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revision 91 by guez, Wed Mar 26 17:18:58 2014 UTC revision 98 by guez, Tue May 13 17:23:16 2014 UTC
# Line 4  module diagetpq_m Line 4  module diagetpq_m
4    
5  contains  contains
6    
7    SUBROUTINE diagetpq(airephy, tit, iprt, idiag, idiag2, dtime, t, q, ql, qs, &    SUBROUTINE diagetpq(airephy, tit, iprt, idiag, idiag2, dtime, t, q, ql, &
8         u, v, paprs, d_h_vcol, d_qt, d_qw, d_ql, d_qs, d_ec)         u, v, paprs, d_h_vcol, d_qt, d_ec)
9    
10      ! From LMDZ4/libf/phylmd/diagphy.F, version 1.1.1.1, 2004/05/19 12:53:08      ! From LMDZ4/libf/phylmd/diagphy.F, version 1.1.1.1, 2004/05/19 12:53:08
11    
# Line 31  contains Line 31  contains
31      ! Arguments:      ! Arguments:
32    
33      ! Input variables      ! Input variables
34      real airephy(klon)      real, intent(in):: airephy(klon) ! grid area
     ! airephy-------input-R- grid area  
35      CHARACTER(len=*), intent(in):: tit ! comment added in PRINT      CHARACTER(len=*), intent(in):: tit ! comment added in PRINT
36      INTEGER iprt, idiag, idiag2      INTEGER, intent(in):: iprt ! PRINT level ( <=1 : no PRINT)
37      ! iprt----input-I- PRINT level ( <=1 : no PRINT)  
38      ! idiag---input-I- indice dans lequel sera range les nouveaux      INTEGER, intent(in):: idiag
39      ! bilans d' entalpie et de masse      ! indice dans lequel seront rangés les nouveaux bilans d'enthalpie et
40      ! idiag2--input-I-les nouveaux bilans d'entalpie et de masse      ! de masse
41      ! sont compare au bilan de d'enthalpie de masse de  
42      ! l'indice numero idiag2      INTEGER, intent(in):: idiag2
43      ! Cas particulier : si idiag2=0, pas de comparaison, on      ! Les nouveaux bilans d'enthalpie et de masse sont comparés au
44      ! sort directement les bilans d'enthalpie et de masse      ! bilan de d'enthalpie de masse de l'indice numéro idiag2. Cas
45      REAL, intent(in):: dtime      ! particulier : si idiag2=0, pas de comparaison, on sort
46      ! dtime----input-R- time step (s)      ! directement les bilans d'enthalpie et de masse.
47      REAL, intent(in):: t(klon, klev)  
48      ! t--------input-R- temperature (K)      REAL, intent(in):: dtime ! time step (s)
49      REAL, intent(in):: q(klon, klev), ql(klon, klev), qs(klon, klev)      REAL, intent(in):: t(klon, klev) ! temperature (K)
50      ! q--------input-R- vapeur d'eau (kg/kg)      REAL, intent(in):: q(klon, klev) ! vapeur d'eau (kg/kg)
51      ! ql-------input-R- liquid water (kg/kg)      REAL, intent(in):: ql(klon, klev) ! liquid water (kg/kg)
     ! qs-------input-R- solid water (kg/kg)  
52      REAL, intent(in):: u(klon, klev), v(klon, klev) ! vitesse      REAL, intent(in):: u(klon, klev), v(klon, klev) ! vitesse
53      REAL, intent(in):: paprs(klon, klev+1) ! pression a intercouche (Pa)      REAL, intent(in):: paprs(klon, klev+1) ! pression a intercouche (Pa)
54    
55      ! Output variables      ! The following total values are computed per UNIT of Earth surface
     ! the following total value are computed by UNIT of earth surface  
     REAL d_h_vcol, d_qt, d_qw, d_ql, d_qs, d_ec  
   
     ! d_h_vcol--output-R- Heat flux (W/m2) define as the Enthalpy  
     ! change (J/m2) during one time step (dtime) for the whole  
     ! atmosphere (air, water vapour, liquid and solid)  
     ! d_qt------output-R- total water mass flux (kg/m2/s) defined as the  
     ! total water (kg/m2) change during one time step (dtime),  
     ! d_qw------output-R- same, for the water vapour only (kg/m2/s)  
     ! d_ql------output-R- same, for the liquid water only (kg/m2/s)  
     ! d_qs------output-R- same, for the solid water only (kg/m2/s)  
     ! d_ec------output-R- Kinetic Energy Budget (W/m2) for vertical air column  
   
     ! Local variables  
   
     REAL h_vcol_tot, h_dair_tot, h_qw_tot, h_ql_tot, h_qs_tot, qw_tot, ql_tot  
     real qs_tot , ec_tot  
     ! h_vcol_tot-- total enthalpy of vertical air column  
     ! (air with water vapour, liquid and solid) (J/m2)  
     ! h_dair_tot-- total enthalpy of dry air (J/m2)  
     ! h_qw_tot---- total enthalpy of water vapour (J/m2)  
     ! h_ql_tot---- total enthalpy of liquid water (J/m2)  
     ! h_qs_tot---- total enthalpy of solid water (J/m2)  
     ! qw_tot------ total mass of water vapour (kg/m2)  
     ! ql_tot------ total mass of liquid water (kg/m2)  
     ! qs_tot------ total mass of solid water (kg/m2)  
     ! ec_tot------ total kinetic energy (kg/m2)  
56    
57        REAL, intent(out):: d_h_vcol
58        ! heat flux (W/m2) defined as the enthalpy change (J/m2) during
59        ! one time step (dtime) for the whole atmosphere (air, water
60        ! vapour, liquid and solid)
61    
62        REAL, intent(out):: d_qt
63        ! total water mass flux (kg/m2/s) defined as the
64        ! total water (kg/m2) change during one time step (dtime)
65    
66        REAL, intent(out):: d_ec
67        ! kinetic energy budget (W/m2) for vertical air column
68    
69        ! Local:
70    
71        REAL d_qw
72        ! water vapour mass flux (kg/m2/s) defined as the water vapour
73        ! (kg/m2) change during one time step (dtime)
74    
75        REAL d_ql ! same, for the liquid water only (kg/m2/s)
76    
77        REAL h_vcol_tot
78        ! total enthalpy of vertical air column (air with water vapour,
79        ! liquid and solid) (J/m2)
80    
81        REAL h_dair_tot ! total enthalpy of dry air (J/m2)
82        REAL h_qw_tot ! total enthalpy of water vapour (J/m2)
83        REAL h_ql_tot ! total enthalpy of liquid water (J/m2)
84        REAL qw_tot ! total mass of water vapour (kg/m2)
85        REAL ql_tot ! total mass of liquid water (kg/m2)
86        real ec_tot ! total kinetic energy (kg/m2)
87      REAL zairm(klon, klev) ! layer air mass (kg/m2)      REAL zairm(klon, klev) ! layer air mass (kg/m2)
88      REAL zqw_col(klon)      REAL zqw_col(klon)
89      REAL zql_col(klon)      REAL zql_col(klon)
     REAL zqs_col(klon)  
90      REAL zec_col(klon)      REAL zec_col(klon)
91      REAL zh_dair_col(klon)      REAL zh_dair_col(klon)
92      REAL zh_qw_col(klon), zh_ql_col(klon), zh_qs_col(klon)      REAL zh_qw_col(klon), zh_ql_col(klon)
93        REAL d_h_dair, d_h_qw, d_h_ql
     REAL d_h_dair, d_h_qw, d_h_ql, d_h_qs  
   
94      REAL airetot, zcpvap, zcwat, zcice      REAL airetot, zcpvap, zcwat, zcice
   
95      INTEGER i, k      INTEGER i, k
   
96      INTEGER, PARAMETER:: ndiag = 10 ! max number of diagnostic in parallel      INTEGER, PARAMETER:: ndiag = 10 ! max number of diagnostic in parallel
97      integer:: pas(ndiag) = 0      integer:: pas(ndiag) = 0
   
98      REAL, save:: h_vcol_pre(ndiag), h_dair_pre(ndiag), h_qw_pre(ndiag)      REAL, save:: h_vcol_pre(ndiag), h_dair_pre(ndiag), h_qw_pre(ndiag)
99      REAL, save:: h_ql_pre(ndiag), h_qs_pre(ndiag), qw_pre(ndiag), ql_pre(ndiag)      REAL, save:: h_ql_pre(ndiag), qw_pre(ndiag), ql_pre(ndiag)
100      REAL, save:: qs_pre(ndiag), ec_pre(ndiag)      REAL, save:: ec_pre(ndiag)
101    
102      !-------------------------------------------------------------      !-------------------------------------------------------------
103    
104      DO k = 1, klev      DO k = 1, klev
105         DO i = 1, klon         DO i = 1, klon
           ! layer air mass  
106            zairm(i, k) = (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/RG            zairm(i, k) = (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/RG
107         ENDDO         ENDDO
108      END DO      END DO
# Line 117  contains Line 111  contains
111      DO i = 1, klon      DO i = 1, klon
112         zqw_col(i)=0.         zqw_col(i)=0.
113         zql_col(i)=0.         zql_col(i)=0.
        zqs_col(i)=0.  
114         zec_col(i) = 0.         zec_col(i) = 0.
115         zh_dair_col(i) = 0.         zh_dair_col(i) = 0.
116         zh_qw_col(i) = 0.         zh_qw_col(i) = 0.
117         zh_ql_col(i) = 0.         zh_ql_col(i) = 0.
        zh_qs_col(i) = 0.  
118      ENDDO      ENDDO
119    
120      zcpvap=RCPV      zcpvap=RCPV
# Line 135  contains Line 127  contains
127            ! Water mass            ! Water mass
128            zqw_col(i) = zqw_col(i) + q(i, k)*zairm(i, k)            zqw_col(i) = zqw_col(i) + q(i, k)*zairm(i, k)
129            zql_col(i) = zql_col(i) + ql(i, k)*zairm(i, k)            zql_col(i) = zql_col(i) + ql(i, k)*zairm(i, k)
           zqs_col(i) = zqs_col(i) + qs(i, k)*zairm(i, k)  
130            ! Kinetic Energy            ! Kinetic Energy
131            zec_col(i) = zec_col(i) +0.5*(u(i, k)**2+v(i, k)**2)*zairm(i, k)            zec_col(i) = zec_col(i) +0.5*(u(i, k)**2+v(i, k)**2)*zairm(i, k)
132            ! Air enthalpy            ! Air enthalpy
133            zh_dair_col(i) = zh_dair_col(i) &            zh_dair_col(i) = zh_dair_col(i) &
134                 + RCPD*(1.-q(i, k)-ql(i, k)-qs(i, k))*zairm(i, k)*t(i, k)                 + RCPD*(1.-q(i, k)-ql(i, k))*zairm(i, k)*t(i, k)
135            zh_qw_col(i) = zh_qw_col(i) + zcpvap*q(i, k)*zairm(i, k)*t(i, k)            zh_qw_col(i) = zh_qw_col(i) + zcpvap*q(i, k)*zairm(i, k)*t(i, k)
136            zh_ql_col(i) = zh_ql_col(i) &            zh_ql_col(i) = zh_ql_col(i) &
137                 + zcwat*ql(i, k)*zairm(i, k)*t(i, k) &                 + zcwat*ql(i, k)*zairm(i, k)*t(i, k) &
138                 - RLVTT*ql(i, k)*zairm(i, k)                 - RLVTT*ql(i, k)*zairm(i, k)
           zh_qs_col(i) = zh_qs_col(i) &  
                + zcice*qs(i, k)*zairm(i, k)*t(i, k) &  
                - RLSTT*qs(i, k)*zairm(i, k)  
139         END DO         END DO
140      ENDDO      ENDDO
141    
142      ! Mean over the planet surface      ! Mean over the planet surface
143      qw_tot = 0.      qw_tot = 0.
144      ql_tot = 0.      ql_tot = 0.
     qs_tot = 0.  
145      ec_tot = 0.      ec_tot = 0.
146      h_vcol_tot = 0.      h_vcol_tot = 0.
147      h_dair_tot = 0.      h_dair_tot = 0.
148      h_qw_tot = 0.      h_qw_tot = 0.
149      h_ql_tot = 0.      h_ql_tot = 0.
     h_qs_tot = 0.  
150      airetot=0.      airetot=0.
151    
152      do i=1, klon      do i=1, klon
153         qw_tot = qw_tot + zqw_col(i)*airephy(i)         qw_tot = qw_tot + zqw_col(i)*airephy(i)
154         ql_tot = ql_tot + zql_col(i)*airephy(i)         ql_tot = ql_tot + zql_col(i)*airephy(i)
        qs_tot = qs_tot + zqs_col(i)*airephy(i)  
155         ec_tot = ec_tot + zec_col(i)*airephy(i)         ec_tot = ec_tot + zec_col(i)*airephy(i)
156         h_dair_tot = h_dair_tot + zh_dair_col(i)*airephy(i)         h_dair_tot = h_dair_tot + zh_dair_col(i)*airephy(i)
157         h_qw_tot = h_qw_tot + zh_qw_col(i)*airephy(i)         h_qw_tot = h_qw_tot + zh_qw_col(i)*airephy(i)
158         h_ql_tot = h_ql_tot + zh_ql_col(i)*airephy(i)         h_ql_tot = h_ql_tot + zh_ql_col(i)*airephy(i)
        h_qs_tot = h_qs_tot + zh_qs_col(i)*airephy(i)  
159         airetot=airetot+airephy(i)         airetot=airetot+airephy(i)
160      END DO      END DO
161    
162      qw_tot = qw_tot/airetot      qw_tot = qw_tot/airetot
163      ql_tot = ql_tot/airetot      ql_tot = ql_tot/airetot
     qs_tot = qs_tot/airetot  
164      ec_tot = ec_tot/airetot      ec_tot = ec_tot/airetot
165      h_dair_tot = h_dair_tot/airetot      h_dair_tot = h_dair_tot/airetot
166      h_qw_tot = h_qw_tot/airetot      h_qw_tot = h_qw_tot/airetot
167      h_ql_tot = h_ql_tot/airetot      h_ql_tot = h_ql_tot/airetot
     h_qs_tot = h_qs_tot/airetot  
168    
169      h_vcol_tot = h_dair_tot+h_qw_tot+h_ql_tot+h_qs_tot      h_vcol_tot = h_dair_tot+h_qw_tot+h_ql_tot
170    
171      ! Compute the change of the atmospheric state compared to the one      ! Compute the change of the atmospheric state compared to the one
172      ! stored in "idiag2", and convert it in flux. This computation is      ! stored in "idiag2", and convert it in flux. This computation is
173      ! performed if idiag2 /= 0 and if it is not the first call for      ! performed if idiag2 /= 0 and if it is not the first call for
174      ! "idiag".      ! "idiag".
175    
176      IF ((idiag2 > 0) .and. (pas(idiag2) /= 0)) THEN      IF (idiag2 > 0 .and. pas(idiag2) /= 0) THEN
177         d_h_vcol = (h_vcol_tot - h_vcol_pre(idiag2) )/dtime         d_h_vcol = (h_vcol_tot - h_vcol_pre(idiag2) )/dtime
178         d_h_dair = (h_dair_tot- h_dair_pre(idiag2))/dtime         d_h_dair = (h_dair_tot- h_dair_pre(idiag2))/dtime
179         d_h_qw = (h_qw_tot - h_qw_pre(idiag2) )/dtime         d_h_qw = (h_qw_tot - h_qw_pre(idiag2) )/dtime
180         d_h_ql = (h_ql_tot - h_ql_pre(idiag2) )/dtime         d_h_ql = (h_ql_tot - h_ql_pre(idiag2) )/dtime
        d_h_qs = (h_qs_tot - h_qs_pre(idiag2) )/dtime  
181         d_qw = (qw_tot - qw_pre(idiag2) )/dtime         d_qw = (qw_tot - qw_pre(idiag2) )/dtime
182         d_ql = (ql_tot - ql_pre(idiag2) )/dtime         d_ql = (ql_tot - ql_pre(idiag2) )/dtime
        d_qs = (qs_tot - qs_pre(idiag2) )/dtime  
183         d_ec = (ec_tot - ec_pre(idiag2) )/dtime         d_ec = (ec_tot - ec_pre(idiag2) )/dtime
184         d_qt = d_qw + d_ql + d_qs         d_qt = d_qw + d_ql
185      ELSE      ELSE
186         d_h_vcol = 0.         d_h_vcol = 0.
187         d_h_dair = 0.         d_h_dair = 0.
188         d_h_qw = 0.         d_h_qw = 0.
189         d_h_ql = 0.         d_h_ql = 0.
        d_h_qs = 0.  
190         d_qw = 0.         d_qw = 0.
191         d_ql = 0.         d_ql = 0.
        d_qs = 0.  
192         d_ec = 0.         d_ec = 0.
193         d_qt = 0.         d_qt = 0.
194      ENDIF      ENDIF
195    
196      IF (iprt >= 2) THEN      IF (iprt >= 2) THEN
197         WRITE(6, 9000) tit, pas(idiag), d_qt, d_qw, d_ql, d_qs         print 9000, tit, pas(idiag), d_qt, d_qw, d_ql
198  9000   format('Phys. Water Mass Budget (kg/m2/s)', A15, 1i6, 10(1pE14.6))         print 9001, tit, pas(idiag), d_h_vcol
199         WRITE(6, 9001) tit, pas(idiag), d_h_vcol         print 9002, tit, pas(idiag), d_ec
 9001   format('Phys. Enthalpy Budget (W/m2) ', A15, 1i6, 10(F8.2))  
        WRITE(6, 9002) tit, pas(idiag), d_ec  
 9002   format('Phys. Kinetic Energy Budget (W/m2) ', A15, 1i6, 10(F8.2))  
200      END IF      END IF
201    
202      ! Store the new atmospheric state in "idiag"      ! Store the new atmospheric state in "idiag"
# Line 230  contains Line 205  contains
205      h_dair_pre(idiag) = h_dair_tot      h_dair_pre(idiag) = h_dair_tot
206      h_qw_pre(idiag) = h_qw_tot      h_qw_pre(idiag) = h_qw_tot
207      h_ql_pre(idiag) = h_ql_tot      h_ql_pre(idiag) = h_ql_tot
     h_qs_pre(idiag) = h_qs_tot  
208      qw_pre(idiag) = qw_tot      qw_pre(idiag) = qw_tot
209      ql_pre(idiag) = ql_tot      ql_pre(idiag) = ql_tot
     qs_pre(idiag) = qs_tot  
210      ec_pre (idiag) = ec_tot      ec_pre (idiag) = ec_tot
211    
212    9000 format('Physics water mass budget (kg/m2/s)', A15, 1i6, 10(1pE14.6))
213    9001 format('Physics enthalpy budget (W/m2) ', A15, 1i6, 10(F8.2))
214    9002 format('Physics kinetic energy budget (W/m2) ', A15, 1i6, 10(F8.2))
215    
216    END SUBROUTINE diagetpq    END SUBROUTINE diagetpq
217    
218  end module diagetpq_m  end module diagetpq_m
Legend:
Removed from v.91  
changed lines
  Added in v.98
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