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module orbite_m |
MODULE orbite_m |
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! From phylmd/orbite.F, v 1.1.1.1 2004/05/19 12:53:08 |
IMPLICIT NONE |
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| 5 |
IMPLICIT none |
CONTAINS |
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contains |
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SUBROUTINE orbite(xjour, longi, dist) |
SUBROUTINE orbite(xjour, longi, dist) |
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use YOMCST |
! From phylmd/orbite.F, version 1.1.1.1 2004/05/19 12:53:08 |
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! Auteur(s): Z.X. Li (LMD/CNRS) Date: 1993/08/18 Pour un jour |
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! donné, calcule la longitude vraie de la Terre (par rapport au |
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! point vernal, 21 mars) dans son orbite solaire. Calcule aussi |
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! la distance Terre-Soleil, c'est-à-dire l'unité astronomique. |
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REAL, intent(in):: xjour ! jour de l'annee a compter du 1er janvier |
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real, intent(out):: longi |
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! (longitude vraie de la Terre dans son orbite solaire, par |
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! rapport au point vernal (21 mars), en degrés) |
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real, intent(out), optional:: dist |
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! (distance terre-soleil (par rapport a la moyenne)) |
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! Variables locales |
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REAL pir, xl, xllp, xee, xse, xlam, dlamm, anm, ranm, anv, ranv |
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!---------------------------------------------------------------------- |
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pir = 4.0*ATAN(1.0) / 180.0 |
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xl=R_peri+180.0 |
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xllp=xl*pir |
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xee=R_ecc*R_ecc |
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xse=SQRT(1.0-xee) |
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xlam = (R_ecc/2.0+R_ecc*xee/8.0)*(1.0+xse)*SIN(xllp) & |
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|
- xee/4.0*(0.5+xse)*SIN(2.0*xllp) & |
|
|
+ R_ecc*xee/8.0*(1.0/3.0+xse)*SIN(3.0*xllp) |
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|
xlam=2.0*xlam/pir |
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dlamm=xlam+(xjour-81.0) |
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anm=dlamm-xl |
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ranm=anm*pir |
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xee=xee*R_ecc |
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|
ranv=ranm+(2.0*R_ecc-xee/4.0)*SIN(ranm) & |
|
|
+5.0/4.0*R_ecc*R_ecc*SIN(2.0*ranm) & |
|
|
+13.0/12.0*xee*SIN(3.0*ranm) |
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anv=ranv/pir |
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longi=anv+xl |
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if (present(dist)) dist & |
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= (1-R_ecc*R_ecc) /(1+R_ecc*COS(pir*(longi-(R_peri+180.0)))) |
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END SUBROUTINE orbite |
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!***************************************************************** |
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SUBROUTINE angle(longi, lati, frac, muzero) |
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use dimphy, only: klon |
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use YOMCST, only: R_incl |
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! Author: Z.X. Li (LMD/CNRS), date: 1993/08/18 |
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! Calcule la durée d'ensoleillement pour un jour et la hauteur du |
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! soleil (cosinus de l'angle zénithal) moyennée sur la journee. |
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! Arguments: |
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! longi----INPUT-R- la longitude vraie de la terre dans son plan |
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! solaire a partir de l'equinoxe de printemps (degre) |
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! lati-----INPUT-R- la latitude d'un point sur la terre (degre) |
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! frac-----OUTPUT-R la duree d'ensoleillement dans la journee divisee |
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|
! par 24 heures (unite en fraction de 0 a 1) |
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|
! muzero---OUTPUT-R la moyenne du cosinus de l'angle zinithal sur |
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|
! la journee (0 a 1) |
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REAL longi |
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REAL lati(klon), frac(klon), muzero(klon) |
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REAL lat, omega, lon_sun, lat_sun |
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REAL pi_local, incl |
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INTEGER i |
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!---------------------------------------------------------------------- |
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pi_local = 4.0 * ATAN(1.0) |
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incl=R_incl * pi_local / 180. |
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|
lon_sun = longi * pi_local / 180.0 |
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|
lat_sun = ASIN (sin(lon_sun)*SIN(incl) ) |
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| 10 |
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DO i = 1, klon |
! Author: Z.X. Li (LMD/CNRS) |
| 12 |
lat = lati(i) * pi_local / 180.0 |
! Date: 1993/08/18 |
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IF ( lat .GE. (pi_local/2.+lat_sun) & |
! Pour un jour donné, calcule la longitude vraie de la Terre et la |
| 15 |
.OR. lat <= (-pi_local/2.+lat_sun)) THEN |
! distance Terre-Soleil, c'est-à-dire l'unité astronomique. |
|
omega = 0.0 ! nuit polaire |
|
|
ELSE IF ( lat.GE.(pi_local/2.-lat_sun) & |
|
|
.OR. lat <= (-pi_local/2.-lat_sun)) THEN |
|
|
omega = pi_local ! journee polaire |
|
|
ELSE |
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|
omega = -TAN(lat)*TAN(lat_sun) |
|
|
omega = ACOS (omega) |
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|
ENDIF |
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frac(i) = omega / pi_local |
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IF (omega .GT. 0.0) THEN |
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|
muzero(i) = SIN(lat)*SIN(lat_sun) & |
|
|
+ COS(lat)*COS(lat_sun)*SIN(omega) / omega |
|
|
ELSE |
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|
muzero(i) = 0.0 |
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ENDIF |
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ENDDO |
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END SUBROUTINE angle |
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!***************************************************************** |
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SUBROUTINE zenang(longi, gmtime, pdtrad, pmu0, frac) |
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use dimphy, only: klon |
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use YOMCST, only: r_incl |
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use phyetat0_m, only: rlat, rlon |
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use comconst, only: pi |
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! Author : O. Boucher (LMD/CNRS), d'après les routines "zenith" et |
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! "angle" de Z.X. Li |
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! Calcule les valeurs moyennes du cos de l'angle zénithal et |
|
|
! l'ensoleillement moyen entre "gmtime1" et "gmtime2" connaissant la |
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|
! déclinaison, la latitude et la longitude. |
|
|
! Différent de la routine "angle" en ce sens que "zenang" fournit des |
|
|
! moyennes de "pmu0" et non des valeurs instantanées. |
|
|
! Du coup "frac" prend toutes les valeurs entre 0 et 1. |
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! Date : première version le 13 decembre 1994 |
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! revu pour GCM le 30 septembre 1996 |
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real, intent(in):: longi |
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! (longitude vraie de la terre dans son plan solaire a partir de |
|
|
! l'equinoxe de printemps) (in degrees) |
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real, intent(in):: gmtime ! temps universel en fraction de jour |
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real, intent(in):: pdtrad ! pas de temps du rayonnement (secondes) |
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real, intent(out):: pmu0(klon) |
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|
! (cosine of mean zenith angle between "gmtime" and "gmtime+pdtrad") |
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real, intent(out), optional:: frac(klon) |
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|
! (ensoleillement moyen entre gmtime et gmtime+pdtrad) |
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! Variables local to the procedure: |
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integer i |
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real gmtime1, gmtime2 |
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real deux_pi, incl |
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real omega1, omega2, omega |
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! omega1, omega2 : temps 1 et 2 exprimés en radians avec 0 à midi. |
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|
! omega : heure en radians du coucher de soleil |
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|
! -omega est donc l'heure en radians de lever du soleil |
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real omegadeb, omegafin |
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real zfrac1, zfrac2, z1_mu, z2_mu |
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|
real lat_sun ! déclinaison en radians |
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|
real lon_sun ! longitude solaire en radians |
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|
real latr ! latitude du point de grille en radians |
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| 17 |
!---------------------------------------------------------------------- |
use nr_util, only: pi |
| 18 |
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USE yomcst, ONLY: r_ecc, r_peri |
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| 20 |
deux_pi = 2 * pi |
REAL, INTENT (IN):: xjour ! jour de l'année à compter du premier janvier |
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incl=R_incl * pi / 180. |
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| 21 |
|
|
| 22 |
lon_sun = longi * pi / 180. |
REAL, INTENT (OUT):: longi |
| 23 |
lat_sun = ASIN(SIN(lon_sun)*SIN(incl)) |
! longitude vraie de la Terre dans son orbite solaire, par rapport |
| 24 |
|
! au point vernal (21 mars), en degrés |
| 25 |
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| 26 |
gmtime1=gmtime*86400. |
REAL, INTENT (OUT), OPTIONAL:: dist |
| 27 |
gmtime2=gmtime*86400.+pdtrad |
! distance terre-soleil (par rapport à la moyenne) |
| 28 |
|
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| 29 |
DO i = 1, klon |
! Local: |
| 30 |
latr = rlat(i) * pi / 180. |
REAL pir, xl, xllp, xee, xse, ranm |
|
omega=0.0 !--nuit polaire |
|
|
IF (latr >= (pi/2.-lat_sun) & |
|
|
.OR. latr <= (-pi/2.-lat_sun)) THEN |
|
|
omega = pi ! journee polaire |
|
|
ENDIF |
|
|
IF (latr < (pi/2.+lat_sun).AND. & |
|
|
latr.GT.(-pi/2.+lat_sun).AND. & |
|
|
latr < (pi/2.-lat_sun).AND. & |
|
|
latr.GT.(-pi/2.-lat_sun)) THEN |
|
|
omega = -TAN(latr)*TAN(lat_sun) |
|
|
omega = ACOS(omega) |
|
|
ENDIF |
|
|
|
|
|
omega1 = gmtime1 + rlon(i)*86400.0/360.0 |
|
|
omega1 = omega1 / 86400.0*deux_pi |
|
|
omega1 = MOD (omega1+deux_pi, deux_pi) |
|
|
omega1 = omega1 - pi |
|
|
|
|
|
omega2 = gmtime2 + rlon(i)*86400.0/360.0 |
|
|
omega2 = omega2 / 86400.0*deux_pi |
|
|
omega2 = MOD (omega2+deux_pi, deux_pi) |
|
|
omega2 = omega2 - pi |
|
|
|
|
|
test_omega12: IF (omega1 <= omega2) THEN |
|
|
! on est dans la meme journee locale |
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|
IF (omega2 <= -omega .OR. omega1 >= omega .OR. omega < 1e-5) THEN |
|
|
! nuit |
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|
if (present(frac)) frac(i)=0.0 |
|
|
pmu0(i)=0.0 |
|
|
ELSE |
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|
! jour + nuit / jour |
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omegadeb=MAX(-omega, omega1) |
|
|
omegafin=MIN(omega, omega2) |
|
|
if (present(frac)) frac(i)=(omegafin-omegadeb)/(omega2-omega1) |
|
|
pmu0(i)=SIN(latr)*SIN(lat_sun) + & |
|
|
COS(latr)*COS(lat_sun)* & |
|
|
(SIN(omegafin)-SIN(omegadeb))/ & |
|
|
(omegafin-omegadeb) |
|
|
ENDIF |
|
|
ELSE test_omega12 |
|
|
!---omega1 GT omega2 -- a cheval sur deux journees |
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|
!-------------------entre omega1 et pi |
|
|
IF (omega1 >= omega) THEN !--nuit |
|
|
zfrac1=0.0 |
|
|
z1_mu =0.0 |
|
|
ELSE !--jour+nuit |
|
|
omegadeb=MAX(-omega, omega1) |
|
|
omegafin=omega |
|
|
zfrac1=omegafin-omegadeb |
|
|
z1_mu =SIN(latr)*SIN(lat_sun) + & |
|
|
COS(latr)*COS(lat_sun)* & |
|
|
(SIN(omegafin)-SIN(omegadeb))/ & |
|
|
(omegafin-omegadeb) |
|
|
ENDIF |
|
|
!---------------------entre -pi et omega2 |
|
|
IF (omega2 <= -omega) THEN !--nuit |
|
|
zfrac2=0.0 |
|
|
z2_mu =0.0 |
|
|
ELSE !--jour+nuit |
|
|
omegadeb=-omega |
|
|
omegafin=MIN(omega, omega2) |
|
|
zfrac2=omegafin-omegadeb |
|
|
z2_mu =SIN(latr)*SIN(lat_sun) + & |
|
|
COS(latr)*COS(lat_sun)* & |
|
|
(SIN(omegafin)-SIN(omegadeb))/ & |
|
|
(omegafin-omegadeb) |
|
|
|
|
|
ENDIF |
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!-----------------------moyenne |
|
|
if (present(frac)) & |
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|
frac(i)=(zfrac1+zfrac2)/(omega2+deux_pi-omega1) |
|
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pmu0(i)=(zfrac1*z1_mu+zfrac2*z2_mu)/MAX(zfrac1+zfrac2, 1.E-10) |
|
|
ENDIF test_omega12 |
|
|
ENDDO |
|
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|
END SUBROUTINE zenang |
|
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!***************************************************************** |
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SUBROUTINE zenith (longi, gmtime, lat, long, pmu0, fract) |
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|
use dimphy, only: klon |
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use YOMCST, only: R_incl |
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|
use comconst, only: pi |
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|
! Author: Z.X. Li (LMD/ENS) |
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|
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! Calcule le cosinus de l'angle zénithal du Soleil en connaissant |
|
|
! la déclinaison du Soleil, la latitude et la longitude du point |
|
|
! sur la Terre, et le temps universel. |
|
|
|
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|
REAL, intent(in):: longi ! déclinaison du soleil (en degrés) |
|
|
|
|
|
REAL, intent(in):: gmtime |
|
|
! (temps universel en fraction de jour, entre 0 et 1) |
|
|
|
|
|
REAL, intent(in):: lat(klon), long(klon) ! latitude et longitude en degres |
|
|
REAL, intent(out):: pmu0(klon) ! cosinus de l'angle zenithal |
|
|
REAL, intent(out):: fract(klon) |
|
|
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|
|
! Variables local to the procedure: |
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|
|
|
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INTEGER n |
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|
REAL zpir, omega |
|
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REAL lat_sun |
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| 31 |
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| 32 |
!---------------------------------------------------------------------- |
!---------------------------------------------------------------------- |
| 33 |
|
|
| 34 |
zpir = pi / 180.0 |
pir = pi / 180. |
| 35 |
lat_sun = ASIN (SIN(longi * zpir)*SIN(R_incl * zpir) ) |
xl = r_peri + 180. |
| 36 |
|
xllp = xl * pir |
| 37 |
! Initialisation à la nuit: |
xee = r_ecc**2 |
| 38 |
pmu0 = 0. |
xse = sqrt(1. - xee) |
| 39 |
fract = 0. |
ranm = 2. * ((r_ecc / 2 + r_ecc * xee / 8.) * (1. + xse) * sin(xllp) & |
| 40 |
|
- xee / 4. * (0.5 + xse) * sin(2.*xllp) + r_ecc * xee / 8. & |
| 41 |
! 1 degree in longitude = 240 s in time |
* (1. / 3. + xse) * sin(3. * xllp)) + (xjour - 81.) * pir - xllp |
| 42 |
|
xee = xee * r_ecc |
| 43 |
DO n = 1, klon |
longi = (ranm + (2. * r_ecc - xee / 4.) * sin(ranm) + 5. / 4. * r_ecc**2 & |
| 44 |
omega = (gmtime + long(n) / 360.) * 2 * pi |
* sin(2 * ranm) + 13. / 12. * xee * sin(3. * ranm)) / pir + xl |
| 45 |
omega = MOD(omega + 2 * pi, 2 * pi) |
|
| 46 |
omega = omega - pi |
IF (present(dist)) then |
| 47 |
pmu0(n) = sin(lat(n)*zpir) * sin(lat_sun) & |
dist = (1 - r_ecc * r_ecc) & |
| 48 |
+ cos(lat(n)*zpir) * cos(lat_sun) & |
/ (1 + r_ecc * cos(pir * (longi - (r_peri + 180.)))) |
| 49 |
* cos(omega) |
end IF |
|
pmu0(n) = MAX (pmu0(n), 0.) |
|
|
IF (pmu0(n) > 1.E-6) fract(n)=1.0 |
|
|
ENDDO |
|
| 50 |
|
|
| 51 |
END SUBROUTINE zenith |
END SUBROUTINE orbite |
| 52 |
|
|
| 53 |
end module orbite_m |
END MODULE orbite_m |
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