1 |
! |
module fisrtilp_m |
2 |
! $Header: /home/cvsroot/LMDZ4/libf/phylmd/fisrtilp.F,v 1.2 2004/11/09 16:55:40 lmdzadmin Exp $ |
|
3 |
! |
IMPLICIT NONE |
4 |
c |
|
5 |
SUBROUTINE fisrtilp(dtime,paprs,pplay,t,q,ptconv,ratqs, |
contains |
6 |
s d_t, d_q, d_ql, rneb, radliq, rain, snow, |
|
7 |
s pfrac_impa, pfrac_nucl, pfrac_1nucl, |
SUBROUTINE fisrtilp(dtime, paprs, pplay, t, q, ptconv, ratqs, d_t, d_q, & |
8 |
s frac_impa, frac_nucl, |
d_ql, rneb, radliq, rain, snow, pfrac_impa, pfrac_nucl, pfrac_1nucl, & |
9 |
s prfl, psfl, rhcl) |
frac_impa, frac_nucl, prfl, psfl, rhcl) |
10 |
|
|
11 |
c |
! From phylmd/fisrtilp.F, version 1.2 2004/11/09 16:55:40 |
12 |
use dimens_m |
! First author: Z. X. Li (LMD/CNRS), 20 mars 1995 |
13 |
use dimphy |
! Other authors: Olivier, AA, IM, YM, MAF |
14 |
use tracstoke |
|
15 |
use YOMCST |
! Objet : condensation et pr\'ecipitation stratiforme, sch\'ema de |
16 |
use yoethf |
! nuage, sch\'ema de condensation \`a grande \'echelle (pluie). |
17 |
use fcttre |
|
18 |
use comfisrtilp |
USE comfisrtilp, ONLY: cld_lc_con, cld_lc_lsc, cld_tau_con, & |
19 |
IMPLICIT none |
cld_tau_lsc, coef_eva, ffallv_con, ffallv_lsc, iflag_pdf, reevap_ice |
20 |
c====================================================================== |
USE dimphy, ONLY: klev, klon |
21 |
c Auteur(s): Z.X. Li (LMD/CNRS) |
USE fcttre, ONLY: dqsatl, dqsats, foede, foeew, qsatl, qsats |
22 |
c Date: le 20 mars 1995 |
USE numer_rec_95, ONLY: nr_erf |
23 |
c Objet: condensation et precipitation stratiforme. |
USE suphec_m, ONLY: rcpd, rd, retv, rg, rlstt, rlvtt, rtt |
24 |
c schema de nuage |
USE yoethf_m, ONLY: r2es, r5ies, r5les, rvtmp2 |
25 |
c====================================================================== |
|
26 |
c====================================================================== |
! Arguments: |
27 |
c |
|
28 |
c Arguments: |
REAL, INTENT (IN):: dtime ! intervalle du temps (s) |
29 |
c |
REAL, INTENT (IN):: paprs(klon, klev+1) ! pression a inter-couche |
30 |
REAL, intent(in):: dtime ! intervalle du temps (s) |
REAL, INTENT (IN):: pplay(klon, klev) ! pression au milieu de couche |
31 |
REAL, intent(in):: paprs(klon,klev+1) ! pression a inter-couche |
REAL, INTENT (IN):: t(klon, klev) ! temperature (K) |
32 |
REAL, intent(in):: pplay(klon,klev) ! pression au milieu de couche |
REAL, INTENT (IN):: q(klon, klev) ! humidite specifique (kg/kg) |
33 |
REAL t(klon,klev) ! temperature (K) |
LOGICAL, INTENT (IN):: ptconv(klon, klev) |
34 |
REAL q(klon,klev) ! humidite specifique (kg/kg) |
|
35 |
REAL d_t(klon,klev) ! incrementation de la temperature (K) |
REAL, INTENT (IN):: ratqs(klon, klev) |
36 |
REAL d_q(klon,klev) ! incrementation de la vapeur d'eau |
! determine la largeur de distribution de vapeur |
37 |
REAL d_ql(klon,klev) ! incrementation de l'eau liquide |
|
38 |
REAL rneb(klon,klev) ! fraction nuageuse |
REAL, INTENT (out):: d_t(klon, klev) ! incrementation de la temperature (K) |
39 |
REAL radliq(klon,klev) ! eau liquide utilisee dans rayonnements |
REAL, INTENT (out):: d_q(klon, klev) ! incrementation de la vapeur d'eau |
40 |
REAL rhcl(klon,klev) ! humidite relative en ciel clair |
REAL, INTENT (out):: d_ql(klon, klev) ! incrementation de l'eau liquide |
41 |
REAL rain(klon) ! pluies (mm/s) |
REAL, INTENT (out):: rneb(klon, klev) ! fraction nuageuse |
42 |
REAL snow(klon) ! neige (mm/s) |
|
43 |
REAL prfl(klon,klev+1) ! flux d'eau precipitante aux interfaces (kg/m2/s) |
REAL, INTENT (out):: radliq(klon, klev) |
44 |
REAL psfl(klon,klev+1) ! flux d'eau precipitante aux interfaces (kg/m2/s) |
! eau liquide utilisee dans rayonnement |
45 |
cAA |
|
46 |
c Coeffients de fraction lessivee : pour OFF-LINE |
REAL, INTENT (out):: rain(klon) ! pluies (mm/s) |
47 |
c |
REAL, INTENT (out):: snow(klon) ! neige (mm/s) |
48 |
REAL pfrac_nucl(klon,klev) |
|
49 |
REAL pfrac_1nucl(klon,klev) |
! Coeffients de fraction lessivee : |
50 |
REAL pfrac_impa(klon,klev) |
REAL, INTENT (inout):: pfrac_impa(klon, klev) |
51 |
c |
REAL, INTENT (inout):: pfrac_nucl(klon, klev) |
52 |
c Fraction d'aerosols lessivee par impaction et par nucleation |
REAL, INTENT (inout):: pfrac_1nucl(klon, klev) |
53 |
c POur ON-LINE |
|
54 |
c |
! Fraction d'aerosols lessivee par impaction |
55 |
REAL frac_impa(klon,klev) |
REAL, INTENT (out):: frac_impa(klon, klev) |
56 |
REAL frac_nucl(klon,klev) |
|
57 |
real zct(klon),zcl(klon) |
! Fraction d'aerosols lessivee par nucleation |
58 |
cAA |
REAL, INTENT (out):: frac_nucl(klon, klev) |
59 |
c |
|
60 |
c Options du programme: |
REAL, INTENT (out):: prfl(klon, klev+1) |
61 |
c |
! flux d'eau precipitante aux interfaces (kg/m2/s) |
62 |
REAL seuil_neb ! un nuage existe vraiment au-dela |
|
63 |
PARAMETER (seuil_neb=0.001) |
REAL, INTENT (out):: psfl(klon, klev+1) |
64 |
|
! flux d'eau precipitante aux interfaces (kg/m2/s) |
65 |
INTEGER ninter ! sous-intervals pour la precipitation |
|
66 |
PARAMETER (ninter=5) |
REAL, INTENT (out):: rhcl(klon, klev) ! humidite relative en ciel clair |
67 |
LOGICAL evap_prec ! evaporation de la pluie |
|
68 |
PARAMETER (evap_prec=.TRUE.) |
! Local: |
69 |
REAL ratqs(klon,klev) ! determine la largeur de distribution de vapeur |
|
70 |
logical ptconv(klon,klev) ! determine la largeur de distribution de vapeur |
REAL zct(klon), zcl(klon) |
71 |
|
|
72 |
real zpdf_sig(klon),zpdf_k(klon),zpdf_delta(klon) |
! Options du programme: |
73 |
real Zpdf_a(klon),zpdf_b(klon),zpdf_e1(klon),zpdf_e2(klon) |
|
74 |
real erf |
REAL seuil_neb ! un nuage existe vraiment au-dela |
75 |
c |
PARAMETER (seuil_neb=0.001) |
76 |
LOGICAL cpartiel ! condensation partielle |
|
77 |
PARAMETER (cpartiel=.TRUE.) |
INTEGER ninter ! sous-intervals pour la precipitation |
78 |
REAL t_coup |
PARAMETER (ninter=5) |
79 |
PARAMETER (t_coup=234.0) |
LOGICAL evap_prec ! evaporation de la pluie |
80 |
c |
PARAMETER (evap_prec=.TRUE.) |
81 |
c Variables locales: |
REAL zpdf_sig(klon), zpdf_k(klon), zpdf_delta(klon) |
82 |
c |
REAL zpdf_a(klon), zpdf_b(klon), zpdf_e1(klon), zpdf_e2(klon) |
83 |
INTEGER i, k, n, kk |
|
84 |
REAL zqs(klon), zdqs(klon), zdelta, zcor, zcvm5 |
LOGICAL cpartiel ! condensation partielle |
85 |
REAL zrfl(klon), zrfln(klon), zqev, zqevt |
PARAMETER (cpartiel=.TRUE.) |
86 |
REAL zoliq(klon), zcond(klon), zq(klon), zqn(klon), zdelq |
REAL t_coup |
87 |
REAL ztglace, zt(klon) |
PARAMETER (t_coup=234.0) |
88 |
INTEGER nexpo ! exponentiel pour glace/eau |
|
89 |
REAL zdz(klon),zrho(klon),ztot(klon), zrhol(klon) |
INTEGER i, k, n, kk |
90 |
REAL zchau(klon),zfroi(klon),zfice(klon),zneb(klon) |
REAL zqs(klon), zdqs(klon), zcor, zcvm5 |
91 |
c |
logical zdelta |
92 |
LOGICAL appel1er |
REAL zrfl(klon), zrfln(klon), zqev, zqevt |
93 |
SAVE appel1er |
REAL zoliq(klon), zcond(klon), zq(klon), zqn(klon), zdelq |
94 |
c |
REAL ztglace, zt(klon) |
95 |
c--------------------------------------------------------------- |
INTEGER nexpo ! exponentiel pour glace/eau |
96 |
c |
REAL zdz(klon), zrho(klon), ztot(klon), zrhol(klon) |
97 |
cAA Variables traceurs: |
REAL zchau(klon), zfroi(klon), zfice(klon), zneb(klon) |
98 |
cAA Provisoire !!! Parametres alpha du lessivage |
|
99 |
cAA A priori on a 4 scavenging numbers possibles |
LOGICAL:: appel1er = .TRUE. |
100 |
c |
|
101 |
REAL a_tr_sca(4) |
! Variables traceurs: |
102 |
save a_tr_sca |
! Provisoire !!! Parametres alpha du lessivage |
103 |
c |
! A priori on a 4 scavenging numbers possibles |
104 |
c Variables intermediaires |
|
105 |
c |
REAL, save:: a_tr_sca(4) |
106 |
REAL zalpha_tr |
|
107 |
REAL zfrac_lessi |
! Variables intermediaires |
108 |
REAL zprec_cond(klon) |
|
109 |
cAA |
REAL zalpha_tr |
110 |
REAL zmair, zcpair, zcpeau |
REAL zfrac_lessi |
111 |
C Pour la conversion eau-neige |
REAL zprec_cond(klon) |
112 |
REAL zlh_solid(klon), zm_solid |
REAL zmair, zcpair, zcpeau |
113 |
cIM |
! Pour la conversion eau-neige |
114 |
INTEGER klevm1 |
REAL zlh_solid(klon), zm_solid |
115 |
c--------------------------------------------------------------- |
|
116 |
c |
!--------------------------------------------------------------- |
117 |
c Fonctions en ligne: |
|
118 |
c |
zdelq = 0.0 |
119 |
REAL fallvs,fallvc ! vitesse de chute pour crystaux de glace |
|
120 |
REAL zzz |
IF (appel1er) THEN |
121 |
fallvc (zzz) = 3.29/2.0 * ((zzz)**0.16) * ffallv_con |
PRINT *, 'fisrtilp, ninter:', ninter |
122 |
fallvs (zzz) = 3.29/2.0 * ((zzz)**0.16) * ffallv_lsc |
PRINT *, 'fisrtilp, evap_prec:', evap_prec |
123 |
c |
PRINT *, 'fisrtilp, cpartiel:', cpartiel |
124 |
DATA appel1er /.TRUE./ |
IF (abs(dtime / real(ninter) - 360.) > 0.001) THEN |
125 |
cym |
PRINT *, "fisrtilp : ce n'est pas pr\'evu, voir Z. X. Li", dtime |
126 |
zdelq=0.0 |
PRINT *, "Je pr\'ef\`ere un sous-intervalle de 6 minutes." |
127 |
|
END IF |
128 |
IF (appel1er) THEN |
appel1er = .FALSE. |
129 |
c |
|
130 |
PRINT*, 'fisrtilp, ninter:', ninter |
! initialiation provisoire |
|
PRINT*, 'fisrtilp, evap_prec:', evap_prec |
|
|
PRINT*, 'fisrtilp, cpartiel:', cpartiel |
|
|
IF (ABS(dtime/FLOAT(ninter)-360.0).GT.0.001) THEN |
|
|
PRINT*, 'fisrtilp: Ce n est pas prevu, voir Z.X.Li', dtime |
|
|
PRINT*, 'Je prefere un sous-intervalle de 6 minutes' |
|
|
c stop 1 |
|
|
ENDIF |
|
|
appel1er = .FALSE. |
|
|
c |
|
|
cAA initialiation provisoire |
|
131 |
a_tr_sca(1) = -0.5 |
a_tr_sca(1) = -0.5 |
132 |
a_tr_sca(2) = -0.5 |
a_tr_sca(2) = -0.5 |
133 |
a_tr_sca(3) = -0.5 |
a_tr_sca(3) = -0.5 |
134 |
a_tr_sca(4) = -0.5 |
a_tr_sca(4) = -0.5 |
135 |
c |
|
136 |
cAA Initialisation a 1 des coefs des fractions lessivees |
! Initialisation a 1 des coefs des fractions lessivees |
137 |
c |
DO k = 1, klev |
138 |
DO k = 1, klev |
DO i = 1, klon |
139 |
DO i = 1, klon |
pfrac_nucl(i, k) = 1. |
140 |
pfrac_nucl(i,k)=1. |
pfrac_1nucl(i, k) = 1. |
141 |
pfrac_1nucl(i,k)=1. |
pfrac_impa(i, k) = 1. |
142 |
pfrac_impa(i,k)=1. |
END DO |
143 |
ENDDO |
END DO |
144 |
ENDDO |
END IF |
145 |
|
|
146 |
ENDIF ! test sur appel1er |
! Initialisation a 0 de zoliq |
147 |
c |
DO i = 1, klon |
148 |
cMAf Initialisation a 0 de zoliq |
zoliq(i) = 0. |
149 |
DO i = 1, klon |
END DO |
150 |
zoliq(i)=0. |
! Determiner les nuages froids par leur temperature |
151 |
ENDDO |
! nexpo regle la raideur de la transition eau liquide / eau glace. |
152 |
c Determiner les nuages froids par leur temperature |
|
153 |
c nexpo regle la raideur de la transition eau liquide / eau glace. |
ztglace = rtt - 15.0 |
154 |
c |
nexpo = 6 |
155 |
ztglace = RTT - 15.0 |
|
156 |
nexpo = 6 |
! Initialiser les sorties: |
157 |
ccc nexpo = 1 |
|
158 |
c |
DO k = 1, klev + 1 |
159 |
c Initialiser les sorties: |
DO i = 1, klon |
160 |
c |
prfl(i, k) = 0.0 |
161 |
DO k = 1, klev+1 |
psfl(i, k) = 0.0 |
162 |
DO i = 1, klon |
END DO |
163 |
prfl(i,k) = 0.0 |
END DO |
164 |
psfl(i,k) = 0.0 |
|
165 |
ENDDO |
DO k = 1, klev |
166 |
ENDDO |
DO i = 1, klon |
167 |
|
d_t(i, k) = 0.0 |
168 |
DO k = 1, klev |
d_q(i, k) = 0.0 |
169 |
DO i = 1, klon |
d_ql(i, k) = 0.0 |
170 |
d_t(i,k) = 0.0 |
rneb(i, k) = 0.0 |
171 |
d_q(i,k) = 0.0 |
radliq(i, k) = 0.0 |
172 |
d_ql(i,k) = 0.0 |
frac_nucl(i, k) = 1. |
173 |
rneb(i,k) = 0.0 |
frac_impa(i, k) = 1. |
174 |
radliq(i,k) = 0.0 |
END DO |
175 |
frac_nucl(i,k) = 1. |
END DO |
176 |
frac_impa(i,k) = 1. |
DO i = 1, klon |
177 |
ENDDO |
rain(i) = 0.0 |
178 |
ENDDO |
snow(i) = 0.0 |
179 |
DO i = 1, klon |
END DO |
180 |
rain(i) = 0.0 |
|
181 |
snow(i) = 0.0 |
! Initialiser le flux de precipitation a zero |
182 |
ENDDO |
|
183 |
c |
DO i = 1, klon |
184 |
c Initialiser le flux de precipitation a zero |
zrfl(i) = 0.0 |
185 |
c |
zneb(i) = seuil_neb |
186 |
DO i = 1, klon |
END DO |
187 |
zrfl(i) = 0.0 |
|
188 |
zneb(i) = seuil_neb |
! Pour plus de securite |
189 |
ENDDO |
|
190 |
c |
zalpha_tr = 0. |
191 |
c |
zfrac_lessi = 0. |
192 |
cAA Pour plus de securite |
|
193 |
|
loop_vertical: DO k = klev, 1, -1 |
194 |
zalpha_tr = 0. |
DO i = 1, klon |
195 |
zfrac_lessi = 0. |
zt(i) = t(i, k) |
196 |
|
zq(i) = q(i, k) |
197 |
cAA---------------------------------------------------------- |
END DO |
198 |
c |
|
199 |
c Boucle verticale (du haut vers le bas) |
! Calculer la varition de temp. de l'air du a la chaleur sensible |
200 |
c |
! transporter par la pluie. |
201 |
cIM : klevm1 |
! Il resterait a rajouter cet effet de la chaleur sensible sur les |
202 |
klevm1=klev-1 |
! flux de surface, du a la diff. de temp. entre le 1er niveau et la |
203 |
DO 9999 k = klev, 1, -1 |
! surface. |
204 |
c |
|
205 |
cAA---------------------------------------------------------- |
DO i = 1, klon |
206 |
c |
IF (k <= klev - 1) THEN |
207 |
DO i = 1, klon |
zmair = (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/rg |
208 |
zt(i)=t(i,k) |
zcpair = rcpd*(1.0+rvtmp2*zq(i)) |
209 |
zq(i)=q(i,k) |
zcpeau = rcpd*rvtmp2 |
210 |
ENDDO |
zt(i) = ((t(i, k + 1) + d_t(i, k + 1)) * zrfl(i) * dtime & |
211 |
c |
* zcpeau + zmair * zcpair* zt(i)) & |
212 |
c Calculer la varition de temp. de l'air du a la chaleur sensible |
/ (zmair * zcpair + zrfl(i) * dtime * zcpeau) |
213 |
C transporter par la pluie. |
END IF |
214 |
C Il resterait a rajouter cet effet de la chaleur sensible sur les |
END DO |
215 |
C flux de surface, du a la diff. de temp. entre le 1er niveau et la |
|
216 |
C surface. |
IF (evap_prec) THEN |
217 |
C |
! Calculer l'evaporation de la precipitation |
218 |
DO i = 1, klon |
DO i = 1, klon |
219 |
cIM |
IF (zrfl(i)>0.) THEN |
220 |
IF(k.LE.klevm1) THEN |
zqs(i) = r2es*foeew(zt(i), rtt >= zt(i))/pplay(i, k) |
221 |
zmair=(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/RG |
zqs(i) = min(0.5, zqs(i)) |
222 |
zcpair=RCPD*(1.0+RVTMP2*zq(i)) |
zcor = 1./(1.-retv*zqs(i)) |
223 |
zcpeau=RCPD*RVTMP2 |
zqs(i) = zqs(i)*zcor |
224 |
zt(i) = ( (t(i,k+1)+d_t(i,k+1))*zrfl(i)*dtime*zcpeau |
zqev = max(0.0, (zqs(i)-zq(i))*zneb(i)) |
225 |
$ + zmair*zcpair*zt(i) ) |
zqevt = coef_eva*(1.0-zq(i)/zqs(i))*sqrt(zrfl(i))* & |
226 |
$ / (zmair*zcpair + zrfl(i)*dtime*zcpeau) |
(paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/pplay(i, k)*zt(i)*rd/rg |
227 |
CC WRITE (6,*) 'cppluie ', zt(i)-(t(i,k+1)+d_t(i,k+1)) |
zqevt = max(0.0, min(zqevt, zrfl(i)))*rg*dtime/ & |
228 |
ENDIF |
(paprs(i, k)-paprs(i, k+1)) |
229 |
ENDDO |
zqev = min(zqev, zqevt) |
230 |
c |
zrfln(i) = zrfl(i) - zqev*(paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/rg/dtime |
231 |
c |
|
232 |
c Calculer l'evaporation de la precipitation |
! pour la glace, on r\'e\'evapore toute la pr\'ecip dans la |
233 |
c |
! couche du dessous la glace venant de la couche du |
234 |
|
! dessus est simplement dans la couche du dessous. |
235 |
|
|
236 |
IF (evap_prec) THEN |
IF (zt(i)<t_coup .AND. reevap_ice) zrfln(i) = 0. |
237 |
DO i = 1, klon |
|
238 |
IF (zrfl(i) .GT.0.) THEN |
zq(i) = zq(i) - (zrfln(i)-zrfl(i))*(rg/(paprs(i, k)-paprs(i, & |
239 |
IF (thermcep) THEN |
k+1)))*dtime |
240 |
zdelta=MAX(0.,SIGN(1.,RTT-zt(i))) |
zt(i) = zt(i) + (zrfln(i)-zrfl(i))*(rg/(paprs(i, k)-paprs(i, & |
241 |
zqs(i)= R2ES*FOEEW(zt(i),zdelta)/pplay(i,k) |
k+1)))*dtime*rlvtt/rcpd/(1.0+rvtmp2*zq(i)) |
242 |
zqs(i)=MIN(0.5,zqs(i)) |
zrfl(i) = zrfln(i) |
243 |
zcor=1./(1.-RETV*zqs(i)) |
END IF |
244 |
zqs(i)=zqs(i)*zcor |
END DO |
245 |
ELSE |
END IF |
246 |
IF (zt(i) .LT. t_coup) THEN |
|
247 |
zqs(i) = qsats(zt(i)) / pplay(i,k) |
! Calculer Qs et L/Cp*dQs/dT: |
248 |
ELSE |
|
249 |
zqs(i) = qsatl(zt(i)) / pplay(i,k) |
DO i = 1, klon |
250 |
ENDIF |
zdelta = rtt >= zt(i) |
251 |
ENDIF |
zcvm5 = merge(r5ies*rlstt, r5les*rlvtt, zdelta) |
252 |
zqev = MAX (0.0, (zqs(i)-zq(i))*zneb(i) ) |
zcvm5 = zcvm5/rcpd/(1.0+rvtmp2*zq(i)) |
253 |
zqevt = coef_eva * (1.0-zq(i)/zqs(i)) * SQRT(zrfl(i)) |
zqs(i) = r2es*foeew(zt(i), zdelta)/pplay(i, k) |
254 |
. * (paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/pplay(i,k)*zt(i)*RD/RG |
zqs(i) = min(0.5, zqs(i)) |
255 |
zqevt = MAX(0.0,MIN(zqevt,zrfl(i))) |
zcor = 1./(1.-retv*zqs(i)) |
256 |
. * RG*dtime/(paprs(i,k)-paprs(i,k+1)) |
zqs(i) = zqs(i)*zcor |
257 |
zqev = MIN (zqev, zqevt) |
zdqs(i) = foede(zt(i), zdelta, zcvm5, zqs(i), zcor) |
258 |
zrfln(i) = zrfl(i) - zqev*(paprs(i,k)-paprs(i,k+1)) |
END DO |
259 |
. /RG/dtime |
|
260 |
|
! Determiner la condensation partielle et calculer la quantite |
261 |
c pour la glace, on réévapore toute la précip dans la couche du dessous |
! de l'eau condensee: |
262 |
c la glace venant de la couche du dessus est simplement dans la couche |
|
263 |
c du dessous. |
IF (cpartiel) THEN |
264 |
|
! Calcul de l'eau condensee et de la fraction nuageuse et de l'eau |
265 |
IF (zt(i) .LT. t_coup.and.reevap_ice) zrfln(i)=0. |
! nuageuse a partir des PDF de Sandrine Bony. |
266 |
|
! rneb : fraction nuageuse |
267 |
zq(i) = zq(i) - (zrfln(i)-zrfl(i)) |
! zqn : eau totale dans le nuage |
268 |
. * (RG/(paprs(i,k)-paprs(i,k+1)))*dtime |
! zcond : eau condensee moyenne dans la maille. |
269 |
zt(i) = zt(i) + (zrfln(i)-zrfl(i)) |
|
270 |
. * (RG/(paprs(i,k)-paprs(i,k+1)))*dtime |
! on prend en compte le r\'echauffement qui diminue |
271 |
. * RLVTT/RCPD/(1.0+RVTMP2*zq(i)) |
! la partie condens\'ee |
272 |
zrfl(i) = zrfln(i) |
|
273 |
ENDIF |
! Version avec les ratqs |
274 |
ENDDO |
|
275 |
ENDIF |
IF (iflag_pdf==0) THEN |
276 |
c |
DO i = 1, klon |
277 |
c Calculer Qs et L/Cp*dQs/dT: |
zdelq = min(ratqs(i, k), 0.99)*zq(i) |
278 |
c |
rneb(i, k) = (zq(i)+zdelq-zqs(i))/(2.0*zdelq) |
279 |
IF (thermcep) THEN |
zqn(i) = (zq(i)+zdelq+zqs(i))/2.0 |
280 |
DO i = 1, klon |
END DO |
281 |
zdelta = MAX(0.,SIGN(1.,RTT-zt(i))) |
ELSE |
282 |
zcvm5 = R5LES*RLVTT*(1.-zdelta) + R5IES*RLSTT*zdelta |
! Version avec les nouvelles PDFs. |
283 |
zcvm5 = zcvm5 /RCPD/(1.0+RVTMP2*zq(i)) |
DO i = 1, klon |
284 |
zqs(i) = R2ES*FOEEW(zt(i),zdelta)/pplay(i,k) |
IF (zq(i) < 1E-15) THEN |
285 |
zqs(i) = MIN(0.5,zqs(i)) |
zq(i) = 1E-15 |
286 |
zcor = 1./(1.-RETV*zqs(i)) |
END IF |
287 |
zqs(i) = zqs(i)*zcor |
END DO |
288 |
zdqs(i) = FOEDE(zt(i),zdelta,zcvm5,zqs(i),zcor) |
DO i = 1, klon |
289 |
ENDDO |
zpdf_sig(i) = ratqs(i, k)*zq(i) |
290 |
ELSE |
zpdf_k(i) = -sqrt(log(1.+(zpdf_sig(i)/zq(i))**2)) |
291 |
DO i = 1, klon |
zpdf_delta(i) = log(zq(i)/zqs(i)) |
292 |
IF (zt(i).LT.t_coup) THEN |
zpdf_a(i) = zpdf_delta(i)/(zpdf_k(i)*sqrt(2.)) |
293 |
zqs(i) = qsats(zt(i))/pplay(i,k) |
zpdf_b(i) = zpdf_k(i)/(2.*sqrt(2.)) |
294 |
zdqs(i) = dqsats(zt(i),zqs(i)) |
zpdf_e1(i) = zpdf_a(i) - zpdf_b(i) |
295 |
ELSE |
zpdf_e1(i) = sign(min(abs(zpdf_e1(i)), 5.), zpdf_e1(i)) |
296 |
zqs(i) = qsatl(zt(i))/pplay(i,k) |
zpdf_e1(i) = 1. - nr_erf(zpdf_e1(i)) |
297 |
zdqs(i) = dqsatl(zt(i),zqs(i)) |
zpdf_e2(i) = zpdf_a(i) + zpdf_b(i) |
298 |
ENDIF |
zpdf_e2(i) = sign(min(abs(zpdf_e2(i)), 5.), zpdf_e2(i)) |
299 |
ENDDO |
zpdf_e2(i) = 1. - nr_erf(zpdf_e2(i)) |
300 |
ENDIF |
IF (zpdf_e1(i)<1.E-10) THEN |
301 |
c |
rneb(i, k) = 0. |
302 |
c Determiner la condensation partielle et calculer la quantite |
zqn(i) = zqs(i) |
303 |
c de l'eau condensee: |
ELSE |
304 |
c |
rneb(i, k) = 0.5*zpdf_e1(i) |
305 |
IF (cpartiel) THEN |
zqn(i) = zq(i)*zpdf_e2(i)/zpdf_e1(i) |
306 |
|
END IF |
307 |
c print*,'Dans partiel k=',k |
END DO |
308 |
c |
END IF |
309 |
c Calcul de l'eau condensee et de la fraction nuageuse et de l'eau |
|
310 |
c nuageuse a partir des PDF de Sandrine Bony. |
DO i = 1, klon |
311 |
c rneb : fraction nuageuse |
IF (rneb(i, k)<=0.0) zqn(i) = 0.0 |
312 |
c zqn : eau totale dans le nuage |
IF (rneb(i, k)>=1.0) zqn(i) = zq(i) |
313 |
c zcond : eau condensee moyenne dans la maille. |
rneb(i, k) = max(0., min(1., rneb(i, k))) |
314 |
c on prend en compte le réchauffement qui diminue la partie condensee |
! On ne divise pas par 1 + zdqs pour forcer \`a avoir l'eau |
315 |
c |
! pr\'edite par la convection. Attention : il va falloir |
316 |
c Version avec les raqts |
! verifier tout ca. |
317 |
|
zcond(i) = max(0., zqn(i)-zqs(i))*rneb(i, k) |
318 |
if (iflag_pdf.eq.0) then |
rhcl(i, k) = (zqs(i)+zq(i)-zdelq)/2./zqs(i) |
319 |
|
IF (rneb(i, k) <= 0.) rhcl(i, k) = zq(i) / zqs(i) |
320 |
do i=1,klon |
IF (rneb(i, k) >= 1.) rhcl(i, k) = 1. |
321 |
zdelq = min(ratqs(i,k),0.99) * zq(i) |
END DO |
322 |
rneb(i,k) = (zq(i)+zdelq-zqs(i)) / (2.0*zdelq) |
ELSE |
323 |
zqn(i) = (zq(i)+zdelq+zqs(i))/2.0 |
DO i = 1, klon |
324 |
enddo |
IF (zq(i)>zqs(i)) THEN |
325 |
|
rneb(i, k) = 1.0 |
326 |
else |
ELSE |
327 |
c |
rneb(i, k) = 0.0 |
328 |
c Version avec les nouvelles PDFs. |
END IF |
329 |
do i=1,klon |
zcond(i) = max(0.0, zq(i)-zqs(i))/(1.+zdqs(i)) |
330 |
if(zq(i).lt.1.e-15) then |
END DO |
331 |
CC Lionel GUEZ print*,'ZQ(',i,',',k,')=',zq(i) |
END IF |
332 |
zq(i)=1.e-15 |
|
333 |
endif |
DO i = 1, klon |
334 |
enddo |
zq(i) = zq(i) - zcond(i) |
335 |
do i=1,klon |
zt(i) = zt(i) + zcond(i)*rlvtt/rcpd/(1.0+rvtmp2*zq(i)) |
336 |
zpdf_sig(i)=ratqs(i,k)*zq(i) |
END DO |
337 |
zpdf_k(i)=-sqrt(log(1.+(zpdf_sig(i)/zq(i))**2)) |
|
338 |
zpdf_delta(i)=log(zq(i)/zqs(i)) |
! Partager l'eau condensee en precipitation et eau liquide nuageuse |
339 |
zpdf_a(i)=zpdf_delta(i)/(zpdf_k(i)*sqrt(2.)) |
|
340 |
zpdf_b(i)=zpdf_k(i)/(2.*sqrt(2.)) |
DO i = 1, klon |
341 |
zpdf_e1(i)=zpdf_a(i)-zpdf_b(i) |
IF (rneb(i, k)>0.0) THEN |
342 |
zpdf_e1(i)=sign(min(abs(zpdf_e1(i)),5.),zpdf_e1(i)) |
zoliq(i) = zcond(i) |
343 |
zpdf_e1(i)=1.-erf(zpdf_e1(i)) |
zrho(i) = pplay(i, k)/zt(i)/rd |
344 |
zpdf_e2(i)=zpdf_a(i)+zpdf_b(i) |
zdz(i) = (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/(zrho(i)*rg) |
345 |
zpdf_e2(i)=sign(min(abs(zpdf_e2(i)),5.),zpdf_e2(i)) |
zfice(i) = 1.0 - (zt(i)-ztglace)/(273.13-ztglace) |
346 |
zpdf_e2(i)=1.-erf(zpdf_e2(i)) |
zfice(i) = min(max(zfice(i), 0.0), 1.0) |
347 |
if (zpdf_e1(i).lt.1.e-10) then |
zfice(i) = zfice(i)**nexpo |
348 |
rneb(i,k)=0. |
zneb(i) = max(rneb(i, k), seuil_neb) |
349 |
zqn(i)=zqs(i) |
radliq(i, k) = zoliq(i)/real(ninter+1) |
350 |
else |
END IF |
351 |
rneb(i,k)=0.5*zpdf_e1(i) |
END DO |
352 |
zqn(i)=zq(i)*zpdf_e2(i)/zpdf_e1(i) |
|
353 |
endif |
DO n = 1, ninter |
354 |
|
DO i = 1, klon |
355 |
enddo |
IF (rneb(i, k)>0.0) THEN |
356 |
|
zrhol(i) = zrho(i)*zoliq(i)/zneb(i) |
357 |
endif ! iflag_pdf |
|
358 |
|
IF (ptconv(i, k)) THEN |
359 |
do i=1,klon |
zcl(i) = cld_lc_con |
360 |
IF (rneb(i,k) .LE. 0.0) zqn(i) = 0.0 |
zct(i) = 1./cld_tau_con |
361 |
IF (rneb(i,k) .GE. 1.0) zqn(i) = zq(i) |
ELSE |
362 |
rneb(i,k) = MAX(0.0,MIN(1.0,rneb(i,k))) |
zcl(i) = cld_lc_lsc |
363 |
c zcond(i) = MAX(0.0,zqn(i)-zqs(i))*rneb(i,k)/(1.+zdqs(i)) |
zct(i) = 1./cld_tau_lsc |
364 |
c On ne divise pas par 1+zdqs pour forcer a avoir l'eau predite par |
END IF |
365 |
c la convection. |
! quantit\'e d'eau \`a \'eliminer |
366 |
c ATTENTION !!! Il va falloir verifier tout ca. |
zchau(i) = zct(i)*dtime/real(ninter)*zoliq(i)* & |
367 |
zcond(i) = MAX(0.0,zqn(i)-zqs(i))*rneb(i,k) |
(1.0-exp(-(zoliq(i)/zneb(i)/zcl(i))**2))*(1.-zfice(i)) |
368 |
c print*,'ZDQS ',zdqs(i) |
! m\^eme chose pour la glace |
369 |
c--Olivier |
IF (ptconv(i, k)) THEN |
370 |
rhcl(i,k)=(zqs(i)+zq(i)-zdelq)/2./zqs(i) |
zfroi(i) = dtime/real(ninter)/zdz(i)*zoliq(i)* & |
371 |
IF (rneb(i,k) .LE. 0.0) rhcl(i,k)=zq(i)/zqs(i) |
fallvc(zrhol(i))*zfice(i) |
372 |
IF (rneb(i,k) .GE. 1.0) rhcl(i,k)=1.0 |
ELSE |
373 |
c--fin |
zfroi(i) = dtime/real(ninter)/zdz(i)*zoliq(i)* & |
374 |
ENDDO |
fallvs(zrhol(i))*zfice(i) |
375 |
ELSE |
END IF |
376 |
DO i = 1, klon |
ztot(i) = zchau(i) + zfroi(i) |
377 |
IF (zq(i).GT.zqs(i)) THEN |
IF (zneb(i)==seuil_neb) ztot(i) = 0.0 |
378 |
rneb(i,k) = 1.0 |
ztot(i) = min(max(ztot(i), 0.0), zoliq(i)) |
379 |
ELSE |
zoliq(i) = max(zoliq(i)-ztot(i), 0.0) |
380 |
rneb(i,k) = 0.0 |
radliq(i, k) = radliq(i, k) + zoliq(i)/real(ninter+1) |
381 |
ENDIF |
END IF |
382 |
zcond(i) = MAX(0.0,zq(i)-zqs(i))/(1.+zdqs(i)) |
END DO |
383 |
ENDDO |
END DO |
384 |
ENDIF |
|
385 |
c |
DO i = 1, klon |
386 |
DO i = 1, klon |
IF (rneb(i, k)>0.0) THEN |
387 |
zq(i) = zq(i) - zcond(i) |
d_ql(i, k) = zoliq(i) |
388 |
c zt(i) = zt(i) + zcond(i) * RLVTT/RCPD |
zrfl(i) = zrfl(i) + max(zcond(i) - zoliq(i), 0.) & |
389 |
zt(i) = zt(i) + zcond(i) * RLVTT/RCPD/(1.0+RVTMP2*zq(i)) |
* (paprs(i, k) - paprs(i, k + 1)) / (rg * dtime) |
390 |
ENDDO |
END IF |
391 |
c |
IF (zt(i)<rtt) THEN |
392 |
c Partager l'eau condensee en precipitation et eau liquide nuageuse |
psfl(i, k) = zrfl(i) |
393 |
c |
ELSE |
394 |
DO i = 1, klon |
prfl(i, k) = zrfl(i) |
395 |
IF (rneb(i,k).GT.0.0) THEN |
END IF |
396 |
zoliq(i) = zcond(i) |
END DO |
397 |
zrho(i) = pplay(i,k) / zt(i) / RD |
|
398 |
zdz(i) = (paprs(i,k)-paprs(i,k+1)) / (zrho(i)*RG) |
! Calculer les tendances de q et de t : |
399 |
zfice(i) = 1.0 - (zt(i)-ztglace) / (273.13-ztglace) |
DO i = 1, klon |
400 |
zfice(i) = MIN(MAX(zfice(i),0.0),1.0) |
d_q(i, k) = zq(i) - q(i, k) |
401 |
zfice(i) = zfice(i)**nexpo |
d_t(i, k) = zt(i) - t(i, k) |
402 |
zneb(i) = MAX(rneb(i,k), seuil_neb) |
END DO |
403 |
radliq(i,k) = zoliq(i)/FLOAT(ninter+1) |
|
404 |
ENDIF |
! Calcul du lessivage stratiforme |
405 |
ENDDO |
DO i = 1, klon |
406 |
c |
zprec_cond(i) = max(zcond(i)-zoliq(i), 0.0)* & |
407 |
DO n = 1, ninter |
(paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/rg |
408 |
DO i = 1, klon |
IF (rneb(i, k)>0.0 .AND. zprec_cond(i)>0.) THEN |
409 |
IF (rneb(i,k).GT.0.0) THEN |
! lessivage nucleation LMD5 dans la couche elle-meme |
410 |
zrhol(i) = zrho(i) * zoliq(i) / zneb(i) |
IF (t(i, k)>=ztglace) THEN |
411 |
|
zalpha_tr = a_tr_sca(3) |
412 |
if (ptconv(i,k)) then |
ELSE |
413 |
zcl(i)=cld_lc_con |
zalpha_tr = a_tr_sca(4) |
414 |
zct(i)=1./cld_tau_con |
END IF |
415 |
else |
zfrac_lessi = 1. - exp(zalpha_tr*zprec_cond(i)/zneb(i)) |
416 |
zcl(i)=cld_lc_lsc |
pfrac_nucl(i, k) = pfrac_nucl(i, k)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi) |
417 |
zct(i)=1./cld_tau_lsc |
frac_nucl(i, k) = 1. - zneb(i)*zfrac_lessi |
418 |
endif |
|
419 |
c quantité d'eau à élminier. |
! nucleation avec un facteur -1 au lieu de -0.5 |
420 |
zchau(i) = zct(i)*dtime/FLOAT(ninter) * zoliq(i) |
zfrac_lessi = 1. - exp(-zprec_cond(i)/zneb(i)) |
421 |
. *(1.0-EXP(-(zoliq(i)/zneb(i)/zcl(i))**2)) *(1.-zfice(i)) |
pfrac_1nucl(i, k) = pfrac_1nucl(i, k)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi) |
422 |
c meme chose pour la glace. |
END IF |
423 |
if (ptconv(i,k)) then |
END DO |
424 |
zfroi(i) = dtime/FLOAT(ninter)/zdz(i)*zoliq(i) |
|
425 |
. *fallvc(zrhol(i)) * zfice(i) |
! Lessivage par impaction dans les couches en-dessous |
426 |
else |
! boucle sur i |
427 |
zfroi(i) = dtime/FLOAT(ninter)/zdz(i)*zoliq(i) |
DO kk = k - 1, 1, -1 |
428 |
. *fallvs(zrhol(i)) * zfice(i) |
DO i = 1, klon |
429 |
endif |
IF (rneb(i, k)>0. .AND. zprec_cond(i)>0.) THEN |
430 |
ztot(i) = zchau(i) + zfroi(i) |
IF (t(i, kk)>=ztglace) THEN |
431 |
IF (zneb(i).EQ.seuil_neb) ztot(i) = 0.0 |
zalpha_tr = a_tr_sca(1) |
432 |
ztot(i) = MIN(MAX(ztot(i),0.0),zoliq(i)) |
ELSE |
433 |
zoliq(i) = MAX(zoliq(i)-ztot(i), 0.0) |
zalpha_tr = a_tr_sca(2) |
434 |
radliq(i,k) = radliq(i,k) + zoliq(i)/FLOAT(ninter+1) |
END IF |
435 |
ENDIF |
zfrac_lessi = 1. - exp(zalpha_tr*zprec_cond(i)/zneb(i)) |
436 |
ENDDO |
pfrac_impa(i, kk) = pfrac_impa(i, kk)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi) |
437 |
ENDDO |
frac_impa(i, kk) = 1. - zneb(i)*zfrac_lessi |
438 |
c |
END IF |
439 |
DO i = 1, klon |
END DO |
440 |
IF (rneb(i,k).GT.0.0) THEN |
END DO |
441 |
d_ql(i,k) = zoliq(i) |
end DO loop_vertical |
442 |
zrfl(i) = zrfl(i)+ MAX(zcond(i)-zoliq(i),0.0) |
|
443 |
. * (paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/(RG*dtime) |
! Pluie ou neige au sol selon la temperature de la 1ere couche |
444 |
ENDIF |
|
445 |
IF (zt(i).LT.RTT) THEN |
DO i = 1, klon |
446 |
psfl(i,k)=zrfl(i) |
IF ((t(i, 1)+d_t(i, 1))<rtt) THEN |
447 |
ELSE |
snow(i) = zrfl(i) |
448 |
prfl(i,k)=zrfl(i) |
zlh_solid(i) = rlstt - rlvtt |
449 |
ENDIF |
ELSE |
450 |
ENDDO |
rain(i) = zrfl(i) |
451 |
c |
zlh_solid(i) = 0. |
452 |
c Calculer les tendances de q et de t: |
END IF |
453 |
c |
END DO |
454 |
DO i = 1, klon |
|
455 |
d_q(i,k) = zq(i) - q(i,k) |
! For energy conservation: when snow is present, the solification |
456 |
d_t(i,k) = zt(i) - t(i,k) |
! latent heat is considered. |
457 |
ENDDO |
DO k = 1, klev |
458 |
c |
DO i = 1, klon |
459 |
cAA--------------- Calcul du lessivage stratiforme ------------- |
zcpair = rcpd*(1.0+rvtmp2*(q(i, k)+d_q(i, k))) |
460 |
|
zmair = (paprs(i, k)-paprs(i, k+1))/rg |
461 |
DO i = 1,klon |
zm_solid = (prfl(i, k)-prfl(i, k+1)+psfl(i, k)-psfl(i, k+1))*dtime |
462 |
c |
d_t(i, k) = d_t(i, k) + zlh_solid(i)*zm_solid/(zcpair*zmair) |
463 |
zprec_cond(i) = MAX(zcond(i)-zoliq(i),0.0) |
END DO |
464 |
. * (paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/RG |
END DO |
465 |
IF (rneb(i,k).GT.0.0.and.zprec_cond(i).gt.0.) THEN |
|
466 |
cAA lessivage nucleation LMD5 dans la couche elle-meme |
contains |
467 |
if (t(i,k) .GE. ztglace) THEN |
|
468 |
zalpha_tr = a_tr_sca(3) |
! vitesse de chute pour cristaux de glace |
469 |
else |
|
470 |
zalpha_tr = a_tr_sca(4) |
REAL function fallvs(zzz) |
471 |
endif |
REAL, intent(in):: zzz |
472 |
zfrac_lessi = 1. - EXP(zalpha_tr*zprec_cond(i)/zneb(i)) |
fallvs = 3.29/2.0*((zzz)**0.16)*ffallv_lsc |
473 |
pfrac_nucl(i,k)=pfrac_nucl(i,k)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi) |
end function fallvs |
474 |
frac_nucl(i,k)= 1.-zneb(i)*zfrac_lessi |
|
475 |
c |
!******************************************************** |
476 |
c nucleation avec un facteur -1 au lieu de -0.5 |
|
477 |
zfrac_lessi = 1. - EXP(-zprec_cond(i)/zneb(i)) |
real function fallvc(zzz) |
478 |
pfrac_1nucl(i,k)=pfrac_1nucl(i,k)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi) |
REAL, intent(in):: zzz |
479 |
ENDIF |
fallvc = 3.29/2.0*((zzz)**0.16)*ffallv_con |
480 |
c |
end function fallvc |
481 |
ENDDO ! boucle sur i |
|
482 |
c |
END SUBROUTINE fisrtilp |
483 |
cAA Lessivage par impaction dans les couches en-dessous |
|
484 |
DO kk = k-1, 1, -1 |
end module fisrtilp_m |
|
DO i = 1, klon |
|
|
IF (rneb(i,k).GT.0.0.and.zprec_cond(i).gt.0.) THEN |
|
|
if (t(i,kk) .GE. ztglace) THEN |
|
|
zalpha_tr = a_tr_sca(1) |
|
|
else |
|
|
zalpha_tr = a_tr_sca(2) |
|
|
endif |
|
|
zfrac_lessi = 1. - EXP(zalpha_tr*zprec_cond(i)/zneb(i)) |
|
|
pfrac_impa(i,kk)=pfrac_impa(i,kk)*(1.-zneb(i)*zfrac_lessi) |
|
|
frac_impa(i,kk)= 1.-zneb(i)*zfrac_lessi |
|
|
ENDIF |
|
|
ENDDO |
|
|
ENDDO |
|
|
c |
|
|
cAA---------------------------------------------------------- |
|
|
c FIN DE BOUCLE SUR K |
|
|
9999 CONTINUE |
|
|
c |
|
|
cAA----------------------------------------------------------- |
|
|
c |
|
|
c Pluie ou neige au sol selon la temperature de la 1ere couche |
|
|
c |
|
|
DO i = 1, klon |
|
|
IF ((t(i,1)+d_t(i,1)) .LT. RTT) THEN |
|
|
snow(i) = zrfl(i) |
|
|
zlh_solid(i) = RLSTT-RLVTT |
|
|
ELSE |
|
|
rain(i) = zrfl(i) |
|
|
zlh_solid(i) = 0. |
|
|
ENDIF |
|
|
ENDDO |
|
|
C |
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|
C For energy conservation : when snow is present, the solification |
|
|
c latent heat is considered. |
|
|
DO k = 1, klev |
|
|
DO i = 1, klon |
|
|
zcpair=RCPD*(1.0+RVTMP2*(q(i,k)+d_q(i,k))) |
|
|
zmair=(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/RG |
|
|
zm_solid = (prfl(i,k)-prfl(i,k+1)+psfl(i,k)-psfl(i,k+1))*dtime |
|
|
d_t(i,k) = d_t(i,k) + zlh_solid(i) *zm_solid / (zcpair*zmair) |
|
|
END DO |
|
|
END DO |
|
|
c |
|
|
RETURN |
|
|
END |
|