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: Alexandre ARMENGAUD
    ! 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

    INTEGER itr
    ! itr--- -input-R- le type de traceur 1- Rn 2 - Pb

    REAL, intent(in):: dtime
    ! dtime----input-R- intervalle de temps (en second)
    REAL, intent(in):: u1lay(klon), v1lay(klon) ! vent de la premiere
                                                ! couche (m/s)
    REAL coef(klon, klev)
    ! coef-----input-R- le coefficient d'echange (m**2/s) l>1
    REAL, intent(in):: t(klon, klev) ! temperature (K)
    real, intent(in):: ftsol(klon, nbsrf), pctsrf(klon, nbsrf) 
    ! ftsol----input-R- temperature du sol (en Kelvin)
    REAL, intent(in):: tr(klon, klev) ! traceur
    REAL, intent(in):: trs(:) ! (klon) traceur dans le sol
    REAL, intent(in):: paprs(klon, klev+1)
    ! paprs----input-R- pression a l'inter-couche (Pa)
    real, intent(in):: pplay(klon, klev)
    ! pplay----input-R- pression au milieu de couche (Pa)
    real delp(klon, klev)
    ! delp-----input-R- epaisseur de couche (Pa)
    REAL masktr(klon) 
    ! masktr---input-R- Masque reservoir de sol traceur (1 = reservoir)
    REAL fshtr(klon) 
    ! fshtr----input-R- Flux surfacique de production dans le sol
    REAL hsoltr
    ! hsoltr---input-R- Epaisseur equivalente du reservoir de sol
    REAL tautr
    ! tautr----input-R- Constante de decroissance du traceur

    REAL, intent(in):: vdeptr
    ! vitesse de d\'ep\^ot sec dans la couche brownienne

    REAL, intent(in):: lat(klon) 
    ! lat-----input-R- latitude en degree
    REAL d_tr(klon, klev)
    ! d_tr-----output-R- le changement de "tr"

    REAL, intent(out):: d_trs(:) ! (klon) (diagnostic) changement de "trs"

    ! Local:
    INTEGER i, k, 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_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

    local_trs = trs

    ! 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_a = local_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 d\'ep\^ot sec est trait\'e
          ! comme une d\'ecroissance :
          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
          local_trs(i) = zx_a / zx_b
       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_a = local_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
          local_trs(i) = zx_a / zx_b
       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
          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
          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
          local_trs(i) = 0.
       END IF
    ENDDO ! sur le i=1, klon

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

    DO i = 1, klon
       local_tr(i, 1) = zx_ctr(i, 1)+zx_dtr(i, 1)*local_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
    d_trs = local_trs - trs

  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: Alexandre ARMENGAUD
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	INTEGER itr
29	! itr--- -input-R- le type de traceur 1- Rn 2 - Pb
30
31	REAL, intent(in):: dtime
32	! dtime----input-R- intervalle de temps (en second)
33	REAL, intent(in):: u1lay(klon), v1lay(klon) ! vent de la premiere
34	! couche (m/s)
35	REAL coef(klon, klev)
36	! coef-----input-R- le coefficient d'echange (m**2/s) l>1
37	REAL, intent(in):: t(klon, klev) ! temperature (K)
38	real, intent(in):: ftsol(klon, nbsrf), pctsrf(klon, nbsrf)
39	! ftsol----input-R- temperature du sol (en Kelvin)
40	REAL, intent(in):: tr(klon, klev) ! traceur
41	REAL, intent(in):: trs(:) ! (klon) traceur dans le sol
42	REAL, intent(in):: paprs(klon, klev+1)
43	! paprs----input-R- pression a l'inter-couche (Pa)
44	real, intent(in):: pplay(klon, klev)
45	! pplay----input-R- pression au milieu de couche (Pa)
46	real delp(klon, klev)
47	! delp-----input-R- epaisseur de couche (Pa)
48	REAL masktr(klon)
49	! masktr---input-R- Masque reservoir de sol traceur (1 = reservoir)
50	REAL fshtr(klon)
51	! fshtr----input-R- Flux surfacique de production dans le sol
52	REAL hsoltr
53	! hsoltr---input-R- Epaisseur equivalente du reservoir de sol
54	REAL tautr
55	! tautr----input-R- Constante de decroissance du traceur
56
57	REAL, intent(in):: vdeptr
58	! vitesse de d\'ep\^ot sec dans la couche brownienne
59
60	REAL, intent(in):: lat(klon)
61	! lat-----input-R- latitude en degree
62	REAL d_tr(klon, klev)
63	! d_tr-----output-R- le changement de "tr"
64
65	REAL, intent(out):: d_trs(:) ! (klon) (diagnostic) changement de "trs"
66
67	! Local:
68	INTEGER i, k, 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_a, zx_b
75
76	REAL local_tr(klon, klev)
77	REAL local_trs(klon)
78	REAL zts(klon)
79	REAL zx_alpha1(klon), zx_alpha2(klon)
80
81	!------------------------------------------------------------------
82
83	! Pour l'instant les quatre types de surface ne sont pas pris en
84	! compte. On fabrique avec zts un champ de température de sol que
85	! l'on pondère par la fraction de sol.
86
87	DO i = 1, klon
88	zts(i) = 0.
89	ENDDO
90
91	DO n=1, nbsrf
92	DO i = 1, klon
93	zts(i) = zts(i) + ftsol(i, n)*pctsrf(i, n)
94	ENDDO
95	ENDDO
96
97	DO i = 1, klon
98	rotrhi(i) = RD * zts(i) / hsoltr
99	END DO
100
101	DO k = 1, klev
102	DO i = 1, klon
103	local_tr(i, k) = tr(i, k)
104	ENDDO
105	ENDDO
106
107	local_trs = trs
108
109	! Attention si dans clmain zx_alf1(i) = 1.
110	! Il doit y avoir coherence (donc la meme chose ici)
111
112	DO i = 1, klon
113	zx_alpha1(i) = 1.0
114	zx_alpha2(i) = 1.0 - zx_alpha1(i)
115	ENDDO
116
117	DO i = 1, klon
118	zx_coef(i, 1) = coef(i, 1) &
119	* (1.0+SQRT(u1lay(i)2+v1lay(i)2)) &
120	* pplay(i, 1)/(RD*t(i, 1))
121	zx_coef(i, 1) = zx_coef(i, 1) * dtime*RG
122	ENDDO
123
124	DO k = 2, klev
125	DO i = 1, klon
126	zx_coef(i, k) = coef(i, k)*RG/(pplay(i, k-1)-pplay(i, k)) &
127	(paprs(i, k)2/(t(i, k)+t(i, k-1))/RD)**2
128	zx_coef(i, k) = zx_coef(i, k) * dtime*RG
129	ENDDO
130	ENDDO
131
132	DO i = 1, klon
133	zx_buf(i) = delp(i, klev) + zx_coef(i, klev)
134	zx_ctr(i, klev) = local_tr(i, klev)*delp(i, klev)/zx_buf(i)
135	zx_dtr(i, klev) = zx_coef(i, klev) / zx_buf(i)
136	ENDDO
137
138	DO l = klev-1, 2 , -1
139	DO i = 1, klon
140	zx_buf(i) = delp(i, l)+zx_coef(i, l) &
141	+zx_coef(i, l+1)*(1.-zx_dtr(i, l+1))
142	zx_ctr(i, l) = (local_tr(i, l)*delp(i, l) &
143	+ zx_coef(i, l+1)*zx_ctr(i, l+1))/zx_buf(i)
144	zx_dtr(i, l) = zx_coef(i, l) / zx_buf(i)
145	ENDDO
146	ENDDO
147
148	DO i = 1, klon
149	zx_buf(i) = delp(i, 1) + zx_coef(i, 2)*(1.-zx_dtr(i, 2)) &
150	+ masktr(i) * zx_coef(i, 1) &
151	(zx_alpha1(i)+zx_alpha2(i)zx_dtr(i, 2))
152	zx_ctr(i, 1) = (local_tr(i, 1)*delp(i, 1) &
153	+ zx_ctr(i, 2) &
154	*(zx_coef(i, 2) &
155	- masktr(i) * zx_coef(i, 1) &
156	*zx_alpha2(i))) / zx_buf(i)
157	zx_dtr(i, 1) = masktr(i) * zx_coef(i, 1) / zx_buf(i)
158	ENDDO
159
160	! Calculer d'abord local_trs nouvelle quantite dans le reservoir
161	! de sol
162
163	! Au dessus des continents
164	! Le pb peut se deposer partout : vdeptr = 10-3 m/s
165	! Le Rn est traité commme une couche Brownienne puisque vdeptr = 0.
166
167	DO i = 1, klon
168	IF (NINT(masktr(i)) .EQ. 1) THEN
169	zx_a = local_trs(i) &
170	+fshtr(i)dtimerotrhi(i) &
171	+rotrhi(i)masktr(i)zx_coef(i, 1)/RG &
172	(zx_ctr(i, 1)(zx_alpha1(i)+zx_alpha2(i)*zx_dtr(i, 2)) &
173	+zx_alpha2(i)*zx_ctr(i, 2))
174	! Pour l'instant, pour aller vite, le d\'ep\^ot sec est trait\'e
175	! comme une d\'ecroissance :
176	zx_b = 1. + rotrhi(i)masktr(i)zx_coef(i, 1)/RG &
177	* (1.-zx_dtr(i, 1) &
178	(zx_alpha1(i)+zx_alpha2(i)zx_dtr(i, 2))) &
179	+ dtime / tautr &
180	+ dtime * vdeptr / hsoltr
181	local_trs(i) = zx_a / zx_b
182	ENDIF
183
184	! Si on est entre 60N et 70N on divise par 2 l'emanation
185
186	IF ((itr.eq.1.AND.NINT(masktr(i)).EQ.1.AND.lat(i).GE.60. &
187	.AND.lat(i).LE.70.) .OR. &
188	(itr.eq.2.AND.NINT(masktr(i)).EQ.1.AND.lat(i).GE.60. &
189	.AND.lat(i).LE.70.)) THEN
190	zx_a = local_trs(i) &
191	+(fshtr(i)/2.)dtimerotrhi(i) &
192	+rotrhi(i)masktr(i)zx_coef(i, 1)/RG &
193	(zx_ctr(i, 1)(zx_alpha1(i)+zx_alpha2(i)*zx_dtr(i, 2)) &
194	+zx_alpha2(i)*zx_ctr(i, 2))
195	zx_b = 1. + rotrhi(i)masktr(i)zx_coef(i, 1)/RG &
196	* (1.-zx_dtr(i, 1) &
197	(zx_alpha1(i)+zx_alpha2(i)zx_dtr(i, 2))) &
198	+ dtime / tautr &
199	+ dtime * vdeptr / hsoltr
200	local_trs(i) = zx_a / zx_b
201	ENDIF
202
203	! Au dessus des oceans et aux hautes latitudes
204
205	! au dessous de -60S pas d'emission de radon au dessus
206	! des oceans et des continents
207
208	IF ((itr.EQ.1.AND.NINT(masktr(i)).EQ.0) .OR. &
209	(itr.EQ.1.AND.NINT(masktr(i)).EQ.1.AND.lat(i).LT.-60.)) THEN
210	local_trs(i) = 0.
211	END IF
212
213	! au dessus de 70 N pas d'emission de radon au dessus
214	! des oceans et des continents
215
216	IF ((itr.EQ.1.AND.NINT(masktr(i)).EQ.0) .OR. &
217	(itr.EQ.1.AND.NINT(masktr(i)).EQ.1.AND.lat(i).GT.70.)) THEN
218	local_trs(i) = 0.
219	END IF
220
221	! Au dessus des oceans la source est nulle
222
223	IF (itr.eq.1.AND.NINT(masktr(i)).EQ.0) THEN
224	local_trs(i) = 0.
225	END IF
226	ENDDO ! sur le i=1, klon
227
228	! une fois qu'on a local_trs, on peut faire l'iteration
229
230	DO i = 1, klon
231	local_tr(i, 1) = zx_ctr(i, 1)+zx_dtr(i, 1)*local_trs(i)
232	ENDDO
233	DO l = 2, klev
234	DO i = 1, klon
235	local_tr(i, l) &
236	= zx_ctr(i, l) + zx_dtr(i, l)*local_tr(i, l-1)
237	ENDDO
238	ENDDO
239
240	! Calcul des tendances du traceur dans le sol et dans l'atmosphere
241
242	DO l = 1, klev
243	DO i = 1, klon
244	d_tr(i, l) = local_tr(i, l) - tr(i, l)
245	ENDDO
246	ENDDO
247	d_trs = local_trs - trs
248
249	END SUBROUTINE cltracrn
250
251	end module cltracrn_m