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revision 52 by guez, Fri Sep 23 12:28:01 2011 UTC revision 68 by guez, Wed Nov 14 16:59:30 2012 UTC
# Line 1  Line 1 
1  SUBROUTINE newmicro (paprs, pplay,ok_newmicro, &  module newmicro_m
2       t, pqlwp, pclc, pcltau, pclemi, &  
      pch, pcl, pcm, pct, pctlwp, &  
      xflwp, xfiwp, xflwc, xfiwc, &  
      ok_aie,  &  
      sulfate, sulfate_pi,  &  
      bl95_b0, bl95_b1, &  
      cldtaupi, re, fl)  
   
   ! From LMDZ4/libf/phylmd/newmicro.F,v 1.2 2004/06/03 09:22:43  
   
   use dimens_m  
   use dimphy  
   use SUPHEC_M  
   use nuagecom  
3    IMPLICIT none    IMPLICIT none
   !======================================================================  
   ! Auteur(s): Z.X. Li (LMD/CNRS) date: 19930910  
   ! Objet: Calculer epaisseur optique et emmissivite des nuages  
   !======================================================================  
   ! Arguments:  
   ! t-------input-R-temperature  
   ! pqlwp---input-R-eau liquide nuageuse dans l'atmosphere (kg/kg)  
   ! pclc----input-R-couverture nuageuse pour le rayonnement (0 a 1)  
   !  
   ! ok_aie--input-L-apply aerosol indirect effect or not  
   ! sulfate-input-R-sulfate aerosol mass concentration [um/m^3]  
   ! sulfate_pi-input-R-dito, pre-industrial value  
   ! bl95_b0-input-R-a parameter, may be varied for tests (s-sea, l-land)  
   ! bl95_b1-input-R-a parameter, may be varied for tests (    -"-      )  
   !        
   ! cldtaupi-output-R-pre-industrial value of cloud optical thickness,  
   !                   needed for the diagnostics of the aerosol indirect  
   !                   radiative forcing (see radlwsw)  
   ! re------output-R-Cloud droplet effective radius multiplied by fl [um]  
   ! fl------output-R-Denominator to re, introduced to avoid problems in  
   !                  the averaging of the output. fl is the fraction of liquid  
   !                  water clouds within a grid cell            
   ! pcltau--output-R-epaisseur optique des nuages  
   ! pclemi--output-R-emissivite des nuages (0 a 1)  
   !======================================================================  
   !  
   !  
   REAL, intent(in):: paprs(klon,klev+1)  
   real, intent(in):: pplay(klon,klev)  
   REAL, intent(in):: t(klon,klev)  
   !  
   REAL pclc(klon,klev)  
   REAL pqlwp(klon,klev)  
   REAL pcltau(klon,klev), pclemi(klon,klev)  
   !  
   REAL pct(klon), pctlwp(klon), pch(klon), pcl(klon), pcm(klon)  
   !  
   LOGICAL lo  
   !  
   REAL cetahb, cetamb  
   PARAMETER (cetahb = 0.45, cetamb = 0.80)  
   !  
   INTEGER i, k  
   !IM: 091003   REAL zflwp, zradef, zfice, zmsac  
   REAL zflwp(klon), zradef, zfice, zmsac  
   !IM: 091003 rajout  
   REAL xflwp(klon), xfiwp(klon)  
   REAL xflwc(klon,klev), xfiwc(klon,klev)  
   !  
   REAL radius, rad_chaud  
   !c      PARAMETER (rad_chau1=13.0, rad_chau2=9.0, rad_froid=35.0)  
   !cc      PARAMETER (rad_chaud=15.0, rad_froid=35.0)  
   ! sintex initial      PARAMETER (rad_chaud=10.0, rad_froid=30.0)  
   REAL coef, coef_froi, coef_chau  
   PARAMETER (coef_chau=0.13, coef_froi=0.09)  
   REAL seuil_neb, t_glace  
   PARAMETER (seuil_neb=0.001, t_glace=273.0-15.0)  
   INTEGER nexpo ! exponentiel pour glace/eau  
   PARAMETER (nexpo=6)  
   !cc      PARAMETER (nexpo=1)  
   
   ! -- sb:  
   logical ok_newmicro  
   !     parameter (ok_newmicro=.FALSE.)  
   !IM: 091003   real rel, tc, rei, zfiwp  
   real rel, tc, rei, zfiwp(klon)  
   real k_liq, k_ice0, k_ice, DF  
   parameter (k_liq=0.0903, k_ice0=0.005) ! units=m2/g  
   parameter (DF=1.66) ! diffusivity factor  
   ! sb --  
   !jq for the aerosol indirect effect  
   !jq introduced by Johannes Quaas (quaas@lmd.jussieu.fr), 27/11/2003  
   !jq        
   LOGICAL ok_aie            ! Apply AIE or not?  
   LOGICAL ok_a1lwpdep       ! a1 LWP dependent?  
   
   REAL sulfate(klon, klev)  ! sulfate aerosol mass concentration [ug m-3]  
   REAL cdnc(klon, klev)     ! cloud droplet number concentration [m-3]  
   REAL re(klon, klev)       ! cloud droplet effective radius [um]  
   REAL sulfate_pi(klon, klev)  ! sulfate aerosol mass concentration [ug m-3] (pre-industrial value)  
   REAL cdnc_pi(klon, klev)     ! cloud droplet number concentration [m-3] (pi value)  
   REAL re_pi(klon, klev)       ! cloud droplet effective radius [um] (pi value)  
   
   REAL fl(klon, klev)       ! xliq * rneb (denominator to re; fraction of liquid water clouds within the grid cell)  
   
   REAL bl95_b0, bl95_b1     ! Parameter in B&L 95-Formula  
   
   REAL cldtaupi(klon, klev) ! pre-industrial cloud opt thickness for diag  
   !jq-end      
   !  
   ! Calculer l'epaisseur optique et l'emmissivite des nuages  
   !  
   !IM inversion des DO  
   DO i = 1, klon  
      xflwp(i)=0.  
      xfiwp(i)=0.  
      DO k = 1, klev  
         !  
         xflwc(i,k)=0.  
         xfiwc(i,k)=0.  
         !  
         rad_chaud = rad_chau1  
         IF (k.LE.3) rad_chaud = rad_chau2  
         pclc(i,k) = MAX(pclc(i,k), seuil_neb)  
         zflwp(i) = 1000.*pqlwp(i,k)/RG/pclc(i,k) &  
              *(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))  
         zfice = 1.0 - (t(i,k)-t_glace) / (273.13-t_glace)  
         zfice = MIN(MAX(zfice,0.0),1.0)  
         zfice = zfice**nexpo  
         radius = rad_chaud * (1.-zfice) + rad_froid * zfice  
         coef = coef_chau * (1.-zfice) + coef_froi * zfice  
         pcltau(i,k) = 3.0/2.0 * zflwp(i) / radius  
         pclemi(i,k) = 1.0 - EXP( - coef * zflwp(i))  
   
         if (ok_newmicro) then  
   
            ! -- liquid/ice cloud water paths:  
   
            zfice = 1.0 - (t(i,k)-t_glace) / (273.13-t_glace)  
            zfice = MIN(MAX(zfice,0.0),1.0)  
   
            zflwp(i) = 1000.*(1.-zfice)*pqlwp(i,k)/pclc(i,k) &  
                 *(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/RG  
            zfiwp(i) = 1000.*zfice*pqlwp(i,k)/pclc(i,k) &  
                 *(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/RG  
   
            xflwp(i) = xflwp(i)+ (1.-zfice)*pqlwp(i,k) &  
                 *(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/RG  
            xfiwp(i) = xfiwp(i)+ zfice*pqlwp(i,k) &  
                 *(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/RG  
   
            !IM Total Liquid/Ice water content  
            xflwc(i,k) = xflwc(i,k)+(1.-zfice)*pqlwp(i,k)  
            xfiwc(i,k) = xfiwc(i,k)+zfice*pqlwp(i,k)  
            !IM In-Cloud Liquid/Ice water content  
            !        xflwc(i,k) = xflwc(i,k)+(1.-zfice)*pqlwp(i,k)/pclc(i,k)  
            !        xfiwc(i,k) = xfiwc(i,k)+zfice*pqlwp(i,k)/pclc(i,k)  
   
            ! -- effective cloud droplet radius (microns):  
   
            ! for liquid water clouds:  
            IF (ok_aie) THEN  
               ! Formula "D" of Boucher and Lohmann, Tellus, 1995  
               !              
               cdnc(i,k) = 10.**(bl95_b0+bl95_b1* &  
                    log(MAX(sulfate(i,k),1.e-4))/log(10.))*1.e6 !-m-3  
               ! Cloud droplet number concentration (CDNC) is restricted  
               ! to be within [20, 1000 cm^3]  
               !  
               cdnc(i,k)=MIN(1000.e6,MAX(20.e6,cdnc(i,k)))  
               !  
               !  
               cdnc_pi(i,k) = 10.**(bl95_b0+bl95_b1* &  
                    log(MAX(sulfate_pi(i,k),1.e-4))/log(10.))*1.e6 !-m-3  
               cdnc_pi(i,k)=MIN(1000.e6,MAX(20.e6,cdnc_pi(i,k)))  
               !              
               !  
               ! air density: pplay(i,k) / (RD * zT(i,k))  
               ! factor 1.1: derive effective radius from volume-mean radius  
               ! factor 1000 is the water density  
               ! _chaud means that this is the CDR for liquid water clouds  
               !  
               rad_chaud =  &  
                    1.1 * ( (pqlwp(i,k) * pplay(i,k) / (RD * T(i,k)) )   &  
                    / (4./3. * RPI * 1000. * cdnc(i,k)) )**(1./3.)  
               !  
               ! Convert to um. CDR shall be at least 3 um.  
               !  
               !           rad_chaud = MAX(rad_chaud*1.e6, 3.)  
               rad_chaud = MAX(rad_chaud*1.e6, 5.)  
   
               ! Pre-industrial cloud opt thickness  
               !  
               ! "radius" is calculated as rad_chaud above (plus the  
               ! ice cloud contribution) but using cdnc_pi instead of  
               ! cdnc.  
               radius =  &  
                    1.1 * ( (pqlwp(i,k) * pplay(i,k) / (RD * T(i,k)) )   &  
                    / (4./3. * RPI * 1000. * cdnc_pi(i,k)) )**(1./3.)  
               radius = MAX(radius*1.e6, 5.)  
   
               tc = t(i,k)-273.15  
               rei = 0.71*tc + 61.29  
               if (tc.le.-81.4) rei = 3.5  
               if (zflwp(i).eq.0.) radius = 1.  
               if (zfiwp(i).eq.0. .or. rei.le.0.) rei = 1.  
               cldtaupi(i,k) = 3.0/2.0 * zflwp(i) / radius &  
                    + zfiwp(i) * (3.448e-03  + 2.431/rei)  
            ENDIF                  ! ok_aie  
            ! For output diagnostics  
            !  
            ! Cloud droplet effective radius [um]  
            !  
            ! we multiply here with f * xl (fraction of liquid water  
            ! clouds in the grid cell) to avoid problems in the  
            ! averaging of the output.  
            ! In the output of IOIPSL, derive the real cloud droplet  
            ! effective radius as re/fl  
            !  
            fl(i,k) = pclc(i,k)*(1.-zfice)              
            re(i,k) = rad_chaud*fl(i,k)  
   
            !-jq end          
   
            rel = rad_chaud  
            ! for ice clouds: as a function of the ambiant temperature  
            ! [formula used by Iacobellis and Somerville (2000), with an  
            ! asymptotical value of 3.5 microns at T<-81.4 C added to be  
            ! consistent with observations of Heymsfield et al. 1986]:  
            tc = t(i,k)-273.15  
            rei = 0.71*tc + 61.29  
            if (tc.le.-81.4) rei = 3.5  
   
            ! -- cloud optical thickness :  
   
            ! [for liquid clouds, traditional formula,  
            !  for ice clouds, Ebert & Curry (1992)]  
   
            if (zflwp(i).eq.0.) rel = 1.  
            if (zfiwp(i).eq.0. .or. rei.le.0.) rei = 1.  
            pcltau(i,k) = 3.0/2.0 * ( zflwp(i)/rel ) &  
                 + zfiwp(i) * (3.448e-03  + 2.431/rei)  
   
            ! -- cloud infrared emissivity:  
   
            ! [the broadband infrared absorption coefficient is parameterized  
            !  as a function of the effective cld droplet radius]  
   
            ! Ebert and Curry (1992) formula as used by Kiehl & Zender (1995):  
            k_ice = k_ice0 + 1.0/rei  
   
            pclemi(i,k) = 1.0 &  
                 - EXP( - coef_chau*zflwp(i) - DF*k_ice*zfiwp(i) )  
   
         endif ! ok_newmicro  
   
         lo = (pclc(i,k) .LE. seuil_neb)  
         IF (lo) pclc(i,k) = 0.0  
         IF (lo) pcltau(i,k) = 0.0  
         IF (lo) pclemi(i,k) = 0.0  
   
         IF (lo) cldtaupi(i,k) = 0.0  
         IF (.NOT.ok_aie) cldtaupi(i,k)=pcltau(i,k)              
      ENDDO  
   ENDDO  
   !cc      DO k = 1, klev  
   !cc      DO i = 1, klon  
   !cc         t(i,k) = t(i,k)  
   !cc         pclc(i,k) = MAX( 1.e-5 , pclc(i,k) )  
   !cc         lo = pclc(i,k) .GT. (2.*1.e-5)  
   !cc         zflwp = pqlwp(i,k)*1000.*(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))  
   !cc     .          /(rg*pclc(i,k))  
   !cc         zradef = 10.0 + (1.-sigs(k))*45.0  
   !cc         pcltau(i,k) = 1.5 * zflwp / zradef  
   !cc         zfice=1.0-MIN(MAX((t(i,k)-263.)/(273.-263.),0.0),1.0)  
   !cc         zmsac = 0.13*(1.0-zfice) + 0.08*zfice  
   !cc         pclemi(i,k) = 1.-EXP(-zmsac*zflwp)  
   !cc         if (.NOT.lo) pclc(i,k) = 0.0  
   !cc         if (.NOT.lo) pcltau(i,k) = 0.0  
   !cc         if (.NOT.lo) pclemi(i,k) = 0.0  
   !cc      ENDDO  
   !cc      ENDDO  
   !ccccc      print*, 'pas de nuage dans le rayonnement'  
   !ccccc      DO k = 1, klev  
   !ccccc      DO i = 1, klon  
   !ccccc         pclc(i,k) = 0.0  
   !ccccc         pcltau(i,k) = 0.0  
   !ccccc         pclemi(i,k) = 0.0  
   !ccccc      ENDDO  
   !ccccc      ENDDO  
   !  
   ! COMPUTE CLOUD LIQUID PATH AND TOTAL CLOUDINESS  
   !  
   DO i = 1, klon  
      pct(i)=1.0  
      pch(i)=1.0  
      pcm(i) = 1.0  
      pcl(i) = 1.0  
      pctlwp(i) = 0.0  
   ENDDO  
   !  
   DO k = klev, 1, -1  
      DO i = 1, klon  
         pctlwp(i) = pctlwp(i)  &  
              + pqlwp(i,k)*(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/RG  
         pct(i) = pct(i)*(1.0-pclc(i,k))  
         if (pplay(i,k).LE.cetahb*paprs(i,1)) &  
              pch(i) = pch(i)*(1.0-pclc(i,k))  
         if (pplay(i,k).GT.cetahb*paprs(i,1) .AND. &  
              pplay(i,k).LE.cetamb*paprs(i,1))  &  
              pcm(i) = pcm(i)*(1.0-pclc(i,k))  
         if (pplay(i,k).GT.cetamb*paprs(i,1)) &  
              pcl(i) = pcl(i)*(1.0-pclc(i,k))  
      ENDDO  
   ENDDO  
   !  
   DO i = 1, klon  
      pct(i)=1.-pct(i)  
      pch(i)=1.-pch(i)  
      pcm(i)=1.-pcm(i)  
      pcl(i)=1.-pcl(i)  
   ENDDO  
4    
5  END SUBROUTINE newmicro  contains
6    
7      SUBROUTINE newmicro (paprs, pplay,ok_newmicro, t, pqlwp, pclc, pcltau, &
8           pclemi, pch, pcl, pcm, pct, pctlwp, xflwp, xfiwp, xflwc, xfiwc, &
9           ok_aie, sulfate, sulfate_pi, bl95_b0, bl95_b1, cldtaupi, re, fl)
10    
11        ! From LMDZ4/libf/phylmd/newmicro.F, version 1.2 2004/06/03 09:22:43
12    
13        use dimens_m
14        use dimphy
15        use SUPHEC_M
16        use nuagecom
17        !======================================================================
18        ! Auteur(s): Z.X. Li (LMD/CNRS) date: 19930910
19        ! Objet: Calculer epaisseur optique et emmissivite des nuages
20        !======================================================================
21        ! Arguments:
22        ! t-------input-R-temperature
23        ! pqlwp---input-R-eau liquide nuageuse dans l'atmosphere (kg/kg)
24        ! pclc----input-R-couverture nuageuse pour le rayonnement (0 a 1)
25        !
26        ! ok_aie--input-L-apply aerosol indirect effect or not
27        ! sulfate-input-R-sulfate aerosol mass concentration [um/m^3]
28        ! sulfate_pi-input-R-dito, pre-industrial value
29        ! bl95_b0-input-R-a parameter, may be varied for tests (s-sea, l-land)
30        ! bl95_b1-input-R-a parameter, may be varied for tests (    -"-      )
31        !      
32        ! cldtaupi-output-R-pre-industrial value of cloud optical thickness,
33        !                   needed for the diagnostics of the aerosol indirect
34        !                   radiative forcing (see radlwsw)
35        ! re------output-R-Cloud droplet effective radius multiplied by fl [um]
36        ! fl------output-R-Denominator to re, introduced to avoid problems in
37        !                  the averaging of the output. fl is the fraction of liquid
38        !                  water clouds within a grid cell          
39        ! pcltau--output-R-epaisseur optique des nuages
40        ! pclemi--output-R-emissivite des nuages (0 a 1)
41        !======================================================================
42        !
43        !
44        REAL, intent(in):: paprs(klon,klev+1)
45        real, intent(in):: pplay(klon,klev)
46        REAL, intent(in):: t(klon,klev)
47        !
48        REAL pclc(klon,klev)
49        REAL pqlwp(klon,klev)
50        REAL pcltau(klon,klev), pclemi(klon,klev)
51        !
52        REAL pct(klon), pctlwp(klon), pch(klon), pcl(klon), pcm(klon)
53        !
54        LOGICAL lo
55        !
56        REAL cetahb, cetamb
57        PARAMETER (cetahb = 0.45, cetamb = 0.80)
58        !
59        INTEGER i, k
60        !IM: 091003   REAL zflwp, zradef, zfice, zmsac
61        REAL zflwp(klon), zradef, zfice, zmsac
62        !IM: 091003 rajout
63        REAL xflwp(klon), xfiwp(klon)
64        REAL xflwc(klon,klev), xfiwc(klon,klev)
65        !
66        REAL radius, rad_chaud
67        !c      PARAMETER (rad_chau1=13.0, rad_chau2=9.0, rad_froid=35.0)
68        !cc      PARAMETER (rad_chaud=15.0, rad_froid=35.0)
69        ! sintex initial      PARAMETER (rad_chaud=10.0, rad_froid=30.0)
70        REAL coef, coef_froi, coef_chau
71        PARAMETER (coef_chau=0.13, coef_froi=0.09)
72        REAL seuil_neb, t_glace
73        PARAMETER (seuil_neb=0.001, t_glace=273.0-15.0)
74        INTEGER nexpo ! exponentiel pour glace/eau
75        PARAMETER (nexpo=6)
76        !cc      PARAMETER (nexpo=1)
77    
78        ! -- sb:
79        logical ok_newmicro
80        !     parameter (ok_newmicro=.FALSE.)
81        !IM: 091003   real rel, tc, rei, zfiwp
82        real rel, tc, rei, zfiwp(klon)
83        real k_liq, k_ice0, k_ice, DF
84        parameter (k_liq=0.0903, k_ice0=0.005) ! units=m2/g
85        parameter (DF=1.66) ! diffusivity factor
86        ! sb --
87        !jq for the aerosol indirect effect
88        !jq introduced by Johannes Quaas (quaas@lmd.jussieu.fr), 27/11/2003
89        !jq      
90        LOGICAL ok_aie            ! Apply AIE or not?
91        LOGICAL ok_a1lwpdep       ! a1 LWP dependent?
92    
93        REAL sulfate(klon, klev)  ! sulfate aerosol mass concentration [ug m-3]
94        REAL cdnc(klon, klev)     ! cloud droplet number concentration [m-3]
95        REAL re(klon, klev)       ! cloud droplet effective radius [um]
96        REAL sulfate_pi(klon, klev)  ! sulfate aerosol mass concentration [ug m-3] (pre-industrial value)
97        REAL cdnc_pi(klon, klev)     ! cloud droplet number concentration [m-3] (pi value)
98        REAL re_pi(klon, klev)       ! cloud droplet effective radius [um] (pi value)
99    
100        REAL fl(klon, klev)       ! xliq * rneb (denominator to re; fraction of liquid water clouds within the grid cell)
101    
102        REAL bl95_b0, bl95_b1     ! Parameter in B&L 95-Formula
103    
104        REAL cldtaupi(klon, klev) ! pre-industrial cloud opt thickness for diag
105        !jq-end    
106        !
107        ! Calculer l'epaisseur optique et l'emmissivite des nuages
108        !
109        !IM inversion des DO
110        DO i = 1, klon
111           xflwp(i)=0.
112           xfiwp(i)=0.
113           DO k = 1, klev
114              !
115              xflwc(i,k)=0.
116              xfiwc(i,k)=0.
117              !
118              rad_chaud = rad_chau1
119              IF (k.LE.3) rad_chaud = rad_chau2
120              pclc(i,k) = MAX(pclc(i,k), seuil_neb)
121              zflwp(i) = 1000.*pqlwp(i,k)/RG/pclc(i,k) &
122                   *(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))
123              zfice = 1.0 - (t(i,k)-t_glace) / (273.13-t_glace)
124              zfice = MIN(MAX(zfice,0.0),1.0)
125              zfice = zfice**nexpo
126              radius = rad_chaud * (1.-zfice) + rad_froid * zfice
127              coef = coef_chau * (1.-zfice) + coef_froi * zfice
128              pcltau(i,k) = 3.0/2.0 * zflwp(i) / radius
129              pclemi(i,k) = 1.0 - EXP( - coef * zflwp(i))
130    
131              if (ok_newmicro) then
132    
133                 ! -- liquid/ice cloud water paths:
134    
135                 zfice = 1.0 - (t(i,k)-t_glace) / (273.13-t_glace)
136                 zfice = MIN(MAX(zfice,0.0),1.0)
137    
138                 zflwp(i) = 1000.*(1.-zfice)*pqlwp(i,k)/pclc(i,k) &
139                      *(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/RG
140                 zfiwp(i) = 1000.*zfice*pqlwp(i,k)/pclc(i,k) &
141                      *(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/RG
142    
143                 xflwp(i) = xflwp(i)+ (1.-zfice)*pqlwp(i,k) &
144                      *(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/RG
145                 xfiwp(i) = xfiwp(i)+ zfice*pqlwp(i,k) &
146                      *(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/RG
147    
148                 !IM Total Liquid/Ice water content
149                 xflwc(i,k) = xflwc(i,k)+(1.-zfice)*pqlwp(i,k)
150                 xfiwc(i,k) = xfiwc(i,k)+zfice*pqlwp(i,k)
151                 !IM In-Cloud Liquid/Ice water content
152                 !        xflwc(i,k) = xflwc(i,k)+(1.-zfice)*pqlwp(i,k)/pclc(i,k)
153                 !        xfiwc(i,k) = xfiwc(i,k)+zfice*pqlwp(i,k)/pclc(i,k)
154    
155                 ! -- effective cloud droplet radius (microns):
156    
157                 ! for liquid water clouds:
158                 IF (ok_aie) THEN
159                    ! Formula "D" of Boucher and Lohmann, Tellus, 1995
160                    !            
161                    cdnc(i,k) = 10.**(bl95_b0+bl95_b1* &
162                         log(MAX(sulfate(i,k),1.e-4))/log(10.))*1.e6 !-m-3
163                    ! Cloud droplet number concentration (CDNC) is restricted
164                    ! to be within [20, 1000 cm^3]
165                    !
166                    cdnc(i,k)=MIN(1000.e6,MAX(20.e6,cdnc(i,k)))
167                    !
168                    !
169                    cdnc_pi(i,k) = 10.**(bl95_b0+bl95_b1* &
170                         log(MAX(sulfate_pi(i,k),1.e-4))/log(10.))*1.e6 !-m-3
171                    cdnc_pi(i,k)=MIN(1000.e6,MAX(20.e6,cdnc_pi(i,k)))
172                    !            
173                    !
174                    ! air density: pplay(i,k) / (RD * zT(i,k))
175                    ! factor 1.1: derive effective radius from volume-mean radius
176                    ! factor 1000 is the water density
177                    ! _chaud means that this is the CDR for liquid water clouds
178                    !
179                    rad_chaud =  &
180                         1.1 * ( (pqlwp(i,k) * pplay(i,k) / (RD * T(i,k)) )   &
181                         / (4./3. * RPI * 1000. * cdnc(i,k)) )**(1./3.)
182                    !
183                    ! Convert to um. CDR shall be at least 3 um.
184                    !
185                    !           rad_chaud = MAX(rad_chaud*1.e6, 3.)
186                    rad_chaud = MAX(rad_chaud*1.e6, 5.)
187    
188                    ! Pre-industrial cloud opt thickness
189                    !
190                    ! "radius" is calculated as rad_chaud above (plus the
191                    ! ice cloud contribution) but using cdnc_pi instead of
192                    ! cdnc.
193                    radius =  &
194                         1.1 * ( (pqlwp(i,k) * pplay(i,k) / (RD * T(i,k)) )   &
195                         / (4./3. * RPI * 1000. * cdnc_pi(i,k)) )**(1./3.)
196                    radius = MAX(radius*1.e6, 5.)
197    
198                    tc = t(i,k)-273.15
199                    rei = 0.71*tc + 61.29
200                    if (tc.le.-81.4) rei = 3.5
201                    if (zflwp(i).eq.0.) radius = 1.
202                    if (zfiwp(i).eq.0. .or. rei.le.0.) rei = 1.
203                    cldtaupi(i,k) = 3.0/2.0 * zflwp(i) / radius &
204                         + zfiwp(i) * (3.448e-03  + 2.431/rei)
205                 ENDIF                  ! ok_aie
206                 ! For output diagnostics
207                 !
208                 ! Cloud droplet effective radius [um]
209                 !
210                 ! we multiply here with f * xl (fraction of liquid water
211                 ! clouds in the grid cell) to avoid problems in the
212                 ! averaging of the output.
213                 ! In the output of IOIPSL, derive the real cloud droplet
214                 ! effective radius as re/fl
215                 !
216                 fl(i,k) = pclc(i,k)*(1.-zfice)            
217                 re(i,k) = rad_chaud*fl(i,k)
218    
219                 !-jq end        
220    
221                 rel = rad_chaud
222                 ! for ice clouds: as a function of the ambiant temperature
223                 ! [formula used by Iacobellis and Somerville (2000), with an
224                 ! asymptotical value of 3.5 microns at T<-81.4 C added to be
225                 ! consistent with observations of Heymsfield et al. 1986]:
226                 tc = t(i,k)-273.15
227                 rei = 0.71*tc + 61.29
228                 if (tc.le.-81.4) rei = 3.5
229    
230                 ! -- cloud optical thickness :
231    
232                 ! [for liquid clouds, traditional formula,
233                 !  for ice clouds, Ebert & Curry (1992)]
234    
235                 if (zflwp(i).eq.0.) rel = 1.
236                 if (zfiwp(i).eq.0. .or. rei.le.0.) rei = 1.
237                 pcltau(i,k) = 3.0/2.0 * ( zflwp(i)/rel ) &
238                      + zfiwp(i) * (3.448e-03  + 2.431/rei)
239    
240                 ! -- cloud infrared emissivity:
241    
242                 ! [the broadband infrared absorption coefficient is parameterized
243                 !  as a function of the effective cld droplet radius]
244    
245                 ! Ebert and Curry (1992) formula as used by Kiehl & Zender (1995):
246                 k_ice = k_ice0 + 1.0/rei
247    
248                 pclemi(i,k) = 1.0 &
249                      - EXP( - coef_chau*zflwp(i) - DF*k_ice*zfiwp(i) )
250    
251              endif ! ok_newmicro
252    
253              lo = (pclc(i,k) .LE. seuil_neb)
254              IF (lo) pclc(i,k) = 0.0
255              IF (lo) pcltau(i,k) = 0.0
256              IF (lo) pclemi(i,k) = 0.0
257    
258              IF (lo) cldtaupi(i,k) = 0.0
259              IF (.NOT.ok_aie) cldtaupi(i,k)=pcltau(i,k)            
260           ENDDO
261        ENDDO
262        !cc      DO k = 1, klev
263        !cc      DO i = 1, klon
264        !cc         t(i,k) = t(i,k)
265        !cc         pclc(i,k) = MAX( 1.e-5 , pclc(i,k) )
266        !cc         lo = pclc(i,k) .GT. (2.*1.e-5)
267        !cc         zflwp = pqlwp(i,k)*1000.*(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))
268        !cc     .          /(rg*pclc(i,k))
269        !cc         zradef = 10.0 + (1.-sigs(k))*45.0
270        !cc         pcltau(i,k) = 1.5 * zflwp / zradef
271        !cc         zfice=1.0-MIN(MAX((t(i,k)-263.)/(273.-263.),0.0),1.0)
272        !cc         zmsac = 0.13*(1.0-zfice) + 0.08*zfice
273        !cc         pclemi(i,k) = 1.-EXP(-zmsac*zflwp)
274        !cc         if (.NOT.lo) pclc(i,k) = 0.0
275        !cc         if (.NOT.lo) pcltau(i,k) = 0.0
276        !cc         if (.NOT.lo) pclemi(i,k) = 0.0
277        !cc      ENDDO
278        !cc      ENDDO
279        !ccccc      print*, 'pas de nuage dans le rayonnement'
280        !ccccc      DO k = 1, klev
281        !ccccc      DO i = 1, klon
282        !ccccc         pclc(i,k) = 0.0
283        !ccccc         pcltau(i,k) = 0.0
284        !ccccc         pclemi(i,k) = 0.0
285        !ccccc      ENDDO
286        !ccccc      ENDDO
287        !
288        ! COMPUTE CLOUD LIQUID PATH AND TOTAL CLOUDINESS
289        !
290        DO i = 1, klon
291           pct(i)=1.0
292           pch(i)=1.0
293           pcm(i) = 1.0
294           pcl(i) = 1.0
295           pctlwp(i) = 0.0
296        ENDDO
297        !
298        DO k = klev, 1, -1
299           DO i = 1, klon
300              pctlwp(i) = pctlwp(i)  &
301                   + pqlwp(i,k)*(paprs(i,k)-paprs(i,k+1))/RG
302              pct(i) = pct(i)*(1.0-pclc(i,k))
303              if (pplay(i,k).LE.cetahb*paprs(i,1)) &
304                   pch(i) = pch(i)*(1.0-pclc(i,k))
305              if (pplay(i,k).GT.cetahb*paprs(i,1) .AND. &
306                   pplay(i,k).LE.cetamb*paprs(i,1))  &
307                   pcm(i) = pcm(i)*(1.0-pclc(i,k))
308              if (pplay(i,k).GT.cetamb*paprs(i,1)) &
309                   pcl(i) = pcl(i)*(1.0-pclc(i,k))
310           ENDDO
311        ENDDO
312        !
313        DO i = 1, klon
314           pct(i)=1.-pct(i)
315           pch(i)=1.-pch(i)
316           pcm(i)=1.-pcm(i)
317           pcl(i)=1.-pcl(i)
318        ENDDO
319    
320      END SUBROUTINE newmicro
321    
322    end module newmicro_m

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