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trunk/libf/phylmd/fisrtilp.f revision 10 by guez, Fri Apr 18 14:45:53 2008 UTC trunk/Sources/phylmd/fisrtilp.f revision 208 by guez, Wed Dec 7 16:44:53 2016 UTC
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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 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  
 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  

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