Sources/phylmd/cltracrn.f

module cltracrn_m

  IMPLICIT none

contains 

  SUBROUTINE cltracrn(itr, dtime, u1lay, v1lay, coef, t, ftsol, pctsrf, tr, &
       trs, paprs, pplay, delp, masktr, fshtr, hsoltr, tautr, vdeptr, lat, &
       d_tr, d_trs)

    ! From phylmd/cltracrn.F, version 1.2 2005/05/25 13:10:09

    ! Author: Alex A.
    ! Date: february 1999
    ! Inspiré de clqh et clvent

    ! Objet: diffusion verticale de traceurs avec quantité de traceur
    ! dans le sol (réservoir de sol de radon)

    ! Note : pour l'instant le traceur dans le sol et le flux sont
    ! calculés mais ils ne servent que de diagnostics. Seule la
    ! tendance sur le traceur est sortie (d_tr).

    use indicesol, only: nbsrf
    use dimphy, only: klon, klev
    use SUPHEC_M, only: RD, rg

    ! Arguments:
    ! itr--- -input-R- le type de traceur 1- Rn 2 - Pb
    ! dtime----input-R- intervalle de temps (en second)
    ! u1lay----input-R- vent u de la premiere couche (m/s)
    ! v1lay----input-R- vent v de la premiere couche (m/s)
    ! coef-----input-R- le coefficient d'echange (m**2/s) l>1
    ! paprs----input-R- pression a l'inter-couche (Pa)
    ! pplay----input-R- pression au milieu de couche (Pa)
    ! delp-----input-R- epaisseur de couche (Pa)
    ! ftsol----input-R- temperature du sol (en Kelvin)
    ! tr-------input-R- traceurs
    ! trs------input-R- traceurs dans le sol
    ! masktr---input-R- Masque reservoir de sol traceur (1 = reservoir)
    ! fshtr----input-R- Flux surfacique de production dans le sol
    ! tautr----input-R- Constante de decroissance du traceur
    ! vdeptr---input-R- Vitesse de depot sec dans la couche brownienne
    ! hsoltr---input-R- Epaisseur equivalente du reservoir de sol
    ! lat-----input-R- latitude en degree
    ! d_tr-----output-R- le changement de "tr"
    ! d_trs----output-R- le changement de "trs"

    REAL, intent(in):: dtime
    REAL u1lay(klon), v1lay(klon)
    REAL coef(klon, klev)
    REAL, intent(in):: t(klon, klev) ! temperature (K)
    real, intent(in):: ftsol(klon, nbsrf), pctsrf(klon, nbsrf) 
    REAL tr(klon, klev), trs(klon)
    REAL, intent(in):: paprs(klon, klev+1)
    real, intent(in):: pplay(klon, klev)
    real delp(klon, klev)
    REAL masktr(klon) 
    REAL fshtr(klon) 
    REAL hsoltr
    REAL tautr
    REAL vdeptr
    REAL, intent(in):: lat(klon) 
    REAL d_tr(klon, klev)

    REAL d_trs(klon) ! (diagnostic) traceur ds le sol

    INTEGER i, k, itr, n, l
    REAL rotrhi(klon)
    REAL zx_coef(klon, klev)
    REAL zx_buf(klon)
    REAL zx_ctr(klon, klev)
    REAL zx_dtr(klon, klev)
    REAL zx_trs(klon)
    REAL zx_a, zx_b

    REAL local_tr(klon, klev)
    REAL local_trs(klon)
    REAL zts(klon)
    REAL zx_alpha1(klon), zx_alpha2(klon)

    !------------------------------------------------------------------

    ! Pour l'instant les quatre types de surface ne sont pas pris en
    ! compte. On fabrique avec zts un champ de température de sol que
    ! l'on pondère par la fraction de sol.

    DO i = 1, klon
       zts(i) = 0. 
    ENDDO

    DO n=1, nbsrf
       DO i = 1, klon
          zts(i) = zts(i) + ftsol(i, n)*pctsrf(i, n)
       ENDDO
    ENDDO

    DO i = 1, klon
       rotrhi(i) = RD * zts(i) / hsoltr 
    END DO

    DO k = 1, klev
       DO i = 1, klon
          local_tr(i, k) = tr(i, k)
       ENDDO
    ENDDO

    DO i = 1, klon
       local_trs(i) = trs(i)
    ENDDO

    ! Attention si dans clmain zx_alf1(i) = 1.
    ! Il doit y avoir coherence (donc la meme chose ici)

    DO i = 1, klon
       zx_alpha1(i) = 1.0
       zx_alpha2(i) = 1.0 - zx_alpha1(i)
    ENDDO

    DO i = 1, klon
       zx_coef(i, 1) = coef(i, 1) &
            * (1.0+SQRT(u1lay(i)**2+v1lay(i)**2)) &
            * pplay(i, 1)/(RD*t(i, 1))
       zx_coef(i, 1) = zx_coef(i, 1) * dtime*RG
    ENDDO

    DO k = 2, klev
       DO i = 1, klon
          zx_coef(i, k) = coef(i, k)*RG/(pplay(i, k-1)-pplay(i, k)) &
               *(paprs(i, k)*2/(t(i, k)+t(i, k-1))/RD)**2
          zx_coef(i, k) = zx_coef(i, k) * dtime*RG
       ENDDO
    ENDDO

    DO i = 1, klon
       zx_buf(i) = delp(i, klev) + zx_coef(i, klev)
       zx_ctr(i, klev) = local_tr(i, klev)*delp(i, klev)/zx_buf(i)
       zx_dtr(i, klev) = zx_coef(i, klev) / zx_buf(i)
    ENDDO

    DO l = klev-1, 2 , -1
       DO i = 1, klon
          zx_buf(i) = delp(i, l)+zx_coef(i, l) &
               +zx_coef(i, l+1)*(1.-zx_dtr(i, l+1))
          zx_ctr(i, l) = (local_tr(i, l)*delp(i, l) &
               + zx_coef(i, l+1)*zx_ctr(i, l+1))/zx_buf(i)
          zx_dtr(i, l) = zx_coef(i, l) / zx_buf(i)
       ENDDO
    ENDDO

    DO i = 1, klon
       zx_buf(i) = delp(i, 1) + zx_coef(i, 2)*(1.-zx_dtr(i, 2)) &
            + masktr(i) * zx_coef(i, 1) &
            *(zx_alpha1(i)+zx_alpha2(i)*zx_dtr(i, 2))
       zx_ctr(i, 1) = (local_tr(i, 1)*delp(i, 1) &
            + zx_ctr(i, 2) &
            *(zx_coef(i, 2) &
            - masktr(i) * zx_coef(i, 1) &
            *zx_alpha2(i))) / zx_buf(i)
       zx_dtr(i, 1) = masktr(i) * zx_coef(i, 1) / zx_buf(i)
    ENDDO

    ! Calculer d'abord local_trs nouvelle quantite dans le reservoir
    ! de sol

    ! Au dessus des continents
    ! Le pb peut se deposer partout : vdeptr = 10-3 m/s
    ! Le Rn est traité commme une couche Brownienne puisque vdeptr = 0.

    DO i = 1, klon
       IF (NINT(masktr(i)) .EQ. 1) THEN
          zx_trs(i) = local_trs(i)
          zx_a = zx_trs(i) &
               +fshtr(i)*dtime*rotrhi(i) &
               +rotrhi(i)*masktr(i)*zx_coef(i, 1)/RG &
               *(zx_ctr(i, 1)*(zx_alpha1(i)+zx_alpha2(i)*zx_dtr(i, 2)) &
               +zx_alpha2(i)*zx_ctr(i, 2))
          ! Pour l'instant, pour aller vite, le depot sec est traite
          ! comme une decroissance :
          zx_b = 1. + rotrhi(i)*masktr(i)*zx_coef(i, 1)/RG &
               * (1.-zx_dtr(i, 1) &
               *(zx_alpha1(i)+zx_alpha2(i)*zx_dtr(i, 2))) &
               + dtime / tautr &
               + dtime * vdeptr / hsoltr
          zx_trs(i) = zx_a / zx_b
          local_trs(i) = zx_trs(i)
       ENDIF

       ! Si on est entre 60N et 70N on divise par 2 l'emanation

       IF ((itr.eq.1.AND.NINT(masktr(i)).EQ.1.AND.lat(i).GE.60. &
            .AND.lat(i).LE.70.) .OR. &
            (itr.eq.2.AND.NINT(masktr(i)).EQ.1.AND.lat(i).GE.60. &
            .AND.lat(i).LE.70.)) THEN
          zx_trs(i) = local_trs(i)
          zx_a = zx_trs(i) &
               +(fshtr(i)/2.)*dtime*rotrhi(i) &
               +rotrhi(i)*masktr(i)*zx_coef(i, 1)/RG &
               *(zx_ctr(i, 1)*(zx_alpha1(i)+zx_alpha2(i)*zx_dtr(i, 2)) &
               +zx_alpha2(i)*zx_ctr(i, 2))
          zx_b = 1. + rotrhi(i)*masktr(i)*zx_coef(i, 1)/RG &
               * (1.-zx_dtr(i, 1) &
               *(zx_alpha1(i)+zx_alpha2(i)*zx_dtr(i, 2))) &
               + dtime / tautr &
               + dtime * vdeptr / hsoltr
          zx_trs(i) = zx_a / zx_b
          local_trs(i) = zx_trs(i)
       ENDIF

       ! Au dessus des oceans et aux hautes latitudes

       ! au dessous de -60S pas d'emission de radon au dessus 
       ! des oceans et des continents

       IF ((itr.EQ.1.AND.NINT(masktr(i)).EQ.0) .OR. &
            (itr.EQ.1.AND.NINT(masktr(i)).EQ.1.AND.lat(i).LT.-60.)) THEN
          zx_trs(i) = 0.
          local_trs(i) = 0.
       END IF

       ! au dessus de 70 N pas d'emission de radon au dessus 
       ! des oceans et des continents

       IF ((itr.EQ.1.AND.NINT(masktr(i)).EQ.0) .OR. &
            (itr.EQ.1.AND.NINT(masktr(i)).EQ.1.AND.lat(i).GT.70.)) THEN
          zx_trs(i) = 0.
          local_trs(i) = 0.
       END IF

       ! Au dessus des oceans la source est nulle

       IF (itr.eq.1.AND.NINT(masktr(i)).EQ.0) THEN
          zx_trs(i) = 0.
          local_trs(i) = 0.
       END IF

    ENDDO ! sur le i=1, klon

    ! une fois qu'on a zx_trs, on peut faire l'iteration

    DO i = 1, klon
       local_tr(i, 1) = zx_ctr(i, 1)+zx_dtr(i, 1)*zx_trs(i)
    ENDDO
    DO l = 2, klev
       DO i = 1, klon
          local_tr(i, l) &
               = zx_ctr(i, l) + zx_dtr(i, l)*local_tr(i, l-1)
       ENDDO
    ENDDO

    ! Calcul des tendances du traceur dans le sol et dans l'atmosphere

    DO l = 1, klev
       DO i = 1, klon
          d_tr(i, l) = local_tr(i, l) - tr(i, l)
       ENDDO
    ENDDO
    DO i = 1, klon
       d_trs(i) = local_trs(i) - trs(i)
    ENDDO

  END SUBROUTINE cltracrn

end module cltracrn_m
1	module cltracrn_m
2
3	IMPLICIT none
4
5	contains
6
7	SUBROUTINE cltracrn(itr, dtime, u1lay, v1lay, coef, t, ftsol, pctsrf, tr, &
8	trs, paprs, pplay, delp, masktr, fshtr, hsoltr, tautr, vdeptr, lat, &
9	d_tr, d_trs)
10
11	! From phylmd/cltracrn.F, version 1.2 2005/05/25 13:10:09
12
13	! Author: Alex A.
14	! Date: february 1999
15	! Inspiré de clqh et clvent
16
17	! Objet: diffusion verticale de traceurs avec quantité de traceur
18	! dans le sol (réservoir de sol de radon)
19
20	! Note : pour l'instant le traceur dans le sol et le flux sont
21	! calculés mais ils ne servent que de diagnostics. Seule la
22	! tendance sur le traceur est sortie (d_tr).
23
24	use indicesol, only: nbsrf
25	use dimphy, only: klon, klev
26	use SUPHEC_M, only: RD, rg
27
28	! Arguments:
29	! itr--- -input-R- le type de traceur 1- Rn 2 - Pb
30	! dtime----input-R- intervalle de temps (en second)
31	! u1lay----input-R- vent u de la premiere couche (m/s)
32	! v1lay----input-R- vent v de la premiere couche (m/s)
33	! coef-----input-R- le coefficient d'echange (m**2/s) l>1
34	! paprs----input-R- pression a l'inter-couche (Pa)
35	! pplay----input-R- pression au milieu de couche (Pa)
36	! delp-----input-R- epaisseur de couche (Pa)
37	! ftsol----input-R- temperature du sol (en Kelvin)
38	! tr-------input-R- traceurs
39	! trs------input-R- traceurs dans le sol
40	! masktr---input-R- Masque reservoir de sol traceur (1 = reservoir)
41	! fshtr----input-R- Flux surfacique de production dans le sol
42	! tautr----input-R- Constante de decroissance du traceur
43	! vdeptr---input-R- Vitesse de depot sec dans la couche brownienne
44	! hsoltr---input-R- Epaisseur equivalente du reservoir de sol
45	! lat-----input-R- latitude en degree
46	! d_tr-----output-R- le changement de "tr"
47	! d_trs----output-R- le changement de "trs"
48
49	REAL, intent(in):: dtime
50	REAL u1lay(klon), v1lay(klon)
51	REAL coef(klon, klev)
52	REAL, intent(in):: t(klon, klev) ! temperature (K)
53	real, intent(in):: ftsol(klon, nbsrf), pctsrf(klon, nbsrf)
54	REAL tr(klon, klev), trs(klon)
55	REAL, intent(in):: paprs(klon, klev+1)
56	real, intent(in):: pplay(klon, klev)
57	real delp(klon, klev)
58	REAL masktr(klon)
59	REAL fshtr(klon)
60	REAL hsoltr
61	REAL tautr
62	REAL vdeptr
63	REAL, intent(in):: lat(klon)
64	REAL d_tr(klon, klev)
65
66	REAL d_trs(klon) ! (diagnostic) traceur ds le sol
67
68	INTEGER i, k, itr, n, l
69	REAL rotrhi(klon)
70	REAL zx_coef(klon, klev)
71	REAL zx_buf(klon)
72	REAL zx_ctr(klon, klev)
73	REAL zx_dtr(klon, klev)
74	REAL zx_trs(klon)
75	REAL zx_a, zx_b
76
77	REAL local_tr(klon, klev)
78	REAL local_trs(klon)
79	REAL zts(klon)
80	REAL zx_alpha1(klon), zx_alpha2(klon)
81
82	!------------------------------------------------------------------
83
84	! Pour l'instant les quatre types de surface ne sont pas pris en
85	! compte. On fabrique avec zts un champ de température de sol que
86	! l'on pondère par la fraction de sol.
87
88	DO i = 1, klon
89	zts(i) = 0.
90	ENDDO
91
92	DO n=1, nbsrf
93	DO i = 1, klon
94	zts(i) = zts(i) + ftsol(i, n)*pctsrf(i, n)
95	ENDDO
96	ENDDO
97
98	DO i = 1, klon
99	rotrhi(i) = RD * zts(i) / hsoltr
100	END DO
101
102	DO k = 1, klev
103	DO i = 1, klon
104	local_tr(i, k) = tr(i, k)
105	ENDDO
106	ENDDO
107
108	DO i = 1, klon
109	local_trs(i) = trs(i)
110	ENDDO
111
112	! Attention si dans clmain zx_alf1(i) = 1.
113	! Il doit y avoir coherence (donc la meme chose ici)
114
115	DO i = 1, klon
116	zx_alpha1(i) = 1.0
117	zx_alpha2(i) = 1.0 - zx_alpha1(i)
118	ENDDO
119
120	DO i = 1, klon
121	zx_coef(i, 1) = coef(i, 1) &
122	* (1.0+SQRT(u1lay(i)2+v1lay(i)2)) &
123	* pplay(i, 1)/(RD*t(i, 1))
124	zx_coef(i, 1) = zx_coef(i, 1) * dtime*RG
125	ENDDO
126
127	DO k = 2, klev
128	DO i = 1, klon
129	zx_coef(i, k) = coef(i, k)*RG/(pplay(i, k-1)-pplay(i, k)) &
130	(paprs(i, k)2/(t(i, k)+t(i, k-1))/RD)**2
131	zx_coef(i, k) = zx_coef(i, k) * dtime*RG
132	ENDDO
133	ENDDO
134
135	DO i = 1, klon
136	zx_buf(i) = delp(i, klev) + zx_coef(i, klev)
137	zx_ctr(i, klev) = local_tr(i, klev)*delp(i, klev)/zx_buf(i)
138	zx_dtr(i, klev) = zx_coef(i, klev) / zx_buf(i)
139	ENDDO
140
141	DO l = klev-1, 2 , -1
142	DO i = 1, klon
143	zx_buf(i) = delp(i, l)+zx_coef(i, l) &
144	+zx_coef(i, l+1)*(1.-zx_dtr(i, l+1))
145	zx_ctr(i, l) = (local_tr(i, l)*delp(i, l) &
146	+ zx_coef(i, l+1)*zx_ctr(i, l+1))/zx_buf(i)
147	zx_dtr(i, l) = zx_coef(i, l) / zx_buf(i)
148	ENDDO
149	ENDDO
150
151	DO i = 1, klon
152	zx_buf(i) = delp(i, 1) + zx_coef(i, 2)*(1.-zx_dtr(i, 2)) &
153	+ masktr(i) * zx_coef(i, 1) &
154	(zx_alpha1(i)+zx_alpha2(i)zx_dtr(i, 2))
155	zx_ctr(i, 1) = (local_tr(i, 1)*delp(i, 1) &
156	+ zx_ctr(i, 2) &
157	*(zx_coef(i, 2) &
158	- masktr(i) * zx_coef(i, 1) &
159	*zx_alpha2(i))) / zx_buf(i)
160	zx_dtr(i, 1) = masktr(i) * zx_coef(i, 1) / zx_buf(i)
161	ENDDO
162
163	! Calculer d'abord local_trs nouvelle quantite dans le reservoir
164	! de sol
165
166	! Au dessus des continents
167	! Le pb peut se deposer partout : vdeptr = 10-3 m/s
168	! Le Rn est traité commme une couche Brownienne puisque vdeptr = 0.
169
170	DO i = 1, klon
171	IF (NINT(masktr(i)) .EQ. 1) THEN
172	zx_trs(i) = local_trs(i)
173	zx_a = zx_trs(i) &
174	+fshtr(i)dtimerotrhi(i) &
175	+rotrhi(i)masktr(i)zx_coef(i, 1)/RG &
176	(zx_ctr(i, 1)(zx_alpha1(i)+zx_alpha2(i)*zx_dtr(i, 2)) &
177	+zx_alpha2(i)*zx_ctr(i, 2))
178	! Pour l'instant, pour aller vite, le depot sec est traite
179	! comme une decroissance :
180	zx_b = 1. + rotrhi(i)masktr(i)zx_coef(i, 1)/RG &
181	* (1.-zx_dtr(i, 1) &
182	(zx_alpha1(i)+zx_alpha2(i)zx_dtr(i, 2))) &
183	+ dtime / tautr &
184	+ dtime * vdeptr / hsoltr
185	zx_trs(i) = zx_a / zx_b
186	local_trs(i) = zx_trs(i)
187	ENDIF
188
189	! Si on est entre 60N et 70N on divise par 2 l'emanation
190
191	IF ((itr.eq.1.AND.NINT(masktr(i)).EQ.1.AND.lat(i).GE.60. &
192	.AND.lat(i).LE.70.) .OR. &
193	(itr.eq.2.AND.NINT(masktr(i)).EQ.1.AND.lat(i).GE.60. &
194	.AND.lat(i).LE.70.)) THEN
195	zx_trs(i) = local_trs(i)
196	zx_a = zx_trs(i) &
197	+(fshtr(i)/2.)dtimerotrhi(i) &
198	+rotrhi(i)masktr(i)zx_coef(i, 1)/RG &
199	(zx_ctr(i, 1)(zx_alpha1(i)+zx_alpha2(i)*zx_dtr(i, 2)) &
200	+zx_alpha2(i)*zx_ctr(i, 2))
201	zx_b = 1. + rotrhi(i)masktr(i)zx_coef(i, 1)/RG &
202	* (1.-zx_dtr(i, 1) &
203	(zx_alpha1(i)+zx_alpha2(i)zx_dtr(i, 2))) &
204	+ dtime / tautr &
205	+ dtime * vdeptr / hsoltr
206	zx_trs(i) = zx_a / zx_b
207	local_trs(i) = zx_trs(i)
208	ENDIF
209
210	! Au dessus des oceans et aux hautes latitudes
211
212	! au dessous de -60S pas d'emission de radon au dessus
213	! des oceans et des continents
214
215	IF ((itr.EQ.1.AND.NINT(masktr(i)).EQ.0) .OR. &
216	(itr.EQ.1.AND.NINT(masktr(i)).EQ.1.AND.lat(i).LT.-60.)) THEN
217	zx_trs(i) = 0.
218	local_trs(i) = 0.
219	END IF
220
221	! au dessus de 70 N pas d'emission de radon au dessus
222	! des oceans et des continents
223
224	IF ((itr.EQ.1.AND.NINT(masktr(i)).EQ.0) .OR. &
225	(itr.EQ.1.AND.NINT(masktr(i)).EQ.1.AND.lat(i).GT.70.)) THEN
226	zx_trs(i) = 0.
227	local_trs(i) = 0.
228	END IF
229
230	! Au dessus des oceans la source est nulle
231
232	IF (itr.eq.1.AND.NINT(masktr(i)).EQ.0) THEN
233	zx_trs(i) = 0.
234	local_trs(i) = 0.
235	END IF
236
237	ENDDO ! sur le i=1, klon
238
239	! une fois qu'on a zx_trs, on peut faire l'iteration
240
241	DO i = 1, klon
242	local_tr(i, 1) = zx_ctr(i, 1)+zx_dtr(i, 1)*zx_trs(i)
243	ENDDO
244	DO l = 2, klev
245	DO i = 1, klon
246	local_tr(i, l) &
247	= zx_ctr(i, l) + zx_dtr(i, l)*local_tr(i, l-1)
248	ENDDO
249	ENDDO
250
251	! Calcul des tendances du traceur dans le sol et dans l'atmosphere
252
253	DO l = 1, klev
254	DO i = 1, klon
255	d_tr(i, l) = local_tr(i, l) - tr(i, l)
256	ENDDO
257	ENDDO
258	DO i = 1, klon
259	d_trs(i) = local_trs(i) - trs(i)
260	ENDDO
261
262	END SUBROUTINE cltracrn
263
264	end module cltracrn_m