inout):: ftsoil(klon, nsoilmx, nbsrf)      REAL, INTENT(inout):: ftsoil(klon, nsoilmx, nbsrf)
53      ! soil temperature of surface fraction      ! soil temperature of surface fraction
# Line 106  contains Line 101  contains
101      ! dflux_q derive du flux latent      ! dflux_q derive du flux latent
102      ! IM "slab" ocean      ! IM "slab" ocean
103    
104      REAL, intent(out):: ycoefh(klon, klev)      REAL, intent(out):: coefh(:, 2:) ! (klon, 2:klev)
105      ! Pour pouvoir extraire les coefficients d'\'echange, le champ      ! Pour pouvoir extraire les coefficients d'\'echange, le champ
106      ! "ycoefh" a \'et\'e cr\'e\'e. Nous avons moyenn\'e les valeurs de      ! "coefh" a \'et\'e cr\'e\'e. Nous avons moyenn\'e les valeurs de
107      ! ce champ sur les quatre sous-surfaces du mod\`ele.      ! ce champ sur les quatre sous-surfaces du mod\`ele.
108    
109      REAL, INTENT(inout):: t2m(klon, nbsrf), q2m(klon, nbsrf)      REAL, INTENT(inout):: t2m(klon, nbsrf), q2m(klon, nbsrf)
# Line 150  contains Line 145  contains
145      real y_run_off_lic_0(klon)      real y_run_off_lic_0(klon)
146      REAL rugmer(klon)      REAL rugmer(klon)
147      REAL ytsoil(klon, nsoilmx)      REAL ytsoil(klon, nsoilmx)
148      REAL yts(klon), yrugos(klon), ypct(klon), yz0_new(klon)      REAL yts(klon), ypct(klon), yz0_new(klon)
149        real yrugos(klon) ! longeur de rugosite (en m)
150      REAL yalb(klon)      REAL yalb(klon)
151      REAL snow(klon), yqsurf(klon), yagesno(klon)      REAL snow(klon), yqsurf(klon), yagesno(klon)
152      real yqsol(klon) ! column-density of water in soil, in kg m-2      real yqsol(klon) ! column-density of water in soil, in kg m-2
# Line 164  contains Line 160  contains
160      REAL y_flux_t(klon), y_flux_q(klon)      REAL y_flux_t(klon), y_flux_q(klon)
161      REAL y_flux_u(klon), y_flux_v(klon)      REAL y_flux_u(klon), y_flux_v(klon)
162      REAL y_dflux_t(klon), y_dflux_q(klon)      REAL y_dflux_t(klon), y_dflux_q(klon)
163      REAL coefh(klon, klev), coefm(klon, klev)      REAL ycoefh(klon, 2:klev), ycoefm(klon, 2:klev)
164        real ycdragh(klon), ycdragm(klon)
165      REAL yu(klon, klev), yv(klon, klev)      REAL yu(klon, klev), yv(klon, klev)
166      REAL yt(klon, klev), yq(klon, klev)      REAL yt(klon, klev), yq(klon, klev)
167      REAL ypaprs(klon, klev + 1), ypplay(klon, klev), ydelp(klon, klev)      REAL ypaprs(klon, klev + 1), ypplay(klon, klev), ydelp(klon, klev)
     REAL ycoefm0(klon, klev), ycoefh0(klon, klev)  
     REAL yzlay(klon, klev), zlev(klon, klev + 1), yteta(klon, klev)  
     REAL ykmm(klon, klev + 1), ykmn(klon, klev + 1)  
     REAL ykmq(klon, klev + 1)  
168      REAL yq2(klon, klev + 1)      REAL yq2(klon, klev + 1)
169      REAL delp(klon, klev)      REAL delp(klon, klev)
170      INTEGER i, k, nsrf      INTEGER i, k, nsrf
# Line 201  contains Line 194  contains
194    
195      REAL qairsol(klon), zgeo1(klon)      REAL qairsol(klon), zgeo1(klon)
196      REAL rugo1(klon)      REAL rugo1(klon)
197        REAL zgeop(klon, klev)
198    
199      !------------------------------------------------------------      !------------------------------------------------------------
200    
# Line 243  contains Line 237  contains
237      d_q = 0.      d_q = 0.
238      d_u = 0.      d_u = 0.
239      d_v = 0.      d_v = 0.
240      ycoefh = 0.      coefh = 0.
241    
242      ! Initialisation des "pourcentages potentiels". On consid\`ere ici qu'on      ! Initialisation des "pourcentages potentiels". On consid\`ere ici qu'on
243      ! peut avoir potentiellement de la glace sur tout le domaine oc\'eanique      ! peut avoir potentiellement de la glace sur tout le domaine oc\'eanique
# Line 310  contains Line 304  contains
304               END DO               END DO
305            END DO            END DO
306    
307            ! calculer Cdrag et les coefficients d'echange            ! Calculer les géopotentiels de chaque couche:
308            CALL coefkz(nsrf, ypaprs, ypplay, ksta, ksta_ter, yts(:knon), &  
309                 yrugos, yu, yv, yt, yq, yqsurf(:knon), coefm(:knon, 2:), &            zgeop(:knon, 1) = RD * yt(:knon, 1) / (0.5 * (ypaprs(:knon, 1) &
310                 coefh(:knon, 2:), coefm(:knon, 1), coefh(:knon, 1))                 + ypplay(:knon, 1))) * (ypaprs(:knon, 1) - ypplay(:knon, 1))
311    
312              DO k = 2, klev
313                 zgeop(:knon, k) = zgeop(:knon, k - 1) + RD * 0.5 &
314                      * (yt(:knon, k - 1) + yt(:knon, k)) / ypaprs(:knon, k) &
315                      * (ypplay(:knon, k - 1) - ypplay(:knon, k))
316              ENDDO
317    
318              CALL clcdrag(nsrf, yu(:knon, 1), yv(:knon, 1), yt(:knon, 1), &
319                   yq(:knon, 1), zgeop(:knon, 1), yts(:knon), yqsurf(:knon), &
320                   yrugos(:knon), ycdragm(:knon), ycdragh(:knon))
321    
322            IF (iflag_pbl == 1) THEN            IF (iflag_pbl == 1) THEN
323               CALL coefkz2(nsrf, knon, ypaprs, ypplay, yt, ycoefm0, ycoefh0)               ycdragm(:knon) = max(ycdragm(:knon), 0.)
324               coefm(:knon, :) = max(coefm(:knon, :), ycoefm0(:knon, :))               ycdragh(:knon) = max(ycdragh(:knon), 0.)
325               coefh(:knon, :) = max(coefh(:knon, :), ycoefh0(:knon, :))            end IF
           END IF  
326    
327            ! on met un seuil pour coefm et coefh            ! on met un seuil pour ycdragm et ycdragh
328            IF (nsrf == is_oce) THEN            IF (nsrf == is_oce) THEN
329               coefm(:knon, 1) = min(coefm(:knon, 1), cdmmax)               ycdragm(:knon) = min(ycdragm(:knon), cdmmax)
330               coefh(:knon, 1) = min(coefh(:knon, 1), cdhmax)               ycdragh(:knon) = min(ycdragh(:knon), cdhmax)
           END IF  
   
           IF (ok_kzmin) THEN  
              ! Calcul d'une diffusion minimale pour les conditions tres stables  
              CALL coefkzmin(knon, ypaprs, ypplay, yu, yv, yt, yq, &  
                   coefm(:knon, 1), ycoefm0(:knon, 2:), ycoefh0(:knon, 2:))  
              coefm(:knon, :) = max(coefm(:knon, :), ycoefm0(:knon, :))  
              coefh(:knon, :) = max(coefh(:knon, :), ycoefh0(:knon, :))  
331            END IF            END IF
332    
333            IF (iflag_pbl >= 6) THEN            IF (iflag_pbl >= 6) then
              ! Mellor et Yamada adapt\'e \`a Mars, Richard Fournier et  
              ! Fr\'ed\'eric Hourdin  
              yzlay(:knon, 1) = rd * yt(:knon, 1) / (0.5 * (ypaprs(:knon, 1) &  
                   + ypplay(:knon, 1))) &  
                   * (ypaprs(:knon, 1) - ypplay(:knon, 1)) / rg  
   
              DO k = 2, klev  
                 yzlay(:knon, k) = yzlay(:knon, k-1) &  
                      + rd * 0.5 * (yt(1:knon, k-1) + yt(1:knon, k)) &  
                      / ypaprs(1:knon, k) &  
                      * (ypplay(1:knon, k-1) - ypplay(1:knon, k)) / rg  
              END DO  
   
              DO k = 1, klev  
                 yteta(1:knon, k) = yt(1:knon, k) * (ypaprs(1:knon, 1) &  
                      / ypplay(1:knon, k))**rkappa * (1. + 0.61 * yq(1:knon, k))  
              END DO  
   
              zlev(:knon, 1) = 0.  
              zlev(:knon, klev + 1) = 2. * yzlay(:knon, klev) &  
                   - yzlay(:knon, klev - 1)  
   
              DO k = 2, klev  
                 zlev(:knon, k) = 0.5 * (yzlay(:knon, k) + yzlay(:knon, k-1))  
              END DO  
   
334               DO k = 1, klev + 1               DO k = 1, klev + 1
335                  DO j = 1, knon                  DO j = 1, knon
336                     i = ni(j)                     i = ni(j)
337                     yq2(j, k) = q2(i, k, nsrf)                     yq2(j, k) = q2(i, k, nsrf)
338                  END DO                  END DO
339               END DO               END DO
340              end IF
341    
342               ustar(:knon) = ustarhb(yu(:knon, 1), yv(:knon, 1), coefm(:knon, 1))            call coef_diff_turb(dtime, nsrf, ni(:knon), ypaprs, ypplay, yu, yv, &
343               CALL yamada4(dtime, rg, zlev(:knon, :), yzlay(:knon, :), &                 yq, yt, yts, ycdragm, zgeop(:knon, :), ycoefm(:knon, :), &
344                    yu(:knon, :), yv(:knon, :), yteta(:knon, :), &                 ycoefh(:knon, :), yq2)
                   coefm(:knon, 1), yq2(:knon, :), ykmm(:knon, :), &  
                   ykmn(:knon, :), ykmq(:knon, :), ustar(:knon))  
              coefm(:knon, 2:) = ykmm(:knon, 2:klev)  
              coefh(:knon, 2:) = ykmn(:knon, 2:klev)  
           END IF  
345    
346            CALL clvent(dtime, yu(:knon, 1), yv(:knon, 1), coefm(:knon, 2:), &            CALL clvent(dtime, yu(:knon, 1), yv(:knon, 1), ycoefm(:knon, :), &
347                 coefm(:knon, 1), yt(:knon, :), yu(:knon, :), ypaprs(:knon, :), &                 ycdragm(:knon), yt(:knon, :), yu(:knon, :), ypaprs(:knon, :), &
348                 ypplay(:knon, :), ydelp(:knon, :), y_d_u(:knon, :), &                 ypplay(:knon, :), ydelp(:knon, :), y_d_u(:knon, :), &
349                 y_flux_u(:knon))                 y_flux_u(:knon))
350            CALL clvent(dtime, yu(:knon, 1), yv(:knon, 1), coefm(:knon, 2:), &            CALL clvent(dtime, yu(:knon, 1), yv(:knon, 1), ycoefm(:knon, :), &
351                 coefm(:knon, 1), yt(:knon, :), yv(:knon, :), ypaprs(:knon, :), &                 ycdragm(:knon), yt(:knon, :), yv(:knon, :), ypaprs(:knon, :), &
352                 ypplay(:knon, :), ydelp(:knon, :), y_d_v(:knon, :), &                 ypplay(:knon, :), ydelp(:knon, :), y_d_v(:knon, :), &
353                 y_flux_v(:knon))                 y_flux_v(:knon))
354    
355            ! calculer la diffusion de "q" et de "h"            ! calculer la diffusion de "q" et de "h"
356            CALL clqh(dtime, julien, firstcal, nsrf, ni(:knon), &            CALL clqh(dtime, julien, firstcal, nsrf, ni(:knon), &
357                 ytsoil(:knon, :), yqsol(:knon), mu0, yrugos, yrugoro, &                 ytsoil(:knon, :), yqsol(:knon), mu0, yrugos, yrugoro, &
358                 yu(:knon, 1), yv(:knon, 1), coefh(:knon, :), yt, yq, &                 yu(:knon, 1), yv(:knon, 1), ycoefh(:knon, :), ycdragh(:knon), &
359                 yts(:knon), ypaprs, ypplay, ydelp, yrads(:knon), yalb(:knon), &                 yt, yq, yts(:knon), ypaprs, ypplay, ydelp, yrads(:knon), &
360                 snow(:knon), yqsurf, yrain_f, ysnow_f, yfluxlat(:knon), &                 yalb(:knon), snow(:knon), yqsurf, yrain_f, ysnow_f, &
361                 pctsrf_new_sic, yagesno(:knon), y_d_t, y_d_q, y_d_ts(:knon), &                 yfluxlat(:knon), pctsrf_new_sic, yagesno(:knon), y_d_t, y_d_q, &
362                 yz0_new, y_flux_t(:knon), y_flux_q(:knon), y_dflux_t(:knon), &                 y_d_ts(:knon), yz0_new, y_flux_t(:knon), y_flux_q(:knon), &
363                 y_dflux_q(:knon), y_fqcalving, y_ffonte, y_run_off_lic_0)                 y_dflux_t(:knon), y_dflux_q(:knon), y_fqcalving, y_ffonte, &
364                   y_run_off_lic_0)
365    
366            ! calculer la longueur de rugosite sur ocean            ! calculer la longueur de rugosite sur ocean
367            yrugm = 0.            yrugm = 0.
368            IF (nsrf == is_oce) THEN            IF (nsrf == is_oce) THEN
369               DO j = 1, knon               DO j = 1, knon
370                  yrugm(j) = 0.018 * coefm(j, 1) * (yu(j, 1)**2 + yv(j, 1)**2) &                  yrugm(j) = 0.018 * ycdragm(j) * (yu(j, 1)**2 + yv(j, 1)**2) &
371                       / rg + 0.11 * 14E-6 &                       / rg + 0.11 * 14E-6 &
372                       / sqrt(coefm(j, 1) * (yu(j, 1)**2 + yv(j, 1)**2))                       / sqrt(ycdragm(j) * (yu(j, 1)**2 + yv(j, 1)**2))
373                  yrugm(j) = max(1.5E-05, yrugm(j))                  yrugm(j) = max(1.5E-05, yrugm(j))
374               END DO               END DO
375            END IF            END IF
# Line 415  contains Line 381  contains
381            DO k = 1, klev            DO k = 1, klev
382               DO j = 1, knon               DO j = 1, knon
383                  i = ni(j)                  i = ni(j)
                 coefh(j, k) = coefh(j, k) * ypct(j)  
                 coefm(j, k) = coefm(j, k) * ypct(j)  
384                  y_d_t(j, k) = y_d_t(j, k) * ypct(j)                  y_d_t(j, k) = y_d_t(j, k) * ypct(j)
385                  y_d_q(j, k) = y_d_q(j, k) * ypct(j)                  y_d_q(j, k) = y_d_q(j, k) * ypct(j)
386                  y_d_u(j, k) = y_d_u(j, k) * ypct(j)                  y_d_u(j, k) = y_d_u(j, k) * ypct(j)
# Line 450  contains Line 414  contains
414               agesno(i, nsrf) = yagesno(j)               agesno(i, nsrf) = yagesno(j)
415               fqcalving(i, nsrf) = y_fqcalving(j)               fqcalving(i, nsrf) = y_fqcalving(j)
416               ffonte(i, nsrf) = y_ffonte(j)               ffonte(i, nsrf) = y_ffonte(j)
417               cdragh(i) = cdragh(i) + coefh(j, 1)               cdragh(i) = cdragh(i) + ycdragh(j) * ypct(j)
418               cdragm(i) = cdragm(i) + coefm(j, 1)               cdragm(i) = cdragm(i) + ycdragm(j) * ypct(j)
419               dflux_t(i) = dflux_t(i) + y_dflux_t(j)               dflux_t(i) = dflux_t(i) + y_dflux_t(j)
420               dflux_q(i) = dflux_q(i) + y_dflux_q(j)               dflux_q(i) = dflux_q(i) + y_dflux_q(j)
421            END DO            END DO
# Line 474  contains Line 438  contains
438                  d_q(i, k) = d_q(i, k) + y_d_q(j, k)                  d_q(i, k) = d_q(i, k) + y_d_q(j, k)
439                  d_u(i, k) = d_u(i, k) + y_d_u(j, k)                  d_u(i, k) = d_u(i, k) + y_d_u(j, k)
440                  d_v(i, k) = d_v(i, k) + y_d_v(j, k)                  d_v(i, k) = d_v(i, k) + y_d_v(j, k)
                 ycoefh(i, k) = ycoefh(i, k) + coefh(j, k)  
441               END DO               END DO
442            END DO            END DO
443    
444              forall (k = 2:klev) coefh(ni(:knon), k) &
445                   = coefh(ni(:knon), k) + ycoefh(:knon, k) * ypct(:knon)
446    
447            ! diagnostic t, q a 2m et u, v a 10m            ! diagnostic t, q a 2m et u, v a 10m
448    
449            DO j = 1, knon            DO j = 1, knon
# Line 501  contains Line 467  contains
467    
468            CALL stdlevvar(klon, knon, nsrf, u1(:knon), v1(:knon), tair1(:knon), &            CALL stdlevvar(klon, knon, nsrf, u1(:knon), v1(:knon), tair1(:knon), &
469                 qair1, zgeo1, tairsol, qairsol, rugo1, psfce, patm, yt2m, &                 qair1, zgeo1, tairsol, qairsol, rugo1, psfce, patm, yt2m, &
470                 yq2m, yt10m, yq10m, wind10m(:knon), ustar)                 yq2m, yt10m, yq10m, wind10m(:knon), ustar(:knon))
471    
472            DO j = 1, knon            DO j = 1, knon
473               i = ni(j)               i = ni(j)
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